Нормализация сливок. Для получения сметаны стандартной жирности сливки нормализуют по жиру. Для нормализации используют цельное или обезжиренное молоко, а также сливки высокой жирности, выбор которых зависит от жирности продукта. Требуемую жирность в нормализованных сливках устанавливают с учетом нормы вносимой закваски на обезжиренном или цельном молоке.

Технологическая схема производства сметаны

Массовая доля жира в нормализованных сливках должна быть несколь-

ко выше, чем в готовом продукте:

,

     где Жсм– массовая доля жира в нормализованной смеси,%;

             Жз - массовая доля жира в закваске,%;

              Кз – количество закваски,%.

Пастеризация сливок. Сметану вырабатывают только из пастеризованных сливок. Тепловая обработка проводится не только для максимального уничтожения посторонней микрофлоры, инактивации ферментов, но и для обеспечения в сметане необходимой консистенции, вкуса и повышения стойкости в хранении. Продукт приобретает специфический «ореховый» привкус и аромат, вследствии образования под действием высоких температур свободных сульфгидрильных групп и летучих карбонильных соединений. Режимы: температура 92-96 ⁰С с выдержкой 20 с или 84-88 ⁰С, с выдержкой 2-10 мин. Высокотемпературная обработка влияет на состояние белков, вызывая денатурацию сывороточных. Они в дальнейшем совместно с казеином будут участвовать в образовании сгустка сметаны, хорошо удерживающего сыворотку и повышая его плотность.

     Гомогенизация сливок. Эта обработка воздействует как на жировую, так и на белковую фазы сливок. В результате гомогенизации увеличивается количество жировых шариков и удельная поверхность, которую они занимают. Следовательно, связывается дополнительное количество свободной воды, вновь образованными липопротеиновыми оболочками. Это приводит к повышению вязкости сметаны, улучшению ее консистенции. Сметану с массовой долей жира 20 % и менее вырабатывают только из полностью гомогенизированных сливок. Для сметаны большей жирности можно гомогенизировать не все количество, а их часть (от 50 до 70 %).

     Оптимальные режимы гомогенизации неодинаковы для различных видов сметаны. Чем выше жирность, тем меньше величина давления гомогенизации сливок.

Таблица 5

                      Зависимость режимов гомогенизации от содержания

                                                   жира в продукте

     Сливки гомогенизируют при температуре 50-70 ⁰С и давлении 7-8 МПа. С целью улучшения консистенции (без крупинок) гомогенизацию проводят уже пастеризованных сливок.

     Охлаждение и физическое созревание сливок. При производстве сметаны с низкотемпературной обработкой сливок, после пастеризации их быстро охлаждают до низких температур (2-7 ⁰С) и выдерживают в течение 1-2 часов. Физическое созревание сливок, также как и гомогенизация, способствует улучшению консистенции сметаны. В процессе низкотемпературной выдержки, расплавленный при пастеризации молочный жир сливок частично переходит в твердое состояние. При быстром охлаждении сливок и выдержке при низких температурах происходит массовая кристаллизация молочного жира в виде мелких кристаллов с развитой поверхностью и большой смачиваемостью жидким жиром, что способствует формированию более пластичной консистенции сметаны.

В быстроохлажденных сливках молочный жир первоначально кристаллизуется в низкоплавкий- неустойчивую форму, которая в результате полиморфных превращений постепенно переходит в высокоплавкую- устойчивую форму. Вследствие этого, значительная часть жира сохраняется в отвердевшем состоянии при более высоких температурах (26-28 °С) во время сквашивания сливок.

     Сливки, подвергнутые низкотемпературной обработке, подогреваются до температуры заквашивания, которую устанавливают не выше 24⁰С во избежании значительного расплавления молочного жира, отвердевшего в процессе созревания сливок. Подогрев ведут в теплообменных аппаратах или емкостях, в которых сквашивают сливки, применяя для этого воду температурой 27-30 ⁰С.

     Заквашивание и сквашивание сливок. Вкус и запах, консистенция сметаны во многом зависят от условий сквашивания сливок, а также состава и свойств применяемых заквасок. Заквашивание производят немедленно после охлаждения сливок до 20-26 ⁰С или подогреве до этой же температуры в случае применения физического созревания. Температура заквашивания в весенне-летний период 18-24 ⁰С, в осенне-зимний 22-26 ⁰С. Тем самым стремятся создать благоприятные условия для жизнедеятельности культур, входящих в состав закваски.

     Закваску в количестве 2-5 % вносят в процессе заполнения резервуара сливками или сразу после наполнения. Смесь обязательно перемешивается в течении 10-15 мин для равномерного распределения закваски. Повторно сливки перемешивают через 1-1,5 часа, после чего их оставляют в покое. Дозу внесения закваски устанавливают в зависимости от ее активности и производственных условий.

     При производстве сметаны используют многоштаммовые закваски, состоящие из кислотообразующих и ароматообразующих культур мезофильных молочнокислых стрептококков. При выработке сметаны 10% -, 15 %- жирности и ацидофильной применяют комбинированные закваски, в состав которых входят культуры мезофильных, термофильных стрептококков и ацидофильной палочки. На предприятия чистые культуры поступают в виде сухих или жидких заквасок, бакконцентратов.

     В процессе сквашивания, под действием молочнокислой микрофлоры закваски, происходит сбраживание молочного сахара с образование молочной кислоты. По мере ее накопления реакция среды сдвигается в кислую сторону и при достижении рН 4,6-4,7 происходит кислотная коагуляция казеина и денатурирование сывороточного белка.

Особенности сквашивания. Наибольшей плотности сгусток достигает в изоэлектрической точке при рН = 4,6-4,7. Дальнейшее снижение РН, наблюдаемое при переквашивании сметаны, дает растворение белков и разрушение скоплений жировых шариков. Следовательно, консистенция сметаны разжижается. Поэтому, окончание процесса сквашивания определяется по кислотности, которая должна быть 60-75⁰Т. Продолжительность сквашивания 12-16 часов. Медленное образование сгустка связано с особенностями химического состава сливок. В них меньше плазмы и растворенных питательных веществ, чем в молоке, которых не достаточно для микрофлоры.

Продолжительность сквашивания зависит от биотехнологических свойств культур, входящих в состав заквасок. Нарастание кислотности и образование сгустка происходят быстрее при использовании комбинированной закваски, состоящей из мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококков. В этом случае длительность сквашивания сокращена до 7-10 часов при температуре t = 30±2 ⁰С. Во время сквашивания формируется специфические вкус и запах сметаны за счет накопления в среде ароматических веществ (диацетила, ацетоина, летучих жирных кислот, спиртов, эфиров).

При термостатном способе производства заквашенные сливки немедленно разливают в потребительскую тару, укупоривают и направляют в термостатную камеру для сквашивания. Продолжительность фасования заквашенных сливок из одной емкости не превышает 2 час. во избежание образования хлопьев белка и получения сметаны с неоднородной консистенцией. Длительность сквашивания не более 16 часов.

При резервуарном способе производства, сливки сквашивают в той же емкости, в которой их заквашивали. Перемешивание повторное проводят через 1-1,5 часа после первого и оставляют до конца сквашивания.

Окончание сквашивания сливок устанавливают по кислотности и плотности сгустка. Высокая кислотность сквашенных сливок может привести к раннему старению сгустка и его синерезису – одному из распространенных пороков вкуса и консистенции. Для разных видов сметаны кислотность в конце сквашивания сливок неодинакова. Длительность процесса сквашивания можно регулировать изменяя температуру, дозу и активность закваски и др.

По окончании, сквашенные сливки охлаждают до 18 ⁰С и направляют на расфасовку.

Фасование и упакование. Сгусток сквашенных сливок перемешивают 3-15 минут при малых оборотах мешалки с целью сохранения его структуры, получения однородной консистенции. На фасование продукт направляют самотеком, максимально снижая механическое воздействие на него, во избежание разрушения структуры.

Фасование проводят сразу же после окончания сквашивания и перемешивания при температуре процесса. В случае необходимости торможения молочнокислого процесса допускается охлаждение до температуры сквашивания 16-18 ⁰С путем подачи ледяной воды в межстенное пространство резервуара. Продукт фасуют в мелкую и крупную тару.

В качестве мелкой тары применяют коробочки, стаканчики из полимерных материалов, бумажные пакеты вместимостью 50, 100, 200, 250, 500 г. Крупная тара – фляги металлические, бидоны, деревянные бочки вместимостью от 10 до 50 кг.

Охлаждение и созревание. Сметана после упаковывания охлаждается в холодильных камерах при температуре воздуха 0-8 ⁰С. На данном этапе производства сметана не перемешивается. Сметана приобретает температуру 4±2 ⁰С, при которой в течение выдержки (6 – 12 часов в потребительской таре и 12 – 48 часов – в крупной таре) происходит окончательное формирование органолептических свойств. Нарастание кислотности затормаживается, значительная часть молочного жира кристаллизуется и сметана приобретает густую, свойственную ей консистенцию. В процессе длительной выдержки отвердевает от 43% до 45% всего количества молочного жира. Причем, степень кристаллизации зависит от режимов созревания. Вкус и запах – чистый, кисломолочный, с выраженным привкусом и ароматом пастеризованного продукта. Для обеспечения высокого качества сметаны стремятся к минимальной продолжительности фасования, которая не должна превышать 4 часа из одной емкости. Попадание воздуха в продукт должно быть исключено.

Хранение. Срок годности продукта, упакованного в негерметичную тару и имеющего температуру 4±2 ⁰С, составляет 3 суток и свежевыработанного, упакованного в потребительскую тару с герметической укупоркой - 7 суток с момента окончания технологического процесса.

Аппаратурное оформление технологического процесса производства сметаны с предварительным созреванием сливок представлено на рис.6.

Рис.6 Схема производства сметаны с предварительным созреванием сливок. 1,6,9 – резервуары; 2,4,7,10 – насосы; 3 – уравнительный бак; 5,8 –пластинчатые теплообменники; 11- машина для фасовки.