Фізико-хімічні основи дозрівання вершків при виробництві масла

Лекція 18

Тема. Фізико-хімічні основи дозрівання вершків при виробництві масла.

План:

1.  Фізико-хімічні основи дозрівання вершків при виробництві масла методом періодичного і безперервного збивання.

2.  Теоретичні основи процесу збивання вершків

Зміст лекції

1. Вершкове масло – давно знайомий і улюблений продукт. Так яких же вимог повинен дотримуватись український виробник даного продукту, щоб всіма улюблене масло залишалося вершковим маслом і які його характеристики.

Перше про що треба згадати, так це про нормативні документи на сучасне масло. ДСТУ 4399:2005 “Масло вершкове. Технічні умови” поширюється тільки на вершкове масло, яке виготовлене з коров’ячого молока і продуктів його переробки. Тому продукт який продається в торговельній мережі під назвою “масло вершкове” з приміткою ДСТУ 4399:2005 повинен вміщувати тільки молочний жир і ніяких рослинних добавок. Тільки так ще раз акцентує увагу ДСТУ 4399:2005  в пункті 5.3.5: “Не дозволяється використовувати різні жири або вершки, окрім тих, які отримані з коров’ячого молока”.

Фізико-хімічне дозрівання вершків відбувається при низькотемпературній обробці вершків. Чистий молочний жир - це розплав глицеридів у рідкому стані. Гліцериди це складні ефіри гліцерину і жирних кислот. Розрізняють моно-, ди- і триглицериди. Залежно від виду жирних кислот, триглицериди бувають тринасичені, динасичені і мононасичені. Трігліцеріди діляться на легкоплавкі, средньо- і тугоплавкі. Співвідношення легкоплавких і тугоплавких залежить від пори року і виду кормів. Взимку в молочному жирі вміст насичених жирних кислот збільшується, а влітку знижується. З цієї причини взимку масло має крихку і тверду консистенцію, а влітку м'яку, мазеподібну і нетермостійку.

Регулювати структуру і консистенцію масла можна за допомогою спеціально підібраних режимів фізичного дозрівання вершків. Процес фізичного дозрівання вершків у виробництві масла заснований на явищі поліморфізму молочного жиру, здібності кристалізуватися з утворенням різних просторових решіток, конфігурацій і розмірів кристалів. Залежно від умов охолоджування вершків (температури, швидкості охолоджування і часу витримки) формуються кристали з різними фізичними і термодинамічними властивостями, які здатні переходити з однієї поліморфної форми в іншу.

В молочному жирі знайдено чотири поліморфні форми:

γ→α→β→β

Перехід з однієї поліморфної форми в іншу йде тільки у вказаному напрямі. Самою нестійкої є γ-форма, а найстійкішої - β-форма.

γ-Форма являє собою склоподібний стан молочного жиру і утворюється при швидкому охолоджуванні молочного жиру в середовищі рідкого азоту при температурі мінус 80 °С.

α-Форма має вид голчатих кристалів. Утворюється при швидкому охолоджуванні (під час переходу температури від 10 °С до 0 °С). α-Форма  має легкоплавкі (tпл = 15…16 °С) і тугоплавкі (tпл = 24…27 °С) групи. Легкоплавка α -форма нестійка і при температурі 8…12 °С переходить в β-форму, β-форма викристалізовується з розплаву при температурі 12…15 °С у вигляді сферолітів. Сфероліт є сферою, в якій знаходяться голчаті кристали.

При збитті вершків, що не пройшли фізичного дозрівання, виходить масло мазеподібної, м'якої консистенції з великим відходом жиру в маслянку.

В процесі фізичного дозрівання близько половини молочного жиру повинно затвердіти. В процесі твердіння жир зазнає складні фазові зміни, внаслідок чого змінюється агрегатний стан молочного жиру, утворюються змішані кристали і відбувається його поліморфне перетворення.

Ступінь твердіння молочного жиру залежить від співвідношення в ньому різних по плавкості тригліцеридів, які міняються за сезонами року (взимку - більш інтенсивно). Твердіння тригліцеридів з розплаву молочного жиру відбувається послідовно і відповідно до ступеня їх насичення. На початку фізичного дозрівання викристалізовуються високоплавкі тригліцериди, потім середньо-плавкі і на закінчення - легкоплавкі.

В процесі охолоджування збільшується в'язкість, яка обумовлює групову кристалізацію. Групи, що складаються із споріднених за хімічною природою і фізичними властивостями тригліцеридів, утворюють змішані кристали. Чим повільніше йде охолоджування, тим більше в твердій фазі жиру, який має змішані кристали. При дуже повільному охолоджуванні відзначено утворення до 7 груп змішаних кристалів, що володіють температурою плавлення в діапазоні від 10 до 53 °С. Тому при повільному охолоджуванні один і той же молочний жир має декілька точок твердіння, з яких виділяють чотири головні точки залежно від температури: