Гомогенизация воздействует как на жировую, так и на белковую фазы сливок. При гомогенизации происходит дробление жировых шариков, увеличивается их количество, повышается стойкость жировой эмульсии.
Стабильность белков при гомогенизации снижается, изменяются структура и форма белковых частиц, наблюдается их агрегация. Эффективность гомогенизации зависит главным образом от применяемых давления и температуры, а также от содержания жира в продукте.
Оптимальные режимы гомогенизации сливок неодинаковы для разных видов сметаны. Чем выше жирность вырабатываемой сметаны, тем меньше величина применяемого давления гомогенизации сливок.
Используется одно- и двухступенчатая гомогенизация сливок. Суммарное давление при двухступенчатой гомогенизации должно быть выше (на 2,3 МПа), чем при одноступенчатой. При этом давление гомогенизации на второй ступени составляет примерно половину давления на первой. Если сметана получается недостаточно густой, давление на второй ступени повышают на 1-2 МПа и, наоборот, снижают, если продукт имеет излишне густую консистенцию.
При использовании двухступенчатой гомогенизации сливок продукт получается с однородной, более устойчивой к температурным и механическим воздействиям консистенцией, обладает большей забеливающей способностью, чем сметана из сливок, подвергавшихся одноступенчатой гомогенизации.
Однако при производстве некоторых видов низкожирной сметаны (массовая доля жира 10%, 15% и др.) не применяют двухступенчатую гомогенизацию сливок, т.к. она не всегда может обеспечить желаемую, достаточно густую консистенцию готового продукта.
При выборе режима гомогенизации сливок учитывают качество и свойства сырья, а также сезон. Давление гомогенизации снижают при переработке несвежих сливок с низкой термоустойчивостью белков, а также сливок, получаемых в осеннее-зимний период, когда в составе жира больше тугоплавких глицеридов, а сливки содержат больше сухих веществ.
Процесс гомогенизации можно осуществлять как перед пастеризацией сливок, так и после нее. Последовательность этих операций зависит от целей и задач, которые ставят при выработке продукта. Когда стремятся обеспечить необходимую однородную (без крупинок) консистенцию сметаны, гомогенизацию проводят после пастеризации сливок при 70 °С.
В целях повышения гигиенической надежности, улучшения микробиологических показателей готового продукта гомогенизацию осуществляют перед пастеризацией.
Нормализованные сливки гомогенизируют перед пастеризацией при температуре 60-85 оС. Сливки с пониженной термоустойчивостью допускается гомогенизировать сразу после пастеризации при температуре не ниже 70 оС.
При производстве сметаны с м.д.ж. от 10 до 22% гомогенизации подвергают всю массу нормализованных сливок. При выработке сметаны с м.д.ж. от 25 до 40% сливки гомогенизируют полностью или частично. Для сметаны с м.д.ж. от 25 до 28% объемная доля сливок, направляемых на гомогенизацию, по отношению к общему объему может составлять 70–80%, а для сметаны с м.д.ж. от 30 до 40% – 50–70%.
В зависимости от массовой доли жира в сливках гомогенизацию проводят при следующих режимах: для сметаны с м.д.ж. от 10 до 15% – при давлении 12–15МПа; для сметаны с м.д.ж. от 17 до 22% – при давлении 9–12 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 17 до 22% – при давлении 9–12 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 25 до 32% – при давлении 8–11 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 34 до 40% – при давлении 7–10 МПа.
При использовании двухступенчатой гомогенизации: для сметаны с м.д.ж. от 20 до 25% – давление на I-й ступени 8–12 МПа, на II-й – 5–6 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 28 до 32% -8-10 и 3–5 МПа, соответственно.
Для сырья с пониженной термоустойчивостью и большей м.д.ж. гомогенизацию проводят при меньших значениях давления и температуры.
Гомогенизированные сливки пастеризуют при температуре (86±2) оС с выдержкой 2–10 мин или при температуре (94±2) оС с выдержкой 20 с. Продолжительность выдержки может быть увеличена с учетом термоустойчивости сырья.
Пастеризация сливок проводится не только для максимального уничтожения посторонней микрофлоры, инактивации ферментов, но и для обеспечения необходимой консистенции и вкуса сметаны, повышения ее стойкости при хранении. Для сохранения образовавшихся при пастеризации ароматических веществ и уменьшения степени разрушения витаминов сливки следует пастеризовать и выдерживать в закрытой системе. Режим пастеризации выбирают в зависимости от качества перерабатываемого сырья или вида сметаны.
При переработке сливок низкого качества с посторонними привкусами, с большой бактериальной обсемененностью используют более высокие температуры пастеризации (94±2) °С. При переработке несвежих сливок с недостаточной термоустойчивостью белков следует ограничиваться более низкими температурами пастеризации (85±1) °С. При необходимости увеличивают выдержку в целях обеспечения надлежащего бактерицидного эффекта. Эффективность пастеризации должна быть не ниже 99,9%.
Сливки с абсорбированными посторонними и кормовыми привкусами рекомендуется обрабатывать в вакуум-дезодорационных установках.
Пастеризованные гомогенизированные сливки охлаждают до температуры заквашивания и направляют в резервуар для сквашивания и немедленно заквашивают. Хранение пастеризованных сливок при температуре сквашивания без закваски не допускается.
В случае производственной необходимости допускается охлаждение пастеризованных сливок до температуры (4±2) оС и выдержка при этой температуре от 30 мин до 2 ч в емкостях, предназначенных для сквашивания сливок. В этих же емкостях после созревания сливки подогревают при перемешивании, используя греющую воду температурой не более 32 оС, до температуры заквашивания, которая должна составлять в этом случае не более 26 оС.
Допускается выработка сметаны с м.д.ж. от 20 до 40% из пастеризованных негомогенизированных сливок. В этом случае сливки рекомендуется подвергать физическому созреванию. При этом происходит массовая кристаллизация жира с образованием смешанных кристаллов. Большая часть жира, отвердевшего при физическом созревании, сохраняется во время сквашивания сливок и участвует в формировании структуры сгустка. Сливки, подвергнутые низкотемпературной обработке, осторожно (при перепаде температур греющей воды и сливок 3–4 °С) нагреваются до температуры заквашивания не выше 30 °С, во избежание расплавления отвердевшего жира.