66286 (Производство сливочного масла), страница 2

B маслообразователе горячие высокожирные сливки подвергаются одновременному воздействию низких положительных температур и интенсивному механическому перемешиванию. B результате происходит почти полное разрушение оболочек шариков жира и освобождение не успевшей отвердеть жидкой жировой фазы. Затем наступают отвердевание и кристаллизация триглицеридов из расплава (жидкого) жира.

При ступенчатом охлаждении продукта (сначала до 19 - 22⁰C, затем до 10-15⁰C) происходит процесс раздельно-групповой кристаллизации триглицеридов: в начале его преимущественно кристаллизуются высоко - и среднеплавкие, в конце - легкоплавкие триглицериды. Параллельно наблюдается переход менее стабильных полиморфных форм триглицеридов в более стабильные (явление полиморфных превращений). Отвердевание оптимального количества жира в маслообразователе не происходит--масло при выходе из него имеет около 12% отвердевшего жира. Процесс отвердевания продолжается в монолите масла при термостатировании и хранении.

Процесс отвердевания жира происходит неравномерно, так как молочный жир представляет собой смесь триглицеридов с различной температурой отвердевания. Агрегаты из нескольких молекул триглицеридов в твердом состоянии представляют собой кристаллические массы. B зависимости от условий отвердевания они способны образовать четыре полиморфные модификации (формы): нестабильную аморфную (стеклообразную) форму и кристаллические а-, ß' - и ß-модификации. Полиморфная модификация - неустойчивая, более низкоплавкая, отличается неплотной упаковкой молекул триглицеридов, имеет в основном структуру тройной длины цепи, представляет собой отдельные игольчатые кристаллы. ß'-Модификация - средне-плавкая, сравнительно устойчивая (она в основном обусловливает хорошую консистенцию масла); ß-модификация - наиболее стабильная и высокоплавкая, ß' - и ß-модификации имеют наиболее плотную упаковку молекул триглицеридов в виде структур двойной и тройной длины цепи. При этом образуются кристаллические структуры в форме игольчатых или плотных сферолитов. Bo время охлаждения сливок менее устойчивые полиморфные модификации, как правило, необратимо переходят в более стабильные: v^-a^-

Часть оболочек шариков жира в маслообразоватоле не разрушается, также возможно вторичное эмульгирование жидкого жира.

Одновременно с отвердеванием жира в маслообразователе происходит процесс, называемый обращением (сменой) фаз - переход прямой эмульсии в обратную. При этом жидкая жировая фаза становится непрерывной; в ней распределяются кристаллический и отвердевший жир, капли плазмы, отдельные шарики жира с не разрушенными или частично разрушенными оболочками и пузырьки воздуха.

Явление обращения фаз характерно для концентрированных эмульсий. Оно может быть обусловлено различными причинами, в том числе и длительным механическим воздействием. B процессе обращения фаз капли дисперсной фазы (масла) прямой эмульсии сначала растягиваются и превращаются в пленки, затем пленки охватывают дисперсионную среду (воду), которая становится дисперсной фазой в обратной эмульсии.

B конце перемешивания, когда количество освободившегося жира достигает максимума, преобладает обратная эмульсия. O смене фаз судят по количеству деэмульгированного (свободного) жира или по содержанию в плазме масла эмульгированного жира. Обращение фаз сопровождается продолжающейся кристаллизацией жира и полиморфными превращениями триглицеридов. При этом образующиеся кристаллы жира взаимодействуют между собой и формируют пространственную структуру масла. От преобладания в структуре кристаллизационных или коагуляционных элементов зависит консистенция масла.

При получении масла методом сбивания сливок кристаллизация и фазовые превращения триглицеридов практически завершаются в процессе выработки масла. Структурные элементы масла представляют собой микрозерна жира, сформировавшиеся в пределах шарика жира. Это мельчайшие (размером до 1 мкм) кристаллы (палочковидные и сферолиты), равномерно распределенные по монолиту масла и придающие ему пластичность (Ф. A. Вышемирский).

Отвердевание жира и полиморфные превращения триглицеридов при выработке масла способом преобразования высокожирных сливок происходят как в расплаве жира в маслообразователе, так и в монолите масла при медленном охлаждении. Поэтому кристаллическая структура масла характеризуется наличием в основном крупных (размером более 1 мкм) кристаллоагрегатов (встречаются и мелкие кристаллы, неравномерно распределенные по монолиту). Это обусловливает образование структуры с преобладанием кристаллизационных элементов.

B зависимости от характера взаимодействия между образовавшимися кристаллами жира масло может иметь кристаллизационно-коагуляционную (зернистую) или конденсационно-кристаллизационную (гомогенную) структуру. Принято считать, что первая структура, характеризующаяся пластичностью и термоустойчивостью, присуща маслу, выработанному способом сбивания. Вторая структура, отличающаяся от первой повышенной твердостью и хрупкостью при пониженной термоустойчивости, более характерна для масла, полученного способом преобразования высокожирных сливок. Однако, по данным Ф. A. Вышемирского, путем применения различных режимов охлаждения и механической обработки (получая в качестве промежуточного продукта масляное зерно) можно и способом преобразования высокожирных сливок выработать масло зернистой структуры.

Согласно теории акад. П.A. Ребиндера различие образующихся пространственных структур при получении масла можно объяснить различным характером связей между частицами дисперсной фазы (см. рис.39). Кристаллизационно-коагуляционная структура создается силами сцепления между кристаллами, которые в местах контакта разделены прослойками жидкого жира и остатками оболочек. Она обладает способностью к тиксотропному уплотнению структурных элементов, т. e. пластичностью, но пониженной прочностью.

Конденсационно-кристаллизационная структура представляет собой сетку-каркас из сросшихся между собой кристаллов. Данная структура характеризуется повышенной механической прочностью, но одновременно хрупкостью и плохой восстанавливаемостью после разрушения.

Количество, равномерность распределения, дисперсность плазмы и воздушной фазы определяют механическую прочность, связность, упругость, термоустойчивость и устойчивость масла при хранении. Масло, выработанное способом преобразования высокожирных сливок, характеризуется большей степенью дисперсности и более гомогенным распределением плазмы. B нем содержатся в основном (более 90%) капли диаметром от 1 до 4-5 мкм и лишь незначительное количество более крупных капель. B масле, полученном способом сбивания, плазма распределена менее равномерно, в нем больше средний размер капель и содержание крупных (диаметром 4-6 и даже 10-15 мкм) капель. Как известно, дисперсность плазмы во многом обусловливает характер и интенсивность окислительных и микробиологических процессов при хранении масла (см. главу 13). Вместе с тем в масле, выработанном способом преобразования высокожирных сливок, по сравнению с маслом, полученным способом сбивания, ниже содержание воздушной фазы и выше количество эмульгированного жира (см. табл.46).

Химический состав масла, выработанного двумя способами, отражающий использование составных частей сливок, различен (табл.47). По данным ВНИИМСа, в масле, выработанном способом преобразования высокожирных сливок, содержание COMO на 9-10% выше, чем в масле, полученном способом сбивания. Оно также содержит больше лактозы, белков, биологически ценных фосфолипидов, некоторых карбонильных соединений, но характеризуется меньшим количеством летучих жирных кислот.

ВНИИМСом разработаны новые виды масла, обладающие повышенной биологической ценностью - масло с увеличенным содержанием белка, с заменой 25% молочного жира растительным маслом, с различными наполнителями и т.д.

4. Биохимические процессы при производстве сливочного масла

Масло животное - пищевой продукт, основой которого является жировая фаза коровьего молока или молока других сельскохозяйственных животных (буйволиц, самок яка, козьего и др.). Характер структуры, физико-химические характеристики, потребительские показатели масла обусловлены массовой долей жира.

При выработке масла методами сбивания сливок и преобразования высокожирных сливок наряду с агрегатным изменением молочного жира протекают биохимические процессы, вызываемые полезной и вредной микрофлорой и ее ферментами. Значение этих процессов особенно велико при выработке кислосливочного масла. При производстве сладкосливочного масла с соблюдением технологических режимов и санитарных условий биохимические процессы не оказывают определяющей роли (при отсутствии загрязнения сливок посторонней-микрофлорой).

Технология кислосливочного масла основана на биохимических процессах, возбудителями которых являются молочнокислые и ароматобразующие бактерии, используемые в виде заквасок. В результате их развития в сливках в масле происходит гомо - и гетероферментативное молочнокислое брожение.

В зависимости от условий среды при гомоферментативном молочнокислом брожении, кроме молочной кислоты, образуются небольшие количества летучих кислот, диацетила, ацетоина, бутеленгликоля и других соединений. Большее количество их продуцируют ароматобразующие бактерии при сбраживании лимонной кислоты.

При гетероферментативном молочнокислом брожении, кроме молочной кислоты, образуются спирт, уксусная кислота, углекислый газ.

В образовании аромата кислосливочного масла участвуют летучие кислоты, диацетил, ацетоин (как предшественник диацетила), эфиры, которые образуются при гетероферментативном молочнокислом брожении и являются продуктами метаболизма ароматобразующих бактерий. Кислосливочное масло с выраженными вкусом и ароматом содержит на 100 г продукта: 0,1-0,5 мг диацетила, 18-30 мг летучих жирных кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой, масляной) и до 10 мг этилового спирта.

Синтез диацетила и ацетоина ароматобразующими молочнокислыми бактериями происходит в основном из пирувата, полученного при сбраживании как глюкозы, так и цитратов. Для повышения аромата при изготовлении закваски целесообразно использовать лимонную кислоту в количестве 0,2%, а при выработке кислосливочного масла 0,1% к массе его плазмы, или 180 г на 1 т готового продукта.

На образование и накопление ароматических веществ в сливках и масле большое влияние оказывают температура пастеризации и условия среды. Оптимальной температурой пастеризации сливок является 85 °С [7]. Повышение температуры сливок, их выдержка, повторная пастеризация обусловливают увеличение редуцирующих веществ в сливках и плазме масла, отрицательно влияющих на развитие ароматобразующих бактерий и накопление ароматических веществ в масле.

Максимальное накопление диацетила происходит при рН среды 4,7-5,2 и высоком окислительно-восстановительном потенциале. При этих условиях наряду с образованием ароматических веществ в результате сбраживания глюкозы и цитратов ароматобразующими бактериями, дцетоин (не имеет запаха) может окисляться в диацетил. В соответствии с этим установлены пределы сквашивания сливок, кислотность плазмы 55-60 °Т и кислотность плазмы масла не выше 55 °Т.

Существует метод производства кислосливочного масла, предусматривающий обогащение продукта вкусовыми и ароматическими веществами посредством внесения смеси кислот (молочной, уксусной, муравьиной) и диацетила.

При производстве сладкосливочного масла развитие биохимических (ферментативных) процессов является признаком неблагополучия. В случае вторичного загрязнения сливок и масла посторонней микрофлорой и ее ферментами при благоприятных условиях могут протекать биохимические процессы, вызывающие снижение качества масла. При этом основными показателями является образование следующих продуктов метаболизма бактерий:

молочной кислоты - в результате сбраживания лактозы молочнокислыми бактериями (повышается кислотность плазмы масла);

различных азотистых соединений, на что указывает повышение аминного азота в плазме масла - в результате развития протеолитических и других бактерий, обладающих протеолитическими свойствами;

свободных жирных кислот - в результате липолиза жира, вызванного развитием бактерий и ферментов, обладающих липолитическими свойствами.

Повышение кислотности плазмы свежего масла обнаруживается органолептически, а продукты протеолиза и липолиза только аналитически.

При выработке кислосливочного масла повторное обсеменение посторонней микрофлорой сливок и готового продукта может также вызвать снижение его качества.

Таблица 7 - Сравнительные показатели анализа качества

* экстракционный метод

5. Компоненты, участвующие в формировании качества и стойкости масла

Вкус и запах сливочного масла. Они обусловлены наличием комплекса веществ (сульфгидрильные соединения типа SH-групп, лактоны, летучие жирные кислоты, карбонильные соединения и др.), присутствующих в исходном сырье и образующихся в процессе его выработки при тепловой обработке, биохимическом сквашивании сливок и внесенных с вкусовыми наполнителями.