Технология производства сметаны

Введение

         В промышленности  сметана - это кисломолочный продукт, получаемый из нормализованных, пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых стрептококков и созревания при низких температурах [3].По ГОСТ сметана бывает следующей жирности:

• нежирная: 10%, 12%, 14% жирности;
• маложирная: 15%, 17%, 19% жирности;
• классическая: 20%, 22%, 25%, 28%, 30%, 32%, 34% жирности;
• жирная: 35%, 37%, 40%, 42%, 45%, 48% жирности;
• высокожирная: 50%, 52%, 55%, 58% жирности;

Среди других кисломолочных продуктов сметана выделяется высокими пищевыми достоинствами. Благодаря изменениям, происходящим с белковой частью в процессе сквашивания, сметана усваивается организмом быстрее и легче, чем сливки соответствующей жирности. В ней содержатся все витамины, имеющиеся в молоке, причем жирорастворимых А и Е — в несколько раз больше. Некоторые молочнокислые бактерии в процессе сквашивания сметаны способны синтезировать витамины группы В, поэтому в сметане по сравнению с молоком выше также содержание этих витаминов.

Сметана содержит (в %): воды - 54,2-82,7, белков - 3,0, жира - 10-40, углеводов - 3,0, минеральных веществ - 0,5-0,6, витамины А, Б1, В2, С. Энергетическая ценность 100 г сметаны составляет 114-384 ккал.

 Жиры сметаны отличаются  сравнительно высокой дисперсностью, т. е. мелко раздроблены, что облегчает  их усвояемость организмом человека. Свободные органические кислоты  сметаны в сочетании с жирами  полезны практически для всего  желудочно-кишечного тракта.

1 Технологическая часть

1.1 Аппаратурно-технологические схемы производства сметаны.

Сметана - кисломолочный продукт, который произведен путем сквашивания сливок с добавлением молочных продуктов или без их добавления с использованием заквасочных микроорганизмов - лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков и массовая доля жира в котором составляет не менее чем 9 % [6].

Консистенция сметаны в значительной степени зависит от содержания жира и СОМО (сухой обезжиренный молочный остаток), при увеличении которых сметана приобретает более густую консистенцию, замедляется отделение сыворотки от сгустка.

Сметану вырабатывают двумя способами: термостатным или резервуарным, с применением гомогенизации сливок или с применением низкотемпературной обработки (физического созревания) перед сквашиванием.

Производство сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием.

Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием изображено на рисунке 1.

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием.

 

 

1 - весы, 2 - приемная емкость, 3, 10 - насосы 4 - емкость для нормализации сливок; 5,8 - пластинчатые пастеризационно-охлаждающие установки, 6 - трубчатый пастеризатор, 7 - аппарат для созревания сливок, 9 - промежуточная емкость, 11 - фасовочных аппарат, 12 - заквасочник.

Молоко после приема подогревают до 40-45оС и сепарируют. Полученные сливки нормализуют по содержанию жира с применением обезжиренного, цельного молока или более жирными сливками. Нормализованные сливки пастеризуют при температуре 85-90оС с выдержкой от 15 с до 10 мин. и при 90-95оС от 20 с до 5 мин. в зависимости от вида сметаны. Пастеризованные сливки охлаждают до 2-8оС и выдерживают 1,5-2 часа для созревания. При этом происходит массовая кристаллизация жира с образованием смешанных кристаллов. Большая часть жира затвердела при физическом созревании, сохраняется во время сквашивания сливок и принимает участие в образовании структуры сгустка сквашенных сливок. После этого сливки подогревают до температуры сквашивания 26-28оС, не допуская перегрева. Сливки сквашивает путем внесения 1-5% бактериальной закваски с кислотностью 80-85оТ. Для сметаны с жирностью 10%, которая считается диетической, сливки перемешивают 10-15 мин. и оставляют до образования сгустка и повышение кислотности в 68-70оТ. Через 1-2 часа сливки перемешивают и оставляют еще на 13-16 час. Сквашенные сливки перемешивают, охлаждают до 18-20оС и направляют на фасовку и упаковку. В упаковке при 5-8оС сметана созревает в течение 12-48 час.в крупной таре, 6-8 час. в малой. Сохраняется сметана при 8оС.

Производство сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием.

Отличительная особенность этого способа - гомогенизация, которой подвергаются пастеризованные и охлажденные до 60-70оС сливки. Целью гомогенизации является увеличение площади поверхности жировой фазы, что положительно влияет на условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны и формирования густой консистенции продукта. В зависимости от массовой доли жира давление гомогенизации составляет 7-15 МПа.

Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием резервуарным и термостатным способами показано на рисунке 2.

 

 

 

Рисунок 2 - Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием резервуарным и термостатным способами.

 

 

I - резервуарный способ производства  сметаны; II - термостатный способ  производства сметаны: 1 - веса, 2 - приемная  емкость, 3, 10 - насосы 4 - емкость для  нормализации сливок, 5 - пластинчатая  пастеризационно-охлаждающая установка, 6 - трубчатый пастеризатор, 7 - промежуточная емкость; 8 - гомогенизатор, 9 - аппарат для сквашивания сливок, 11 - аппарат фасовки, 12 - термостатная камера, 13 - холодильная камера.[ 8]

 

 

 

 

1.2.Технология производства  сметаны 20%-ой жирности.

Рассмотрим подробнее технологию производства сметаны 20%-ой жирности термостатным способом.

При термостатном способе производства сметаны сливки после заквашивания фасуют в пластиковую тару и сквашивают в термостатной камере, после чего охлаждают. Этим способом вырабатываются низкожирные виды сметаны или когда используется сырье с пониженным СОМО.Сметана, произведённая этим методом, имеет более плотную консистенцию и цельный сгусток.

При резервуарном способе внесение закваски и сквашивание проводят в резервуарах (ваннах). После образования сгустка его перемешивают и фасуют в потребительскую или транспортную тару. Охлаждение и созревание сметаны осуществляют в холодильных камерах.

Одним из условий получения сметаны высокого качества является пастеризация при высоких температурах. Температура пастеризации зависит от жирности сливок и составляет 92-96 °С с выдержкой 2-10минут. Такой режим обеспечивает более стойкую сметану с густой консистенцией и выраженным привкусом пастеризованных сливок за счет образующихся свободных сульфгидрильных групп, летучих карбонильных соединений, лактонов и др.

На качество сметаны существенное влияние оказывает гомогенизация сливок, с применением которой существенно улучшается консистенция сметаны. При выработке сметаны применяют частичную или полную гомогенизацию сливок. Частичную гомогенизацию сливок (60-80% общего объема) проводят с целью повышения их устойчивости к механическим и температурным воздействиям.

Таким образом, основные пути улучшения качества сметаны пониженной жирности с традиционной консистенцией: высокая температура пастеризации; гомогенизация и физическое созревание сливок.

1.3 Описание технологического процесса

Процесс производства сметаны включает в себя следующие стадии: вспомогательные работы (ВР); основной технологический процесс (ТП); упаковывание, маркировка (УМО).

Стадия ВР.1. Подготовка оборудования

Санитарную обработку (мойку и дезинфекцию) оборудования для транспортировки, приемки, сбора и хранения молока проводят после каждого опорожнения, а трубопроводы, насосы и молокосчетчики – по окончании технологического процесса. Перед мойкой моющими средствами с наружных и внутренних поверхностей оборудования, тары и трубопроводов удаляют остатки продукта, механические загрязнения и ополаскивают водой.

Промывают наружные и внутренние поверхности оборудования, детали, трубопроводов и тары раствором моющих средств в течение 5 – 20 минут в зависимости от степени загрязненности оборудования и способа мойки или в течение времени, установленного индивидуально для каждой моечной системы.После этого обязательно ополаскивают водой в течение нескольких минут. После санитарной обработки тару (фляги, бидоны,) укладывают для просушки на специальные стеллажи вниз горлом. По окончании мойки цистерн и резервуаров люки следует закрыть и опломбировать, на сливные патрубки надеть заглушки.

Санитарную обработку оборудования для механической обработки молока (фильтров, молокоочистителей, сепараторов и т.п.) в основномпроводят одновременно с мойкой пастеризационных аппаратов. Разборку и мойку проводят вручную.

Санитарную обработку (мойку и дезинфекцию) оборудования для тепловой обработки молока (пастеризаторов, стерилизаторов) проводят по окончании рабочего цикла или в соответствии с инструкциями по эксплуатации отдельных видов оборудования. При этом аппарат подключают к системе для СИП-мойки или закольцовывают на балансировочный бачок и моют механизированным (рециркуляционным) способом. Направление воды и моющих растворов такое же, как и движение молока при пастеризации.

Особенность мойки оборудования для тепловой обработки молока при высокой температуре заключается в удалении моющими растворами, кроме остатков молока, еще и молочного камня, который способствует сохранению термофильных бактерий и затрудняет теплопередачу при пастеризации и стерилизации.

Санитарную обработку заквасочников проводят после каждого опорожнения механизированным или ручным способами.

Кроме того все котлы и емкости после окончания работы необходимо обязательно пропарить. Пропаривание осуществляют водяным паром в течение 20-30 мин при давлении не выше 0,5 атм.

Стадия ВР.2. Приготовление закваски

Готовые к применению закваски должны быть произведены ворганизациях или в изолированных производственных помещениях организаций, территориально обособленныхот других организаций. Изготовителем продуктов переработки молока должна обеспечиваться безопасность заквасок, процессов их посредством конструктивных особенностей (расположение и количество помещений, их состояние),организационных мероприятий (режимы работы, производственный контроль), соблюдения санитарно-эпидемиологических требований к условиям работы с микроорганизмами и техническому состояниюоборудования.Приготовление производственных заквасок осуществляетсяизготовителем продуктов переработки молока в специальном производственном помещении (боксе), который перед и после каждого посева микроорганизмов обязательно стерилизуют.

Контроль за безопасностью приготовления заквасок осуществляетсяработниками, прошедшими специальную подготовку, а также аттестацию. Весь процесс приготовления производственных заквасок ( стерилизация,охлаждение, заквашивание, культивирование и охлаждение заквасок) осуществляется в закрытой системе.

Не допускается использование производственных заквасокне израсходованных полностью извскрытых упаковок и срок годности которых истек.

Каждая партия производственных заквасок должна сопровождаться документами, содержащими информацию о часе и дате ее производства, составе,назначении, об объеме, о показателях активности.[ 5]

Стадия ВР.3. Приемка сырья  

Сырье (молоко ) с Т= 4°С жирностью 3,4 % поступает через счетчик молока (используют для определения количества поступившего сырья),с помощью насоса подается в емкость. Затем проводят инспекцию емкостей, в которых доставлено сырье, обмывают водой, отбирают пробы, определяют массу молока, его объем. Пересчет объема молока на массу производят по его фактической плотности. Пробы проверяют по органолептическим показателям, температуре, кислотности, массовым долям жира и белка, плотности и термоустойчивости, механической загрязненности. На основании проведенных исследований устанавливают сортность сырья и его пригодность для выработки сметаны. После проведенных исследований и подтверждения необходимого качества молоко с помощью насоса подается на подогрев в пластинчатый теплообменник.

 

 

Стадия ТП.4. Нагревание молока

Молоко подогревают в пластинчатом теплообменнике до 40-45° С с целью уменьшения его вязкости, а так же для перевода тугоплавкой фракции жира в жидкое состояние,что впоследствии улучшает процесс очистки и отделения сливок. Далее подогретое молоко направляется в сепаратор.

Стадия ТП.5. Сепарирование молока

 Сущность процесса разделения (сепарирования) молока заключается  в осаждении дисперсной фазы  в поле действия гравитационных  и центробежных сил.На этой стадии происходит разделение молока на 2 фракции различной плотности: низкожирная-обезжиренное молоко (жирность менее 0,5%) и высокожирная-сливки с 19-21% долей жира,которые предназначены для выработки сметаны. При сепарировании происходит и очистка сметаны. Оптимальная температура сепарирования 35-45 °С.

Стадия ТП.6. Подогрев сливок

Сливки из сепаратора насосом подаются в пластинчатый теплообменник для подогрева до 60-65° С в течение 10-15 мин. Данная стадия необходима для уменьшения вязкости и увеличения пластичности оболочек жировых шариков.

Стадия ТП.7. Гомогенизация смеси

Сливки самотеком подаются в гомогенизатор ( Р=16МПа). Гомогенизация - это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на сливки значительных внешних усилий. Гомогенизация воздействует как на жировую ткань, так и на белковую фазы сливок. При гомогенизации происходит дробление жировых шариков,их размеры уменьшаются, увеличивается их количество, повышается стойкость жировойэмульсии,улучшается консистенция и предотвращается отстой фракций. Гомогенизированная смесь направляется в емкость.