Масложировая промышленность

Производство маргарина, пищевых жиров и майонеза

Производство маргарина

Промышленное производство маргарина было организовано в 1870 году. Французский химик Меж-Мурье предложил эмульгировать легкоплавкую часть топленого говяжьего жира с молоком в присутствии сычужной вытяжки из желудка коров. Полученную смесь охлаждали в ледяной воде и при этом образовывались полутвердые шарики, которые имели перламутровый блеск. Меж-Мурье назвал их маргарином (>фр. margjaret – жемчуг).

Маргарин представляет собой, подобно сливочному маслу, эмульсию, состоящую из жиров и молока или воды. Маргарин является ценным пищевым продуктом. По усвояемости, которая достигает 93…98 %, он не уступает жирам цельного молока (сливочному маслу), а по энергетической ценности даже превосходит его: в среднем 40,1 кДж/100 г против 38,6 кДж/100 г.

Маргарины в зависимости от назначения и состава подразделяются на следующие группы:

  • столовы и марочные (бутербродные);
  • для промышленной переработки и сети общественного питания;
  • с вкусовыми добавками.

Ассортимент маргариновой продукции, которая выпускается отечественной масложировой промышленностью, насчитывает более 50 наименований.

Назначение маргаринов определяет их товарную форму: они могут быть твердыми, мягкими (наливными) и жидкими. Мягкие маргарины сохраняют пластические свойства при низких положительных температурах, что позволяет использовать их как бутербродные жиры. Жидкие маргарины применяют в хлебопечении, при производстве мучных кондитерских изделий.

Столовые маргарины применяют в качестве бутербродного продукта, а также для приготовления кондитерских и кулинарных изделий. Столовые и марочные маргарины содержат не менее 82 % жира. К ним относятся маргарины молочный, сливочный, «Новый», «Эра», «Экстра» и др. Низкокалорийные маргарины («Столовый», «Радуга», «Солнечный») содержат от 40 до 75 % жира.

Одним из основных направлений улучшения ассортимента и качества маргаринов является расширение возможности их использования в качестве бутербродного жира. Решение этой задачи может быть достигнуто, в частности, за счет расширения выпуска наливных (мягких) маргаринов.

Характеристика сырья

Основным сырьем для производства маргариновой продукции являются жиры и молоко. Структура и вкус маргарина в основном определяются набором жиров, которые входят в его состав. Присутствие различных примесей в исходных жирах не позволяет получить продукцию высокого качества, поэтому все жиры должны быть очищены по полной схеме рафинации, включая отбелку и дезодорацию, и иметь кислотное число не более 0,3 мг КОН/г.

Главным жировым компонентом в рецептуре маргариновой продукции являются гидрированные растительные масла. Наиболее широко применяют саломасы на основе подсолнечного, хлопкового, соевого и низкоэрукового рапсового масел. Переэтерифицированные жиры, которые изготовливаются из смесей растительных масел и животных жиров, используют наравне с саломасами. С их помощью очень удобно варьировать консистенцию маргаринов от мазеобразной до твёрдой. Из животных жиров применяют сливочное коровье и топлёное масло, говяжий, бараний и свиной топленые жиры.

Для производства маргарина используют свежее пастеризованное молоко, предварительно сквашенное специальными молочнокислыми заквасками или коагулированное раствором лимонной кислоты. Соотношение между различными видами молока определяется рецептурой того или иного вида маргарина.

Сквашенное молоко не только обогащает вкус маргарина, но и обеспечивает его стойкость при хранении. Водно-молочная фаза маргарина должна иметь величину рН, равную 3,0…5,5. В такой слабокислой среде замедляет развитие нежелательных микробиологических процессов во время хранения маргарина.

Поскольку маргарин представляет собой застывшую водно-жировую эмульсию, то немаловажную роль в его рецептуре играют поверхностно-активные вещества – эмульгаторы. Кроме своего основного назначения – стабилизировать эмульсию – эмульгаторы улучшают пластичность маргарина, а в производстве пищевых жиров для хлебопечения обеспечивают увеличение пористости мякиша и объёма готового изделия. Наиболее перспективно использование эмульгаторов на основе моно- и диглицеридов.

Кроме того, для придания маргарину естественного цвета сливочного масла в него вводят пищевые красители, а также вкусовые добавки, ароматизаторы, витамины, соль, сахар и другие необходимые по рецептуре компоненты.

Технология производства

В основе производства маргариновой продукции лежат процессы переохлаждения маргариновой эмульсии с ее одновременной механической обработкой. Технологическая схема производства зависит от того, в какой товарной форме будет выпускаться готовая продукция.

Технологический процесс получения маргарина, например, в твердой товарной форме включает следующие операции:

  • дозирование, смешение и эмульгирование исходных компонентов;
  • переохлаждение и кристаллизация эмульсии;
  • фасовка готового продукта.

При получении жидких маргаринов исключаются операции кристаллизации и фасовки: продукт в переохлажденном текучем состоянии отгружается в автоцистернах.

При рассмотрении технологического процесса необходимо представлять особенность построения рецептур маргаринов. Она заключается в том, что в состав маргаринов входят два укрупненных рецептурных компонента:

  • жировая основа;
  • водно-молочная фаза.

Жировая основа представляет собой смесь жидких и твердых жиров различной пластичности. Она в значительной степени определяет товарный вид, вкусовые качества и технологические свойства маргариновой продукции.

Водно-молочная фаза представляет собой раствор в смеси молока и воды различных водорастворимых компонентов маргарина. Она должна обеспечивать достижение органолептических показателей маргарина, которые приближаются к сливочному маслу.

На долю жировой основы приходится 60…80 % от массы маргарина, на долю водно-молочной фазы – 20…40 %. Таким образом, маргарины, выпускаемые отечественной промышленностью, относятся к эмульсиям прямого типа.

Дозирование, смешение и эмульгирование

Жировая основа и водно-молочная фаза готовятся отдельно друг от друга, поэтому они должны быть хорошо смешены. Для смешения используют смесители с винтовой мешалкой, которая вращается со скоростью около 1 об/с. Водно-молочная смесь  вводится в смеситель при температуре 15…20 оС, а жиры – при температуре на 4…5 оС выше их температуры плавления. Далее смешение и эмульгирование проводится при температуре 38…40 оС.

Переохлаждение и кристаллизация. Эти операции являются основными в технологии производства маргарина. Их сущность состоит в том, что жидкую маргариновую эмульсию охлаждают и кристаллизуют в строго контролируемых условиях, а полученной таким образом пластичной массе придают необходимую товарную форму. Причем формирующаяся при этом кристаллическая структура жировой основы определяет важнейшие качественные показатели готового маргарина: его консистенцию, диапазон пластичности, температуру полного расплавления.

При охлаждении маргариновая эмульсия претерпевает ряд полиморфных превращений, которые связаны с переходом менее устойчивых, метастабильных кристаллических форм через промежуточные к устойчивым, стабильным кристаллическим модификациям. Наиболее низкоплавкая, метастабильная кристаллическая структура обозначается как α-форма, переходная, средняя структура – как β′-форма и наиболее высокоплавкая, стабильная структура – как β-форма.

На формирование кристаллической структуры маргарина оказывают влияние следующие факторы:

  • скорость охлаждения – при значительной скорости охлаждения образуется неустойчивая кристаллическая модификация;
  • скорость перемешивания – при быстром перемешивании образуется более гомогенная смесь с мелкокристаллической структурой;
  • содержание насыщенных и ненасыщенных глицеридов – чем больше в жировой фазе маргарина глицеридов ненасыщенных жирных кислот, тем выше доля неустойчивых кристаллических модификаций.

При медленном охлаждении маргариновой эмульсии происходит последовательная кристаллизация глицеридов в соответствии с их температурой застывания. В результате образуются крупные кристаллы, характерные для наиболее высокоплавкой устойчивой кристаллической β-формы. Наличие в маргарине β-формы обуславливает неоднородность его структуры, придает готовому продукту грубый вкус, «мучнистость», «мраморность» и т.д. В процессе хранения такой маргарин приобретает хрупкость.

При быстром охлаждении наблюдается переохлаждение системы, и образование кристаллов начинается при температуре более низкой, чем температура застывания жиров. В этом случае становится возможным образование более низкоплавких, менее устойчивых кристаллических форм.

Кристаллы жира в маргарине обычно присутствуют в β′-форме; переход же в β-форму отрицательно влияет на консистенцию маргарина из-за образования более крупных кристаллов. Такой переход может произойти, в частности, при хранении маргарина при повышенной температуре.

Для достижения однородной структуры маргарина после глубокого охлаждения необходимо интенсивное перемешивание и относительно длительная механическая обработка. При этом мелкодиспергированные
кристаллы твердой фазы образуют в жидкой фазе коагуляционные структуры (рисунок 1).

Рисунок 1 - Коагуляционные структуры маргарина
Рисунок 1 — Коагуляционные структуры маргарина

Благодаря наличию подобных структур маргарин при хранении менее подвержен образованию твёрдых кристаллических модификаций.

Основным аппаратом при производстве маргарина методом переохлаждения является переохладитель, который обеспечивает тонкое эмульгирование, охлаждение и механическую обработку маргариновой эмульсии. Переохладитель состоит из нескольких трубчатых теплообменников, соединенных последовательно. Температура эмульсии при прохождении через переохладитель сравнительно быстро понижается (за счет использования жидкого аммиака) с 38…40 оС до 10… 12 оС. Завершение формирования необходимой кристаллической структуры происходит в кристаллизаторе, представляющем собой цилиндрический аппарат, который снабжен фильтром-гомогенизатором. В кристаллизаторе маргарин доводится до требуемой твердости, однородности и пластичности.

Готовый маргарин фасуется в соответствующую тару фасовочными автоматами.

Производство пищевых жиров

К пищевым жирам относятся кондитерские, хлебопекарные и кулинарные жиры. Эти жиры не содержат водно-молочной фазы и целиком состоят из смеси растительных масел, гидрированных и переэтерифицированных жиров, а также животных жиров. В зависимости от назначения они могут содержать такие добавки, как эмульгатор, краситель, витамины и ароматизаторы.

Технология изготовления пищевых жиров существенно проще технологии маргарина, т.к. в ней отсутствуют операции, связанные с подготовкой водно-молочной фазы. В остальном технологический процесс и производственные линии сходны с технологией и линиями по производству маргарина.

Особенностью получения пищевых жиров является необходимость соблюдать такие технологические режимы, которые бы обеспечили хорошую подвижность и дозируемость продукта при его фасовке в крупную тару (10…20 кг). Кроме того, необходимо, чтобы продукт быстро принимал в таре необходимую форму и при этом сохранял однородную консистенцию. Для этого после операции переохлаждения производят дополнительную механическую обработку с целью декристаллизации структуры получаемого продукта.

Такой интенсивной механической обработке пищевые жиры подвергаются в декристаллизаторах.

Они представляют собой три последовательно соединенных между собой горизонтальных цилиндра, которые снабжены валами с установленными на них билами (рисунок 2). Частота вращения валов около 100 оборотов в минуту.

Рисунок 2 - Элемент декристаллизатора
Рисунок 2 — Элемент декристаллизатора

После декристаллизатора продукт не теряет текучести при наливе даже в крупную тару, например, короба. Готовые пищевые жиры приобретают пластичную консистенцию, которая сохраняется длительное время при пониженных температурах.

Производство майонеза

Майонез является пищевым продуктом, который используется в качестве приправы к различным кулинарным блюдам для повышения их питательности и придания характерного вкуса. В настоящее время отчественная масложировая промышленность выпускает майонезы, которые представляют собой микрогетерогенную систему – эмульсию типа «вода в масле». В них дисперсионной средой является вода с растворёнными в ней компонентами, а дисперсной фазой – растительное масло. Принципиальное отличие заключается в том, что дисперсная фаза в маргарине представлена жиром, находящимся в твёрдом или пластичном состоянии, а в майонезе дисперсная фаза жидкая.

Ассортимент

Майонезы в зависимости от их состава и назначения подразделяют на столовые, диетические, с пряностями, с вкусовыми и желирующими добавками, для детского питания. Наибольшее распространение имеют столовые майонезы («Провансаль», «Любительский») и майонезы с пряностями («Весна»).

Основное сырье

К основному сырью, которое используется для производства майонезов, относятся:

  • рафинированные дезодорированные растительные масла;
  • сухое молоко;
  • яичный порошок;
  • сахар, соль, уксусная кислота, горчица;
  • пищевые и вкусовые добавки.

Из растительных масел используют в основном подсолнечное, реже соевое и хлопковое. К растительным маслам предъявляются высокие требования по их чистоте и органолептическим характеристикам. В частности, они не должны содержать даже незначительных примесей саломаса, т.к. его присутствие приводит к разрушению майонезной эмульсии.

Сухое молоко и яичный порошок, кроме собственно пищевой функции, играют роль эмульгаторов. Кроме того, сухое молоко является одновременно и структурообразователем, поскольку белки молока в присутствии влаги способны набухать. Это помогает удерживать влагу и обеспечивает структурирующее действие в отношении всех компонентов майонеза.

Соль придает вкус продукту и оказывает консервирующее действие.

Сахар, уксусная кислота и горчица выполняют, в основном, роль вкусовых добавок.

В качестве примера можно привести базовую рецептуру широко распространённого в нашей стране столового майонеза «Провансаль» (в %%):

базовую рецептуру широко распространённого в нашей стране столового майонеза "Провансаль" (в %%):

Технология

Технологический процесс производства майонеза на автоматизированной линии состоит из следующих операций:

  1. подготовка, дозировка, смешение компонентов и получение грубой майонезной эмульсии;
  2. фильтрация, деаэрация и механическая обработка грубой майонезной эмульсии;
  3. розлив майонеза.

В отдельной емкости готовят водно-уксусный раствор с концентрацией, которая соответствует рецептурному содержанию воды и уксусной кислоты в вырабатываемом виде майонеза. Приготовленный раствор уксусной кислоты перекачивают в смеситель. Туда же дозируются сыпучие компоненты в такой последовательности: яичный порошок, затем – через некоторое время – сухое молоко, горчичный порошок, сахар, соль, сода и растительное масло. Последовательность загрузки компонентов имеет в данном случае принципиальное значение. В результате перемешивания получают грубую майонезную эмульсию.

Грубую майонезную эмульсию перекачивают насосами через фильтры в деаэратор. Здесь под вакуумом из эмульсии удаляется воздух и частично легколетучие ароматические вещества горчицы. Далее эмульсия направляется в специальный аппарат (вотатор), где она обрабатывается при температуре 53…55 оС и быстро охлаждается ледяной водой. После чего эмульсия поступает в двухступенчатый высокоскоростной гомогенизатор, откуда уже тонкодисперсная майонезная эмульсия подаётся в приёмный бак готовой продукции.

Фасовка майонеза проводится на автоматизированных поточных линиях в различную тару: стеклянные и пластмассовые банки, пластиковые пакеты.

https://www.youtube.com/watch?v=ZOx6hw25TqA