Исследование и разработка биотехнологии мороженого с пребиотическими свойствами

2.4 Технология  производства сливочно – шоколадного мороженого и обоснование выбора рецептуры 

Как правило, мороженое производят преимущественно  по одной технологии. Она включает следующие операции: в зависимости  от имеющегося сырья выбирают рецептуры  или рассчитывают массу компонентов с учетом химического состава сырья и готового продукта, проверяют качество сырья, составляют смесь для мороженого, фильтруют ее, пастеризуют, гомогенизируют, охлаждают и проводят созревание смеси, замораживание (фризерование), формовку, закалку и упаковку мороженого. В данном расчётном задании рассматривается линия по производству брикетов пломбира в сливочно-кремовой глазури. Поэтому после закаливания мороженого производят его глазирование. При необходимости после пастеризации производят дополнительную фильтрацию смеси.

Основным оборудованием, применяемым для производства пломбира в поточно-механизированной линии  является сливко-созревательная ванна, фильтр, гомогенизатор, пастеризационно-охладительная  установка, теплообменник, резервуар  для созревания смеси, пластинчатый охладитель, фризер, экструзионно-формовочный аппарат, скороморозильный аппарат, агрегат глазирования. 

Приготовление смеси

Смесь приготавливают в емкостных пастеризаторах с  мешалкой. Предварительно компоненты подготовляют и отвешиваются. В первую очередь загружают жидкие компоненты — воду, молоко, сливки, подогревают смесь до температуры 35—45 °С, обеспечивающей наиболее полное и быстрое растворение. Сахарный песок вносят в сухом виде после просеивания (через сита с диаметром ячейки 2—3 мм) или в виде сиропа. Сухие молочные продукты смешивают с сахарным песком в соотношении 1:2 и растворяют в небольшом количестве молока до получения однородной массы. Сгущенные молочные продукты вносят в емкостные пастеризаторы непосредственно. Сливочное масло или пластические сливки зачищают от штаффа и разрезают на небольшие куски или плавят на змеевиковых плавителях.

При поточном методе производства процесс составления  смеси полностью механизирован. Для этого все компоненты предварительно растворяют со строго поддерживаемой концентрацией жира, сахара, СОМО. 

Обработка смеси

Обработка включает фильтрацию, пастеризацию и гомогенизацию.

Фильтрацией удаляются  механические примеси и не растворившиеся частицы компонентов. Чтобы предупредить вторичное бактериальное обсеменение, фильтрацию (установку фильтров) лучше проводить до пастеризации. Обычно используют пастеризационно-охладительные установки, в которые входят также фильтр и гомогенизатор.

Обработка смеси  проходит в тонком слое и в непрерывном  потоке, без доступа воздуха, чем обеспечивается высокая эффективность пастеризации, сохранение ароматических веществ, а также витаминов. Пастеризация проводится при температуре 85 °С с выдержкой 50—60 с. Такие высокие режимы тепловой обработки объясняются тем, что в смесях для мороженого повышенное содержание сухих веществ, которые, увеличивая вязкость смесей, оказывают защитное действие на микроорганизмы.

Смеси на молочной основе необходимо обязательно гомогенизировать, особенно если в качестве дополнительного  источника жира применяют сливочное масло. Благодаря гомогенизации жировые шарики дробятся и равномерно распределяются в смеси. Кроме того, мелкие жировые шарики быстрее воспринимают температуры охлаждения и закаливания, в них достигается большая степень отвердевания глицеридов молочного жира, что способствует не только получению однородной консистенции продукта, но и большей взбитости, которая изменяется в прямой зависимости от количества отвердевших глицеридов. С повышением дисперсности жировой фазы уменьшается расстояние между жировыми шариками, что способствует получению мелких кристаллов льда при замораживании и улучшает структуру готового продукта.

В хорошо гомогенизированной смеси диаметр жировых шариков  не должен превышать 1—2 мкм без наличия  жировых скоплений. Гомогенизацию необходимо проводить при температурах, близких к температуре пастеризации, но не ниже 63 °С. При температурах ниже 60 °С происходит усиленная агрегация мелких жировых шариков, резко увеличивается вязкость смеси за счет образования жировых скоплений, что ведет к снижению взбиваемости в процессе фризерования.

Давление гомогенизации  должно быть тем выше, чем ниже содержание жира. Пломбирные смеси гомогенизируют при 7,5— 9 МПа в зависимости от применяемого сырья. С повышением давления гомогенизации уменьшаются размеры жировых шариков, но увеличивается количество жировых скоплений, которые при фризеровании разрушают воздушные пузырьки, ухудшая взбитость. Нарушение режимов гомогенизации приводит к дестабилизации жира при фризеровании и ухудшению консистенции готового продукта — появлению крупинок молочного жира и др. 

Охлаждение и  созревание смеси

Гомогенизированную  смесь быстро охлаждают до температуры (0…6°)С и направляют в емкостный аппарат с мешалкой для созревания и хранения смеси. Использование в качестве стабилизаторов агара, агароида и других равноценных стабилизаторов позволяет перерабатывать охлажденную смесь без выдержки для физического созревания.

При использовании  в качестве стабилизатора желатина и некоторых других веществ необходимо физическое созревание смеси. Оно проводится при температуре 0—6 °С в течение от 4 до 24 ч, при этом происходит гидратация белков молока и стабилизатора, дальнейшая адсорбция различных веществ, содержащихся в смеси, на поверхности жировых шариков; отвердевание глицеридов молочного жира в виде смешанных кристаллов в объеме жировых глобул. Степень отвердевания достигает примерно 50%.

Благодаря отвердевшему жиру созревшая смесь хорошо поглощает  и удерживает пузырьки воздуха при  замораживании смеси и закалке  мороженого. Чем больше отвердевшего жира, тем выше степень поглощения (взбивания) пузырьков воздуха. Готовый продукт, изготовленный из созревшей смеси, имеет высокую взбитость и нежную, без крупинок кристаллов льда, структуру. Продолжительность физического созревания зависит от состава смеси, ее температуры и гидрофильных свойств стабилизатора.

Перед фризерованием  в смесь вносят ароматические  вещества (ванилин, ванилон, ароваиилон) в количестве 0,005—0,15% и эссенции. Ванилин добавляют в виде водно-спиртового раствора (300 г ванилина, 200 г спирта и 500 г воды при температуре 30 °С) или порошка, растертого с сахарной пудрой. 

Фризерование  смеси

Во время фризерования смесь насыщается воздухом при одновременном  частичном замораживании. В результате образуется новая фаза (кристаллы льда и жира), разделенная прослойками жидкой фазы. От правильности проведения этого процесса зависят структура и консистенция готового продукта.

При замораживании  происходит фазовое превращение  воды в лед, при фризеровании смесей мороженого на молочной основе замерзает от 45 до 67% от общей доли влаги. Для получения мороженого хорошей консистенции необходимо, чтобы размеры кристаллов льда не превышали 100 мкм. Чем больше воды заморозится в процессе фризерования, тем меньше времени потребуется на закалку и тем лучше будет качество мороженого. Температура начала замораживания смеси колеблется в пределах от —2,2 до —3,5 °С в зависимости от вида смеси.

Структура мороженого зависит также от количества вводимого  воздуха и его дисперсности. В  мороженом хорошего качества средний размер воздушных пузырьков должен быть не более 60 мкм. Мороженое с высокой взбитостью благодаря низкой теплопроводности воздуха плавится медленнее. При недостаточной взбитости оно получается слишком плотным, с грубой консистенцией и структурой, при слишком высокой — снегообразным, с хлопьевидной структурой. Взбитость — очень непостоянная характеристика и зависит от многих факторов: состава смеси (содержание сухих веществ и жира), свойств жира и стабилизатора, эффективности гомогенизации, режима фризерования, конструкции фризера, состояния его ножей. Смеси, в которых используются свежие сливки, взбиваются лучше, чем смеси со сливочным маслом. С увеличением содержания сахара взбитость понижается, а время, необходимое для получения максимальной взбитости, возрастает.

Жир ухудшает взбитость, так как жировые шарики ослабляют  перегородки между воздушными пузырьками. Но присутствие жира препятствует росту  кристаллов льда, обеспечивая тем  самым нежную консистенцию мороженого. При взбитости 100% в 1г мороженого содержится около 8,3 млн. воздушных пузырьков с общей поверхностью 0,1м2. Для сливочного мороженого и пломбира достигается взбитость 70—100%.

В мороженом  после фризерования большая часть  жира переходит в твердое состояние, жидкого жира остается 11—12%. Температура мороженого в конце фризерования составляет от минус 4,5 до минус 6 °С. 

Фасование и  закаливание мороженого

Выходящее из фризера  мороженое быстро фасуют и немедленно направляют на закаливание, так как  при задержке часть закристаллизованной воды может оттаять, что в дальнейшем приводит к образованию крупных кристаллов льда.

В процессе закаливания температура понижается до минус (15…18)°С. При этом вымораживается 75—85% общего количества воды, содержащейся в мороженом. Полная кристаллизация воды невозможна, так как сильно возрастает концентрация солей и сахара в незамерзшей части раствора, вследствие чего резко снижается температура замерзания (ниже минус 50 °С). При закаливании глицериды молочного жира почти полностью переходят в твердое состояние, жидкого жира остается всего лишь доли процента.

Процесс закаливания  протекает значительно медленнее, чем фризерование, и без механического  перемешивания, поэтому создаются  условия для образования крупных кристаллов льда и их срастания в жесткий кристаллизационный каркас. Наличие тонко диспергированной отвердевшей фазы жира, многочисленных пузырьков воздуха препятствует образованию крупных сросшихся кристаллов воды. В мороженом температурой минус20 °С преобладает кристаллизационная структура. Такое мороженое имеет плотную консистенцию и достаточно высокую прочность. Продолжительность закаливания зависит от состава мороженого, температуры окружающей среды, применяемого оборудования (морозильные аппараты, рассольный генератор, холодильные камеры), вида упаковки и пр.

Порции мороженого массой 50, 80 и 100 г выпускают в виде брикетов на вафлях и без них, эскимо различных видов, в бумажных и  вафельных стаканчиках, рожках из вафель, в кашированной фольге, в картонных  с пергаментом коробочках. В коробках в виде тортов выпускают порции по 250—1000 г; по 8— 10 кг мороженое фасуют в гильзы из нержавеющей стали.

  В камерах для закаливания поддерживается температура от минус 22 до минус 30 °С.

Обычно процесс  фасования и закаливания мороженого полностью механизирован: применяют поточные линии, дозатора-автомата и морозильного аппарата, соединенных системой транспортеров. Благодаря интенсивному перемешиванию охлажденного до минус 30 °С воздуха в морозильном аппарате закаливание длится 35—45 мин, выходящее мороженое имеет температуру —12ч минус18 °С. Такое быстрое закаливание способствует образованию мелких кристалликов льда с нежной структурой мороженого. 

Глазирование  мороженого

Глазурь для  мороженого вырабатывают по рецептурам, куда входит шоколадный кувертюр, какао-масло, какао-порошок, сахарная пудра, сливочное несоленое масло высшего сорта. Для изготовления глазури масло медленно разогревают при температуре 35—38 °С в котлах с паровым или водяным обогревом, в расплавленное масло добавляют какао-порошок или шоколадный кувертюр (какао-порошок предварительно смешивают с сахарной пудрой). Всю массу тщательно перемешивают и выливают из котла небольшими порциями в ванночки для глазирования. При температуре выше 40 °С смесь разделяется на составные части и масло всплывает. Такая перегретая глазурь плохо ложится на эскимо. Повторный разогрев придает глазури салистый вкус, поэтому ее готовят в количестве, не превышающем дневной потребности. 

Хранение мороженого

Закаленное мороженое  упаковывают в картонные коробки (лучше из гофрированного картона по 2,4—6 кг нетто в зависимости от вида фасования) и направляют в камеры хранения с температурой минус (18…25) °С и относительной влажностью воздуха 85—90%. Температурные колебания в камере не должны превышать ±3°С, а при длительном хранении мороженого не допускаются вовсе. Фасованное мороженое в зависимости от вида может храниться до 2 мес. При выпуске с предприятия температура мороженого молочных видов должна быть не выше минус 10 °С, фруктово-ягодного и ароматического — не выше минус 12 °С. 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

В данной научно-исследовательской работе представлен мониторинг российского и зарубежного рынка мороженого, общая характеристика продукта, изучение свойств пребиотика лактулозы, а также цель, задачи и методы исследования биотехнологии мороженого с пребиотическими свойствами.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ