Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1 Фруктовое сырье в производстве кондитерских изделий 12
1.1.1 Создание кондитерских изделий в соответствии с принципами пищевой комбинаторики 12
1.1.2 Химический состав фруктового сырья и кондитерских изделий на его основе 15
1.1.3 Сохранность кондитерских изделий на основе фруктового сырья 32
1.2 Обеспечение заданного химического состава кондитерских изделий на основе фруктового сырья 35
1.2.1 Современные требования к информированию потребителя о качестве и безопасности кондитерских изделий 35
1.2.2 Идентификационные признаки кондитерских изделий на основе фруктового сырья 38
1.3 Аналитические методы определения химического состава кондитерских изделий 39
1.3.1 Системный подход оценки качества кондитерских изделий 39
1.3.2 Аналитические методы оценки пищевой ценности 41
1.3.3 Способы идентификация фруктового сырья 54
1.4 Выводы по обзору литературы и задачи исследований 63
Глава 2. Объекты и методы исследований 65
2.1 Объекты исследований 65
2.2 Методы исследований 66
2.2.1 Физико-химические методы исследований 66
2.2.2 Математические методы исследований 70
Глава 3. Теоретическая часть 76
Глава 4. Исследование химического состава сырья и кондитерских изделий на основе фруктового сырья 85
4.1 Исследование химического состава фруктового сырья 85
4.2 Кондитерские изделия, состоящие из одного полуфабриката 88
4.3 Исследование кондитерских изделий, состоящих из двух и более полуфабрикатов 90
Глава 5. Комплексная оценка качества кондитерских изделий на основе фруктового сырья 96
5.1 Обоснование метода определения массовой доли фруктового сырья в кондитерских изделиях 96
5.1.1 Разработка методики определения массовой доли органических кислот в кондитерских изделиях методом капиллярного электрофореза. 98
5.1.2 Разработка методики определения массовой доли макроэлементов в кондитерских изделиях методом капиллярного электрофореза 107
5.1.3 Обоснование формулы расчета массовой доли фруктового пюре в кондитерских изделиях 114
5.1.4 Мониторинг образцов кондитерских изделий на основе фруктового сырья, состоящих из одного полуфабриката 121
5.2 Определение показателей пищевой ценности кондитерских изделий 124
5.2.1 Адаптация методики определения массовой доли белка для кондитерских изделий 124
5.2.2 Оптимизация параметров методики определения массовой доли белка в кондитерских изделиях спектрофотометрическим методом 130
5.2.3 Разработка метода определения массовой доли насыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях 133
5.2.4 Разработка метода определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях 138
Глава 6. Получение кондитерских изделий на основе фруктового сырья с гарантированными химическим составом и заданным сроком годности 148
6.1 Разработка методологии оценки качества кондитерских изделий на основе фруктового сырья 148
6.1.1 Обоснование критериев оценки качества 149
6.1.2 Обоснование методик оценки качества кондитерских изделий на основе фруктового сырья 1 6.1.3 Оценка качества кондитерских изделий на основе фруктового сырья по дополнительным показателям 151
6.1.4 Фактические диапазоны химического состава фруктового сырья 154
6.1.5 Алгоритм оценки качества сырья 155
6.2 Оценка сохранности кондитерских изделий на основе фруктового сырья 157
6.2.1 Влияние технологических параметров на сохранность витаминов 157
6.2.2 Исследование изменения массовой доли органических кислот в процессе хранения 165
Заключение 168
Выводы 170
Список принятых сокращений 172
Список литературы 173
Приложения 200
- Химический состав фруктового сырья и кондитерских изделий на его основе
- Исследование кондитерских изделий, состоящих из двух и более полуфабрикатов
- Разработка метода определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях
- Влияние технологических параметров на сохранность витаминов
Введение к работе
Актуальность темы. Кондитерские изделия на основе фруктового сырья, такие как зефир, пастила, мармелад, пользуются растущим спросом у потребителей и ассоциируются со здоровым питанием. Важнейшими факторами, влияющими на выбор потребителя, являются стабильное качество продуктов и их безопасность, требования к которым отражены в Технических регламентах.
Целями Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ 29 июня 2016 года № 1364-р, являются обеспечение качества пищевой продукции и соблюдения прав потребителей на ее приобретение. Для достижения этих целей предусмотрен ряд задач, в том числе совершенствование и развитие методологической базы оценки соответствия показателей качества пищевой продукции, что предполагает разработку и совершенствование действующих методов их оценки.
В работе исследовано влияние свойств сырья на качество кондитерских изделий и установлены дополнительные требования к сырью, что позволяет через инструментально-методологический подход совершенствовать технологию и приступить к ее развитию.
Анализ и расчет рецептурного состава кондитерских изделий на основе фруктового сырья, показал, что ранее содержание фруктовой части в зефире, пастиле и во фруктовом мармеладе не регламентировалось, однако достигало значительного количества - до 80 %.
В настоящее время в государственных стандартах установлено
минимальное содержание фруктового сырья как идентификационного признака: для пастилы не менее 20 %, зефира - 11 %, фруктово-ягодного мармелада - 30 %, фруктовых кондитерских масс - 25 %.
В связи с отсутствием в настоящее время методов определения фруктового сырья в кондитерских изделиях разработка аналитических методик, позволяющих предотвратить информационную фальсификацию, является актуальной задачей и методологической основой для развития технологии.
Гибкое регулирование содержания рецептурных компонентов, например, фруктового сырья, характеризуемого изменением содержания органических кислот и макроэлементов, предлагаемое для совершенствования и развития технологии мармелада и пастильных изделий, приводит к заданному изменению химического состава кондитерских изделий на выходе из технологической системы.
Технологии производства мармелада и пастильных изделий объединяют
общность требований к показателям химического состава и идентификации
сырьевых компонентов. Производитель может маркировать указанные
показатели, получив их расчетным путем, но контроль соответствия их фактическому значению осуществляется аналитическим путем на стадии обращения продукции.
При проведении исследований научно обоснована разработка комплекса методик оценки пищевой ценности кондитерских изделий, содержащих фруктовое сырье, и впервые создана методика количественного содержания фруктового сырья.
Степень разработанности темы. Научно-методологические основы получения кондитерских изделий заданного химического состава изложены в научных трудах Л.М. Аксеновой, Б.В. Кафки, Н.Б. Кондратьева, Н.Н. Липатова, Г.О. Магомедова, Г.А. Маршалкина, А.П. Нечаева, А.В. Рыжаковой Т.В. Савенковой, З.Г. Скобельской, Л.Е. Скокан, М.А. Талейсника, Т.Б. Цыгановой, Л.Н. Шатнюк и многих других ведущих ученых.
Цель и задачи исследований. Цель – разработка инструментально-методологического комплекса для технологий кондитерских изделий на основе фруктового сырья, обеспечивающего их развитие и получение изделий с заданным составом.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
- на основе анализа рецептур и технологий обосновать критерии идентификации
кондитерских изделий с использованием фруктового сырья и разработать
методику определения содержания фруктового сырья в кондитерских изделиях;
- провести мониторинг химического состава сырья, полуфабрикатов и
кондитерских изделий на основе фруктового сырья;
- разработать алгоритм оценки качества сырья для обеспечения гарантированного
химического состава мармелада и пастильных изделий;
- разработать методологию оценки качества кондитерских изделий на основе
фруктового сырья;
- исследовать в процессе хранения изменение химического состава кондитерских
изделий на основе фруктового сырья.
Научная новизна работы. Диссертационная работа содержит элементы научной новизны пунктов 10, 12 в рамках паспорта научной специальности 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства (технические науки)
Выявлена и научно обоснована математическая зависимость массовой доли фруктового сырья от соотношения массовой доли органических кислот и макроэлементов, установлены базисные значения и коэффициенты весомости для этих показателей.
Установлены фактические диапазоны массовой доли белка, жира, насыщенных жирных кислот и трансизомеров ненасыщенных жирных кислот и массовой доли фруктового сырья в кондитерских изделиях.
В качестве идентификационных признаков обоснованы рекомендуемые уровни массовой доли органических кислот и макроэлементов в фруктовом сырье для кондитерских изделий на его основе.
Научно обоснованы параметры методик определения показателей пищевой ценности и отличительных признаков для кондитерских изделий с целью обеспечения соответствия расчетных данных экспериментальным исследованиям.
Научно обоснованы коэффициенты пересчета азота на белок для различных групп кондитерских изделий для повышения точности измерений массовой доли белка.
Установлено, что предлагаемый алгоритм оценки качественных показателей сырья обеспечивает управление рецептурным соотношением в кондитерских изделиях с заданным химическим составом.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработана методика определения массовой доли фруктового сырья в кондитерских изделиях
с целью предотвращения фальсификации. Методики определения массовой доли белка, макроэлементов, органических кислот, насыщенных жирных кислот и трансизомеров ненасыщенных жирных кислот позволяют контролировать качество кондитерских изделий в соответствии с требованиями ТР ТС.
Разработаны межгосударственные и государственные стандарты: ГОСТ
34123.1-2017 «Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли
фруктового и овощного сырья. Часть 1. Определение массовой доли органических
кислот», первая редакция межгосударственного стандарта «Изделия
кондитерские. Методы определения массовой доли фруктового сырья. Часть 2. Определение макроэлементов», ГОСТ Р 54686-2011 «Изделия кондитерские. Метод определения массовой доли насыщенных жирных кислот», ГОСТ Р 54687-2011 «Изделия кондитерские. Метод определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот»,
Техническая новизна исследований защищена 5 патентами. Разработана «Методология оценки качества кондитерских изделий на основе фруктового сырья с целью обеспечения гарантированного химического состава» № 63-00334675-2017.
Методология и методы исследования. Методологической основой исследования является комплексный подход к решению задач по развитию технологий кондитерских изделий на основе фруктового сырья для получения изделий с заданным составом с применением современных физико-химических методов исследований сырья, полуфабрикатов и кондитерских изделий, математической обработки данных.
Научные положения, выносимые на защиту:
- изменение содержания органических кислот и макроэлементов как
идентификационных признаков кондитерских изделий в зависимости от состава и
количества используемого фруктового сырья;
- математическое описание и параметры методик определения показателей
химического состава кондитерских изделий;
- научное обоснование гибкого регулирования соотношения рецептурных
компонентов кондитерских изделий на основе фруктового сырья для обеспечения
заданного состава.
Степень достоверности и апробация результатов Достоверность полученных результатов подтверждена проведенной математической обработкой результатов эксперимента, разработанными и внедренными государственными стандартами, полученными патентами РФ. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы были представлены на международных конференциях: «Торты и пирожные» (Москва, МПА, 2012, 2018 г.), «Кондитерские изделия XXI века» (Москва, МПА, 2015г., 2017 г.), «Управление инновациями, как эффективная стратегия развития кондитерских предприятий. Качество – потребность рынка» (Москва, ЦВК Экспоцентр, 22-я Международная выставка «Современное хлебопечение», 2016 г.), «Стратегическое развитие рынка кондитерских изделий» (Москва, ЦВК Экспоцентр, выставка «WorldFood Moscow», 2013 г.), на семинарах в рамках 16-24-ой Международных выставок «Современное хлебопечение» (Москва, ЦВК Экспоцентр, 2010-2018 г.,), на «Школе технолога пищевых производств» в рамках 16-й, 17-й, 20-й Международных выставок «Пищевые ингредиенты, добавки и пряности»
(Москва, ВВЦ, 2013, 2014 г., Москва, Крокус-Экспо, 2017 г.,), на программах повышения квалификации технологов (Москва, МПА, 2009-2013 гг.), на V Международном форуме «Антиконтрафакт-2017» (Кыргызстан, г. Бишкек, Резиденция №1 Президента, 2017 г.). Результаты работы апробированы на кондитерских предприятиях: ООО «Коломенская пастила», ООО «Кондитерская фабрика Богородская».
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 36 печатных работ, из них 11 статей в журналах перечня, установленного ВАК, 5 патентов РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 218 страницах печатного текста, включает 44 таблицы и 70 рисунков. Список использованной литературы включает 258 источников, из них 54 на иностранном языке.
Химический состав фруктового сырья и кондитерских изделий на его основе
Благодаря своим органолептическим характеристикам (вкусу, аромату) и пищевому значению сырье, полученное из различных фруктов, овощей и ягод широко применяется в кондитерской промышленности. К основным видам полуфабрикатов, применяемых в кондитерском производстве, относятся фруктовые и ягодные пюре, подварки, припасы, пульпы разных плодов, плоды в сиропе, в сахаре, в спирте, концентрированное и сухое пюре [10-12].
Пульпа – это плоды или ягоды целые, или нарезанные с не удаленной или удаленной сердцевиной, обычно залитые раствором консерванта, преимущественно раствором сернистой кислоты, или быстрозамороженные. Содержание влаги 78 – 94 %, содержание диоксида серы 0,08 – 0,20 %.
Пюре фруктово-ягодное представляет собой протертую плодовую мякоть, бывает консервированным сернистым ангидридом или бензоатом натрия, или стерилизованным. Содержание влаги 81 – 94 %.
Подварки представляют собой полуфабрикаты, изготовляемые увариванием фруктового или ягодного пюре с сахаром до влажности не более 31 %.
Соотношение пюре к сахарному песку для фруктово-ягодных подварок составляет 1,3:1, а для цитрусовых – 1:1 [11]. Согласно ГОСТ 32741-2014 содержание сухих веществ для подварок должно быть не менее 60 %, для начинок – не менее 40 % [13].
Припасы – полуфабрикаты, изготовленные из протертых фруктов и ягод таким способом, чтобы сохранился естественный вкус и запах плодов. Припасы готовят холодным и горячим способом. Для припасов, изготовленных горячим способом, содержание влаги составляет: для стерилизованных припасов – 40 – 45 %, для уваренных припасов – 27 – 31 %. Для припасов, изготовленных холодным способом, соотношение пюре к сахарному песку составляет от 1:1,5 до 1:1,2. [10, 11].
Наполнители фруктовые и овощные представляют собой вязкий сиропообразный или желеобразный продукт с равномерно распределенными в общей массе фруктами или овощами, целыми или их частями с содержанием фруктов (овощей) не менее 10 % в соответствии с ГОСТ Р 54682-2011 [14].
Джемы, используемые в кондитерской промышленности в качестве начинки шоколадных или помадных изделий должны иметь содержание растворимых сухих веществ 75 – 78 %, для предотвращения их микробиологической порчи, и чтобы избежать проблем с кристаллизацией и формованием. При добавлении джемов в помадку и кондитерские массы для придания соответствующего вкуса, количество джема обычно настолько мало, что растворимые сухие вещества в продукции практически не изменяются.
Плодово-ягодные пюре или плодовую мякоть производят из свежих или хранившихся в холодильных камерах фруктов. В них иногда добавляют 10 % сахара, часто плодовую мякоть консервируют с применением двуокиси серы. Многие виды плодовой мякоти консервируют пастеризацией, которой способствует низкий рН плодов.
В последнее время большое взимание уделяется технологии распылительной сушки фруктовых соков при добавлении глюкозного сиропа или аравийской камеди [10, 12]. Сухое фруктово-ягодное пюре с содержанием сухих веществ 90-95% представляет значительный интерес для производителей кондитерских изделий с точки зрения экономии затрат на транспортировку и хранение [10].
Многие фрукты, особенно с жесткой растительной тканью, консервируют целыми или разрезанными. Кондированные кусочки фруктов используются в начинке конфет и батончиков. Из кожуры цитрусовых путем кондирования получают цукаты. Самым древним методом консервирования является сушка. Содержание влаги в сухофруктах должно быть снижено до уровня, когда равновесная влажность будет составлять менее 60 % (аw 0,6) [12].
Термины и требования к безопасности и физико-химическим показателям таких полуфабрикатов как пюре овощные и фруктовые, смеси и пюре из фруктов быстрозамороженные, продукты переработки фруктов и овощей, джемы, варенье, повидло, соки регламентируются нормативной документацией [13 – 25]. В качестве идентификационных признаков указано содержание фруктов (овощей) (таблица 1) [14, 18-21, 23].
Фруктово-ягодные полуфабрикаты в кондитерской промышленности применяются для придания вкуса и аромата кондитерским изделиям. Для многих наименований основным видом фруктового сырья для производства кондитерских изделий является яблочное пюре. Поскольку качество используемого яблочного пюре в значительной степени определяет качество фруктовых и фруктово-желейных кондитерских масс, в качестве дополнительных параметров контроля качества яблочного пюре предложено оценивать его по желирующей способности и по кислотности, причем для кондитерских изделий разных видов предъявляются различные требования [26].
Для мармелада и пастильных изделий фруктовое, в основном, яблочное пюре используется в качестве пектиносодержащего сырья. Кроме того, использование фруктового и овощного сырья позволяет повысить пищевую ценность кондитерских изделий за счет обогащения витаминами и минеральными веществами [10], что обусловлено химическим составом фруктов. В свежих фруктах содержится 70-90 % воды. Основную долю растворимых сухих веществ составляют, как правило, углеводы, прежде всего сахара, к ним относятся глюкоза, фруктоза, сахароза, полисахариды фруктов состоят в основном из крахмала, целлюлозы, гемицеллюлоз и пектинов. Содержание белков, пептидов, аминокислот составляет 0,2 – 1,0 %, жиров и восков – 0,1 – 0,5 %. Наряду с сахарами в плодах встречаются многоатомные спирты – сорбит и ксилит.
Вкусовые свойства фруктам придают нелетучие кислоты: яблочная, лимонная, винная и другие кислоты. Доминирующей кислотой в семечковых фруктах, а также в вишне и сливе, является яблочная (50-90 % от общего содержания кислот); в винограде - винная кислота наряду с яблочной. Доминирующей кислотой в ягодах, за исключением ежевики и винограда, а также в тропических фруктах является лимонная. Из остальных кислот практически везде встречается хинная, фумаровая и щавелевая [27]. Для клюквы характерно наличие бензойной кислоты до 0,03 %. Количество кислот во всех фруктах обычно не превышает 1,0 – 1,5 %; больше всего кислот содержат лимоны - до 6 % и черная смородина - до 2,9 % [28]. Органические кислоты, придающие кислый вкус фруктовым ингредиентам, способствуют пищеварению [29]. Пектин, входящий в состав фруктового сырья как натуральный ингредиент, является одним из основных студнеобразователей при производстве желейных кондитерских изделий. Комитет по пищевым добавкам Всемирной организации здравоохранения/Всемирной организации по продовольствию рекомендуют пектин в качестве пищевой добавки без ограничений по суточному потреблению [30]. Приятный аромат фруктов формируют летучие эфирные масла, которые представляют собой смеси различных групп органических соединений (спирты, кислоты, сложные эфиры, альдегиды и кетоны). К важнейшим компонентам фруктового сырья также относят фенольные вещества (дубильные вещества).
Во фруктах содержится значительное количество минеральных веществ необходимых для полноценного питания, в том числе калий, кальций, магний, натрий, железо, фосфор, сера, хлор, а также микроэлементы (цинк, медь, марганец, хром, кобальт, йод, молибден, фтор и селен) и др. [27].
Результаты исследований наиболее значимых фруктовых и овощных соков в ФРГ стали основой для разработки норм RSK, изданные в виде сводного документа [31], ставшего основой для разработки Свода правил и норм (Code of Practice) европейской Ассоциации производителей соков и нектаров (AIJN) [32]
В справочниках различных стран приводятся данные химического состава фруктов, ягод, овощей [28, 33-35], в том числе по содержанию сахаров, органических кислот и макроэлементов (таблица 2).
Исследование кондитерских изделий, состоящих из двух и более полуфабрикатов
Следующим направлением исследований является оценка пищевой ценности кондитерских изделий, в которых массовая доля белка и жира являются основными показателями. Показатели пищевой ценности при маркировании производители обычно получают расчётным путем. Проведен мониторинг образцов кондитерских изделий, который показал отклонения фактических значений показателей пищевой ценности значениям, указанным на этикетке.
Так как в качестве полуфабрикатов используются и выпеченные изделия, и глазурь, были исследованы и определены фактические значения массовой доли белка и жира для разных групп кондитерских изделий.
Полученные значения сравнивали с данными, указанными на этикетке. Провели анализ относительных значений отклонений фактического значения показателя от расчетных данных (рисунки 8-13). Относительное отклонение рассчитывали, как отношение абсолютного отклонения к фактическому значению. Абсолютное отклонение рассчитывали по формуле (27) [255]:
Большинство исследованных мучных кондитерских изделий отличаются более чем на 5% от фактически заявленного расчетного количества.
Для исследованных сахаристых кондитерских изделий выявлено либо отклонения до 5%, либо отклонения значений массовой доли белка более 20%.
Практически две трети исследованных шоколадных кондитерских изделий имеют отклонение между заявленным и измеренным количеством белка более 15 %.
Практически для 90 % исследованных мучных кондитерских изделий характерны отклонения фактических значений по массовой доле жира более чем на 5% от заявленного расчетного количества.
Чуть больше половины исследованных сахаристых кондитерских изделий имеют отклонения, не превышающие 5 %, в то же время остальные – более 15 %
Почти 90 % исследованных шоколадных изделий имеет отклонение по массовой доле жира менее 5 %. Наличие системы технологического контроля содержания жира обеспечивает значительное снижение отклонений расчетной и фактической массовой доли жира шоколадных изделий.
Имеющиеся значительные расхождения между фактическим и расчетным значением массовой доли белка, при маркировке для всех видов кондитерских изделий, можно объяснить нестабильным качеством сырья.
В связи с этим проведены исследования содержания белка в сырье, используемого в настоящее время для производства кондитерских изделий (таблица 17).
Результаты показывают значительные расхождения со справочными данными по показателю массовая доля белка, при этом максимальные отклонения выявлены у сухого молока и яичного порошка.
Разработка метода определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях
Массовую долю трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях определяли по схеме, основанной на экстракции жира и определении изомеризованных жирных кислот методом ИК-спектрометрии (рисунок 56), предложенной на основе литературных данных.
Оптимизация условий пробоподготовки определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях
Определены оптимальные условия экстракции жира из кондитерских изделий, для этого исследована необходимость перевода жиров в форму метиловых эфиров. Сравнено значение поглощения при 967 см-1 для образцов жиров с различным содержанием трансизомеров и этих же образцов жиров после метилирования и перевода в форму метиловых эфиров жирных кислот. Получение метиловых эфиров жирных кислот проведено в соответствии с нормативной документацией [162].
Для этого взвешивали 5,0 г жира или жира после метилирования с погрешностью не более ± 0,2 мг, переносили через воронку в мерную колбу вместимостью 25 см3, добавляли 10 см3 четыреххлористого углерода.
Перемешивали до полного растворения. Объем раствора доводили до метки четыреххлористым углеродом. Раствор помещали в кювету для измерений таким образом, чтобы дно кюветы было полностью закрыто.
Измеряли высоту пика абсорбции при волновом числе 967 см-1 следующим образом: проводили исследования абсорбции в спектральном диапазоне волновых чисел от 1 050 см-1 до 900 см-1; на записи спектра образца проводили линию через точки с частотами 985 см-1 и 950 см-1; измеряли поглощение раствора в единицах оптической плотности при частотах 985 см-1, 967 см-1 и 950 см-1.
Рассчитывали высоту пика поглощения А при волновом числе 967 см-1, в единицах оптической плотности, по формуле 42: где А0 – поглощение раствора при частоте 967 см-1, ед. опт. плотности, А1 – поглощение раствора при частоте 985см-1, ед. опт. плотности, А2 - поглощение раствора при частоте 950 см-1, ед. опт. плотности.
ИК-спектр НПВО и расчет высоты пика поглощения А при волновом числе 967 см-1 представлен на рисунке 57.
Результаты сравнения значений поглощения при 967 см-1 для жиров и метиловых эфиров жирных кислот представлены в таблице 34.
Показано, что жиры не следует переводить в форму метиловых эфиров жирных кислот, поскольку пик поглощения при 967 см-1, характерный исключительно для двойных связей транс-конфигурации присутствует в спектрах всех соединений, содержащих изолированные транс группы.
Для определения содержания трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях строили градуировочный график, используя ИК-спектры градуировочных растворов метиловых эфиров трансизомеров ненасыщенных жирных кислот (1,0, 5,0 и 10,0 % метилэлаидата в метилолеате). Градуировочные растворы, начиная с наименьшей концентрации, помещали в кювету НПВО ИК-спектрофотометра таким образом, чтобы дно кюветы было полностью закрыто и проводили исследования абсорбции в диапазоне волновых чисел от 1050 см-1 до 900 см-1. Вычисляли высоту пика поглощения А при волновом числе 967 см-1
С помощью метода наименьших квадратов строили градуировочную кривую в координатах: высота пика абсорбции при волновом числе 967 см-1 массовая доля трансизомеров ненасыщенных жирных кислот Т, % (ось у) – поглощение А, единицы оптической плотности (ось х) (рисунок 58).
Экстракцию жира из кондитерских изделий проводили методом Сокслета по пункту 5.2.3 смесью хлороформ:этанол 95:5, как было обосновано ранее.
По градуировочному графику определяли массовую долю трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в исследуемом жире Т, %.
Массовую долю трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях и полуфабрикатах Х, % рассчитывали по формуле:
где Т – массовая доля трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в исследуемом жире, %,
Y – массовая доля жира в кондитерском изделии или полуфабрикате, %, определенная по формуле (7).
Метрологические характеристики определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в кондитерских изделиях
На основании полученных параметров методики с целью метрологической аттестации определены массивы значений массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот в шоколаде, печенье. Рассчитаны основные метрологические характеристики методики (таблица 35).
Сравнительные исследования содержания трансизомеров ННЖК в жирах методом газожидкостной хроматографии и ИК-спектрометрии. Были проведены сравнительные исследования содержания трансизомеров ННЖК в жирах методом газожидкостной хроматографии и ИК-спектрометрии. Примеры хроматограммы жирнокислотного состава жира и спектра поглощения этого же жира в области 900 – 1010 см-1 представлены на рисунках 59, 60.
Количество НЖК в изделиях зависит от состава используемого жира. Установлено, что максимальное количество НЖК по сравнению с другими изделиями содержится в жировых глазурях – 32,8 -35,5 %. В глазури шоколадной может содержаться до 30 % НЖК. Мучные кондитерские изделия содержат меньше НЖК, в некоторых образцах печенья с фруктовой начинкой меньше 5 %.
В глазури шоколадной молочной содержится до 0,4 % трансизомеров, обусловленных их присутствием в молочном жире. В печенье может содержаться до 10 % трансизомеров, что зависит от использования гидрогенизированных жиров.
Проведенный мониторинг образцов кондитерских изделий и полуфабрикатов по содержанию насыщенных жирных кислот и трансизомеров ненасыщенных жирных кислот дает возможность оценить кондитерские изделия по отличительным признакам по содержанию насыщенных жирных кислот в соответствии с ТР ТС 022/2011 [123].
Влияние технологических параметров на сохранность витаминов
Фрукты и ягоды, являющиеся основным сырьем для мармелада и пастильных кондитерских изделий помимо сахара и воды, имеют в своем составе витамины, макроэлементы, пищевые волокна. В группу мармеладных изделий входит также желейный мармелад, в котором не нормируется фруктовая часть. Поэтому его часто обогащают витаминными премиксами. Содержание витаминов является одним из критериев сохранности таких изделий в процессе их производства и хранения.
В то же время на сохранность функциональных ингредиентов значительное влияние оказывают технологические параметры изготовления и условия хранения мармелада и пастильных изделий.
Одной из задач наших исследований явилось обоснование оптимальных технологических параметров при внесении витаминов, которые исключают наибольшую их потерю, и проверка сохранности витаминов в процессе хранения.
Исследованы модельные смеси желейного мармелада, не имеющие фруктовую часть и искусственно обогащенные комплексом водорастворимых витаминов (Вь В2, В6 и РР) в количестве, рассчитанным с тем, чтобы продукт являлся источником витаминов в соответствии с условием маркирования информации об отличительных признаках пищевой продукции по ТР ТС 022/2011.
При проведении исследований использован комплекс витаминов группы В, в состав которого входят витамины В1, В2, В6 и РР в количестве 25 мг, 44 мг, 35 мг и 488 мг соответственно. Установлено, что оптимальное количество добавляемого витаминного комплекса в рецептуру должно составлять не менее 20 мг на 100 г продукта, для того чтобы количество витаминов, содержащихся в допустимом потреблении мармелада, составляло 1/5 суточной нормы содержания витаминов в продукте, с учетом потерь при приготовлении. В суточном рационе допустимо потреблять 30–40 г сахаров, что соответствует трем - четырем конфетам. Рассчитано количество добавляемого витаминного комплекса исходя из того, что суточная потребность в витаминах для взрослых составляет для В1 - 1,5 мг, В2 – 1,8 мг, В6 – 2,0 мг, никотиновой кислоты 20 мг в сутки согласно МР 2.3.1.2432 – 08 [120]. При этом продукт будет соответствовать наименованию «источник витаминов» в соответствии с условием маркирования информации об отличительных признаках пищевой продукции по ТР ТС 022/2011.
Для определения содержания витаминов использован метод капиллярного электрофореза, пример электрофореграммы экстракта мармелада, обогащенного витаминами, представлен на рисунке 65.
Существующая технология производства желейного формового мармелада с использованием в качестве структурообразователя пектина, предусматривает приготовление мармеладной массы путем смешивания пектино-сахаро-паточного сиропа с лимонной кислотой, ароматизатором и красителем при температуре (85±5) С.
Исследован порядок введения и температурный режим внесения витаминного комплекса. Сохранность витаминов определялась в готовых изделиях (в % от внесенного количества) в зависимости от следующих условий внесения: температура введения витаминного комплекса, массовая доля лимонной кислоты, массовая доля витаминного комплекса.
Выявлено существенное влияние технологических условий ввода витаминов на их содержание в готовых изделиях (таблица 41). Уменьшение концентрации лимонной кислоты в два раза привело к увеличению сохранности витаминов В1 и В2. Повышение в 2 раза количества добавляемого витаминного комплекса существенного влияния на сохранность витаминов не оказало.
При температуре внесения витаминного комплекса (80-85)С происходит потеря до 50 % витаминов В1 и В2. Снижение температуры позволяет уменьшить потери витаминов на 13 – 38 % (рисунок 66).
Наибольшая сохранность обеспечивается при внесении витаминного комплекса в желейную массу на стадии охлаждения при температуре 70 – 73 С
Установлены оптимальные технологические параметры внесения витаминов группы В в мармеладную массу (рисунок 67).
Наибольшая сохранность витаминов обеспечивается при внесении витаминного комплекса в желейную массу на стадии охлаждения при минимально возможной температуре структурообразования (70 – 73) С. Это позволило снизить потери витаминов на 30 % при их введении в изделия, и избежать падения прочности агарового студня от воздействия кислот.
Далее провели исследования сохранности витаминов в процессе хранения образцов модельных смесей желейного мармелада в зависимости от их активности воды.
Состояние воды в пищевых продуктах характеризует ее причастность к химическим изменениям пищевой системы. Активность воды – это один из критериев, по которому можно судить об устойчивости пищевого продукта при хранении.
Для исследования влияния данного параметра на сохранность витаминов проведены ряд испытаний с различным соотношением компонентов для изменения активности воды в образцах мармелада с добавленным витаминным комплексом, что достигалось заменой части сахара патокой и инвертным сиропом. Содержание витаминов В1, В2, В6 и РР исследовалось в образцах с различными показателями активности воды после уваривания и в условиях традиционного хранения (при температуре 15±5С и относительной влажности воздуха 80±5%), в течение 1 и 2 недель.
Получены зависимости сохранности витамина В1 от активности воды (в % от внесенного количества) (рисунок 68).
При хранении во всех образцах наблюдалось постепенное снижение содержания витаминов, которое составило до 30 % от внесенного количества после двух недель хранения. Показано, что при активности воды от 0,65 до 0,68 потери витаминов минимальны на протяжении всего срока хранения. Для витаминов В2, В6 и РР были получены аналогичные зависимости.
Для прогнозирования сохранности витаминов предложен экспресс-метод оценки, в основу которого заложен метод «ускоренного старения», разработанный ранее в ФГБНУ ВНИИКП. При повышении температуры хранения до 30 С и снижении равновесной относительной влажности (РОВ) до 30 % процессы изменения состава происходят с повышенной скоростью, которая характеризуется расчетным коэффициентом потери витаминов.
Исследования изменения содержания витаминов в ходе хранения проведены в условиях традиционного хранения ((15±5) С, равновесная относительная влажность (80±5) %), и ускоренного старения (30 С, равновесная относительная влажность 30%), количество витаминов в мармеладе определяли с периодичностью 7 суток (рисунки 69, 70)
При хранении во всех образцах наблюдается постепенное снижение содержания витаминов в результате их окисления и перехода в более устойчивые формы, причем более интенсивно закономерности выражаются при повышенной температуре. В условиях «ускоренного старения» выше сохранность витамина РР, быстрее всего разрушается витамин В2. После трех недель хранения в условиях «ускоренного старения» в желейной массе остается в среднем около 30% витаминов от внесенного изначально.
Скорость изменения массовой доли витаминов при хранении, характеризующаяся коэффициентом ускорения потерь, различна. Рассчитан коэффициент «ускоренного старения» при хранении изделий по сравнению с условиями традиционного хранения (таблица 42).