4.2.2 Фильтрование, эмульгирование и пастеризация смесей

Для удаления из смеси нерастворившихся комочков сырья и возможных различных механических примесей ее фильтруют (после растворения компонентов и после пастеризации), используя дисковые, пластинчатые, цилиндрические и другие фильтры. Фильтрующие материалы в фильтрах периодически очищают или заменяют, не допуская скопления большой массы осадка.

Эмульгирование необходимо проводить в том случае, когда мороженое вырабатывают с растительным жиром или заменителем молочного жира с целью его равномерного распределения по всему объему. Смесь нагревают до температуры 60…65 °С, вносят растительные жиры или заменители молочного жира и проводят эмульгирование с помощью специального оборудования (эмульгаторов или диспергаторов). При их отсутствии смесь в течение 10 мин прогоняют через насос.

Возможен также вариант приготовления молочно-растительных сливок. Для этого растительный жир вводят в 30 % молока (цельного или обезжиренного) при температуре 60…65 °С и проводят эмульгирование. Затем молочно-растительные сливки вносят в смесь перед пастеризацией.

Пастеризация смеси мороженого, помимо обеспечения необходимого санитарного состояния готового продукта, способствует хорошему смешиванию и растворению компонентов, а также создает лучшие условия для гомогенизации. Обработку смеси ведут в непрерывном потоке, без доступа воздуха, чем обеспечивают высокую эффективность пастеризации, сохранение ароматических веществ, а также витаминов. Пастеризацию проводят при температуре 85 °С с выдержкой 50…60 с или без выдержки при температуре 92…95 °С. Высокие режимы тепловой обработки объясняются тем, что смеси для мороженого содержат повышенное количество сухих веществ, которые, увеличивая вязкость смеси, оказывают защитное действие на микроорганизмы.

На предприятиях, вырабатывающих мороженое, смесь пастеризуют в автоматизированных пластинчатых пастеризационно - охладительных установках, трубчатых пастеризаторах и пастеризаторах с вытеснительным барабаном, а также в аппаратах периодического действия – ваннах со змеевиковой мешалкой, ваннах длительной пастеризации, пароварочных котлах и т. д.

4.2.3 Гомогенизация смесей

Отфильтрованная смесь после пастеризации поступает в гомогенизатор для дополнительной обработки. Процесс гомогенизации способствует повышению взбиваемости смеси, улучшает консистенцию готового мороженого и придает ему нежную структуру.

Смесь гомогенизируют при температуре, близкой к температуре пастеризации смеси (с целью избежания вторичного обсеменения).

Гомогенизаторы представляют собой насосы, способные перекачивать жидкости под большим давлением. Насосы снабжены специальным приспособлением – так называемом гомогенизирующим вентилем (гомогенизирующей головкой). Жидкость пропускают через имеющуюся в этой головке чрезвычайно узкую кольцевую щель. Давление в гомогенизаторе регулируют с помощью рукоятки гомогенизирующей головки.

Цель гомогенизации состоит в раздроблении жировых шариков. Как известно, жир в молоке присутствует в виде жировых шариков диаметром от 1 до 10 мкм. В процессе гомогенизации жировые шарики дробятся на более мелкие размером 1…2 мкм. Эффективность гомогенизации определяется размерами жировых шариков и количеством жировых скоплений. В правильно гомогенизированной смеси жировые шарики должны иметь одинаково малую величину (крупных шариков не должно оставаться) и располагаться раздельно. Взбиваемость смеси заметно ухудшается в том случае, когда после гомогенизации хотя бы 1 % жира будет присутствовать в виде крупных шариков. Присутствие одного крупного шарика жира в наиболее тонкой части перегородки между воздушными пузырьками значительно ослабляет ее, независимо от наличия поблизости мелких жировых шариков. Проходящую через гомогенизатор смесь следует подвергать вторичной гомогенизации при уже установившемся давлении.

Ни в коем случае нельзя допускать, чтобы часть смеси оставалась без гомогенизации. Последующее слипание жировых шариков повышает вязкость смеси и замедляет процесс взбивания, при этом структура и консистенция готового продукта несколько ухудшается.

Общая поверхность жира, входящая в соприкосновение с молочной плазмой, изменяется пропорционально диаметру жировых шариков. В хорошо гомогенизированной молочной смеси мороженого диаметр жировых шариков не должен превышать 2 мкм при отсутствии жировых скоплений. При их наличии смеси обладают наиболее высокой вязкостью и дают самую низкую взбиваемость.

Другая функция гомогенизации заключается в стабилизации оболочек жировых шариков. Для построения новых оболочек успешно используются молочные белки – казеин и сывороточные белки. Особую роль выполняют фракции казеина, представляющие собой очень гибкие молекулы, распределяющиеся по большей части поверхности жировых капель и защищающие их.

Известно, что температура 75…85 °С является оптимальной для гомогенизации смеси мороженого. Это обосновано тем, что при данных температурах межмолекулярные силы ослабевают и молекулы казеина приобретают подвижность.

Эмульгаторы – такие как моноглицериды – играют важную защитную роль во время гомогенизации смеси мороженого. С другой стороны, функция эмульгатора несколько ограничена, поскольку моноглицериды при температуре гомогенизации находятся в жидком состоянии и могут смешиваться с жирами (сила притяжения на пограничной поверхности между жиром и водой очень мала, то же самое касается и поверхностного натяжения). Собственный эффект эмульгатора проявляется при охлаждении и созревании смеси.

Гомогенизация понижает тепловую стабильность молочных белков. Понижение стабильности белков вызывается высокой кислотностью смеси (водородный показатель приближается к 4,7), большим количеством кальция по сравнению с содержанием цитратов и фосфатов, высоким давлением или слишком высокой температурой гомогенизации.

Совокупность всех этих факторов может вызвать коагуляцию смеси в процессе гомогенизации.

Выбор давления гомогенизации зависит от состава смеси – чем ниже в ней содержание жира, тем выше давление гомогенизации, и наоборот. Молочные смеси гомогенизируют при давлении 12,5…15,0 МПа, сливочные при 10…12, пломбирные – при 7,5…9,0 МПа. При использовании двухступенчатого гомогенизатора на первой ступени осуществляется дробление жировых шариков под давлением 15…20 МПа, на второй ступени – при давлении 5 МПа происходит разбивание жировых скоплений.

Нарушение режимов гомогенизации приводит к дестабилизации жира при фризеровании и ухудшению консистенции готового продукта – появлению жировой крупки.

Гомогенизированные смеси имеют следующие преимущества перед негомогенизированными: за счет повышения дисперсности жира при созревании и хранении не происходит его отстоя; мороженое получается более нежным, пластичным, маслянистым; при фризеровании смесь лучше взбивается (без образования крупинок масла), а при закаливании формируются мелкие кристаллы льда.

Эффективность гомогенизации смесей необходимо периодически проверять с помощью существующих методов.