Технология переработки сметаны

Мезофильные молочнокислые стрептококки в производственных условиях довольно часто теряют активность к кислотообразованию, чувствительны к бактериофагу и сезонным изменениям химического состава молока. С целью повышения активности закваски создают мутанты путем воздействия на штаммы молочнокислых бактерий УФ-лучами, химическими веществами и др. Вместо Str diactileasctis , чувствительного к бактериофагу, вводят Str acetoinicus . Чтобы получить сметану 20%-ной жирности более вязкой консистенции, в состав закваски наряду с молочнокислыми бактериями вводят уксуснокислые; подбирают штаммы Str.сremoris, способные к образованию более вязкого сгустка, а также практикуется сочетание мезофильных и термофильных стрептококков, дающих хорошие результаты получения более плотной и вязкой консистенции сметаны в весеннее время с пониженным содержанием белков в молоке, и ускоряющих сквашивание на 1--2ч.

Созданы закваски для низкожирной сметаны, объединенные под общим названием «Днепрянские», с включением новых видов микроорганизмов из рода Leuconostoc, к ним подсевают палочковидные микроорганизмы. «Днепрянская» закваска отличается способностью синтезировать вязкие полимеры из лактозы и сахарозы. Образующиеся вязкие полимеры являются естественными коллоидными стабилизаторами, способствующими мелкохлопьевидному свертыванию белков молока, получению нежной сметанообразной консистенции различной степени вязкости, повышению стойкости продукта при хранении. При этом необходимо учитывать, что излишне вязкий сгусток разрушается при перемешивании (например, во время фасования), быстрее и медленнее восстанавливается, чем сгусток средней и небольшой вязкости.

Различные виды молочнокислых стрептококков неодинаково  влияют на синеретические свойства сгустка. Максимальному выделению сыворотки способствует внесение Str diactileasctis, а Str уменьшает выделение сыворотки. Среди культур Stг. 1асtis имеются штаммы, образующие полисахариды и увеличивающие вязкость продукта.

Для сметаны, не предназначенной для длительного  хранения, подбирают бактериальную  закваску, протеолитически активную и создающую аромат, но липолитически неактивную.

Наоборот, сметану  для длительного хранения изготовляют  на закваске из протеолитически и липолитически неактивных или слабоактивных штаммов. В противном случае сметана приобретает при продолжительном хранении ряд пороков в связи с усиленным гидролизом белков. При этом сметана сохраняется без снижения качества в течение 6 мес. при температуре от 0 до 2°С.

Чем выше активность закваски и энергия ее кислотообразования, тем меньше продолжительность сквашивания  и плотнее сгусток, выше его таксотропные показатели, вкусовые качества и стойкость сметаны при хранении. Используют бактериальный концентрат, выращенный на специальных средах и подвергнутый сублимационной сушке, в котором в 10--100 раз больше бактериальных клеток, чем в сухом, кроме того, его можно сразу использовать без пересадок для приготовления производственной закваски.

В последнее  время широко используется закваска, приготовленная на стерилизованном  молоке с беспересадочным культивированием микрофлоры. При этом исключается  опасность заражения заквасок посторонней  микрофлорой при пересадках и  бактериофагом, значительно повышается активность микрофлоры заквасок, что  снижает потребность заквасок в 3--4 раза; улучшаются консистенция, вкусовые качества и стойкость продукта. Оптимальная  доза такой закваски, полученной на стерилизованном молоке беспересадочным  способом, составляет 1,5% массы сливок.

В целях усиления протеолитических свойств закваски, интенсификации кислотообразования рекомендуется  добавлять биопрепарат сублимационной сушки в количестве 0,1 и 0,05% массы  сливок вместе с 1,5% закваски на стерилизованном  молоке. Добавление биопрепарата в  малых дозах способствует улучшению  азотистого питания бактериальных  клеток за счет дополнительного введения аминокислот, азотистых веществ.

Добавление биопрепарата следует рекомендовать только для  сметаны, не предназначенной для  длительного хранения. Во время хранения сметаны биопрепарат будет интенсифицировать  протеолиз белков и вызывать порчу сметаны.

В промышленности применяют три основных способа  внесения закваски для сквашивания  сливок: после заполнения емкости  сливками, до ее заполнения, одновременно с подачей сливок в емкость. При  первом способе заквашенные сливки недостаточно эффективно перемешиваются и продолжительность сквашивания  увеличивается. Этого можно избежать при двух других способах внесения закваски. Дозирование закваски удобно проводить с помощью индукционного  расходомера (ВНИКМИ).

После внесения закваски в течение первых 3 ч  сливки тщательно перемешивают через  каждый час, а затем оставляют  в покое до конца сквашивания.

Сквашивание сливок продолжается 9-16 ч в зависимости  от активности закваски и температуры  сквашивания. Сгусток образуется в  результате коагуляции казеина. При  сквашивании происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в жировых  шариках, вследствие чего уменьшается  отрицательный заряд жировых  глобул и образуются кучки. Жировые  шарики и их кучки входят в состав белковых стром и формируют связывающие  мостики между ними, способствуя  этим образованию более плотного сгустка. Наибольшей плотности сгусток  достигает в изоэлектрической точке  белков плазмы и оболочек жировых  шариков, т. е. при рН 4,6--4,7. При удалении от изо- электрической точки (рН ниже 4,6--4,7), что наблюдается при переквашивании сметаны, белки приобретают противоположный заряд и происходит их растворение, разрушение скоплений жировых шариков, нарушение гелевой структуры и разжижение сгустка. Поэтому необходимо сквашивание заканчивать при достижении кислотности 60--75 °Т с учетом того, что докващивание произойдет при медленном охлаждении сметаны до температур физического созревания ее.

Охлаждение

Охлаждение сметаны  в период максимальной скорости размножения  молочнокислой микрофлоры закваски (логарифмическая фаза), что соответствует  кислотности 30--35 °Т, способствует более интенсивному дальнейшему нарастанию кислотности, получению плотного сгустка кислотностью 60--67 °Т с более высокой дисперсностыо белковых частиц. Это легло в основу разработки ступенчатого режима получения кисломолочного сгустка: сквашивание на первой ступени при температуре 30--3 1 °С до кислотности 30--35°Т, охлаждение до температуры 8--10°С, доскващивание при этой температуре до кислотности 60--85°Т и нагревание сквашенных сливок в целях образования сгустка.

Дисперсность  казеиновых частиц в конце первой ступени сквашивания выше, чем  в исходном сырье, и остается практически  одинаковой до конца сквашивания. Нагревание таких сливок вызывает быстрое образование  геля. Сгусток, полученный по ступенчатому режиму, имеет меньшие рН и титруемую кислотность (на 10--14°Т), содержит больше в 1,35 раза летучих жирных кислот, в 6,3 раза ароматобразующих бактерий, вязкость и предельное напряжение сдвига повышаются на 17-- 33% по сравнению с традиционным методом. При ступенчатом методе сквашивания возрастает количество связей между структурными элементами сгустка. Новые структурные элементы повышают вязкостные показатели сгустка. С увеличением прочностных и вязкостных показателей интенсивность выделения сыворотки уменьшается.

В формировании консистенции сметаны до 30%-ной жирности основную роль играет коагуляция белков, а в структурировании сметаны более высокой жирности консистенция формируется за счет физико-химических процессов жировой фазы.

Расфасовка и  созревание сметаны

После сквашивания  сметану фасуют в крупную тару (металлические широкогорлые фляги, в деревянные бочки массой нетто не выше 50 кг) и мелкую (стеклянные баночки, широкогорлые бутылки, картонные и пластмассовые стаканчики). Фасование сметаны в мелкую тару на специальных автоматах или полуавтоматах более удобно и составляет около 70% в общем объеме производимой продукции. Сметана как полидисперсная структурированная система не обладает достаточно прочными связями и при механическом воздействии разжижается. Поэтому желательно направлять сметану на фасование самотеком, применять механизмы, которые создают минимальное воздействие на ее структуру, или фасовать недосквашенной.

Чтобы сметана  приобрела плотную консистенцию, немедленно после ее фасования направляют в холодильные камеры с температурой 2---8 °С, где она охлаждается и созревает. Охлаждение и созревание сметаны может происходить также до фасования в тех же емкостях, в которых сквашивались сливки, после чего готовый продукт фасуют. Охлаждение в крупной упаковке в холодильной камере длится около 8--16 ч и созревание 24--48 ч, в мелкой соответственно 2 и 6--8 ч.

С понижением температуры  замедляется развитие молочнокислых  стрептококков, а ароматобразующая микрофлора, напротив, усиливает свою жизнедеятельность и в продукте накапливаются ароматические вещества. В процессе созревания сметана приобретает оптимальную кислотность (85--100 °Т), а также более густую консистенцию. Получение более густой и более плотной консистенции при созревании обязано преимущественно отвердеванию глицеридов жировой дисперсии и некоторых компонентов оболочек жировых шариков, а также в некоторой мере набуханию белков. Отвердевшие жировые шарики образуют «мостики» в белковой структуре и упрочняют ее.

С понижением температуры  созревания повышается степень отвердевания жировой фазы, больше образуется «мостиков» и сметана в большей мере уплотняется.

Продолжительность хранения сметаны при температуре  не выше 8°С не более 72 ч разрешается. 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА СМЕТАНЫ

Сметану получают из нормализованных пастеризованных  сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах  молочнокислых бактерий, и созревания при низких температурах.

      В зависимости от микрофлоры закваски и массовой доли жира сметану выпускают  следующих видов (табл. 1).

      Таблица 1

Сметану вырабатывают двумя способами: резервуарным и термостатным.

      Резервуарный  способ. Технологический процесс производства сметаны резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: приемки и сепарирования молока, нормализации сливок, пастеризации, гомогенизации и охлаждения сливок, заквашивания и сквашивания сливок, перемешивания сквашенных сливок, фасовки, охлаждения и созревания сметаны.

      Принятое  молоко сепарируется при 40—45 °С. Полученные сливки нормализуются цельным или обезжиренным молоком.

      Нормализованные сливки пастеризуются при 85—90 °С с выдержкой от 15 с до 10 мин или при 90—96 °С с выдержкой от 20 с до 5 мин в зависимости от вида сметаны.

      Пастеризованные сливки охлаждаются до 60—70 °С и направляются на гомогенизацию.

      В производстве сметаны с массовой долей жира 15, 20 и 30% допускается осуществлять гомогенизацию сливок при температуре 50—70 °С до пастеризации. В производстве ацидофильной сметаны гомогенизацию проводят при температуре 26—30 °С и давлении 15—20 МПа после подсквашивания сливок.

      В гомогенизированных сливках увеличивается  поверхность жировой фазы. При  этом вновь образовавшиеся оболочки жировых шариков дополнительно  связывают свободную воду. Белковые вещества оболочек жировых шариков  участвуют в структурообразовании при сквашивании сливок. Гомогенизация  улучшает условия кристаллизации молочного  жира при созревании сметаны, что  способствует формированию густой консистенции сметаны.

      Сливки  охлаждаются до температур заквашивания 20—26 °С (для диетической сметаны и сметаны 15%-ной жирности до 28— 32 °С, а для ацидофильной до 40—44 °С).

      Сливки  заквашиваются закваской в количестве 1—5 % (для ацидофильной сметаны 5—7 % массы сливок).

      Для сметаны 20%-ной и 30%-ной жирности используют закваску, приготовленную на чистых культурах мезофильных молочнокислых стрептококков, для сметаны диетической и 15%-ной жирности — на чистых культурах мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококков, а для ацидофильной — на чистых культурах ацидофильной палочки и ароматобразующего стрептококка. Для заквашивания сливок используют также бактериальный концентрат.

      В производстве сметаны 15%-ной жирности для получения более плотного сгустка допускается вносить в сливки ферментный препарат.

      Сквашивание сливок проводят до образования сгустка  и достижения кислотности 68—75 °Т (диетическая сметана), 55—75 (сметана 15%-ной жирности), 65—80 (сметана 20%-ной жирности) и 55—70 °Т (сметана 30%-ной жирности).

      Длительность  процесса сквашивания составляет 6—16 ч в зависимости от вида сметаны. При сквашивании, охлаждении и созревании происходят основные процессы структурообразования сметаны, формирующие консистенцию готового продукта. При сквашивании  сливок происходит совместная кислотная  коагуляция казеина и сывороточных белков. Некоторые сывороточные белки, денатурированные в процессе пастеризации, образуют комплексы с казеином.