Masło: Produkcja masła – technologia i dodatki

Jedne z najwcześniejszych zapisów dotyczących masła pochodzą ze źródeł rzymskich i arabskich, zaś w Indiach masło znane jest od co najmniej 3000 lat. Geneza masła jest prawdopodobnie bardzo prosta – pierwszą jego partię uzyskali koczownicy przez przypadek. Prawdopodobnie pierwsze masło powstało w worku z owczej skóry przywiązanym do konia; po całodniowej jeździe. Ten sposób otrzymywania masła – wytrząsanie tłuszczu mlecznego w workach – był stosowany również przez kolejne pokolenia. W starożytnym Rzymie masło było lekiem na kaszel lub bolące stawy. Wydaje się, że masło stało się tłuszczem z wyboru dla ludności z Europy Północnej, ponieważ chłodna pogoda na północnych szerokościach geograficznych pozwoliła ludziom na przechowywanie masła dłużej, niż jest to możliwe w warunkach śródziemnomorskich. W XII w. produkcja masła była intensywnie rozwijana w całej północnej Europie, stając się jedną z głównych gałęzi gospodarki skandynawskiej oraz irlandzkiej. W średniowieczu masło było popularne zarówno wśród chłopów, jako tanie źródło energii, jak i cenione przez szlachtę, dodawane do gotowanych mięs i warzyw. W Europie do XVII w. jedzenie masła było zakazane podczas Wielkiego Postu, co nie odstraszało bogaczy od płacenia Kościołowi dziesięciny za pozwolenie na spożywanie tłuszczu w tygodniach poprzedzających Wielkanoc. Dowodem, jak częsty był to zwyczaj, jest Tour de Beurre, czyli Wieża Masłowa, we francuskim mieście Rouen, której budowa została w znacznej części pokryta z jałmużny wielkopostnej płaconej przez mieszkańców miasta, aby móc jeść masło w tym okresie. W Irlandii masło było tak ważne dla krajowej gospodarki, że w Cork kupcy otworzyli giełdę masła, a obecnie beczki masła, które kiedyś zakopywano w bagnach w celu poddania procesowi dojrzewania, należą do najczęstszych znalezisk archeologicznych. Na kontynencie amerykańskim konsumpcja masła rozpoczęła się wraz z przybyciem imigrantów z Europy, aby przez trzy stulecia stać się podstawą amerykańskiego rolnictwa. Dopiero racjonowanie żywności spowodowane Wielkim Kryzysem i II wojną światową znacznie zredukowało spożycie masła przez Amerykanów. W latach 80. XX w. rozpoczęła się silna promocja diet niskotłuszczowych prowadząca do dalszej redukcji spożycia masła prawie na całym świecie. Dopiero od pewnego czasu masło wraca do łask, również w opinii dietetyków.

Aż do XIX w. masło było otrzymywane ze śmietany, która ulegała spontanicznej fermentacji na etapie podstawania tłuszczu. Dopiero wraz ze wzrostem wiedzy na temat znaczenia chłodzenia w przechowywaniu żywności możliwe stało się odtłuszczenie śmietany zanim uległa ona spontanicznej fermentacji i otrzymywanie masła ze słodkiej śmietanki. Poprawiały się również metody produkcji masła. Odkryto, że słodką śmietankę można zakwasić przez dodanie kwaśnego mleka lub maślanki, czyli prowadzenie procesu fermentacji w bardziej kontrolowanych warunkach. W 1878 r. wynaleziono separator, dzięki czemu można było szybko i skutecznie oddzielać śmietankę z mleka pełnotłustego. Był to też początek produkcji masła na dużą skalę. Dalszy istotny postęp w technologii produkcji masła odnotowano w latach osiemdziesiątych XIX w., kiedy wdrożono proces pasteryzacji, a następnie w latach dziewięćdziesiątych XIX w. wraz z zastosowaniem czystych kultur bakterii mlekowych i na przełomie XIX i XX w., kiedy wprowadzono pierwsze maszyny do produkcji masła. Dopiero w 1941 r. wynaleziono maszynę do ciągłego wytwarzania masła. Dzisiejsze przemysłowe wytwarzanie masła jest zatem wynikiem wiedzy i doświadczenia zdobytego przez wiele pokoleń.

Masło zawiera 80% tłuszczu i od 16 do 18% wody, zależnie od tego, czy jest solone, czy nie. Barwa masła zmienia się w zależności od zawartości karotenoidów. Ponieważ naturalna zawartość karotenoidów w mleku zmienia się między zimą i latem, masło produkowane w okresie zimowym ma jaśniejszy kolor. Masło ze śmietany ma bogaty aromat (powinno pachnieć diacetylem), zaś masło ze śmietanki powinno mieć łagodny smak słodkiej śmietanki. Konsystencja powinna być gładka, aby masło łatwo się rozprowadzało i łatwo rozpływało w ustach. Różnice w składzie i jakości masła wynikają z różnic w produkcji. Istotą otrzymywania masła jest przemiana śmietanki/śmietany w masło, co odbywa się poprzez odwrócenie emulsji olej w wodzie (o/w) w emulsję typu woda w oleju (w/o). Aby przeprowadzić tę inwersję faz, kuleczki tłuszczowe muszą być rozbite. Zniszczenie otoczek kuleczek tłuszczowych powoduje uwolnienie tłuszczu mlecznego z ich wnętrza, który składa się z frakcji ciekłych i krystalicznych. Frakcje ciekłe łączą się i tworzą tak zwane aglomeraty tłuszczu (tzw. granulki masła). Technologia masła na skalę przemysłową zwykle obejmuje dwa odmienne procesy: okresowy oraz ciągły.

W procesie okresowym śmietanka/śmietana jest ubijana przez 30-45 minut z napowietrzaniem, aż pojawią się ziarenka masła (granulki masła), a maślanka oddzieli się. Ziarna masła są zwykle przemywane wodą pitną. Następnie granulki masła wygniata się, aż masło stanie się jednorodne, zaś pozostała w nim maślanka zostanie rozproszona w postaci drobnych kropelek w fazie tłuszczowej. Wielkość kropelek nie powinna przekraczać 10 mikrometrów, aby ograniczyć rozwój komórek bakterii w maśle.

W procesie ciągłym śmietankę/śmietanę podaje się do maszyny w sposób ciągły i ubija za pomocą szybko obracających się bijaków (500-3000 obr./min). Po około 30 sekundach układ emulsji olej w wodzie rozpada się tworząc ziarenka masła i maślankę, która jest odprowadzana z urządzenia. Masło ugniata się w kilku etapach, do uzyskania jednorodnej struktury. Na tym etapie można dodać, zależnie od stosowanej technologii, roztwór soli kuchennej lub kwas mlekowy, ewentualnie dozwolone dodatki technologiczne.

Sylwia Jenkner

Sales Manager w GEA Westfalia Separator

Dobre masło to przede wszyst­kim masło z zawartością tłusz­czu co najmniej 82%, powstałe ze śmietanki pasteryzowanej, której odpowiedni proces doj­rzewania gwarantuje osiągnięcie w finalnym produk­cie pożądanych cech przez konsumenta. Konsument przy dokonywaniu wyboru kieruje się: wyglądem, zapachem, smakiem, zdolnością do rozsmarowy­wania (twardością) czy wspomnianą zawartością tłuszczu. Masło Extra to masło najwyższej jakości. Cechuje je przede wszystkim delikatny smak i aro­mat. Takie wysokojakościowe masło zawiera w so­bie cenne substancje odżywcze takie jak: wapń, białko, wysokokaloryczny, ale łatwo przyswajalny tłuszcz zwierzęcy, witaminy A, D oraz E oraz CLA – kwas linolowy, który jak udowadniają badania, ma właściwości prozdrowotne, w tym antynowotworo­we. Z punku widzenia zarówno producenta jak i kon­sumenta ważna jest również powtarzalność produk­tu. Dziś, kiedy coraz trudniej o wykwalifikowany personel, trzeba szukać rozwiązań, które są w stanie zapewnić powtarzalną jakość produktu. Dlatego GEA Westfalia Separator ma w swojej ofercie opatento­wany system I-Churn, który pozwala kontrolować parametry procesu produkcji na każdym jej eta­pie. Dzięki temu jesteśmy w stanie wyeliminować ewentualny błąd ludzki w procesie produkcji. Jest to system w pełni automatyczny i nie potrzebuje do obsługi wykwalifikowanego personelu.

Surowcem do produkcji masła jest śmietanka dobrej jakości mikrobiologicznej i fizyko-chemicznej, bez wad smakowych i zapachowych. Śmietanka jest standaryzowana pod względem zawartości tłuszczu – na poziomie od 35% do 40% w przypadku produkcji tradycyjnej i 40% do 45% w przypadku produkcji ciągłej masła. Ważne są parametry tłuszczu mlekowego (zawartość kwasów tłuszczowych nienasyconych), bowiem od nich zależy dobór parametrów produkcyjnych. Na przykład modyfikując proces dojrzewania śmietanki można otrzymać masło o akceptowalnej konsystencji zarówno z tłuszczu twardego (o liczbie jodowej do 28), jak i tłuszczu miękkiego (o liczbie jodowej do 42). Śmietankę dostosowuje się do żądanej zawartości tłuszczu (z reguły 82%), a następnie pasteryzuje w temperaturze od 90°C do 95°C przez 15 do 20 sek. (w niektórych przypadkach może być konieczne osiągnięcie temperatury od 105°C do 110°C w celu inaktywacji lipaz drobnoustrojów). Obróbka cieplna powinna wystarczyć do uzyskania ujemnego wyniku testu peroksydazy. Wysoka temperatura jest potrzebna, aby inaktywować enzymy i zniszczyć mikroorganizmy, które mogłyby pogorszyć jakość masła. Ponadto, obróbka cieplna uwalnia grupy sulfhydrylowe o silnie przeciwutleniających właściwościach, które dodatkowo zmniejszają ryzyko utleniania tłuszczu mlecznego. Tuż przed pasteryzacją można również zastosować etap odgazowywania (zwykle próżniowego), jeśli śmietanka zawiera niepożądane substancje aromatyczne. W tym celu śmietankę najpierw podgrzewa się do 70-75°C, a potem przepompowuje do komory próżniowej. Zmniejszone ciśnienie sprawia, że lotne substancje aromatyczne ulatniają się w postaci gazu. Możliwe jest również przeprowadzenie dwuetapowego procesu odgazowywania. Wówczas drugie odgazowanie przeprowadza się w 90-95°C. Po tej obróbce śmietanka jest zawracana do pasteryzatora, a następnie przechodzi do zbiornika dojrzewania. W zbiorniku do dojrzewania śmietankę poddaje się procesowi dojrzewania, czyli kontrolowanej krystalizacji frakcji lipidowej (a dokładniej mówiąc – krystalizację triacylogliceroli) w celu uzyskania masła o pożądanej konsystencji i smarowności. Proces dojrzewania ma do spełnieni kilka celów: nadanie masłu odpowiedniej konsystencji (biorąc pod uwagę zmienność składu tłuszczu maślanego), zapewnienie odpowiedniej wydajności produkcji (poprzez ograniczenie strat tłuszczu w maślance), optymalizację wykorzystania maszyn do produkcji masła, regulację zawartości wody w maśle. Dojrzewanie zwykle trwa 12-15 godzin. O konsystencji masła decydują skład chemiczny i układ frakcji tłuszczu mlecznego. Masło miękkie ma wysoką zawartość niskotopliwych kwasów tłuszczowych, czyli w temperaturze pokojowej tłuszcz taki ma wysoki stosunek tłuszczu płynnego do stałego. Natomiast w maśle twardym, stosunek tłuszczu płynnego do stałego jest niski. Obróbka termiczna zachodząca podczas dojrzewania fizycznego śmietanki w pewnym zakresie reguluje ilość tłuszczu stałego i w technologii masła jest to główny czynnik decydujący o finalnej konsystencji i smarowności masła. Dlatego, aby uzyskać optymalną konsystencję masła, należy wyregulować stosunek tłuszczu płynnego do tłuszczu stałego w śmietance.

Stefan Lewkowski

Menadżer Techniczny w Tajfun Poland

Pompy produktowe stanowią kluczowy element każdej linii produkcyjnej, będąc w zasadzie ich „silnikiem” nadającym bieg całemu procesowi produkcyjne­mu. Wybór niewłaściwego rozwiązania może oznaczać poważne koszty wynikające ze spadku wydajności jak i jakości produktu. Sam zakup właściwej pompy jest dość kosztowny i należy robić to z rozwagą.

Z uwagi na właściwości reologiczne masła, jego pom­powanie może stanowić niemałe wyzwanie. Na rynku dostępnych jest kilka technologii pomp, głownie typu wyporowego, nadających się do tego niełatwego za­dania. Pompa taka musi przede wszystkim spełniać najwyższe standardy higienicznej konstrukcji, być wy­konana z wysokiej klasy stali nierdzewnej, radzić sobie z wysokimi ciśnieniami i charakteryzować się możliwie dużą siłą ssącą. Pompa taka powinna też posiadać spe­cjalny, powiększony napływ, mający zazwyczaj postać sporego czworokątnego otworu.

Firma Tajfun Poland od wielu lat wprowadza na rynek szeroką gamę wysokiej klasy pomp wyporowych do­skonale nadających się do pompowania tego trudnego produktu. Na szczególną uwagę zasługują tu klasyczne pompy krzywkowe Jabsco jak i relatywnie nowe na ryn­ku, ale znakomite pompy dwuśrubowe Jung. Obie tech­nologie pompowania mają swoje zalety, jednak w ostat­nim czasie to pompy dwuśrubowe rzucają wyzwanie wszystkim innym rodzajom pomp wyporowych i według naszej oceny są tutaj najlepszym rozwiązaniem. Pompy tego typu są bardzo elastyczne pod wzglądem wydajno­ści jak i lepkości pompowanego produktu. Charaktery­zują się również bezkonkurencyjnym współczynnikiem „ssania” tj. NPSH. Ogromną zaletą tych pomp jest możli­wość wykorzystania ich również jako samodzielne pom­py myjące w systemie CIP. Wysoka sprawność naszych pomp osiągnięta jest dzięki nierdzewnym, precyzyjnie wykonanym i bezstykowym krzywkom lub śrubom tło­czącym obracającym się w dużej komorze. Takie roz­wiązanie umożliwia bezpieczne i wydajne pompowanie cieczy o wysokiej lepkości. Zaletą takiego wykonania jest brak kontaktu ze sobą elementów pompujących. Dzięki temu elementy te nie wycierają się łatwo i tym samym nie zanieczyszczają pompowanego produktu materiałem z jakiego są wykonane, jak to ma miejsce w pompach z gumowymi statorami. Dla tych, którzy dbają przede wszystkim o bezpieczeństwo produktu, technologia ta będzie zdecydowanie najlepszym wyborem.

W przypadku tłuszczu twardego zwiększa się udział tłuszczu płynnego (do około 55%), w wyniku czego masło uzyskuje konsystencję bardziej miękką. W tym celu na etapie fizycznego dojrzewania śmietanki najpierw szybko schładza się ją do około 8°C (co indukuje rozpoczyna tworzenie kryształów tłuszczu) i przechowuje w tej temperaturze przez około 2 godziny. Następnie stopniowo ogrzewa do 20-21°C (wówczas większość kryształów tłuszczu topi się, pozostawiając po sobie tylko te o wysokiej temperaturze topnienia) i przechowuje w tej temperaturze przez kolejne co najmniej 2 godziny. Do ogrzewania śmietanki stosowana jest woda pitna o temperaturze maksymalnie 27°C. Następnie śmietankę chłodzi się do około 16°C (stopione kryształy tłuszczu zaczynają rekrystalizować, przy czym krystalizuje tłuszcz o temperaturze topnienia 16°C lub niższej), a następnie do temperatury zmaślania. Dzięki takiemu programowi temperatury fizycznego dojrzewania śmietanki zwiększa się stosunek tłuszczu płynnego do stałego, a masło będzie bardziej miękkie. W przypadku tłuszczu średniotwardego łagodne ogrzewanie śmietanki jest prowadzone w niższej temperaturze niż podano wyżej (np. do 15°C), aby powstała większa ilość kryształów, wiążących więcej płynnego tłuszczu. W przypadki miękkiego tłuszczu praktykuje się tzw. „metodę letnią”, zaś stosunek ilości tłuszczu stałego do tłuszczu płynnego powinien wynosić około 1:5. Polega ona na schłodzeniu spasteryzowanej śmietanki do 20°C i przetrzymaniu w tej temperaturze przez około 5 godzin (zwykle w tym czasie prowadzi się biologiczne dojrzewanie śmietanki, jeśli jest stosowane, czyli tzw. fermentację z uzyskaniem śmietany). Następnie śmietankę schładza się do około 8°C (jeśli liczba jodowa tłuszczu mlecznego mieści się w zakresie 39-40) lub do 6°C (jeśli liczba jodowa tłuszczu mlecznego wynosi 41 lub więcej).

W odniesieniu do biologicznego dojrzewania śmietanki, to jest ono prowadzone, jeśli planuje się otrzymanie masła ze śmietany. I jeśli jest to możliwe, kultury starterowe przeznaczone do fermentacji śmietany dodaje się przed procesem dojrzewania fizycznego, zaś dawka kultury zależy od programu procesu temperaturowego dojrzewania fizycznego. Zwykle stosowane są kultury typu LD lub L, co oznacza, że zawierają one bakterie mlekowe kwaszące (Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris) oraz bakterie mlekowe wytwarzające aromat (Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis). Użycie bakterii kwaszących i aromatyzujących nadaje masłu silny aromat, a także poprawia uzysk tłuszczu. W pierwszej fazie fermentacji następuje powolna produkcja kwasu mlekowego, zaś w dalszej kolejności produkcja kwasu przyspiesza, a towarzyszy temu powstawanie również diacetylu (większość diacetylu jest potem redukowana przez bakterie aromatyzujące).

Po zakończeniu procesu dojrzewania śmietankę/śmietanę przekazuje się do maselnicy o działaniu ciągłym lub zbiornika do zmaślania okresowego. Czasami konieczne jest użycie w międzyczasie wymiennika ciepła, w celu doprowadzenia śmietanki/śmietany do wymaganej temperatury zmaślania. W pierwszym etapie zmaślania dochodzi do rozbicia emulsji olej w wodzie (o/w) w śmietance i zbrylenia uwolnionego tłuszczu mlecznego w ziarna masła. Temperatura procesu mieści się zwykle w zakresie 10-15°C (temperaturę dobiera się tak, aby utrzymywać stosunek 1:1 dla fazy stałej i fazy ciekłej tłuszczu mlecznego, co umożliwia właściwe formowanie ziaren masła). Po zakończeniu tego etapu następuje drenaż maślanki. Może także mieć miejsce mycie ziaren masła. Następnie ziarna masła ugniata się intensywnie w celu uzyskania emulsji typu woda w oleju (w/o) o właściwie zdyspergowanych kropelkach wody w ciągłej fazie tłuszczowej. Po ostatnim etapie pracy można zastosować dodatek soli kuchennej. Ostatnie etapy produkcji powinny utrzymywać masło w niskiej temperaturze (najlepiej w 11°C lub niższej), aby zapobiec zmianie proporcji fazy stałej i fazy ciekłej tłuszczu mlecznego. W masielnicy o działaniu ciągłym po opuszczeniu sekcji wygniatania masło przechodzi przez kanał, który jest połączony z pompą próżniową. W tym momencie można zmniejszyć zawartość powietrza w maśle, co zwiększa jego trwałość. W końcowej sekcji masło przechodzi przez końcową sekcję do końcowej regulacji zawartości wody. Po uregulowaniu zawartość wody w maśle waha się o mniej niż ±0,1%.

Gotowe masło jest wyładowywane i przekazywane do maszyn pakujących. W zakresie pakowania masła od wielu lat obserwuje się dążenie do stworzenia nowych, wygodnych dla konsumenta opakowań. Według opinii konsumentów laminowany papier w kształcie koperty jest klasykiem, ale ma wady, w tym brak szczelności i zabezpieczenia przed przypadkowym otwarciem, co sprawia, że masło jest podatne na utratę smaku, utlenianie, obniżenie jakości i okresu przydatności do spożycia. Nie wspominając już o tłustych palcach, jakie pozostają po próbie otworzenia kostki masła.

W niektórych technologiach masło przed pakowaniem jest przechowywane przez kilka dni w 2-3°C i następnie ponownie przetwarzane w ugniatarkach ślimakowych, celem zmiękczenia konsystencji.

Oprócz kultur starterowych czy soli kuchennej Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1129/2011 z dnia 11 listopada 2011 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 poprzez ustanowienie unijnego wykazu dodatków do żywności dopuszcza stosowanie kilku innych dodatków technologicznych w produkcji masła. Są to: karoteny E160a na poziomie quantum satis (z wyjątkiem masła z mleka owczego i koziego), węglany sodu E500 na poziomie quantum satis (ale tylko do masła ze śmietany), a także kwas fosforowy i fosforany – di-, tri- i polifosforany E338-452, dodawane pojedynczo lub łącznie, na poziomie maksymalnie 2000 mg/kg masła (poziom podano jako P2O5). Należy jednak podkreślić, że w maśle nie może znaleźć się żaden dodatek w efekcie przeniesienia (na podstawie zasady przenoszenia określonej w art. 18 ust. 1 lit. a) rozporządzenia (WE) nr 1333/2008), natomiast w przypadku masła z mleka owczego i koziego na podstawie zasady przenoszenia nie jest dopuszczana obecność barwników spożywczych.