Использование Поликома в производстве мороженого (80
..pdfК защите диссертации
УДК 663.674
Использование «Поликома» в производстве мороженого
Д-р техн. наук Е.Н.АРТЕМОВА, Т.С.БЫЧКОВА
Орловский государственный технический университет
Всоздании качественно новых молочных продук тов перспективным представляется направление по комбинированию молочного и растительного сырья. Данный прием обеспечивает потенциальную возмож ность взаимного обогащения ингредиентов, входя щих в состав этих продуктов, по одному или несколь ким эссенциальным факторам и позволяет создавать продукты сбалансированного состава, в том числе специально разработанных целевых разновидностей.
Стабилизатор — важнейший компонент смеси мороженого, оказывающий решающее влияние на формирование структуры и консистенции готового продукта. К веществам, используемым в качестве стабилизаторов для мороженого, предъявляется ряд требований. Они должны увеличивать вязкость и взбиваемость смеси; обладать устойчивостью к меха ническому воздействию, а также к нагреву и замора живанию; хорошо смешиваться с другими компо нентами; препятствовать образованию крупных кри сталлов льда [1].
Вотечественном производстве мороженого в ка честве стабилизаторов применяют агар, агароид, же латин, крахмал, метилцеллюлозу, пектин, комплекс ные стабилизаторы. Желатин и крахмал имеют серь езные недостатки. Мороженое на желатине имеет желтый цвет, тягучую и излишне плотную консис тенцию, нестойко в хранении, большие (до 1 %) нор мы расхода желатина. Мороженое на крахмале плохо взбивается, имеет посторонний привкус, рыхлую консистенцию. Главный недостаток остальных ста билизаторов — острый дефицит и высокая стои мость, что относится в том числе и к пектину. Кроме того, например, мороженое с использованием метилцеллюлозы требует большой подготовительной работы для ее набухания и растворения, строгого со блюдения температурного режима. Агар и агароид отличаются повышенной чувствительностью к на греванию и активной кислотности. Таким образом, поиск эффективных стабилизаторов мороженого, ха рактеризующихся невысокой стоимостью и отсутст вием побочных эффектов, безусловно, актуален.
Сразвитием технологии получения и модифика ции пектинов, а также с накоплением знаний об их природе и о функциональных свойствах появилась возможность для производства специальных пектинсодержащих добавок, которые можно использо вать при разработке комбинированных молочных продуктов.
Подобные исследования позволили получить пи щевую добавку «Поликом», которая представляет со
бой порошок из яблочных выжимок. Так как яблоч ные выжимки являются отходом производства сока и вина, появление этой добавки решает проблему бе зотходной переработки растительного сырья и ком плексного его использования.
«Поликом» разработан Могилевским государст венным университетом продовольствия Республики Беларусь в 2000 г. Известно успешное использова ние «Поликома» в технологиях многих пищевых продуктов [2].
«Поликом» представляет собой продукт, 75 % су хих веществ которого составляют гемицеллюлозы, целлюлоза, пектиновые вещества (в том числе 15-20 % растворимого пектина). Это позволяет отне сти «Поликом» к ценным источникам природных пищевых волокон, которые нормализуют функции кишечника, обмен веществ и гормональный баланс в организме человека, обеспечивают связывание и вы ведение из организма радионуклидов, тяжелых ме таллов, нитратов, бактериальных токсинов и др. [2].
Таким образом, включение «Поликома» в рецеп туры продуктов питания способствует повышению сопротивляемости организма человека вредным ус ловиям окружающей среды. Кроме того, «Поликом» обладает студнеобразующими, загущающими, стаби лизирующими и эмульгирующими свойствами, что позволяет использовать его в качестве многофункци ональной добавки в производстве различных пище вых продуктов.
В рамках договора о творческом сотрудничестве между Орловским государственным техническим университетом и Могилевским государственным университетом продовольствия Республики Бела русь проводятся совместные разработки по расшире нию ассортимента продуктов с применением «Поли кома». В частности, в ОрелГТУ была исследована возможность его использования в производстве мо роженого на молочной основе. Поскольку пенообразующими свойствами «Поликом» не обладает, но об ладает стабилизирующими, в технологии морожено го ему была отведена роль стабилизатора.
Поскольку «Поликом» обладает высокой влагоудерживающей способностью (способен связывать и удерживать до 600 % воды по отношению к собствен ной массе) и это может привести при использовании его в сухом виде к изменению консистенции готово го продукта (ухудшению), был выбран способ внесе ния «Поликома» в смесь мороженого в виде раствора.
Один из показателей, характеризующих стабили зирующие свойства «Поликома», — вязкость его рас-
58 |
«ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ», № 8, 2006 |
творов. Кинематическую вязкость измеряли на ка пиллярном вискозиметре ВПЖ-2 (диаметр капилля ра 1,77 мм). Для исследования готовили растворы различной концентрации — от 0,5 до 12 % «Поли кома» в растворе с интервалом 0,5 %, нагревали при температуре 35...40 °С в течение 5 мин. Согласно по лученным данным, с увеличением концентрации «Поликома» повышается вязкость его растворов.
При концентрациях растворов от 0,5 до 7 % «Поликом» растворился не полностью и образовался осадок. Вязкость изменилась почти в 5 раз. Для уда ления нерастворившихся частиц и достижения од нородной консистенции растворов проводили фильтрование, сопровождающееся достаточно боль шими потерями стабилизатора.
По мере увеличения концентрации «Поликома» в растворах снижалось количество осадка, растворы получались более вязкие, происходило их структури рование за счет желирующих свойств стабилизатора. При концентрациях от 9 до 11 % растворы были бо лее однородными, вязкость продолжала возрастать и ее значения находились в диапазоне от 15,24 до 17,26 мм2/с. При булыиих концентрациях «Полико ма» (12 % и выше) растворы становились густыми и трудными в работе. Максимальное из возможно опре деляемых значений вязкости — 20,63 мм2/с (вязкость растворов бульших концентраций не определяли).
Для окончательного выбора концентрации рас твора «Поликома» была проведена сравнительная оценка 3 и 10%-ного растворов как средних из вышерассмотренных диапазонов.
Поскольку основным пенообразователем в смеси для мороженого служит сухое обезжиренное молоко (СОМ), нами было исследовано влияние «Поли кома» на его пенообразующие свойства. По рекомен дациям ряда авторов, СОМ восстанавливали водой в соотношении 1:2, которое обеспечивает максималь ную пенообразующую способность [3].
Пенообразующие свойства композиций СОМ: «Поликом» характеризовали пенообразующей спо собностью, которую определяли методом кратности пен, и устойчивостью пены, выраженной в процен том соотношении высоты столба пены по истечении 3 ч к первоначальной.
Готовили два образца: с введением в восстанов ленное обезжиренное молоко слабовязкого раствора 3%-ной концентрации, предварительно отфильтро ванного, и высоковязкого раствора 10%-ной концен трации. При этом количество сухого «Поликома» ос тавалось постоянным (0,1 г).
В качестве контроля был взят образец без добавле ния «Поликома». Данные исследования приведены в табл. 1, где показаны пенообразующие свойства вос становленного СОМ в зависимости от концентрации вносимого раствора «Поликома».
Лучшим по органолептическим показателям был образец с внесением 10%-ного раствора «Поликома», который имел более плотную и однородную консис тенцию без видимых вкраплений по сравнению с об разцом с введением 3%-ного раствора. Кроме того,
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Массовая доля раствора |
|
Показатель |
Контроль |
«Поликома» в смеси, % |
|
|
|
3%-ный раствор |
10%-ный раствор |
Пенообразу- |
2,32±0,05 |
2,38±0,05 |
2,50+0,05 |
ющая способ |
|
|
|
ность |
|
|
|
Устойчивость |
100 |
97±0,5 |
97±0,5 |
пены через |
|
|
|
1 ч, % |
|
|
|
Устойчивость |
93+0,5 |
97±0,5 |
97±0,5 |
пены через |
|
|
|
2 ч, % |
|
|
|
Устойчивость |
93±0,5 |
97±0,5 |
97±0,5 |
пены через |
|
|
|
3 ч, % |
|
|
|
рН среды |
6,74±0,01 |
6,70+0,01 |
6,69+0,01 |
при введении 10%-ного раствора наблюдается повы шение пенообразующей способности по сравнению как с контрольным образцом, так и с действием 3%- ного раствора. Что касается устойчивости пены, то использование «Поликома» способствует получению более стабильной пены, поскольку по истечении 3 ч она составляет 97 % для обеих концентраций. Для контроля этот показатель несколько ниже — 93 %.
Помимо влияния на пенообразующие свойства использование 10%-ного раствора «Поликома» поз воляет сократить технологический процесс за счет исключения операции фильтрования и, как следст вие, существенно уменьшить потери «Поликома».
Исходя из вышесказанного, лучшими технологи ческими свойствами обладает 10%-ный раствор «По ликома», поэтому именно он был взят за основу при составлении смеси для приготовления мороженого.
Поскольку в производстве мороженого одна из технологических операций - пастеризация, было ис следовано влияние нагревания на 10%-ный раствор «Поликома».
Выбирая температуру нагревания, ориентирова лись на технологические инструкции по производст ву мороженого. Согласно традиционным технологи ям температурный диапазон пастеризации колеблет ся в пределах 75...95 °С, и в зависимости от темпера туры продолжительность этого процесса не превы шает 10 мин. Для нагревания раствора «Поликома» были выбраны две температуры — 80+5 °С и 90±5 °С. Продолжительность нагревания при выбранных тем пературах раствора «Поликома» исследовали в диа пазоне от 5 до 50 мин с интервалом в 5 мин.
В качестве контрольного образца был взят раствор, не подвергнутый нагреванию (рис. 1 и 2). Из приве денных графиков видно, что нагревание раствора «Поликома» при обоих температурных режимах спо собствует значительному повышению вязкости.
Нагревание при температуре 80±5 °С до 30 мин приводит к повышению вязкости раствора почти в 1,5 раза, а в результате нагревания при темпера туре 90+5 °С до 10 мин вязкость повышается на чет верть. Далее в обоих случаях наблюдается снижение вязкости. Нагревание при температуре 80+5 °С более 30 мин резко снижает вязкость раствора, и к оконча-
«ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ», № 8, 2006 |
59 |
|
|
25-. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
я о |
?0- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество |
|
Титруе |
Вяз |
|
|
|
Сопро |
||
° |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мая |
Плот |
Взби- |
тивление |
||||
о |
„ |
1Ь- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вносимого |
|
кость |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РН |
кислот |
ность, |
тость, |
мороже |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
смеси, |
|||||||||||
а |
со |
10- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«Поликома», |
|
ность, |
кг/м |
3 |
% |
ного тая |
||
ь |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
мм2/с |
|
|||||
О S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
нию, мин |
||
ь- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
го |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 (контроль) |
6,25 |
22 |
42,34 |
1100 |
62 |
32 |
|||
К г— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
0-1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
, |
1 |
1 |
1 . |
|
1 |
6,22 |
19 |
45,1 |
1060 |
56,4 |
26 |
||
|
|
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
|
2 |
6,18 |
20 |
53,33 |
1060 |
61,1 |
34 |
|
|
|
Продолжительность нагревания раствора «Поликома», мин |
|
3 |
6,12 |
21 |
54,67 |
1050 |
60,5 |
46 |
|||||||||||
Рис. 1. Зависимость вязкости раствора «Поликома» от про |
4 |
6 |
21 |
54,67 |
1050 |
57 |
48 |
||||||||||||||
должительности нагревания при температуре 80±5 °С |
дукта регулировали за счет воды. Физико-химичес |
||||||||||||||||||||
|
|
22 т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
« |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кие показатели мороженого представлены в табл. 2. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
ж. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптимальным по исследуемым показателям следу |
|||||||||
&<J 20- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
а. а |
\%\Г^ |
|
|
^ ^ ~ |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
ет признать содержание «Поликома» 3 % от мас |
||||||||||
5 |
§ |
14- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сы |
рецептурной |
смеси, |
вносимого |
в |
смесь в виде |
|||
О 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10%-ного раствора, при котором основные показате |
|||||||||
Й§ |
12- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ли качества исследуемого образца не уступают кон |
|||||||||||
^ |
|
10-1 |
i |
, |
i |
i |
i |
, |
, |
, |
i |
, |
|||||||||
|
|
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
тролю. Дополнительно |
в ходе эксперимента также |
|||||||
|
|
Продолжительность нагревания раствора «Поликома», мин |
|||||||||||||||||||
|
|
определили продолжительность полного таяния мо |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Рис. 1. Зависимость вязкости раствора «Поликома» от про |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
должительности нагревания при температуре 90±5 °С |
роженого, которое в образце с содержанием «Поли |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кома» 10 % составило 100 мин, что практически в 2 |
||||||||
нию нагревания значение вязкости становится близ |
раза превышает аналогичный показатель у контроль |
||||||||||||||||||||
ко к первоначальному. Полученный график можно |
ного образца (48 мин). В образце с «Поликомом» при |
||||||||||||||||||||
разбить на два участка, представляющих собой ли |
таянии отмечено наличие остаточной пространствен |
||||||||||||||||||||
нейную и степенную зависимости. |
|
|
|
|
ной пенообразной структуры, что свидетельствует о |
||||||||||||||||
Нагревание при температуре 90+5 °С более 10 мин |
проявлении комплексом стабилизирующих свойств. |
||||||||||||||||||||
приводит к резкому снижению вязкости раствора. |
|
На основании этих данных можно заключить, что |
|||||||||||||||||||
При нагревании свыше 20 мин ее снижения практи |
«Поликом» обладает необходимыми структурообра |
||||||||||||||||||||
чески не наблюдается, и график представляет зави |
зующими свойствам, так как его введение в рецепту |
||||||||||||||||||||
симость, близкую к линейной. |
|
|
|
|
|
ру молочного мороженого приводит к увеличению |
|||||||||||||||
Проведенное исследование доказывает, что нагре |
вязкости смеси и сопротивления таянию. «Поликом» |
||||||||||||||||||||
вание раствора «Поликома» при обеих температурах |
в большей степени проявляет свойства стабилизато |
||||||||||||||||||||
в течение 10 мин нисколько не ухудшает его стабили |
ра и в меньшей степени свойства пенообразователя, |
||||||||||||||||||||
зирующие свойства, а, наоборот, в обоих случаях |
эмульгатора, так как при введении полуфабриката не |
||||||||||||||||||||
способствует повышению вязкости раствора. |
|
происходит увеличения величины взбитости, сниже |
|||||||||||||||||||
Исходя из вышеизложенного, при использовании |
ния плотности смеси. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
«Поликома» в качестве стабилизатора в технологии |
|
Положительные результаты |
по |
использованию |
|||||||||||||||||
мороженого допустимо нагревание его раствора до |
«Поликома» в технологии мороженого позволяют |
||||||||||||||||||||
температуры 80+5 °С с выдержкой 25-30 мин или до |
рекомендовать его для применения в технологиях |
||||||||||||||||||||
температуры 90+5 °С с выдержкой 5-10 мин. |
|
других молочных продуктов с пенной структурой в |
|||||||||||||||||||
При оценке готового продукта, полученного на |
качестве стабилизатора. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
основе композиции СОМ—«Поликом» с внесением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
последнего в виде 10%-ного раствора, исследовали |
Л и т е р а т у р а |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
основные органолептические и физико-химические |
|
1. Барбашша Е.Г. Качество и стабильность мороженого |
|||||||||||||||||||
показатели |
мороженого, |
установленные |
действую |
// Молочная промышленность. 2001. № 5. |
|
|
|||||||||||||||
щими техническими условиями [4]. В качестве кон |
2. Шульга А.А. Исследование физико-химических харак |
||||||||||||||||||||
троля брали традиционную рецептуру с использова |
теристик комплекса полисахаридного «Поликом» / Тезисы |
||||||||||||||||||||
нием крахмала в качестве стабилизатора мороженого |
докладов 2-й НТ конференции «Техника и технология пи |
||||||||||||||||||||
[5]. В этой рецептуре произвели полную замену ука |
щевых производств».- Могилев, 2000. |
|
|
|
|||||||||||||||||
занного стабилизатора на «Поликом». Необходимо |
3. Остроумов Л.А., Григорьева Р.З., Просеков А.Ю. Изуче |
||||||||||||||||||||
было определить оптимальное содержание «Полико |
ние пенообразующей способности сухого обезжиренного |
||||||||||||||||||||
ма» как стабилизатора. Его содержание в рецептуре |
молока при использовании в сбивных продуктах // Хране |
||||||||||||||||||||
выбирали, исходя из данных литературного обзора и |
ние и переработка сельхозсырья. 1999. № 5. |
|
|||||||||||||||||||
с учетом количества сухих веществ в крахмале, ис |
4. ТУ 10.16.0015.005-90 Мороженое. Технические усло |
||||||||||||||||||||
пользуемом в контрольной рецептуре. |
|
|
|
вия. - Взамен ОСТ 49 156-80; Введ. 01.07.1990. - |
М.: НПО |
||||||||||||||||
Раствор |
«Поликома» |
выбранной |
концентрации |
«Агрохолодпром», 1990. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
вносили в смесь мороженого в количестве от 10, 20, |
5. Справочник по производству мороженого / Г.М.Азов, |
||||||||||||||||||||
30 и 40 г, что соответствует 1, 2, 3 ,4 % сухого «Поли |
АТ.Бурмакин, И.Б.Гисин, |
Г.М.Дезент. - |
М.: Пищевая |
||||||||||||||||||
кома» относительно массы смеси. Общий выход про- |
промышленность, 1970. |
|
|
|
|
|
60 |
«ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ», № 8, 2006 |