Сбивание сливок - это один из способов выделения частиц жировой дисперсии, а их объединение приводит к образованию масляных зерен, при последующей механической обработке которых и получается масло. Обязательным условием этого процесса является нарушение стабилизирующей способности оболочек жировых шариков и агрегация жировых частиц.
Существует несколько теорий сбивания, из них можно выделить те, которые агрегацию жировых шариков характеризуют как процесс, протекающий в водной фазе сливок под влиянием внешних воздействий. Теории другой группы объединяют процесс появления масляных зерен на поверхности раздела сливки - воздух. Они получили большее распространение, а наиболее убедительной из них является флотационная теория Белоусова. Основным процессом при сбивании сливок является вовлечение (флотация) гидрофобизированных жировых шариков в поверхность раздела сливки - воздух, где происходит их агрегация, являющаяся начальной стадией образования масляного зерна. Следовательно, необходимым условием процесса сбивания сливок является диспергирование в них воздушной фазы. Обогащение сливок воздухом происходит за счет работы мешалки или вращения резервуара маслоизготовителя. При этом в первые 8-10 мин сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия объем воздушной фазы достигает максимальной величины, после чего начинает постепенно уменьшаться. Количественное значение максимума зависит от температуры сбивания, жирности и кислотности сливок, продолжительности выдержки охлажденных сливок перед сбиванием.
Воздушная фаза сливок во время сбивания под влиянием механического воздействия изменяется: средний диаметр воздушного пузырька постепенно уменьшается примерно к середине процесса сбивания, а затем несколько увеличивается до момента разрушения пены. Это, в свою очередь, меняет и величину общей поверхности воздушной фазы, которая достигает максимума, равного 65-80 м2 на 1 л сливок. Можно отметить три стадии, характеризующие процесс сбивания: I - образование воздушных пузырьков, II - разрушение дисперсии воздушных пузырьков, III - образование масляного зерна.
На I стадии появляющиеся в поверхностном слое воздушные пузырьки увлекаются потоками сливок внутрь их объема. Пузырьки разрушаются, когда продолжительность пребывания их в поверхностном слое достаточна для растягивания оболочки пузырька до критической толщины. Таким образом, образование и разрушение пузырьков на I стадии происходят параллельно, но процесс образования превалирует. В результате превращения некоторого количества или всего объема сливок в тонкие прослойки, формирующие поверхность пузырьков, образуется подвижная пена, состоящая из плазмы, воздуха и жира. Она может быть, в зависимости от условий сбивания, крупно- и мелкоячеистой, что, в свою очередь, определяет ее устойчивость. Включение в сливки дополнительных объемов воздуха постепенно ослабевает, т.к. уменьшается количество свободных жировых шариков, способных стабилизировать вновь образующиеся воздушные пузырьки, таким образом завершается I стадия сбивания сливок.
На II стадии в результате прекращения образования пузырьков из сливок начинает удаляться больше воздуха, чем включается, хотя объем пены может увеличиваться за счет дробления крупных воздушных пузырьков на мелкие, при этом дополнительно на образование пены расходуется и плазма сливок. Часть плазмы механически удерживается пеной, состоящей из мелких воздушных пузырьков, разделенных толстыми прослойками жидкости, которые становятся неподвижными вследствие возникновения между кристаллами триглицеридов дополнительных связей кристаллизационного типа. Неподвижные связи необратимо разрушаются при механическом воздействии, одновременно разрушается пена и появляются мелкие комочки жира. Эти комочки представляют слипшиеся жировые шарики с полностью или частично разрушенной оболочкой, при этом жидкий жир является связующим материалом, а твердый - основой образующихся комочков - микрозерен. По мере разрушения пены возрастает степень агрегации жировых шариков, увеличивается размер комочков, начинается формирование масляного зерна. II стадия заканчивается полным разрушением пены, а III стадия завершается формированием масляного зерна.
В процессе сбивания сливок происходят выпрессовывание жидкого жира, перераспределение его, агрегация и диспергирование кристаллообразований и агрегатов жировых шариков, образование микрозерен и формирование масляного зерна (см. рис. 3.1)
Рис. 3.1. Концентрирование жировых шариков на поверхности в результате
флотации при сбивании сливок:
1. Жировые шарики, расположенные на внутренней оболочке воздушного пузырька
2. Прорыв адсорбционной пленки жировыми шариками
3. Жировые шарики в поверхностном слое
4. Разрушение пузырька, выделение жира на поверхности
3.2. Низкотемпературная обработка сливок: