Низкотемпературная обработка сливок

После тепловой обработки сливки быстро охлаждают до температуры ниже точки отвердевания молочного жира и выдерживают определенное время (физическое созревание).

В результате физического созревания сливок происходит отвердевание молочного жира внутри жировых шариков, изменяется оболочка жировых шариков и свойства сливок: устойчивость эмульсии и дисперсность жира, вязкость сливок.

Отвердевание молочного жираявляется 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 %.

Степень отвердевания жира зависит от температуры охлаждения и продолжительности выдержки сливок при этой температуре и влияет на жирность пахты при выработке масла. Данные по влиянию температуры охлаждения и продолжительности выдержки охлажденный сливок на степень отвердевания молочного жира в сливках приведены ниже

С повышением температуры охлаждения сливок от 3 до 12 ºС без выдержки степень отвердевания жира уменьшается с 33,6 % до 15,2 %, а массовая доля жира в пахте увеличивается с 0,87 % до 3,03 %. При этом необходимое количество твердого жира в сливках (30–35 %) при охлаждении до 3ºС достигается сразу в процессе охлаждения, а при охлаждении до температуры 6, 9 и 12 ºС – только после 60, 90 и 180 мин выдержки соответственно. Массовая доля жира в пахте при этом колебалась от 0,87 % (при охлаждении до 3ºС без выдержки) до 1,33 % (при охлаждении до 12 ºС и выдержке 180 мин).

Состояние оболочек жировых шариковпри 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 приводит к снижению устойчивости эмульсии жира в сливках. Кроме того, возможно 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, так как количество мелких жировых частиц уменьшается, а крупных – увеличивается. Изменение дисперсности жира и сливок в зависимости от режима созревания приведено ниже.

С понижением температуры охлаждения и увеличением продолжительности выдержки сливок уменьшается количество жировых частиц размером 1–5 мкм и увеличивается количество жировых частиц размером 6–10 мкм. При этом наибольшее влияние оказывает выдержка. Так, при охлаждении сливок до температуры 3 ºС без выдержки количество жировых шариков размером 1–5 мкм уменьшилось на 17,3 %, а с выдержкой в течение 2 ч – на 39,3 %. При этом количество жировых частиц размером 6–10 мкм увеличивается соответственно на 13,3 % и на 31,5 % по сравнению со сливками до их охлаждения. С понижением температуры охлаждения сливок с 12 до 3 ºС увеличивается средний размер жировых частиц с 5,30 до 6,99 мкм.

В результате повышения содержания отвердевшего жира и образования структурных связей при физическом созревании возрастает вязкость сливок. Вязкость сливок, содержащих примерно одинаковую массовую долю отвердевшего жира (32–34%) и созревших при различных режимах приведена ниже.

Из приведенных данных видно, что вязкость сливок, созревающих при температурах от 3 до 12 ºС и выдержке от 0 до 150 мин, значительно различается и колеблется от 35,1 до 21,2·10^-3Па·с, т.е. в 1,5 раза. По-видимому, вязкость зависит преимущественно не от степени отвердевания молочного жира, а от процессов, протекающих в плазме сливок, на которые существенное влияние оказывает температура созревания.

Молочный жир является сложной по составу смесью глицеридов, имеющих различные точки плавления и отвердевания.

При кристаллизации молочного жира во время физического созревания сливок образуются главным образом две группы смешанных кристаллов: низкоплавкая с температурой плавления от 15 до 25 °С и высокоплавкая с температурой плавления от 27 до 35 °С. Для получения масла хорошей консистенции соотношение легкоплавкой группы кристаллов и высокоплавкой должно составлять 2:1. С этой целью регулируют температуру созревания сливок. Если в жире преобладают легкоплавкие глицериды (весенне-летний период), то созревание сливок проводят при более низких температурах, чем для жира с преобладанием высокоплавких глицеридов (осенне-зимний период года). Для обеспечения необходимой степени созревания сливок используются следующие режимы (табл. ).