Γνωρίστε τα Τρόφιμα Παραγωγικές Διεργασίες Η τεχνολογία παραγωγής παγωτού

Η τεχνολογία παραγωγής παγωτού
PDFΕκτύπωσηE-mail

Προσοχή: ανοίγει σε νέο παράθυρο. PDFΕκτύπωσηE-mail

Η τεχνολογία παραγωγής παγωτού

Αποτελεί μια από τις απολαύσεις του καλοκαιριού, αλλά μπορεί να καταναλωθεί καθ΄ όλη τη διάρκεια του χρόνου. Μιλάμε ασφαλώς για το παγωτό.

Τα ίχνη του χάνονται στα βάθη του χρόνου. Υπάρχουν χειρόγραφα στα οποία αναφέρεται ότι στην Κίνα κατανάλωναν ένα είδος παγωμένου γλυκίσματος που γίνονταν με ανάμιξη χυμού φρούτων και χιονιού. Η τεχνική αυτή επεκτάθηκε αργότερα στην αρχαία Ελλάδα και την αρχαία Ρώμη. Για ένα μεγάλο διάστημα τα παγωμένα γλυκίσματα εξαφανίσθηκαν από τη διατροφή των ανθρώπων. Φτάνουμε στον Μεσαίωνα όπου πιθανά μετά την επάνοδο του Μάρκο Πόλο στην Ιταλία το 1295 έπειτα από τα ταξίδια του στην Κίνα, παρασκευάζεται ένα παγωμένο γλύκισμα βασισμένο στο γάλα. Το παγωτό έτσι επεκτάθηκε από την Ιταλία σε όλο τον κόσμο. Η συνέχεια… γνωστή…
Σήμερα παγωτό παρασκευάζουμε τόσο μόνοι μας στο σπίτι, αλλά κυρίως αγοράζουμε είτε από ζαχαροπλαστεία και καταστήματα παρασκευής παγωτού , είτε παγωτά που παρασκευάζει η βιομηχανία τροφίμων. Ας δούμε λοιπόν  την τεχνολογία παραγωγής παγωτού σε μια βιομηχανία τροφίμων, εξετάζοντας ένα προς ένα τα στάδια παραγωγής.
Παραλαβή και αποθήκευση πρώτων υλών
Ανάλογα με το είδος τους οι πρώτες ύλες αποθηκεύονται σε σιλό, δεξαμενές ή σακιά.
Ξηρές ή αφυδατωμένες πρώτες ύλες όπως κακάο, πρωτεΐνες ορού, σταθεροποιητές, γαλακτωματοποιητές, αποθηκεύονται συνήθως σε σακιά. Η ζάχαρη και η σκόνη γάλακτος κυρίως αποθηκεύονται σε σιλό.
Οι πρώτες ύλες σε υγρή μορφή όπως γάλα, κρέμα, συμπυκνωμένο γάλα, ισογλυκόζη, παραλαμβάνονται συνήθως σε δεξαμενές ή παλετοδεξαμενές. Το γάλα και τα όμοια προϊόντα συνήθως ψύχονται στους 5ο C πριν την αποθήκευση, ενώ το συμπυκνωμένο γάλα, η γλυκόζη και τα φυτικά λιπαρά αποθηκεύονται σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες (30-50ο C), ώστε να έχουν μικρό ιξώδες και να μπορούν να μεταφερθούν εν συνεχεία στον εξοπλισμό ανάμιξης με αντλίες εύκολα. Το λίπος γάλακτος παραλαμβάνεται είτε αφυδατωμένο είτε σε blocks βουτύρου τα οποία πριν την αποθήκευση λιώνουν και οδηγούνται σε δεξαμενές αποθήκευσης όπου και παραμένουν σε θερμοκρασία 35-40ο C. Για να αποφευχθεί τάγγιση του λίπους γίνεται κάλυψη με αδρανές αέριο κυρίως άζωτο (blanketing).

Συνταγή ανάμιξης
Για να παραχθεί παγωτό με τα επιθυμητά τεχνολογικά χαρακτηριστικά το βάρος ή/και ο όγκος των πρώτων υλών παίζουν πρωταρχικό ρόλο.
Βασικός υπολογισμός που γίνεται είναι αυτός του ποσοστού των Στερεών Άνευ Λίπους (ΣΑΛ) που πρέπει να υπάρχουν στη συνταγή.  Αυτό προκύπτει αφαιρώντας το ποσοστό των λιπαρών, της ζάχαρης , των σταθεροποιητών και γαλακτωματοποιητών που επιθυμούμε στη συνταγή μας από το 100 και πολλαπλασιάζοντας το υπόλοιπο με το συντελεστή 0.15.
Για παράδειγμα σε ένα παγωτό στο οποίο επιθυμούμε να έχει λίπος 10% κατά βάρος (κ.β), ζάχαρη 15%κ.β, και σταθεροποιητές/γαλακτωματοποιητές 0,5% κ.β, τα απαιτούμενα Στερεά Άνευ Λίπους είναι

(100-10-15-0,5) x 0.15 = 11.5%

Εφ΄ όσον τα στερεά άνευ λίπους είναι γνωστά, η συνολική Ξηρή Ουσία του μίγματος είναι προκαθορισμένη και μπορεί να υπολογισθεί η ποσότητα του κάθε συστατικού στη συνταγή.
Στο τελικό παγωτό η σύσταση της Ξηρής Ουσίας είναι 2.5 με 2.7 φορές η Ξηρή Ουσία του αρχικού μίγματος. Στο παραπάνω παράδειγμα

2.7 x (10+15+0.5+11.5) = 100%

Στο παρακάτω διάγραμμα μπορούμε να συγκρίνουμε τη σύσταση του αρχικού μίγματος με αυτή του τελικού προϊόντος (κατάψυξη και ενσωμάτωση αέρα)
ice cream mix

 

Βασικά συστατικά & ο ρόλος τους

Λίπος
Το λίπος αποτελεί το 10-15% του παγωτού και είναι κυρίως ζωικής προέλευσης (κρέμα, βούτυρο, λίπος σε σκόνη) . Μπορεί να αντικατασταθεί μερικώς ή πλήρως από φυτικά λιπαρά. Σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει μια μικρή απόκλιση στο χρώμα και το άρωμα του παγωτού σε σχέση με τη χρήση ζωικών λιπαρών, αλλά με προσθήκη χρωστικών και αρωματικών ουσιών οι διαφορές αυτές εξαλείφονται.

Στερεά Άνευ Λίπους (ΣΑΛ)
Αποτελούνται από πρωτεΐνες, λακτόζη και ανόργανα άλατα. Προστίθενται υπό μορφή σκόνης ή συμπυκνωμένου γάλακτος. Για να επιτευχθεί ένα τελικό προϊόν με τα επιθυμητά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά θα πρέπει να υπάρξει μια συγκεκριμένη αναλογία στην ποσότητα των ΣΑΛ ως προς το λίπος. Για την παραγωγή παγωτού με λιπαρά 10-12% θα πρέπει στο αρχικό μίγμα τα ΣΑΛ να είναι περίπου 11-11.5%.
Ο κύριος λόγος προσθήκης τους είναι η συμβολή στη βελτίωση της υφής του παγωτού συνδέοντας και αντικαθιστώντας το νερό . Το πρωτεϊνικό μέρος των ΣΑΛ συμβάλλει στην ομοιόμορφη κατανομή του αέρα στη μάζα του παγωτού κατά τη στιγμή της ενσωμάτωσής του και της κατάψυξης.

Ζάχαρη
Πέραν του να προσδώσει γλυκιά γεύση η ζάχαρη προστίθεται ώστε να ρυθμιστεί το περιεχόμενο των ολικών στερεών του παγωτού. Χρησιμοποιούνται διάφορα είδη ζάχαρης πχ από τεύτλα ή ζαχαροκάλαμο, γλυκόζη, λακτόζη ή και ιμβερτοποιημένα σάκχαρα (μίγμα γλυκόζης – φρουκτόζης. Επίσης υπάρχει και η τάση αντικατάστασης της ζάχαρης με γλυκαντικά μειωμένων θερμίδων.

Γαλακτωματοποιητές
Βοηθούν τη δημιουργία γαλακτώματος μειώνοντας την επιφανειακή τάση των  πρώτων υλών σε υγρή μορφή και την σταθεροποίησή του. Ο κρόκος του αυγού είναι ένας γαλακτωματοποιητής που χρησιμοποιείται στο παγωτό. Εξαιτίας του γεγονότος όμως ότι έχει σχετικά υψηλή τιμή, σε συνδυασμό με το γεγονός  ότι δεν προσφέρει εξίσου καλά αποτελέσματα γαλακτωματοποίησης σε σχέση με άλλους γαλακτωματοποιητές (κυρίως μη ιονικά παράγωγα  λιπαρών  τα οποία έχουν εστεροποιηθεί ώστε να έχουν υδρόφιλες (υδατοδιαλυτές ) ρίζες οι οποίες θα μπορούν να συνδεθούν με λιπόφιλες (λιποδιαλυτές) ρίζες.  Οι βασικές κατηγορίες γαλακτωματοποιητών που χρησιμοποιεί  η βιομηχανία παγωτών είναι εστέρες γλυκερίνης, εστέρες σορβιτόλης, εστέρες σακχάρων . Η ποσότητά τους είναι περίπου 0.3-0.5%

Σταθεροποιητές
Πρόκειται για ουσίες που όταν διασπαρούν στην υγρή φάση συνδέουν ένα μεγάλο αριθμό μορίων νερού. Έτσι ο σταθεροποιητής δημιουργεί ένα πλέγμα που αποτρέπει την ελεύθερη κίνηση των μορίων του νερού . Χρησιμοποιούνται τόσο σταθεροποιητές πρωτεϊνικής φύσης (πχ καζεΐνη, αλβουμίνη, ζελατίνη) , όσο και υδατανθρακικής φύσης (καραγεννάνες, ημισελουλόζη, κλπ). Η ποσότητά τους είναι περίπου 0.2-0.4% του μίγματος


Ζύγιση και ανάμιξη συστατικών
Οι πρώτες ύλες ζυγίζονται ή δοσομετρούνται και οδηγούνται στη δεξαμενή ανάμιξης. Εκεί αναμιγνύονται  ώστε να σχηματιστεί ομογενές μίγμα

Παστερίωση & ομογενοποίηση
tetra alex homogeniserΣε συστήματα συνεχούς παραγωγής (continuous process), το μίγμα των πρώτων υλών οδηγείται σε πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας όπου προθερμαίνεται σε θερμοκρασία 73-75ο C. Μετά το πέρασμα από τον ομογενοποιητή (14-20 MPa ή 140-200bars) το μίγμα παστεριώνεται οδηγούμενο ξανά στον εναλλάκτη θερμότητας  σε θερμοκρασία 83-85ο C για περίπου 15 δευτερόλεπτα. Εν συνεχεία ψύχεται έως τους 5ο C και οδηγείται στη δεξαμενή «ωρίμανσης».

 

 

 

 

Εικόνα 1 : Ομογενοποιητής

tetra-plexc heat exchangerΣε τμηματικές παραγωγές (batch process) το μίγμα πρώτα παστεριώνεται σε δεξαμενή (εναλλάκτη)  με διπλά τοιχώματα σε θερμοκρασία 70ο C για 30 λεπτά. Εν συνεχεία περνά από ομογενοποίηση, ψύχεται στους 5ο C περνώντας από πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας και οδηγείται στη δεξαμενή «ωρίμανσης».

 

 

 

 

 

Εικόνα 2: Πλακοειδής εναλλάκτης θερμότητας

 

Ωρίμανση (ageing)
Το μίγμα αφήνεται να «ωριμάσει» για περίπου 4 ώρες σε θερμοκρασίες 2-5ο C  στη δεξαμενή ωρίμανσης υπό συνεχή ανάδευση. Στο στάδιο αυτό συντελείται η κύρια δράση του σταθεροποιητή και η κρυστάλλωση του λίπους.

Ψύξη


tetra hoyer freezerΤο ημιέτοιμο προϊόν στη συνέχεια οδηγείται σε μηχάνημα συνεχούς ψύξης . Στο σημείο αυτό:

  • Ενσωματώνεται ο αέρας στο μίγμα
  • Ψύχεται το νερό και σχηματίζονται μικροί  παγοκρύσταλλοι

Το μίγμα διοχετεύεται σε έναν κύλινδρο που ψύχεται εξωτερικά με υγρή αμμωνία. Η ψύξη πρέπει να γίνει πολύ γρήγορα ώστε να σχηματιστούν παγοκρύσταλλοι μικρού μεγέθους. Η επίστρωση του παγωμένου μίγματος στα εσωτερικά τοιχώματα του κυλίνδρου αποξέεται συνεχώς από μία περιστρεφόμενη λεπίδα.

Εικόνα 3: Εξοπλισμός συνεχούς ψύξης

Η ενσωμάτωση του αέρα γίνεται όταν το μίγμα αποκτήσει θερμοκρασία μεταξύ -3ο και -6ο C ανάλογα με το είδος του παγωτού. Η διόγκωση (overrun) γίνεται σε ποσοστό 80-100%, δηλαδή έχουμε ενσωμάτωση 0,8 έως 1 λίτρου αέρα σε 1 λίτρο μίγματος. Κατά την έξοδό του από το στάδιο αυτό, το μίγμα έχει υφή μαλακού πάγου ενώ περίπου το 40% του περιεχόμενου νερού έχει καταψυχθεί.

 

 

 

Συσκευασία, μορφοποίηση
Σε επόμενο στάδιο το ημιέτοιμο  προϊόν συσκευάζεται έχοντας αυτή τη μαλακή υφή (σε κύπελλα, χωνάκια ή περιέκτες) ή μορφοποιείται στο επιθυμητό σχήμα.  

Κατάψυξη
Στη συνέχεια οδηγούνται σε τούνελ βαθείας κατάψυξης (-20ο C) . Όσο πιο γρήγορα γίνει η διαδικασία της βαθείας κατάψυξης , τόσο καλύτερη είναι η υφή του παγωτού. Τέλος,  συσκευάζονται και αποθηκεύονται υπό κατάψυξη (-25ο C). Ο χρόνος ζωής του παγωτού είναι περίπου 9 μήνες.

Νομοθετικές προδιαγραφές παγωτού

Δεν υπάρχει κοινοτική νομοθεσία που να καθορίζει προδιαγραφές για το παγωτό. Η ελληνική εθνική νομοθεσία για τις προδιαγραφές ποιότητας του παγωτού αναθεωρήθηκε πρόσφατα. Διαβάστε το σχετικό άρθρο μας

 

Επιλογή παγωτών

Δείτε μερικές συμβουλές για να επιλέξετε με ασφάλεια το παγωτό σας.

 

Πηγή: Dairy Processing Handbook, TetraPak

Share

Εγγραφή στα Newsletters του Foodbites

Εγγραφτείτε στα newsletters του Foodbites και λάβετε όλες τις εξελίξεις στο χώρο της διατροφής εύκολα και γρήγορα, στο inbox σας!

Επιλέξτε το Newsletter που σας ενδιαφέρει
Foodbites Magazine
Νέα της αγοράς των τροφίμων και διατροφικές τάσεις . Εξελίξεις, νέα προϊόντα και ιστορίες τροφίμων
Foodbites Science Briefs
Εξελίξεις και καινοτομία στο χώρο της επιστήμης & τεχνολογίας τροφίμων και διατροφής. Ασφάλεια & ποιότητα τροφίμων. Νομοθεσία τροφίμων.