Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Белоксодержащие сухие смеси и их применение в мучных кондитерских изделиях 9
1.1.1. Состав, свойства и применение сухих белоксодержащих смесей 9
1.1.2. Техно-функциональные свойства и пищевая ценность белковых препаратов 12
1.1.3. Гидроколлоиды как регуляторы структуры пищевых систем 21
1.1.4. Совместимость белков и полисахаридов в различных пищевых средах 28
1.2. Ассортимент и способы производства бисквитов и кексов 31
1.3. Бисквиты и кексы - структурированные пищевые системы 37
1.4. Сырье и качество готовых изделий 43
1.5. Заключение по обзору литературы 52
2. Экспериментальная часть 53
2.1. Сырье и материалы исследований 53
2.2. Методы исследований 54
2.2.1. Методы оценки свойств сырья 54
2.2.2. Методы исследований полуфабрикатов 58
2.2.3. Методы исследований готовых изделий 59
2.3. Результаты и их обсуждение 61
2.3.1 Химический состав функциональные свойства белковых препаратов 61
2.3.2. Влияние различных факторов на функциональные свойства белковых препаратов 70
2.3.2.1. Влияние белковых препаратов на пенообразующие свойства сухой пшеничной клейковины 71
2.3.2.2. Гидроколлоиды и пенообразующие свойства белковых препаратов 73
2.3.2,3. Пенообразующие свойства сбалансированных белковых смесей и влияние на них гидроколлоидов 78
2.3.2.4. Жироэмульгирующая способность белковых препаратов и их сбалансированной смеси 85
2.3.3. Разработка базовой рецептуры сухой смеси для мучных кондитерских изделий 88
2.3.3.1. Влияние рецептурных компонентов и технологических факторов на качество сбитой белковой массы 88
2.3.3.2. Выбор и обоснование использования рецептурных компонентов в смеси для масляных кексов 97
2.3.4. Технология бисквитного полуфабриката с белоксодержащей сухой смесью 98
2.3.4.1. Влияние свойств пшеничной муки на показатели качества бисквитного полуфабриката 98
2.3.4.2. Рецептурные компоненты и технологические параметры приготовления бисквитного полуфабриката 103
2.3.4.3. Органолептическая оценка бисквитных полуфабрикатов 109
2.3.4.4. Исследование качества бисквитного полуфабриката при хранении 111
2.3.5. Разработка технологии масляных кексов с сухой белоксодержащей смесью
2.3.5.1. Влияние свойств пшеничной муки на качество кексов 113
2.3.5.2. Рецептурные компоненты и технологические параметры приготовления масляных кексов 115
2.3.5.3. Исследование показателей качества кексов при хранении 119
2.3.6. Опытно-промышленная апробация и разработка проектов нормативной документации 125
3. Выводы 128
4. Список литературы 133
5. Приложения
- Состав, свойства и применение сухих белоксодержащих смесей
- Совместимость белков и полисахаридов в различных пищевых средах
- Химический состав функциональные свойства белковых препаратов
- Влияние рецептурных компонентов и технологических факторов на качество сбитой белковой массы
Введение к работе
Важнейшей задачей пищевой промышленности страны является выпуск мучных кондитерских изделий с высокими потребительскими свойствами, пищевой и биологической ценностью и устойчивых при хранении. В их обширном ассортименте значительное место занимает бисквитная продукция и кексы. Бисквит,.служит'основой для разнообразных тортов и пирожных, а кексы, обладая нежной консистенцией и приятным вкусом, также пользуются популярностью у населения различных возрастных групп, включая детей. Оба вида изделий даже без начинок представляют собой законченную продукцию, поэтому на первом месте среди многообразия признаков их конкурентоспособности стоит качество.
Одним из путей повышения1 качества и расширения ассортимента является использование в технологических процессах производства сухих смесей, обладающих рядом преимуществ, по сравнению с другими видами сырья. Они содержат минимальное количество влаги, имеют небольшой объем и массу, а низкая влажность и отсутствие активных ферментных систем способствуют более длительному хранению и сохранению исходного качества сырья. Сухие порошкообразные смеси технологичны, удобны при переработке, а применение их в производстве различных пищевых систем упрощает технологию изделий и улучшает культуру производства при сохранении или даже превышении качества изделий и обеспечивают экономический эффект.
Учитывая, что производство сухих смесей в стране как самостоятельное направление уже зарождается, а рецептуры в большей степени разработаны за рубежом и не всегда доступны, то создание технологических основ производства отечественного ассортимента сухих смесей с комплексом высоких потребительских, технологических и экономических преимуществ приобретает важное практическое значение.
С применением сухих смесей возможно создание ассортимента мучных кондитерских изделий и с профилактической (функциональной) или даже диетической направленностью за счет использования, например, белковых
препаратов растительного и животного происхождения или других компонентов, способных обеспечить необходимый химический состав, пищевую и биологическую ценность. Полифункциональные свойства сухих смесей могут позволить исключить нежелательные для организма человека компоненты и, наоборот, обогатить пищевые продукты наиболее полезными ингредиентами.
Для разработки новых и совершенствования существующих технологических основ производства сухих смесей для мучных кондитерских изделий с комплексом новых свойств и преимуществ в стране накоплен значительный опыт и созданы научные и практические основы работами известных ученых, таких как Толстогузов В.Б., Браудо Е.Е., Шатерников В.А., Нечаев А.П., Красильников В.Н., Пучкова Л.И., Аксенова Л.М., Скобельская З.Г., Колпакова В.В., Дубцов Г.Г., Цыганова Т.Б., Савенкова Т.В., Кочеткова А.А., Дубцова Г.Н., Магомедов Г.О., Сиданова М.Ю., Доронин А.Ф., Гурова Н.В. и др.
В данной проблеме особенно актуальны вопросы взаимодействия и влияния друг на друга ингредиентов' различной химической природы и регулирование техно-функциональных свойств белков с одновременным- обеспечением требуемых показателей качества, пищевой и биологической ценности мучных кондитерских изделий. Поэтому, учитывая вышеизложенное, разработка совершенных рецептур и технологий смесей с комплексом функциональных свойств для производства мучных кондитерских изделий заданных показателей качества является актуальной.
Работа проводилась в рамках научных направлений кафедры «Органическая и пищевая химия» МГУПП и подпрограммы «Технология живых систем» НТП Министерства образования и науки «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (2003-2007 г.).
Цели и задачи исследования. Целью работы являлось расширение ассортимента мучных кондитерских изделий путем создания технологии бисквитного полуфабриката и масляного кекса с использованием многофункциональной сухой белоксодержащей смеси, обеспечивающей высокую биологическую ценность, упрощение процесса и улучшение качества
изделий. Дляреализации поставленной цели решались следующие задачи:
определение функциональных свойств и обоснование выбора белковых препаратов;
исследование влияния гидроколлоидов углеводной природы и эмульгаторов на функциональные свойства белковых препаратов и показатели качества пенных, эмульсионных систем и готовых изделий;
исследование совместного действия компонентов различной химической природы для регулирования техно-функциональных свойств белков и обеспечения требуемых показателей пищевой и биологической ценности изделий;
изучение влияния рецептурных компонентов и технологических факторов на физико-химические свойства и показатели качества пены, эмульсии, бисквитного полуфабриката и масляных кексов;
разработка технологий- многофункциональной сухой белоксодержащей смеси, бисквитного полуфабриката и масляных кекса;
исследование показателей качества готовых сухих смесей, бисквитных полуфабрикатов и масляных кексов при хранении;
оценка пищевой и биологической ценности сухой смеси, бисквитов и масляных кексов;
опытно-промышленная апробация результатов и разработка проектов НД на сухую смесь и изделия с ее применением.
Научная новизна. Получены математические модели, адекватно описывающие взаимосвязь между функциональными свойствами, сухой пшеничной клейковины (СПК), с одной стороны, и выходом сырой регенерированной клейковины и деформацией сжатия, с другой. Определены диапазоны показателей качества сухой клейковины, обладающей наибольшей пенообразующей (ПОС), водо-, жиросвязывающей и жироэмульгирующей способностью (ВСС, ЖСС, ЖЭС, соответственно).
Белковые препараты по ПОС способности можно расположить в следующей последовательности: яичный альбумин > казеинат натрия > СПК
клейковина > соевый изолят, по стабильности пены (СП) - яичный альбумин >
сухая клейковина > соевый изолят > казеинат натрия;
1 Ксантановая, гуаровая камеди, камедь рожкового дерева и гуммиарабик
повышают (ПОС) сухой пшеничной клейковины, альгинат натрия и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - понижают. В большей степени ПОС ее повышается под влиянием ксантановой камеди. Гидроколлоиды снижают СП;
Гидроколлоиды, за исключением камеди рожкового дерева, улучшают ПОС способность яичного альбумина и не оказывают влияния на стабильность его пены;
Невысокая СП пены казеината натрия повышается под влиянием
гидроколлоидов только при дозировках выше 4% к массе белка и в следующей
последовательности: камедь рожкового дерева > гуаровая камедь > ксантановая
камедь > альгинат натрия > КМЦ;
t Установлено, что соевый лецитин понижает ПОС белковых препаратов, а
МГД - повышает;
Обнаружены синергетические эффекты повышения пенообразующих свойств смеси альбумина и сухой клейковины при использовании композиции гуммиарабика, альгината натрия, ксантановой камеди и к-каррагинана, а жироэмульгирующих свойств - под влиянием одной гуаровой камеди и лецитина;
В процессе механического воздействия при сбивании пены повышается растворимость, осевое отношение и удельный гидродинамический объем частиц белков клейковины.
Научная новизна химического состава сухой смеси и способ производства
, бисквита защищены патентом РФ № 2316968.
\
\ Практическая значимость. Разработана технология
* многофункциональной сухой белоксодержащей смеси для мучных кондитерских
изделий (кексы, бисквиты) с использованием СПК и яичного альбумина.
Подложена принципиальная технологическая схема производства сухой
{ смеси. Определена последовательность ввода компонентов, режимы смешивания и
! условия хранения двух рецептур смеси. Разработана технология бисквита и
масляных кексов из пшеничной муки высшего сорта: созданы рецептуры, обоснованы технологические режимы и операции приготовления изделий с сухой белоксодержащей смесью.
Преимуществом сухой смеси является удобство хранения и применения, снижение потребности в морозильном оборудовании, сокращение процесса при сбивании и выпечке, продление сроков хранения готовых изделий в 1,5-2 раза и более, снижение себестоимости на 10-12%, повышение пищевой ценности и импортозамещение.
Проведена опытно-промышленная апробация технологий приготовления сухой смеси, бисквитного полуфабриката и масляного кекса с ее использованием, в производственных условиях, что подтверждено актами испытаний (ООО "Ворлд Маркет, "ООО "Симфония Вкуса", ОАО "Звездный", г. Москва и ООО "Рыбинская кондитерская фабрика", г. Рыбинск.). Разработаны проекты НД (ТУ, ТИ на смесь сухую, бисквитный полуфабрикат и масляный кекс).
Состав, свойства и применение сухих белоксодержащих смесей
В основе некоторых рецептур сухих смесей (премиксы) лежит использование белковых препаратов, которые являются источником не только незаменимых аминокислот, энергии (12-15%), но эффективными ингредиентами, обеспечивающими особенности структуры и технологических свойств полуфабрикатов и готовых изделий. Сухие смеси могут включать муку, сахар, сахарную пудру, разрыхлители, ароматические вещества, вспомогательные, стабилизирующие и другие виды компонентов. Из сухих смесей готовят тесто с добавлением воды, яйцепродуктов, жировых компонентов, согласно рецептурам и рекомендациям [7].
Сухие смеси для мучных кондитерских изделий условно можно разделить натри группы [8, 9]: смеси, включающие все ингредиенты и требующие добавления воды, использование процесса сбивания, а при необходимости расстойки и выпечки. Смеси предназначаются для общественного питания и реализации населению; смеси как основа для выпечки. К таким смесям добавляют воду, яйца, масло, маргарин и используют как для реализации населению, так и в общественном питании и кондитерских цехах; концентраты для выпечки, содержащие сухие шортенинги, сухие яйцепродукты, муку, ПАВ, вкусоароматические добавки, стабилизаторы и т. д. Концентраты не содержат сахар, дрожжи, а в случае слоеных изделий - и шортенинги. Смеси предназначаются для кондитерских цехов и автоматизированных линий.
Целесообразность применения всех видов сухих смесей обусловлена созданием гибкого процесса тестоприготовления, расширением ассортимента, включая диетические и лечебно-профилактические изделия, обеспечением повышения эффективности работы производств за счет стабилизации качества изделий с увеличенным сроком реализации, снижением энерго- и трудозатрат и улучшением санитарно-гигиенического состояния-предприятия.
За рубежом, в меньшей степени и в нашей стране, разрабатываются технологии приготовления и применения сухих смесей для получения булочных, мучных кондитерских, кулинарных и других видов изделий [10, II, 12]. В их состав, наряду с основными компонентами, вводятся отруби пшеничные диетические, пшеничные зародышевые хлопья, мука высокобелковая, СГЖ, модифицированные крахмалы, смесь витаминов и минеральных веществ, мука из крупяных и бобовых культур, структурообразователи, экструдированные и зерновые продукты, соевые белковые обогатители, декстроза, солодовые продукты, ферментные препараты, эмульгаторы, порошкообразные формы овощей, фруктов, лекарственных трав, ароматические вещества, пищевые красители и т.д. [9,12].
Так, фирма «Ульмер-Шнац» (Германия) выпускает следующие сухие смеси: Eisella lomi - смесь для бисквитов и кексов с крахмалом и пекарским порошком; Preger - пекарское средство для сладких булочек; Krapfenmeister- смесь для сдобных изделий, гарантирующая увеличение объема, улучшение вкуса, равномерную пористость и продление срока свежести [6].
Одной из известных компаний на российском рынке, предлагающей кондитерские смеси для крупных кондитерских фабрик, хлебозаводов, пекарен, баров и ресторанов для тортов, кексов, печенья является «Pillsbury». Главным продуктом считаются смеси для выпечки бисквитных полуфабрикатов и тортов, с использованием яйцепродуктов. Смеси позволяет производить как традиционные торты, так и эксклюзивную продукцию для торжеств. При этом сокращаются трудозатраты, складские помещения и облегчается труд кондитеров [13].
Немецкий концерн «Ирекс» поставляет на российский рынок готовые смеси, основы и концентраты для приготовления тортов и пирожных. Смесь «Верона пирожное» смешивается с маргарином или дезодорированным растительным маслом, водой и выпекается. Разработаны сухие смеси, которые сбивают с холодной водой и получают кремовые полуфабрикаты [14]. Бельгийская компания Puratos производит более 50 мучных и зерновых смесей, в том числе для бисквитов, кексов, кремов, сливок и глазурей [15].
Разработаны порошкообразные смеси для заварного полуфабриката «Эклер», «Орешек», позволяющие экономить сырье, сократить количество операций и продолжительность процесса. Известна также рецептура сухой смеси для блинчиков, основой которой является мука, молочная сыворотка, сухое молоко, сахар, овощные порошки. Смеси позволяют обеспечить организм белками, пищевыми волокнами, Р-каротином, расширить ассортимент продуктов, снизить себестоимость и увеличить сроки хранения [16].
Широкое распространение получают смеси на жировой основе, положительно влияющие на свойства теста, качество и пищевую ценность готовых изделий, а также так называемые "заменители" жира на основе крахмала, белка, пищевых волокон, эмульгаторов, полидекстрозы и гидроколлоидов [17].
В отечественной индустрии сегодня формируется направление для производства пищевых ингредиентов, отвечающее требованиям промьппленности и потребителей [18, 19]. Одно из центральных мест в этом направлении занимает производство комплексных технологических добавок, предназначенных для выполнения различных функций в пищевых системах и продуктах. Так, Колпаковой В.В. с соавт. [20], разработаны пищевые смеси для производства кондитерских и кулинарных изделий из муки. Смесь, например, Лакса-кейк 605 включает: белковые эмульгаторы, гидроколлоиды, разрыхляющие агенты, стабилизаторы, подслащивающие компоненты. Композиционный состав предназначен для производства бисквитных полуфабрикатов, кексов, рулетов в целях замены импортных смесей и добавок, снижения расхода яиц или меланжа с одновременным улучшением внешнего вида, эластичности, цвета мякиша и продления сроков сохранения свежести изделий. Этими же авторами разработана технология получения и применения сухих полуфабрикатов для пончиков.
Разработана добавка Лакса-кейк 600 для замены пекарских дрожжей и традиционных разрыхлителей [22]. Сбалансированный состав смеси, способствующий эффективному выделению диоксида углерода, обеспечивает хороший объем изделий, развитую пористость, отсутствие неприятного привкуса и светлый цвет изделий. Добавка использована в рецептуре кекса с белково-жировым композитом со сбалансированным амино- и жирнокислотным составом и лецитином. В КемТИПП разработана рецептура мучной смеси для приготовления кексов с циклодекстриновыми комплексами, р-каротином и ароматизирующими компонентами [23,24].
Для эффективного применения сухих смесей в производстве кондитерских изделий (хранение, транспортирование, дозирование) они должны иметь оптимальный размер частиц (не более 100 мкм) и минимальную слеживаемость. Находясь в контакте друг с другом, твердые частицы обладают текучестью, зависящей от плотности, размера частиц, формы, состояния поверхности и влажности. Повышенные дисперсность и влажность уменьшают текучесть порошков, вследствие роста общей поверхности контактов и их прочности.
Совместимость белков и полисахаридов в различных пищевых средах
Использование белковых препаратов и гидроколлоидов при производстве пищевых продуктов основывается на сведениях относительно белок-белковых и белок-полисахаридных взаимодействий [39]. Наибольший интерес из таких физико-химических явлений представляет ограниченная термодинамическая совмесшмость соединений [39, 82].
В наибольшей степени изучены взаимодействия белков с анионными полисахаридами с получением нерастворимых электростатических комплексов [39], так как их образование сопровождается фазовым расслоением системы и легко регистрируется. К анионактивным полисахаридам относят альгинаты, пею ин и гуммиарабик.
Молекулы глобулярных белков и анионного полисахарида обладают противоположными по знаку зарядами при рН ниже ИЭТ белка. Нерастворимые комплексы образуются в данной области рН при низкой ионной силе (и. ОД-0,2) и при соотношении реагентов, близком к эквивалентному по зарядам как при высоких, так и низких концентрациях. Наблюдается распад системы на две фазы: концен фированная с комплексами и разбавленная смесь реагентов и их комплексов. Первые исследования фазового расслоения были выполнены в начале XX века на примере растворов желатина и гуммиарабика [39,83].
В последнее время внимание исследователей привлекло изучение растворимых комплексов белков и анионного полисахарида при взаимодействии противоположно или одноименно заряженных макромолекул [84-86]. Процесс образования комплексов рассматривают как последовательное присоединение макроионов белка к макроиону анионного полисахарида. Белок считают лигандом, так как в комплексе на один макроион полисахарида обычно приходится большое число меньших по размеру макроионов белка. По мере присоединения каждого последующего лиганда заряд полианионного комплекса снижается с образованием элекфонейтрального комплекса. Комплексы агрегируются с выделением концентрированной фазы коацервата.
Сульфатированные полисахариды (каррагинаны) с увеличенной плотностью заряда способны образовывать водорастворимые комплексы с белками при рН выше изоэлектрической точки белка [82]. Например, комплексы сывороючного альбумина (ИЭТ 5,0-5,3) с декстрансульфатом существуют в растворах вплоть до рН 8,5.
Образование комплексов между одноименно заряженными белками и анионными полисахаридами, по-видимому, обусловлено гидрофобным взаимодействием, водородными связями и взаимодействием положительно заряженных групп белка с отрицательными группами полисахаридов. При этом возможно изменение вторичной структуры белка с вытеснением карбоксильных групп из внутримолекулярных солевых связей активными центрами полисахаридов [87].
Исследование растворов комплексов бычьего сывороточного альбумина с декстрансульфатом методом кругового дихроизма показало,1 что взаимодействие этих реагентов уже при комнатной температуре сопровождается изменениями вторичной структуры белка. Если нагревание раствора сывороточного альбумина приводит к коагуляции белка, то этого не происходит при нагревании его с декстрансульфатом. Растворы сывороточного белка и растворы его комплекса отличаются по характеру изменения молярной эллиптичности при нагревании. Если для свободного белка наблюдается характерное для денатурации скачкообразное изменение молярной эллиптичности, то для белка в комплексе эта величина плавно изменялась.
Комплексообразование белков с анионными полисахаридами как метод регулирования функциональных свойств белка имеет большое практическое значение. Образование комплексов может сопровождаться как изменением баланса сил, определяющих характер внутри- и межмолекулярных взаимодействий белковых глобул, так и образованием частиц комплексов с различными размерами, формой, зарядом, степенью гидратации и т. д. [39]. Свойства комплексов зависят от химической природы, молекулярных характеристик, рН, ионной силы, температуры и других условий. Отсюда появляются возможности регулирования функциональных свойств белков и прежде всего два его направления: повышение и снижение растворимости белка для выделения его из разбавленных растворов и изменение свойств [39,80,82-84, 88].
До последнего времени оставались мало изученными поверхностно-активные свойства комплексов. В то же время бифильность молекул белка возрастает в результате комплексообразования с анионными полисахаридами и стабильность пен и эмульсий может быть повышена из-за более высоких структурно-механических свойств межфазных слоев в результате образования комплексных гелей, микро-инкапсулирующих частиц дисперсной фазы и т.д. [39].
Расслоение в системах белок-белок-вода сопровождается концентрированием одной из фаз системы и разбавлением другой при участии гидрофильных групп.
Хорошо изучено влияние температуры, величины рН и концентрации NaCl на совместимость казеина и глобулинов бобов сои. Температура в пределах 10-35С не влияла на агрегацию белков, а в присутствии хлорида натрия (рН 8) агрегация наблюдалась при минимальной концентрации белков.
Установлено также, что бычий сывороточный альбумин и овальбумин в нативном состоянии полностью совместимы в водной среде. Однако термогропные агрегаты овальбумина, полученные при 100С и 60 мин, несовмесшмы не только с бычьим сывороточным альбумином, но и с нативным овальбумином [82].
Химический состав функциональные свойства белковых препаратов
Благодаря широкому набору техно-функциональных свойств в различных отраслях пищевой промышленности, включая кондитерскую, используются белковые препараты. Способность связывать воду, жир, образовывать устойчивые пены и эмульсии являются основными функциональными свойствами, которые необходимы для обеспечения надлежащих технологических показателей качества, пищевой и биологической ценности изделий [39, 40].
В список используемых нами ингредиентов включена СГЖ, так как в последние годы интерес к ней в нашей стране и за рубежом значительно возрос. Во-первых, - это натуральный продукт, который получают из зерна отмыванием водой без применения химических реагентов и жестких технологических режимов, во-вторых, - уникальным функциональным свойствам СГЖ часто отсутствует альтернатива, а в третьих, рыночная цена ее относительно низка. Основными потребителями СГЖ сегодня являются мукомольные и хлебопекарные производства, поэтому в целях расширения направлений ее использования ставилась задача применения ее и в производстве мучных кондитерских изделий.
Учитывая, что в основу разработки технологии сухих смесей для мучных кондитерских изделий положено использование белковых ингредиентов, то на первом этапе определялся химический состав и функциональные свойства различных белковых препаратов животного и растительного происхождения.
Из данных, приведенных в табл. 2.1, видно, что все используемые препараты, за исключением яичного порошка и соевой муки, по массовой доле белка относились к группам "концентраты" и "изоляты". Максимальной способностью связывать воду обладали соевые изоляты, минимальной -соевая мука (табл. 2.2.). Белки животного происхождения либо полностью растворялись в воде как яичный альбумин, либо образовывали в ней гелеобразную структуру, как в случае казеината натрия, что затрудняло оценку исследуемого показателя.
Наибольшую ЖСС имела СПК, наименьшую - яичный альбумин. Самыми высокими ЖЭС и ПОС обладал яичный альбумин, самыми низкими - соевый изолят Ардекс Ф. СПК, обладая самой высокой ЖСС, по ВСС занимала промежуточное положение между соевыми изолятами и соевой мукой, а по ПОС и ЖЭС - между яичным альбумином и соевыми белками и даже превосходила один образец яичного альбумина и казеинат натрия. Таким образом, полученные данные свидетельствовали о возможности применения СПК в качестве эффективного пенообразующего, водо-, жиросвязывающего и жироэмульгирующего агента в производстве мучных кондитерских изделий.
Оценка функциональных свойств СПК в хлебопекарной и мукомольной отраслях ограничивается, как правило, применением небольшого количества методов, к которым относится определение гидратационной способности и деформации сжатия (Ндеф.) сырой регенерированной клейковины, определяемой на приборе ИДК. Дополнительно мы определяем эластичность, растяжимость, связность и выход клейковины.
Указанных методов, как правило, достаточно для использования оценки качества СПК в хлебопечении, так как эти методы в той или иной степени, позволяют оценить состояние белкового комплекса для обоснования применения СПК в целях корректировки качества муки разного хлебопекарного достоинства. В производстве кондитерских изделий (мучные, сбивные и т.д.), наряду с гидратационной или ВСС, важное значение имеют и ПОС, ЖЭС и ЖСС, для оценки которых, как правило, требуется специальное оборудование (центрифуги, мешалки и т.д.). Поэтому, учитывая; что кондитерские изделия часто выпускаются в цехах, расположенных при хлебозаводах, нам представлялось интересным определить корреляционную взаимосвязь между свойствами СПК, которые необходимо оценивать при выработке кондитерских изделий, и показателями качества СПК, используемыми при производстве хлебобулочной продукции. Расширение диапазона методов определения функциональных свойств СПК может явиться одним из факторов расширения путей ее применения, в частности в кондитерской промышленности.
Функциональные свойства СПК изучались с использованием 19 образцов, полученных с одного и того же предприятия - "БМ" (Казахстан). Результаты, приведенные в табл. 2.3, показали, что значения ВСС СПК колебались от 2,27 до 2,70 г/г, ЖСС - от 0,95 до 2,35 г/г. Значения ЖЭС находились в пределах 49- 67%, СЭ - в пределах 88- 116%; а показатели ПОС и СП равнялись 170-J-227 % и 55 70%, соответственно. Показатели качества СПК, определенные по методикам, используемым в хлебопечении, приведены в табл. 2.4. Видно, что выход сырой регенерированной клейковины составлял 201- 247 %, Н деф. - 42 79 ед. приб., растяжимость - 8- 17 см, а гидратационная способность - 140-7-186 %.
Влияние рецептурных компонентов и технологических факторов на качество сбитой белковой массы
Из данных литературного обзора (раздел 1.3) видно, что на формирование бисквитного теста и качество готового изделия существенное влияние оказывают рецептурные компоненты и технологические факторы. Поэтому представлялось интересным изучить влияние некоторых рецептурных компонентов и факторов на показатели сбитой белковой массы как промежуточного полупродукта при производстве бисквитных изделий.
Одним из основных видов сырья для бисквитного полуфабриката является сахар, а в отдельные рецептуры, в небольших количествах, включают и поваренную соль. В состав яичных продуктов, с использованием которых готовят бисквитные полуфабрикаты, входят и ПАВ, которые способны не только эмульгировать жир, но и взаимодействовать с белками, и выполнять при этом, возможно, роль стабилизатора. Поэтому далее ставилась задача изучить влияние лецитина и МГД на пенообразующие свойства белковых препаратов и их смесей, для того чтобы в большей степени улучшить структуру сбитой массы и полуфабриката.
В качестве технологических факторов использовали рН, температуру и время сбивания пены. Предварительно, провели ряд опытов по изучению влияния полисахаридов, времени ее сбивания и температуры на свойства пены. Использовались композиции белков с гидроколлоидами, приготовленные с выявленными ранее эффективными дозировками. В опытах измерялись объем, плотность и термостабильность массы, сбитой в течение 20 мин в присутствии сахара и без сахара. Соотношение белка, воды и сахара в системе соответствовало соотношению компонентов в "основном" бисквите (5:30:24) [1]. Контрольными образцами служили яичный альбумин, СПК, их смесь (60:40) и сырой яичный белок. Образцы пены содержали одинаковое количество сухих веществ.
Положительное влияние всех гидроколлоидов на прирост объема пены проявлялось уже после 2 мин сбивания, когда в системе, возможно, начинали увеличиваться растворимость ингредиентов и их стабилизирующие свойства.
Изучение влияния вида белкового препарата, гидроколлоидов и их композиций на плотность пены (табл. 2.9) показало, что исследуемый показатель для одной СПК (вариант 2) и СПК с яичным альбумином (вариант 4), был немного ниже, чем для яичного альбумина. Смесь белков, сбитая в течение 15 мин с композицией гидроколлоидов (гуммиарабик, альгинат натрия, ксантановая камедь и к-каррагинан в дозировках 0,5, 1, 0,2 и 0,5% к массе белка), имела наименьшую плотность. Следовательно, отобранная композиция являлась эффективным ингредиентом для обеспечения качества пенной системы.
Изучение влияния рН на пенообразующие свойства белковых препаратов и смеси альбумин:СПК (60:40) показало, что у СПК закономерность их зависимостей носила нелинейный характер, тогда как на свойства альбумина значение рН не оказывало вообще никакого влияния (рис. 2.24). Наиболее низкой ПОС СПК и соевый изолят обладали в диапазоне рН 5-7, наиболее высокой - в кислой (рН 2-4) и слабощелочной (рН 7,5-9,0) средах. Поскольку в слабощелочной среде ПОС смеси альбумин .СПК повышалась на 10-15 %, по сравнению с одним альбумином, то сделан вывод, что в рецептуру смеси полезно вводить химические разрыхлители со слабощелочными значениями рН. Можно отметить, что повышение ПОС смеси белков в слабощелочной и кислой среде обусловливается влиянием рН на СПК, а не на яичный альбумин.
Добавление сахара в количестве, соответствующем рецептуре основного бисквита, отрицательно влияло на объем пены из смеси альбумина с СПК (60:40) как в присутствии гидроколлоидов, так и без них (рис. 2.25). В тоже время с гидроколлоидами прирост сбитой с сахаром массы был на 40% выше, чем прирост объема пены смеси одних белков и составлял 450%, что являлось достаточным для приготовления бисквита с высокими свойствами. Сбитая масса была высоко термостабильной, что также должно было положительно отразиться на стабилизации объема изделий при выпечке. Под действием температуры каркас пены формировался как у пены из сырого яичного белка.
Для установления структурных особенностей пены белково-полисахаридной смеси выполнены исследования по микроскопированию сбитых масс. В качестве контрольных образцов использовали пену яичного альбумина и клейковины, в качестве опытных - смесь альбумина и СПК (60:40) с композицией гидроколлоидов, сахаром и без них.
Установлено, что размер, форма и взаимное расположение пузырьков воздуха в пене зависели от вида белковых препаратов и от наличия гидроколлоидов и сахара (рис. 2.27). Яичный альбумин имел пузырьки шарообразной формы, среднего размера, незначительно соприкосающиеся-друг с другом-Пузырьки воздуха пены СПК сильно отличались по размеру и имели несимметричную форму. На их поверхности располагались плоские участки, напоминающие по форме грани, с помощью которых пузырьки сближались. В пене присутствовали нерастворившиеся кусочки клейковины, с крупным и мелким размером и адсорбирующиеся на поверхности пузырьков. Мелкие частицы клейковины легко проходили между пузырьками воздуха по каналам Гиббса.
В образце смеси альбумина с клейковиной структура пены была похожа на пену альбумина и пену СПК. Пена содержала большие пузырьки воздуха с меньшим количеством крупных включений; клейковины, по сравнению- с пеной одной СПК. Пузырьки сильнее соприкасались друг с другом.
С добавлением композиции гидроколлоидов пена по структуре B= большей степени уже напоминала яичный альбумин, чем СПК. В ней преобладали средние и мелкие пузырьки воздуха с размером в диаметре от 80 до 120 мкм, а крупные включения клейковины вообще отсутствовали.
При добавлении сахара к альбумину и к смеси белков с гидроколлоидами размер пузырьков воздуха значительно снижался. Если у альбумина с сахаром средний размер их составлял 50-100 мкм, то у смеси белков с композицией гидроколлоидов (КГ) и сахаром- 20-50 мкм.
