Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор литературы 9
1.1. Общие представления о пищевых добавках и их влиянии на качество пищевых продуктов 9
1.1.1. Пищевые ароматизаторы 13
1.1.1.1. Виды ароматизаторов и эффективность их применения 14
1.1.1.2. Сырье для производства ароматизаторов 16
1.1.1.3. Компонентный состав и технология жидких ароматизаторов 19
1.1.1.4. Методы оценки органолептических характеристик ароматизаторов 29
1.1.2. Регуляторы кислотности пищевых систем 33
1.1.2.1. Общая характеристика пищевых кислот 36
1.1.2.2. Вкусовая характеристика пищевых кислот 42
1.1.2.3. Влияние подкислителей пищевых систем на изменение органолептических и функциональных свойств пищевых продуктов 45
1.2. Гигиеническая регламентация пищевых добавок, их безопасность и качество 49
2. Объекты и методы исследований 54
2.1. Объекты исследований 54
2.2. Методы исследования 56
2.2.1. Определение органолептических свойств пищевых добавок 58
2.2.2. Определение стабильности эмульсий 59
2.2.3. Определение стабильности пищевых красителей в пищевых продуктах 60
2.2.4. Определение константы скорости инверсии 60
2.2.5. Определение величины буферной емкости ..61
2.2.6. Математическая обработка результатов экспериментальных исследований 61
3. Результаты исследований и их обсуждение.. 62
3.1. Технологические аспекты создания жидких ароматизаторов на основе различных растворителей 62
3.1.1. Регулирование и оптимизация состава композиций ароматизаторов фруктово-ягодного направления 64
3.1.2. Регулирование и оптимизация состава композиций ароматизаторов цитрусового направления 77
3.2. Разработка технологии и состава эмульсионных ароматизаторов фруктовой гаммы на базе натурального сырья 89
3.2.1. Исследование влияния природы и количественного содержания эмульгатора на устойчивость эмульсии 91
3.2.2. Исследование влияния режима диспергирования на размер частиц и устойчивость эмульсии 99
3.2.3. Исследование влияния рН среды на стойкость эмульсии 102
3.2.4. Исследование влияния эмульгатора на условия взаимодействия фаз эмульсий 102
3.2.5. Выявление наиболее значимых параметров и высокоэффективных ингредиентов для создания ароматических эмульсий 105
3.2.6. Разработка методов контроля качества эмульсионных ароматизаторов 114
3.2.7. Технологическая схема получения эмульсионных ароматизаторов 117
3.3. Изучение влияния свойств растворителя ароматизатора на органолептические и физико-химические показатели кондитерских изделий и напитков 122
3.4. Разработка нормативной и отраслевой документации на пищевые ароматизаторы 128
3.5. Создание компьютерной информационно-поисковой системы для проектирования рецептур пищевых ароматизаторов 129
3.5.1. Проектирование концептуальной модели базы данных 131
3.5.2. Разработка логической и физической моделей базы данных вкусоароматических веществ 134
3.5.3. Исследования по оптимизации логической структуры управления процессом формирования рецептур ароматизаторов 139
3.6. Разработка состава комбинированного подкислителя для пищевой продукции 142
3.7. Изучение органолептических и физико-химических свойств пищевых продуктов с комбинированным подкислителем 147
Выводы 159
Список использованных источников
- Виды ароматизаторов и эффективность их применения
- Вкусовая характеристика пищевых кислот
- Определение органолептических свойств пищевых добавок
- Регулирование и оптимизация состава композиций ароматизаторов фруктово-ягодного направления
Введение к работе
Актуальность работы. Созданию конкурентоспособных продуктов питания высокого качества способствует широкое использование пищевых добавок и ароматизаторов, которые выполняют технологические функции и улучшают органолептические характеристики готовых изделий. Самую востребованную группу составляют ароматизаторы, красители и регуляторы кислотности. Именно они формируют цвет, вкус и аромат готового продукта и его органолептические показатели в целом.
Российский рынок пищевых добавок и ароматизаторов характеризуется доминированием импортной продукции и жесткой конкуренцией, в которой отечественные производители уступают зарубежным фирмам в ассортименте и качестве выпускаемых пищевых добавок. При этом доля выпускаемых в стране натуральных пищевых добавок, и особенно ароматизаторов, остается незначительной. В небольших объемах выпускаются эмульсионные ароматизаторы, востребованные в производстве безалкогольных напитков.
Дефицит отечественных пищевых кислот восполнен импортными поставками лимонной и молочной кислот. Проблема, удовлетворения потребностей пищевых производств в отечественных подкислителях может быть решена за счет расширения их ассортимента и, в частности, путем создания новых комбинированных подкислителей, в которых доля традиционно применяемых кислот снижена.
Решение проблемы обеспечения пищевой промышленности отечественными конкурентоспособными ароматизирующими и вкусовыми добавками является актуальной задачей, способствующей развитию как индустрии пищевых добавок, так и пищевой промышленности в целом. Не менее важный аспект повышения конкурентоспособности отечественных ароматизаторов связан с созданием современной нормативной базы для их производства.
Цель работы. Целью настоящей исследовательской работы является разработка конкурентоспособных вкусовых и ароматических пищевых добавок нового поколения с заданными потребительскими свойствами, предназначен ных для широкого использования в отечественных технологиях продуктов питания. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
• исследовать влияние вкусоароматических ингредиентов и растворителей на физико-химические и органолептические показатели качества ароматизаторов;
• установить оптимальные параметры получения настоев цитрусовых эфирных масел на основе перспективных растворителей для разработки натуральных ароматизаторов;
• изучить возможности использования терпенов - отходов производства настоев, в составе ароматизаторов и создать безотходную технологию переработки эфирных масел для производства ароматизаторов;
• создать систему оценки эмульгирующих свойств пищевых поверхностно-активных веществ, изучить и научно обосновать состав эмульсионной системы;
• исследовать влияние технологических режимов получения эмульсий на стабильность их физико-химических характеристик и обосновать продолжительность и условия хранения эмульсионных ароматизаторов;
• создать базу данных вкусоароматических веществ и разработать алгоритм регулирования компонентного состава ароматизаторов для проектирования их рецептур на основе созданной базы данных;
• исследовать свойства и научно обосновать эффективность использования комплексных подкислителеи на основе пищевых кислот в производстве пищевой продукции;
• разработать нормативную и техническую документацию на производство новых видов ароматизаторов и комплексных подкислителеи.
Научная новизна работы.
Установлена зависимость физико-химических и органолептических свойств ароматизаторов и пищевых изделий от вида растворителя ароматизато pa. Показано, что растворитель 1,2-пропиленгликоль повышает термостойкие свойства ароматизаторов и улучшает органолептические свойства изделий.
Научно обоснован состав комплексного растворителя и установлена зависимость органолептических свойств настоев цитрусовых эфирных масел от состава растворителя.
Доказана возможность замены эфирного масла на терпены в рецептурах ароматизаторов цитрусового направления.
На основе изучения влияние компонентного состава и технологических факторов на дисперсный состав и стабильность эмульсионных ароматизаторов разработана система оценки эмульгирующих свойств пищевых поверхностно-активных веществ для выбора компонентов эмульсионной системы. Научно обоснован состав и соотношение эмульсионной системы для пищевых ароматизаторов эмульсионного типа.
Впервые создана компьютерная информационно-поисковая система вку-соароматических веществ и алгоритм проектирования рецептур ароматизаторов.
Научно обоснован состав комплексного подкислителя для пищевой промышленности на основе яблочной и фумаровой кислот.
Практическая значимость работы Результаты научных исследований позволили разработать - безотходную технологию переработки эфирных масел для производства пищевых ароматизаторов цитрусового направления - базу данных более 300 вкусоароматических веществ, - рецептуры 32 жидких ароматизаторов фруктового и цитрусового направлений, в том числе 4 эмульсионных, - рецептуру комплексного подкислителя ЯФ 70/30 на основе яблочной и фумаровой кислот, 10 рецептур кондитерских изделий, безалкогольных и сухих напитков с подкислителем ЯФ 70/30, - национальный стандарт ГОСТ Р 52177-2003 «Ароматизаторы пищевые. Общие технические условия», - техническую и технологическую документация на производство новых ароматизаторов (12 наименований).
Реализация результатов работы.. Ароматизаторы «Дюшес 075» и «Дыня 073» внедрены в производстве продукции ОАО «Щелковский витаминный завод», ООО «Русская нота». Освоен промышленный выпуск подкислителя ЯФ 70/30. ГОСТ Р 52177-2003 введен в действие с 01.01.2005г.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технической конференции «Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI в.» (Углич, 2001), IV международной конференции «Пищевые добавки». (Москва 2001), научно-практической конференции «Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения», (Углич, 2002), Международной конференции «Научное обеспечение и тенденции развития производства пищевых добавок в России» (Санкт-Петербург, 2005).
Публикации. По теме диссертации работы опубликовано 10 работ.
Автор диссертационной работы выражает искреннюю благодарность научному руководителю Татьяне Алексеевне Никифоровой и заведующей отделом пищевых ароматизаторов и красителей Наталье Викторовне Рудометовои за оказанную помощь в написании работы.
Виды ароматизаторов и эффективность их применения
Компонентами ароматизатора могут быть как натуральные или идентичные натуральным, так и искусственные вкусоароматические вещества, не идентифицированные в растительном сырье и натуральных продуктах. Пищевой ароматизатор может включать от 5 до 50, а иногда более 100 индивидуальных компонентов. В зависимости от применяемого сырья и вкусоароматических веществ ароматизаторы подразделяются по статусу на ароматизаторы натуральные, идентичные натуральным и искусственные [69,116,127,142,151, 157,180].
Натуральные ароматизаторы содержат только натуральные компоненты, которые извлекают физическими способами, включая прессование, экстрагирование, перегонку, концентрирование. К натуральным ароматизаторам относятся также ароматизаторы полученные биотехнологическими методами из материалов растительного или животного происхождения. Производство натуральных ароматизаторов в большинстве случаев экономически нецелесообразно: во-первых, при изготовлении натуральных ароматизаторов требуется колоссальное количество исходного материала и, во-вторых, дозировки их будут достаточно высокими, так же как и цена.
Идентичные натуральным ароматизаторы - это смеси вкусоароматических веществ, идентифицированных в составе натуральных продуктов, но полученных методами химического синтеза (достаточно присутствие в смеси хотя бы одного компонента, полученного таким путем).
Искусственные ароматизаторы - это смеси вкусоароматических веществ, в состав которых входит хотя бы одно соединение, не идентифицированное ранее в растительном сырье и натуральных продуктах.
В зависимости от назначения ароматизаторы подразделяются на ароматизаторы для конкретных видов продукции и универсальные.
Ароматизаторы в зависимости от формы выпуска делятся на жидкие, су 15 хие (порошкообразные, гранулированные) и пастообразные.
Жидкие ароматизаторы выпускают в виде растворов или эмульсий. В качестве растворителя обычно используется этиловый спирт, 1,2-пропиленгликоль, триацетин и вода. Эмульсионная форма ароматизатора представляет собой смесь нерастворимых вкусоароматических веществ и растворителя, диспергированных и стабилизированных с помощью эмульгирующих веществ до получения однородной жидкости устойчивой в течение длительного времени.
Сухие ароматизаторы получают несколькими способами [10,205]: нанесением композиции вкусоароматических веществ на сухой носитель. Этот метод применим только для малолетучих и стойких к окислению вкусоароматических компонентов; нанесением мелкодисперсной композиции (эмульсии) на носитель с последующим инкапсулированием (заключением внутрь микрокапсулы);. получением эмульсии вкусоароматической композиции в растворе инкапсулирующего агента с последующей распылительной сушкой.
В качестве носителей могут быть использованы сахар (сахарная пудра), крахмал, декстрин, мальтодекстрин и другие вещества, разрешенные уполномоченным органом.
Кроме того, в настоящее время промышленное применение имеют и другие способы ароматизации пищевых продуктов: сухими пряностями, аэрозолями [103,104]. Однако при ароматизации пищевых продуктов цельными или измельченными пряностями коэффициент использования пряновкусовых веществ не превышает 50 %, что является неэффективным методом. Применение аэрозольного способа дает возможность вносить ароматизаторы в продукты, в том числе и те, которые уже прошли тепловую обработку. Это позволяет снизить потери ароматизирующих веществ и увеличить равномерность их распределения.
Вкусоароматические вещества не обладают сколько-нибудь значительной питательной ценностью, но они являются важной составной частью пищевого продукта, отвечающей за качественную характеристику. Ароматизаторы в оптимальных дозировках улучшают органолептические свойства пищевых продуктов, возбуждают аппетит и способствуют лучшему усвоению пищи. Физиология питания рассматривает вкусовые и ароматические вещества как важные компоненты пищи, улучшающие пищеварение за счет активизации секреции пищеварительных желез различных отделов желудочно-кишечного тракта, повышения ферментной активности выделяемых пищеварительных соков и в итоге улучшающие процесс пищеварения и усвоения пищи. Функциональное назначение ароматизаторов: создание широкого ассортимента пищевой продукции; восстановление вкуса и аромата продукции, утерянных при переработке сырья; стандартизация вкуса и аромата продукции; усиление имеющегося вкуса и аромата продукции; придание аромата продукции, не имеющей собственного характерного вкуса; модификация вкуса и аромата готового продукта при наличии неприятных для потребителя привкусов, например аспартама в диетических напитках.
Вкусовая характеристика пищевых кислот
Пищевые кислоты используются в производстве широкого перечня продуктов питания: напитков, мясо- и рыбопродуктов, мармеладов, желе, твердой и мягкой карамели, кислых драже, жевательной резинки, жевательных конфет. Они выполняют различные функции в процессе переработки пищевого сырья и готовой продукции, но их основная роль заключается в регулировании рН пищевой системы.
Благодаря низкому значению рН и способности связывать тяжелые металлы пищевые подкислители могут также предотвращать рост микроорганизмов и окислительную порчу продуктов (каталитическое окисление жиров и красящих веществ). Пищевые подкислители могут использоваться как модификаторы плавления при вызревании сыров и приготовлении смесей для получения леденцов и карамели, как желирующие агенты, модификаторы вязкости теста и т.д. Особенно широко пищевые подкислители применяют в производстве безалкогольных напитков и кондитерских промышленности [43,79,90]. Таким образом, область применения пищевых кислот зависит от вида пищевого продукта.
Наиболее используемой из всех потребляемых в пищевой промышленности органических кислот является лимонная кислота. Ее доля в структуре потребления пищевых подкислителей составляет более 50 %. Лимонная кислота используется не только для улучшения аромата и вкуса, но и как синергист ан-тиоксидантов (например, совместно с аскорбиновой кислотой в замороженных фруктах) и как регулятор рН среды (в желатиновых десертах и желе).
Однако в современной быстро развивающейся пищевой промышленности наблюдается тенденция к расширению ряда используемых кислот. Так за рубежом в последние годы в пищевой промышленности начали широко применять синтетическую яблочную и фумаровую кислоты. Пищевые кислоты как под-кислители взаимозаменяемы, но каждая из них применяется в зависимости от индивидуальных ее характеристик
В производстве кондитерских изделий и полуфабрикатов используют пищевые кислоты: винную (виннокаменную), лимонную, молочную, яблоч-ную и в значительно меньших количествах уксусную и адипиновую. Пищевые кислоты смягчают приторно сладкий вкус кондитерских изделий, приближая его к приятному к кисло-сладкому вкусу фруктов и ягод. Практика показала, что кондитерские изделия приобретают приятный вкус при введении кислоты в количестве 0,7-1,1 % к массе подкисляемого продукта. Количество вводимой кислоты зависит от ее вида, подкисляемой массы и других факторов. В соответствии с указаниями к рецептурам пищевые кислоты могут быть взаимозаменяемы. В частности, предусмотренную в рецептурах на карамель, драже, конфеты и др. лимонную кислоту можно заменять винной или яблочной в соотношении 1:1:1,2. Количество вводимой пищевой кислоты в пастильно-мармеладные изделия корректируют в зависимости от кислотности применяемого фруктово-ягодного пюре [66].
Для подкисления некоторых видов кондитерских изделий можно применять только кристаллические кислоты, так как содержащаяся в растворах кислот вода отрицательно влияет на качество изделий, к которым относится карамель или, точнее, основной полуфабрикат карамельного производства - карамельная масса. Нельзя вводить растворы кислот и в такие полуфабрикаты, как жировые начинки. В продуктах детского питания реко-мендуется применять молочную кислоту.
Пищевыми кислотами подкисляют растительные продукты, содержащие в естественном состоянии мало кислоты. Лимонную кислоту добавляют для повышения кислотности соков, компотов и варений, а также вин при переработке очень зрелого винограда и других плодов.
В продуктах виноделия наряду с винной, молочной, лимонной кислотами присутствует яблочная кислота. Исследованиями установлено, что существует зависимость в соотношении винной и яблочной кислот в винах и показателями рН и титруемой кислотности. Установлено, что повышение содержания яблочной кислоты в вине увеличивает рН и повышает его органолептическую оценку [123].
Молочную кислоту применяют для приготовления джемов, в которых она способствует обеспечению хорошей консистенции, а нежный вкус молочной кислоты сочетается со вкусом и ароматом большинства фруктов [66].
Использование яблочной кислоты индивидуально или в смеси с другими органическими кислотами в составе рецептуры жевательной резинки обепечи-вает требуемый уровень рН и длительное вкусовое ощущение. [87].
Бактериостатическое действие слабых кислот при одном и том же рН больше, чем у сильных кислот [150,172]. Подкисление молочной" кислотой в достаточно малой концентрации (от 0,01 % до 0,2 %) обеспечивает низкий уровень рН среды, обуславливающий бактерицидное действие молочной кислоты [23...25,125]. Уксусная кислота оказывает специфическое ингибирующее действие на целый ряд микроорганизмов. Винная кислота оказывает значительное бактериостатическое действие к целому ряду организмов, главным образом патогенных, включая Salmonella и Vibrio cholera, а также Nitrobacter [150]. Изучение терморезистентности аскоспор Talaromyces flevours в зависимости от величины рН и типа органической кислоты показало, что фумаровая кислота обладает выраженным летальным эффектом на T.flavours.
Яблочная кислота находит применение как подкислитель, повышающий микробиологическую стойкость сырых овощей [176], салатов [159], порошкообразных безалкогольных напитков [191]. Буферные кислые системы, применяемые в пищевой промышленности и содержащие яблочную кислоту, оказывают бактерицидный эффект на Salmonella blockley, Eschrichia coli и Staphylococcus aureus и бактериостатическое действие на Streptococcus faecalis [159].
Способность оксикислот образовывать комплексные соединения исполь зуется в ряде отраслей промышленности. Известно, что на воздухе многие жиры и жирсодержащие продукты окисляются, приобретая неприятный привкус и запах. Окисление катализируют тяжелые металлы (Fe, Си, Ni), присутствующие в виде незначительной примеси. Прогорканию препятствуют антиокислители, например аскорбиновая кислота [119]. Винная и лимонная кислоты, связывая тяжелые металлы, являются синергистами антиокислителей. Лимонная кислота проявляет также самостоятельное антиокислительное действие [125].
Яблочная кислота также обладает свойствами синергиста антиокси-данта и находит применение в как индивидуально, так и в сочетании с други-ми компонентами. Так например, изготавливают пищевую добавку со свой-ствами антиоксиданта из экстракта чайных листьев и яблочной кислоты [1,46,47]. Имеются сведения о стабилизирующем действии яблочной кислоты на витамины С и Р в виноградном соке и напитках [1]. Яблочная кислота обладает рядом преимуществ перед другими пищевыми кислотами, т.к. ее кальциевая соль имеет высокую растворимость (0,30 г в 100 мл воды), что особенно важно при применении жесткой воды. Доказана возможность использования яблочной кислоты в консервной промышленности со снижением концентрации подкислителя на 10-30% [86,152].
Исследовано влияние яблочной, молочной кислоты и других органических кислот на процессы брожения дрожжевого теста и качество сдобных булочек. В опытные образцы вводили молочную, винную, янтарную, лимонную и яблочные кислоты в количестве 0,15-0,35 % к массе муки. Указанные добавки ускоряют созревание теста, способствуют образованию новых вкусовых и вку-соароматических веществ, позволяют снизить сроки брожения на -1/3. Готовые булочки с добавками отличались более выраженным вкусом и запахом, по сравнению с контрольными. Наиболее высокие органолептические показатели имеют булочки с добавлением яблочной, винной, янтарной, аскорбиновой кислот, рекомендуемые в количестве 0,25% к массе муки [19,23,24,26,28,188]. При использовании муки низкого качества молочная кислота и ее соли увеличивают объем мякиша [125].
Определение органолептических свойств пищевых добавок
Стабильность красителей в напитках оценивали по степени обесцвечивания красителей при сравнением оптических плотностей свежеприготовленных и выдержавших гарантийный срок хранения напитков. Для измерения оптической плотности напитки разбавляли в 5 раз дистиллированной водой, измерения проводили в максимуме поглощения красителей на спектрофотометре СФ-46, в качестве раствора сравнения использовали дистиллированную воду.
Стабильность красителей в карамельной массе оценивали в процессе окрашивания (термостабильность) и хранения в течение гарантийного срока. От порции (150 г) карамельной массы, уваренной до 150...152 С, отбирали в предварительно подогретый стаканчик 50 г. При достижении карамельной массой температуры 120 С добавляли к оставшейся карамельной массе 1 г кисло-ты, а в стаканчик - 0,5 г кислоты и 0,05 см 1 %-ного раствора красителя. Карамельную массу тщательно перемешивали, неокрашенный образец выливали на подложку из тефлона, а окрашенный - оставляли в стаканчике. Через сутки растворяли в дистиллированной воде окрашенную карамель, собирая окрашенный раствор в мерной колбе вместимостью 200 см3, и две навески неокрашенной ка-рамели: 50 г - в объеме 190 см и 6,25 г - в объеме 25 см (для кюветы сравнения).
Раствор неокрашенной карамели 190 см3 переносили в мерную колбу вместимостью 200 см , окрашивали 0,05 см 1 %-ного раствора красителя, доводили до метки дистиллированной водой и перемешивали переворачиванием. Измеряли оптическую плотность полученных растворов. Оптическую плотность раствора неокрашенной карамели с красителем принимали за 100%. 2.2.4. Определение константы скорости инверсии
Нормальные растворы различных кислот смешивали с равным объемом 30...50 % раствора сахарозы. Смесь помещали в термостат при температуре С. Константу скорости инверсии сахарозы в растворе определяли по уравнению: \gK = 16,9l-5670/T + lgCe+\gaH. (2.3.3) где Св- концентрация воды, г/мл; ан, - активность ионов водорода.
Полученные экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики [146,158]. Данные результатов исследований подвергали компьютерной обработке с использованием программы Microsoft Excel. При этом определяли следующие показатели: средние величины значений, дисперсию, долю дисперсии от средней величины и др. На основе средних величин показателей строили графики функций.
Жидкие ароматизаторы представляют собой растворы вкусоароматических компонентов в различных растворителях. В качестве растворителя используют этиловый спирт, пропиленгликоль (Е 1520), триацетин (Е 1518), дезодорированные растительные масла индивидуально и в различных комбинациях. Критерием выбора растворителя в составе ароматизатора является растворимость вкусоароматических компонентов в нем, а также готового ароматизатора - в ароматизируемом продукте питания. Этиловый спирт является наиболее универсальным растворителем. Однако специфика налогообложения спиртосодержащей продукции, приводящая к ее удорожанию, и высокая пожароопас-ность вынуждает производителей ароматизаторов использовать этиловый спирт только в случае невозможности применения других растворителей. Решением проблемы нерастворимости вкусоароматических веществ в одном растворителя является создание комбинированных растворителей.
Другим критерием выбора растворителя является температурный режим, при котором ароматизаторы вводят в пищевые продукты. Он значительно различается в зависимости от вида продукта: для леденцовой карамели - около 100 С, для безалкогольных напитков - 20 С. Различия температурных режимов введения ароматизаторов в кондитерские изделия и безалкогольные напитки объясняет тот факт, что ароматизаторы, предназначенные для напитков, не дают необходимого эффекта при использовании их в кондитерских изделиях. При введении спиртосодержащего ароматизатора в горячую карамельную массу наряду с потерей части летучих веществ с этиловым спиртом за счет испарения имеют место взаимодействия компонентов ароматизатора с ингредиентами карамельной массы, в том числе продуктами распада Сахаров. Для оценки возможности применения ароматизатора при высокотемпературных режимах производства продуктов питания необходимо проведение исследования процессов, происходящих при ароматизации пищевых продуктов при высоких температуpax.
He менее важный показатель ароматизатора органолептика готового продукта. Для изучения органолептических характеристик ароматизатора в процессе исследований его состава разработан алгоритм. Схема проведения эксперимента приведена на рис. 3.1.
Регулирование и оптимизация состава композиций ароматизаторов фруктово-ягодного направления
Натуральные эфирные масла являются основными ароматобразующими компонентами, придающими цитрусовым ароматизаторам натуральный вкус и аромат. Основным компонентом цитрусовых масел является а-лимонен, содержание которого, в зависимости от сорта составляет в апельсиновом масле 88...93 %, в лимонном - 70...80 %. На аромат и вкус сока цитрусовых плодов влияют также мирцен, п-цимен, Р-пинен, у-терпинен ацетальдегид, деканаль, додеканаль, цитраль, 2-гексанол, линалоол, а-терпинеол, этилацетат и этилбу тират [108].
Так как эфирные масла практически нерастворимы в воде, то использование их в составе ароматизаторов для напитков может быть основано на отделении водорастворимой фракции эфирных масел экстракцией (настои) или переводе масла в воднодиспергируемую эмульсию (эмульсионный ароматизатор).
Необходимость разработки технологии производства настоев цитрусовых эфирных масел определила направления исследований, позволяющие установить оптимальные параметры процесса их получения: влияние количественного соотношения эфирного масла и экстрагента и продолжительности экстракции на органолептические показатели настоев.
В качестве объектов исследования использованы апельсиновое и лимонное эфирные масла, как наиболее популярные направления аромата напитков. Исследованы физико-химические и органолептические свойства эфирных масел (табл. 3.5).
В качестве экстрагента выбраны растворители ароматизаторов: этиловый спирт, вода и 1,2-пропиленгликоль. В процессе исследований варьировали соотношение компонентов бинарной смеси экстрагента: этиловый спирт - вода, 1,2-пропиленгликоль-этиловый спирт в модельной системе, содержащей 10 % эфирного масла. Полученные результаты приведены в таблице 3.6.
Установлено, что экстракция эфирных масел водно-спиртовым раствором с содержанием этилового спирта менее 50 % нецелесообразна, т.к. выход настоя составляет менее 7,1 %, терпенов - нерастворимой в экстрагенте фракции цитрусовых масел, подлежащей утилизации, - более 91 %. При извлечении вку-соароматических компонентов этиловым спиртом крепостью свыше 85 % в настой переходят смолы, придающие настою скипидарный запах и вызывающие помутнение безалкогольных напитков. Поэтому использование в качестве экст 80 рагента этилового спирта крепостью свыше 85 % нежелательно.
Показано, что увеличение доли этилового спирта в водно-спиртовом растворе с 50 % до 80 % способствует повышению выхода настоя апельсинового и лимонного эфирных масел с 7,1 % до 75,8 % и 5,2 % до 89,2 соответственно (образцы с 1 по 5, с 9 по 14).
Использование 1,2-пропиленгликоля индивидуально для получения настоев неэффективно, т.к. выход настоя составляет менее 0,5 % (образцы 6, 14). Замена 10-20 % 1,2-пропиленгликоля этиловым спиртом позволяет повысить выход настоя до 13,5..43,8 % (образцы 7,8,15 и 16).
Проведена органолептическая оценка модельных безалкогольных напитков, ароматизированных полученными настоями. Образцы оценивали описательным методом. По результатам органолептических анализов определены дозировки настоев в напитке. Результаты приведены в табл. 3.7.
Образцы настоев с 1 по 4 и с 9 по 12, в которых в качестве экстрагентов использованы растворители этиловый спирт и вода, придают напитку аромат и вкус цитрусовых плодов с выраженным оттенком цедры. Использование насто ев на основе 80 %-ного водно-спиртового раствора позволяют снизить его дозировку в напитке в 2 раза по сравнению с настоем на основе 50 %-ного водно-спиртового раствора.
Настой эфирного масла на основе пропиленгликоля и этилового спирта придает безалкогольному напитку выраженный гармоничный вкус и аромат цедры и мякоти цитрусовых плодов без порочных оттенков (образцы 7,8,15,16).
Проведенные исследования показали, что настои эфирных масел, полученные с использованием комплексного растворителя, состоящего из пропиленгликоля и этилового спирта в соотношении 9:1, обладают наиболее выраженным и гармоничным вкусом и ароматом. Дозировки настоев апельсинового масла на основе экстрагента (90 % пропиленгликоля + 10 % этилового спирта) и 80 %-ного водного раствора этанола составляют 1,0 и 0,9 г на 1,0 дм3 напитка, что приблизительно в 2 раза меньше по сравнению с настоем на основе 50 %-ного раствора этанола. Настой лимонного эфирного масла на основе 80 %-ного раствора этанола применяют в дозировке в 2 раза меньшей, чем настой на основе 50 %-ного раствора этанола.
Полученный экспериментальный материал позволил разработать составы комплексных растворителей для получения настоев апельсинового и лимонного эфирного масла: этиловый спирт и вода в соотношении 8:2, 1,2-пропиленгликоль и этиловый спирт в соотношении 9:1.
Проведено исследование влияния времени экстрагирования на выход настоя. Результаты влияния времени экстракции на выход настоя апельсинного масла представлены на рис. 3.5., лимонного масла - рис. 3.6.
