Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор 6
1.1 Общая характеристика мороженого 7
1.2 Пищевая и энергетическая ценность мороженого 8
1.3 Состав смеси мороженого 10
1.4 Технология производства мороженого, показатели качества готового продукта 17
1.5 Создание новых молочных продуктов с использованием масличного сырья 24
1.6 Новые виды мороженого 27
1.6.1 Растительные жиры в производстве мороженого 30
1.7 Подсолнечник в производстве продуктов сложного сырьевого состава ' 32
1.7 Санитарно-гигиенические показатели разрабатываемых продуктов 36
Заключение 40
2 Организация проведения экспериментальных работ и методы исследования 41
2.1 Организация проведения экспериментов 41
2.2 Методы исследований 44
3 Результаты исследований 49
3.1 Разработка технологии производства подсолнечного компонента, определение температуры обжаривания 49
3.1.1 Определение кислотного числа масла ядра подсолнечника 5 7
3.1.2 Изучение эмульгирующей способности подсолнечного компонента 60
3.1.3 Определение безопасности обжаренного ядра подсолнечника 62
3.2 Выбор крупности измельчения ядра подсолнечника 64
3.3 Выбор базовой смеси для производства мороженого 69
3.3.1 Выбор стадии внесения ядра подсолнечника в смесь для приготовления мороженого 71
3.3.2 Изучение влияния крупности подсолнечного компонента и его дозировки на качество мороженого 71
3.3.3 Изучение влияния подсолнечного компонента на плотность смеси 81
3.4 Изучение влияния подсолнечного компонента установленного размера на качество мороженого различной степени жирности 83
3.5 Описание технологии производства мороженого с ядром подсолнечника 91
3.6 Определение жирнокислотного состава мороженого с ядром подсолнечника 96
3.7 Показатели безопасности мороженого с добавлением ядра подсолнечника 98
3.7.1 Микробиологические показатели 98
3.8 Возможность расширения ассортимента новых видов мороженого 102
Общие выводы 104
Список литературы
- Общая характеристика мороженого
- Технология производства мороженого, показатели качества готового продукта
- Разработка технологии производства подсолнечного компонента, определение температуры обжаривания
- Выбор стадии внесения ядра подсолнечника в смесь для приготовления мороженого
Введение к работе
Расширение ассортимента продуктов питания, повышение их биологической ценности, а так же создание продуктов нового поколения, отвечающих требованиям здорового питания, являются актуальными проблемами современного общества. При этом сочетание молочного и растительного сырья является одним из распространенных способов корректирования состава молочных продуктов.
В целях обеспечения сбалансированного питания населения страны развивается производство молочной продукции, продуктов детского и диетического питания. Ведется работа по освоению и внедрению новых видов молочных продуктов улучшенного состава, расширению выпуска изделий с повышенным содержанием белка, с фруктово-ягодными наполнителями и другими обогащающими компонентами.
Это направление весьма эффективно, так как позволяет использовать широкий круг сырьевых ресурсов, производить продукты с заданным составом и свойствами. В этих случаях можно использовать полезные качества отдельных компонентов, добиваться лучшей сбалансированности питательных веществ в готовом продукте.
Основные предпосылки создания новых продуктов питания следующие: продукт должен быть широко известным, общепризнанным; основные рецептурные компоненты должны хорошо сочетаться с внесенными добавками; стоимость продукта должна быть умеренной, а качество гарантированным.
Современные тенденции построения рациона питания человека привели к тому, что в питании современного человека не хватает балластных веществ, жирорастворимых витаминов, белков животного и растительного происхождения, а также полиненасыщенных жирных кислот, являющихся незаменимыми для организма.
В современном производстве для расширения ассортимента молочных комбинированных продуктов сложного сырьевого состава используют многочислен ные наполнители и добавки, рассчитанные на вкусы и предпочтения различных покупателей.
Большие перспективы при создании новых продуктов питания улучшенного состава, в том числе и мороженого, открываются при использовании потенциала масличных культур. Вместе с тем, производство мороженого с использованием масличного сырья на сегодняшний день не распространено. При этом нет данных о получении мороженого с добавлением ядра подсолнечника.
В этой связи разработка технологии молочно-растительного мороженого сложного сырьевого состава является актуальной задачей, так как позволяет расширить его ассортимент, а также скорректировать аминокислотный, витаминный, минеральный и жирнокислотный состав.
Общая характеристика мороженого
Мороженое - это сладкий взбитый замороженный продукт, вырабатываемый из приготовляемых по специальным рецептурам жидких смесей, содержащих в определенных соотношениях составные части молока, плодов, ягод, овощей, сахарозу, стабилизаторы, в некоторых рецептурах - яичные продукты, вкусовые и ароматические вещества. Во многих рецептурах предусматривается одновременное использование молочного и растительного сырья. Замораживаются взбитые, т. е. насыщенные пузырьками воздуха, смеси [3,10, 74,79,85].
По способам выработки мороженое подразделяют на закаленное, мягкое, домашнее.
Закаленное мороженое - это продукт, изготавливаемый в производственных условиях, который для повышения стойкости при хранении замораживают (закаливают) до низких температур (минус 18 С и ниже). В таком виде его сохраняют до реализации, оно отличается высокой твердостью [54,85,82,132].
Закаленное мороженое, производимое в нашей стране, подразделяют на основные и любительские виды. Каждый из них включает разновидности продукта, отличающиеся по составу и органолептическим показателям [3,54,79].
Закаленное мороженое также подразделяют по способу фасования на весовое (в ящиках из картона с полиэтиленовыми вкладышами и в гильзах); крупнофасованное (в картонных коробках, торты, кексы); мелкофасованное (в брикетах, батончиках, вафельных, бумажных и пластиковых стаканчиках, рожках или конусах, фигурное мороженое в шоколадной, молочно-шоколадной, плодово-ягодной и других видов глазури и неглазированное, пирожные) и др. [3,10,53].
Мягким называют мороженое, вырабатываемое в основном на предприятиях общественного питания и употребляемое в пищу сразу же после выхода из фризера (с температурой от минус 5 до минус 7С). По консистенции и внешнему виду оно напоминает кремообразную массу.
В настоящее время, когда на рынке появились готовые сухие смеси, содержащие высокоэффективные комплексные стабилизаторы-эмульгаторы, ароматизаторы, красители, позволяющие быстро приготовить мороженое гарантированного качества (например, сухие смеси «Валери-микс» и др.), мягкое мороженое получило широкое распространение.
Домашнее мороженое изготавливают в домашних условиях с использованием холодильного шкафа или морозильника [3,54,77]. Оно содержит компоненты, присущие, как правило, мягкому мороженому.
Для мороженого характерна высокая пищевая ценность и хорошая усвояемость организмом человека. В этом продукте, выработанном на молочной основе, содержатся молочный жир, белки, углеводы, минеральные вещества, витамины А, группы В, D, Е, Р. В мороженом, в состав которого входят плоды или ягоды, богатые витамином С, содержится значительное количество этого витамина [1,2,3,41,44,82,92,122,123,127,129].
Молочный жир, как известно, по сравнению с другими пищевыми жирами является наиболее ценным. Он отличается приятным вкусом, высокой усвояемостью, уникален по составу, включающему несколько десятков жирных кислот, в том числе незаменимых. В рецептуры некоторых видов мороженого входят также растительные жиры (как самостоятельно, так и в сочетании с молочным жиром), полезные для организма человека [111,122,123].
В этом продукте молочный жир находится в виде мельчайших жировых шариков, окруженных липопротеиновыми оболочками. Белки оболочек жировых шариков отличаются повышенным содержанием таких незаменимых аминокис лот, как аргинин, фенилаланин и треонин. Благодаря тонкодисперсному состоя нию жира облегчается его усвояемость, что увеличивает пищевую ценность этого десерта. Белки в мороженом представлены в основном казеином, а также сыворо точные белки - альбумин и глобулин - частично коагулируют при пастеризации смесей мороженого; кроме того, они являются полноценными и усваиваются лучше других пищевых белков [3,26]. Углеводы в этом продукте представлены сахарозой и молочным сахаром (лактозой). Они являются существенными источ никами энергии для организма человека. Молочный десерт содержит такие важные минеральные вещества, как натрий, калий, кальций, фосфор, магний, же лезо и многие другие [32,142,143].
Технология производства мороженого, показатели качества готового продукта
По выбранной рецептуре рассчитывается потребное количество различного сырья для выработки мороженого заданной партии [3,18,21,80]. Отобранное сырье, соответствующее по качеству действующей нормативно-технической документации, точно взвешивается, чтобы получить продукт стандартного состава.
Перед смешением компоненты должны быть соответствующим образом подготовлены. Сухие компоненты (молочные продукты, сахар-песок, яичный порошок, какао-порошок, плодово-ягодные и овощные порошки) смешиваются от дельно. Сухие молочные продукты и некоторые стабилизаторы для более полного растворения тщательно перемешиваются с предварительно просеянным сахаром-песком (на две части сухого молока берется одна часть сахарного песка).
Технологическая схема производства мороженого Если в качестве стабилизатора применяют крахмал или муку, то их вводят в сухом виде или в виде клейстера, для получения которого сначала вливают холодную воду, затем заваривают крутым кипятком при непрерывном перемешива ний до получения однородной без комков консистенции.
Смесь приготавливают в сыродельных ваннах, ваннах длительной пастеризации (ВДП) или в емкостных пастеризаторах с мешалкой. В первую очередь загружают жидкие компоненты (воду, молоко, сливки, обезжиренное молоко и др.), раствор подогревают до температуры от 40 до 45С, обеспечивающей наиболее полное и быстрое растворение [132]. Затем вносят сухие компоненты, (молочные продукты, сахар-песок, стабилизаторы и др.) сгущенные молочные продукты и масло. Нельзя допускать растворения компонентов при температуре выше 60 С, так как при этом не исключена возможность заваривания белка и вытапливания жира [54, 76, 81].
Для удаления из смеси не растворившихся комочков сырья и возможных различных механических примесей ее фильтруют (после растворения компонентов и после пастеризации), используя дисковые, пластинчатые, цилиндрические и другие фильтры.
Эмульгирование необходимо проводить в том случае, когда мороженое вырабатывают с растительным жиром или заменителем молочного жира с целью его равномерного распределения по всему объему. Смесь нагревают до температуры от 60 до 65С, вносят растительные жиры или заменители молочного жира и проводят эмульгирование с помощью специального оборудования (эмульгаторов или диспергаторов). При их отсутствии смесь в течение 10 мин прогоняют через насос [3,10].
Пастеризация смеси мороженого, помимо обеспечения необходимого санитарного состояния готового продукта, способствует хорошему смешиванию и растворению компонентов, а также создает лучшие условия для гомогенизации. Обработку смеси ведут в непрерывном потоке, без доступа воздуха, чем обеспечивают высокую эффективность пастеризации, сохранение ароматических веществ, а также витаминов. Пастеризацию проводят при температуре 85С с выдержкой от 50 до 60 секунд или без выдержки при температуре от 92 до 95С. Высокие режимы тепловой обработки объясняются тем, что смеси для мороженого содержат повышенное количество сухих веществ, которые, увеличивая вяз кость смеси, оказывают защитное действие на микроорганизмы [74].
Отфильтрованная смесь после пастеризации поступает в гомогенизатор для дополнительной обработки. Процесс гомогенизации способствует повышению взбитости смеси, улучшает структуру готового мороженого и придает ему нежную консистенцию [3,79].
Смесь гомогенизируют при температуре от 75 до 85 С, близкой к температуре пастеризации смеси (с целью избегания вторичного обсеменения). Происходит дробление жировых шариков. Эффективность процесса определяется их размерами и количеством жировых скоплений. В правильно гомогенизированной смеси жировые шарики должны иметь одинаково малую величину (крупных шариков не должно оставаться) и располагаться раздельно. В хорошо гомогенизированной смеси диаметр жировых шариков не должен превышать 2 мкм при отсутствии жировых скоплений [74, 79].
Другая функция гомогенизации заключается в стабилизации оболочек жировых шариков. Для построения новых оболочек успешно используются молочные белки - казеин и сывороточные белки. Особую роль выполняют фракции казеина, представляющие собой очень гибкие молекулы, распределяющиеся по большей части поверхности жировых капель и защищающие их [27].
Выбор давления гомогенизации зависит от состава смеси - чем ниже в ней содержание жира, тем выше давление гомогенизации, и наоборот. Молочные смеси гомогенизируют при давлении от 12,5 до 15,0 МПа, сливочные от 10 до 12 МПа, пломбирные - от 7,5 до 9,0 МПа. При использовании двухступенчатого гомогенизатора на первой ступени осуществляется дробление жировых шариков под давлением от 15 до 20 МПа, на второй ступени - при давлении 5 МПа происходит разбивание жировых скоплений [10,21].
Разработка технологии производства подсолнечного компонента, определение температуры обжаривания
В ходе изучения литературных данных установлено, что технологический процесс подготовки ядра подсолнечника (далее ядра) для кондитерского производства должен состоять из последовательности операций, представленных на рисунке 3.1 [98].
Одними из важнейших веществ живой природы являются белки. Следует отметить, что белки масличных семян хорошо сбалансированы по аминокислотному составу. Особая роль в формировании качества продуктов с использованием подсолнечника отводится технологической обработке, поэтому возникает необходимость регулировать глубину денатурации белка, при получении растительного компонента.
Технологическая схема производства ядра подсолнечника Для получения готового продукта максимальной пищевой ценности на начальном этапе исследований определяли оптимальные температурные режимы обжаривания ядра.
Как известно, при слабом воздействии температур изменение белковой молекулы может ограничиться частичным развертыванием четвертичной и третич-ной структур, что приводит к обратимой денатурации [157]. При более сильном или длительном воздействии макромолекула может развернуться полностью и остаться в форме первичной структуры. Поэтому, в первой части эксперимента определяли степень воздействия температурной обработки на глубину денатура-ционных изменений белковой и липидной части ядра подсолнечника.
Для этого ядро подсолнечника обжаривали при температурах от 45 до 145 С с продолжительностью 10, 20 и 30 минут.
Результаты исследований изменения содержания растворимого белка, представлены на рисунке 3.2, из которого видно, что при возрастании температуры с 45 до 125 С и времени обжаривания с 10 до 30 минут, количество выделяемой белковой фракции значительно уменьшается с 21 грамма до 14 грамм .
Изменение массы выделяемого белка в результате обжаривания наблюдается уже при 45 С. В течение 10 минут обжаривания уменьшение массы выделяемого растворимого белка составило 2,5 % от количества белка не обработанного ядра, 4,8 % при 20 минутах и 7,2 % при 30 минутах температурной обработки. Увеличение температуры обжаривания растительного компонента до 85 С и особенно до 105 С, приводит к существенному снижению гидролизуемости белка, в среднем с 4,8 % до 26,3 % по сравнению со взятым сырьем соответствующем на графике без обжаривания.
Возможно, это связано с тем, что процесс денатурации белков протекает в выбранных условиях температурной обработке поэтапно. На первых этапах обжаривания (45- 65 С) происходит незначительная денатурация, сопровождаемая увеличением активности ферментов. Возрастание активности продолжается до 105 С, после чего наступает полная денатурация белков и инактивация ферментов [157].
Исследования показали, что изменение растворимости белков при нагревании в выбранном диапазоне температур происходит при повышении температур не постоянно, а скачкообразно. На рисунке этот процесс характеризуется температурным порогом - 85 С при 20 минутах обжаривания в результате которого произошло незначительное увеличение массы белковой фракции на 0,9 % и составило 18,6 грамм.
Это связано с тем, что максимальным скоростям перехода белка из одного состояния в другое (по растворимости) соответствует интервал температур от 85 до 145 С.
Исходя из вышеизложенного, можно предположить, что оптимум температурной обработки ядра лежит в пределах от 45 до 105 С.
Для более точного установления параметров обжаривания проводили дегустационную оценку ядра при разных температурных режимах обжаривания и изменяя время от 10 до 30 минут.
Продолжительность обжаривания является не только одним из основных экономических показателей, влияющих на цену, но и может служить объективным показателем ядра.
Результаты органолептической оценки, характеризующие цвет ядра при разных температурах и времени приведены в таблице 3.1.
Таким образом, из вышеприведенного можно заключить, что наиболее привлекательными органолептическими показателями - золотистым цветом и ароматом обжаренного ядра является ядро обжаренное при температуре не превышающей 85 С и продолжительности - 20 минут.
Определение содержания хлорогеновой и кофейной кислот проводили методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Цвет 500 М» у ядра обжаренного в течении 20 минут. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.2.
Следует отметить, что фенольные соединения в ядре подсолнечника в процессе обжаривания также претерпевают значительные изменения. При температуре обжаривания 45 С происходит увеличение содержания хлорогеновой кислоты. Дальнейшее увеличение температуры до 105 С приводит к уменьшению ее содержания. Напротив при температуре 45 С содержание кофейной кислоты снижается, а далее с увеличением температуры начинает возрастать.
Выбор стадии внесения ядра подсолнечника в смесь для приготовления мороженого
Качество мороженого в значительной степени зависит от размера частиц и дозы вносимого растительного
Проводились исследования по изучению влияния вносимого подсолнечного компонента выбранной крупности и дозы, на динамику взбитости и продолжительности таяния.
Как видно из рисунка 3.9, внесение 5 % подсолнечного компонента крупностью 670 мкм, в образцы мороженого, привело к увеличению взбитости на 2,3 % по сравнению с контрольным образцом. При добавлении до 7 % компонента с размером частиц 1400 мкм взбитость мороженого повысилась на 5 % и составила 54,5 %; продолжительность таяния, при этом, имело значение 32 мин 30 сек.
Установлено, что в образцах молочного мороженого наблюдалось появление снежистой структуры. Это связано с тем, что у молочного мороженого низкое содержание жира по сравнению со сливочным и пломбиром, что способствует быстрому таянию, а также не наблюдалось пластичной консистенции в связи с появлением частичек дестабилизационного жира.
Из рисунка 3.11 видно, что при добавлении ядра подсолнечника от 5 до 7 % происходит увеличение взбитости смеси мороженого с 56,2 % при добавлении частиц размером 1400 мкм и 55,0 % с частицами размером 670 мкм до 57,8 % с частицами ядра 1400 мкм и 55,2 % с частицами ядра 670 мкм.
Из графика представленного на рисунке 3.12 видно, что продолжительность таяния контрольного образца мороженого значительно ниже, чем у исследуемых образцов и составляет 30 минут.
Мороженое с частицами размером 670 мкм имело значение продолжительности таяния от 47 до 49 минут, а образцы с частицами размером 1400 мкм от 49 до 55,5 минут.
Из рисунков 3.13 и 3.14 видно, что значения взбитости и продолжительности таяния пломбира несколько выше, чем у сливочного мороженого. Это обусловлено влиянием жировой фазы, которая, в свою очередь, влияет на взбивае-мость смеси, так как жировые шарики и их скопления стабилизируют пузырьки введенного воздуха [5]. Максимальная взбитость пломбира - 56 %, наблюдается при добавлении 5 % подсолнечного компонента размером 670 мкм, и взбитость - 58 % при дозе внесения 7 % и крупности 1400 мкм, значения продолжительности таяния при этом имели наилучший результат: 46,5 минут и 55 минут соответственно. При этом следует отметить, что возрастание дозы внесения ядра подсолнечника до 7 % и более, наблюдается тенденция к ухудшению показателей качества мороженого.
Следует отметить, что более глубокому измельчению частиц ядра подсолнечника, соответствует меньшая доза внесения и наоборот. Это обусловлено появляющимся привкусом масла в выработанных партиях мороженого.
Плотная консистенция пломбира связана с увеличением содержания сухих веществ, которые в свою очередь создают механическое препятствие росту кристаллов льда, ограничивая их размеры.
Повышение содержания сухого вещества вызывает понижение температуры замерзания смеси, что этим самым, уменьшая количество образуемого льда, так как в твердое состояние при данной температуре переходит меньшее количество воды. При этом понижается освежающее действие мороженого. Для местного резкоконтинентального климата это обстоятельство можно отнести к достоинствам продукта, так как позволяет не испытывать резких охлаждающих ощущений в холодное время и обеспечивать организм питательными веществами в жаркое время.
Состав и физико-химические показатели различных смесей мороженого с различной дозой внесения подсолнечного компонента представлены в таблицах 3.7, 3.8 и 3.9.
Выбор количества добавляемого компонента в выбранные смеси мороженого обоснован тем, что количество вносимых добавок (аналогичных) в виде орехов, должно быть не менее 6%. В результате исследований, были установлены наиболее подходящие дозы вносимого компонента. Так в молочное, сливочное мороженое и пломбир ядро подсолнечника рекомендуется вносить в количестве от 5 до 7 %, крупностью частиц 670 и 1400 мкм соответственно.
