Аналіз сучасних способів проведення технологічних процесів отримання кисломолочних продуктів

Кисломолочні продукти отримують шляхом сквашування молочної сировини чистими молочнокислими бактеріями. В якості сировини для виробництва кисломолочних продуктів використовують пастеризоване, стерилізоване молоко, суміш молока і вершків, молочну сироватку, пахту, а також сухе і згущене молоко[18].

Кисломолочні продукти в дієтичному відношенні цінніші, ніж свіже молоко, і крім того, мають високі лікувальні якості. Дієтичні і лікувальні властивості кисломолочних продуктів пояснюються сприятливою дією на організм людини мікроорганізмів і речовин, що утворюються внаслідок біохімічних процесів, котрі відбуваються при заквашуванні молока (молочної кислоти, спирту, вуглекислого газу, антибіотиків, вітамінів).

Кисломолочні продукти краще засвоюються організмом, ніж молоко, оскільки діють на секреторну діяльність шлунка і кишечника, завдяки чому залози органів травлення інтенсивніше виділяють ферменти, які прискорюють перетравлювання їжі. Кисломолочні продукти підвищують моторику органів травлення (перистальтику кишок). Маючи приємний, освіжаючий і гострий смак, ці продукти підвищують апетит і тим самим поліпшують загальний стан організму[19].

Кисломолочні продукти можна розділить на наступні групи:

· кисломолочні напої;

· сметана;

· сир кисломолочний та вироби з нього.

Технологія кисломолочних напоїв

До кисломолочних напоїв відносяться різні види простокваші (простокваша звичайна, варенець, ряжанка, йогурт та ін.), кефір, кумис, ацидофільні напої.

Для одержання кисломолочних напоїв використовують молоко незбиране та знежирене, вершки, згущене і сухе молоко, казеїнат натрію, сколотини й іншу молочну сировину, а також плодово-ягідні та овочеві наповнювачі, харчові ароматизатори, барвники, підсолоджувачі,

стабілізатори структури.

Існують два способи виробництва кисломолочних напоїв – резервуарний і термостатний.

Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва напоїв резервуарним способом складається з таких технологічних операцій: підготовки сировини, нормалізації, гомогенізації, пастеризації та охолодження, заквашування, сквашування в спеціальних ємностях, охолодження згустку, дозрівання згустку (кефір, кумис), фасування.

Для виробництва кисломолочних напоїв, використовується молоко не нижче другого сорту, кислотністю не більше 19 °Т щільністю не менше 1027 кг/м³. Сухе молоко попередньо відновлюють. Знежирене молоко, пахту, вершки, згущене і сухе молоко, казеїнат натрію, плодово-ягідні та овочеві наповнювачі повинні бути доброякісними, без сторонніх присмаків і запахів і пороків консистенції.

Кисломолочні напої виробляють із різноманітною масовою долею жиру, тому вихідне молоко нормалізують до необхідної масової частки жиру. Нормалізація молока здійснюється в потоку на сепараторах-нормалізаторах або змішуванням. Деякі продукти виробляються зі знежиреного молока. При нормалізації сировини змішуванням масу продуктів для змішування знаходять по формулах матеріального балансу або по рецептурі.

Нормалізовану суміш піддають тепловій обробці. В результаті пастеризації знищуються мікроорганізми в молоці і створюються умови, сприятливі для розвитку мікрофлори закваски. Нормалізовану пастеризують при температурі (92±2)°С з витримкою 2-8 хв або при температурі 85–87 °С з витримкою 5-10 хв. Для виробництва ряжанки суміш пастеризують при температурі 95–98°С витримкою 5-6 хв. Високі температури пастеризації викликають денатурацію сироваткових білків, при цьому підвищуються гідратаційні властивості казеїну. Це сприяє утворенню більш щільного згустку, який добре утримує вологу, а це в свою чергу перешкоджає відділенню сироватки при зберіганні кисломолочних напоїв.

Теплова обробка суміші зазвичай поєднується з гомогенізацією при температурі 60-65 ° С і тиску 15-17,5 МПа.

Після пастеризації і гомогенізації суміш охолоджується до температури заквашування, після чого вона надходить у ємність для заквашування. В охолоджену суміш вносять закваску, маса якої зазвичай становить 5% від маси заквашвальної суміші. Використовують закваски прямого внесення.

Сквашування суміші проводять при температурі заквашування. В процесі сквашування відбувається розмноження мікрофлори закваски, зростає кислотність, коагулює казеїн і утворюється згусток. Закінчення сквашування визначають по утворенню достатньо щільного згустку і досягненню визначеної кислотності.

По закінченні сквашування продукт негайно охолоджується. Кефір, що виготовляється із дозріванням, після сквашування охолоджується до 14-16 ° С і при цій температурі дозріває. Тривалість дозрівання кефіру не менше 10-12 год. Під час дозрівання активізуються дріжджі, відбувається процес спиртового бродіння, у результаті чого в продукті утворюється спирт, вуглекислота й інші речовини, які надають цьому продукту специфічні властивості. У виробництві фруктового кефіру наповнювачі вносять після дозрівання перед фасуванням.

Кисломолочні напої фасують в термостійкі пакети, коробки, стаканчики та ін.

Термостатний спосіб. Технологічний процес виробництва кисломолочних напоїв термостатним способом складається з тих же технологічних операцій, що і при виробництві резервуарним способом, які проводяться в такій послідовності: підготовка сировини, нормалізація, пастеризація, гомогенізація, охолодження до температури заквашування, заквашування, фасовані, сквашування в термостатних камерах, охолодження згустку, дозрівання згустку (кефір, кумис).

Прийомку і підготовку сировини, нормалізацію, теплову обробку, гомогенізацію нормалізованої суміші та її охолодження до температури заквашування виконують так само, як і при резервуарному способі виробництва. Далі нормалізовану суміш заквашують в ємності. Після заквашування суміш фасують в споживчу тару і направляють в термостатну камеру, де підтримується температура, сприятлива для розвитку мікрофлори закваски. Закінчення сквашування визначається за кислотностю і щільностю згустку, потім продукт направляється в холодильну камеру для охолодження, а кефір – і для дозрівання.

Резервуарний спосіб виробництва кисломолочних напоїв в порівнянні з термостатним має ряд переваг. По-перше, цей спосіб дозволяє зменшити виробничі площі за рахунок ліквідації громіздких термостатних камер. При цьому збільшується виробіток продукції з м² виробничої площі і знижується витрата тепла і холоду. По-друге, він дозволяє здійснити більш повну механізацію і автоматизацію технологічного процесу, скоротити витрати ручної праці на 25% і підвищити продуктивність праці на 35%. Принципово-технологічна схема виробництва кисломолочних продуктів зображена на рис. 1.3.

Технологія сметани

Сметану отримують з нормалізованих, пастеризованих вершків шляхом

сквашування їх закваскою, приготовленою на чистих культурах молочнокислих бактерій, і дозріванням при низьких температурах.

Сметана з масовою часткою жиру 10, 15 і 20% може вироблятися з суміші коров’ячих вершків і соєвого білка. Суміш заквашують культурами мезофільних молочнокислих стрептококів. Соєвий білок додають у вершки для поліпшення консистенції готового продукту. Для сметани з масовою часткою жиру 10, 15 і 20% масова частка соєвого білка становить відповідно 5-6, 3-4 і 2-3 кг на 1000 кг готового продукту. Сметану з соєвим білком виробляють так само, як і сметану з коров’ячих вершків. Термін придатності сметани в герметичній упаковці досягає 7 діб.

Сметану виробляють двома способами: резервуарним і термостатним.

Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва сметани резервуарним способом складається з таких технологічних операцій: приймання і сепарування молока, нормалізації вершків, пастеризації, гомогенізації й охолодження вершків, заквашування і сквашування, перемішування поквашених вершків, фасування, охолодження і дозрівання сметани.

Молоко сепарують при 40-45 °С. Отримані вершки нормалізують цільним або знежиреним молоком.

Нормалізовані вершки пастеризують при 85-90 °С з витримкою від 15 с до 10 хв або при 90-96 °С з витримкою від 20 с до 5 хв залежно від виду сметани.

Пастеризовані вершки охолоджують до 60-70 °С і направляють на гомогенізацію. Залежно від масової частки жиру в сметані гомогенізацію проводять при тисках, які показані у табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

Тиски, при яких проводять гомогенізацію сметани [20]

У виробництві сметани з масовою часткою жиру 15, 20, 25, 30% припускається здійснювати гомогенізацію вершків при температурі 50-70 °С до пастеризації.

В гомогенізованих вершках збільшується поверхня жирової фази. Це призводить до збільшення в’язкості вершків. Гомогенізація покращує умови кристалізації молочного жиру при дозріванні сметани, що сприяє формуванню густої консистенції готового продукту.

При виробництві сметани з масовою часткою жиру 15, 20, 25 і 30% допускається фізичне дозрівання вершків перед заквашуванням шляхом швидкого охолодження вершків до 2-6 ° С і витримки протягом 1-2 годин. При фізичному дозріванні вершків відбувається масова кристалізація жиру, що сприяє поліпшенню консистенції сметани.

Вершки після гомогенізації охолоджують (а після фізичного дозрівання підігрівають) до температури заквашування і заквашують закваскою в кількості 1-5% або бактеріальним концентратом.

Сквашування вершків відбувається до утворення згустка і досягнення необхідної кислотності. Тривалість процесу сквашування складає 6-16 годин у залежності від виду сметани.

При сквашиванні, охолодженні і дозріванні відбуваються основні процеси структуроутворення сметани, що формують консистенцію готового продукту. По закінченні сквашування вершки перемішують і відправляють на фасування.

Фасують сметану в споживчу тару (коробочки і стаканчики з полімерних матеріалів, пакети з комбінованих матеріалів і ін.). Для крупного фасування сметани використовують алюмінієві бідони місткістю 10 кг, металеві фляги – до 25 кг і дерев'яні бочки – 50 кг.

Після фасування сметану направляють на охолодження і фізичне дозрівання. Сметана охолоджується до температури не вище 8 °С в холодильних камерах з температурою повітря 0-8 °С. Одночасно з охолодженням продукту відбувається його дозрівання. Тривалість охолодження і дозрівання у великій тарі від 12 до 48 год, а в дрібній – від 6 до 12 год. Дозрівання проводять для того, щоб сметана набула щільної консистенції. Це відбувається в основному унаслідок затвердіння гліцеридів молочного жиру. Ступінь затвердіння гліцеридів залежить від температури охолодження і тривалості витримки: із зниженням температури кількість затверділого молочного жиру в сметані збільшується. При 2-8 °С вона складає 35-50%.

Після дозрівання продукт готовий до реалізації. Термін зберігання фасованої в споживчу тару і герметично упакованої сметани при температурі від 0 до 4 °С становить 7 діб.

Термостатний спосіб. Цей спосіб виробництва сметани складається з наступних операцій: приймання сировини, сепарування молока, нормалізації вершків, пастеризації, гомогенізації й охолодження вершків, заквашування вершків в ємності, фасовані, сквашування, охолодження і дозрівання сметани.

Підготовка вершків і заквашивання здійснюється так само, як і при резервуарному способі виробництва сметани. Заквашені вершки фасують, при цьому тривалість фасування заквашених вершків з однієї ємності не повинна перевищувати 2 год.

Після фасування заквашені вершки направляють в термостатна камеру для сквашування. Сквашені вершки направляють в холодильну камеру з температурою повітря 0-8 °С і охолоджують до температури не вище 8 °С. Одночасно відбувається дозрівання продукту. Тривалість охолодження і дозрівання сметани становить 6-12 годин. Після дозрівання продукт готовий до реалізації.

Принципово-технологічна схема виробництва сметании зображена на рис. 1.4.

Технологія сиру кисломолочного

Сир кисломолочний – кисломолочний білковий продукт, який виробляють з пастеризованого нормалізованого або знежиреного молока, а також сколотин шляхом сквашування закваскою з наступним видаленням з отриманого згустку частини сироватки.

Молочна промисловість виробляє сир з масовою часткою жиру 18, 9, 5% і нежирний. Масова частка вологи в готовому продукті відповідно складає 65, 73, 75 і 80%; кислотність – 210, 220, 230, 240 °Т. Крім того виробляють сир кисломолочний з різною масовою часткою жиру і нежирний, а також з плодово-ягідними наповнювачами.

Для отримання згустку в технології сиру використовується кислотно-сичужну та кислотну коагуляцію білків молока.

Існують два способи виробництва сиру: традиційний (звичайний) і роздільний.

Традиційний спосіб. Технологічний процес виробництва сиру традиційним способом включає наступні послідовно здійснювані технологічні операції: підготовку молока, отримання сировини необхідного складу, пастеризацію, охолодження до температури заквашування, заквашування, сквашування, дроблення згустку, відділення сироватки, охолодження сиру, фасування.

При виробництві сиру з різною масовою часткою жиру проводять нормалізацію молока по жиру з урахуванням масової частки білка в молоці, а для виробництва нежирного сиру використовують знежирене молоко.

Сировина, призначена для виробництва сиру попередньо очищається.

Пастеризація підготовленої сировини здійснюється при температурі 78-80 °С з витримкою 20-30 с. Пастеризоване молоко охолоджується до температури сквашування в теплий період року до 28-30 °С, а в холодний – до 30-32 °С і направляється на заквашування.

Якщо використовується кислотно-сичужна коагуляція білків молока, то при заквашуванні в молоко вноситься закваска, хлорид кальцію і сичужний фермент, якщо кислотна коагуляція – то тільки закваска.

Для заквашування використовується закваска на чистих культурах мезофільних лактококков. Тривалість сквашування становить 6-8 год. При прискореному способі сквашування в молоко вноситься закваска, приготована на культурах мезофільних лактококков і на культурах термофільного молочнокислого стрептокока. Температура сквашування при прискореному способі 35-38 °С, тривалість сквашування – 4-4,5 год.

Після внесення закваски, хлориду кальцію і сичужного ферменту молоко перемішують і залишають у спокої до закінчення сквашування.

Закінчення сквашування визначають по кислотності згустку. Для жирного і напівжирного сиру вона становить 58-60 °Т, для нежирного – 66-70 °Т.

Для прискорення виділення сироватки готовий згусток розрізають спеціальними дротовими ножами на кубики розміром по ребру близько 2 см. Розрізаний згусток залишають у спокої на 40-60 хв для виділення сироватки та наростання кислотності.

У виробництві сиру нежирного використовують кислотну коагуляцію білків молока. Отриманий при цьому згусток має меншу міцність, ніж згусток, отриманий при сичужний-кислотної коагуляції, і гірше зневоднюється. Для посилення і прискорення виділення сироватки використовується підігрівання отриманого згустку до температури 36-38 ° С з витримкою 15-20 хв.

Виділена сироватка видаляється, а згусток розливається в бязеві або лавсанові мішки по 7-9 кг і направляється для подальшого відділення сироватки на самопресування і пресування.

Після пресування сир негайно охолоджується до температури 3-8 °С, в результаті чого припиняється молочнокисле бродіння з наростанням зайвої кислотності.

Охолоджений сир фасується у вигляді брикетів в пергамент, коробочки і стаканчики з полімерних матеріалів і ін.

Виробництво сиру традиційним способом з використанням для пресування мішків є трудомістким і тривалим процесом. В даний час з метою зниження трудовитрат і втрат сировини, підвищення продуктивності і культури виробництва окремі операції механізовані і створені механізовані й автоматизовані лінії.

Застосування марки ТІ-4000 для виготовлення сиру і ліній з використанням ванн-сіток дозволяє механізувати операції пресування згустку.

Технологічний процес виробництва сиру 9 і 18% жирності, селянського і нежирного за допомогою кислотно-сичугової і кислотної коагуляції білків на сировиготовлювачах ТІ-4000 від приймання до пресування згустку складається з тих же операцій, що і при традиційному способі. Пресування згустку в сировиготовлювачі після видалення частини виділеної сироватки здійснюється за допомогою перфорованої прес-ванни, на яку натягнуто фільтруюче полотно. Прес-ванни за допомогою гідроприводу опускаються до зіткнення з дзеркалом згустку зі швидкістю 200 мм / хв. При пресуванні згустку вона опускається зі швидкістю 2-4 мм / хв. Сироватка періодично відкачується з пресс-ванни самоусмоктуючим або вакуумним насосом. Сир пресують до досягнення стандартної масової частки вологи. Тривалість пресування від 4 до 6 год в залежності від виду сиру. Після пресування прес-ванну піднімають, а готовий сир вивантажують в візки і охолоджують.

Механізована лінія Я9-ОПТ служить для вироблення напівжирного, селянського і нежирного сиру.

Складається з наступних операцій: приймання молока, очищення, нормалізації, гомогенізації, пастеризації, охолодження до температури сквашування, сквашування (кислотна коагуляція білків), обробки згустку, охолодження і фасування сиру.

Заквашування і сквашування молока проводять в ємностях до утворення згустку з рН 4,5-4,7. Тривалість сквашування не повинна перевищувати 10 год,

Готовий згусток перемішують протягом 2-5 хв і гвинтовим насосом подають у прямоточний підігрівач, в якому нагрівають до температури

48-54 °С при виробництві напівжирного сиру, до 46-52 °С – селянського сиру і до 42-50 °С – нежирного сиру. Нагрівання проводять протягом 2-2,5 хв гарячою (70-90 °С) водою, що циркулює в сорочці підігрівача. З підігрівача згусток надходить в витримувач, де знаходиться протягом 1-1,5 хв, потім прямує в охолоджувач. У охолоджувачі згусток охолоджується до 30-40 °С при виробництві напівжирного сиру і селянського, до 25-35 °С – при виробництві нежирного сиру.

Для зневоднення сирного згустку використовують обертовий двоциліндровий зневоднювач, обтягнутий фільтруючою тканиною з лавсану. Регулювання вологи в сирі здійснюється шляхом зміни кута нахилу барабана збезводнювача або температури підігрівання та охолодження.

Отриманий сир охолоджують до температури 8-12 °С в двоциліндровому або шнековом охолоджувачі і подають на фасування.

Роздільний спосіб. Сутність роздільного способу полягає в тому, що спочатку отримують знежирене молоко і високожирні вершки, масова частка жиру в яких становить 50-55%. Потім зі знежиреного молока виробляють нежирний сир і змішують його з високожирними вершками.

Нежирний сир можна виробляти на обладнанні, використовуваному при традиційному способі або на механізованих лініях.

Якщо використовують обладнання як при традиційному способі, то отриманий кислотно-сичужною коагуляцією нежирний сир відпресовують до необхідної вологості, потім перетирають до однорідної консистенції на вальцювальній машині, перемішують в місильній машині з пастеризованими і охолодженими високожирні вершками і направляють на фасування.

Принципово-технологічна схема виробництва сиру кисломолочного зображена на рис. 1.5.

Сиркові вироби

До сиркових продуктів відносять сиркові вироби і сиркові напівфабрикати.

Сиркові вироби – це білкові кисломолочні продукти, що виробляються з сиру кисломолочного, приготованого з пастеризованого молока, з додаванням смакових і ароматичних наповнювачів.

Технологічний процес виробництва сирних виробів складається з наступних операцій: приймання та обробки сировини, підготовки компонентів, приготування суміші та фасування. Для сиркових виробів застосовують сир з різною масовою часткою жиру і нежирний, який обробляють на вальцювальній машині, кутері або пропускають через колоїдний млин для отримання однорідної ніжної консистенції. Відповідно до рецептури до сиру додають компоненти, перемішують в місильній машині, охолоджують отриману суміш до температури не вище 6 °С і направляють на фасування.

Промисловість виробляє сирні вироби в широкому асортименті: маси сиркові, пасти сиркові і креми, торти, тістечка сиркові глазуровані, десерти сиркові.

Сиркові напівфабрикати – це білкові кисломолочні продукти, що виробляються з сиру з додаванням наповнювачів тваринного і рослинного походження та вимагають перед вживанням додаткової теплової обробки.

Виготовляють такі сиркові напівфабрикати:

І. Термічна обробка:

* вареники з сиром кисломолочним;

* млинці з сиром кисломолочним;

* сирники;

* запіканка із сиру кисломолочного.

ІІ. Механічна обробка:

* тісто для сирників;

* тісто для лінивих вареників[20].

Прринципово-технологічна схема виробництва сиркових виробів зображена на рис. 1.6.