Камера хранения сливочного масла вместимостью 25 тонн

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I

Курсовая работа

по предмету: Технологии хранения животноводческой

продукции

на тему: Камера хранения сливочного масла вместимостью 25 тонн

Выполнила:

Андреева В.А.

Воронеж 2017 г.

Содержание

Введение

1. Характеристика масла

1.1 Требования к качеству молока и сливок

1.2 Особенности химического состава молока

1.3 Пороки вкуса и запаха масла, возникающие при хранении

2. Технологическая часть

2.1 Выбор технологических схем производства

2.1.1 Подготовка сырья и способы производства масла

2.1.2 Технология выработки масла способом сбивания сливок

2.1.3 Получение масла в маслоизготовителях периодического действия

2.1.4 Получение масла в маслоизготовителях непрерывного действия

2.1.5 Технология производства масла способом преобразования высокожирных сливок

2.2 Описание и обоснование выбранных режимов и условий хранения

2.3 Расчет площади камер хранения молочных заводов

2.4 Расчет потребности в искусственном холоде при хранении молочной продукции

2.5 Расчет изоляции холодильной камеры при хранении животноводческой продукции

2.6 Выбор и расчет пристенных батарей

3. Технохимический и микробиологический контроль производства

Заключение

Список литературы

Введение

Сливочное масло - высококалорийный молочный продукт, состоящий из жировой части (72 - 82%) и плазмы (16 - 25%). Помимо глицеридов различных жирных кислот в масле обнаружено более 50 разнообразных химических компонентов. Прекрасный вкус, аромат, сбалансированное количество летучих жирных кислот, большое содержание жирорастворимых витаминов, высокая усвояемость питательных веществ делает масло незаменимым продуктом.

Масло было известно давно. Его употребляли в пищу около 5000 лет назад. Плиний - Старший в своих произведениях описывал процесс производства масла. Из-за низкого качества и быстрой порчи его рассматривали как заменитель растительного масла. Готовили кустарным способом, и первым аппаратом для выработки была маслобойка. Со временем изобретения сепаратора (1880г) масло начали изготавливать промышленным способом. И накануне первой мировой войны в ассоциацию молочных кооперативов входили 130 маслодельных заводов. Наиболее значительными темпами эта отрасль развивалось в Бельгии, Дании, Швейцарии, Англии.

В соответствии с требованиями ГОСТа сливочное масло вырабатывается соленым и несоленым, любительским, крестьянским, вологодским с наполнителями и топленым.

Калорийность масла составляет 7800 килокалорий. Оно обладает легкой усвояемостью, которая в среднем равно 97% для жира и 94% для сухих веществ плазмы.

Масло, особенно летнее, богато витаминами, растворимыми в жире. Оно содержит большое количество растворимых в воде витаминов из комплекса витамин В и витамин С.

1. Характеристика сливочного масла

Сливочное масло -- пищевой продукт, вырабатываемый из коровьего молока, состоящий преимущественно из молочного жира и плазмы, в которую частично переходят все составные части молока -- фосфалиды, белки, молочный сахар, минеральные вещества, витамины и вода.

Пищевая ценность продуктов обусловлена наличием в них комплекса веществ, определяющих калорийность, биологическую ценность и его вкусовые достоинства.

Пищевая ценность коровьего масла характеризуется его доброкачественностью (безвредностью), энергетической ценностью, содержанием питательных и биологически активных веществ, усвояемостью, органолептической и физиологической ценностью. Под пищевой ценностью подразумевают соответствие химического состава масла формуле сбалансированного питания взрослого человека. Следовательно, пищевая ценность масла тем выше, чем в большей мере оно удовлетворяет потребностям организма человека в питательных веществах, а его химический состав соответствует формуле сбалансированного питания.

По пищевой ценности масло уступают молоку, сырам и кисломолочным продуктам вследствие меньшей сбалансированности основных пищевых веществ - при высоком количестве жира оно содержит мало белков, углеводов, минеральных веществ и водорастворимых витаминов.

Вместе с тем масло является носителем и поставщиком очень важных полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов, фосфолипидов.

Значение жирорастворимых витаминов особенно велико: витамин А необходим для образования зрительного пурпура, роста клеток молодого организма; Витамин D - для обеспечения транспорта кальция и фосфора через биологические мембраны, предупреждения заболевания рахитом; витамин Е - выполняет функцию биологических антиоксидантов. В процессе выработки сливочного масла содержание витаминов А и D практически не изменяется. Они разрушаются при температуре более 120 0С. Потери витамина Е при выработке масла составляют до 80% от его первоначального содержания в исходном сырье. Молочный жир рассматривают как реальный источник поступления витамина А в организм человека.

Пищевую ценность сливочного масла повышают содержащиеся в нем форсфолипиды, особенно лецитин оболочек жировых шариков. В организме человека фосфолипиды взаимодействуют со многими веществами. В комплексе с белками они участвуют в построении мембран клеток организма человека

Физиологическую ценность масла характеризует влияние отдельных содержащихся в нем веществ на нервную, сердечно-сосудистую, пищеварительную и другие системы организма человека и его сопротивляемость инфекционными заболеваниями. Физиологическая ценность сливочного масла во многом определяется наличием в нем не только лецитина, но и холестерина.

Холестерин является исходным компонентом при образовании желчных кислот. Он участвует в образовании гормонов коры надпочечников, витаминов D, оказывает защитное действие в отношении кровяных телец, может действовать как антитоксин. Однако, его избыток может вызвать атеросклероз. Содержание холестерина в сливочном масле не должно превышать 0,2%.

Таким образом, сравнительно высокая биологическая ценность коровьего масла обуславливается содержанием полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, а также его хорошей усвояемостью. При смешанном питании усвояемость молочного жира составляет в среднем 93-98%.

Природа молочного жира обусловила ему низкую температуру плавления (27-340С) и отвердевания 18-130С. Это способствует переходу молочного жира в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние, что является одним из его преимуществ. Поэтому сливочное масло рекомендуется больным функциональными расстройствами пищеварительных органов, прежде всего при заболевании печени, желчного пузыря, а также для детского питания

Масло изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ Р 52253 по технологическим инструкциям с соблюдением требований, установленных нормативными правовыми актами Российской Федерации.

Пищевая ценность сливочного масла обусловлена его химическим составом: молочным жиром, жирными кислотами, фосфолипидами, минеральными веществами, витаминами и др. По химическим показателям масло должно соответствовать требованиям, изложенным в таблице 1.

Жировая фаза в масле должна содержать только молочный жир коровьего молока. Жирно-кислотный состав молочного жира должен соответствовать ГОСТ Р 52253 Кислотность жировой фазы сливочного масла должна быть не более 4,0 К. Термоустойчивость масла - от 0,7 до 1,0. Усвояемость сливочного масла составляет 97...98 %. Низкая температура плавления основных групп глицеридов (27...34°С) и отвердевания (18...23°С) способствует переходу молочного жира в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние. В связи с этим сливочное масло рекомендуют больным функциональными расстройствами пищеварительные органов, а также для детского питания.

По органолептическим показателям масло всех наименований должно соответствовать требованиям, изложенным в таблице 2.

Таблица 1 - Химические показатели и ассортимент масла

Вид масла	Массовая доля, %	Энергетическая ценность, кДж/100г продукта
	жира, в том числе растительного	воды	сомо	соли
Вологодское	82,5	16,0	1,5		3113
несоленое	82,5	16,0	1,5		3113
соленое	81,5	16,0	1,5	1.0	3096
Любительское:
несоленое	78,0	20,0	2,0		2961
соленое	77,0	20,0	2,0	1,0	2929
Крестьянское:
сладкосливочное:
несоленое	72,5	25,0	2,5	--	2776
соленое	71,0	25,0	2,5	1,5	2726
Российское сладкосливочное	70,0	27,0	3,0	--	2686
и кислосливочное
Бутербродное сладкосливочное	61,5	35,0	3,5	--	2378
«Эдельвейс»	52,0	43,0	5,0	--	2110
С наполнителями вкусовыми,	50...62	16...42	1,0.-11,8	--	2081...3113
Славянское:
несоленое	80/32*	18,5	1,5	--	3050
соленое	79,0/31,6	18,5	1,5	1,0	2985

Таблица 2 - Органолептические показатели масел

Наименование показателя	Характеристика для
	сладко-сливочного масла	кисло-сливочного масла
Вкус и запах	Высший сорт	Выраженные сливочный и привкус пастеризации, без посторонних привкусов и запахов; недостаточно выраженные сливочный и/или привкус пастеризации.	Выраженные сливочный и кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов; недостаточно выраженные сливочный и/или кисломолочный.
		Умеренно соленый - для соленого масла
	Первый сорт	Невыраженные сливочный и/или привкус пастеризации, и/или излишне выраженный привкус пастеризации, и/или слабокормовой привкус, и/или слабопригорелый привкус, и/или привкус растопленного масла.	Невыраженные сливочный и/или кисломолочный, и/или слабокормовой привкус.
		Умеренно соленый - для соленого масла
Консистенция и внешний вид	Высший сорт	Плотная, пластичная, однородная или недостаточно плотная и пластичная; поверхность на срезе блестящая или слабо-блестящая, или слегка матовая
	Первый сорт	Слабо крошливая и/или рыхлая, и/или слоистая, и/или мучнистая; поверхность с наличием одиночных мелких капелек влаги
Цвет	Высший сорт	От светло-желтого, однородный по всей массе
	Первый сорт	От светло-желтого до желтого, незначительная неоднородность по массе

Желтую окраску сливочному маслу придает бета-каротин. В зависимости от содержания каротина масло имеет сочную с темно-желтым оттенком или бледно-желтую окраску, а иногда почти белую.

Массовая доля пищевого красителя каротина, ароматизаторов, витаминов А, Д, Е, консервантов, стабилизаторов консистенции и эмульгаторов в масле должна соответствовать требованиям таблицы 3.

Таблица 3- Массовая доля добавок, вносимых сливочное масло

Наименование добавки	Массовая доля, % (мг/кг), не более
Пищевой краситель каротин	0,0003 (3)
Ароматизаторы	0,1 (1000)
Витамины:
витамин А	0,001 (10)
витамин Д	0,05·10 (0,05)
витамин Е	0,02 (200)
Стабилизаторы консистенции	2,0 (20000)
Эмульгаторы	0,6 (6000)
Консерванты:
сорбиновая кислота и ее соли натрия, калия и кальция (в пересчете на кислоту)	0,1 (1000)
бензойная кислота и ее соли натрия, калия и кальция (в пересчете на кислоту)	0,05 (500)

Органолептические показатели сливочного масла, а также их упаковку и маркировку оценивают по 20-балльной шкале в соответствии с требованиями таблицы 4

Таблица 4- Органолептические оценка сливочного масла

Наименование показателя	Оценка (баллы)
Вкус и запах	10
Консистенция и внешний вид	5
Цвет	2
Упаковка и маркировка	3
Итого	20

Результаты оценки в баллах суммируют. На основании общей оценки определяют качество масла и подразделяют его на сорта: высший и первый, которые устанавливаются в зависимости от балльной оценки по таблице 5.

Таблица 5- Балльная оценка масла сливочного по сортам

Сорт	Общая оценка	Оценка, не менее
		вкуса и запаха	консистенции	цвета	упаковки и маркировки
Высший	17-20	8	4	2	3
Первый	11-16	5	3	1	2

Масло, получившее общую оценку менее 11 баллов, в т.ч. за вкус и запах менее пяти баллов, за консистенцию менее трех баллов, за цвет менее одного балла, за упаковку и маркировку менее двух баллов и не соответствующее требованиям, указанным в таблице 4, реализации потребителю не подлежит. Реализации не подлежит масло, имеющее:- вкус и запах: посторонний, горький, прогорклый, затхлый, салистый, олеистый, окисленный, металлический, плесневелый, химикатов и нефтепродуктов и других привкусов и запахов, нехарактерных для масла, резко выраженные кормовой, пригорелый; кислый и излишне кислый, нерастворившаяся соль и излишне соленый в соленом масле;

- консистенцию: засаленную, липкую, крошливую, неоднородную, колющуюся, рыхлую, слоистую, мучнистую, мягкую, с термоустойчивостью менее 0,7;

- цвет: неоднородный;

- упаковку и маркировку: недостаточно четкую маркировку, вмятины на поверхности упаковки монолита, дефекты в заделке упаковочного материала, деформированную и поврежденную тару.

1.1 Требования к качеству молока и сливок

Для производства масла используют молоко и сливки. Сливки могут быть получены на сепараторных пунктах, куда с ферм доставляют молоко, которое сепарируют, а сливки пастеризуют, охлаждают и доставляют на молочный завод. Получение сливок на сепараторных пунктах нежелательно. Наилучшим по качеству можно выработать масло из сливок, полученных непосредственно на молочном заводе. Поэтому предпочтительно доставлять молоко непосредственно с фермы на молочный завод.

Помимо стандартных требований, при производстве масла к молоку предъявляют особые требования: по содержанию жира в молоке, химическому составу молочного жира.

С повышением жирности молока увеличивается выход масла и улучшается использование жира, т. е. относительно меньшее количество жира остается в обезжиренном молоке и пахте. Для производства масла целесообразно направлять молоко повышенной жирности.

На технологические режимы производства масла влияет химический состав молочного жира. От содержания в молочном жире различных жирных кислот зависит температура плавления и отвердевания масла. Зимой в молочном жире увеличивается количество насыщенных жирных кислот, вследствие чего масло приобретает твердую консистенцию. Летом в жире значительно возрастает содержание ненасыщенных жирных кислот и жидких фракций жира, масло имеет более мягкую консистенцию.

Сливки состоят из тех же составных частей, что и молоко, но с другим соотношением между жиром и плазмой, вследствие чего физико-химические свойства молока и сливок (плотность, кислотность и др.) различаются. Средний химический состав сливок, используемых в маслоделии, приведен в таблице 6.

Таблица 6 - химический состав сливок, используемых в маслоделии

Составные части молока	Массовая доля в сливках, %
Жир	25...45
Вода	66,27...49,85
Сухой обезжиренный мелочный остаток	8,73...5,15
В том числе:
белки	2,95...1,74
лактоза	4,93...2,91
Зола	0,58...0,34
Фосфолипиды	180,5мг/100г

В зависимости от органолептических, физико-химических и микробиологических показателей сливки делят на сорта: высший, первый и второй.

Вкус и запах сливок высшего сорта характеризуется как выраженный сливочный, чистый, сладковатый; первого сорта -- сливочный, сладковатый со слабо выраженным кормовым привкусом и запахом; второго сорта -- недостаточно выраженный сливочный, сладковатый, недостаточно чистый и (или) с кормовым привкусом и запахом.[5]

Консистенция сливок высшего и первого сортов должна быть однородная, гомогенная; при этом для сливок первого сорта допускается наличие единичных комочков жира; консистенция сливок второго сорта -- неоднородная, с единичными комочками жира и хлопьями белка. Цвет сливок независимо от сорта -- белый с кремовым оттенком, однородный по всей массе.

Сливки должны обладать достаточной термоустойчивостью, которая определяется по пробе на кипячение или хлоркальциевой. По этим пробам сливки высшего сорта характеризуются отсутствием хлопьев белка; первого сорта -- наличием отдельных хлопьев белка; второго -- наличием отдельных крупных хлопьев белка. При этом кислотность жира не должна превышать 1,5 °К для сливок высшего сорта; 2°К --для сливок первого сорта и 2,5 °К -- для сливок второго сорта. Кислотность жира можно пере-считать на кислотное число (мг КОН на 1 г жира), используя соотношение 1 °К = 0,56 мг КОН на 1 г жира.

С целью предупреждения поступления фальсифицированных (разбавление водой) сливок предусматривается определение в них СОМО и плотности. Массовая доля СОМО и плотность натуральных сливок в зависимости от содержания в них жира приведены в таблице 7.

Таблица 7- Массовая доля СОМО и плотность натуральных сливок

Массовая доля жира, %	Массовая доля СОМО, %	Плотность при 20 °С, кг/м3
10...20	7,5...6,7	1020... 1008
20...30	6,7...5,8	1008...997
30...40	5,8...5,0	997...987
40...50	5,0...4,2	987...976
50...55	4,2--3,8	976...971

Для сортировки сливок по кислотности пользуются данными таблицы 8.

Таблица 8 - Массовая доля СОМО и плотность натуральных сливок

Массовая доля жира в сливках, %	Не менее, для всех сортов	Не более, для сорта
		высшего	первого	второго
10...20	14	17	19	21
20...30	13	16	17	19
30...40	12	15	16	18
40...50	11	14	15	17
50...55	10	13	14	15

Нижний предел кислотности предусмотрен для предупреждения приема сливок, фальсифицированных (добавление нейтрализующих веществ) по кислотности.

Микробиологические показатели для сырых сливок высшего сорта -- проба на редуктазу не ниже I класса, ориентировочное количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (МАФАнМ) не должно превышать 5 * 105 КОЕ/см3; для первого сорта -- проба на редуктазу не ниже II класса, МАФАнМ -- до 4 * 106 КОЕ/см3; для второго сорта -- проба на редуктазу не ниже III класса, МАФАнМ -- до 2 * 107 КОЕ/см3.

Для выработки всех видов масла, кроме вологодского, можно применять сливки, полученные в результате сепарирования под- сырной сыворотки (подсырные сливки).

Подсырные сливки должны иметь сладковато-солоноватый вкус, допускается слабовыраженный кислый вкус, кислотность плазмы не более 30 °Т. Для этого подсырные сливки немедленно после получения охлаждают до 6...8 °С. Продолжительность сбора однородной партии сливок при этой температуре не должна превышать 2 сут.

1.2 Особенности химического состава молока

Молоко представляет собой сложную полидисперсную систему, в которой содержится более 100 различных химических и биологических веществ. Дисперсионной средой в нем является вода (83--89%), дисперсной фазой -- жир, белки и другие компоненты (17--11 %). Молочный сахар и соли растворены в воде. Степень дисперсности отдельных веществ различна. Так, белковые вещества находятся в молоке в виде коллоидных растворов, молочный жир -- в виде эмульсии микроскопических жировых шариков в молочной плазме. Химический состав молока (табл. 9) непостоянен. Он зависит от породы скота, периода лактации животного, условий кормления и содержания его и других факторов.

Таблица 9 - Химический состав молока

Компоненты молока	Массовая доля, %
	Среднее	Пределы колебаний
Вода	87	83-89
Молочный жир	3,8	2,7-6,0
Азотистые соединения:
казеин	2,7	2,2-4,0
альбумин	0,4	0,2-0,6
Глобулин и другие белки	0,12	0,05-0,2
Небелковые азотистые соединения	0,05	0,02-0,08
Молочный сахар	4,7	4,0-5,6
Зола	0,7	0,6-0,85

Молочный жир находится в молоке в виде эмульсии жировых шариков диаметром от 1 до 20 мкм (основное количество-- диаметром 2--3 мкм). В 1 мл молока содержится около 3 млн. жировых шариков. В неохлажденном молоке они отталкиваются друг от друга, так как окружены липопротеиновой оболочкой, заряженной одноименными отрицательными электрическими зарядами. Молочный жир относится к группе простых липидов и состоит преимущественно (98 %) из триглицеридов, молекула которых образована глицерином и тремя остатками различных жирных кислот. В образовании глицеридов молочного жира участвуют свыше 150 жирных кислот, следовательно, смешанных триглицеридов в молочном жире может быть более 3000. Из всех природных жиров молочный жир имеет наиболее сложный химический состав.

В молочном жире преобладают насыщенные жирные кислоты, содержание которых в летний период -- 62,9--67,3%, а в зимний -- 65,9--75,9%, из них низкомолекулярных насьь щенных кислот -- соответственно 5,5--7,6 и 7,61 --10,8%. Из насыщенных жирных кислот больше всего содержится пальмитиновой--от 26,3 до 33,8% и стеариновой --6,4--10,5%. Относительно высокое содержание насыщенных низкомолекулярных жирных кислот является особенностью молочного жира и используется для обнаружения в нем посторонних жиров.

Содержание ненасыщенных жирных кислот летом от 33,1 до 36,3%, зимой -- 25,9--33,8%, из них на долю олеиновой кислоты приходится соответственно 25,3--28,9 и 18,6--27,9%. Полиненасыщенных жирных кислот в молочном жире недостаточно: летом -- 3,9--6,5 %, зимой -- 2,9--3,8.

Жиру сопутствуют липоиды -- жироподобные вещества: фосфатиды и стерины.

Из фосфатидов в молоке содержатся лецитин -- 0,1 % и кефалин -- 0,05%. Фосфатиды являются сложными эфирами глицерина, высокомолекулярных жирных кислот и фосфорной кислоты. В отличие от триглицеридов в составе фосфатидов нет низкомолекулярных жирных кислот, а преобладают полиненасыщенные жирные кислоты. Благодаря наличию полярных групп фосфатиды обладают выраженными эмульгирующими свойствами и способствуют получению стойкой эмульсии жира молока.

Из стеринов в молоке содержатся холестерин и эргостерин, последний под воздействием ультрафиолетовых лучей приобретает свойства антирахитического витамина О (эргокальциферола). Холестерин -- одноатомный спирт циклического строения. Он способен образовывать с жирными кислотами сложные эфиры холестериды. Холестерин является антагонистом лецитина, регулирует обмен в организме солей кальция и фосфорной кислоты2.

Белковые вещества являются наиболее ценной в пищевом отношении частью молока, обеспечивают белковый обмен клеток организма. В молоке они представлены преимущественно казеином (2,7 %), сывороточными белками -- альбумином (0,4%) и глобулином (0,2%), белками оболочек жировых шариков и некоторыми другими малоизученными белковыми веществами, а также азотистыми соединениями.

Белки молока содержат все незаменимые аминокислоты, поэтому относятся к полноценным.

На долю казеина приходится 80 % общего количества белков в молоке. Его молекулярный вес равен 32000.

Казеин является сложным белком -- фосфопротеидом, в его молекулу входит остаток фосфорной кислоты, а фосфорнокислый кальций адсорбируется на поверхности молекул казеина. В молоке казеин находится в виде казеинат-кальций-фосфатного комплекса, легко распадающегося в изоэлектрической точке под действием кислот. Кальций выполняет роль «мостиков» между двумя молекулами казеина.

В молекуле казеина преобладают карбоксильные группы -- СООН, поэтому он характеризуется кислотными свойствами.

Казеин устойчив к температурам пастеризации, но при длительном кипячении свертывается. сливочное масло камера хранения

Альбумина в молоке содержится около 0,4--0,6 %, а в молозиве--10--12 %. Он относится к простым белкам -- протеинам, отличается от казеина низким содержанием азота, почти в два раза большим содержанием серы, отсутствием фосфора в молекуле.

Молекулярный вес альбумина 15000. Он растворим в воде, а также в слабых кислотах и щелочах, не осаждается под действием сычужного фермента и кислоты; выпадает в осадок при нагревании до температуры 70--75 °С, при 85 °С он полностью выпадает в осадок и утрачивает способность растворяться. Известно три фракции альбумина: ?s1, ?s2, ?s3.

Таблица 10 - Аминокислотный состав фракции белков молока

Название аминокислот	Массовая доля в белках,%
	казеине	альбумине	Глобулине
Глицин	2,1	3,2	1,4
Аланин	3,2	2,1	7,4
Валин	7,2	4,7	5,8
Лейцин	9,2	11,5	15,6
Изолейцин	6,1	6,8	8,4
Серин	6,3	4,8	5,0
Глютаминовая кислота	22,4	12,9	19,5
Аспарагиновая кислота	7,1	18,7	11,4
Аргинин	4,1	1,2	2,9
Лизин	8,2	11,5	11,4
Цистин	0,4	6,4	2,9
Фенилаланин	5,0	4,5	3,5
Тирозин	6,3	5,4	3,8
Триптофан	1,7	7,0	1,9
Гистидин	3,1	2,9	1,6
Метионин	2,8	1,0	3,2
Треонин	4,9	5,5	5,8
Пролин	10,6	1,5	4,

Глобулин относится к сывороточным простым белкам, в молоке его содержится 0,1--0,2%, а в молозиве -- до 5--10%. Аминокислотный состав фракции белков молока представлен в таблице 10.

Глобулин состоит из нескольких фракций: р-лактоглобулина, эвглобулина и псевдоглобулина. Основная фракция глобулина-- р-лактоглобулин с молекулярным весом 36000, нерастворима в воде, но растворяется в слабых растворах солей и минеральных кислот. При нагревании раствора, имеющего слабокислую реакцию, до 75 °С глобулин выпадает в осадок. При пастеризации он осаждается вместе с альбумином. Изоэлектрическая точка р-лактоглобулина находится при рН 5,3.

Эвглобулин и псевдоглобулин имеют молекулярный вес от 150000 до 1000000. Они содержат антитела -- иммунные тела, благодаря чему обладают сильно выраженными бактерицидными свойствами3.

Кроме основных белков, в молоке содержатся белки оболочек жировых шариков и бактериальных клеток ферментов. Белки оболочек жировых шариков относятся к сложным белкам, представляющим липопротеиновый комплекс, содержащий наряду с белками фосфатиды. Белки оболочек жировых шариков отличаются от молочного белка аминокислотным составом, меньшим содержанием азота и фосфора. Белок оболочек живых шариков составляет 70 % массы оболочки, он осаждается полностью хлористым кальцием при нагревании или при добавлении соляной кислоты (рН 3,9--4,0).

Небелковые азотистые соединения молока -- свободные аминокислоты, пептоны, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аммиак, амины, амиды и другие биологически активные вещества. Они играют важную роль в азотистом обмене молочнокислых бактерий, содержатся в молоке в количестве до 0,2 %.

Углеводы в молоке представлены молочным сахаром -- лактозой, глюкозой и галактозой (13,5 мг%) и их производными -- фосфатными сахарами (фосфорные эфиры Сахаров -- глюкозы, галактозы, фруктозы и пентозы) и аминосахарами (соединения азотистых веществ с сахарами).

Лактоза вследствие замедленного гидролиза достигает тонкого кишечника, где используется молочнокислой микрофлорой и создает благоприятную кислую среду.

В молоке лактоза находится в двух формах а- и |3-, которые могут переходить одна в другую; а-форма менее растворима, чем (3-форма.

Молочный сахар сбраживается при молочнокислом, спиртовом, пропионовокислом брожении с образованием молочной кислоты, спирта, углекислоты, масляной и лимонной кислот. Это используется в производстве кисломолочных продуктов и сыров4.

Минеральные вещества в молоке представлены солями органических и неорганических кислот, находящихся в виде молекулярных и коллоидных растворов. Общее содержание минеральных веществ в молоке до 1 %, а золы (после сжигания и частичного улетучивания веществ) -- 0,7 %.

В молоке имеется до 80 элементов периодической системы Менделеева. По количественному содержанию их подразделяют на макроэлементы (10--100 мг%) и микроэлементы (0,01 -- 1 мг%).

Минеральные вещества присутствуют в молоке в виде легкоусвояемых солей, главным образом фосфорной, лимонной и соляной кислот. В молоке преобладают соли фосфора и кальция. Соли кальция находятся в растворенном состоянии, коллоидном и связанном с казеином.

Фосфор в молоке находится в неорганических солях (70-- 77%) и в органических соединениях: он связан с казеином и входит в состав липопротеиновых оболочек жировых шариков. Фосфор неорганических солей необходим для развития молочнокислых бактерий. Белок, содержащий фосфор, устойчив к действию протеолитических ферментов, а белок без фосфора легко расщепляется ферментами.

Соли натрия и калия находятся в молоке в виде молекулярных и частично ионизированных растворов. Стабильность молока как коллоидной системы при нагревании поддерживается солевым равновесием, нарушение его может вызвать коагуляцию коллоидов.

При недостатке кальция молоко плохо свертывается сычужным ферментом, образуется слабый дряблый сгусток.

При тепловой обработке молока одно и двухзамещенные фосфаты кальция превращаются в труднорастворимый трехзамещенный фосфат кальция, который осаждается на стенках тепловых аппаратов.

Из микроэлементов в молоке обнаружены марганец, медь, железо, кобальт, йод, цинк, олово, ванадий, серебро, никель и др. Хотя их количество незначительно, но физиологическое значение их велико. Марганец служит катализатором при окислительных процессах и необходим для синтеза витаминов С, В и D. Медь необходима для образования крови; йод входит в состав тироксина -- гормона щитовидной железы и стимулирует ее деятельность. Железо входит в состав гемоглобина крови и некоторых ферментов.

Ферменты. В свежевыдоенном молоке присутствуют следующие ферменты.

Липаза расщепляет жиры с образованием в свободном виде жирных кислот и глицерина. Из-за большого количества ко-лостральной (образующейся в молочной железе) липазы стародойное молоко приобретает горьковатый привкус и не принимается молочными заводами. Действие этой липазы проявляется при рН 7--8,8.

В молоке присутствует преимущественно липаза бактериального происхождения, действующая при более низком рН. Липаза колостральная разрушается при температурах 75 °С, бактериальная -- выше 85 °С.

Фосфатаза вызывает гидролиз эфиров фосфорной кислоты. Основные виды этого фермента -- щелочная фосфатаза с оптимальной активностью при рН 9 и кислая фосфатаза -- при рН 4,5. Щелочная фосфатаза находится на поверхности жировых шариков, а кислая связана с сывороточными белками. Этот фермент всегда присутствует в сыром молоке, так как попадает из вымени животного, разрушается при всех видах пастеризации. По пробе на фосфатазу проверяют пастеризацию молока и обнаруживают примесь сырого молока в количестве даже 0,5 %.

1.3 Пороки вкуса и запаха масла, возникающие при хранении

Посторонние привкусы и запахи появляются при абсорбировании маслом пахучих веществ, химикатов, смазочных масел, лекарств, нефтепродуктов и пр. Они могут перейти в масло из молока или появиться в процессе хранения и транспортирования. Запах лекарств переходит в масло в основном при лечении коров. Остальные запахи -- вследствие несоблюдения правил производства, транспортирования и хранения.

Кислый вкус обусловлен развитием молочнокислой микрофлоры. Появление этого порока в сладкосливочном масле показывает, что при пастеризации не была достигнута требуемая бактериальная чистота сливок. Этот порок может появиться также при повышенных температурах физического созревания или недостаточном охлаждении масла в маслохранилище.

Нечистые вкус и запах являются пороками микробиологического происхождения. Эти пороки характеризуют начальную стадию развития посторонней микрофлоры в масле.

Затхлый, сырный, гнилостный привкусы являются результатом хранения сливок в закупоренных емкостях (флягах), в сырых, затхлых помещениях, при скармливании животным недоброкачественных плесневелых и прелых кормов. Причиной порока могут быть использование недоброкачественной воды для промывки масла, недостаточно высокая температура пастеризации бактериально загрязненных сливок и длительное хранение сливок до сбивания в неблагоприятных условиях.

Горький вкус, обусловленный развитием микроорганизмов, появляется при длительном хранении масла и со временем прогрессирует. Он возникает вследствие образования пептонов при расщеплении белка плазмы ферментами бактерий.

Прогорклый привкус связан с глубоким изменением молочного жира. Прогорклое масло приобретает неприятный, острый привкус и запах испорченного жира. Порок развивается под воздействием фермента липазы, выделяемого микроорганизмами (плесеней, флюоресцирующих бактерий, некоторых видов дрожжей и протеолитических бактерий).

Плесневелый (затхлый) привкус является результатом развития плесеней, образующих на его поверхности колонии в виде цветных пятен. Чтобы предотвратить плесневение, необходимо тщательно дезинфицировать помещения и оборудование, соблюдать режимы пастеризации сливок.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор технологических схем производства

2.1.1 Подготовка сырья и способы производства масла

Принятое на предприятие молоко сепарируют при температуре 35- 40°С для получения сливок с желаемой массовой долей жира.

При приемке сливок на завод их фильтруют для удаления механических примесей, пропуская через марлевые или лавсановые фильтры. Сливки, массовая доля жира в которых не соответствует желаемой, нормализуют. Если массовая доля жира в сливках выше желаемой, то их нормализуют, смешивая с цельным или обезжиренным молоком. Сливки, массовая доля жира в которых ниже желаемой, нормализуют в сепараторе-нормализаторе.

Все сливки, предназначенные для производства масла, подвергают тепловой обработке. При необходимости исправляют пороки сливок.

Выбирая режим тепловой обработки сливок, учитывают ее влияние не только на микрофлору, но и на микробную липазу и пероксидазу. Инактивируют липазу и пероксидазу, нагревая сливки до 85 °С без выдержки при этой температуре. Поэтому тепловая обработка сливок ниже этой температуры не допускается. При выборе режима тепловой обработки учитывают качество сливок и вид вырабатываемого масла. Сливки первого сорта при выработке сладко-сливочного масла пастеризуют при температуре 85--90 °С, а сливки второго сорта пастеризуют при температуре 92--95 °С. При выработке «Вологодского» масла используют сливки только первого сорта, а тепловую обработку проводят при температуре 105-110°С, чтобы продукт имел специфические вкус и запах.

При переработке сливок со слабовыраженными посторонними привкусами и запахами температуру тепловой обработки сливок повышают и устанавливают в зависимости от массовой доли влаги в масле в пределах 103-108 °С для весенне-летнего периода годам 103--115 °С для осенне-зимнего.

Исправление пороков возможно при дезодорировании или замене плазмы сливок. При дезодорации удаляют посторонние запахи и привкусы, обусловленные наличием легколетучих жиро- или водорастворимых веществ, которые концентрируются в жировой фазе или плазме сливок. Ее обычно совмещают с тепловой обработкой.

Для дезодорации сливки сначала нагревают до температуры 80 °С, затем направляют в вакуум-дезодорационную установку, где их обрабатывают при разрежении 0,04-0,06 МПа и температуре 65-70°С. Продолжительность пребывания сливок в дезодораторе при нормальной работе -- 4--5 с. На выходе из дезодоратора сливки нагревают до температуры 95 °С, при этом устраняется невыраженный вкус, который имеется в сливках после дезодорации.

Привкусы луковый, чесночный, нефтепродуктов и некоторые другие при как эти пороки обусловлены наличием высокомолекулярных соединений, образующих смеси, температура кипения которых выше температуры кипения воды.

Для подсырных сливок перед переработкой на масло проводят одно- или двукратную замену плазмы в них путем смешивания с обезжиренным молоком или водой и последующего сепарирования смеси.

Таким образом, подсырные сливки обрабатывают с целью улучшения их качества и повышения термостабильности белков.

При однократной замене плазмы сливки смешивают с сырым обезжиренным молоком при температуре не выше 10 °С таким образом, чтобы массовая доля жира в смеси не превышала 3,5%. Полученную смесь нагревают до 35--40°С и сепарируют. Массовую долю жира в подсырных сливках с заменой плазмы устанавливают в пределах 32-37 % при переработке сливок способами преобразования высокожирных сливок и сбивания в маслоизготовителях периодического действия и 38--45 % -- при переработке в маслоизготовителях непрерывного действия.

Двукратную промывку подсырных сливок проводят при повышенной (25--30 °Т) кислотности плазмы. Для этого подсырные сливки смешивают с водой при температуре не выше 10°С до массовой доли жира смеси 3,5%. Смесь подогревают до 30-40 °С и сепарируют. В полученных сливках повторно заменяют плазму обезжиренным молоком так, как описано выше.

Подсырные сливки после замены плазмы добавляют к сливкам в количестве не более 25 % массы перерабатываемых сливок. Смесь пастеризуют при температуре 92--95 °С и направляют на выработку масла.

Способы производства масла. Технологический процесс производства масла включает концентрирование жира молока, разрушение эмульсии жира и формирование структуры продукта с заданными свойствами. В зависимости от способа концентрации жира и формирования структуры продукта различают два способа производства масла: сбиванием сливок и преобразованием высокожирных сливок (рис. 1).

При выработке масла способом сбивания концентрирование жировой фазы достигается сепарированием молока и последующим разрушением эмульсии молочного жира при сбивании полученных сливок. Регулирование влаги осуществляется во время обработки масла. Кристаллизация глицеридов молочного жира завершается во время физического созревания до механической обработки масла.

При получении масла способом преобразования высокожирных сливок концентрирование жировой фазы молока осуществляется сепарированием. Нормализация высокожирных сливок по влаге проводится до начала термомеханической обработки с таким расчетом, чтобы массовая доля жира в сливках соответствовала массовой доле жира в готовом продукте. Разрушение эмульсии жира сливок и кристаллизация глицеридов молочного жира происходят главным образом во время термомеханической обработки.

Для производства масла перечисленными способами существуют различные технологические линии.

Линия для осуществления технологического процесса тем или иным способом имеет характерное оборудование. Например, в линию производства масла способом сбивания включены емкости для физического созревания сливок, которых нет в линии производства масла способом преобразования высокожирных сливок. В эту же линию включены маслоизготовители непрерывного или периодического действия.

В линию производства масла способом преобразования высокожирных сливок включены сепараторы для высокожирных сливок, которые отсутствуют в линии производства масла способом сбивания. В эту линию включают для преобразования высокожирных сливок в масло мас- лообразователи различных типов и конструкций: цилиндрические (трех-, четырехцилиндровые) и пластинчатые.

2.1.2 Технология выработки масла способом сбивания сливок

Технологический процесс производства масла способом сбивания сливок состоит из следующих последовательно осуществляемых операций:

1) приемка молока, охлаждение, хранение; подогревание, сепарирование молока;

2) тепловая обработка сливок;

3) низкотемпературная подготовка (физическое созревание сливок);

4) сбивание сливок;

5) промывка масляного зерна;

6) посолка (только для соленого масла);

7) механическая обработка;

8) фасование;

9) хранение масла.

Технологический процесс условно разделяют на три стадии.

1. Физическое «созревание» (низкотемпературная обработка) сливок в течение 10 ч (и более) при температуре от 20 до 4°С.

2. Разрушение жировой дисперсии сливок сбиванием с образованием в качестве промежуточного продукта масляного зерна.

3. Механическая обработка масляного зерна с целью усреднения состава масла и пластификации продукта.

Для выработки масла способом сбивания в маслоизготовителях непрерывного действия используют сливки с массовой долей жира 36--50%. Такая концентрация жира способствует ускорению образования масляного зерна и повышает производительность маслоизготовителя. При выработке масла способом сбивания в маслоизготовителях периодического действия используют сливки средней жирности с массовой долей жира 32-37%.

При использовании сливок с массовой долей жира ниже указанных пределов снижается производительность оборудования и увеличиваются потери жира. Увеличение массовой доли жира в сливках (больше 40 %) не оказывает влияния на качество масла, обеспечивает снижение потерь жира и повышение производительности оборудования. Однако при высокой массовой доле жира в сливках замедляется отвердевание жира вследствие быстрого повышения вязкости в процессе охлаждения сливок, что необходимо учитывать при выборе режимов физического созревания.

После тепловой обработки сливки быстро охлаждают до температуры ниже точки отвердевания молочного жира и выдерживают определенное время (физическое созревание). В результате происходит отвердевание молочного жира внутри жировых шариков, изменяются их оболочка и свойства сливок: вязкость, устойчивость эмульсии и дисперсность жира.

Отвердевание молочного жира является основной целью низкотемпературной обработки сливок и играет важную роль в процессе маслообразования. Только при наличии отвердевшего жира при сбивании сливок можно выделить молочный жир в виде масляного зерна и обеспечить хорошую консистенцию сливочного масла и нормальный отход жира в пахту.

В охлажденных сливках только часть жидкого жира переходит в твердое состояние. Отношение количества отвердевшего жира к первоначальному его количеству в процентах называют степенью отвердевания жира. Каждой температуре охлаждения сливок соответствует максимально возможная степень отвердевания молочного жира. Для получения масла хорошей консистенции необходимо, чтобы степень отвердевания жира составляла не менее 30-35%.

Состояние оболочек жировых шариков при созревании сливок существенно изменяется. Некоторые вещества оболочки жировых шариков, в частности фосфолипиды, переходят в плазму. Оболочки жировых шариков становятся более тонкими и хрупкими и легче разрушаются при сбивании сливок в масло.

Переход части веществ оболочки в плазму приводит к снижению электрического заряда оболочек, что способствует сближению и агрегации жировых шариков.

Появление кристаллов молочного жира внутри жирового шарика нарушает связи между жиром и оболочками жировых шариков, что вызывает снижение устойчивости эмульсии жира в сливках. Кроме того, возможны нарушение целостности оболочки и вытекание жидкого жира из жирового шарика. Жидкий жир способствует слипанию жировых шариков и образованию более крупных жировых частиц. Это приводит к изменению дисперсности жира.

Устанавливая режим физического созревания, учитывают повышение температуры (на 1-2°С) сливок в результате выделения скрытой теплоты кристаллизации. Правильно выбранный режим низкотемпературной подготовки сливок улучшает использование жира из-за снижения жирности пахты. Нарушение установленных режимов ведет к повышенному отходу жира в пахту и ухудшению консистенции масла.

Режимы созревания сливок при выработке масла на маслоизготовителях периодического и непрерывного действий одинаковы.

Сбивание сливок заключается в разрушении оболочек и агрегации (слипании) жировых шариков, заканчивающейся образованием масляного зерна.

Процессы агрегации жировых шариков и образования масляного зерна при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия принципиально не различаются. Однако процесс образования масляного зерна в маслоизготовителях непрерывного действия имеет некоторые особенности. Так, при сбивании сливок скорость процесса агрегации жировых шариков в 1000 раз больше, чем при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия в результате интенсивного образования новых поверхностей раздела воздух-плазма.

В маслоизготовителе непрерывного действия в свободной поверхности сливок с большой скоростью разрушаются воздушные пузырьки, в то время как при сбивании в маслоизготовителе периодического действия вероятность разрушения в течение длительного времени относительно невелика.

Агрегация жировых шариков в объеме в результате их столкновений, а также при участии жидкого молочного жира приобретает более важное значение при сбивании сливок в маслоизготовителе периодического действия, чем в маслоизготовителе непрерывного действия.

Факторы, влияющие на сбивание сливок. Сбивание сливок в масло является сложным процессом и зависит от многих факторов, из которых следует выделить следующие: частота вращения рабочего органа маслоизготовителя, начальная температура сбивания сливок, жирность сливок и др.

При сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия значащими являются такие факторы, как степень заполнения маслоизготовителя сливками, частота вращения маслоизготовителя, начальная температура сбивания сливок.

Степень заполнения маслоизготовителя сливками влияет на продолжительность сбивания; оптимальной считается 40-50%. При степени заполнения маслоизготовителя более 50 % нарушается нормальный процесс сбивания сливок, что приводит к повышению содержания жира в пахте.

Процесс сбивания тормозится из-за уменьшения пограничной поверхности воздух-сливки. Минимальная степень заполнения маслоизготовителя составляет 25 % от общего объема. При степени заполнения маслоизготовителя менее 25 % центробежная сила прижимает сливки к стенке маслоизготовителя тонким слоем. Прекращается перемешивание, и сбивания сливок не происходит.

Начальная температура сбивания сливок выбирается с таким расчетом, чтобы независимо от формы рабочей емкости маслоизготовителя продолжительность сбивания составляла 50--60 мин. Сокращение приводит к ухудшению качества масляного зерна и значительному отходу жира с пахтой. При увеличении продолжительности сбивания масляное зерно получается слишком твердое, упругое, оно плохо обрабатывается, а полученное масло может иметь грубую, засаленную консистенцию.

Температуру сбивания сливок устанавливают с учетом химического состава жира, зависящего от времени года, жирности сливок, степени отвердевания жира.

С повышением содержания жира в сливках температуру сбивания понижают, чтобы избежать излишне быстрого образования масляного зерна и тем самым предотвратить увеличение содержания жира в пахте и обеспечить благоприятные условия для формирования масляного зерна во время его обработки.

Во время сбивания температура сливок повышается вследствие превращения механической энергии в тепловую. Изменение температуры сливок обусловлено также теплообменом между сливками и окружающим воздухом помещения, между сливками и охлаждающей водой, орошающей маслоизготовитель периодического действия или циркулирующей в рубашке сбивателя маслоизготовителя непрерывного действия, куда она подается для регулирования температуры сбивания сливок. О правильности выбора температуры сбивания можно судить по консистенции и размерам масляного зерна, по массовой доле жира в пахте и повышению температуры сбиваемых сливок. При правильно выбранной температуре сбивания масляное зерно получается упругой консистенции размером 2--5 мм. Массовая доля жира в пахте должна быть минимальной. Если температура сбивания выбрана правильно, повышение температуры сбиваемых сливок не должно превышать 2--3°С.

При сбивании сливок в маслоизготовителях непрерывного действия важное значение имеют такие факторы, как частота вращения мешалки сбивателя и температура сбивания сливок.

Частоту вращения мешалки сбивателя устанавливают опытным путем в зависимости от времени года. Зимой, когда в молочном жире увеличивается содержание высокоплавких глицеридов, повышают частоту вращения мешалки сбивателя в целях ускорения агрегации жировых шариков. Для каждого типа маслоизготовителя устанавливают соответствующую частоту вращения мешалки сбивателя, а также производительность. С увеличением частоты вращения мешалки продолжительность сбивания сливок уменьшается, производительность маслоизготовителя увеличивается, и наоборот.

Температура сбивания сливок устанавливается так, чтобы получить достаточно упругое масляное зерно и по возможности низкую жирность пахты. Учитывают те же факторы, что и для маслоизготовителей периодического действия.

Промывка зерна. Чтобы создать условия, неблагоприятные для развития микроорганизмов в масле, осуществляют промывку масляного зерна, во время которой часть плазмы удаляется вместе с водой, вследствие чего уменьшается содержание питательных веществ и повышается стойкость масла при хранении.

При выработке сливочного масла из сливок первого сорта масляное зерно не промывают водой. В непромытом масляном зерне лучше сохраняются все компоненты плазмы, обладающие антиокислительными свойствами, обусловленными наличием сульфгидрильных групп (-SH), токоферолов (витамин Е), каротина, фосфолипидов и д...