ISSN 2074-9414 (Print),
ISSN 2313-1748 (Online)

Исследование реологических свойств майонеза с нетрадиционным сырьем

Аннотация
Реологические измерения в пищевой промышленности играют важную роль в определении физических характеристик сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов. Цель работы состояла в исследовании влияния ингредиентов и параметров процесса гомогенизации на реологические свойства майонеза с добавлением тыквенного и рисового масел, а также различных сортов мёда.
Для приготовления опытных образцов майонеза в качестве нетрадиционных ингредиентов использовали тыквенное масло холодного отжима и рафинированное рисовое масло, а также четыре сорта мёда (акациевый, липовый, лесной и весенний). Приготовление майонеза осуществляли традиционным способом на лабораторном гомогенизаторе Ultra Turrax T25 IKA (диапазон скоростей вращения ротора 3500–24 000 об/мин). Реологические свойства меда и опытных образцов майонеза определяли на ротационном вискозиметре Brookfield.
Сравнительный анализ реологических показателей меда показал, что высокую вязкость имеет лесной мед, а низкую – липовый. Введение в рецептуру майонеза различных сортов мёда повлияло на реологические свойства готового продукта. Образец майонеза с лесным медом имел высокие значения эффективной вязкости (3,427 Па·с) и коэффициента консистенции (101,26 Па·сn). Использование сухой сыворотки в качестве молочного компонента при приготовлении майонеза с добавлением тыквенного и рисового масел позволило получить продукт с лучшими реологическими показателями. Также положительное влияние, по сравнению с другими углеводами, на консистенцию майонеза оказало введение инулина HD (эффективная вязкость 2,801 ± 0,001 Па·с, индекс текучести 0,2630 ± 0,0020). Используемые дисахариды обеспечивают более высокую вязкость и консистенцию майонеза, чем моносахариды. Майонез со свежим яичным желтком имел более высокую вязкость (2,656 ± 0,002 Па·с) и консистенцию (65,640 ± 0,004 Па·с) по сравнению с добавлением других яичных продуктов. Реологические характеристики майонеза также зависят от продолжительности гомогенизации и частоты вращения ротора гомогенизатора. Увеличение продолжительности гомогенизации с 2 до 4 мин при частоте вращения ротора гомогенизатора 10 000 об/мин повышало вязкость эмульсии с 6,253 до 8,736 Па·с и коэффициент консистенции – с 77,42 до 134,24 Па·сn, а также снижало индекс текучести с 0,2628 до 0,1995. Частота вращения ротора гомогенизатора в диапазоне 10 000–12 000 об/мин является оптимальной для майонеза с добавлением тыквенного и рисового масел и меда.
Исследованные образцы майонеза с тыквенным и рисовым маслом, а также с мёдом относятся к неньютоновским системам, псевдопластическим типам жидкостей. Полученные эмпирические кривые течения с высокой степенью адекватности описываются моделью Гершеля-Балкли. Применение полученных результатов позволит повысить эффективность проектирования технологических процессов при производстве майонезов, улучшить качественные показатели готового продукта и снизить производственные издержки.
Ключевые слова
Майонез, реологические свойства, гомогенизация, мёд, растительное масло, углеводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  1. Yildirim M, Sumnu G, Sahin S. Rheology, particle-size distribution, and stability of low-fat mayonnaise produced via double emulsions. Food Science and Biotechnology. 2016;25(6):1613–1618. https://doi.org/10.1007/s10068-016-0248-7
  2. Ghorbani Gorji S, Smyth HE, Sharma M, Fitzgerald M. Lipid oxidation in mayonnaise and the role of natural antioxidants: A review. Trends in Food Science and Technology. 2016;56:88–102. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.08.002
  3. Mohammed NK, Ragavan H, Ahmad NH, Hussin ASM. Egg-free low-fat mayonnaise from virgin coconut oil. Foods and Raw Materials. 2022;10(1):76–85. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2022-1-76-85
  4. Averyanova EV, Shkolnikova MN, Chugunova OV. Antioxidant Properties of Triterpenoids in Fat-Containing Products. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(2):233–243. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074- 9414-2022-2-2358
  5. Katsaros G, Tsoukala M, Giannoglou M, Taoukis P. Effect of storage on the rheological and viscoelastic properties of mayonnaise emulsions of different oil droplet size. Heliyon. 2020;6(12) https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05788
  6. Miguel GA, Jacobsen C, Prieto C, Kempen PJ, Lagaron JM, Chronakis IS, et al. Oxidative stability and physical properties of mayonnaise fortified with zein electrosprayed capsules loaded with fish oil. Journal of Food Engineering. 2019;263:348–358. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.07.019
  7. Taslikh M, Mollakhalili-Meybodi N, Alizadeh AM, Mousavi M-M, Nayebzadeh K, Mortazavian AM. Mayonnaise main ingredients influence on its structure as an emulsion. Journal of Food Science and Technology. 2021;59(6):2108–2116. https://doi.org/10.1007/s13197-021-05133-1
  8. Bredikhin SA, Martekha AN, Andreev VN, Soldusova EA, Karpova NA. Investigation of the structural and mechanical characteristics of mayonnaise with the addition of linseed oil. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022;979(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/979/1/012089
  9. Armaforte E, Hopper L, Stevenson G. Preliminary investigation on the effect of proteins of different leguminous species (Cicer arietinum, Vicia faba and Lens culinarius) on the texture and sensory properties of egg-free mayonnaise. LWT. 2021;136. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110341
  10. Sakai S, Ikeda N. A numerical analysis to evaluate the emulsifying activity of pasteurized egg yolk. Food Hydrocolloids. 2022;123. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107087
  11. Chen J, Cao C, Yuan D, Xia X, Liu Q, Kong B. Impact of different ionic strengths on protein-lipid co-oxidation in whey protein isolate-stabilized oil-in-water emulsions. Food Chemistry. 2022;385. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132700
  12. Jalali-Jivan M, Abbasi S. Novel approach for lutein extraction: Food grade microemulsion containing soy lecithin & sunflower oil. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2020;66. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102505
  13. Patil U, Benjakul S. Physical and textural properties of mayonnaise prepared using virgin coconut oil/fish oil blend. Food Biophysics. 2019;14(3):260–268. https://doi.org/10.1007/s11483-019-09579-x
  14. Primacella M, Wang T, Acevedo NC. Characterization of mayonnaise properties prepared using frozen-thawed egg yolk treated with hydrolyzed egg yolk proteins as anti-gelator. Food Hydrocolloids. 2019;96:529–536. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.06.008
  15. Park J-Y, Choi M-J, Yu H, Choi Y, Park K-M, Chang P-S. Multi-functional behavior of food emulsifier erythorbyl laurate in different colloidal conditions of homogeneous oil-in-water emulsion system. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022;636. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.128127
  16. Feng T, Fan C, Wang X, Wang X, Xia S, Huang Q. Food-grade Pickering emulsions and high internal phase Pickering emulsions encapsulating cinnamaldehyde based on pea protein-pectin-EGCG complexes for extrusion 3D printing. Food Hydrocolloids. 2022;124. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107265
  17. Alvarez-Sabatel S, Martínez de Marañón I, Arboleya J-C. Impact of oil and inulin content on the stability and rheological properties of mayonnaise-like emulsions processed by rotor-stator homogenization or high pressure homogenization (HPH). Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2018;48:195–203. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2018.06.014
  18. Raikos V, McDonagh A, Ranawana V, Duthie G. Processed beetroot (Beta vulgaris L.) as a natural antioxidant in mayonnaise: Effects on physical stability, texture and sensory attributes. Food Science and Human Wellness. 2016;5(4):191–198. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2016.10.002
  19. Ovsyannikov VYu, Toroptsev VV, Berestovoy AA, Lobacheva NN, Lobacheva MA, Martekha AN. Development and research of new method for juice extracting from sugar beet with preliminary pressing. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;640(5). https://doi.org/10.1088/1755-1315/640/5/052011
  20. Bonilla JC, Clausen MP. Super-resolution microscopy to visualize and quantify protein microstructural organization in food materials and its relation to rheology: Egg white proteins. Food Hydrocolloids. 2022;124. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107281
  21. van Eck A, Fogliano V, Galindo-Cuspinera V, Scholten E, Stieger M. Adding condiments to foods: How does static and dynamic sensory perception change when bread and carrots are consumed with mayonnaise? Food Quality and Preference. 2019;73:154–170. https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2018.11.013
  22. Heydari A, Razavi SMA, Farahnaky A. Effect of high pressure-treated wheat starch as a fat replacer on the physical and rheological properties of reduced-fat O/W emulsions. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2021;70. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2021.102702
  23. Kantekin-Erdogan MN, Ketenoglu O, Tekin A. Effect of monoglyceride content on emulsion stability and rheology of mayonnaise. Journal of Food Science and Technology. 2019;56(1):443–450. https://doi.org/10.1007/s13197-018-3506-2
  24. Aganovic K, Bindrich U, Heinz V. Ultra-high pressure homogenisation process for production of reduced fat mayonnaise with similar rheological characteristics as its full fat counterpart. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2018;45:208–214. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2017.10.013
  25. Yang X, Li A, Yu W, Li X, Sun L, Xue J, et al. Structuring oil-in-water emulsion by forming egg yolk/alginate complexes: Their potential application in fabricating low-fat mayonnaise-like emulsion gels and redispersible solid emulsions. International Journal of Biological Macromolecules. 2020;147:595–606. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.01.106
  26. Shen R, Luo S, Dong J. Application of oat dextrine for fat substitute in mayonnaise. Food Chemistry. 2011;126(1):65–71. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.10.072
  27. Seo CW, Yoo B. Preparation of milk protein isolate/κ-carrageenan conjugates by maillard reaction in wet-heating system and their application to stabilization of oil-in-water emulsions. LWT. 2021;139. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110542
  28. Gmach O, Bertsch A, Bilke-Krause C, Kulozik U. Impact of oil type and pH value on oil-in-water emulsions stabilized by egg yolk granules. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2019;581. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.123788
  29. Kumar Y, Roy S, Devra A, Dhiman A, Prabhakar PK. Ultrasonication of mayonnaise formulated with xanthan and guar gums: Rheological modeling, effects on optical properties and emulsion stability. LWT. 2021;149. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111632
  30. Bredikhin SA, Andreev VN, Martekha AN, Soldusova EA. Investigation of the process of structure formation during ultrasonic homogenization of milk. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022;954(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/954/1/012014
  31. Bredihin SA, Andreev VN, Martekha AN, Schenzle MG, Korotkiy IA. Erosion potential of ultrasonic food processing. Foods and Raw Materials. 2021;9(2):335–344. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-335-344
  32. Li A, Gong T, Hou Y, Yang X, Guo Y. Alginate-stabilized thixotropic emulsion gels and their applications in fabrication of low-fat mayonnaise alternatives. International Journal of Biological Macromolecules. 2020;146:821–831. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.10.050
Как цитировать?
Исследование реологических свойств майонеза с нетрадиционным сырьем / С. А. Бредихин [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 739–749. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-240
О журнале