ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ

К кисломолочным напиткам относятся простокваша, кефир, кумыс, ацидофильные напитки, кисломолочные напитки с солодовым экстрактом. Кроме того, вырабатывают кисломолочные напитки из пахты и молочной сыворотки.

Все виды кисломолочных напитков вырабатываются путем сквашивания подготовленного исходного сырья заквасками определенных чистых культур. Полученный сгусток охлаждается, а для некоторых продуктов он созревает.

Для получения кисломолочных напитков используют молоко цельное и обезжиренное, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия, пахту и другое молочное сырье, а также солодовый экстракт, сахар, плодово-ягодные сиропы, джемы, корицу и др.

Существует два способа производства кисломолочных напитков -- резервуарный и термостатный.

Резервуарный способ. Технологический процесс производства кисломолочных напитков резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, пастеризации, гомогенизации, охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревания сгустка (кефир, кумыс), фасовки.

Для производства кисломолочных напитков используется молоко не ниже второго сорта кислотностью не выше 19 °Т, которое предварительно подвергают очистке. Обезжиренное молоко, пахта, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия и плодовоягодные наполнители должны быть доброкачественными без посторонних привкусов и запахов и пороков консистенции.

Кисломолочные напитки вырабатывают с различной массовой долей жира: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1 %. Поэтому исходное молоко соответственно нормализуется до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах-нормализаторах или смешением. Нежирные продукты вырабатываются из обезжиренного молока.

При нормализации сырья смешением массу продуктов для смешения определяют по формулам материального баланса или по рецептуре.

Нормализованное сырье подвергается тепловой обработке. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Наилучшие условия для развития микроорганизмов создаются, если молоко пастеризуется при температурах, близких к 100 °С. При этих условиях происходит денатурация сывороточных белков, которые участвуют в построении структурной сетки сгустка, повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Поэтому при производстве всех кисломолочных напитков, кроме ряженки и варенца, исходное сырье пастеризуется при температуре 85--87 °С с выдержкой 5--10 мин или при 90-- 92 °С с выдержкой 2--3 мин, ряженки и варенца -- 95--98 °С с выдержкой 2--3 ч. Кроме того, при выработке варенца используется и стерилизация молока.

Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. В результате гомогенизации при температуре 55--60 °С и давлении 17,5 МПа улучшается консистенция кисломолочных продуктов и предупреждается отделение сыворотки.

После пастеризации и гомогенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания. При использовании закваски, приготовленной на термофильных бактериях, молоко охлаждается до 50 -- 55°С, мезофильных--30--35 °С и кефирной закваски-- 18--25 °С.

В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду продукта. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод и в смесителе смешивается с молоком.

Сквашивание молока проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного сгустка и достижению определенной кислотности.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается. Кисломолочные продукты, вырабатываемые без созревания, немедленно направляются на охлаждение.

Рис. 45. Схема технологической линии производства кисломолочных напитков резервуарным способом:

/--емкость для сырого молока; 2 -- насосы; 3 -- балансировочный бачок: 4--пластинчатая пастерпзационно-охладительная установка; 5 -- пульт управления; 6 -- возвратный клапан;

7 -- сепаратор-нормализатор; 8 -- гомогенизатор; 9 -- емкость для выдерживания молока;

10 -- емкость для кисломолочных напитков; Л -- смеситель; 12 -- заквасочник

Кефир, вырабатываемый с созреванием, после сквашивания охлаждается до 14--16 °С и при этой температуре созревает. Продолжительность созревания кефира не менее 10--12 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит процесс спиртового брожения, в результате чего в продукте накапливаются спирт, углекислота и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.

Технологическая линия производства кисломолочных напитков резервуарным способом представлена на рис. 45. Молоко из емкости для сырого молока подается в балансировочный бачок, откуда направляется в рекуперативную секцию пастеризационно-охладительной установки, где подогревается до 55--57 °С.

Для пастеризации молока используются пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов, в которых можно проводить пастеризацию с необходимой выдержкой и последующим охлаждением до температуры сквашивания. Подогретое молоко направляется сначала в сепаратор-нормализатор, а затем -- на гомогенизатор.

Для гомогенизации предназначены гомогенизаторы клапанного типа. Из гомогенизатора молоко сначала поступает в секцию пастеризации, далее через пульт управления -- в емкость для выдерживания и возвращается в рекуперативную секцию и. в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки, где охлаждается до температуры заквашивания. Если по выходе из секции пастеризации молоко не достигло заданной температуры, то оно с помощью возвратного клапана направляется в балансировочный бачок для повторной пастеризации. Охлажденное молоко поступает в емкость для производства кисломолочных напитков, перемешиваясь в смесителе с закваской.

Сквашивание молока проводят в специальных двустенных вертикальных емкостях, оборудованных мешалками с автоматическим устройством.

Мешалка устроена таким образом, чтобы не взбалтывала кефир и не резала бы его на пласты и кубики, а равномерно и одновременно перемешивала всю массу кефира. Частичное перемешивание или разрезка сгустка приводит к отделению сыворотки, а взбалтывание мешалкой -- к пенообразованию, что в свою очередь вызывает отделение сыворотки.

Автоматическое устройство обеспечивает протекание сквашивания по определенному циклу: перемешивание -- покой -- перемешивание, а также служит для включения системы охлаждения. Охлаждение осуществляют холодной водой или рассолом, циркулирующим по кольцевому зазору между внутренней и средней емкостями. Средняя емкость снабжена теплоизоляцией, облицованной защитным кожухом.

Для выработки кисломолочных продуктов используются емкости вместимостью 2000, 4000, 6000 и 10000 л.

Заквашенное молоко сквашивается в емкости до требуемой кислотности. Полученный сгусток охлаждается в той же емкости, при этом через каждые 30--40 мин включается мешалка для размешивания сгустка и более быстрого его охлаждения. Если требуется созревание, то сгусток охлаждается до температуры созревания и оставляется в емкости на созревание.

Охлаждение продукта можно проводить в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости, а по достижении заданной кислотности продукт подается на пластинчатый охладитель, где охлаждается в потоке до требуемой температуры и поступает в промежуточную емкость, откуда направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуются в термосвариваемые пакеты или в стеклянную тару на автоматах для фасовки жидких молочных продуктов.

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).

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.

Кроме того, при сквашивании происходят частичное отвердевание жира в жировых шариках и некоторая потеря отрицательного заряда на их поверхности в результате повышения кислотности сливок, образуются скопления жировых шариков, участвующие в формировании структуры продукта.

По окончании сквашивания сливки перемешиваются в течение З--15 мин и направляются на фасовку самотеком или насосами. Допускается охлаждение сквашенных сливок в резервуаре до температуры не ниже 18--20 °С во избежание излишнего нарастания кислотности.

'

Рис. 61. Схема технологической линии производства сметаны резервуарным способом:

1 - емкость для сливок: 2 -- насос; 3 -- уравнительный бак; 4--пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 5 -- гомогенизатор; 6 -- выдерживатель; 7 -- емкость для выработки кисломолочных продуктов; 8 -- автомат для фасовки

глицеридов молочного жира и некоторых компонентов оболочек жировых шариков. Степень отвердевания глицеридов зависит от температуры охлаждения и длительности выдержки: с понижением температуры количество отвердевшего молочного жира в сметане увеличивается. При 2-- 8 °С оно составляет 35--50 %.

После созревания продукт готов к реализации. Технологический процесс производства сметаны резервуарным способом осуществляется на линии (рис. 61). Полученные сливки направляются в емкость, в которой проводят нормализацию цельным или обезжиренным молоком. Затем сливки пастеризуются на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке для сливок или на трубчатой пастеризационной установке и направляются на гомогенизацию, которая осуществляется в гомогенизаторах клапанного типа. Пастеризованные сливки выдерживаются в выдерживателе, охлаждаются на пастеризационно-охладительной установке, направляются на сквашивание.

Для сквашивания сливок используют емкости для выработки кисломолочных продуктов.

Для подачи сквашенных сливок на фасовку предназначены поршневые, мембранные, винтовые, ротационные и шестеренные насосы.

Фасовка сквашенных сливок осуществляется на автоматах я полуавтоматах, рассчитанных на дозировку вязких молочных продуктов.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА СЫРОВ

Производство сыра осуществляют традиционным способом и способом с применением ультрафильтрации.

Традиционный способ. В основу этого способа положен принцип концентрирования составных частей молока, главным образом белка и жира, путем отделения сыворотки от молочного сгустка, полученного в результате сычужной или кислотно-сычужной коагуляции. Выделяемая сыворотка содержит молочный сахар, сывороточные белки, жир и минеральные соли. Основным недостатком традиционного способа производства является трудность регулирования влажности и кислотности продукта, поскольку эти показатели зависят от целого ряда факторов. Получение значительного количества сыворотки приводит к снижению выхода готового продукта, так как в сыворотку переходит часть белков и жира исходного сырья.

Технологический процесс производства натуральных сыров традиционным способом включает следующие операции: приемку молока; промежуточное хранение; подогрев; очистку и нормализацию; пастеризацию; охлаждение и созревание; подогрев молока; внесение закваски, хлористого кальция и сычужного фермента; свертывание молока; обработку сгустка; формование сыра; самопрессование и прессование сыра; его посолку и созревание.

Общими операциями в производстве всех групп сыров являются технологические операции по подготовке молока к свертыванию. Некоторые особенности имеют место только при нормализации, пастеризации и созревании молока.

Цель нормализации молока в сыроделии заключается в получении определенного соотношения между жиром и сухим остатком сыра, которое называется жирностью сыра в сухом веществе. Такая жирность принята за стандартную величину, так как в процессе созревания сыра не меняется. Содержание жира в сухом веществе сыра зависит в основном от соотношения жира и белка в нормализованной смеси, степени использования этих компонентов, соотношения между казеином и сывороточными белками, а также от содержания соли. Поэтому в зависимости от состава молока необходимо подбирать определенную жирность смеси для выработки сыра.

Готовность сычужного сгустка оценивают по продолжительности свертывания и плотности сгустка. При разрезании готового сгустка получается ровный раскол и выделяется прозрачная зеленоватая сыворотка. Продолжительность свертывания для различных групп сыров принимается от 15--30 до 40--60 mhh.

Отпрессованный и посоленный сыр подвергается созреванию, т. е. выдержке при определенном температурно-влажностном режиме. В процессе созревания сыра под действием ферментов микрофлоры и адсорбированного сычужного фермента происходят глубокие биохимические превращения, обусловливающие его вкус, аромат, структуру и цвет.

Молочный сахар сбраживается молочнокислыми и ароматобразующими микроорганизмами с образованием молочной кислоты, ароматических веществ и углекислого газа. Наряду с молочной кислотой образуются в незначительных количествах другие кислоты, например уксусная, пропионовая и масляная.

Белки сыра подвергаются протеолизу в результате действия ферментов молочнокислых микроорганизмов, плесеней (в случае их использования) и сычужного фермента. Распад белка происходит по схеме: белок--пептоны--пептиды--дипептиды--аминокислоты.

Аминокислоты в свою очередь могут превращаться в амины, жирные кислоты, альдегиды, кетоны и различные газы (аммиак, сероводород и т. д.).

Молочный жир в процессе созревания подвергается гидролитическому распаду (липолизу) и окислению под действием ферментов микроорганизмов. Липолиз жира в значительной степени имеет место в сырах (рокфор, камамбер и др.), созревающих с участием культурных плесеней.

Плесени вырабатывают активные липазы, наличие которых приводит к липолизу жира. В сырах, созревающих под действием молочнокислой микрофлоры, липолиз жира имеет место, но в значительно меньшей степени. При липолизе образуются жирные кислоты, придающие сыру своеобразный острый перечный вкус.