Формування споживних властивостей морозива

 Ящики, бочки та  металеві банки відкривають обережно, щоб з них у сировину не  попали сторонні часточки. Мішки  з сипкою сировиною відкривають  по шву та направляють її  на просіювання з діаметром  отворів сит (мм): 1,0-2,0 – для  борошна та крохмалю, 1,5–3,0 – для  порошка-какао, 1,5-2,0 – для молока сухого, 2,0-3,0 – для цукру-піску та яєчного порошку. [1]

Складання суміші починають зі змішування рідких компонентів (води, молока, вершків та ін.) та підігрівання одержаної суміші до температури 40...45 ºС. Потім додають розплавлені та згущені компоненти, далі - сухі продукти, яєчні продукти і наприкінці – стабілізатори.

 Сухе молоко, яєчний  порошок, какао-порошок та стабілізатори,  якщо вони не переведені у  рідку форму, можна попередньо  змішувати з частиною цукру  та додавати до рідких компонентів.  Не можна допускати розчинення  компонентів при температурах  більших за 60 ºС, інакше зі складовими  рецептурних компонентів можуть  пройти незворотні фізико-хімічні зміни.

При додаванні до рідких інгредієнтів СЗМЗ, какао та інших  компонентів, їх температура не повинна  перевищувати 30 ºС. При додаванні  стабілізаторів та емульгаторів слід дотримуватися рекомендацій фірм-виробників. Деякі сухі компоненти можуть розчинятися  при відносно низьких температурах, а інші не можна додавати до сумішей  по досягненні температури 60 ºС.

 Заморожені вершкове  масло та вершки повинні бути  нарізані та попередньо розплавлені.  При змішуванні жиру з водною  фазою утворюється груба нестійка емульсія прямого типу.

 Барвники та ароматизатори додають в основному у визрівшу суміш перед фрезеруванням. Стабілізатори краще диспергуються у сумішах з низькою активністю води, наприклад, у цукровому сиропі, що вміщує 66-68 % сухих речовин. Особливо важко вводити стабілізатори у нежирні суміші, зокрема за умови їх подальшої пастеризації у пластинчастих теплообмінниках, тому що нежирні суміші сильно спінюються та стають занадто в‘язкими.

 При періодичній пастеризації  слід водночас проводити нагрівання  та змішування. При безперервній  пастеризації послідовність складання  та оброблення сумішей обирається  з точки зору технологічної та економічної доцільності.

 Складання сумішей проводять у сироробних ваннах, ваннах тривалої пастеризації або у інших ємностях, оснащених мішалками та подвійними стінками.

 Для забезпечення безперервності  технологічного процесу на сьогодні  часто застосовують заздалегідь  підготовлені рідкі інгредієнти  (в тому числі стабілізатори)  та обладнання для змішування  компонентів. Перекачування інгредієнтів  та суміші крізь замкнуту систему  знижує витрати часу та енергії  на оброблення, зменшує ризик забруднення та дозволяє здійснювати безрозбірне миття обладнання.

 Системи, в яких  на кожній лінії використовуються  дозатори, дозволяють найбільш швидко  складати суміші, оскільки при  цьому усі рідкі інгредієнти  можна додавати водночас. Якщо  усі інгредієнти знаходяться  у рідкому стані, то цю операцію  можна виконати швидко і точно.  В автоматизованих системах приготування  сумішей для обчислення кількості  кожного рецептурного компонента, для початку або припинення  його подачі, для реєстрації даних,  застосовують спеціальні мікропроцесори.

 При складанні сумішей  обов‘язково враховують рекомендовані  масові частки харчосмакових  продуктів у морозиві. Так, масова  частка харчосмакових продуктів  у морозиві повинна складати  не менше,%: 10,0 - для сиропу крем-брюле; 2,0 - для какао-порошку та для  витяжки водної з кави; 6,0 - для  фруктів та ягід та продуктів  їх переробки (у тому числі  разом з ароматизаторами) у  морозиві з фруктами та ягодами;  для овочів та продуктів їх  переробки; 0,3 – для кави швидкорозчинної; 1,0 – для витяжки водної з  чаю та для екстракту цикорію; 1,3 – для витяжки водної з  цикорію; 7,0 – для яєць курячих та для жовтків курячих; 2,0 – для порошку яєчного; 3,0 – для білків курячих; 3,0 – для меду натурального; 6,0 – для ядер горіхів обжарених протертих з цукром (праліне), ядер горіхів обжарених цілих або подрібнених; 6,0 – для мармеладу у вигляді шматочків або крихт та для цукатів, родзинок, кураги ; 2,0 – для повітряної кукурудзи, рису повітряного, круп‘яних кульок, маку; 4,0 – для шоколаду, стружки шоколадної, крихти шоколадної, крихти шоколадно-вафельної, стружки кокосової, крихт кольорових, печива, бісквітів; 6,0 – для карамелі м‘якої, джему, повидла, варення, молока згущеного вареного, топінгу, наповнювача фруктового.

 Масова частка харчосмакових  продуктів нормована для маси  морозива без вафель (печива), декоративних  харчових продуктів і глазурі  (шоколаду). При використанні декількох  харчосмакових продуктів, їх масова  частка до маси морозива визначається розрахунковим методом. [2,14]

Очищення сумішей проводять шляхом фільтрування їх з метою видалення нерозчинних часток рецептурних компонентів, для чого використовують дискові, пластинчасті, циліндричні та інші фільтри.

У випадку виготовлення морозива з рослинними оліями або замінниками  молочного жиру, після фільтрування необхідно додатково провести емульгування жирової фази. Для цього рідку  суміш нагрівають до температури 60...65 ºС, вносять у неї жировий компонент  та проводять емульгування за допомогою  спеціального обладнання - емульгаторів або диспергаторів, або ж суміш на протязі 10 хв. перекачують по замкнутому контуру за допомогою насосу. Емульгувати жир можна також у невеликій кількості молока (до 30 % від загальної кількості) за тих же умов з метою отримання молочно-рослинних вершків, які далі додають до основної суміші. [1,2]

Пастеризацію  сумішей для морозива застосовують з метою суттєвого зниження вегетативних мікроорганізмів та повного винищення патогенних мікроорганізмів, руйнування гідролітичних ферментів, повного розчинення сухих компонентів та розплавлення жиру та емульгатору, покращання смаку та аромату сумішей, підвищення однорідності та термінів зберігання продукту. Важливим ефектом пастеризації є також денатурація сироваткових білків, які набувають підвищеної здатності зв‘язувати вільну вологу та можуть діяти як захисні колоїди. Пастеризацію проводять при досить високій температурі внаслідок підвищеного вмісту сухих речовин, що збільшують в‘язкість сумішей та виявляють захисну дію щодо мікроорганізмів. Суміш пастеризують за температури 80...85 ºС з витримкою 50...60 с або без витримки при температурі 92...95 ºС. В пастеризаторах безперервної дії суміші можна нагрівати до більш високих температур. Причинами застосування підвищених температур пастеризації сумішей є також намагання: одержати кращу консистенцію морозива внаслідок підвищеної денатурації сироваткових білків; знизити кількість стабілізатора; підвищити стійкість до окиснення складових компонентів шляхом активізації додаткових відновлюваних груп білків внаслідок конфірмаційних змін білкових молекул при тепловому обробленні.

 Оброблення суміші  бажано проводити у безперервному  потоці без доступу повітря  для високої ефективності пастеризації  та зберігання летких ароматичних  речовин. Для пастеризації застосовують  пластинчасті пастеризаційно-охолоджувальні  установки, трубчасті пастеризатори,  а також апарати періодичної  дії (ванни тривалої пастеризації, пароварочні котли тощо). [14]

Гомогенізацію проводять з метою підвищення збитості морозива та покращання його консистенції, чому сприяє подрібнення жирових кульок майже у 10 разів. Гомогенізація підвищує в‘язкість сумішей у 5-15 разів, внаслідок чого в них не відстоюється жир до фризерування. У гомогенізованих сумішах емульгатор та молочний білок розподіляються по поверхні жирових кульок та утворюють захисну оболонку, а тонко розподілений стабілізатор запобігає утворенню великих кристалів льоду. Суміші для плодово-ягідного та ароматичного морозива гомогенізації не потребують. Гомогенізацію проводять лише у виробництві морозива на молочній основі для подрібнення жирових кульок молочного жиру або частинок рослинного жиру до тонкодисперсного стану. Наявність крупних жирових кульок у перетині між повітряними бульбашками значно знижує стійкість останніх. Не допускається, щоб хоча б частина суміші не була піддана гомогенізації. У добре гомогенізованій молочній суміші діаметр жирових кульок не повинен перевищувати 2 мкм за відсутності жирових агломератів. При їх наявності суміші мають найбільшу в‘язкість та найнижчу збитість.

Температура гомогенізації  сумішей становить 63...90 ºС. Такий  температурний режим забезпечує переведення усієї жирової фази у рідкий стан та протидіє злипанню жирових кульок під дією природного компоненту молока – агглютинану. Встановлено, що максимальна ефективність гомогенізації виявляється при температурі близько 80±5 ºС, бо за цих умов сила тяжіння між молекулами казеїну стає слабкою, тому білок легше розподіляється по поверхні жирових кульок та стабілізує їх. Цей ефект є найбільшим, коли гомогенізація проходить після теплового оброблення. Якщо не витримати температурний режим гомогенізації, можуть утворюватися агломерати жирових кульок, які будуть відчуватися в морозиві як дрібна крупка, а це, окрім вади консистенції, ще й зменшує збитість. Окрім того, занадто високі тиск та температура гомогенізації знижують теплову стабільність молочних білків, що може призвести до коагуляції суміші.

 Тиск гомогенізації  залежить від: складу суміші (вмісту  жиру та співвідношення жир/СЗМЗ), типу жиру (молочний або рослинний,  рідкий або твердий), умов гомогенізації  (одинарна, двохступенева, подвійна), температури.

 При врахуванні типу  жиру, найбільший тиск гомогенізації  застосовують при гомогенізації  сумішей, носієм жиру в яких  є вершки, нижчий тиск – при  гомогенізації сумішей з вершковим  маслом, ще нижчий – для сумішей  з рослинними оліями або молочним жиром.

 Тиск гомогенізації  сумішей морозива знаходиться  у зворотній залежності від  вмісту в них жиру: для молочного  морозива тиск складає – 12,5...15,0 МПа, вершкового – 10,0...12,5 МПа, пломбіру – 7,5...9,0 МПа. При двоступеневій гомогенізації на першому ступені приймають тиск 15...20 МПа, а на другому – 5,0 МПа для розбивання агломератів жирових кульок.

 Шоколадні суміші та  суміші з високим вмістом сухих  речовин потребують тиску гомогенізації  приблизно на 3,5 МПа нижче, ніж тиск для простих сумішей, що вміщують таку ж кількість жиру.

 Жир, що вміщує певну  кількість природного захисного  колоїда, як, наприклад, у вершках, може протидіяти більш високому тиску, ніж тверде рослинне масло. Під терміном “протистояти” мається на увазі те, що велика кількість знов утворених жирових кульок формує оболонку до появи агломератів жирових кульок. [1,2]

 Охолодження та визрівання сумішей.  Після гомогенізації суміші охолоджують до температури 0...6 ºС та витримують протягом не менше 2-х год для молочного морозива, і не менше 4-х годин для морозива, що вміщує 10 % жиру. Моногліцериди з високою температурою плавлення можуть прискорювати кристалізацію жиру. Під час визрівання проходить кристалізація близько 50% молочного жиру, білки молока та стабілізатори під час витримки набухають, поглинають вологу, проходить адсорбція деяких компонентів суміші поверхнею жирових кульок. Внаслідок цього в‘язкість суміші зростає, а кількість вільної вологи зменшується, що запобігає утворенню великих кристалів льоду в процесі заморожування. Суміш після визрівання інтенсивніше поглинає та утримує повітря під час фризерування. Занадто велика кількість рідкої фази жиру при недотриманні режимів визрівання може призвести до злипання повітряних бульбашок під час заморожування, що негативно впливає на структуру морозива.

 Саме під час визрівання  проходить міграція емульгаторів  на поверхню жирових кульок  та витискання у плазму білків. Цей ефект сприяє частковій  дестабілізації жирових кульок  під час фризерування та формуванню кремоподібної та стійкої структури морозива.

За даними Т.П.Арсеньєвої, визрівання сумішей, незалежно від  масової частки жиру та застосованого  стабілізатора, необхідно проводити  при температурі 0...6 ºС не менше 4-х  год. Більша тривалість визрівання може бути передбачена у кожному конкретному  випадку, але зниження температури  нижче 0 ºС недоцільне. Максимальний термін зберігання охолодженої суміші – 24 години.

Фрезерування суміші, що недостатньо визріла, призводить до слабкого збереження структури морозива та його швидкого танення внаслідок низької дестабілізації жиру. [2,14]

Фрезерування – це процес збивання суміші та її одночасного часткового заморожування з метою формування кремоподібної та збільшеної в об‘ємі маси. Фрезерування – це складний фізико-хімічний, тепловий та механічний процес, який проводять у спеціальних апаратах безперервної та періодичної дії – фризерах.

 Фрезери періодичної дії мають меншу потужність, більше споживають енергії та вимагають більше часу для отримання одиниці маси продукту, мають обмеження по максимальній збитості морозива, вимагають ручного упакування морозива. Сучасні підприємства оснащені фризерами безперервної дії, у які в потоці під тиском подається дозована кількість суміші та повітря.

 Перед фрезеруванням сумішей необхідно перевірити їх на відповідність показникам якості та рецептурі. Суміш для морозива надходить у фризер при температурі не вище 6ºС, охолоджується до кріоскопічної температури, потім при інтенсивному перемішуванні з частотою обертів мішалки 150-200 об/хв. частково заморожується при температурі -4...- 6 ºС, внаслідок чого приблизно 35..65 % води, що знаходиться у розчині, перетворюється у дрібні кристали льоду, більшість з яких має розміри 60...100 мкм. Водночас суміш збивається та насичується дрібними бульбашками повітря, внаслідок чого початковий об‘єм її збільшується на 50...100 % залежно від виду морозива. Для миттєвого охолодження суміші з метою формування дрібних кристалів льоду в якості холодоагентів застосовують аміак або фреон. Ці холодоагенти дозволяють охолоджувати системи до температури мінус 30 °С.

 Саме під час фрезерування емульгатор виявляє дестабілізуючий ефект. Внаслідок механічного оброблення з жирових кульок витискається жир. Емульгатор знижує відштовхування між жировими кульками, тому з‘являється можливість утворення агломератів жирових кульок, внаслідок чого насичення повітрям та його розподіл у рідкій фазі полегшується. Саме кристали жиру відіграють роль з‘єднуючих «містків» між жировими кульками. Чим нижча температура фрезерування суміші, тим швидше проходить процес злипання жирових кульок.