Физико-химические процессы при производстве плавленых сыров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физико-химические процессы при производстве плавленых сыров

Вступление

Плавленые сыры представляют собой концентрированные белковые продукты. Содержание растворимых белков в них выше, чем в исходных сычужных сырах, а использование при их производстве творога и сывороточных белков способствует увеличению количества незаменимых аминокислот (метионина, цистина и др.). Пищевую ценность плавленых сыров повышают жиры, минеральные соли, органические кислоты, витамины А, В₂ и др.

Основной показатель качества плавленых сыров - консистенция, которая формируется в процессе плавления сырной массы. Она во многом зависит от правильности подбора сырья, солей-плавителей, рН смеси, а также от температуры плавления и давления гомогенизации.

В процессе плавления сырной массы с солями-плавителями изменяются физико-химические свойства пара-казеинового комплекса. Значительно увеличивается количество водорастворимых белковых веществ и повышается водосвязывающая способность сырной массы.

Пластичная консистенция плавленых сыров и наибольшее количество растворимых белковых веществ образуются при плавлении молодых и зрелых сыров с гидрофосфатом (Na₂HP0₄- 12H₂0), пирофосфатом, полифосфатом и цитратом натрия (2Na₃C₆H₅0₇ * 11Н₂0), растворы которых имеют щелочной или нейтральный характер. Применение кислых солей снижает рН сыра и ухудшает консистенцию готового продукта. Это обусловлено тем, что введение солей-плавителей изменяет рН сыра - одного из главных факторов, влияющих на процесс плавления и консистенцию плавленого сыра. Оптимальные значения рН плавленых сыров в зависимости от вида соли-плавителя и зрелости исходного сырья.

Микроструктура плавленых сыров отличается от микроструктуры натуральных сычужных сыров. При производстве плавленых сыров микроструктура исходного сыра под воздействием механических и тепловых факторов изменяется. Для плавленых сыров характерна более мелкопористая структура. На фоне однородной белковой массы (без макрозерен) видны жировые микрозерна, микропустоты и отложения солей кальция. Средний диаметр микрозерен жировых капель в плавленых сырах высокого качества составляет 6 - 8 мкм. В сырах более низкого качества наблюдаются жировые микрозерна диаметром 13 мкм и выше. Размер микропустот в плавленых сырах в 2 - 3 раза меньше размера микропустот исходного сыра, но они содержат вакуоли (пузырьки воздуха) размером 2 - 3 мкм. Количество отложений солей кальция зависит от зрелости сыра и вида применяемых солей-плавителей.

1. Биохимические и физико-химические процессы при производстве масла

1.1 Производство масла методом сбивания сливок

Основные физико-химические изменения жировой фазы сливок происходят в период их физического созревания и в процессе сбивания.

Устойчивость жировой фазы сливок, как и молока, обусловлена наличием липопротеидных оболочек на поверхности жировых шариков. Оболочки обладают упругостью, механической прочностью, имеют электрический заряд и окружены молекулами воды.

В процессе физического созревания сливок жир отвердевает и жировая эмульсия (дисперсия) частично дестабилизируется. При низких температурах изменяются свойства защитных оболочек жировых шариков - ослабляется их связь с молочным жиром, уменьшается толщина, снижаются эластичность и прочность. При кристаллизации глицеридов, особенно высокоплавких, может нарушаться целостность оболочек некоторых жировых шариков. На них образуются трещины, через которые выдавливается жидкая часть жира. После частичной или полной гидрофобизации поверхности жировых шариков образуются их агрегаты, скопления и комки. Если жир находится в жидком состоянии, то возможно слияние жировых шариков, в результате которого образуются шарики более крупных размеров.

В результате механической обработки сливок при их сбивании в маслоизготовителе жировая дисперсия полностью разрушается. Жировые шарики окончательно лишаются оболочек, объединяются сначала в мелкие, а затем в более крупные комочки, т. е. образуют масляные зерна, которые подвергают дальнейшей обработке для получения однородного пласта масла с равномерно распределенными каплями влаги.

Следовательно, во время физического созревания и сбивания сливок изменяется структура жировой дисперсии, создается структура масла. Консистенция масла зависит от степени отвердевания жира и определяется химическим составом молочного жира, режимами пастеризации, физического созревания и сбивания сливок.

1.2 Производство масла методом преобразования высокожирных сливок

Сущность способа заключается в концентрации молочного жира путем сепарирования и преобразования высокожирных сливок в масло при их термомеханической обработке. Маслообразование включает процессы отвердевания жира, обращения фаз и структурообразования.

В высокожирных сливках, полученных путем вторичного сепарирования пастеризованных сливок, содержится 62 - 82,5% жира. При сепарировании жировые шарики максимально сближаются без потерь оболочек, которые, однако, становятся более тонкими и менее прочными.

Высокожирные сливки представляют собой достаточно стабильную эмульсию, жировые шарики которой разделены тонкими водно-белковыми прослойками. Для превращения высокожирных сливок в масло необходима дестабилизация жировой эмульсии.

В маслообразователе горячие высокожирные сливки подвергаются одновременному воздействию низких положительных температур и механической обработки. При охлаждении сливок до температуры кристаллизации основной массы триглицеридов молочного жира (18 - 22°С) жировая эмульсия дестабилизируется. Механическая обработка при дальнейшем снижении температуры до 11 - 14°С ускоряет процесс дестабилизации.

Во время охлаждения сливок жир внутри жировых шариков отвердевает и кристаллизуется. В результате кристаллизации жира устойчивость оболочек уменьшается, и при интенсивном механическом перемешивании они разрываются. Из жировых шариков выделяется жидкий жир, не успевший отвердеть. Затем наступают, преимущественно, отвердевание и кристаллизация глицеридов жира из расплава (жидкого) жира. Таким образом, из жидкого жира при его массовой кристаллизации образуется непрерывная жировая фаза, в которой распределяются кристаллический и отвердевший жир, мелкие капли влаги (плазмы) и отдельные жировые шарики с неразрушенными оболочками. Следовательно, при маслообразовании происходит процесс, который называют сменой, или обращением, фаз.

Процесс обращения фаз протекает во времени, поэтому в маслообразователе одновременно присутствуют эмульсии двух типов - прямая и обратная. К концу перемешивания, когда количество свободного жира достигает максимума, преобладает обратная эмульсия - эмульсия влаги в жире.

Консистенция масла зависит от скорости кристаллизации глицеридов и степени отвердевания молочного жира.

консистенция плавление сырный маслообразование

1.3 Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования

Процессы маслообразования (отвердевание жира, дестабилизация жировой эмульсии, структурообразование) зависят от:

Качества исходного сырья, в первую очередь от химического состава молочного жира. Жирно-кислотный состав триглицеридов молочного жира (соотношение легкоплавких и высокоплавких глицеридов) влияет на степень отвердевания жира, определяющую консистенцию и стойкость масла при хранении. Химический состав жира существенно зависит от времени года и корма. Так, летом при скармливании животным больших количеств подсолнечных, льняных жмыхов, силоса увеличивается количество ненасыщенных жирных кислот и легкоплавких глицеридов в молочном жире. Зимой при скармливании соломы, в большом количестве углеводистых кормов (картофель, свекла) повышается содержание насыщенных жирных кислот и высокоплавких глицеридов. Эти изменения глицеридного состава жира необходимо учитывать при выборе режимов пастеризации, физического созревания, сбивания сливок, маслообразования.

Пастеризация сливок. Сливки пастеризуют для повышения стойкости масла при хранении и придания продукту специфического вкуса и запаха. Вследствие большого содержания жира, обладающего низкой теплопроводностью, сливки необходимо пастеризовать при более высокой температуре, чем молоко. Повышенная температура также необходима для полного разрушения ферментов (липазы, протеазы и др.), вызывающих порчу масла.

Специфические вкус и аромат масла обусловливают многочисленные летучие соединения, образующиеся из составных частей сливок при нагревании. К ним относятся разнообразные лактоны, серосодержащие соединения, летучие жирные кислоты, метилкетоны и др. Важным компонентом вкуса и аромата сладкосливочного масла, особенно вологодского, являются сульфгидрильные группы ( - SH), сероводород и другие серосодержащие соединения.

Большое значение для выбора режимов тепловой обработки имеют качество сливок и время выработки масла. Сливки высокого качества и полученные в летнее время, когда в жире повышено содержание легкоплавких глицеридов, следует пастеризовать при 85 - 90°С. Более высокие температуры пастеризации могут привести к излишней дестабилизации жировой эмульсии и увеличению в сливках содержания вытопленного жира. В случае переработки сливок второго сорта, а также сливок, полученных зимой, когда жир содержит много высокоплавких глицеридов, рекомендуется температуру пастеризации повысить до 92 - 96°С.

Охлаждение сливок. После пастеризации (и вторичного сепарирования) весь молочный жир сливок находится в расплавленном состоянии. Чтобы подготовить жир к получению масла, сливки необходимо охладить до температуры ниже точки отвердевания молочного жира.

На степень отвердевания жира влияют температура и продолжительность охлаждения, жирно-кислотный состав триглицеридов и другие факторы. Перемешивание ускоряет отвердевание и кристаллизацию жира, т. е. позволяет сократить сроки низкотемпературной подготовки.

Процесс отвердевания происходит неравномерно, так как молочный жир представляет собой смесь триглицеридов с различной температурой застывания (отвердевания). Триглицериды в твердом состоянии имеют вид кристаллов. Наиболее интенсивно жир отвердевает в первые минуты охлаждения сливок: сначала отвердевают высоко- и среднеплавкие глицериды, затем легкоплавкие. Каждой температуре охлаждения соответствует определенная степень отвердевания жира, после чего устанавливается равновесие между твердым и жидким жиром.

Степень отвердевания жира при охлаждении сливок влияет на консистенцию масла. Оптимальным считается отвердевание 30 - 35% жира. При избыточном отвердевании жира получается масло грубой консистенции, а при недостаточном - мягкой.

При выработке масла способом сбивания для отвердевания оптимального количества жира сливки выдерживают в течение определенного времени при температуре ниже точки отвердевания жира. Такую выдержку называют физическим созреванием.

В процессе физического созревания сливок, наряду с отвердеванием жира, внутри шариков происходит частичная дестабилизация жировой дисперсии с образованием агрегатов и скоплений жировых шариков (комков).

Сквашивание сливок. При выработке кисло-сливочного масла сливки заквашивают чистыми культурами молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты и ароматических веществ (диацетила, летучих жирных кислот и др.). Один из главных компонентов запаха кислосливочного масла - диацетил, Сквашивание сливок не только придает маслу специфические кисломолочные вкус и запах, но и, вследствие понижения рН плазмы, повышает стойкость продукта при хранении.

В результате сквашивания кислотность плазмы сливок возрастает до 55 - 65Т. При выборе степени сквашивания сливок следует учитывать время года, качество сырья, вид вырабатываемого масла и условия его хранения.

Список литературы

1. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2001. - 320 с.: ил.

2. Инихов Г.С. Биохимия молока и молочных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1970. - 317 с. (Учебник для техникумов молочной промышленности).

Размещено на Allbest.ru