Производство творога раздельным способом

Творог относится к древнейшим молочным продуктам. Можно предполагать, что человек начал употреблять его в пищу значительно раньше, чем сыр и масло. Это предположение вполне обоснованно, т.к. в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий, всегда находящихся в молоке, возможно самопроизвольное скисание молока. При этом образуется сгусток, который уплотняется в результате естественного синерезиса. Одним из первых продуктов, которые древние считали творогом, был продукт «Гиппака» — сгусток из кобыльего молока. Не менее естественным является предположение, что в глубокой древности человек также случайно узнал и о сычужном сквашивании, использую в качества тары для молока желудки убитых животных.

О продуктах типа творога, получаемых в результате кислого и сычужного сквашивания молока, имеются сведения в произведениях древних поэтов, в трудах философов и ученых. Об этих продуктах писали Гомер, Аристотель, Гиппократ, Палладий, Колумелла. Особенно подробно с указанием практических советов, как сквашивать молоко, и требований к его качеству писал Колумелла, живший в 1-ом веке нашей эры.

В трудах древних авторов указывается, что для сквашивания применяли остатки свернувшегося молока из желудков ягнят и козлят, слизистую оболочку желудка. Уже тогда для сквашивания молока использовали также различные растительные вещества и винный уксус.

Таким образом, исторически сложились два основных способа сквашивания молока при выработки творога: кислотный и кислотно-сычужный. Оба эти способа сохранились до сих пор.

При кислотно-сычужном способе производство творога многие столетия в качестве сычужного фермента используют кусочки сырых и высушенных желудков телят и ягнят. Препараты фермента появились примерно 100 лет назад, когда впервые во Франции стали продавать жидкие сычужные закваски. Сухой сычужный фермент был получен в конце 19 века.

По имеющимся данным, в 1888—1890 гг. стали применять чистые культуры молочнокислых бактерий.

В промышленных условиях творог начали вырабатывать в конце 18 и в начале 19 веков, что было связанно с организацией городских молочных заводов.

Товарное молочное хозяйство в России возникло в конце 18 века, когда крупные помещичьих хозяйствах были организованны сыроварни с изготовлением для рынка не только сыров, но и топленого масла, сметаны и творога. Первая сыроварня была открыта в 1975 г. В имении Лотощино одноименного уезда Смоленской области.

С развитием капитализма в России и ростом городского населения увеличивается спрос на молочные продукты, в связи с чем молочное хозяйство принимает торговый, предпринимательский характер. Крестьянскими артелям и скупщиками молока открываются мелкие кустарные молочные заводы, зачастую в крестьянских избах, приспособленных помещениях, с минимальным оборудованием.

Основоположником научной постановки молочного дела в России был А. А. Калантар, работавший в Едимоновской школе с 1882 г. и организовавший здесь первую молочно-испытательную лабораторию с проведением научных исследований. Им написан ряж пособий и научно-популярных руководств по молочному хозяйству, сыроделью, маслоделью.

Следует отметить, что чем дальше в историю уходит появление продукта, тем ниже общий технический уровень его производства в настоящее время. Именно этим можно объяснить то обстоятельство, что на отельных молочных заводах до сих пор сохранилась примитивная техника производства, еще велика продолжительность технологического цикла.

Творог — белковый кисломолочный продукт, изготовляемый сквашиванием пастеризованного нормализованного цельного или обезжиренного молока (допускается смешивание с пахтой) с последующим удалением из сгустка части сыворотки и опрессовыванием белковой массы Официально принято классифицировать творог, выработанный традиционным способом по содержанию в нем жира. В соответствии с этим различают жирный, полужирный и не жирный творог (не жирный творог часто называют обезжиренным). Творог из непастеризованного молока вырабатывают в случае поступления молока повышенной кислотности, перед употреблением в пищу творог необходимо подвергнуть тепловой обработке (получение сырников, вареников, производство плавленых сыров). Творог имеет чистые кисломолочные вкус и запах; для первого сорта допускается слабо выраженный привкус кормов, тары, легкой горечи. Консистенция нежная, однородная; для жирного творога первого сорта допускается несколько рыхлая и мажущаяся, для нежирного — рассыпчатая, с незначительным выделением сыворотки. Цвет белый, слегка желтоватый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе; для жирного творога первого сорта допускается некоторая неравномерность цвета. Значительное содержание в твороге жира и особенно полноценных белков обусловливает его высокую пищевую и биологическую ценность.

При обезвоживания сгустка на сепараторах творог имеет пастообразную консистенцию, в связи с чем его иногда относят к нетрадиционному, хотя по составу и по исходному сырью он является традиционным. Творог, полученный раздельным способом, даже без применения сепараторов, также условно называют нетрадиционным.

К нетрадиционным видам можно условно отнести творог, выработанный из пахты, сыворотки сухих молочных продуктов, а также зерненный творог со сливками.

По способу свертывания белков молока творог разделяют на кислотный и кислотно-сычужный. Кислотный творог готовят, как правило, из обезжиренного молока.

При этом белок свертывается под действием молочной кислоты, образующейся в процессе молочного брожения, развивающегося в результате внесения заквасок в молоко.

При оценке качественных показателей творога на ряду с содержанием жира важное значение имеет содержание влаги в готовом продукте, а также его кислотность.

В зависимости от кислотности творога всех видов разделяют на первый и высший сорт.

Содержание основных частей творога приведены в таблице 1

Необходимо отметить, что на состав творога, и особенно его белковую часть, безусловно, влияют разные способы его производства. Можно отметить что в кислотном твороге преобладает казеин, освобожденный от кальция, а в кислотно-сычыжном содержится как казеин, так и его кальциевая соль. От способов коагуляции зависит также степень использование белков молока при производстве творога. Содержание солей кальция и фосфора в твороге находится в соотношении, наиболее благоприятном для усвоения человеком Таблица 1

Высокая биологическая ценность творога обуславливается содержанием в нем всех незаменимых аминокислот: лизина, гистидина, аргенина, треонина, валина, митеонина, изолейцина, лейцина, фенилаланина.

Необходимо также отметить, что содержание аминокислот в жирном и нежирном твороге различно. Это объясняется тем, что при производстве жирного творога в него входят белки оболочек жировых шариков, которые имеют несколько иной аминокислотный состав.

Сметану вырабатывают сквашиванием пастеризованных сливок чистыми культурами кисломолочных бактерий с последующим созреванием полученного сгустка. 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. 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 имеет чистый кисломолочный вкус с выраженными привкусом и запахом, свойственными пастеризованному продукту. Консистенция ее однородная, в меру густая, без крупинок жира и белка. Сметана традиционного химического состава с массовой Долей жира 30% делится на высший и первый сорта. Для первого сорта допускаются слабовыраженные привкусы: топленого масла, тары (дерева), наличие слабой горечи. По консистенции допускается недостаточно густая, слегка комковатая, крупитчатая, наличие легкой тягучести. Другие виды сметаны на сорта не делятся.

1. Технология производства

1.1 Начальные технологические операции

Охлаждение, по существу, определяет поведение молока в процессе дальнейшей технологической обработки. Температуру охлаждения следует считать основной фактором, от которого зависят такие качественные показатели молока, как его как бактериальная обсемененность и кислотность. Чем ниже температура охлаждения, тем дольше сохраняется доброкачественность молока. В процессе охлаждения качество исходного сырья не изменяется. Цель охлаждения заключается в сохранение первоначальных свойств. Всемирная организация здравоохранения рекомендует охлаждать молоко до 4 °C не позже чем через час после приемки. Сохранение температуры охлажденного молока при таранспартировании препятствует развитию микроорганизмов, а следовательно замедляет нарастание кислотности.

1.1.1 Приемка молока

После поступления молока на предприятие необходимо обеспечить сохранение его нативных свойств, минимальное обсеменение его микрофлорой. Для этого молоко после поступления очищают от механических примесей и охлаждают. Очистка осуществляется фильтрованием или с использованием центробежных сепараторов молоко-очистителей. Для фильтрования можно использовать марлево-ватные, лавсановые фильтры. Механическая фильтрация необеспечивает полной очистки молока, задерживаются только крупные частицы, поступающие новые порции молока контактируют с загрязненными на фильтрате и дополнительно обсеменяются микрофлорой В последние годы предается все большее значение разработке оптимальных режимов очистки молока. Установлено, что даже при достаточно строгих санитарных режимах содержания скота, получения, первичной обработки и транспортировки в молоке находятся различные механические примеси, которые условно можно разделить на жидкие в твердые. Жидкие примеси, содержащиеся в молоке, нельзя удалить никакими механически приемами. Частицы скоагулированного белка и инородные тела (эпителий, кровяные шарики, микроорганизмы и т. п.) выделяются из молока при сепарировании и центробежной очистке, оседая в грязевом пространстве барабана сепаратора. Наиболее эффективна очистка молока от механических примесей па молоко-очистителе. В частных случаях молоко-очитители очищают молоко и от бактериальной загрязненности.

1.1.2 Охлаждение молока

Охлаждение проводят немедленно после очистки. Чтобы продлить его бактерицидную фазу и сохранить молоко бактериально чистым, его быстро охлаждают до 2−8 °С на специальных установках или в бассейнах с ледяной смесью. Воздушное охлаждение молока во флягах происходит очень медленно. Хранить молоко допускается молоко в охлажденном виде не более 20 ч при температуре 2−8°С, при которой бактерицидные свойства молока сохраняются 1,5−2 сут.

1.2 Технология производства сметаны

Технология сметаны состоит из операций нормализации сливок, пастеризации и гомогенизации их, охлаждения до температуры заквашивания и сквашивания, охлаждения и созревания. Большинство операций — общие для всех видов сметаны, но имеются различия в условиях обработки сливок, сквашивания, применяемых заквасок и др. Сметану вырабатывают термостатным и резервуарным способами, по традиционной схеме и с предварительным созреванием сливок перед сквашиванием.

Для получения сметаны стандартной жирности сливки нормализуют по жиру с учетом нормы вносимой закваски и вида молока (цельное или обезжиренное). Если при выработке сметаны используют добавки и наполнители, массовую долю жира в нормализованных сливках устанавливают с учетом их массы и жирности.

Сметану вырабатывают только из пастеризованных сливок, чтобы обеспечить высокие ее санитарно-гигиенвческие свойства и стойкость при хранении.

1.2.1 Пастеризация сливок

Необходима не только для уничтожения всей вегетативной микрофлоры, но и разрушения иммунных тел, которые будут мешать развитию молочнокислых бактерий закваски. Пастеризация также преследует цель полной инактивации ферментов, таких как липаза, пероксидаза, галактоза и протеаза, которые при хранении сметаны будут вызывать глубокие изменения компонентов продукта и быструю его порчу. Кроме того, пастеризация сырья играет большую роль в улучшении консистенции сметаны и ее синеретических свойств. Происходит денатурация сывороточных белков (на 40—60%), что повышает гидратационные свойства казеина. Он активнее связывает воду и больше набухает при сквашивании. Денатурированные сывороточные белки коагулируют вместе с казеином при сквашивании и участвуют в образовании болёе прочного сгустка с замедленным отделением сыворотки.

Оптимальным режимом пастеризации сливок при выработке cметаны являются температура —95°С с выдержкой 15— 20 с, обеспечивающим эффективность пастеризаций 99,99%. Для бактериально загрязненных сливок второго сорта применяют более жесткие режимы пастеризации — температура не ниже 93—96°С и выдержка 10—20 мин.

При высокотемпературной пастеризации (92—96°С) образуется ряд летучих веществ, в том числе сероводород, которые придают сливкам ореховый, выраженный привкус пастеризации, который высоко ценится потребителями. При высокой температуре пастеризации также создаются оптимальные условия для эффективного развития молочнокислых бактерий закваски: снижается окислительно-восстановительный потенциал, с частичным разложением белка, с образованием более простых пептидов, свободных аминокислот и других продуктов — стимуляторов роста бактерий.

При пастеризации происходит частичная денатурация оболочечного вещества жировых шариков, что способствует разрушению скоплений жировых шариков. При температуре пастеризации выше 95 °C коалисцированные жировые шарики образуют капли жира размером до 15 мкм.

Тепловую обработку сливок осуществляют в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках, обеспечивающих автоматический контроль и регулирование температурных режимов.

1.2.2 Гомогенизация сливок

Для получения однородной и густой сметаны, прочно удерживающей влагу, сливки перед заквашиванием необходимо гомогенизировать. В негомогенизированных сливках жировые шарики распределяются беспорядочно в белковой структуре геля, в гомогенизированных — равномерно. При гомогенизации происходит диспергирование не только жировых шариков, но и белковых частиц. дробление жировых шариков сопровождается значительными изменениями в структуре и составе их оболочек, резко увеличивается (в 4—5 раз) суммарная поверхность шариков, происходит дополнительное связывание воды вновь образованными оболочками жировых шариков. Все это приводит к повышению вязкости гомогенизированных сливок. Чрезмерно дробление жировых шариков при гомогенизации привести к образованию ими больших скоплений — гроздьев (до 10—20). Их образованию способствуют снижение электрозаряженности и выделение свободного жира при дроблении шариков. Жидкий жир играет здесь роль цемента при слипании жировых шариков в кучки-гроздья. Наибольшее кучеобразование наблюдается при низких температурах гомогенизации (20—30°С) и высоком давлении, особенно для сливок повышенной жирности. Существует закономерность: чем больше скоплений жировых шариков, тем ниже стабильность белков. Чрезмерная вязкость сливок, образование большого числа жировых кучек обусловливают получение рыхлой, хлопьевидной, «шероховатой"' консистенции с комочками жира, утрату глянцевитости.

Оптимальными режимами гомогенизации сливок в производстве сметаны 25%-ной и 30%-ной жирности являются температуры 70 °C и давление 10 МПа, сметаны. 10, 15 я 20%-ной жирности — 14—18 МПа. Чем выше концентрация жира в сметане, тем ниже давление оптимального режима гомогенизации. Избрание температуры гомогенизации ниже и выше 70 °C обусловливают возрастание количества и размеров скоплений жировых шариков, что ухудшает консистенцию сметаны. Сметана, изготовленная при оптимальных режимах гомогенизации сливок, имеет наиболее высокие показатели плотности, пластичности, структурно-механических свойств, сгусток прочно удерживает влагу.

В производстве сметаны сливки рекомендуется гомогенизировать после пастеризации, хотя имеется опасность повторного обсеменения сливок в процессе гомогенизации. Но здесь необходимо соблюдать строгий санитарно-гигиенический контроль за гомогенизатором и молокопроводами. Такая последовательность операций обусловлена тем, что в процессе гомогенизации снижается стабильность белковой фазы, поэтому при последующей пастеризации могут образоваться хлопья белка в сливках и крупитчатая консистенция в сметане.

При гомогенизации, как известно, значительно повышается дисперсность жировых шариков, происходят глубокие конформационные изменения оболочек жировых шариков, уменьшается количество свободного жира в сливках, содержание которого повышается при термической обработке. Поэтому пастеризация гомогенизированных сливок может вызвать образование большого числа коалесцированных жировых шариков в виде капель жира, а вместе с тем появление жировых комочков в сметане. Гомогенизация способствует также активизации ферментов сливок, в том числе и липазы, сопровождаемой образованием свободных жирных кислот и появлением салистого привкуса. Поэтому до гомогенизации необходимо инактивировать ферменты пастеризацией сливок.

Технологическая инструкция рекомендует сначала проводить гомогенизацию, а затем пастеризацию, чтобы обеспечить высокое санитарно-гигиеническое состояние сливок. Выбор последовательности операций гомогенизации и пастеризации зависит от качества исходного сырья, санитарно-гигиенических условий производства и применяемого оборудования.

1.2.3 Заквашивание и сквашивание сливок

После пастеризации и гомогенизации сливки охлаждают до температуры заквашивания: 18—22°С летом, 22—23°С зимой — и направляют в резервуары для заквашивания. Повышение температуры сквашивания сметаны до 25—27°С интенсифицирует процесс, но поверхность продукта может потерять глянцевитость, значительно изменяются процессы отвердевания жировой дисперсии, играющие важную роль в получении более плотной и густой сметаны.

Количество вносимой закваски (от 0,5 до 5%), качественный ее состав и активность значительно влияют на продолжительность сквашивания и качество сметаны.

Для производства сметаны используют многоштаммовые закваски, приготовленные на чистых культурах гомои гетероферментативных мезофильных молочнокислых стрептококков Str. lactis, Str. сremoris, Str diactileasctis, Str. subsp. или Str acetoinicus, а для ацидофильной сметаны — ацидофильной палочки и ароматобразующего молочнокислого стрептококка.

Применяют закваски двух типов: в составе одной из них преобладает молочнокислый стрептококк Stг. 1асtis, основным компонентом другой является сливочный стрептококк Str. сremoris (каунасская закваска). При подборе штаммов микрофлоры закваски необходимо учитывать своеобразие физиологических свойств микроорганизмов в данной климатической зоне. Закваски, составленные на местных штаммах, отличаются более высокой биохимической активностью, особенно по образованию ароматических веществ.

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 °C.

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 изоэлектрической 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.

1.2.4 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 °C 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.

1.2.5 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 °C не более 72 ч разрешается.

1.3 Технология производства творога

1.3.1 Классификация способов производства

По методу образования сгустка различают два способа производства творога: кислотный и сычужно-кислотный. Первый основывается только на кислотной коагуляции белков путем сквашивания молока молочнокислыми бактериями с последующим нагреванием сгустка для удаления излишней сыворотки. Таким способом изготовляется творог нежирный и пониженной жирности, так как при нагревании сгустка происходят значительные потери жира в сыворотку. Кроме того, этот способ обеспечивает выработку нежирного творога более нежной консистенции. Пространственная структура сгустков кислотной коагуляции белков менее прочная, формируется слабыми связями между мелкими частицами казеина и хуже выделяют сыворотку. Поэтому для интенсификации отделения сыворотки требуется подогрев сгустка.

В качестве сырья используют доброкачественное свежее молоко цельное и обезжиренное кислотностью не выше 20°Т. По жиру молоко нормализуют с учетом содержания в нем белка (по белковому титру), что дает более точные результаты.

1.3.2 Пастеризация молока

Правильно выбранные режимы пастеризации позволяют сохранить питательную ценность молока, обеспечить его санитарно-гигиенические свойства. Эффективность пастеризации, т. е. количество уничтоженных микроорганизмов, зависит качественного состава микробов в исходном сырье. Если молоко содержит много термостойких бактерий, то эффективность пастеризации снижается. Если в молоке преобладают психрофильные расы, то эффективность пастеризации повышается. При выборе режимов пастеризации молока и их эффективности необходимо всегда учитывать вторичное обсеменение молока, которое возможно трубопроводах, молокохранильных танках и др. машинах и аппаратах. Для пастеризации молока используют пластичные универсальные пастеризационные установки. С повышением температуры пастеризации молока увеличивается дисперсность белковых частиц в сгустке и твороге. С повышением температуры пастеризации с 74 до 90 °C продолжительность сквашивания практически не изменяется.

Нормализованное и очищенное молоко направляют на пастеризацию при 78—80°С с выдержкой 20—З0 с. Температура пастеризации влияет на физико-химические свойства сгустка, что, в свою очередь, отражается на качестве и выходе готового продукта. Так, при низких температурах пастеризации сгусток получается недостаточно плотным, так как сывороточные белки практически полностью отходят в сыворотку, и выход творога снижается. С повышением температуры пастеризации увеличивается денатурация сывороточных белков, которые участвуют в образовании сгустка, повышая его прочность и усиливая влагоудерживающую способность. Это снижает интенсивность отделения сыворотки и увеличивает выход продукта. Путем регулирования режимов пастеризации и обработки сгустка, подбором штаммов заквасок можно получать сгустки с нужными реологическими и влагоудерживающими свойствами.

Г. Н. Мохно было предложено температуру пастеризации смеси для творога повысить до 90 °C, чтобы полностью осадить сывороточные белки и повысить выход творога на 20—25%; при этом не возникает трудностей при отделении сыворотки от сгустка.

1.3.3 Сепарирование молока

При производстве жирного и полужирного творога раздельным способом в отличие от производства масла содержание жира в обезжиренном молоке не имеет определяющего значения для выхода готового продукта. При этом экономия жира достигается в результате полного использования обезжиренного молока. В случае же выработки только нежирного творога процесс сепарирования должен быть проведен так, чтобы в обезжиренном молоке содержалось минимально возможное количество жира. Таким образом, в производстве творога раздельным способом проблемы сокращения потерь жира при сепарировании не имеют первостепенного значения. Однако такие проблемы, связанные с сепарированием, как выбор рациональной температуры сепарирования и предотвращение пенообразования, имеют прямое отношение к производству творога. При сепарировании молока оптимальной температурой принято считать 35−45° С. Кислотность молока должна составлять не более 21° Т, т. е. соответствовать допустимым нормам. Во избежание повышения кислотности продукты сепарирования (сливки и обезжиренное молоко) надо перерабатывать сразу же по мере их получения либо немедленно пастеризовать или охлаждать (в случае резервирования).

При сепарировании молока в открытых сепараторах вследствие контакта с воздухом в сливках и обезжиренном молоке образуется значительное количество пены. Образование пены начинается в приемных рожках, а завершается в резервуарах для резервирования продуктов сепарирования.

при сепарировании в полугерметических и герметических сепараторах продукты сепарирования отводятся по закрытым трубопроводам. Большое количество пены в сливках при постепенном или быстром механическом разрушении ее способствует образованию жаровых комочков (мелких масляных зерен), что отрицательно влияет на дальнейшую обработку сливок, особенно при перемешивании их с творогом. Кроме того, белковые вещества содержащиеся в пене, подвергаются частичной необратимой коагуляции, что приводит к излишним потерям сухих веществ молока при производстве творога. Количество пены, образующейся при сепарировании, зависит от частоты вращения барабана и скорости истечения продуктов сепарирования, а также от температуры сепарирования к жирности сливок. При увеличении частоты вращения барабана и скорости истечения из него продуктов сепарирования количество пены увеличивается. В настоящее время для сепарирования молока в промышленных условиях применяют сепараторах сливкоотделители различных типов: полугерметические, герметические, универсальные.

1.3.4 Сквашивание молока

Пастеризованное молоко охлаждают до температуры сквашивания (в теплое время года до 28—З0, в холодное — до 30 — 32°С) и направляют в специальные ванны для выработки творога. Закваску для производства творога изготовляют на чистых культурах мезофильных молочнокислых стрептококков и вносят в молоко в количестве от 1 до 5%. Некоторые специалисты рекомендуют вводить в закваску Str. Acetoinicus. Продолжительность сквашивания после внесения закваски составляет 6—8 ч.

1.3.5 Отделение сыворотки из творога

Для улучшения качества творога желательно применять беспересадочный способ приготовления закваски на стерилизованном молоке, что позволяет снизить дозу внесения закваски до 0,8—1% при гарантированной ее чистоте.

Готовность сгустка определяют по его кислотности (для жирного и полужирного творога должна быть 58—60, для нежирного 75—80 °Т) и визуально — сгусток должен быть плотным, давать ровные гладкие края на изломе с выделением Прозрачной зеленоватой сыворотки. Сквашивание при кислотном методе продолжается 6—8 ч, сычужно-кислотном — 4—6, с использованием активной кислотообразующей закваски — 3—4 ч. Важно правильно определить конец сквашивания, так как при недосквашенном сгустке получается кислый творог мажущейся консистенции.

Чтобы ускорить выделение сыворотки, готовый сгусток разрезают специальными проволочными ножами на кубики с размером граней 2 см. При кислотном методе разрезанный сгусток подогревают до 36—38 °С для интенсификации выделения сыворотки и выдерживают 15—20 мин, после чего ее удаляют.

Для дальнейшего отделения сыворотки сгусток подвергают самопрессованию и прессованию. для этого его разливают в бязевые или лавсановые мешки по 7—9 кг (на 70% вместимости мешка), их завязывают и помещают несколькими рядами в пресс-тележку. Под воздействием собственной массы из сгустка выделяется сыворотка. Самопрессование происходит в цехе при температуре не выше 16 °C и продолжается не менее 1ч. Окончание самопрессования определяется визуально, по поверхности сгустка, которая теряет блеск и становится матовой. Затем творог под давлением прессуют до готовности. В процессе прессования мешочки с творогом несколько раз встряхивают и перекладывают. Во избежание повышения кислотности прессование необходимо проводить в помещениях с температурой воздуха 3−6°С, а по его окончании немедленно направлять творог на охлаждение до температуры не выше 8 °C с использованием охладителей различных конструкций; наиболее совершенным из них является двухцилиндровый.

1.3.6 Расфасовка и хранение

Готовый продукт фасуют на автоматах в мелкую и крупную тару. Творог фасуют в чистые, пропаренные деревянные кадки или чистые алюминиевые, стальные, луженые широкогорлые фляги или картонные ящики с вкладышами из пергамента, полиэтиленовой пленки. В мелкую упаковку творог фасуют в виде брусков массой 0,25; 0,5 и 1 кг, завернутых в пергамент или целлофан, а также в картонные коробочки, пакеты, стаканы из различных полимерных материалов, упакованные в ящики массой нетто не более 20 кг.

Творог хранят до реализации не более 36 ч при температуре камеры не выше 8 °C и влажности 80__85%. Если срок хранения будет превышен из-за непрекращающихся ферментативных процессов, в твороге начинают развиваться пороки.

Технология производства творога раздельным способом.

При раздельном способе производства молоко, предназначенное для выработки творога, подогревают в пластинчатом аппарате до 40—45°С и сепарируют с получением сливок с массовой долей жира не менее 50—55%. Сливки пастеризуют в пластинчатой пастеризационно-охладительной установке при 90 °C, охлаждают до 2−4°С и направляют на временное хранение.

Обезжиренное молоко пастеризуют при 78—80°С с выдержкой 20 с, охлаждают до 30—34°С и направляют в резервуар для сквашивания, снабженный специальной мешалкой. Сюда же подаются закваска, хлорид кальция и фермент, смесь тщательно перемешивают и оставляют для сквашивания до кислотности сгустка 90—100°Т, так как при сепарировании сгустка с меньшей кислотностью сопла сепаратора могут засориться.

Полученный сгусток тщательно перемешивается и насосом подается в пластинчатый теплообменник, где вначале подогревается до 60−62°С, а затем охлаждается до 28-З2°С, благодаря чему он лучше разделяется на белковую часть и сыворотку. Из теплообменника сгусток под давлением подается в сепаратор-творогоизготовитель, где разделяется на сыворотку и творог.

При выработке жирного творога обезвоживание сепарированием проводят до массовой доли влаги в сгустке 75—76%, а при выработке полужирного творога — до массовой доли влаги 78—79%. Полученную творожную массу охлаждают на пластинчатом охладителе до 8 °C, растирают на вальцовке до получения гомогенной консистенции. Охлажденный творог направляют в месильную машину, куда дозирующим насосом подаются пастеризованные охлажденные сливки, все тщательно перемешивается. Готовый творог фасуют на автоматах и направляют в камеру для хранения.

По изложенной технологии получают жирный, полужирный, Крестьянский", мягкий диетический, мягкий диетический плодово-ягодный творог.

1.4 Технохимический и биохимический контроль

Основные процессы протекающие при производстве кисломолочных продуктов — брожение молочного сахара и коагуляция казеина молока.

В молоке находятся микроорганизмы, среди которых основное значение имеют молочно кислые бактерии. Они получают энергию для своей жизнедеятельности в результате брожения молочного сахара. Так же расщепляют молочный сахар дрожжи, пропионовокислые, масляные и некоторые другие бактерии.

Обычно наряду с основными процессами брожения молочного сахара протекают и побочные, в результате которых образуется иногда не желательные для производства продукты (летучи кислоты). После того как бактерии начинают размножаться кислотность молока быстро увеличивается.

На практике не редко нужно знать не только как нарастает кислотность молока, но и в какой степени происходит распад молочного сахара. В иных случаях зная количество распавшегося сахара, требуется определить степень кислотности продукта.

Образованная в результате молочная кислота разрушает частицы казеинкальцийфосфатного комплекса. Казеин теряет кальций и выпадает в осадок, образуется гель. При спокойном состояние молока образуются нити казеина, затем сетка — получается сгусток. Если бактерии, участвующие в образование в молочной кислоты, не выделяют газов, то сгусток будет ровный и нежный. При загрязнение чистых культур микроорганизмов в продукте появляются газы, сгусток становится не плотным, а при наличии микрофлоры, выделяющей протеолитические ферменты, белки частично растворяются.

Физические свойства сгустка зависят от температуры, количества коагулированных частиц и состава молока. Повышенная температура и кислотность способствуют получению более плотного сгустка. Повышение оптимальной для данных условий температуры вызывает синерезис. При выработке творога специально создают условия для усиленного синерезиса образовавшегося сгустка, чтобы освободить его от излишней сыворотки. Для этого механически дробят сгусток, повышают кислотность и температуру.

Физико-химические изменения, протекающие в сливках, при производстве сметаны, зависит от температуры пастеризации сквашивания и созревания сливок.

После скашивания (кислотность 65−110°Т) консистенция сметаны жидкая. Плотная, густая консистенция образуется в результате созревания — выдержки в течение 1−2 дней при температуре 5−6 °С. Загустение объясняется отвердеванием части молочного жира, что обуславливает повышение вязкости и связь между элементами структурной сетки сгустка сметаны. Сметана надлежащей консистенции получается, когда количество отвердевшего жира, составляет приблизительно 45%. Жир отвердевает в процессе сквашивания с одновременной кристаллизацией в устойчивой форме.

Вязкость изменяется не только в зависимости от продолжительности созревания, но и от режима пастеризации сливок. Консистенцию сметаны в производстве определяют методом (Г. Твердохлеба, В Мещерикова, Мажименко), основанном на способности сметаны растекаться по горизонтальной поверхности. Прибор для измерения пластометр. Пределы растикаемости сметаны зависят от вида, сорта и температуры.

В процессе производства творога в первую очередь определяют основные качественные показатели исходного сырья (цельного и обезжиренного молока, сливок, закваски и т. д.)

В соответствии с установленными в промышленности правилами контроля качественных показателей на отдельных стадиях производства следует кратко рассмотреть периодичность и количество проводимых анализов.

Содержание жира, белка, кислотность, плотность, температуру, а также органолептические показатели определяют в каждой партии молока, предназначенного для выработки жирного и нежирного творога.

Примечание. Знаком + обозначены анализы, проводимые на различных стадиях технологического процесса Кислотность и температуру молока в процессе сквашивания контролируют 3−5 раз. Активность сычужного фермента и пепсина проверяют при поступлении каждой новой партии и затем периодически, но не реже 3 раза в месяц, а концентрацию раствора СаСl2 — перед внесением его в молоко. Содержание жира в сыворотке определяют в средней пробе один раз в смену.

Такие качественные показатели сыворотки, как кислотность, плотность и содержание сухих веществ, определяют периодически в зависимости от производственной необходимости.

Качественные показатели творога оценивают в каждой партии готового продукта.

В случае поступления на молочные заводы готового творога, предназначенного для резервирования или дальнейшей переработки, выборочно в 2−3 местах каждой партии его измеряют температуру. В партии однородного творога допускается определять содержание жира в средней пробе для каждого поставщика, составленной из отдельно взятых проб. В остальных случаях содержание жира в жирном и полужирном твороге устанавливают в каждой отдельно взятой пробе.

В каждой из отобранных проб проверяют также органолептические показатели.

Кислотность и содержание влаги проверяют выборочно в отдельно отобранных пробах. Пробу на фосфотазу проводят для каждой поступающей партии творога.

Качество замороженного творога оценивают после замораживания. Пробы для проведения необходимых анализов отбираются, руководясь специальными методиками.

Для проверки кислотности сгустка пробы отбирают из каждой емкости. Сначала продезинфицированным ковшом снимают верхний слой сгустка, затем в том же месте берут нижележащий слой. Взятые пробы тщательно перемешивают.

Пробы творога из любой емкости отбирают щупом из разных мест, погружая его до дна. Если необходимо взять среднюю пробу из нескольких емкостей, то объем взятой порции творога из каждой емкости должен быть пропорционален количеству творога, содержащегося в них.

При большом количестве контролируемых емкостей допускается брать со щупа шпателем одинаковые порции продукта из верхней, средней и нижней частей столбика.

Содержание жира в твороге определяют жиромерами для сливок или для молока. Кислотность творога определяют методом титрования. Расхождения между параллельными определениями не должно быть выше 4 Т°. Содержание влаги в твороге определяют различными методами — высушивания при температуре 102−105С°, выпариванием с применение парафина или обезжиренного топленого масла, высушивание с помощью влагомера Чижовой.

Для контроля творога на пастеризацию исходного сырья проводят пробу на фосфотазу. Творог, подлежащий длительному хранению, необходимо исследовать на пастеризацию исходного молока перед закладкой его на хранение.

Продуктовый расчет.

Расчет начинается с разделения сырья по видам вырабатываемой продукции. Творог предполагается вырабатывать раздельным методом. 85% сырья сепарируют на получение сливок на выработку сметаны, 15% -молока сепарируют для получения сливок 50% -ной жирности для нормализации творога.

количество молока для получения сливок 50%-ной жирности Км=30 000*15/100=4500 (кг) количество молока на сметаны Кмс=30 000*85/100=25 500 (кг) Далее расчет ведется по выработки сметаны в зависимости от ассортимента.

определяется количество, направленного на выработку различных видов сметаны. В данном случае 50% молока идет на выработку 25%-ной сметаны, 50% - на выработку 20% сметаны.

Кс1,2=25 500*50/100=12 750 (кг)

По каждому виду сметаны расчет ведется отдельно по следующей схеме.

потери в приемном цехе сливок 25%-ной жирности П1=12 750*0,05/100=6,375 (кг) сливок 20%-ной жирности П1=6,375 (кг) количество молока поступившее в аппаратный цех и молокоочистительное отделение Кса=12 750 — 6,375=12 743,63 (кг) потери в аппаратном цехе при сепарировании П2=12 743,63*0,15/100=19,12 (кг) количество молока, направляемое на сепарирование с учетом потерь Ксс=12 743,63- 19,12=127 124,51(кг) колиество сливок, которое получается при сепарировании Жсл=(100*25−5*0,05)/(100−5)=26,3 (кг) Жсл=100*20−5*0,05)/100−5=21(кг) Ксл=12 724,51*(3,6−0,05)/(26,3−0,05)=1720,8(кг) Ксл=12 724,51*(3,6−0,05)/(21−0,05)=2151,05(кг) потери сливок при хранении, гомогенизации, пастеризации сливок при выработке сметаны П3=1720,8*0.44/100=7,57(кг) ;

П3=2151,05*0,04/100=9,46(кг) количество готовой сметаны Ксм=1720,8−7,57+(1720,8−7,57)*0,05=1798,89 (кг) Ксм=2151,05−9,46+(2151,05−9,46)*0,05=2248,67(кг) потери сметаны при расфасовке П4=1798,89*0,55=9,89 (кг) П4=2248,67*0,55=12,36(кг) выход сметаны Всм=1798,89−9,89=1789 (кг) Всм=2248,67−12,36=2248,66 (кг) количество обезжиренного молока, полученного при сепарирование Кос=127,24,51-(1789+2236,31)=8699,2 (кг) обезжиренное молоко, полученное при сепарировании молока в производстве двух видов сметаны, затем суммируется и в дальнейшем будет использовано в производстве творога. Далее ведется расчет по сырью направляемому на выработку творога раздельным методом.

потери в приемном цехе П1=4500*0,05/100=2,25(кг) количество молока поступившего в аппаратный цех и молоко хранительное отделение Кма=4500−2,25=4497,75(кг) потери в аппаратном и молоко хранительном отделение П2=4497,75*0,3/100=13,49(кг) количество молока пошедшего на сепарирование Ксм=4497,75−13,49=4484,26(кг) количество 50-%-ных сливок, которое получится при сепарирование Ксл=4484,26*(3,6−0,05)/2(50−0,05)=159,35(кг) потери сливок Кпс=159,35*0,62/100=0,99(кг) количество сливок пошедшее на нормализацию творога Ксл. н=159,35−0,99=158,36(кг) распределение сливок на два вида творога

18%-ный творог Ксл. н=158,36*65/100=102,93 (кг)

9%-ный творог Ксл. н=158,36−102,93=55,47(кг) количество обезжиренного молока, полученного при сепарирование молока, направляемого на выработку творога Кс=4484,26−159,35=4324,91(кг) суммирование обезжиренного молока, полученное при сепарирование молока на сметану и творог Кст=4324,91+8699,2=13 024,11(кг) потери обезжиренного молока при производстве творога По=13 024,11*3/100=390,7(кг) количество молока, пошедшего на выработку творога К1=13 024,11−390,7=12 633,38(кг) норма расхода обезжиренного молока на выработку 1 кг. обезжиренного творога, использованного в производстве 18%-ного, 9% творога Рс=(100−65)-5,6/(8,6−5,6)=9,8 (кг) Рс=(100−75)-5,6/(8,6−5,6)=6,47(кг) исходя из наличия сливок 50% - ной жирности, определяется количество обезжиренного творога, необходимое для выработки творога 18%-ного, 9% творога То=102,93(50−18)/18=182,99 (кг) То=55,47(50−9)/9=252,7(кг) количество обезжиренного молока, необходимое для выработки обезжиренного творога заданной жирности