Сметана готується із вершків шляхом заквашування чистими культурами молочнокислих бактерій і відрізняється від простокваші більш високим вмістом жиру и особливим станом її складових частин. Склад сметани залежить виключно від складу вершків і ступеню зброджування молочного цукру.
Твердохліб Г.В. та ін. [22] додають, що у створенні структури продукту беруть участь молочний жир та білки. Головна роль відводиться жиру, який в результаті застигання і кристалізації підвищує міцність структури і в’язкість сметани. Додатково структуру стабілізують жирові скупчення, які утворюються під час охолодження. Казеїн і сироваткові білки, які знаходяться в плазмі сметани та на оболонках жирових кульок і здатні зв’язувати вологу, також покращують консистенцію продукту.
Таким чином, при виробництві сметани протікають не тільки процеси бродіння молочного цукру і коагуляція казеїну, які залежать від режимів пастеризації, гомогенізації і сквашування вершків, але й процеси формування і зміцнення структури жирової фази, які визначаються режимами гомогенізації і швидкістю охолодження продукту.
У технології кисломолочних продуктів важливе значення має режим пастеризації, при виборі якого треба враховувати фізико-хімічні зміни складових вершків під впливом температури.
Як стверджує Машкін М.І. [18], нагрівання вершків в межах 55–60°С спричинює різке гальмування розвитку молочнокислих бактерій. Це пояснюється тим, що різко знижується дисперсність колоїдної системи. Значно збільшуються частки казеїну, стаючи менш доступними для перетравної дії молочнокислих бактерій, Крім того, фізико-хімічні властивості складових вершків в результаті обробки при різних температурах істотно впливають на консистенцію сметани. Найоптимальніший режим пастеризації для кисломолочних продуктів – це температура 85–87°С з витримкою протягом 5–10 хв. або 90–92°С з витримкою 2–3 хв.
За даними Мастакова Н.Н. [17] з підвищення температури пастеризації підвищується міцність і покращується в’язкість згустків, уповільнюється процес відділення сироватки, що пояснюється денатурацією сироваткових білків, які мають більші гідрильні властивості, ніж казеїн. Під дією кислого середовища денатурована лактоальбумінова фракція білків молока приєднується до казеїнового згустку і підвищує його міцність, утримуючи вологу.
Кугенєв П.В. [16] вказує, що при виробництві сметани для отримання потрібної в’язкості продукту і зменшення ступеня виділення сироватки вершки слід пастеризувати при високих температурах (85–95С з витримкою на протязі 15–20 с і більше). Даний режим пастеризації стимулює також виникненню сульфогідрильних груп, які надають сметані специфічний смак (смак пастеризації), і гарантує повне руйнування ліпази, яка може визвати пороки смаку сметани у процесі зберігання.
Вайткус В.В. [5] стверджує, що поліпшення консистенції кисломолочних напоїв спостерігають при збільшенні коагуляції сироваткових білків, які входять у згусток, утворений казеїном під дією молочної кислоти. Але високі температури пастеризації або надто тривала витримка молока при високих температурах, коли під дією тепла повністю коагулюють сироваткові білки, не поліпшують консистенцію кисломолочних продуктів. Теплова обробка молока поєднується з гомогенізацією, яка при температурі не нижче 55°С і тиску 175 атм. рт. ст. поліпшує консистенцію кисломолочних продуктів і запобігає відокремленню сироватки. При виробництві кисломолочних продуктів резервуарним способом гомогенізацію слід вважати обов'язковою технологічною операцією.
Як стверджує Горбатова К.К. [10], гомогенізація вершків при виробництві сметани стимулює підвищенню в’язкості і пластичності готового продукту, а також прискорює утворення згустку. В результаті гомогенізації збільшується дисперсність жиру з одночасною адсорбцією на поверхні жирових кульок білків плазми, які уповільнюють синерезис згустку. З підвищенням тиску гомогенізації (до 10 МПа) в’язкість сметани збільшується. Однак при гомогенізації вершків 30–40% жирності може не вистачати оболонкової речовини для утворення нових оболонок жирових кульок, що призводить до збільшення кількості вільного жиру і утворенню скупчення жирових кульок (навіть спостерігається з’єднання окремих кульок зі збільшенням їх діаметру).
Щоб уникнути утворення у вершках жирових скупчень, слід застосовувати двоступеневу гомогенізацію: при низькому тиску на другій ступені частково розбиваються утворені агрегати жирових кульок (і білків).
Пастеризовані гомогенізовані вершки негайно охолоджують до 25–27°С і направляють у танк чи ванну для сквашування. Для виготовлення сметани використовують чисті бактеріальні культури, у склад яких входять молочнокислий і вершковий стрептококи і ароматоутворюючі бактерії. Бактеріальної закваски вносять 5%. Кислотність закваски повинна бути 80–85°Т. Закваску готують на молоці, стерилізованому або пастеризованому при 95 °С, витримуючи не менше 30 хв. [1].
Після наповнення ванни чи танка заквашені вершки перемішують протягом 10–15 хв., а потім залишають для сквашування. Сквашують їх за теплої пори року при 24–25°С, холодної – 26–27°С. Протягом перших двох годин сквашування вершки перемішують щогодини, потім залишають у спокої до кінця сквашування, яке триває 13–16 год. Кінець сквашування визначає згусток і кислотність: для сметани 30%-ної жирності – 65–70°Т, 36%-ної – 60–65°Т [19].
При виробництві сметани різних видів закінчення процесу сквашування вершків (який продовжується 6–16 год.) визначають по наростанню кислотності до 55–70°Т. Подальше підвищення кислотності (до рН нижче ізоелектричної точки казеїну) може привести до перезарядки білку, внаслідок чого структура згустку набуває крихкі, безповоротно зруйновані зв’язки, сметана втрачає пластичність і стає рідкою при перемішуванні [23].
Охолодження і визрівання сметани здійснюється при 1–8°С на протязі 6–48 годин. Термін визрівання сметани залежить від швидкості охолодження продукту, який визначається видом фасування. В процесі визрівання формується і зміцнюється структура продукту. Структура сметани містить ще невелику кількість тиксотропних зв’язків, які самостійно відновлюються після механічної дії. Тому в цей період особливо важливо залишити сметану «в спокої».
За даними Зайковского Я.С. [15], швидке охолодження сквашеної сметани до 2–4єС, забезпечує кристалізацію значної частини молочного жиру, а витримка при цій температурі на протязі 18 годин – набухання колоїдів. При 2–4єС максимум гідратації білків наступає через 18 годин, після чого ступінь набухання зменшується.
Термін охолодження та дозрівання сметани можна зменшити, якщо попередньо охолодити вершки до 2–6°С перед сквашуванням і витримці їх при цій температурі 1–3 год.
Сквашені вершки старанно перемішують, охолоджують до 16°С і розфасовують у металеві широкогорлі фляги нетто 10, 30, 35 кг або у дерев'яні бочки масою нетто не більше 50 кг чи скляні банки, широкогорлі пляшки, стаканчики полімерні й картонні з полімерним та іншим покриттям, які дозволені для використання санітарно-епідеміологічним наглядом, масою нетто 100, 150, 180, 200, 250, 300, 500 г. Допускається відхилення від маси сметани не більше, %: при розфасуванні від 100 до 250 г. ±3, від 300 до 500 г. – ±2, у фляги – ±1. Тара із сметаною повинна бути належним способом запакована і замаркірована.
На підприємствах, базах і в торговельній мережі дозволяється зберігати сметану не більш 72 год., а на підприємствах громадського харчування – не більш 24 год. з часу випуску із заводу. Коли немає змоги вершки гомогенізувати, сметану виробляють способом визрівання вершків перед сквашуванням.
Вершки після пастеризації негайно охолоджують до 2–8°С і витримують при такій температурі 1,5–2 год. у тарі, де вони будуть сквашуватися. Після визрівання вершки підігрівають до температури сквашування (25–27 °С). Далі все роблять так само, як і при виробництві сметани із застосуванням гомогенізації.
На невеликих підприємствах, де немає необхідного обладнання, сметану можна виготовляти пастеризуванням вершків у добре луджених флягах або відрах. Останні вставляють у водонагрівальні коробки чи котли з гарячою водою (95–100°С). В цих же флягах або відрах вершки охолоджують і сквашують. Погано луджені, іржаві фляги або відра непридатні, бо в них сметана псується [24].
Для підвищення в’язкості та покращення консистенції сметани низької жирності рекомендується збільшити вміст сухих речовин із додаванням сухого обезжиреного молока, сухого чи рідкого казеїнату натрію та інших молочно-білкових концентратів. Наприклад, при виробництві сметани 20%-вої жирності з додаванням 1,8–2% сухого казеїнату натрію ефективна в’язкість збільшується в декілька разів і перевищує в’язкість сметани 30%-вої жирності.
Кислотність сметани в перерахунку на плазму повинна бути 102–117єТ. При довгостроковому зберіганні сметани, особливо з підвищеною кислотністю, із неї починає виділятися сироватка. Для попередження видалення сироватки Богданов В.М. [3] рекомендує використовувати при заквашуванні вершків «в’язкий стрептокок», який утворює легкий слиз.
Технологія любительської сметани суттєво відрізняється від технології інших видів сметани. Консистенція любительської сметани така, що її можна різати ножем і намазувати, як масло. Жирність любительської сметани 40%.
Як свідчать дані Богданової Г.І. та ін. [4] любительську сметану виробляють із пастеризованих і гомогенізованих вершків, сквашених закваскою, виготовленою на чистих культурах молочнокислих стрептококів, мезофільних і термофільних рас.
Молоко, відібране для виробництва любительської сметани, кислотністю, яка не перевищує 19Т, очищають, а потім сепарують. Вершковий винт сепаратора повинен бути відрегульований так, щоб жирність вершків була не менш 44,5%. Отримані вершки пастеризують до 87–98С на пастеризаторах, а потім при температурі 87С витримують не менш ніж 20 хв. При температурі 92–98С витримку можна скоротити до 10 хв. При такому режимі нагрівання утворюються ароматичні речовини, які надають горіховий аромат і смак вершкам і готовому продукту [7].