Аннотация
Рассмотрены вопросы использования отделочных полуфабрикатов на основе газожидкостных дисперсных систем. Изучено влияние казеината натрия и эмульгаторов на свойства взбитых отделочных полуфабрикатов. Проанализированы пенообразующая способность и вязкость полученных полуфабрикатов. Обсуждаются перспективы их использования в технологии продуктов питания.Ключевые слова
Отделочные полуфабрикаты, казеинат натрия, эмульгаторы, пенообразующая способность, дисперсные системы, вязкостьВВЕДЕНИЕ
Введение Современные тенденции расширения ассортимента кондитерских изделий ориентированы на совершенствование традиционных и создание новых видов отделочных полуфабрикатов. Кондитерские изделия должны соответствовать стандартам, изготавливаться из качественного сырья с применением технологических процессов, обеспечивающих выпуск высококачественных продукций. Особое значение имеют изделия, предназначенные для детского и диетического питания. Одной из важнейших задач является создание конкурентоспособной продукции, что подразумевает обеспечение высокого качества, снижение себестоимости и увеличение продолжительности хранения. Для решения поставленных задач в сложившихся рыночных условиях актуальным является привлечение новых нетрадиционных видов сырья и полуфабрикатов. Важнейшим критерием в выборе компонентов для производства продуктов длительного хранения является срок хранения ингредиентов. Этот фактор является решающим в поиске равнозначной замены сухих молочных сливок. Таким аналогом стали сухие сливки на основе растительных жиров, или «растительные сливки» - заменители натуральных сливок, получаемые из растительных жиров (чаще всего используют кокосовое, пальмовое или пальмоядровое масло). Эти системы представляют собой высокодисперсную эмульсию растительных жиров в водном растворе [1]. В соответствии с особенностями технологии производства растительные сливки могут выпускать молокоперерабатывающие заводы, а при наличии специализированной линии - и другие предприятия пищевой промышленности. В отличие от молочных растительные сливки обладают улучшенными функциональными свойствами по причине использования определенного типа жира, обладающего специфической кривой плавления в сочетании с соответствующими стабилизационными системами. В настоящее время в технологии продуктов питания все чаще используют функциональные свойства молочных белков. Эти важные характеристики (влагосвязывающая способность, набухаемость, пенообразующие и эмульгирующие свойства и др.) определяют поведение как белков, так и готовой продукции при переработке [2]. Требования к свойствам белка различаются в зависимости от характера процесса переработки молока в те или иные пищевые продукты, поэтому данные о них позволяют выбрать и оптимизировать процесс переработки сырья. Если учесть, что белки определяют поведение молока при получении разнообразных продуктов питания, правомочно предположить, что, целенаправленно воздействуя на белковую фазу, можно добиться такой модификации технологических и физико-химических свойств исходной системы, которые в дальнейшем будут обусловливать ее способность к формированию дисперсных систем молочных продуктов [3]. Одним из наиболее важных продуктов глубокого фракционирования сельскохозяйственного сырья стали препараты молочных белков, в частности казеинат натрия. Казеинат натрия отличается повышенным содержанием белка, высокой водосвязывающей и эмульгирующей способностью, хорошей растворимостью при рН 7, устойчивостью при хранении. Присутствие солей повышает стабильность эмульсий с казеинатом натрия и не влияет на растворимость. Использование казеината натрия позволяет оптимизировать белковый состав продуктов, вырабатывать продукты детского и специализированного питания, регулировать структурно-механические свойства готовых изделий, снижать потери массы при термообработке, экономить сырье, расширять возможности рационального использования молочного сырья. Использование казеинатов в рецептурах пищевых продуктов позволяет предотвратить выделение свободной влаги и тем самым повысить вязкость и стабильность продукта. Исключительное многообразие молочных продуктов, относящихся к дисперсным системам, их важное прикладное значение предопределяют необходимость изучения свойств и разработки методов физико-химического управления качеством на разных стадиях технологических процессов получения и переработки дисперсных систем. Есть все основания утверждать, что физикохимия дисперсных систем является научной основой технологических процессов, протекающих в гетерогенных системах, в том числе процессов создания пищевых продуктов. Кроме того, в настоящее время возникла необходимость в разработке таких продуктов, которые по пищевой и биологической ценности превышали бы таковые у имеющихся традиционных продуктов, удовлетворяли спрос потребителей и позволяли наиболее полно и эффективно использовать все составные части используемого сырья, что в конечном итоге способствовало рациональному использованию сырья в пищевой промышленности. Важным процессом, имеющим место в пищевой промышленности, является пенообразование. По мнению различных авторов, практическое использование пен ограничено несколькими областями, в основном теми, в которых для оптимизации свойств пен можно использовать принципы регулирования технологических параметров [4]. Фундаментальные исследования в области получения пищевых дисперсных продуктов (со взбитой структурой) либо отсутствуют, либо отнесены к процессу получения отдельных видов пищевых продуктов. Между тем процессы пенообразования в пищевой промышленности играют исключительно важную роль. Исследование процесса пенообразования дает ценные сведения для различных областей науки, в том числе пищевой технологии. По этой причине главной задачей в пищевой промышленности является разработка принципов получения пенообразных масс с заданными характеристиками. Установлено, что образование устойчивой (долгоживущей) пены в чистой жидкости невозможно. Устойчивые полиэдрические пены получают только в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ). Свойство отдельных веществ давать стабильные пены высокой степени взбитости широко применяют в пищевой промышленности для создания продуктов питания со взбитой структурой (кремов, муссов, сливок). Они пользуются повышенным спросом благодаря оригинальному составу и, как правило, высокой пищевой ценности. В настоящее время для получения пенообразных масс используют пенообразователи животного происхождения [5]. В связи с этим изучение сущности образования пенообразных дисперсных систем и факторов, влияющих на их свойства и состав, является актуальным вопросом для современного производства, что позволяет сформулировать новые теоретические положения и внести уточнения в существующие. Все вышеизложенное указывает на актуальность исследований, связанных с оценкой совместного влияния препарата животного происхождения (казеината натрия) и эмульгатора Ламеджин WT 626 на свойства отделочных полуфабрикатов на основе газожидкостных дисперсных систем. Материалы и методы исследования Объектами исследования явились растительные сливки с массовой долей сухих веществ 40 % (Decor Up, UNIGRA, Италия), творог обезжиренный (ГОСТ Р 52096-2003), казеинат натрия (ГОСТ 17626-81), эмульгатор Ламеджин WT 626 (сертификат). При выполнении работы использовали общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследования. Учет и обработку результатов проводили методами статистического и регрессионного анализа. Отбор и подготовку проб к анализу проводили по ГОСТ 5904-82; ГОСТ 3622-68; ГОСТ 9225-84; ГОСТ 26668-85. Пенообразующую способность определяли методом П.А. Ребиндера (методом кратности пен) и выражали в процентах [6]. Вязкость растительных сливок определяли на приборе Rheo-Viskometer. Напряжение сдвига (θ, Па) вычисляли по формуле θ = Ζ⋅α, (1) где Ζ - константы цилиндров (S1/S, или S2/S, или H/h); α - показания реотеста. Эффективную вязкость (ηэф, Па⋅с) вычисляли по формуле ηэф = θ / ﻵ, (2) где ﻵ - скорость сдвига, с-1. Предельное напряжение сдвига аэрированного молочного продукта определяли на приборе «Структурометр-1». Органолептические показатели качества определяли по тридцатибалльной шкале. Результаты и их обсуждение В рецептуре отделочных полуфабрикатов на основе газожидкостных дисперсных систем, в дальнейшем молочной основы, использовали казеинат натрия с целью улучшения органолептических характеристик продукта. При использовании казеината натрия руководствовались следующим: содержит незаменимые аминокислоты, витамины, микро- и макроэлементы. Все эти вещества способствуют нормализации многих функций организма, росту, развитию, а также укреплению организма, что позволяет расширить сферу использования отделочных полуфабрикатов в функциональном и детском питании. Для определения количества казеината натрия готовили образцы с массовой долей от 1 до 5 %, шаг варьирования составлял 1 %. Влияние казеината натрия на пенообразующую способность и вязкость исследовано при различных температурах и количестве эмульгатора Ламеджин 1,5 %. Массовая доля использования эмульгатора выбрана с учетом рекомендаций, изложенных в технологической инструкции на эти препараты. На рис. 1 и 2 представлено изменение пенообразующей способности и вязкости молочной основы в присутствии казеината натрия. Рис. 1. Влияние казеината натрия на пенообразующию способность молочных основ (1 - 2±1 ºС; 2 - 4±1 ºС; 3 - 18±1 ºС; 4 - 40±1 ºС) Рис. 2. Влияние казеината натрия на вязкость молочной основы (1 - 2±1 ºС; 2 - 4±1 ºС; 3 - 18±1 ºС; 4 - 40±1 ºС) Анализируя полученные данные, пришли к выводу, что казеинат натрия влиял на пенообразующие свойства и вязкость молочной основы. Было установлено, что наиболее оптимальными пенообразующими свойствами обладал полуфабрикат при температуре взбивания 4±1 ºС. С увеличением дозировки казеината натрия происходит рост пенообразующей способности почти до 280 %, после чего наблюдается ее снижение из-за увеличения вязкости продукта от 45 МПа и выше. Установлено, что максимальными пенообразующими характеристиками обладает образец, содержащий 3 % казеината натрия. В диапазоне концентраций казеината натрия от 1,0 до 2,0 % исследуемая основа растительных сливок с добавлением обезжиренного творога дает низковязкие растворы. Значения вязкости растворов в исследуемом диапазоне концентраций с увеличением температуры возрастают с 41 до 44 МПа. Наиболее оптимальным значением вязкости раствора было 47 МПа при температуре 4±1 ºС. Использование в технологии Ламеджин WT 626 в качестве эмульгатора и пенообразователя позволило нам добиться объемной, устойчивой пены. Влияние эмульгатора Ламеджин WT 626 на пенообразующую способность и вязкость было исследовано при различных температурах и массовой доле казеината натрия 3 %. Для исследований готовили образцы растительных сливок Art-deco с массовой долей от 0,5 до 2,5 % с шагом варьирования 0,5 %. Результаты исследований представлены на рис. 3 и 4. Рис. 3. Влияние эмульгатора Ламеджин WT 626 на пенообразующую способность Рис. 4. Влияние количества вносимого эмульгатора Ламеджин WT 626 на вязкость В результате анализа данных установили, что рациональная концентрация эмульгатора составляет 1,5 %, при этом наблюдается наилучшая пенообразующая способность - 280 %. При увеличении концентрации эмульгатора происходило снижение пенообразующей способности на 100 %, в результате чего увеличивается плотность продукта, а следовательно, ухудшаются органолептические свойства. С увеличением количества эмульгатора увеличивалась вязкость продукта. Так, при концентрации эмульгатора 1,5 % вязкость продукта с 2,2 МПа увеличилась до 45. Исходя из полученных данных сделали заключение об универсальности применения казеината натрия и эмульгатора Ламеджин WT 626 в качестве пенообразователя для производства отделочных полуфабрикатов на основе газожидкостных дисперсных систем с концентрацией 3 и 1,5 % соответственно. Учитывая, что исследуемые препараты казеинат натрия и эмульгатор Ламеджин WT 626 обладают пенообразующей способностью и образуют вязкие растворы, оба препарата можно использовать для разработки взбитых отделочных полуфабрикатов. С учетом проведенного анализа для дальнейших исследований была разработана рецептура отделочного полуфабриката на основе газожидкостной дисперсной системы (табл. 1). Таблица 1 Рецептура отделочного полуфабриката на основе газожидкостных дисперсных систем Наименование сырьяМасса нетто, г Масло пальмовое235,8 Казеинат натрия 141,5 Натрий двууглекислый 12,3 Сахар-песок141,5 Вода 429,3 Лецитин18,9 Белок сои4,7 Ламеджин WT 62615,0 Ванилин1,0 ИТОГО1000 Готовый отделочный полуфабрикат на основе газожидкостных дисперсных систем представляет собой однородную, пенообразную, пышную, нежную и стойкую массу. При отработке рецептуры определяли органолептические показатели отделочных полуфабрикатов (табл. 2). В связи с тем что исследуемые продукты по ряду свойств имитируют молочные сливки, при исследовании использовали методы, принятые для анализа молочных сливок. Таблица 2 Органолептические показатели отделочного полуфабриката на основе газожидкостных дисперсных систем Наименование показателяХарактеристика показателя Внешний вид Однородная, устойчивая масса с мелкими вкраплениями наполнителя, равномерно распределенными по всему объему КонсистенцияМелкопористая, в меру плотная Вкус и запахХарактерные для используемого молочного сырья Таким образом, наши исследования позволяют сделать вывод: главная роль стабилизирующих веществ при добавлении в растительные сливки сводится к укреплению структуры соответствующего раствора, на основе чего формируется конечная форма сырья с сохранением его биологической ценности и потребительских качеств, отвечающих современным требованиям здорового питания. Выводы Изучена динамика изменения пенообразующей способности и вязкости взбитых отделочных полуфабрикатов на основе дисперсных систем в зависимости от массовой доли вносимого казеината натрия и эмульгатора Ламеджин WT 626. Установлено, что при массовой доле казеината натрия 3 % и эмульгатора Ламеджин WT 626 1,5 % взбитый отделочный полуфабрикат обладал наилучшей пенообразующей способностью и устойчивой пеной, что положительно влияет на органолептические показатели.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. Попкова, Г.Ю. Творожные изделия и новые технологии / Г.Ю. Попкова, В.А. Могильный // Молочная промышленность. - 2008. - № 8. - С. 22-23.
- 2. Клепкер, В.М. Использование белков молока при производстве творога и творожных изделий / В.М. Клепкер // Молочная промышленность. - 2008. - № 8. - С. 12-13.
- 3. Тиняков, В.Г. Использование концентратов из молочного сырья в сыроделии / В.Г. Тиняков, Ж.Л. Гучок, С.И. Старикова // Обзорная информация. Серия «Молочная промышленность». - М.: АгроНИИТЭИММП, 1992. - 28 с.
- 4. Просеков, А.Ю. Теоретическое обоснование и технологические принципы формирования молочных пенообразных дисперсных систем: дис. ... д-ра техн. наук / Просеков Александр Юрьевич. - Кемерово, 2004. - 450 c.
- 5. Трифонов, И.Ю. Технологии новых белковых продуктов / И.Ю. Трифонов, И.С. Разумникова // Современные аспекты молочного дела в России. - Вологда: Департамент продовольственных ресурсов, торговли и услуг Вологодской области, 2007. - С. 65-66.
- 6. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. - М.: Наука, 1966. - 284 с.