Контрольная работа по переработке молока

ФГОУ  ВПО «Пензенская ГСХА» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра « Переработка продукции животноводства» 

Контрольная работа по ТХПСПЖ 
 
 
 
 
 
 

         Проверил:Погосян

Выполнил: студентка 5-го курса 

технологического  факультета

заочного  отделения

шифр 13

Цыбизова  Т. М. 
 

Пенза, 2011 г. 

План  контрольной работы:

1. Химический состав и свойства молочного жира……………………………………3-12
2. Технология производства сметаны…13-14

2.1 Общая технология  производства сметаны…………………………………...14-36

2.2Особенности технологии………...36-39

3. Технология производства восстановленного молока………………………..…40-46

     3.1 Растворение сухого молока……..47-53

     3.2 Установки для производства 

     восстановленного  молока…….…….53-64

3. Упаковывание………………....36-64

3.4 Реализация……………………..64-67 
 
 
 
 
 
 
 

1. Химический состав и свойства молочного жира.

    В коровьем молоке содержится в среднем 3,6—6,1% жира. Жирность молока обусловлена  генетически (генотипом) на 60—80%. Кроме  того, на содержание жира в молоке влияют половой цикл, стадия лактации, состояние здоровья, условия содержания и кормление. Жирность молока различна как у разных пород скота, так и у отдельных животных одной породы.

    Молочный  жир в молоке находится в виде эмульсии, состоящей из жировых капель, или жировых шариков. Жировые  шарики — это жировые ядра с окружающими их оболочками. Диаметр жировых шариков — 2,5—5,0 мкм. В 1 мл молока находится от 2 до 6 млрд. жировых шариков.

    Непосредственно за жировым ядром, которое состоит из триглицеридов, радиально располагается слой фосфолипидов, углеродные цепи которых сцеплены с жировой фазой. В состав фосфолипидов входят: лецитин,кефалин, сфингомиелин и цереброзиды. В слое фосфолипидов находится также холестерин, который погружен в гидрофильные группы окружающей их белковой оболочки таким же образом, как и фосфолипиды в гидратную оболочку наружной белковой мембраны. В слое фосфолипидов содержится большая часть каратиноидов.

    Белки оболочки, которая окружает слой фосфолипидов, придают молочному жиру хорошие эмульгирующие качества и коллоидно-химическую стабильность. В белковом слое оболочки, обращенной к водной фазе, находятся ферменты и минеральные вещества, связанные с белками. (Рис.1) 
 
 
 
 

Рисунок 1- Строение жировых шариков.

1-ядро; 2- протеин; 3- фосфолипиды; 4-триглицерины. 

    Молочный  жир представляет собой смесь  три-, ди- и моноглицеридов, жирных кислот, стеринов, каратиноидов, жирорастворимых витаминов ( A, D, Е и К) и других сопутствующих веществ в весьма незна-чительных количествах. В состав оболочек жировых шариков входят фосфолипиды, липопротеины, протеины, цереброзиды, ферменты, витамины (каротин, витамин А) и др. В оболочке также обнаружены следы металлов (Мо, Fe, Cu, Zn, Ca, Mg, Se, K, Na) и вода в связанном состоянии. Состав и толщина оболочек жировых шариков не являются постоянными, поскольку между плазмой молока и оболочкой происходит обмен веществ.

    Триглицериды, составляющие основу молочного жира - это эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Последние составляют 90% молочного жира. Среди них есть насыщенные и ненасыщенные, с одной или несколькими двойными связями, четным или нечетным, малым (4) и большим (18 и выше) числом атомов углерода в цепи. (табл.1)

    Таблица 1. Насыщенные жирные кислоты молочного  жира с прямой цепью.

    Доля  прочих насыщенных жирных кислот с  прямой и непрямой углеродной цепью  составляет менее 2%. Их можно отнести к малочисленным жирным кислотам. С удалением из молока олеиновой кислоты (октадекановая кислота С18), 29% которой входит в состав молочного жира, удельная масса простых ненасыщенных кислот, будет составлять менее 2%. Из ненасыщенных жирных кислот с несколькими двойными связями определенное значение имеет в количественном отношении только линолевая кислота (октадекадиновая кислота), которой содержится в молочном жире 2,1%. Ненасыщенные жирные кислоты хотя частично заменимы, однако имеют существенное значение в питании человека. В то же время при производстве масла избыточное количество ненасыщенных жирных кислот может принести вред. В молоке, полученном летом при пастбищном содержании коров, относительно много ненасыщенных жирных кислот и этим обуславливается мягкая консистенция масла. Масло, которое приготовлено из молока, полученного зимой при кормлении коров грубыми кормами, напротив, является твердым, то есть содержит мало ненасыщенных жирных кислот. Скармливая коровам зимой силос, можно повысить и молоке содержание ненасыщенных жирных кислот и тем самым улучшить консистенцию масла.

    Свойства  молочного жира зависят от химического состава, структуры и расположения в молекуле триглицеридов жирных кислот, входящих в него. В свою очередь, содержание отдельных жирных кислот в молочном жире в большей степени зависит от времени года, кормов и условий содержания животных.

    Наиболее  значимыми из физических свойств  с точки зрения практической применимости являются способность молочного жира к плавлению и кристаллизации, оптические свойства, теплофизические свойства.

    Молочный  жир может быть подвергнут фазовым изменениям. Он может пребывать в кристаллическом, или расплавленном состоянии, при этом, его температура застывания — 18–23 °С, а температура плавления 27–34 °С. Плотность такого молочного жира, при условии, что температура 20 °С, составляет 0, 930–0, 938 г/см³, , число рефракции 40-46, показатель преломления (при 40 ° С) 1,453. В зависимости от термических условий той среды, в которой пребывают глицериды молочного жира, они могут формировать кристаллические формы, которые отличаются строением своей кристаллической решётки, а также формой кристаллов и температурой плавления.

    Молочный  жир не слишком устойчив к воздействию  больших температур, а также световых лучей, водяных паров, кислородного воздуха, растворов щелочей и кислот. Под влиянием данных факторов, молочный жир может прийти в состояние гидролиза, осаливаться, окисляться и прогорать. Помимо нейтральных жиров, в составе молока имеются жироподобные составляющие: фосфатиды (фосфолипиды) и стерины. Основные из фосфатидов — лецитин и кефалин, а из стеринов — холестерин и эргостерин.

    Энергетическая  ценность молочного жира представляется 37, 7 кДж, усвояемость — 95%.

    Из  химических свойств наиболее важные - способность жира к окислению, гидролизу, осаливанию и прогорканию, поскольку они определяют качество молочного жира и молочных продуктов при их производстве и хранении.

    Пищевая ценность молочного жира обусловлена своеобразным сочетанием различных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой), играющих большую роль в процессах обмена веществ. Первые две относятся к числу незаменимых, поскольку они не синтезируются в организме.

    Холестерин  молочного жира также необходим как предшественник некоторых гормонов. Кроме того, он участвует в процессах кроветворения. Фосфолипиды, входящие в состав жировой фракции молока, участвуют в синтезе белка, составляют основную массу липидов мозга, а также обусловливают эмульсиионное состояние молочного жира. Липиды молока - носители жирорастворимых витаминов A, D, E и К, которых мало в других жирах.

    Высокая дисперсность, наличие оболочки и  электрического заряда обеспечивают частицам молочного жира проникновение в  организм человека в нативной форме, без предва-рительного расщепления липолитическими ферментами. Усвояемость молочного жира очень высока и составляет 98%, чему способствует также его низкая температура плавления. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Технология производства сметаны.

    В технологическом цикле производства сметаны различных видов из свежих сливок большинство операций являются общими: приемка сырья, сепарирование молока, пастеризация, гомогенизация, охлаждение заквашивание  и сквашивание сливок, фасование и упаковывание, охлаждение и созревание сметаны.

    Сметану вырабатывают резервуарным  и термостатным способами. Эти способы различаются между собой только методом сквашивания сливок.

    При резервуарном способе подготовленные заквашенные сливки сквашивают в  крупных емкостях (резервуарах, ваннах), образовавшийся при сквашивании сгусток сливок перемешивается и фасуется в потребительскую или транспортную тару, после чего направляется в холодильную камеру для охлаждения и созревания.

    При термостатном способе производства сметаны сливки после заквашивания в емкости немедленно фасуют в  потребительскую тару и сквашивают в термостатной камере, а затем  направляют в холодильную камеру. Этот способ производства сметаны применяется в основном при выработке низкожирных сортов сметаны.

2.1 Основные технологические операции. 

    Приемка сырья (молока сливок). Проводят инспекцию емкостей в которых доставлено сырье (цистерн, фляг), обмывают водой, вскрывают отбирают  пробы, определяют массу молока или его объем. Пересчет объема молока на массу производят по его фактической плотности. Массу сливок устанавливают по массе.

    Пробы молока и сливок проверяют по органолептическим показателям, температуре, кислотности, массовым долям жира и белка, плотности, термоустойчивости (при необходимости), механической загрязненности, наличию ингибирующих веществ. На основании проведенных исследований устанавливают  сортность сырья (молока по ГОСТ 13264 -70, сливок по ТУ 10.02.867 – 90 ) и его пригодность для выработки сметаны.

    Сепарирование молока. Молоко сепарируется в целях получения сливок, предназначенных для выработки сметаны. При сепарировании происходит и очистка молока. Оптимальная температура сепарирования молока 35 – 45 ˚ С. Массовая доля жира в получаемых сливках  должна быть близка к требуемой для каждого вида сметаны.  Чтобы предотвратить повышение кислотности, сливки и обезжиренное молоко, полученные при сепарировании, должны быть немедленно переработаны или охлаждены до температуры не выше + 6 ˚С. 
 

    Таблица 2. Физико- химические показатели сметаны.

    Хранение  сырья. Молоко и сливки хранят при температуре 2 – 6 ˚С не более 6 ч.

    Нормализация  сливок. Для того чтобы получить сметану стандартной жирности , сливки нормализуются по жиру. Если исходные сливки имеют  более высокую жирность, чем требуется для выработки сметаны, их нормализуют путем добавления цельного или обезжиренного молока, а также свежей пахты. Если исходные сливки имеют меньшую жирность, чем требуется, то нормализация производится более жирными сливками.

    Требуемую жирность в нормализованных сливках  устанавливают с учетом нормы  вносимой закваски и вида молока, на котором она приготовлена(цельном или обезжиренном).

    Требуемую массовую долю жира в нормализованных сливках Ж_сл ( в %) определяют по формуле:

    Ж_сл = 

    где Ж_см, Ж_з- массовая доля жира в сметане и закваске;

         К_з – масса закваски, вносимая  в сливки, %.

        В случае использования добавок и наполнителей   массовую долю жира в нормализованных сливках устанавливают с учетом массы и жирности. Массу молока (цельного и обезжиренного), которое необходимо добавить к сливкам при нормализации, М_м (в кг), определяют по формуле: 

    М_м,

    где М_сл – масса сливок,подлежащих нормализации, кг;

        Ж_сл, Ж_м – массовая доля жира в сливках, подлежащих нормализации, и молоке, % ,

        Ж_н – требуемая массовая доля жира в нормализованных сливках, %.

      Массу сливок с более высокой  массовой долей жира, необходимую  для нормализации сливок, М_в ( в кг), рассчитывают по формуле: 

    Ж_в=_,

    где Ж_в – массовая доля жира в сливках с более высокой массовой долей жира, требуемых для нормализации, %.

    Пастеризация  сливок. Пастеризация сливок производится не только для максимального уничтожения посторонней микрофлоры сливок, инактивации ферментов, но и для обеспечения в сметане необходимой консистенции и вкуса, повышение стойкости при хранении.

    При выработке сметаны сливки пастеризуются при  94 ± 2˚С с выдержкой 20 с или при 86 ± 2 ˚С с выдержкой от 2 до 10 мин. Для сохранения образовавшихся при пастеризации ароматических веществ и уменьшения степени разрушения витаминов сливки следует пастеризовать и выдерживать в закрытой системе . Режим пастеризации выбирают в зависимости от качества перерабатываемого сырья и вида сметаны. При переработке сливок низкого качества с посторонними привкусами, с большой бактериальной обсемененностью используют более высокие температуры пастеризации 94 ± 2˚С. При обработке несвежих сливок с недостаточной термоустойчивостью белков ограничиваются более низкими температурами пастеризации  85 ±1 ˚ С. При необходимости увеличивают выдержку в целях обеспечения надлежащего бактерицидного эффекта. Эффективность пастеризации должна быть не ниже 99, 9 %.

    Гомогенизация сливок. Гомогенизация сливок – процесс дробления жировых шариков путем воздействия на сливки значительных внешних усилий. Гомогенизация воздействует как на жировую, так и на белковую фазы сливок. При гомогенизации происходит дробление жировых шариков, увеличивается их количество, повышается стойкость жировой эмульсии.

    Стабильность  белков при гомогенизации снижается, изменяются структура и форма  белковых частиц, наблюдается их агрегация.  Эффективность гомогенизации зависит главным образом от примняемых давления и температуры, а такуже от содержания жира в продукте.

    Оптимальные режимы для гомогенизации сливок неодинаковы для разных видов  сметаны. Чем выше жирность вырабатываемой сметаны, тем меньше величина применяемого давления гомогенизации сливок от 8 до 20 МПа.

    Применяют одно- и двухступенчатую гомогенизацию сливок. Суммарное давление при двухступенчатой гомогенизации должно быть выше (на 2,3 МПа), чемпри одноступенчатой. При этом давление гомогенизации на второй ступени составляет примерно половину давления на первой. Если сметана получается с недостаточно густой консистенцией , давление на второй ступени повышают на 1- 2 МПа и, наоборот, снижают, если продукт имеет излишне густую консистенцию.

    При испольвании двухступенчатой гомогенизации сливок продукт получается с однородной, более устойчивой к температурным и механическим воздействиям консистенцией, обладает большей забеливающей способностью, чем сметана из сливок, подвергавшихся одноступенчатой гомогенизации.

    Однако  при производстве некоторых видов  низкожирной сметаны (10%-ой и 15%- ой жирности и др.) не применяют двухступенчатую гомогенизацию сливок, так как она не всегда может обеспечить в готовом продукте  желаемую, достаточно густую консистенцию. 

    При установлении режима гомогенизации  сливок учитывается качество и свойства сырья, а также сезон. Давление гомогенизации снижают при переработке несвежих сливок с низкой термоустойчивостью белков, а также сливок, полученных в осеннее-зимний период, когда в составе жира больше тугоплавких глицеридов, а сливки содержат больше сухих веществ.

    Процесс гомогенизации можно осуществлять как перед пастеризацией сливок, так и после нее. Последовательность этих операций зависит от целей и задач, которые ставят при выработке продукта. Когда стремятся обеспечить необходимую однородную (без крупинок) консистенцию сметаны, гомогенизацию проводят после пастеризации сливок при 70 °С. В целях повышения гигиенической надежности, улучшения микробиологических показателей готового продукта гомогенизацию осуществляют перед пастеризацией.

    Охлаждение  и физическое созревание сливок. Сливки после пастеризации и гомогенизации немедленно охлаждают до температуры заквашивания, которую устанавливают в зависимости от вида вырабатываемой сметаны. Охлажденные сливки направляют на заквашивание и сквашиваиие. Допускается хранение пастеризованных сливок, охлажденных до 2 °С, не более 6 ч. Для улучшения консистенции всех видов сметаны наряду с гомогенизацией применяют низкотемпературную обработку (физическое созревание) сливок. Гомогенизированные и пастеризованные сливки быстро охлаждаются до низких температур (4 ± 2 °С) и при этих температурах выдерживаются в течение 1—2 ч. При этом происходит массовая кристаллизация жира с образованием смешанных кристаллов.

    Большая часть жира, отвердевшего при физическом созревании, сохраняется во время сквашивания сливок и участвует в формировании структуры сгустка сквашенных сливок. Сливки, подвергнутые низкотемпературной обработке, осторожно (при перепаде температур греющей воды и сливок 3—4 °С) нагреваются до температуры заквашивания не выше 30 °С, во избежание расплавления отвердевшего жира.

    Заквашивание  и сквашивание  сливок. Вкус и запах, а также консистенция сметаны во многом зависят от условий сквашивания сливок, состава и свойств  применяемых заквасок. Заквашивание производят немедленно после охлаждения сливок до необходимой температуры. Хранение подготовленных сливок при повышенных температурах перед заквашиванием не допускается, так как при отсутствии в них молочнокислых бактерий будет активно развиваться посторонняя остаточная микрофлора и, как следствие, могут возникать пороки сметаны. Подготовленную закваску вносят в сливки в разные моменты: спустя некоторое время от начала наполнения емкости сливками; одновременно со сливками (в потоке) или после наполнения емкости. Во время внесения закваски сливки обязательно перемешиваются для равномерного распределения закваски в объеме продукта и недопущения образования хлопьев белка. Объемную долю вносимой закваски (1—5 % общей массы сливок) можно увеличить в зависимости от качества сырья, свойств закваски и условий производства. Уменьшение количества закваски (1—2 %) применяют в том случае, когда она приготовлена на стерилизованном молоке и имеет высокую активность. Закваску, приготовленную на пастеризованном молоке, вносят в количестве 2—5 %. Норму вносимой закваски увеличивают при поступлении на заводы неполноценного (весной) сырья или сырья низкого качества, при снижении активности заквасок, а также при стремлении ускорить процесс сквашивания сливок.

    При производстве сметаны используют многоштаммовые закваски, состоящие из кислотообразующих и ароматобразующих культур мезофильных молочнокислых стрептококков.

    При выработке некоторых видов сметаны (10%-ной жирности, 15 %-ной жирности, ацидофильной и др.) применяют комбинированные закваски, в состав которых входят культуры мезофильных и термофильных стрептококков или культуры ароматобразую- щих стрептококков и ацидофильной палочки. Чистые культуры молочнокислых бактерий поступают на предприятия в виде сухих или жидких заквасок, сухого бактериального концентрата из специальных лабораторий.

    Закваска  для сметаны должна удовлетворять требованиям стандартов: закваска для сметаны — ТУ 10—02—02—789—65—91; концентрат бактериальный сухой мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококков КМТС-сух. —ТУ 10—02— 02—50—87; концентрат бактериальный сухой мезофильных молочнокислых стрептококков КМС-сух. — ТУ 10—02—02—789—31—90; концентрат бактериальный сухой мезофильных лактококков „КДС" для сметаны — ТУ 10—02—02—789—160—94; концентрат бактериальный лиофилизированный для кисло- сливочного масла и сметаны (БК—Углич—СМ, БК— Углич— СМТ) — ТУ 9229—030—04610209—95. На заводах закваски готовят на цельном или обезжиренном молоке высокого качества. Свойства применяемой закваски в значительной степени предопределяют органолептические и структурно-механические показатели сметаны. Закваски, обладающие вязкими свойствами, позволяют улучшить консистенцию и свойства сметаны, что особенно важно при получении низкожирных видов продукта. При использовании таких заквасок сметана получается с умеренно вязкой, более однородной и устойчивой к механическим воздействиям консистенцией, с большей влаго- удерживающей способностью.

    Перед использованием закваска тщательно  перемешивается.

    При термостатном способе производства сметаны сливки после внесения в  них закваски тщательно перемешиваются, чтобы закваска равномерно распределилась по всей массе сливок. Заквашенные сливки немедленно разливают в потребительскую тару, укупоривают и направляют в термостатную камеру для сквашивания. Продолжительность фасования заквашенных сливок из одной емкости не должна превышать 2 ч во избежание образования хлопьев белка и получения сметаны с неоднородной консистенцией. При выработке сметаны резервуарным способом сливки сквашивают в той же емкости, в которой их заквашивали. Повторное перемешивание сливок производят через 1—1,5 ч после первого, а затем оставляют в покое до конца сквашивания. При сквашивании сливок в результате жизнедеятельности микрофлоры заквасок образуется не только молочная кислота, но и ароматические вещества (диацетил, ацетоин, летучие жирные кислоты, спирты, эфиры). Эти соединения в значительной степени определяют специфический вкус и запах сметаны.

    Большое значение для формирования определенных органолептических свойств сметаны имеют условия сквашивания, и прежде всего температура.

    При выработке сметаны 20-, 25- и 30 %-ной  жирности с закваской, в состав которой  входят мезофильные культуры молочнокислых  бактерий, сливки сквашивают в теплое время при 27 ± 1 °С, а в холодное — при 29 ± 1 °С. Сквашивание сливок при температуре выше 30°С приводит к образованию более грубой структуры сгустка, получению сметаны с недостаточно выраженным ароматом, меньшей способностью к восстановлению консистенции после перемешивания и перекачивания, к усилению выделения сыворотки. Кроме того, повышенные температуры сквашивания способствуют развитию посторонних микроорганизмов (термоустойчивых молочнокислых палочек), излишнему нарастанию кислотности. Пониженные температуры сквашивания сливок (18— 19 °С) тормозят развитие молочнокислого процесса, приводят к образованию слабого, дряблого сгустка и получению сметаны с недостаточно густой консистенцией, невыраженным вкусом или посторонними привкусами. При выработке сметаны (10-, 15 %-ной жирности и др.) с применением комбинированной (смешанной) закваски, в которую входят мезофильные и термофильные культуры молочнокислых стрептококков, сливки сквашивают при 28-32°С. При такой температуре активно развивается как мезофильная, так и термофильная микрофлора, ускоряется процесс сквашивания.

    Сливки  являются менее благоприятной средой для развития молочнокислой микрофлоры, чем молоко, вследствие повышенного содержания жира, уменьшения количества плазмы и доступных питательных веществ. Поэтому процесс сквашивания сливок более длительный, чем процесс сквашивания молока. Продолжительность сквашивания зависит также от физиологических особенностей культур, входящих в состав заквасок. При использовании закваски, в состав которой входят мезофильные молочнокислые бактерии, продолжительность сквашивания при 27 ± 1 °С составляет до 10 ч. Нарастание кислотности и образование сгустка происходят быстрее при использовании комбинированной (смешанной) закваски, состоящей из мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококков. В этом случае продолжительность сквашивания сливок при 30 ± 2 °С составляет 7—10 ч. Окончание сквашивания сливок устанавливают по кислотности и плотности образовавшегося сгустка. Для разных видов сметаны кислотность в конце сквашивания сливок неодинакова.

    Процесс сквашивания сливок можно регулировать путем изменения температуры и продолжительности сквашивания, количества вносимой закваски, путем использования закваски разной активности, а также путем применения не одновременного заквашивания сливок во всех емкостях (при наличии нескольких), а последовательного с учетом времени фасования продукта из каждой емкости после сквашивания.