Качество маргарина определяется составом основного и вспомогательного сырья, а также характером формирующейся эмульсии в процессе изготовления продукции.
Сырье, применяемое для производства маргарина.Основное сырье для выработки маргарина - жиры и молоко; вспомогательное - сахар, поваренная соль, эмульгаторы, ароматизаторы, витамины, консерванты, вода и закваски.
Жировая основа представлена смесью различных жиров - растительных масел в жидком, твердом и гидрированном видах, а также переэтерифицированными жирами, изготовленными из смесей растительных и животных жиров. Из животных жиров применяют в основном сливочное и топленое масло из коровьего молока высших сортов (без дефектов вкуса и запаха).
Главным структурным компонентом в рецептуре маргарина являются гидрированные жиры - саломасы.
Гидрированные жиры - обязательная составная часть маргарина. Их получают путем гидрогенизации - обработки жидких жиров водородом с целью перевода их в твердое состояние: ненасыщенные жирные кислоты присоединяют водород, переходят в насыщенные твердые жирные кислоты, а жир - из жидкого состояния в твердое.
Для получения пищевых саломасов используют рафинированные растительные масла, в основном подсолнечное, соевое, хлопковое, рапсовое или их смеси с пальмовым маслом.
Поскольку водород инертен, в обычных условиях его присоединение не происходит. Для этого необходимы высокая температура, повышенное давление и катализатор.
Насыщение жира водородом осуществляется в автоклавах при температуре выше 200 °С, давлении 2-3 атм. в присутствии катализатора (преимущественно никеля).
Скорость насыщения водородам пропорциональна числу двойных связей и зависит от степени очистки при рафинации растительных масел, направляемых на гидрогенизацию.
В процессе гидрогенизации протекают побочные реакции, отрицательно влияющие на качество саломасов: разрушение витаминов А и Д (витамин Е сохраняется), образование трансизомеров жирных кислот, поступление которых в организм человека в больших количествах нарушает обмен веществ. В связи с этим вводятся ограничения по содержанию трансизомеров в маргаринах.
Пищевой саломас имеет пластичную консистенцию, специфические вкус и аромат, определенную твердость и температуру плавления 31-34 °С, цвет - белый (степень белизны зависит от степени отбелки исходного масла при рафинации).
Из твердых растительных жиров применяется пальмовое масло и его фракции. Благодаря высокому содержанию твердых триглицеридов, это масло имеет твердую консистенцию, что позволяет использовать его в натуральном виде в производстве маргарина без увеличения количества трансжирных кислот. При введении пальмового масла получают более пластичную консистенцию маргарина.
Рецептурный состав твердой жировой основы маргарина колеблется в зависимости от набора ингредиентов жирового сырья. В рецептурах низкокалорийных маргаринов применяют твердые растительные масла - кокосовое, пальмовое и пальмоядровое, что обеспечивает пластичную консистенцию продукта.
В качестве жидкой жировой фазы используют различные рафинированные растительные масла, обезличенные по вкусу и запаху, - подсолнечное, соевое, хлопковое, рапсовое и др.
Молоко - основной компонент водно-молочной фазы маргарина. Оно предназначено для ароматизации маргарина, с целью приближения его по органолептическим свойствам к натуральному маслу из коровьего молока.
Для производства маргарина используют молоко свежее пастеризованное, молоко, сквашенное молочнокислыми заквасками или коагулированное лимонной кислотой. Количественное содержание этих видов молока определяется рецептурой того или иного вида маргарина.
Сквашенное молоко обогащает вкус и аромат маргарина и придает большую стойкость при хранении, т. к. в слабокислой среде (рН 5,0-5,5) замедляются нежелательные микробиологические процессы, вызывающие порчу продукта.
Молоко используют как цельное, так и обезжиренное, в т. ч. сухое молоко распылительной сушки.
Выпускают также безмолочный маргарин, содержащий воду вместо молока.
Водно-молочная фаза служит основой для растворения водорастворимых компонентов вспомогательного сырья.
Вспомогательное сырье имеет различное назначение.
Поваренная соль применяется как вкусовое и консервирующее вещество (ее вводят в количестве 0,7-1,1%).
Сахар свекловичный добавляют для формирования вкуса (в количестве 0,5-0,7%).
Консерванты, повышающие микробиологическую стойкость продукта (бензойную и сорбиновую кислоты) используют, в сочетании с лимонной кислотой.
Антиокислители, повышающие стойкость жиров к окислению, - бутилоксианизол и бутилокситолуол - вводят в количестве до 0,02%.
Эмульгаторы необходимы для стабилизации маргариновой эмульсии. Как поверхностно-активные вещества, они способствуют удержанию влаги при механической обработке маргарина, придают антиразбрызгивающие свойства продукту (при жарке) и обеспечивают стойкость его структуры при хранении. В зависимости от структуры маргарина применяют жиро- и водорастворимые эмульгаторы.
Красители, применяемые для придания желтой окраски различной интенсивности, используют в виде масляных вытяжек растения аннато или масляных растворов каротина (из моркови или микробиологического, синтезируемого микроорганизмами).
Ароматизаторы, позволяющие придать продукту аромат, свойственный маслу из коровьего молока, вводят в виде смеси различных эфиров (бензойно-этилового, уксусно-этилового и др.) или только синтетического диацетила. Диацетил является ароматобра-зующим началом маргарина, который образуется в кислом молоке под влиянием жизнедеятельности молочнокислых бактерий.
Основы технологии и способы производства.Маргарин представляет собой застывшую мелкодисперсную водно-жировую эмульсию. Под эмульсией понимают однородные по внешнему виду системы, состоящие из двух взаимно нерастворимых жидкостей, из которых одна (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсной среде) в виде мельчайших капель.
Водно-жировые эмульсии могут быть двух типов: прямая "масло в воде" (типа молока, сливок) и обратная "вода в масле". Известны эмульсии и смешанного типа, которые образуются при высокой концентрации жира в воде, например структура масла из коровьего молока.
Для получения стабильной нерасслаивающейся эмульсии необходимо наличие в системе эмульгаторов, обладающих поверхностно-активными свойствами, т. к. иначе произойдет разрушение эмульсии и разделение ее на два слоя. Для повышения агрегативной устойчивости эмульсии прямого типа используют гидрофильные эмульгаторы (растворимые в воде), а для стабилизации эмульсий обратного типа - гидрофобные (лучше растворимые в жирах).
Молекулы эмульгаторов дифильны и состоят из двух частей: полярной, имеющей родство к воде, и неполярной - углеводородного радикала. Хорошим эмульгирующим действием обладают эмульгаторы, в молекулах которых хорошо сбалансированы полярные и неполярные группы; из природных эмульгаторов, например, хорошо сбалансирован лецитин, который используют как аналог промышленных эмульгаторов.
В маргариновом производстве используют как естественные, природные эмульгаторы - сухое молоко, фосфатиды (для эмульсий прямого типа), так и искусственные, полученные химическим путем и представляющие собой смеси моно-, диглицеридов, эфиры полиглицерина и стеариновой кислоты и др., которые стабилизируют эмульсии обратного типа и придают антиразбрызгивающие свойства маргарину. Свойства применяемого эмульгатора определяют и структуру вырабатываемого маргарина.
Структура маргарина должна быть однородной, позволяющей сохранять пластичную консистенцию продукта в широком диапазоне температур. Структура формируется в процессе производства маргарина на отдельных технологических операциях, но главным образом - при охлаждении маргариновой эмульсии.
Производство маргарина включает в себя следующие операции: приемку и подготовку сырья; составление рецептуры маргарина в соответствии с его назначением и наименованием; темперирование - доведение до определенной температуры всех компонентов жировой основы (на 4-5 °С выше температуры плавления); введение в смесь эмульгатора, красителей и, если нужно, витаминов; подготовку молока - сквашивание, добавление соли, сахара; смешивание и эмульгирование жировой основы с молоком или водой; пластическую обработку, расфасовку и упаковывание.
Смешивание жировой и молочной основы производят в два этапа - вначале грубое перемешивание в специальных установках, а затем тонкое эмульгирование - в эмульсаторах, где в результате механического воздействия получают высокодисперсную эмульсию. Чем выше степень дисперсности, тем большей стойкостью обладает маргариновая продукция.
Для производства низкокалорийных маргаринов требуется более сильное эмульгирование, которое достигается путем рециркуляции эмульсии, т. е. неоднократного пропускания ее через эмульсатор.
После эмульгирования полученная эмульсия быстро охлаждается, разливаясь тонким слоем по поверхности холодильного барабана с температурой от -18 до -20 °С, и застывает. Застывшую эмульсию снимают с поверхности барабана специальным ножом, и в виде стружки она поступает в бункер, а затем в вакуум-ком-плектор для пластической обработки. В процессе механической обработки из стружки под вакуумом удаляется избыток воздуха и влаги, происходит ее гомогенизация до однородной консистенции. На выходе из вакуум-комплектора маргарин имеет темпе-
ратуру 12-16 °С; его упаковывают и отправляют на выдержку и хранение. Таков способ охлаждения эмульсии при схеме периодического действия по принципу: холодильный барабан - ваку-ум-комплектор.
Непрерывная схема производства отличается от периодической тем, что процессы эмульгирования, охлаждения эмульсии и обработки маргарина совмещены и осуществляются на вытес-нительных переохладителях (вотаторах).
В результате охлаждения до температуры 10-13 °С и интенсивного перемешивания образуется тонкодисперсная переохлажденная маргариновая эмульсия, в которой образуется много центров кристаллизации, но эмульсия не теряет текучести, т. к. кристаллы мелкие. Переохлажденная эмульсия непрерывным потоком направляется в кристаллизаторы, где происходит дальнейшая не только кристаллизация, но и перекристаллизация глицеридов маргарина. В дальнейшем через кристаллизатор маргарин поступает на фасовочные автоматы.
В период охлаждения формируется структура маргарина, повышается плотность жира и плазмы, масса становится менее подвижной, приобретая плотную консистенцию и определенную пластичность. При этом протекают процессы кристаллизации и рекристаллизации с переходом менее устойчивых (метаста-бильных) форм через промежуточные к устойчивым (стабильным) кристаллическим модификациям, т. е. имеет место полиморфизм глицеридов.
Типы образующихся при полиморфизме структур обозначают а, Р' и |3: а - наиболее низкоплавкая, менее устойчивая - метаста-бильная форма; Р' - средняя и р - наиболее высокоплавкая стабильная модификация.
На формирование кристаллической структуры влияют скорость охлаждения и перемешивания маргариновой эмульсии: при быстром охлаждении образуется неустойчивая модификация, а при быстром перемешивании - мелкая кристаллическая более устойчивая структура.
При медленном охлаждении происходит последовательная кристаллизация глицеридов с образованием в итоге крупных кристаллов наиболее высокоплавкой устойчивой |3-формы. Это приводит к неоднородности структуры, придающей продукту пороки - "мучнистость", "мраморность" и грубость вкуса. При дальнейшем хранении маргарин приобретает хрупкость и отсутствие пластичности.
Маргарин имеет хорошую пластичность, когда мелкие кристаллы жира находятся в (З'-форме; их переход в р-форму связан с образованием крупных кристаллов и отрицательно сказывается на консистенции продукта.
Для достижения однородной пластичной структуры маргарина после переохлаждения необходимы интенсивное перемешивание и относительно длительная механическая обработка. В этом случае маргарин при хранении менее подвержен образованию твердых кристаллических модификаций.
Учитывая влияние технологии на качество, структуру и стойкость маргарина при хранении, применяют различные технологические операции в зависимости от того, в какой товарной форме будет выпускаться готовая продукция: твердой, мягкой или жидкой.
Технология твердых маргаринов отличается от технологии мягких (наливных) маргаринов различным набором жиров в жировой основе, а также способом механической обработки и кристаллизации переохлажденной эмульсии.
Технология жидких маргаринов исключает операции кристаллизации и фасовки в мелкую тару, а в переохлажденном текучем состоянии расфасовывается во фляги, бочки и цистерны.
Технология производства маргарина со структурой сливочного масла.В маргарине с эмульсией обратного типа, изготовленного с использованием жирорастворимых эмульгаторов, где жировая фаза является непрерывной, а молочная - диспергирована, плохо выражены вкусовые и ароматические качества водно-молочной фазы, т. к. ее диспергированные частицы покрыты тонкой пленкой эмульгатора, находятся в закристаллизованной жировой основе и недостаточно ощущаются органами вкуса и обоняния.
В маргарине со структурой сливочного масла эмульсия смешанного типа, в которой, как и в сливочном масле, две непрерывные фазы: водно-молочная и жировая. Непрерывность водно-молочной фазы достигается применением в качестве эмульгаторов белков молока (сухого цельного или обезжиренного). Рекомендуется использовать молоко распылительной сушки, т. к. оно полностью растворяется в воде.
Технология получения маргарина со структурой сливочного масла, разработанная профессором Н.И. Козиным, имеет ряд особенностей, связанных с применением в производстве маргарина молочной плазмы и последующим смешиванием ее с жировой основой.
Молочную плазму готовят путем растворения сухого молока (0,9%) в воде с добавлением натриевых солей лимонной и фосфорной кислот, которые способствуют максимальному переводу белков молока в состояние золя, в котором они обладают эмульгирующими свойствами. Кроме того, лимоннокислый натрий сообщает белкам плазмы термостабильность, предохраняя их от выпадения в осадок при пастеризации, стимулирует развитие ароматизирующих бактерий. Вводят также сахар и соль.
Молочную плазму после добавления закваски молочнокислых культур смешивают с частью жировой основы (подготовленной по соответствующей рецептуре, как обычно) до содержания 60-70% жира; смесь пропускают через гомогенизатор для получения прочной нерасслаивающейся эмульсии (ее называют "искусственные сливки"), в основном прямого типа. В полученные искусственные сливки вводят жир до 82% (путем дополнительного его введения в эмульсию) и направляют на дальнейшую обработку в вытесни-тельные охладители.
В вытеснительных охладителях совмещены два процесса - охлаждение и механическая обработка (интенсивное перемешивание). Они представляют собой цилиндрические емкости, внутри которых вращается пустотелый барабан с направляющими ножами, обеспечивающими перемещение продукта по направлению к выходу и одновременное перемешивание. Цилиндры имеют двойные стенки, между которыми циркулирует хладагент; застывшую эмульсию снимают специальными ножами с внутренней поверхности барабана, перемешивают и перемещают к выходу.
При механической обработке эмульсия частично дестабилизируется, жировая фаза становится непрерывной, т. е. образуется эмульсия смешанного типа. Ее охлаждают таким образом, чтобы на выходе эмульсия имела температуру 9-12 °С, при которой она находится в переохлажденном состоянии, обладает хорошей текучестью и без пустот заполняет тару, где жир кристаллизуется.
Образующиеся полиморфные модификации стабильной р-формы обеспечивают хорошую пластичность продукта.
Рецептура одного из маргаринов такой структуры ("Новый") имеет следующий состав (%): жир - 82; вода - 7,8; натуральное свежее молоко - 8,5; сухое молоко - 0,9; сахар - 0,4; соль - 0,3; фосфорнокислый натрий - 0,07; лимоннокислый натрий - 0,01.
Фасовка, упаковка и маркировка маргарина.Маргарин производят фасованным и нефасованным.
Маргарины твердые фасуют в виде брусков массой нетто 200-500 г, завернутых в пергамент, кашированную фольгу, бумагу с покрытием из полимерной пленки и полимерную пленку; мягкие маргарины фасуют в стаканчики и коробочки из полимерных материалов массой от 100 до 500 г.
Фасованный маргарин упаковывают в ящики дощатые, фанерные и из гофрированного картона.
Нефасованный маргарин упаковывают в виде блока массой от 10 до 25 кг в ящики из гофрированного картона, дощатые и фанерные, в бочки деревянные и фанерно-штампованные, в барабаны фанерные - не более 50 кг. Тару, в которую упаковывают нефасованный продукт, выстилают пергаментом, подпергаментом или полиэтиленовой пленкой.
Маркировка на потребительской таре включает в себя нанесенную на этикетку следующую информацию: наименование продукта, марку продукта, фирменное наименование в кавычках (при наличии); массовую долю жира; наименование и местонахождение изготовителя; массу нетто; товарный знак изготовителя (при наличии); состав продукта; пищевые добавки, ароматизаторы, биологически активные пищевые добавки, ингредиенты продуктов нетрадиционного состава, генетически модифицированные источники (при их присутствии); информацию о пищевой ценности маргаринов; содержание витаминов (при наличии); срок годности; температуру хранения; обозначение стандарта на маргариновую продукцию; дату изготовления и дату упаковывания; информацию о подтверждении соответствия.
На каждую единицу транспортной тары также наносят соответствующую маркировку, аналогичную нанесенной на упаковку.