버터의 품질은 원유의 품질에 의해 좌우됩니다. 주로 탱크에서 저온 보관되는 원유의 경우 저온에서도 생장 가능한 호냉성 미생물에 영향을 받아 품질에 문제가 발생할 수 있습니다. 호냉성 미생물에서 만들어지는 지방분해 효소들은 100℃이상의 고온에서도 견디는 내열성 지방분해효소이기 때문에 생성되지 않도록 주의해야 합니다. 원유를 63~65℃에서 15초간 짧은 시간 동안 열처리하는 예비 가열 공정을 통해 호냉성 미생물의 생장을 막을 수 있습니다.
분리된 크림을 살균하기 전 여과기를 통해 이물질을 제거해줍니다. 살균하는 목적은 버터 내 병원성 균, 유해 미생물, 특히 지방분해효소를 파괴하여 식품위생상 안전성을 높이고 풍미 개선, 보존성 증가시키기 위해서입니다.
20℃에서 젖산균을 접종하며 바람직한 pH(pH 5.5) 수준에 도달하면 발효를 중단합니다. 발효버터의 경우 풍미를 발생시키는 물질은 락톤, 케톤, 알데히드, 자유 지방산 같은 휘발성 물질과 염에서 유래됩니다. 또한 유산균의 발효과정 중 생기는 디아세틸로부터 풍미가 생성되기도 합니다.
크림 숙성의 목적은 유지방의 지방산 조성이 계절에 따라 다르기 때문에 버터의 경도가 다르게 됩니다. 숙성을 통해 유지방을 일정하게 고화시키면 버터의 경도와 퍼지는 정도(spreadability)를 조절할 수 있습니다.
- 겨울에는 청초를 많이 먹지 못하고 맥류, 인공사료 등을 다량 섭취함으로 백색을 띠는 경우가 있습니다. 그래서 일정한 버터 색을 유지하기 위해 버터 칼라 색소를 사용합니다.
- 숙성된 크림(지방 40%)에 물리적 충격을 가해주는 교반을 하면 지방구 피막이 제거되어 지방이 용출된 후 지방들끼리 결합하게 됩니다. 이 과정에서 O/W 에멀션 상태인 크림이 W/O 에멀션 상태(지방 80%)로 상전환이 일어나게 됩니다. 즉, 지방 결정과 버터 오일로 구성된 유지방 연속상이 물 분산상을 둘러싼 버터가 만들어지게 됩니다.
- 교반 방법은 크게 2가지로 나눌 수 있는데 배치식(batch), 연속식(continuous)입니다. 배치식은 한 사이클을 집어넣고 만들고 다시 집어넣고 만들고의 반복인 반면, 연속식은 말 그대로 연속해서 제조하는 것입니다.교반 공정 이후가 하나의 연속공정 상태로 처리되어 품질이 균일한 제품을 얻을 수 있고, 지방이 손실되는 것을 막고 수분량을 일정 범위 내에서 조절 가능해서 수율이 높은 장점이 있습니다. 또한 노동력 절약과 시간 단축, 위생적인 측면 등 장점이 많이 있어 현대사회에서는 연속식을 주로 사용하고 있습니다.
버터 입자의 손실을 막기 위해 배출구 쪽에서 여과를 해줍니다. 수세를 하는 이유는 버터의 표면에 부착되어 있는 버터밀크와 미생물을 줄여 저장성을 높여주고, 버터 조직의 경도를 유지시켜주기 위함입니다.
가염은 미생물의 생장으로부터 보호하고 풍미를 향상하기 위함이며 가압은 버터 내에 있는 수분이 균일하게 분산되어 치밀한 버터 조직을 만들어 균일한 버터를 만들 수 있기 때문입니다.
- 버터 제조 시 크게 3가지의 특성이 있습니다. 유지방의 농축, 지방 결정화, 유지방의 상전환입니다.
- 유지방의 농축은 크게 2가지 단계로, 원심분리기와 같은 기계적 분리 수단에 의해 우유에서 크림으로 분리됩니다. 이때 버터 제조에 사용되는 우유 내 지방 함량(~4%)은 10배 정도 증가합니다(~40%). 여기서 교반 과정까지 거치게 되면 크림이 버터로 전환되어 지방 함량은 2배 정도 더 증가하게 됩니다(~80%). 결과적으로 우유는 원심분리와 교반 과정을 통해 20배 정도 농축되는 결과를 얻게 됩니다.
- 지방 결정화 : 교반 공정 전에 원유에서 분리된 크림은 경도에 영향을 미치는 지방 결정화를 위해 낮은 온도에서 숙성됩니다. 버터의 경도는 융점이 다른 지방산의 상대적 비율에 따라 달라지는데, 일반적으로 포화지방산이 불포화지방산보다 융점이 높으므로 포화지방산이 높으면 더 단단한 버터를 만들 수 있습니다. 부드러운 버터는 반대의 경우로 낮은 융점을 지닌 불포화지방산 비율이 높고, 적은 양의 포화지방산을 갖습니다. 하지만 일반적으로 버터는 모양을 유지할 정도로 단단해야 해서 지방 분리현상(Oiling-off)이 일어나지 않을 정도의 충분한 경도를 가져야 합니다.
- 유지방의 상전환(Phase inversion) : 버터는 40% 정도의 지방으로 구성된 크림(O/W 에멀션)이 교반 공정을 통해 W/O 에멀션으로 상전환이 일어납니다. 좀 더 자세히 말하자면 크림은 지방과 물이 잘 분산되어 있는 상태이지만 교반을 해주게 되면 지방구에 충격이 가해지면서 지방구가 파괴되고 응집하게 됩니다. 그 결과 응집하지 않은 곳은 버터밀크로 분리되고 상전환이 일어나게 되는 것입니다. 버터밀크의 주 성분은 수분이 90% 정도이고 그 외에 단백질, 락토오스가 들어있고 미량의 지방과 회분이 함유되어 있다. 그대로 실용되기도 하지만 분말 버터밀크의 원료가 되기도 합니다. *(O/W = Oil in Water, W/O = Water in Oil), (에멀션 : 서로 섞이지 않는 두 액체가 분산되어 있는 상태)