Пищевая промышленность

Молоко и сливки как сырье для производства сливочного масла

 

Молоко для производства сливочного масла

Молоко содержит животный жир и молочную плазму, входящие в состав всех видов сливочного масла. Массовая доля жира в молоке коров колеблется в широких пределах: от 2,8 до 5 %. С увеличением содержания жира в молоке увеличиваются выход масла и степень использования жира, при этом уменьшается количество получаемых обезжиренного молока и пахты, содержащих жир, неиспользованный для производства масла.

При массовой доле жира в молоке 3,5 % расходуется 24,4 т молока на 1 т масла несоленого традиционного химического состава, степень использования жира составляет 96,83 %, при повышении жирности молока до 4,5 % расход молока соответственно уменьшается до 18,91 т, и степень использования жира повышается до 97,18 %. Для производства масла большое значение имеют дисперсность и химический состав молочного жира. С увеличением дисперсности жира выход масла понижается в связи с тем, что мелкие жировые шарики размером до 1 мкм остаются преимущественно в обезжиренном молоке и пахте. Процесс образования масляного зерна ускоряется при сбивании сливок, содержащих крупные жировые шарики. Средний размер жировых шариков составляет 3,5 мкм. Размер жировых шариков зависит от многих факторов: породы коров, рациона их кормления, периода лактации, режима доения, сезона года.

От химического состава молочного жира зависят биологическая ценность, товарные свойства и сохраняемость масла, а также в значительной степени технологические режимы его производства.

Молочный жир представляет собой раствор («расплав») высокоплавких триглицеридов в более низкоплавких триглицеридах, содержащих насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты.

В молочном жире преобладают насыщенные жирные кислоты (58–77 %), среди них пальмитиновая, стеариновая, миристиновая; среди ненасыщенных жирных кислот преобладает олеиновая. В зависимости от соотношения между насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами, входящими в состав триглицеридов, последние приобретают различные физические свойства (температуру плавления, отвердевания и др.). Если в триглицеридах, входящих в состав молочного жира, преобладают высокоплавкие насыщенные жирные кислоты, то температура плавления молочного жира повышается, а если преобладают  ненасыщенные и низкомолекулярные насыщенные жирные кислоты, то она понижается.

Молочный жир молока, полученный от коров разных пород в различные периоды лактации и сезона года, содержит различное количество насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

Содержание основных жирных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в молочном жире сливочного масла, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Содержание основных жирных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в молочном жире
Таблица 1 — Содержание основных жирных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в молочном жире

Как видно из табл 1.1, в молочном жире наблюдаются сезонные колебания жирнокислотного состава, преимущественно в содержании миристиновой, стеариновой, пальмитиновой, олеиновой и линолевой кислот.

Зимой в молочном жире содержится больше, чем летом, насыщенных жирных кислот, в том числе миристиновой жирной кислоты, а летом больше, чем зимой, олеиновой. Содержание в молочном жире насыщенных стеариновой и пальмитиновой жирных кислот зимой может быть больше или меньше в зависимости от условий кормления дойных коров.

От сезонных колебаний жирнокислотного состава триглицеридов молочного жира зависят содержание насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в отвердевшем жире и консистенция масла.

При раздельно-групповой кристаллизации триглицеридов молочного жира зимой в отвердевшем жире преобладают высокоплавкие группы смешанных кристаллов триглицеридов с температурой плавления 27–36 °С, консистенция масла становится менее пластичной.

Летом в отвердевшем молочном жире преобладают низкоплавкие группы смешанных кристаллов с температурой плавления 15–25 °С, образовавшиеся в результате раздельно-групповой кристаллизации триглицеридов, богатые низкомолекулярными и ненасыщенными жирными кислотами, в том числе олеиновой, вследствие чего консистенция масла становится более пластичной.

При массовой доле олеиновой кислоты в молочном жире 40 % и выше весьма затруднительно получить масло с хорошей консистенцией, масло имеет мажущуюся консистенцию.

При включении в состав жира смешанных кристаллов, образующихся во время раздельно-групповой кристаллизации триглицеридов, содержащих стеариновую и пальмитиновую жирные кислоты, повышается температура плавления кристаллов, консистенция масла становится менее пластичной.

В зависимости от содержания ненасыщенных жирных кислот йодное число молочного жира может увеличиваться или снижаться. Общая характеристика молочного жира по данным Л.В. Терещук представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Общая характеристика молочного жира
Таблица 2 — Общая характеристика молочного жира

Йодное число молочного жира может колебаться в пределах 25–45; увеличивается летом, снижается зимой. С учетом сезонных колебаний йодного числа технологические режимы производства масла предусматривают раздельно для весенне-летнего периода года, когда йодное число молочного жира 39 и выше, и для осенне-зимнего периода при йодном числе молочного жира ниже 39.

Число Рейхерта–Мейссля характеризуется содержанием низкомолекулярных жирных кислот (масляной и капроновой). Условная величина, выражаемая в количестве мг децинормального едкого калия, необходимого для нейтрализации растворенных в воде жирных кислот, выделенных из 5 г жира.

При увеличении количества масляной и капроновой кислот число Рейхерта–Мейссля увеличивается.

Число Поленске характеризует количество низкомолекулярных летучих жирных кислот (каприловая, капроновая). Чем больше в молочном жире низкомолекулярных жирных кислот, тем выше число омыления, йодной число и число рефракций.

Сезонные колебания жирнокислотного состава молочного жира связаны с условиями кормления дойных коров.

Особенно заметное изменение состава и свойств молока и молочного жира наблюдается при переходе от пастбищного их содержания к стойловому и наоборот, при замене одних кормов другими, даже при сбалансированном рационе. В данном случае проявляется специфическое влияние на состав жира отдельных кормов, связанное с их химическим составом.

Корма также оказывают влияние на качество и стойкость сливочного масла. Корма в зависимости от их влияния на химический состав молочного жира, качество и стойкость сливочного масла делят на три группы.

К первой группе относятся корма, которые повышают содержание летучих и ненасыщенных жирных кислот в молочном жире, при этом в нем понижается температура плавления и отвердевания. Йодное число может достигнуть значения выше 35. Масло получается мягкой консистенции с низкой термоустойчивостью; регулирование содержания влаги в масле затруднительно. В то же время масло вырабатывается с более полными, выраженными вкусом и ароматом.

К первой группе кормов относят большинство жмыхов, силос, жом, барду, зеленую рожь, а также зеленую траву, которая в большом количестве поедается дойными коровами летом, поэтому в этот период года масло имеет более мягкую консистенцию.

Ко второй группе относятся корма, при скармливании которых в жире понижается содержание ненасыщенных и летучих жирных кислот, прежде всего содержание олеиновой кислоты; при этом повышается температура плавления и отвердевания молочного жира. Значение йодного числа уменьшается. Масло получается излишне твердым, со слабо выраженным ароматом, с невысокой термоустойчивостью, склонно к засаливанию и пониженному содержанию влаги, регулирование содержания влаги в масле затрудняется.

К этой группе относятся корма, богатые углеводами: картофель, овес, ячмень, солома, сено бобовых трав, викоовсяная смесь, ржаные отруби. Многие из этих кормов входят в состав рационов дойных коров в стойловый период, поэтому зимой масло имеет более твердую консистенцию.

При вскармливании коров картофелем, клеверным сеном, овсянкой и жмыхом качество масла улучшается. Кроме того, замечено, что при вскармливании картофелем, включенным в рацион в качестве единственного сочного корма, получается масло высокого качества, при скармливании коровам больших количеств свеклы и свекольной ботвы – масло с более твердой консистенцией.

К третьей группе относятся корма, обеспечивающие получение масла с хорошей консистенцией: злаковое сено, большинство корнеплодов, соевый и хлопчатниковые жмыхи, подсолнечный шрот, высушенная картофельная барда.

Зеленый корм, состоящий из смеси бобово-злаковых трав (вика с овсом, клевер с тимофеевкой), оказывает положительное влияние на качество масла и его стойкость. Масло получается с хорошо выраженными вкусом и ароматом, нормальной консистенции.

Молоко является ценным сырьем как источник обогащения сливочного масла биологически активными эссенциальными жирными кислотами (линолевой, линоленовой и др.). Эти кислоты участвуют в клеточном обмене веществ, обеспечивают синтез арахидоновой кислоты, составляющей основу клеточных и субклеточных мембран.

Полиненасыщенные жирные кислоты оказывают нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повышают их эластичность, обладают антисклеротическим действием. Биологическая ценность молочного жира снижается из-за малого содержания в нем линолевой и линоленовой жирных кислот.

Для биологической оценки молочного жира предложено использовать эталонный жир.

Институтом питания совместно с ВНИИМС разработаны показатели эталонного жира, приведенные в таблице 3.

Таблица 3 - Показатели эталонного жира
Таблица 3 — Показатели эталонного жира

Содержание жирных кислот указано в относительных единицах. Приведенные соотношения между липидными фракциями существенно зависят от целевого назначения разрабатываемой жировой композиции и могут изменяться в определенном диапазоне.

Для диетического питания людей с нарушениями жирового обмена и больных атеросклерозом пищевой жир должен содержать 20–30 % линолевой, 40–60 % олеиновой и не более 30 % насыщенных жирных кислот.

Сливки

Сливки представляют собой часть плазмы молока с различным содержанием диспергированного молочного жира, выделенного из молока путем отстоя или сепарирования.

Сливки это жировая дисперсия, обладающая характерными свойствами дисперсной системы: вязкостью, поверхностным натяжением, высокой агрегативной устойчивостью и кинетической неустойчивостью.

Под агрегативной устойчивостью дисперсии понимают способность дисперсных частиц длительное время сохранять раздельное существование (применительно к жировым шарикам). Причиной кинетической неустойчивости дисперсии молочного жира является способность жировых шариков всплывать вследствие различия плотности между жировым шариком и средой и образовывать слой с повышенным содержанием жира.

В зависимости от содержания жира в сливках различают сливки средней, повышенной жирности и высокожирные сливки.

Химический состав сливок различной жирности представлен в таблице 4.

 

Таблица 4 - Химический состав сливок
Таблица 4 — Химический состав сливок

Основным компонентом сливок является жир, липидный состав которого представлен широким диапазоном разнокислотных глицеридов, фосфолипидов, свободных жирных кислот, стеринами, жирорастворимыми витаминами и другими сопутствующими веществами. До настоящего времени отсутствует строгая классификация липидов.

В сливках средней и повышенной жирности жировые шарики при равномерном распределении их в объеме не соприкасаются друг с другом; оболочки жировых шариков с гидратным слоем занимают только часть объема плазмы.

Массовая доля жира в сливках 61,5–64,5 % считается граничной областью концентрации жира для сливок с различными размерами жировых шариков, ниже которой дисперсия молочного жира является устойчивой. При массовой доле жира в сливках от 61,5 до 64,5 % устойчивость дисперсии жира снижается вследствие частичного разрушения оболочки жировых шариков при сепарировании сливок.

Высокожирные сливки – это структурированная дисперсия молочного жира. В зависимости от степени устойчивости жировой дисперсии различают высокожирные сливки с низкой и повышенной устойчивостью. К высокожирным сливкам с повышенной агрегативной устойчивостью относятся сливки с массовой долей жира от 61,5 до 74 %. В этих сливках только часть жировых шариков находится в постоянном контакте друг с другом при их равномерном распределении в объеме. Мелкие жировые шарики расположены между крупными.

К высокожирным сливкам с низкой агрегативной устойчивостью относятся сливки с массовой долей жира выше 74 %. В высокожирных сливках с низкой устойчивостью жировой дисперсии все жировые шарики соприкасаются друг с другом со всех сторон, испытывают взаимное давление, находятся в деформированном состоянии, а их оболочки в растянутом, что приводит к резкому снижению стабилизирующей способности оболочки; плазма состоит только

Агрегативная устойчивость дисперсии молочного жира обусловлена наличием оболочки на поверхности жировых шариков, обладающей, согласно теории устойчивости эмульсий, основанной и развитой П.А. Ребиндером, высокой вязкостью и механической прочностью. Пространственная структура оболочки сложная, чем и объясняется ее высокая стабилизирующая способность.

Стабилизирующая способность оболочки жирового шарика связана также с ее гидрофобными свойствами и образованием двойного электрического слоя на поверхности. Толщина оболочки составляет 50–70 нм. Стабилизирующая способность оболочки жировых шариков зависит от многих факторов, среди которых имеет большое значение агрегативное состояние жира. При жидком состоянии жира стабилизирующая способность оболочки сохраняется при ненарушенной и частично нарушенной структуре оболочки в сливках с низким и высоким содержанием жира. Поэтому при жидком состоянии жира сливки относятся к стабилизированным эмульсиям.

При жидком состоянии жира высокожирные сливки приобретают способность после добавления плазмы восстанавливаться в сливки с меньшим содержанием жира. При жидком состоянии жира в высокожирных сливках оболочка частично теряет свою стабилизирующую способность по мере увеличения содержания жира в них в результате частичного разрушения структуры оболочки и гидратного слоя вокруг оболочки.

При получении сливок с массовой долей жира 91–95 % оболочка полностью теряет стабилизирующую способность, прослойка плазмы между жировыми шариками достигает критической толщины, и жировая дисперсия разрушается. Толщина гидратного слояоболочки 30 нм.

При частичном отвердевании жира при охлаждении, хранении,  замораживании стабилизирующая способность оболочки нарушается, сливки теряют агрегативную устойчивость (жировые шарики при столкновении могут агрегироваться). Однако стабилизирующая способность оболочки восстанавливается после расплавления частично отвердевшего жира, если массовая доля жира в сливках ниже 61 %.

В высокожирных сливках стабилизирующая способность оболочки после расплавления частично отвердевшего жира не восстанавливается. Поэтому после охлаждения высокожирных сливок до температуры 200С, при которой начинается кристаллизация триглицеридов, при добавлении плазмы они теряют способность восстанавливаться. На это явление впервые указал М.И. Горяев (эффект Горяева).

Стабилизирующая способность оболочки повышается, если к высокожирным сливкам добавлять с целью восстановления не плазму, а сливки с более низким содержанием жира. Снижение стабилизирующей способности оболочки наблюдается в пограничном слое при контакте оболочки с воздухом и жидким жиром, что приводит при нагревании частично отвердевшего жира до температур плавления к вытапливанию жира и к выделению жидкого жира в результате частичной коалесценции жировых шариков.

По количеству выделившегося жидкого жира судят о степени дестабилизации жировой дисперсии. На стабилизирующую способность оболочки жирового шарика оказывает влияние рН молочной плазмы.

Нативная оболочка жирового шарика с ненарушенным поверхностным слоем является стабильной в области рН выше 8. Максимальная устойчивость оболочки с нарушенным поверхностным слоем находится в щелочной области (рН выше 7). В щелочной области при повышении массовой доли жира в сливках выше 60 % степень дестабилизации дисперсии увеличивается с повышением рН плазмы.

В кислой области (рН ниже 6) степень дестабилизации жировой дисперсии увеличивается по мере понижения рН плазмы в сливках с массовой долей жира 60 %. Изоэлектрическая точка для оболочного протеина находится в области рН 4,1–4,5.

Снижение стабилизирующей способности оболочки жирового шарика сопровождается переходом части веществ липопротеинового комплекса с поверхности жирового шарика в молочную плазму, вследствие чего уменьшается их содержание в масле.

Снижение стабилизирующей способности оболочки является одним из важных процессов во время подготовки сливок к сбиванию и имеет большое значение для маслообразования при сбивании сливок и термомеханической обработке высокожирных сливок в маслообразователе.

Физико-химические свойства сливок (кинетическая неустойчивость и агрегативная устойчивость) имеют важное значение в маслоделии. Способность жировых шариков всплывать используется для получения сливок методом отстоя и методом сепарирования. При сепарировании движение жировых шариков многократно ускоряется под воздействием центробежной силы. Процесс всплывания жировых шариков протекает в соответствии с законом Стокса и закономерностями ортокинетической коагуляции.

Агрегативная устойчивость жировой дисперсии при производстве масла должна быть нарушена. Для нарушения (дестабилизации жировой дисперсии) необходимо удаление оболочки жирового шарика или разрушение ее структуры.

 

Важным фактором, влияющим на агрегативную устойчивость сливок, является механическое воздействие.

Для процесса маслообразования имеет значение размер жировых шариков.

При сепарировании молока наиболее мелкие жировые шарики (размером менее 1 мкм) переходят в обезжиренное молоко, а более крупные – в сливки. Поэтому средний размер жировых шариков в сливках возрастает. При увеличении размеров жировых шариков процесс маслообразования ускоряется, и увеличивается степень использования жира.

При выработке масла применяются сливки различной жирности. При производстве вологодского масла используются сливки с массовой долей жира от 25 до 37 %, при выработке сладкосливочного масла методом преобразования высокожирных сливок и сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия применяются сливки с массовой долей жира от 32 до 37 %.

В маслоизготовителях непрерывного действия отечественного производства используют сливки с массовой долей жира от 36 до 42 %; в маслоизготовителях зарубежного производства – от 42 до 55 %.

При выработке масла крестьянского бутербродного рекомендуется использовать сливки с повышенным содержанием жира с целью увеличения производительности оборудования.

При производстве кислосливочного масла в сливки вносят закваску, приготовленную на обезжиренном или цельном молоке, что приводит к снижению содержанию жира в сливках. Поэтому рекомендуется при производстве кисло-сливочного масла методом сбивания сливок использовать сливки повышенной жирности (35–38 %).

При выработке масла с наполнителями и шоколадного используются сливки с массовой долей жира 34 ± 2 %, сгущенные сливки – 56–57 %.

Пороки молока

Свежевыдоенное молоко при неблагоприятных условиях получения, обработки и хранения приобретает пороки консистенции, цвета, вкуса и запаха. В зависимости от причин возникновения их подразделяют на пороки кормового, технического, бактериального, физико-химического происхождения.

Пороки кормового происхождения

Пороки кормового происхождения возникают при поедании животными растений со специфическими запахом и вкусом, а также при адсорбировании молоком запахов корма при несоблюдении санитарно-гигиенических условий доения.

Через пищеварительный тракт коровы из корма в молоко передаются горькие эфирные вещества. Горький вкус молока вызывается полынью, лютиками, пижмой, заячьей капустой, а также горохом, бобами, брюквой при поедании их коровами в больших количествах.

Дикие лук и чеснок, которые коровы поедают весной на заливных лугах, вызывают сильный чесночно-луковый запах молока, делающий его непригодным к употреблению. Запахи силоса, репы адсорбируются при доении, они ослабляются и полностью исчезают при аэрации и дезодорации.

Для предупреждения появления в молоке пороков кормового происхождения необходимо осуществлять мероприятия по улучшению кормовой базы ферм, улучшению пастбищ, правильному подбору кормовых рационов, скармливанию пахучих кормов (например, силоса, репы) не позднее чем за два часа до дойки, соблюдению чистоты и регулярному проветриванию скотного двора.

Пороки технического происхождения

Пороки технического происхождения чаще всего связаны с механическими загрязнениями, попаданием в молоко частиц корма, волос животных, комочков грунта и пр. Молоко с повышенной механической загрязненностью нередко содержит патогенную микрофлору.

Металлический привкус молока возникает при использовании плохо луженой или пораженной ржавчиной посуды. Выработанные из такого молока продукты обладают металлическим вкусом и быстро портятся.

Необходимо строго контролировать и содержать в хорошем состоянии все металлические предметы, имеющие контакт с молоком.

Посторонние привкусы и запахи молоко приобретает из окружающей среды, так как быстро и легко адсорбирует различные ароматические вещества, поэтому недопустимо хранить и перевозить молоко с материалами и продуктами, обладающими сильным запахом (рыба, мясо, нефтепродукты, лук и др.).

Затхлые, нечистые вкус и запах появляются в молоке в результате использования плохо промытой и непросушенной посуды, при плохом состоянии скотных помещений и дворов.

Подойники, доильные аппараты, всю посуду и прочее оборудование по окончании работы с ними следует сразу же тщательно вымыть и продезинфицировать, а затем просушить.

Коров надо содержать в чистом, светлом, сухом и хорошо вентилируемом скотном дворе.

Пороки бактериального происхождения

Пороки бактериального происхождения возникают в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов, сказываются на вкусе, консистенции и цвете молока.

Скисание молока вызывается развитием молочнокислых бактерий, а также кишечной палочки при температуре выше 10°С. Горький вкус возникает в результате развития гнилостных бактерий при длительном хранении молока в условиях низких температур. Прогорклый привкус молока – своеобразный, ничего общего не имеющий с горьким вкусом, возникает вследствие развития флуоресцирующих бактерий, вырабатывающих фермент липазу, расщепляющую жир на глицерин и жирные кислоты с образованием альдегидов и кетонов, отличающихся острым вкусом, раздражающих слизистые оболочки полости рта и кишечника. Флуоресцирующие бактерии развиваются при длительном хранении молока на холоде.

Бродящее молоко – порок, который характеризуется обильным выделением в молоке газов вследствие развития кишечной палочки, дрожжей и маслянокислых бактерий. При сильном загрязнении молока навозной микрофлорой и при низкой температуре хранения бактерии группы кишечной палочки вырабатывают углекислый газ и образуют в молоке нечистый, гнилостный запах.

Тягучее молоко имеет вязкую, иногда слизистую консистенцию, что сопровождается кисловатым и другими привкусами. Тягучесть возникает при попадании в молоко особых видов слизеобразующих рас молочнокислых бактерий, развивается при длительном хранении молока при температуре ниже 10 °С.

Цветные пятна в молоке вызываются пигментными бактериями, образующими колонии синего, красного и оранжевого цвета.

Они развиваются при длительном хранении молока с температурой выше 10 °С.

Правильная мойка, своевременное охлаждение, быстрая отправка или переработка молока и систематический ветеринарный надзор за животными устраняют возможность появления этих пороков в молоке.

Пороки физико-химического происхождения

Пороки физико-химического происхождения возникают при отклонениях в составе молока, которые сказываются на его технологических свойствах. Под действием солнечных лучей (ультрафиолетовый спектр), непосредственно попадающих на молоко, у него появляется привкус осалившегося жира.

Под влиянием ультрафиолетовых лучей находящаяся в жире молока олеиновая кислота как непредельная присоединяет к себе один или два гидроксильных остатка (ОН) и переходит в окси- или диоксистеариновую кислоту, издающую запах осалившегося жира. Даже кратковременное, в течение нескольких минут, воздействие солнечных лучей на молоко вызывает этот порок. Поэтому молоко необходимо защищать от воздействия прямых солнечных лучей во время хранения и переработки. Молокохранилище следует располагать окнами на север, а резервуары с молоком необходимо помещать в стороне от окон.

Исправление пороков сливок

Сливки, не удовлетворяющие по качеству требованиям первого и второго сорта, можно улучшить соответствующей обработкой. Характер обработки зависит от обнаруженных в сливках недостатков. Для улучшения качества сливок и вырабатываемого из них масла применяют процессы фильтрации, промывки, аэрации, дезодорации и др.

Фильтрация

Для очистки сливок от механических примесей без нагрева их фильтруют через несколько слоев марли или лавсана, а с предварительным подогревом до температуры 40–45 °С (чтобы расплавились отвердевшие жировые шарики и комочки жира) – через фланелевые фильтры. Отвердевшие жировые комочки холодных сливок быстро забивают поры фильтрующей ткани.

Промывка

Это наиболее распространенный метод исправления качества сливок. Промывкой удаляют многие привкусы (нечистый, старый, дрожжевой, кормовой, кислый), носительницей которых является плазма. Промывают сливки водой и обезжиренным молоком. При первом сепарировании их разбавляют водой температурой 45–50 °С до массовой доли жира 5–8 %. Полученные сливкиразбавляют доброкачественным обезжиренным молоком до массовой доли жира 5–8 % и повторно сепарируют. Если проба показывает, что  такой обработки недостаточно, то промывку и сепарирование повторяют.

Существенными недостатками этого метода являются значительные потери жира при сепарировании, а также дополнительные затраты труда и энергии. Промытые сливки сбиваются быстрее, но в пахту отходит больше жира, вследствие чего его потери увеличиваются на 1,5–3 %. Промытые сливки надо немедленно пастеризовать.

Метод промывки используют на предприятиях, где нет возможности применять дезодорацию, аэрацию и другие методы обработки.

Аэрация

Слабо выраженные запахи можно удалить продуванием воздуха через тонкий слой нагретых сливок или проветриванием сливок при их стекании по открытой поверхности оросительного охладителя. Этот метод используют для устранения из сливок посторонних привкусов и запахов, концентрирующихся в плазме.

Дезодорация

Применяется с целью устранения посторонних привкусов и запахов путем удаления из подогретых сливок нежелательных вкусовых и ароматических легколетучих веществ при пониженном давлении в специальных установках, предназначенных для термовакуумной обработки сливок.

Во время дезодорации осуществляется паровая дистилляция из сливок пахнущих веществ, образующих с водяным паром азеотропные смеси с температурой кипения ниже 100 °С. Общие закономерности дезодорации получены А.Е. Бейли. Для паровой дистилляции он нашел следующее выражение:

Для паровой дистилляции для сливок

где Q – число молей пара, необходимое для дезодорации; p – давление в камере; G – количество обрабатываемой жидкости; pn – давление паров чистых летучих примесей; V1, V2 – концентрация летучих
веществ в начале и в конце процесса;
E – коэффициент насыщения, который растет с увеличением поверхности раздела фаз и времени контакта между паром и жидкостью.

Для дезодорации сливок применяют вакуум-дезодорационные установки ОДУ-3, ОДУ-3М. Вакуум-дезодорационная установка ОДУ-3 включена в линию А1-ОЛО производительностью 1000 кг/ч для производства масла методом непрерывного сбивания, а вакуум-дезодорационная установка ОДУ-ЗМ – в линию П8-ОЛФ производительностью 1000 кг/ч для изготовления масла методом преобразования высокожирных сливок.

В целях повышения эффективности дезодорации предлагается разбрызгивать сливки в слое инертных шарообразных тел, изготовленных, например, из фторопласта, что предусмотрено в вакуумдезодорационной установке ОДУ-3, вводить в сливки перед их тепловой обработкой углекислый аммоний в количестве 0,02–0,3 % (предпочтительно 0,02 %) к исходному количеству, который одновременно повышает термоустойчивость сливок.

Дезодорацию сливок объединяют с пастеризацией. Рассмотрим режимы дезодорации сливок с выраженными пороками вкуса и запаха.

Сначала сливки нагревают в первом цилиндре трубчатого пастеризатора до температуры 80 °С, затем подвергают дезодорации в вакуум-дезодорационной установке при разрежении 0,04–0,06 МПа и нагревают во второй секции пастеризатора до 95 °С.

При разрежении 0,04–0,06 МПа сливки в дезодораторе вскипают при температуре 65–70 °С. Продолжительность пребывания сливок в дезодораторе при нормальной работе 4–5 с.

Перепад температуры следует достигать путем повышения температуры входящих сливок, т. е. температуры сливок при пастеризации, но не путем увеличения степени разрежения. Повышение разрежения приводит к чрезмерному удалению ароматических веществ из сливок, обусловливающих их специфический вкус.

В результате нагревания дезодорированных сливок до температуры 95 °С устраняется невыраженный вкус, который имеется в сливках после дезодорации.

Сливки с плохой устойчивостью белков к коагуляции пастеризуют при 92–95 °С, затем дезодорируют при разрежении в дезодораторе, равном 0,02–0,04 МПа.

Дезодорация неэффективна при высоких температурах сливок, поступающих в дезодоратор (90–93 °С), и давлении более 0,05 МПа или ниже 0,02–0,03 МПа вследствие удаления во время дезодорации значительного количества летучих веществ (сульфгидрильных групп, лактонов), обусловливающих специфический вкус сливочного масла.

В результате дезодорации сливок кислотность плазмы масла снижается на 2°Т, жира – на 0,21 К. Перекисное число также уменьшается, что связано, по-видимому, с удалением из сливок некоторого количества свободных жирных кислот во время дезодорации. Дезодорация сливок не оказывает заметного влияния на формирование структуры при производстве масла методом периодического сбивания, способствует некоторому повышению твердости свежего масла и масла после хранения, выработанного как в осенне-зимний,
так и в весенне-летний периоды года.

Умеренное разрежение в дезодораторе способствует улучшению гидратационных свойств оболочки жировых шариков, что положительно сказывается на степени дисперсности и распределения влаги в сливочном масле.

Одинаковые режимы пастеризации и дезодорации сливок применяют при выработке сладкосливочного масла (с массовой долей влаги 16 %) методом их сбивания в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия и преобразования высокожирных сливок. Из-за отсутствия данных о свойствах веществ, имеющихся в молоке и портящих его, режимы дезодорации приходится уточнять на практике на основании сравнения вкусовых качеств сливок, обработанных при различных режимах, и качества полученного масла.

Дезодорация оказывает влияние на химический состав сливок, масла и на их свойства. Под влиянием дезодорации при перепаде температур до 10 °С массовая доля жира в сливках повышается на 1,2–1,3 %. При дезодорации происходит дробление жировых шариков в основном при их прохождении через насосы и дросселирующий вентиль (кран).

Дезодорация сливок вызывает изменения в оболочке жировых шариков, что влияет на ход кристаллизации триглицеридов молочного жира и стабильность жировой эмульсии. При дезодорации в вакуум-дезодорационной установке ОДУ-3 количество дестабилизированного жира в сливках после дезодорации колеблется от 7,88 до 5,04 %. Количество дестабилизированного жира увеличивается при повышении температуры при пастеризации сливок и понижении степени разрежения.

Дезодорация оказывает различное влияние на содержание влаги и СОМО в масле. В весенне-летний период дезодорация не оказывает существенных изменений на содержание влаги и СОМО в масле.

В осенне-зимний период степень разрежения больше влияет на содержание СОМО в масле. Содержание СОМО в масле, которое выработано из дезодорированных сливок, обработанных при высокой степени разрежения (0,06–0,07 МПа), больше на 0,15 %.

Вакреация

Это термическая обработка сливок под вакуумом для удаления запахов и привкусов, при которой сливки подогреваются паром посредством прямого контакта.

Вакреация широко применяется за границей. Наиболее распространены трехкамерные вакреаторы. В первой пастеризационной камере сливки разбрызгиваются (образуется 67 тыс. капель в 1 кг сливок) и нагреваются посредством прямого контакта с паром. В первой камере остаточное давление устанавливается в пределах от 0,065 до 0,08 МПа, соответственно температура колеблется от 93 до 88 °С. Во второй камере при остаточном давлении 0,05–0,067 МПа сливки кипят при температуре 71,2–82,2 °С, при этом выделяется водяной пар, который уносит с собой летучие газы. В третьей камере процесс удаления из сливок водяных паров и летучих веществ продолжается при давлении 0,007–0,010 МПа, при этом сливки охлаждаются примерно до 43,3 °С. Сливки из этой камеры насосом подаются в охладитель, водяные пары конденсируются и непрерывно отводятся из аппарата.

Летучие вещества из сливок удаляются вместе с испаряемой влагой в соответствии с законом Рауля. Степень удаления летучих веществ зависит от величины их относительной молекулярной массы и давления пара, обусловленных температурой кипения.

Так как носителем некоторых кормовых привкусов, например чесночного и лукового, являются высокомолекулярные соединения, температура кипения которых выше температуры кипения воды, удаление их из сливок оказывается невозможным.

Вакреатор очень эффективно удаляет из сливок привкусы бактериального происхождения, привкусы кормов и некоторых сорняков и уничтожает микрофлору. Масло из сливок, обработанных в вакреаторе, имеет более твердую консистенцию и в большей степени склонно к окислению.