МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология пищевых продуктов»

Дисциплина: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

                        Специальность: İİ 05.04.05 – «Организация и управление промышленности»

Преподаватель: доц., к.т.н. Эльданиз Энвер оглы Байрамов

Лекция № 19

Тема: Технологические основы производства цельномолочной продукции.

                План лекции

1.     Технология пастеризованных и стерилизованных молока и сливок.

2.     Технология кисломолочных продуктов.

3.     Технология сыра.

4.     Технология сливочного масла.

5.     Технология молочных консервов.

         Литература.

1. Богданов В.Д., Дацун В.М., Ефимова М.В. Общие принципы переработки сырья и введение в технологии производства продуктов питания: Учебное пособие. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. – 213 с., (91÷103).

1. Технология пастеризованных и стерилизованных молока и сливок

Пастеризованное молоко. В зависимости от молочного сырья питьевое молоко выпускают из натурального, нормализованного, восстановленного, рекомбинированного молока и их смесей. В зависимости от режима тепловой обработки выпускают молоко питьевое, пастеризованное, топленое, стерилизованное, УВТ-обработанное и УВТ-обработанное стерилизованное (УВТ - ультравысокотемпературная обработка). В зависимости от массовой доли жира (в %) молоко подразделяют на обезжиренное (0,1), нежирное (0,3; 0,5; 1,0), маложирное (1,2; 1,5; 2,0; 2,5), классическое (2,7; 3,0; 3,2; 3,5; 4,0; 4,5), жирное (4,7; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0) и высокожирное (7,2; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5).

Питьевое молоко выпускают в основном в мелкой расфасовке (бумажные пакеты с полимерным покрытием, пакеты и бутылки из полимерных матери-алов) по 0,5; 1,0 и 2,0 л.

Питьевое молоко представляет собой непрозрачную жидкость. Для жирных и высокожирных продуктов допускается незначительный отстой жира, исчезающий при перемешивании. Консистенция жидкая, однородная, нетягучая, слегка вязкая, без хлопьев белка и сбившихся комочков жира. Вкус и запах характерны для молока, без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для восстановленного и рекомбинированного молока допускается сладковатый привкус. Цвет белый, равномерный по всей массе, для топленого и стерилизованного – с кремовым оттенком, для обезжиренного – со слегка синеватым оттенком.

Молоко принимают на молокозаводах в соответствии с требованиями стандарта (ГОСТ Р 52054–2003), при этом оценивают вкус, запах и цвет молока, определяют механическую и бактериальную загрязненность, кислотность, плотность, содержание жира.

По физико-химическим показателям продукт должен соответствовать нормам, указанным в табл. 19.1.

Таблица 19.1. - Физико-химические показатели молока

Стерилизованные продукты по сравнению с пастеризованными характеризуются более высокой стойкостью при хранении за счет стерилизации, в процессе которой уничтожается не только вегетативная, но и споровая микрофлора.

На стерилизацию направляют молоко, у которого содержание бактерий в 1 см³ составляет не более 500 тыс. При высокотемпературной обработке молока важное значение приобретает термоустойчивость, т. е. свойство молока вы-держивать воздействие высоких температур без видимой коагуляции белков. Термоустойчивость молока определяется термоустойчивостью казеина. Устойчивость казеина в молоке обусловлена соотношением растворимых форм катионов кальция и магния, а также анионов фосфорной и лимонной кислот.

В свежем термоустойчивом молоке 22% кальция связано с белком, 78% кальция коллоидно растворено в плазме, при этом 26% кальция образует истинный раствор и 52% – коллоидный. Повышенная концентрация ионов кальция и магния приводит к снижению термоустойчивости молока.

Питьевые сливки выпускают нежирные, с массовой долей жира 10, 12 и 14%, маложирные – 15, 17 и 19%, классические – 20, 22, 25, 28, 30, 32 и 34%, жирные – 35, 37, 40, 42, 45 и 48%, высокожирные – 50, 52, 55 и 58%.

В качестве сырья используют молоко коровье не ниже первого сорта, молоко цельное сухое высшего сорта, молоко сухое обезжиренное, сливки сухие, масло сливочное несоленое.

Технологический процесс производства пастеризованного молока и сливок состоит из приемки, очистки, нормализации, получения сливок (сепарирования), гомогенизации, пастеризации, топления (для топленого молока), охлаждения, фасования, упаковки и хранения.

В качестве сырья для производства пастеризованного молока используют натуральное, восстановленное и рекомбинированное молоко и смеси. Для производства пастеризованного и топленого молока применяют натуральное молоко не ниже второго сорта, а для УВТ-обработанного – не ниже первого сорта с содержанием соматических клеток не более 500 тыс/см³. Натуральное молоко и сливки нормализуют по массовой доле жира и белка.

При выработке пастеризованного восстановленного молока сухие компоненты растворяют в воде при температуре 38÷42^оС, фильтруют и охлаждают до 5÷8^оС. Для набухания белков и достижения требуемой плотности восстановленное молоко выдерживают при температуре охлаждения в течение 3÷4 часов.

Нормализованное молоко и сливки нагревают до температуры 40÷45^оС и очищают на центробежных молокоочистителях, после чего гомогенизируют: молоко – при температуре 45÷55^оС и давлении 10÷15 МПа, сливки – при температуре 45÷85^оС и давлении 10÷15 МПа (для сливок с массовой долей жира 8, 10 и 20%) или 5÷7,5 МПа (для сливок с массовой долей жира 35%).

После гомогенизации молоко пастеризуют при температуре 76^оС с выдержкой 20 с. Гомогенизированные сливки 8÷10%-ной жирности пастеризуют при температуре 80^оС, а 20÷35%-ной жирности – при температуре 87^оС в течение 15÷20 с.

Пастеризованное молоко и сливки охлаждают до 4÷6^оС, затем разливают и упаковывают в стеклянную, бумажную или полимерную тару. Срок хранения герметично упакованного пастеризованного и топленого молока и сливок при температуре 4^оС составляет 3 суток.

Технологический процесс выработки стерилизованного молока и сливок включает приемку и подготовку сырья, пастеризацию или подогрев, внесение солей-стабилизаторов (при необходимости), гомогенизацию, стерилизацию и фасование. Сырьем для стерилизованного молока и сливок служит коровье молоко не ниже первого сорта.

Технология стерилизованного молока и сливок осуществляется одноступенчатым и двухступенчатым способами.

При одноступенчатом способе стерилизация осуществляется один раз в потоке путем прямого или косвенного нагрева с последующим асептическим фасованием продуктов в пакеты или тару после фасования продукта.

Технологический процесс производства стерилизованного молока способом стерилизации в потоке при прямом нагреве приведен на рис. 19.1.

Рис. 19.1. Схема пароконтактной стерилизационной установки:

1 – уравнительный бак; 2, 15 – центробежные насосы; 3, 5 – пластинчатые подогревате-ли; 4, 16 – пластинчатые охладители; 6 – насос высокого давления; 7 – инжектор; 8 – выдерживатель; 9 – обратный клапан; 10 – вакуум-камера для стерилизованного молока;      11 – насос для стерилизованного молока; 12 – гомогенизатор; 13 – охладитель для стерилизованного молока; 14 – вакуум-камера для стерилизованного молока, возвращенного для повторной стерилизации.

Подготовленное к стерилизации молоко нагревают до 74÷78^оС в течение 20 с, при необходимости его охлаждают до 2÷6^оС и направляют на стерилизацию. Молоко стерилизуют в инжекторе путем введения в продукт пара при 140÷142^оС в течение 2÷4с, после чего его направляют в вакуум-камеру, где температура молока снижается до 76÷78^оС. Затем молоко поступает на асептический гомогенизатор, где оно гомогенизируется, охлаждается до 18^оС и разливается в асептических условиях в пакеты из комбинированного материала.

Одноступенчатый способ стерилизации в потоке при косвенном нагреве осуществляется на технологических линиях, включающих пластинчатый или трубчатый теплообменник для стерилизации молока (рис.19.1). При косвенном нагреве молока до температуры стерилизации денатурированные белки осе-дают на стенках теплообменных аппаратов или их частицы выделяются в выдерживателях. Поэтому при стерилизации молока с применением косвенного нагрева молоко гомогенизируют обычно перед стерилизацией при температуре 65÷75^оС.

Одноступенчатый способ стерилизации в бутылках применяют с использованием стерилизаторов периодического действия. Нормализованное молоко нагревают до 75^оС, гомогенизируют и разливают в бутылки. Стерилизация укупоренных бутылок проводится в автоклавах при температуре 116^оС в течение 20÷30 мин. После стерилизации молоко в бутылках охлаждается водой в автоклаве до температуры 65^оС и направляется в камеру для доохлаждения. Стерилизованное молоко хранят в бутылках при температуре 1÷20^оС не более 2 месяцев со дня выработки, а сливки – не более 30 суток.

При двухступенчатом способе технологический процесс после общих операций дополняется подогревом, гомогенизацией, предварительной стерилизацией и охлаждением в потоке, промежуточным хранением, подогревом перед розливом, розливом и укупориванием, стерилизацией молока в бутылках и охлаждением. Схема технологической линии производства стерилизованного молока в бутылках (двухступенчатый способ) приведена на рис. 19.2.

Рис. 19.2. Схема технологической линии производства стерилизованного молока в бутылках (двухступенчатый способ):

1 – центробежный насос; 2 – счетчик для молока; 3 – сепаратор-молокоочиститель; 4 – пластинчатый охладитель; 5 – емкость для сырого молока; 6 – пастеризационно-охладительная установка; 7 – сепаратор-сливкоотделитель; 8 – емкость для обезжиренного молока; 9 – емкость для нормализованного молока; 10 – гомогенизатор; 11 – центробежный очиститель; 12 – выдерживатель; 13 – трубчатый стерилизатор; 14 – емкость для мойки трубчатого стерилизатора; 15 – емкость для промежуточного хранения стерили-зованного молока; 16 – бутылкомоечная машина; 17 – трубчатый подогреватель; 18 – фасовочно-упаковочный автомат; 19 – башенный стерилизатор.

Подготовленное для стерилизации молоко и сливки подогревают до 65^оС, гомогенизируют, стерилизуют при температуре 137^оС с в течение 20 с, затем охлаждают до 35^оС и направляют в промежуточную емкость. После этого молоко или сливки нагревают до 70÷80^оС и направляют на розлив в бутылки, укупоривают, стерилизуют в стерилизаторе непрерывного действия при температуре 117^оС в течение 13 мин и охлаждают водой до 45^оС. Охлажденные бутылки с продуктом направляют в камеру хранения, где они охлаждаются до 20^оС.

2. Технология кисломолочных продуктов

Для изготовления кисломолочной продукции используют нормализованное молоко или сливки, подвергнутые пастеризации и гомогенизации.

Кефир – это продукт, вырабатываемый из молока и закваски, приготовленной на кефирных грибках. Кефир выпускают с различной массовой долей жира: нежирный; 1,0; 2,5; 3,2%. Сквашивание молока происходит при температуре 18÷20^оС в течение 8÷12 ч. Затем полученную массу перемешивают до гомогенной консистенции с одновременным охлаждением до 10÷12^оС, выдерживают для созревания 9÷13 ч. С момента заквашивания до окончания созревания должно пройти не менее 24 ч. После перемешивания кефир разливают в стеклянную тару или пакеты. Готовый продукт охлаждают до температуры не выше 8^оС и хранят не более 36 ч с момента окончания технологического процесса. В условиях асептического розлива срок хранения кефира увеличивается до нескольких суток.

Сметану вырабатывают путем внесения в сквашенные пастеризованные сливки чистых культур молочнокислых бактерий с последующим созреванием полученного сгустка (рис. 19.3). Предприятия молочной промышленности изготавливают сметану 10%-ной жирности (диетическую), 15, 20, 25 и 30%-ной жирности.

Рис. 19.3. Схема процесса производства сметаны с созреванием сливок перед сквашиванием:

1 – весы; 2 – емкость для приема сырья; 3 – насос для сливок; 4 – емкость для хранения и нормализации сливок; 5 – пластинчатый нагреватель-охладитель; 6 – трубчатый пастеризатор; 7 – емкостный аппарат для созревания сливок; 8 – пластинчатый теплообменник для сливок; 9 – емкость для сквашивания сливок; 10 – мембранный насос; 11 – автомат для фасовки и упаковки сметаны.

Технологический процесс производства сметаны состоит из сепарирования молока и нормализации полученных сливок, пастеризации, гомогенизации и охлаждения сливок до температуры заквашивания, сквашивания сливок, охлаждения и созревания сметаны, расфасовки и хранения продукта.

Полученные из молока сливки (или восстановленные из пластических или сухих сливок), нормализованные до соответствующей жирности, пастеризуют при температуре 92÷95^оС с выдержкой в течение 15÷30 с. Для получения сметаны однородной консистенции ее перед заквашиванием гомогенизируют при температуре 60÷70^оС. После гомогенизации сливки охлаждают до температуры заквашивания (18÷23^оС) и помещают в резервуар, куда вносят закваску (0,5÷5,0%). Продолжительность сквашивания составляет 12÷14 ч. Первые 3 ч сливки периодически перемешивают, а потом оставляют в покое. После сквашивания сметану охлаждают до температуры 2÷8^оС, и в течение 24÷48 ч она созревает. Далее сметану фасуют массой до 500 г в мелкую картонную или полимерную тару и направляют на хранение. Расфасовку сметаны можно производить сразу после сквашивания сливок, тогда доохлаждение и созревание в мелкой потребительской таре будет длиться от 10 до 24 часов. Сметану хранят при температуре не выше 8^оС не более 72 ч.

Творог – это белковый кисломолочный продукт, приготовленный сквашиванием пастеризованного цельного или обезжиренного молока с последующим удалением из полученного сгустка части сыворотки. Выпускают следующие виды творога: нежирный и полужирный (9,0% жира), жирный (18,0%), «Крестьянский» (5,0%), «Столовый» (2,0%) и др. Значительное содержание в твороге белка (14÷16%) и минеральных веществ обусловливают его высокую питательную и биологическую ценность.

Творог получают кислотным, кислотно-сычужным, раздельным или непрерывным способами, а также способом самопрессования и охлаждения сгустка.

Производство творога традиционным кислотно-сычужным способом состоит из следующих операций: нормализации, очистки и пастеризации молока, охлаждения до температуры заквашивания, сквашивания молока, разрезания сгустка, отделения сыворотки, охлаждения творога, расфасовки, хранения и реализации.

Пастеризованное молоко охлаждают до температуры сквашивания (28÷32^оС), направляют в специальные ванны, вносят закваску (чистые культуры молочнокислых бактерий) в количестве 1÷5%. Затем в молоко вносят 0,04% хлористого натрия и 0,1 мг% сычужного фермента для образования плотного, хорошо отделяющего сыворотку сгустка. Продолжительность сквашивания составляет 6÷8 часов. Чтобы ускорить выделение сыворотки, сгусток разрезают специальными проволочными ножами на кубики размером 2×2×2 см. Разрезанный сгусток оставляют в покое на 1 час для отделения сыворотки. Затем сгусток разливают в бязевые или лавсановые мешки (по 7÷9 кг) для более полного отделения сыворотки методом самопрессования при температуре 16^оС в течение часа. Для доведения творога до готовности его подпрессовывают на пресс-тележках. По окончании прессования готовый продукт охлаждают до 8^оС и фасуют на автоматах в мелкую потребительскую тару по 200, 250 и 500 г (пергамент, подпергамент, полимерные материалы и т. п.).

Срок хранения творога при температуре не выше 8^оС и влажности 80÷85% составляет 36 часов. Допускается хранение творога в мороженом виде, так как под воздействием низких температур при быстром замораживании вода одновременно замерзает в виде мелких кристаллов по всей массе продукта. Мелкие кристаллы не разрушают структуру продукта. Замораживание производят при температуре минус 18^оС в течение не более 1,5÷3,0 ч. После размораживания восстанавливается первоначальная консистенция творога.

Хранение расфасованного творога (блоки, брикеты) при температуре не выше минус 18^оС не должно превышать 6 месяцев, при температуре не выше минус 25^оС – 7÷12 месяцев.

3. Технология сыра

Сыр является одним из ценных пищевых продуктов благодаря высокой калорийности, пищевой и биологической ценности, разнообразию вкусовых свойств. Наибольшую ценность в сыре представляют белки (18÷25%), которые содержат весь комплекс аминокислот, необходимых человеку, в том числе незаменимые. Молочный жир в сыре (19÷30% от сухого вещества), как и в молоке, находится в виде мелких шариков, что способствует быстрому усвоению его организмом. Из молока в сыр почти полностью переходит витамин A, частично витамины В₁, В₂ и др.

Сыры в зависимости от особенностей технологии делят на сычужные, кисломолочные, переработанные (плавленые).

Сычужные сыры подразделяют на следующие виды:

• твердые («Швейцарский», «Голландский», «Костромской», «Ярославский», «Российский»);
• полутвердые («Пикантный», «Ромбинас», «Латвийский»);
• мягкие («Дорогобужский», «Дорожный», «Любительский», «Рокфор», «Смоленский», «Русский камамбер»).

Кисломолочные сыры подразделяют на следующие виды:

• свежие, или несозревающие («Чайный», «Черкасский», «Диетический», «Сливочный», «Домашний», «Адыгейский», «Городской» и др.);
• выдержанные, или созревающие («Гарцский», «Зеленый терочный», «Цигер»).

Производство натурального сычужного сыра. Молоко принимают по качеству, проводят его очистку, резервирование и направляют на созревание, т. е. длительную выдержку в течение 12÷16 ч с момента выдоя при температуре 8÷12^оС. Созревание молока необходимо для развития в нем молочнокислых бактерий по окончании бактерицидной фазы, повышающих пригодность молока для производства сыра. Если молоко поступает издалека, то выдержку не производят.

Чтобы получить сыр требуемой жирности, молоко нормализуют. Для этого обычно используют сепараторы-нормализаторы. Молоко пастеризуют в течение 20÷25 с при температуре 71÷72^оС. Термическая обработка молока снижает его сыропригодность, поэтому более предпочтительно пропускание его через сепараторы-бактериофуги с целью снижения микробиальной обсемененности. Так как в процессе обработки молока количество молочнокислой микрофлоры тоже снижается после пастеризации, в него вносят бактериальную закваску (чистые культуры молочнокислых бактерий). Чтобы увеличить в молоке содержание ионов кальция и обеспечить его нормальное свертывание, в молоко добавляют хлористый кальций. Для подавления развития газообразующей микрофлоры в молоко вносят азотнокислый калий или натрий. При выработке сыра в зимний и весенний периоды, когда в молоке снижается содержание каротина, придающего сыру желтый цвет, рекомендуют использовать нату-ральный краситель желтого цвета – аннато. Свертывание молока происходит при температуре 32÷34^оС в течение 25÷30 мин и осуществляется при внесении в него сычужного ферментного препарата. Образовавшийся в результате свертывания молока сгусток разрезают, измельчают и вымешивают с целью удаления сыворотки в течение 20÷30 мин. Затем температуру сгустка повышают до 36÷38^оС, а в некоторых случаях – до 47÷50^оС в зависимости от вида сыра, после чего массу (сырное зерно) вновь вымешивают для ускорения обезвоживания. Сырное зерно помещают в формы, подпрессовывают и солят в рассоле до содержания хлористого натрия 1,5÷2,5% в течение 2÷7 суток при температуре 10÷12.С. Затем сыр направляют на созревание при температуре 10÷12^оС в течение 1,5÷6 месяцев. В процессе созревания сыр покрывается коркой, после чего его дополнительно парафинируют.

Хранят твердые сыры в холодильниках при температуре 0 – минус 4^оС и относительной влажности воздуха 85÷90% в течение 1÷4 месяцев, мягкие сыры – в течение 1÷2 месяцев.

Кисломолочные сыры вырабатывают из творога, полученного кислотным или кислотно-сычужным способом. После самопрессования или прессования творожную массу смешивают с солью и выдерживают в течение 20÷30 мин. В сливочные сыры добавляют фруктовые эссенции, сахар и др. Готовую массу формуют при помощи автоматов или вручную и реализуют. При производстве созревающих кисломолочных сыров их направляют на созревание в течение 1÷1,5 месяцев. Хранят сыр при температуре 0÷4^оС в течение месяца, а при температуре 0 – минус 4^оС – 2 месяцев.

Сырьем для производства плавленого сыра служат все виды сыров, имеющих какие-либо наружные механические повреждения (нестандартные), а также сливочное масло, натуральное, сгущенное или сухое молоко, сыворотка, пахта и др. В качестве наполнителей используют соль, сахар, перец, копченые колбасы, ветчину, различные эссенции и другие продукты. Плавленые сыры насчитывают более 50 наименований.

Технологический процесс производства плавленого сыра заключается в следующем. Нестандартный сыр, очищенный от корки, разрезают на куски, измельчают на волчках и растирают на вальцах. Затем составляют сырную смесь из соответствующих сортов сыра и других компонентов, вносят в нее соли-плавители, в качестве которых чаще используют двухзамещенный фосфорнокислый натрий (3÷4%) или лимоннокислый натрий (2,5÷3,55%). При нагревании в присутствии солей-плавителей сырная масса плавится без выделения воды и жира. В противном случае уже при 35÷40^оС из сырной массы начинают интенсивно выделяться вода и жир, вследствие чего она рассыпается на отдельные комочки, а при температуре 55÷65^оС начинает слипаться, образуя вязкую тестообразную массу. После охлаждения сыр теряет свои пластические свойства.

После внесения солей-плавителей сырную массу выдерживают в течение 0,5÷3,0 ч для равномерного распределения компонентов смеси по всему объему. Подготовленную таким образом массу загружают в котлы-плавители. Плавление происходит под вакуумом, поэтому в расплавленной массе не образуется воздушных пустот. Сырную массу нагревают глухим паром до темпера-туры 75÷85^оС при перемешивании. Процесс продолжается 20÷30 мин, после чего полученную достаточно текучую массу гомогенизируют, а затем направляют на фасовочно-упаковочные автоматы. Сыр фасуют в алюминиевую фольгу, полимерную тару (стаканчики, коробочки и т. п.), тубы, стеклянную тару и т. д. Расфасованный сыр охлаждают до 8÷10^оС и упаковывают в картонную тару. Хранят плавленые сыры при температуре от 5 до минус 2^оС и влажности воздуха 70÷85%: без наполнителей – 3 месяца, с наполнителями – 2 месяца, пастообразные, пастеризованные – 6 месяцев, стерилизованные – 12 месяцев. 

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ