Получение и нормализация высокожирных сливок

Высокожирные сливки можно получить однократным сепарированием непосредственно из молока, но обычно пользуются повторным сепарированием сливок средней жирности (32— 35%)- Их предварительно пастеризуют при температуре 85— 87 °С и при выработке вологодского масла — 93—95 °С и сразу же направляют на повторное сепарирование. Высокие температуры (70—90 °С), снижая вязкость сливок, облегчают получение и вытекание из сепаратора высокожирных сливок.

Процесс получения высокожирных сливок можно разделить на две стадии, которые различаются по механизму концентрации жировых шариков и по затратам механической энергии. На первой стадии под действием центробежной силы жировые шарики, преодолевая сопротивление плазмы, концентрируются до содержания жира 62—64% и максимально приближаются друг к другу.

При высоких температурах сепарирования жир в жировых шариках полностью жидкий, поэтому оболочки глобул находятся в состоянии предельной гидратированности и, несмотря на максимальное сближение их поверхностей, самопроизвольного разрушения оболочек во время сепарирования не происходит. Однако концентрация жира в сливках до 62—65% является предельной, выше которой происходит удаление в плазму наиболее гидратированных липопротеиновых комплексов, в первую очередь фосфатидов. На первой стадии затрачивается энергии меньше и концентрирование жира протекает быстрее.

При уплотнении и вытеснении плазмы из просветов происходит трение шариков друг о друга, они деформируются и их оболочки в связи с этим растягиваются. Жировые шарики еще больше теряют оболочечного вещества, оболочки становятся тоньше, уменьшаются стабильность и прочность оболочек, происходит процесс гидрофобизации жировых шариков. Критическая толщина оболочки жирового шарика, при которой сохраняется стабильность жировой эмульсии, составляет 40 мкм.

Оболочечное вещество, перешедшее в плазму, уходит в пахту или осаждается на стенках вместе с сепараторной слизью. На второй стадии расходуется значительно больше энергии, чем на первой. По мере увеличения содержания жира в высокожирных сливках повышаются затраты энергии на концентрирование жира в связи с увеличением сопротивления плазмы движению по узким капиллярам и увеличением поверхности раздела плазма — жир вследствие дополнительной деформации жировых шариков. Процесс фильтрации плазмы через узкие капилляры проходит медленно, и по мере концентрации жира он замедляется и производительность сепаратора снижается.

Максимальная концентрация жира в сливках, которой можно достигнуть без дестабилизации жировых шариков, составляет 83,5%. Дальнейшее увеличение жирности сливок может привести к потере жировыми шариками оболочек и вытапливанию жира, из рожка сепаратора будет вытекать желтый молочный жир, сепаратор быстро забьется сепараторной слизью, резко снизится его производительность и повысится отход жира в обезжиренное молоко.

В результате удаления дисперсионной среды и плотной упаковки жировых шариков при сепарировании между ними образуются очень тонкие адсорбционно-гидратные пленки, от свойств которых зависит устойчивость жировой эмульсии. Важно обеспечить как можно более полное сохранение оболочек жировыми шариками в сливках, поскольку в дальнейшем при охлаждении эмульсии в маслообразователе оболочки ограничивают размеры образующихся кристаллов жира, способствуя образованию пластичной и гомогенной консистенции в готовом продукте.

Для обеспечения устойчивости процесса необходимо на сепарирование направлять сливки одинаковой жирности, свежие, с кислотностью плазмы не выше 24 °Т, чистые, поддерживать одинаковую температуру сепарирования, постоянную частоту вращения барабана сепаратора. Производительность сепаратора регулируют так, чтобы жирность пахты была не больше 0,4%. С уменьшением содержания жира в высокожирных сливках облегчается процесс сепарирования, снижается отход жира в пахту, повышается производительность сепараторов. Производительность сепаратора регулируют изменением притока сливок в барабан. С ростом притока сливок в барабан сепаратора эффективность сепарирования снижается, увеличивается жирность пахты и уменьшается жирность сливок. С увеличением жирности сепарируемых сливок повышается производительность сепаратора, растет жирность пахты при одновременном уменьшении ее количества, поэтому суммарный отход жира в пахту не увеличивается. Кроме того, снижается содержание СОМО и увеличивается степень дестабилизации жировой эмульсии. С повышением жирности исходных сливок с 30 до 41% массовая доля СОМО уменьшалась с 1,92 до 1,66%, а степень дестабилизации увеличивалась на 6,5%. Так же содержание СОМО в высокожирных сливках увеличивалось с 1,87 до 2,4% при сепарировании сливок, выдержанных сутки при 0—2°С.

Чтобы обеспечить высокое качество сепарирования, необходимо проводить его при температурах не ниже 70 °С, не применять двойной пастеризации, вызывающей дестабилизацию жировых шариков, поддерживать постоянный приток сливок, используя для этого поплавковую камеру, так как уменьшение подачи сливок может привести к дестабилизации жировой эмульсии, своевременно освобождать сепаратор от сепараторной слизи.

При снижении температуры сепарируемых сливок в связи с увеличением их вязкости независимо от жирности сливок в них снижается количество СОМО, повышается содержание газовой фазы, возрастает жирность пахты. С повышением температуры сепарирования с 80 до 90 °С, наоборот, массовая доля СОМО в высокожирных сливках увеличивается на 0,1—0,15% и повышается степень дестабилизации на 12—17% жировой эмульсии в связи со снижением стабильности оболочек жировых шариков. С повышением температуры сепарируемых сливок увеличивается денатурация сывороточных белков: при 85°С денатурирует 22—30%, а при 90°С полностью коагулированные сывороточные белки переходят на поверхности оболочек жировых шариков, поэтому при получении высокожирных сливок повышается содержание в них СОМО.

С повышением кислотности сливок увеличиваются их вязкость и степень перехода оболочечного вещества с жировых шариков в плазму, что, в свою очередь, вызывает снижение эффективности сепарирования, заметное увеличение содержания жира в пахте, повышается степень дестабилизации жировой фазы, сепаратор быстро забивается сепараторной слизью и значительно сокращается продолжительность его работы. С увеличением кислотности плазмы исходных сливок с 18,4 до 23,8 °Т степень дестабилизации эмульсии жира увеличивается на 37,8%.

Высокожирные сливки после сепаратора поступают в двух-стенную ванну с мешалкой, где при необходимости их нормализуют по содержанию влаги пахтой или пастеризованными сливками, последние улучшают вкус масла. Если содержание влаги в высокожирных сливках завышено, их нормализуют жиром или высокожирными сливками с более низким содержанием плазмы. Линию обычно комплектуют тремя такими ваннами, чем обеспечивается поточность производства.

Часть влаги в высокожирных сливках находится в связанном состоянии с белком оболочек жировых шариков и аналитически не определяется. Но после преобразования высокожирных сливок в масло оболочки жировых шариков разрушаются и связанная вода высвобождается. Фактическое содержание связанной воды эмпирически уточняют путем сравнения анализов содержания влаги в высокожирных сливках и в масле. Но чтобы не выработать масло с завышенным против стандарта содержанием влаги, принимают количество связанной воды 0,5— 0,6%, а нормализацию высокожирных сливок проводят на 0,2— 0,3% ниже стандарта. Если нормализацию проводят пахтой, то для повышения влажности 100 кг сливок на 1% добавляют 1,33 кг пахты.

После нормализации сливки тщательно перемешивают. При нормализации не следует выдерживать сливки в ваннах, чтобы не допустить испарения влаги, которое ослабляет аромат масла и может привести к различному содержанию влаги в отдельных ящиках; кроме того, в процессе выдержки может произойти вытапливание жира, что в дальнейшем может привести к образованию в готовом продукте мучнистой консистенции. Поэтому ванны заполняют высокожирными сливками поочередно и в том же порядке их освобождают. После нормализации ванны закрывают крышками во избежание испарения и загрязнения, и сразу же сливки направляют в маслообразователь, периодически их через каждые 10—15 мин перемешивая, чтобы избежать отстоя.