Г. Твердохлеб, В. Шемякин. Вологодское маслоделие(20)

Для получения масла методом сбивания сливок используют маслоизготовители периодического и непрерывного действия. Сущность технологии при этом не меняется, режимы технологических процессов избираются с учетом конструктивных особенностей маслоизготовителей.

Оптимальное содержание жира в сливках при использовании маслоизготовителей периодического действия 25-35 %, а маслоизготовителей непрерывного действия - 38-45 %.

10.4.1. Низкотемпературная подготовка сливок (физическое созревание)

После высокотемпературной пастеризации сливки немедленно охлаждают в пластинчатом теплообменнике до температуры ниже точки отвердевания молочного жира, то есть физического созревания сливок (2-8 или 15-19 °С). Быстрое охлаждение в закрытой системе препятствует вытапливанию жира, способствует сохранению приобретенных при пастеризации вкуса и запаха, интенсифицирует отвердевание глицеридов жира при последующем их физическом созревании, ограничивает возможность развития остаточной микрофлоры в сливках.

Сущность низкотемпературной подготовки сливок

Охлаждение сливок даже до низких положительных температур не обеспечивает еще получение масла достаточно твердой консистенции. Поэтому перед сбиванием охлажденные сливки необходимо выдержать некоторое время при низкой температуре. При сбивании сливок, не прошедших физического созревания, получается мазеобразное, с очень мягкой консистенцией масло и большой отход жира в пахту.

В процессе физического созревания сливок около половины жира в жировых шариках отвердевает, изменяются физико-коллоидные свойства оболочек жировых шариков, достигается желательное изменение белковой фазы и свойств плазмы сливок.

Молочный жир в жировом шарике после пастеризации представляет собой раствор (расплав) высокоплавких глицеридов в более легкоплавких [49, 69, 120]. При быстром охлаждении до низких температур физического созревания происходит переохлаждение (пересыщение) расплава, которое наступает раньше для глицеридов с большей длиной цепи углеродных атомов и высокой температурой отвердевания. В результате из пересыщенного расплава кристаллизуются (выпадают) в первую очередь высокоплавкие глицериды, образуя центры кристаллизации на наружной поверхности глицеридного ядра. Затем по мере выдержки сливок при физическом созревании происходит постепенное выкристаллизовывание глицеридов в более глубоких слоях глицеридного ядра послойно в соответствии с длиной углеродной цепи и температурой их отвердевания. Более легкоплавкие глицериды вытесняются в центр глицеридного ядра.

Вследствие отвердевания жира жировые шарики становятся мутными, сжимаются, принимают угловатую форму [49]. Это приводит к нарушению адсорбционного равновесия оболочки и десорбции стабилизатора, переходу части (20 %) оболочечных веществ в плазму сливок. Оболочки становятся более хрупкими, что облегчает их разрушение при сбивании сливок в масло. Более мелкие жировые шарики быстрее изменяют свое агрегатное состояние, чем крупные. Интенсивность процессов кристаллизации жира в наибольшей мере зависит от глубины и скорости охлаждения, нежели от продолжительности выдержки при температуре охлаждения. Снижение температуры на 1-2 °С оказывает такой же эффект, как удлинение выдержки на несколько часов [64, 120].

При физическом созревании сливок происходит значительное снижение электрозаряда жировых шариков и их способности к отталкиванию друг от друга как одноименно заряженных частиц, снижается их устойчивость. Все это способствует образованию кучек жировых шариков, их число в созревших сливках увеличивается вдвое. Благодаря образованию жировых скоплений заметно повышается вязкость сливок [110]. При созревании повышается степень гидратации белков молока, что также приводит к повышению вязкости сливок.

Решающую роль в процессах маслообразования, формирования структуры и консистенции масла играют фазовые изменения глицеридов молочного жира. Они в основном протекают при физическом созревании сливок и лишь завершаются при сбивании сливок в масло и частично в процессе хранения.

10.4.2. Влияние различных факторов на фазовые изменения глицеридов молочного жира

Материал излагается на основании исследований профессора Г.В.Твердохлеб [114-123].

Под фазовыми изменениями понимают совокупность превращений, протекающих при охлаждении и нагревании молочного жира: изменение агрегатного состояния, образование смешанных кристаллов, полиморфные превращения, рекристаллизация и перераспределение (дифференциация) триглицеридов между фазами.

Г.В.Твердохлеб установила, что глицериды молочного жира в зависимости от глубины и скорости охлаждения способны кристаллизоваться в трех полиморфных формах: альфа, бета' и бета, а при охлаждении до минус 80 °С образовывать стекловидную гамма-форму. Они различаются по структуре построения кристаллической решетки, удельным объемам, конфигурации и величине кристаллов, температурам образования и плавления и физико-химическим свойствам. Гамма, альфа и бета являются метастабильными формами и обладают свойством монотропного полиморфизма - способностью переходить из одной формы в другую, только в направлении от менее стабильной к более стабильной, то есть гамма - альфа - бета' - бета, a не наоборот. Полиморфные превращения протекают в твердом состоянии при температурах, близких к температуре плавления менее стабильной проходящей превращение формы. Так, у при 0-2 градуса С, а при 10-15 °С, бета' при 18-23 °С.

Альфа-форма имеет вид игольчатых кристаллов, температура плавления ее в легкоплавкой группе глицеридов 8,2-10,8 °С, в высокоплавкой 15-17 °С. Она образуется из расплава жира при быстром его охлаждении до 2-8 °С.

Бета'-форма наблюдается в виде сферолитов, образуется при охлаждении расплава до 12-16 °С, но легче путем полиморфного превращения из альфа-формы. Температура плавления этой формы в легкоплавкой группе глицеридов 17-21 °С, в высокоплавкой 23-27 °С. При выдержке бета'-форма переходит в стабильную р-форму.

Бета-форма в поляризованном свете наблюдается в виде утолщенных палочковидных кристаллов, ярко блестящих. При выдержке бета-форма переходит в единственно стабильную бета-форму. Плавится бета-форма в интервале температур 31-34 °С.

Соотношение полиморфных форм в отвердевшем жире влияет на консистенцию масла и его термоустойчивость. Желательно, чтобы полиморфные превращения прошли при выработке масла и в отвердевшем жире преобладали бета и бета'-формы. В этом случае получается стабильное термоустойчивое масло.

Степень отвердевания жира зависит от соотношения в нем различных по плавкости глицеридов, которое изменяется по сезонам года и климатическим зонам. Летом содержание жидких при комнатной температуре фракций составляет примерно половину жира, зимой их количество уменьшается в два раза - до 23 %. Поэтому степень отвердевания их в 2-5 раз ниже, чем тугоплавких. Степень отвердевания зимнего молочного жира по сравнению с летним возрастает на 10-18 % при 4-10 °С и на 10-14 % при 12-15 °С (рис. 43).

Химический и фракционный состав молочного жира имеет большие различия по природно-хозяйственным зонам; наиболее легкоплавкий состав - в районах с холодным и умеренным климатом.

Сложность и разнообразие глицеридного состава молочного жира, значительная длина цепей глицеридов и быстро увеличивающаяся с понижением температуры вязкость расплава обусловливают склонность его к фракционной или групповой кристаллизации. Отвердевание глицеридов из расплава жира происходят последовательно, в соответствии с их растворимостью в более легкоплавких глицеридах и перенасыщением: вначале выкристаллизовываются высокоплавкие, а затем средние и легкоплавкие глицериды. Во всех случаях группы глицеридов образуют смешанные кристаллы, состоящие из родственных по химической природе и физическим свойствам глицеридов. Температура плавления смешанных кристаллов будет средней, но не среднеарифметической температур плавления входящих глицеридов. Чем медленнее охлаждение, тем больше условий для фракционной кристаллизации узких групп родственных по химической природе глицеридов и тем большее количество в твердой фазе жира групп смешанных кристаллов.

При медленном охлаждении в условиях недостаточного переохлаждения возникает мало центров кристаллизации и образуются крупные кристаллы жира. Они, по сравнению с мелкими, обладают меньшей адсорбционной поверхностью для смачивания и удержания жидкого жира. Все это приводит к получению масла более легкоплавкого, менее термоустойчивого, так как расплавление такого жира также пройдет фракционно. Незначительные повышения и колебания температуры будут вызывать расплавление той или иной группы глицеридов. Масло будет нетермоустойчивым, станет выделять жидкий жир при температуре выше 17 °С и растекаться, терять форму.

Быстрое и глубокое охлаждение обусловливает наибольшую степень переохлаждения расплава, выпадение многочисленных центров кристаллизации из широкой группы глицеридов. Уменьшается число групп отвердевших глицеридов. Чем выше скорость охлаждения, тем ниже будет температура плавления высокоплавких групп и выше - легкоплавких, так как в первые будет включено много легкоплавких глицеридов, а в последние - высокоплавких. Чем ниже температура охлаждения, тем больше жира перейдет в твердое состояние, тем больше в его состав войдет разноплавких глицеридов.

При наличии многочисленных центров кристаллизации в условиях быстрого охлаждения идет образование мелких смешанных кристаллов. Они обладают большой адсорбционной поверхностью смачивания жидким жиром и хорошо его удерживают, способствуют формированию пластичной консистенции и повышенной термоустойчивости масла. Кристаллизация идет с образованием альфа- и бета'-форм с превалированием первой.

Температура от 0 до 6 °С наиболее оптимальна для образования центров кристаллизации, а с 10 до 20 °С - линейного роста кристаллов. Каждой температуре физического созревания сливок соответствует максимально возможная степень отвердевания глицеридов. При 2-4 °С отвердевает 50-60 %, при 8 °С - 33-37 %, при 13 градусов С - около 23 %, при 20 °С - 11 %, при 23 °С - 7 %. После достижения максимальной степени отвердевания наступает равновесие между жидким и твердым жиром: при 2-8 °С - через 1,5-3 ч, при 12-25 °С - через 2,5-5 ч, но качественные изменения в кристаллических структурах протекают в течение нескольких суток.

Отвердевание глицеридов жира во времени протекает скачкообразно (рис. 44).

Наиболее интенсивно оно проходит в момент массового образования центров кристаллизации, когда отвердевает до 50 % способного отвердеть при данной температуре жира. Продолжительность массовой кристаллизации глицеридов при температуре 4-15 °С составляет 10-20 мин. Затем темп отвердевания резко снижается, отвердевает лишь 0,4-1,7 % жира вследствие высокой вязкости системы и уменьшения степени пересыщения расплава. Происходит линейный рост кристаллов. В течение следующих 40-50 мин дополнительно отвердевает еще 6-12 % жира. Завершается этот процесс установлением равновесия системы. Одновременно протекают полиморфные превращения, дифференциация глицеридов между фазами, рост крупных кристаллов за счет растворения мелких.

При охлаждении и созревании сливок в молочном жире образуется одновременно в основном две группы смешанных кристаллов: легкоплавкая (ЛГ) с температурой плавления от 15 до 25 °С и высокоплавкая (ВТ) с температурой плавления от 27 до 35 °С. Глубина и скорость охлаждения, режим термостатирования сливок определяют количественное соотношение этих групп в твердой фазе и консистенцию масла.

В процессе термостатирования основные группы смешанных кристаллов дифференцируются в зависимости от длины углеродных цепей и химической родственности глицеридов: выделяются отдельные, более легкоплавкие и высокоплавкие группы самостоятельных смешанных кристаллов. При этом повышается температура максимума плавления высокоплавкой группы и снижается - легкоплавких групп в результате выхода из состава ВГ средне- и легкоплавких, а ЛГ - средне- и высокоплавких глицеридов, захваченных при быстром охлаждении и увеличении вязкости расплава. При более высокой температуре термостатирования процессы дифференциации проходят полнее и быстрее вследствие более низкой вязкости. Процесс дифференциации особенно выражен при длительном физическом созревании сливок.

Применение различных режимов физического созревания и сбивания сливок в основном направлено на регулирование количественных и качественных характеристик легко- и среднеплавких групп глицеридов (ЛСГ) и соотношение ЛСГ: ВГ, которое при хорошей консистенции масла составляет 2:1, при повышении ЛСГ

масло становится излишне мягким, при уменьшении - излишне твердым. Количественные и качественные характеристики ВГ больше зависят от химического состава жира, чем от режимов термической обработки. И наоборот, эти же характеристики для ЛСГ зависят от термических режимов воздействия, продолжительности термостатирования.

Влияние жирности и дисперсности жировой фазы сливок

С повышением жирности сливок скорость кристаллизации и степень отвердевания глицеридов жира уменьшаются, особенно при низких температурах. Это обусловлено быстрым повышением вязкости системы, а также меньшей тепло- и термопроводностью более жирных сливок по сравнению с менее жирными. В таких сливках образуется меньше центров кристаллизации, усиливается фракционность кристаллизации. При температуре 4 °С разница в степени отвердевания между сливками средней (35 %) и высокой (60 %) жирности составляет 20 %, при 8-10 °С - 10-17 %, при 15°С-4%(рис. 45).

Таким образом, с повышением жирности сливок степень отвердевания жира резко снижается, особенно при температурах от 4 до 10 °С. Это необходимо учитывать в технологии получения масла методом преобразования высокожирных сливок.

С понижением дисперсности жировой фазы сливок ускоряется ее охлаждение, отвердевание в ней проходит быстрее и полнее. С повышением жирности сливок влияние степени дисперсности жировой фазы на фазовые превращения глицеридов усиливается.

При перемешивании сливок в процессе их охлаждения и физического созревания интенсифицируется теплообмен, сокращается время нахождения жира в переохлажденном состоянии, ускоряется охлаждение жировых шариков, возрастает количество центров кристаллизации, ускоряется диффузия триглицеридов к зародышу. Вследствие этого все процессы фазовых превращений в жировой фазе сливок протекают интенсивнее и полнее. Так, перемешивание ускоряет процесс охлаждения сливок в 3 раза, степень отвердевания повышается на 6-10 %. Чем ниже температура охлаждения, тем в большей степени перемешивание способствует повышению степени отвердевания и тем раньше устанавливается равновесие между жидким и твердым жиром.

В.И.Сирик и М.М.Казанский [110] установили, что перемешивание охлажденных сливок до 2-8 °С в течение 3-5 мин равноценно длительному созреванию их в течение 16-18 ч. Особенно эффективно перемешивание в период образования зародышевых кристаллов, когда возникает массовая кристаллизация глицеридов: в среднем скорость отвердевания увеличивается в 2 раза, а отвердевание длится 10-16 мин. Содержание твердого жира в конце периода увеличивается в сливках средней жирности при 4-8 °С на 10-25 %. Оптимальная степень отвердевания жира в сливках (30-35 %) для получения масла хорошей консистенции достигается при этом в течение 4-10 мин (рис. 46).

Перемешивание охлажденных сливок повышенной жирности (свыше 55 %) нецелесообразно, так как вследствие быстрого повышения вязкости и пониженной теплопроводности их охлаждение замедляется, а степень отвердевания снижается при 4 °С на 13-20 %, а при 8 °С остается на том же уровне.

Чтобы интенсифицировать процессы отвердевания жира в высокожирных сливках, необходимо удлинить процессы охлаждения и проводить их дифференцированно с термомеханической обработкой, учитывая их дестабилизацию и превращение в масло.

Распыление высокожирных сливок в вакуум-камере позволяет достигнуть высокой степени отвердевания их жировой фазы в потоке.

Отвердевший молочный жир во время физического созревания сливок представлен мелкими смешанными кристаллами, линейный рост которых ограничивается величиной жирового шарика и его оболочкой. Для получения термоустойчивой, достаточно твердой и пластичной консистенции масла необходимо, чтобы все процессы фазовых изменений были завершены в период выработки масла, была достигнута степень отвердевания глицеридов жира не менее 30-35 % в виде смешанных мелких кристаллов в основном до разрушения оболочек жировых шариков, в твердом жире было соотношение ЛСГ: ВГ = 2:1, в кристаллическом жире должна превалировать более стабильная бета'-форма. Исходя из этого и изложенных закономерностей фазовых изменений глицеридов, необходимо брать оптимальные режимы физического созревания сливок и сбивания их в масло с учетом химического состава молочного жира в данный сезон года и для определенной природно-климатической зоны. За рубежом летние режимы физического созревания сливок применяют при йодном числе жира 36-45, а зимние - при 24-35. Йодное число характеризует содержание в жире только ненасыщенных кислот, входящих в состав как низкоплавких, так и высокоплавких глицеридов. Более полно и объективно по сравнению с йодным числом характеризует сезонные изменения химического состава жира введенный нами жирнокислотный показатель (ЖКП). ЖКП учитывает кроме ненасыщенных все другие группы жирных кислот, от содержания которых в значительной мере зависят температура плавления жира и консистенция масла. Так, известно, что глицериды, в состав которых входят низкомолекулярные жирные кислоты, приравнивают по физическим свойствам (температуре плавления и др.) к глицеридам, содержащим ненасыщенные жирные кислоты. ЖКП колеблется от 1,12 до 2,2. Для легкоплавкого жира он составляет 1,12-1,27, среднеплавкого - 1,3-1,48 и высокоплавкого - 1,6-2,2 и выше. Летний режим физического созревания избирается при ЖКП менее 1,5, зимний - более 1,5. Величина ЖКП учитывается при избрании режимов физического созревания сливок, особенно при ступенчатых режимах, и температуры сбивания сливок. В странах-монополистах мирового рынка масла для получения стабильно хорошей консистенции масла пользуются ступенчатыми режимами физического созревания сливок: летними и зимними. Они учитывают сезонные изменения химического состава жира. Их записывают в сокращенном виде по температурной схеме, которая включает первые две ступени физического созревания сливок; последняя - сбивание сливок. Наибольшим распространением пользуются режимы: зимний - 2...8 - 16...21 - 13...15 °С, летний - 21...16 -. 2...8 - 9...12 °С. Изменением последовательности ступеней физического созревания можно нивелировать сезонные изменения химического состава жира. Зимний ступенчатый режим позволяет снизить тугоплавкость зимнего жира проведением основной кристаллизации глицеридов на первой ступени (2-6 °С) в виде сравнительно легкоплавких смешанных кристаллов. В летнее время, когда молочный жир более легкоплавкий, для повышения в отвердевшем жире доли средне-высокоплавких глицеридов проводят раздельное от легкоплавких их отвердевание, что достигается охлаждением сливок до 16-20 °С с задержкой на первой ступени. А недостающее содержание твердой фазы достигают последующим охлаждением до 2-8 °С. Поэтому масло получают достаточно твердым и термоустойчивым. Температурой сбивания на третьей ступени окончательно регулируют фазовое состояние глицеридов и консистенцию масла. В нашей стране, с большими различиями природно-климатических условий и сезонных изменений химического состава жира, в маслодельной промышленности до сих пор пользуются одноступенчатыми режимами физического созревания сливок: табл. 44.

Одноступенчатые режимы не позволяют регулировать фазовое состояние глицеридов сливок, что необходимо для получения масла хорошей консистенции и минимального отхода жира в пахту. Повышенные температуры физического созревания не обеспечивают достаточной степени отвердевания жира, а низкие -оптимального соотношения легкоплавких и высокоплавких групп смешанных кристаллов, завершения фазовых изменений в твердой фазе жира. Разработана конструкция сливкообработника для проведения физического созревания сливок в потоке, основанная на том, что механическая обработка сливок, охлажденных до 5-7 °С в течение 4-5 мин, равноценна длительному созреванию сливок, при этом обеспечиваются нормальные отход жира в пахту и консистенция масляного зерна. Механическое воздействие на сливки осуществляется путем вращения дисков, отделенных друг от друга горизонтальными перегородками с осевыми зазорами. Для обеспечения нормального отхода жира в пахту рекомендовано после сливкообработника сливки выдерживать при 3-5 °С в весенне-летнее время в течение 1,5-2 ч, в осенне-зимнее - 45-50 мин. Затем сливки нагреваются в потоке до температуры сбивания 8-12 °С и дополнительно выдерживаются еще 20-30 мин, после чего их подают в маслоизготовитель непрерывного действия. В Литве предложили модификацию этого метода: после сливкообработника сливки в течение 15-20 мин подогревают до 17-18 °С со скоростью 1 °С в мин, а затем охлаждают до температуры сбивания 7-10 °С. В осенне-зимнее время сливки охлаждают со скоростью 4-5 °С в мин и выдерживают 1,5-2 ч; в весенне-летнее - 0,1 °С в мин с той же выдержкой. Для получения масла хорошей консистенции в весенне-летнее время уменьшают механическое воздействие на сливки для повышения твердости масла, а в осенне-зимнее увеличивают для повышения пластичности продукта. При выработке вологодского масла целесообразно использование поточного метода физического созревания сливок в сливко-подготовителе, максимально сократив выдержку, и по возможности проведение всего процесса физического созревания в закрытой системе. Это позволит в наибольшей мере сохранить вкус и аромат пастеризации, от выраженности которых зависит качество вологодского масла. После сливкоподготовителя сливки подогреваются до температуры сбивания и подаются в маслоизготовитель непрерывного действия. При сбивании необходимо исключить промывку масляного зерна.

Для обеспечения нормального процесса сбивания необходимо соблюдать определенную степень наполнения емкости масло-изготовителя. При сбивании сливок с массовой долей жира до 38 % оптимальное наполнение составляет 40 % емкости, при сбивании более жирных сливок - 35 % емкости, допустимо минимальное (25%) и максимальное (50 %) наполнение. При наполнении бочки выше нормы сбивание затягивается, так как уменьшается высота падения сливок. Необходимо также учитывать, что вспененные сливки могут занять весь объем маслоизготовителя, в этом случае сбивание вообще не пойдет. Если недостаточно наполнение маслоизготовителя, то маслообразование завершится в короткий срок, значительное количество жировых шариков не успеет перейти в масляное зерно и отойдет в пахту. С повышением концентрации жира в сливках процесс масло-образования ускоряется. Поэтому для получения нормальной консистенции зерна и отхода жира в пахту удлиняют процесс сбивания постановкой более крупного масляного зерна (диаметром 3-4 мм) для сливок повышенной жирности (свыше 36 %). Степень физического созревания сливок влияет на скорость образования масляного зерна. Несозревшие сливки имеют повышенное содержание жидкого жира и пониженное - отвердевшего, они сбиваются быстрее. Это обусловливает получение масла излишне мягкой консистенции и повышенный отход жира в пахту. Наоборот, при сбивании физически перезревших сливок с повышенным содержанием твердого жира процесс образования зерна затягивается из-за недостатка жидкого жира, в результате зерно и масло приобретают засаленную консистенцию. Поэтому для физически недозревших сливок необходимо снижать температуру сбивания примерно на 2 °С, а при сбивании физически перезревших сливок, наоборот, повышать температуру сбивания на 2 °С, чтобы обеспечить оптимальное соотношение в жире жидкой и твердой фаз, а вместе с тем и нормальный процесс маслообразо-вания с получением хорошей консистенции масляного зерна и низкого отхода жира в пахту (0,3 %). На образование масла влияет и кислотность сливок. Сквашенные сливки при обработке кислосливочного масла сбиваются быстрее и полнее, уменьшается отход жира в пахту. Это связано с тем, что с понижением рН уменьшается заряд на жировых шариках, снижается устойчивость оболочек жировых шариков. В начале сбивания сквашенных сливок необходимо маслоизготовитель остановить и через открытый кран выпустить газ, который содержится в сквашенных сливках в повышенном количестве. Из условий сбивания наибольшее значение имеет температура сбивания, избранием которой можно регулировать процесс сбивания. Для летних сливок с более легкоплавким жиром избирается пониженная температура сбивания - 9-11 °С, а для зимних, с более высокоплавким жиром, - повышенная - 11-13 °С. Это необходимо для обеспечения оптимального соотношения твердого и жидкого жира, а следовательно, и нормального маслообразования. За время сбивания температура сливок (а затем и пахты) повышается на 1,5-2 °С в основном за счет перехода механической энергии в тепловую. С увеличением разности температур цеха и сливок, особенно если маслоизготовитель металлический и не орошается водой, конечная температура сбивания может иметь большую разницу с начальной температурой сбивания. Это отражается на консистенции масляного зерна. При правильной подготовке сливок и среднем химическом составе молочного жира (йодное число 32-37) наилучшая консистенция масла и максимальная степень использования жира достигаются только в том случае, когда конечная температура сбивания составляет 12-14 °С. Одним из показателей оптимального режима сбивания сливок является его продолжительность, которая должна составлять 40 мин с колебаниями от 35 до 45 мин. При сокращенной продолжительности сбивания масляное зерно получается недостаточно твердой консистенции, увеличен отход жира в пахту. При затянувшемся сбивании сливок, наоборот, масляное зерно засаливается, трудно обрабатывается, получаемое из него масло имеет грубую, иногда засаленную консистенцию и плохо удерживает влагу. Продолжительность сбивания зависит от правильности выбора режимов физического созревания и сбивания сливок, их жирности, химического состава молочного жира, степени наполнения маслоизготовителя. Процесс сбивания заканчивают, когда образуется масляное зерно величиной 3-4 мм, а у сливок повышенной жирности - 4-5 мм. От величины зерна зависит степень сбивания и отход жира в пахту. При образовании недобитого мелкого зерна повышается отход жира в пахту, особенно если сливки были повышенной жирности. Мелкое зерно имеет большую суммарную поверхность и удерживает большое количество пахты, а затем и воды. При обработке масла после промывки поверхностная влага зерен дает в масле более крупные капли, которые могут соединяться протоками. Такая влага более доступна для развития остаточной микрофлоры при хранении масла. В крупном зерне меньше поверхностной пахты и больше заключенной внутрь зерна, которая при промывке не удаляется и повышает содержание СОМО в масле. Пахта внутри зерен мелко диспергирована, в основном в виде изолированных капель или соединенных очень узкими протоками, малодоступными для продвижения и развития микрофлоры. Крупное перебитое зерно обычно имеет мягкую слабую консистенцию, что затрудняет его обработку.

Поверхностная влага масляных зерен при обработке дает крупнодиспергированную влагу. Капли ее соединены широкими протоками, по которым осуществляется диффузия составных частей плазмы и продвижение микробов. Поэтому поверхностную пахту необходимо путем промывки заменить чистой водой, где нет питательного субстрата для развития микрофлоры. Плазма внутри зерна не отмывается, но она мелко диспергирована и недоступна для развития микрофлоры. В сладкосливочном масле число капель плазмы почти в 100 раз превышает число бактериальных клеток. Большинство капель сильно диспергированной плазмы стерильно, и содержащиеся в них питательные вещества, не удаленные промывкой, недоступны для микроорганизмов. Степень отмывания пахты зависит от консистенции и величины зерна. Чем крупнее зерно и мягче его консистенция, тем хуже отмывается пахта. Однако в настоящее время известно, что плазма сливок обладает антиокислительными свойствами благодаря присутствию белков. Поэтому при сбивании сливок хорошего качества нет необходимости в промывке зерна, более того, в этом случае масло имеет более полный и выраженный вкус. При выработке вологодского масла промывка зерна не проводится, так как она ослабляет выраженность вкуса и аромата пастеризации, присущих вологодскому маслу. Стойкость промытого масла повышается только в том случае, если для промывки использовали воду, отвечающую требованиям питьевой. Вода должна быть чистой, прозрачной, без мути, без посторонних запахов, бактериально чистой, не содержать патогенной микрофлоры и кишечной палочки. Общий объем микрофлоры не должен превышать сотен клеток в 1 мл; общее количество органических веществ не должно превышать 2,5 мг на 1 л воды; окисляемость должна быть не выше 8 (окисляемость - количество мг кислорода, расходуемого на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды). Содержание железа в 1 л воды не должно превышать 1 мг. Соли железа, переходя в масло, катализируют окислительные процессы. Обычно промывную воду хлорируют. Для промывки в мас-лоизготовитель вливают воды 50-60 % от веса сбиваемых сливок, так, чтобы она покрывала все зерно. Температура воды должна быть равна температуре зерна. А если требуется исправить консистенцию зерна, то температуру воды повышают на 1-2 °С при промывке грубого крошливого и снижают на 1-2°С при промывке мягкого зерна. В этом случае зерно дважды промывают, при повторной промывке температуру еще снижают или повышают на 1-2 °С и выдерживают в промытой воде 10-15 мин для исправления его консистенции.

После спуска промывной воды маслоизготовителю дают несколько оборотов при открытых кранах для удаления излишней поверхностной влаги с зерна. А затем краны закрывают и обрабатывают масляное зерно пропусканием через вальцы на малой скорости маслоизготовителя. В безвальцовых маслоизготовителях обработка масла происходит путем ударов масляного зерна, а затем пласта масла о стенки маслоизготовителя. При обработке зёрна соединяются в пласт масла. Поверхностная влага выдавливается и стекает с куска отжимаемого масла. Количество влаги в пласте масла снижается. Обычно после образования рыхлого, еще недостаточно обработанного пласта масла маслоизготовитель останавливают и аналитически определяют содержание влаги в масле. Всю воду из маслоизготовителя спускают, рассчитывают количество влаги в пласте, недостающее до стандартного (15,8-15,9 %), вносят ее и врабатывают до получения сухой поверхности масла. По мере механической обработки масло размягчается, становится более влагоемким и врабатыва-ет в себя влагу. Так регулируется содержание влаги в масле. Одновременно с этим идет дробление крупных и средних капель влаги на мелкие, то есть диспергирование. При обработке нормального по консистенции и твердости пласта влага хорошо диспергируется. Если зерно и пласт масла мягкие, недостаточно твердой консистенции, то такое масло обладает повышенной влаго-емкостью, быстро врабатывает влагу, которая не успевает достаточно диспергироваться. Это усугубляется недостаточной передачей механического воздействия поверхностными слоями в глубь пласта вследствие мягкой консистенции масла. Такое масло содержит крупнокапельную влагу, мутную, вытекающую на разрезе, и имеет пониженную стойкость при хранении. Масло нормальной консистенции, с мелко диспергированной водной и воздушной фазами, имеет повышенную суммарную поверхность раздела фаз, на которой активизируются химические процессы порчи масла при хранении.

На маслодельных заводах Вологодской области используются маслоизготовители непрерывного действия КМ-1500, КМ-3000, ФБФЦ-1. Они позволяют сбивание и обработку масла провести в потоке. В настоящее время широко применяются линии, куда включены, кроме МНД, сливкосозревательные ванны с программным управлением, автомат для фасовки масла, машина для укладки брикетов масла, обандероливания и заклейки ящиков. В нашей стране применяют отечественные и зарубежные линии. Перед работой маслоизготовитель непрерывного действия и аппарат для фасовки масла в течение 15 мин обрабатывают антиприлипающим раствором при температуре 85-90 °С и ополаскивают пастеризованной водой с температурой 8-14 °С. Анти-прилипающий раствор включает: 1,2 кг жидкого стекла; 0,4 кг кальцинированной соды; 0,4 кг тринатрийфосфата; 0,5 л 10 %-ного раствора хлорной извести - на 100 л воды. После физического созревания сливки поступают в сбиватель маслоизготовителя непрерывного действия (МНД) самотеком или с помощью насосов, лучше ротационных, а не центробежных, последний дробит жировые шарики сливок и способствует повышению отхода жира в пахту. Цилиндр сбивателя имеет сетчатую рифленую вставку с отверстиями ромбической формы для интенсификации сбивания сливок. Предусмотрены охлаждение сбивального цилиндра и его мешалки, промывка и охлаждение масляного зерна и обработка его под вакуумом для снижения содержания воздуха в масле до нормы. Можно вырабатывать масло сладко-сливочное, соленое и несоленое, кислосливочное, с промывкой и без промывки зерна. Посолка осуществляется концентрированным рассолом поваренной соли (25 %). В летнее время в рубашку сбивателя подают холодную воду (2-4 °С), чтобы предотвратить перегрев сливок во время сбивания. Сбиватель имеет съемные че-тырехлопастные мешалки различного диаметра, сменой которых можно регулировать зазор между краем лопасти и стенкой цилиндра в пределах от 2 до 6 мм в зависимости от жирности сливок и вида вырабатываемого масла. В новых моделях сбивателей сливки вначале поступают тангенциально на распределительный вращающийся конус, а затем на лопасти. При такой подаче сливки приобретают скорость, примерно равную скорости вращения мешалки. Это предотвращает дробление жировых шариков и способствует уменьшению отхода жира в пахту. Кроме того, интенсифицирует процесс сбивания, что позволяет уменьшить скорость вращения мешалки сбивателя на 30-40 % при сохранении производительности. Факторы, влияющие на сбивание сливок в маслоизготовителе непрерывного действия, те же, что и при сбивании в маслоизготовителях периодического действия. Образующееся в сбивателе масляное зерно размером 1-3 мм вместе с пахтой поступает в рабочий отсек с приспособлением для промывки зерна. Однако из-за значительного разбавления пахты водой промывать масляное зерно в первой камере нецелесообразно. При выработке вологодского масла промывка вообще исключается, чтобы максимально сохранить привкус пастеризации. В первой камере маслообработника масляное зерно с помощью шнека отделяется от пахты и направляется через суженный канал во вторую камеру промывки масла, а пахта стекает через фильтр и сифон выхода пахты. Фильтр автоматически очищается от прилипших комочков жира струей пахты. При входе во вторую камеру промывки сжатое масляное зерно вторично промывают струей холодной воды (3-5 °С), подаваемой под давлением 6-8 МПа. Струя воды одновременно разрыхляет пласт, делает консистенцию зерна более твердой, далее зерно шнеками проталкивается в следующую камеру для обработки под вакуумом. В конце второй камеры недостающее количество воды или соли вносится дозатором. Во второй камере имеется несколько комбинаций из перфорированных пластин и вращающихся лопастей для экструзионно-шнековой обработки масляного зерна. Производится спрессовывание зерна, гомогенизация масла для диспергирования и равномерного распределения влаги и уплотнения в конечной насадке при выходе из аппарата. Обработка масла зависит от частоты вращения шнеков и от температуры масла на выходе. Для серийных маслоизготовителей рекомендуют частоту вращения шнеков обработки 0,5-1,0 с-1 для осенне-зимнего периода и 0,41-0,7 с-1 для весенне-летнего. Исключение составляют маслоизготовители ФБФБ, для которых эти показатели соответственно 0,8-1,16 и 1,0-1,4 с-1. Консистенцию масла регулируют частотой вращения шнеков обработника, с повышением ее масло приобретает более мягкую консистенцию и наоборот. В весенне-летнее время производительность маслоизготовителя увеличивают, чтобы снизить механическое воздействие на масло и предотвратить получение излишне мягкой консистенции; в осенне-зимнее время, наоборот, производительность маслоизготовителя снижают, чтобы предотвратить получение масла излишне твердой крошливой консистенции. Температура обработки влияет на консистенцию масла. Повышение температуры приводит к получению масла более мягкой консистенции и залипанию аппарата. Содержание влаги в масле регулируют изменением подачи сливок в сбиватель, частоты вращения мешалки сбивателя и шнеков обработника, а также изменением температуры сбивания сливок и обработки зерна, поддержанием уровня пахты в первой камере и др. Содержание влаги контролируется и регистрируется электронным влагомером (погрешность 0,1 %). Практикой установлено, что для повышения содержания влаги на 1 % необходимо увеличить частоту вращения мешалки сбивателя на 0,07 С-1 или температуру сбивания на 0,4 °С или уменьшить подачу сливок на 10 %, а в маслоизготовителе А1-ОЛО повысить частоту вращения мешалки сбивателя на 0,9-1,0 с-1 в весенне-летнее время и на 0,5-0,66 с-1 в осенне-зимнее время. При снижении жирности сливок для повышения содержания влаги в масле необходимо увеличить скорость вращения мешалки сбивателя. Наиболее существенное влияние не содержание влаги в масле оказывает степень отвердевания глицеридов при физическом созревании сливок. Содержание газа в масле, изготовленном в МНД, несколько выше, чем при использовании МПД, и составляет соответственно (5-10), 10-5 и (2-3), 10-5м3/кг. Регулирование содержания газовой фазы в МНД осуществляется в основном степенью вакуумирова-ния масла, а также параметрами сбивания сливок и обработки масляного зерна. Вакуумируют при разрежении в пределах 0,02-0,07 МПа, а повышением разрежения уменьшается содержание газа в масле. Готовое масло выталкивается из маслоизготовителя шнеками через коническую насадку в виде непрерывной прямоугольной ленты. Размер выходного отверстия регулируется. При фасовке масла крупными монолитами температуру на выходе следует поддерживать в весенне-летний период 12-15 °С, в осенне-зимний -13-16 °С. При мелкой упаковке температуру снижают на 1-1,5 °С. Ленту масла можно разрезать на две части и направить одну в бункер машины для мелкого фасования, а другую по конвейеру -для упаковывания в ящики.

10.4. Особенности производства вологодского масла методом сбивания

Продолжительность охлаждения, ч, не менее


Рис. 43. Степень отвердевания глицеридов летнего (штриховые кривые) и зимнего (непрерывные кривые) молочного жира в зависимости от температуры и продолжительности охлаждения	Рис. 44. Зависимость содержания твердых глицеридов в зимнем молочном жире от продолжительности охлаждения при различных температурах: I, II, III - зоны кристаллизации глицеридов


Рис. 45. Влияние жирности сливок и температуры охлаждения на степень отвердевания жировой фазы для сливок 35%-ой жирности (непрерывные кривые) и для сливок 60%-й жирности (штриховые кривые)	Рис. 46. Динамика отвердевания жировой фазы сливок 35%-й жирности при перемешивании (непрерывные кривые) и без перемешивания (штриховые кривые)