Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 12
1.1 Научно-практические основы технологии макаронных изделий быстрого приготовления 12
1.2 Принципы обогащения продуктов питания 21
1.3 Пищевые волокна, их роль в питании 26
1.4 Растительные и специальные масла для фритюра 34
1.5 Природные антиоксиданты и их применение в маслах для фритюра. 43
Заключение к обзору литературы 47
2 Экспериментальная часть 49
2.1 Сырье и материалы, применявшиеся при проведении исследований 51
2.2 Методы исследований, применявшиеся в работе 51
2.2.1 Методы исследования свойств сырья 52
2.2.2 Способы приготовления полуфабрикатов и готовых макаронных изделий быстрого приготовления 53
2.2.3 Методы исследования свойств полуфабрикатов и готовых макаронных изделий быстрого приготовления 54
2.2.4 Методы исследования свойств липидов 55
2.2.5 Методы математической обработки экспериментальных данных 56
2.3 Характеристика сырья, применявшегося в работе 57
2.4 Результаты исследований и их анализ .64
2.4.1 Совершенствование рецептуры макаронных изделий быстрого приготовления 64
2.4.1.1 Выбор и обоснование применения пищевых волокон в рецептуре макаронных изделий быстрого приготовления 66
2.4.1.2 Влияние пищевых волокон на реологические свойства теста и макаронных изделий быстрого приготовления из пшеничной муки 73
Заключение к разделу 82
2.4.1.3 Разработка рецептуры макаронных изделий быстрого приготовления на основе смеси пшеничной муки высшего сорта и гречневой муки с внесением пищевых волокон 83 Заключение к разделу 2.4.1.3 92
2.4.2 Влияние состава фритюрного жира на качество макаронных изделий быстрого приготовления 93
2.4.2.1 Разработка состава купажированного масла для фритюра 94
2.4.2.2 Выбор жирового сырья для производства макаронных изделий быстрого приготовления 96
2.4.3 Антиоксидантная стабилизация фритюрного масла природными антиоксидантами 107
Заключение к разделу 2.4.3 112
2.4.4 Разработка рецептуры макаронных изделий быстрого приготовления, обогащенных пищевыми волокнами, с увеличенными сроками годности 113
2.4.4.1 Исследование процесса абсорбции липидов при обжаривании макаронных изделий быстрого приготовления, обогащенных пищевыми волокнами 116
2.4.4.2 Подбор консервантов для предотвращения микробиологической порчи макаронных изделий быстрого приготовления 122
2.4.4.3 Физико-химические показатели макаронных изделий быстрого приготовления, обогащенных пищевыми волокнами 125
2.4.4.4 Определение пищевой и энергетической ценности разработанных макаронных изделий быстрого приготовления 132
2.4.4.5 Определение сроков годности разработанных макаронных изделий быстрого приготовления 136
3. Выводы 142
Список сокращений и условных обозначений 144
Список использованной литературы 145
Приложение А. Проекты технических условий на макаронные изделия быстрого приготовления 159
Приложение Б. Акты производственной выработки макаронных изделий быстрого приготовления 162
Приложение В. Заявки на изобретения на макаронные изделия быстрого приготовления 170
- Пищевые волокна, их роль в питании
- Характеристика сырья, применявшегося в работе
- Выбор жирового сырья для производства макаронных изделий быстрого приготовления
- Определение сроков годности разработанных макаронных изделий быстрого приготовления
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из важнейших показателей развития нашей страны является увеличение объемов производства, расширение ассортимента, совершенствование технологий и повышение качества и безопасности продуктов питания. Последние десятилетия характеризуются снижением физической активности значительной части населения за счет изменения образа жизни и условий труда, и, как следствие, снижением энергозатрат и объема потребляемой пищи. Однако физиологическая потребность в определенном количестве макро- и микронутриентов почти не меняется. Поэтому актуальной задачей является создание продуктов питания с повышенной пищевой ценностью. В связи с этим была разработана и принята Государственная политика РФ в области здорового питания населения на период до 2020 г. (утверждено распоряжением Правительства РФ от 25 октября 2010 г. № 1873-р) с учетом тесной связи между рациональным питанием человека, его здоровьем и продолжительностью жизни. Реализацию основных направлений производства продуктов здорового питания также должна обеспечить Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года (утверждена распоряжением Правительства РФ от 29 июня 2016 г. № 1364-р). С учетом современных тенденций актуально создание пищевых продуктов, содержащих полезные для здоровья человека нутриенты.
В настоящее время все большую популярность приобретают продукты быстрого приготовления. Такие продукты удобны в использовании, находят широкое применение, их приготовление не занимает много времени как дома, так и вне его. В число таких продуктов входят макаронные изделия быстрого приготовления, которые популярны в России. Около 600 млн. долларов в год – примерно так оценивается рынок этой продукции в России, он (по данным Маркетингового консалтингового агентства «Бизнес-Рейтинг») занимает 70 % от всех продуктов быстрого приготовления. Принимая во внимание тот факт, что макаронные изделия быстрого приготовления популярны в питании населения России, совершенствование технологии их производства и обогащение необходимыми ингредиентами имеет значительные перспективы для организации сбалансированного питания населения. С этих позиций актуальной задачей является создание макаронных изделий быстрого приготовления с повышенным содержанием микроингредиентов, пониженной энергетической ценности, скорректированным жирнокислотным составом, увеличенным сроком годности с учетом тенденций создания продуктов для здорового питания, решение которой позволит расширить ассортимент, повысить пищевую ценность. Один из возможных путей достижения этих целей является использование такого вида нетрадиционного растительного сырья для данного вида продукции как гречневая мука, которая обладает рядом преимуществ по нут-риентному составу, а также внесением в рецептуру пищевых волокон. Кроме того, для такого вида продукции актуальны исследования, направленные на увеличение сроков их годности. В качестве натуральных антиоксидантов предложено использование натуральных экстрактов розмарина, куркумы, сои для предотвращения окисления жировой составляющей продукта. Это соответствует современным тенденциям использования натуральных ингредиентов, что удовлетворяет требованиям ТР ТС 021/2011.
Работа выполнена в рамках Государственного задания ФГБОУ ВО «МГУПП» на 2017-2019 гг. по теме 14.7404.2017/БЧ «Научные и прикладные основы применения традиционного и нетрадиционного растительного сырья и вторичных продуктов его переработки (плодово-ягодного, зернового, бобового, масличного, эфирно-масличного, трав) в технологии специализированных продуктов пищевой промышленности, косметологии и фармацевтики».
Степень разработанности темы. Разработке технологии обогащения продуктов питания макро- и микронутриентами и технологии макаронных изделий быстрого приготовления посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: Е.В. Алексеенко, Т.Г. Богатыревой, М.Г. Гаппарова, Г.Г. Дубцова, Г.Н. Дубцовой, М.С. Дудкина, О.А. Ильиной, Л.Г. Ипатовой, В.С. Иунихиной, Н.К. Казенновой, А.А. Кочетковой, И.В. Матвеевой, А.П. Нечаева, Л.И. Пучковой, В.Б. Спиричева, Э.С. Токаева, В.А. Тутельяна, Т.Б. Цыгановой, Н.К. Черно, М.Е. Чернова, В.Я. Черныха, Л.Н. Шатнюк, БА. Шендерова, Д.В. Шнейдер, Hipsly, Е.А. Offord, P.S. Santos-Gomes, Trowell и др. Вместе с тем, исследованиям по применению нетрадиционного сырья в технологии макаронных изделий быстрого приготовления, а также по обогащению их микроингредиентами, снижению содержания жира и улучшению его жирнокислотного состава не уделялось должного значения, в связи с чем данное направление исследований является актуальным. Перспективны исследования, направленные на продление сроков годности готового продукта посредством использования натуральных ингредиентов, что может достигаться введением натуральных антиоксидантов в мицелирован-ной форме, представляющих из себя инновационный ингредиент нового поколения.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось совершенствование технологии макаронных изделий быстрого приготовления с использованием традиционного и нетрадиционного сырья, обогащенных пищевыми волокнами, с повышенной пищевой ценностью, увеличенным сроком годности за счет антиоксидантной стабилизации фритюр-ных жиров натуральными антиоксидантами.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
обоснование выбора традиционного (пшеничной муки высшего сорта) и нетрадиционного (гречневой муки как источника эссенциальных микроэлементов) растительного сырья, определение возможности применения комбинации гречневой муки и пшеничной муки высшего сорта в технологии макаронных изделий быстрого приготовления;
обоснование выбора растворимых и нерастворимых пищевых волокон, их влияние на свойства клейковины пшеничной муки высшего сорта;
исследование влияния вносимых пищевых волокон на абсорбцию липидов при обжаривании полуфабрикатов макаронных изделий быстрого приготовления;
разработка рецептур макаронных изделий быстрого приготовления, обогащенных пищевыми волокнами;
разработка композиции растительных масел для использования в качестве фритюра со скорректированным жирнокислотным составом, обладающей высокой антиокислительной стабильностью;
исследование окислительных процессов, протекающих при нагревании различных видов растительных масел, используемых в качестве фритюрных, их влияние на показатели качества макаронных изделий быстрого приготовления;
исследование влияния природных антиоксидантов в мицелированной форме, введенных во фритюрные жиры, на показатели степени окисленности липидной фракции обжаренных изделий, а также на сроки годности макаронных изделий быстрого приготовления;
разработка проекта нормативной документации на макаронные изделия быстрого приготовления (ТУ), проведение опытно-промышленной апробации результатов исследований.
Научные положения, выносимые на защиту:
обоснование технологических решений по применению нетрадиционного сырья (гречневой муки) для увеличения пищевой ценности при производстве макаронных изделий быстрого приготовления;
выбор растворимых (инулин) и нерастворимых (клетчатка) пищевых волокон, обладающих различными физиологическими свойствами и технологическими эффектами, для обогащения макаронных изделий быстрого приготовления и снижения содержания липи-дов в готовом изделии, анализ их жирнокислотного состава;
результаты оценки антиоксидантной активности натуральных антиоксидантов, инкапсулированных в мицеллу размером 30 нм, их влияние на сроки годности макаронных изделий быстрого приготовления при внесении во фритюрные жиры.
Научная новизна работы. Обосновано использование гречневой муки, инулина, клетчатки в рецептурах макаронных изделий быстрого приготовления, с пониженной энергетической ценностью на 16,9-17,8 % и увеличенным сроком годности в 1,7-1,8 раз.
Научно доказано, что использование гречневой муки приводит к обогащению нут-риентного состава и повышению пищевой ценности макаронных изделий быстрого приготовления. Предложено введение в рецептуру гречневой муки в качестве источника минеральных веществ.
Экспериментально установлено, что внесение пищевых волокон приводит к снижению содержания липидов в готовом изделии за счет уменьшения абсорбции жира полуфабрикатом при обжаривании. Доказано, что технологические свойства пищевых волокон зависят от их средней длины (в мкм). Показана целесообразность и возможность обогащения макаронных изделий быстрого приготовления растворимыми и нерастворимыми пищевыми волокнами - инулином и клетчаткой.
Предложена рецептура фритюрного жира, обладающего высокой устойчивостью к окислению с использованием отечественного растительного масла - высокоолеинового подсолнечного масла, обладающего антиоксидантной стабильностью схожей с тропическими маслами.
Научно доказано, что природные антиоксиданты в мицеллированной форме (натуральные экстракты розмарина, куркумы, сои), будучи введенными в масла для обжаривания, позволяют за счет инновационной технологии мицеллирования применять более низ-
кие дозировки действующего вещества, по сравнению с другими формами антиоксидантов, что приводит к увеличению сроков годности готового продукта.
По результатам проведенных исследований оформлены заявки на изобретения № 2017125863 от 19.07.2017 и № 2017125862 от 19.07.2017.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработана технология макаронных изделий быстрого приготовления с использованием нетрадиционного (гречневая мука) и традиционного (пшеничная мука высшего сорта) сырья. Разработана рецептура и расширен ассортимент макаронных изделий быстрого приготовления с повышенной пищевой ценностью, пониженной энергетической ценностью и увеличенным сроком годности.
Разработаны макаронные изделия быстрого приготовления «Фастфайбер» и «Фаст-файбер плюс», техническая новизна которых подтверждена заявками на изобретения.
Разработаны проекты нормативной документации на новый вид макаронных изделий быстрого приготовления «Фастфайбер» и «Фастфайбер плюс» (проекты ТУ).
Проведена промышленная апробация технологии в условиях ООО «Славянский хлебокомбинат» в г. Славянск-на-Кубани.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на Международной конференции молодых ученых «Проблемы пищевой безопасности» (Москва, МГУПП, 19–20 сентября 2013 г.); Межведомственной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности, товароведении и общественном питании» (Москва, МГУПП, 22 октября 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии длительного хранения товаров в условиях вступления России в ВТО» (Москва, РЭУ им. Г.В. Плеханова, 2 декабря 2013 г.); VII Межведомственной научно-практической конференции «Инновации в товароведении, общественном питании и длительном хранении продовольственных товаров» (Москва, МГУПП, 16 апреля 2015 г.); IX Международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития» (Москва, МПА, 30 мая – 1 июня 2016 г.); Общеуниверситетской научной конференции молодых ученых и специалистов «День науки» (Москва, МГУПП, апрель 2016 г.); Научной конференции с международным участием «Развитие пищевой и перерабатывающей промышленности России: кадры и наука» в рамках Выставки научно-технических достижений пищевой и перерабатывающей отраслей промышленности (Москва, МГУПП, 11–12 апреля 2017 г.); I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Пищевая индустрия и общественное питание: современное состояние и перспективы развития» (Самара, СамГТ, 25–27 апреля 2017 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 4 в научных изданиях, входящих в список ВАК РФ; 2 – в других изданиях; 8 – в материалах международных и российских конференций; 1 – учебное пособие.
Диссертационная работа соответствует требованиям п. 9 Положения о присуждении ученой степени п.п. 3, 6 и 10 формулы Паспорта специальностей ВАК РФ (технические науки) по специальности 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 171 странице, содержит 66 таблиц и 55 рисунков. Список литературы включает 139 наименований, в том числе 24 зарубежных авторов.
Пищевые волокна, их роль в питании
Термин «пищевое волокно» впервые был определен в 1953 г. британским ученым Hipsley Е.Н. и обозначал неперевариваемые компоненты, входящие в состав клеточных стенок растений [126].
Пищевые волокна представляют собой вещества растительного происхождения, которые не перевариваются эндогенными секретами человеческого организма, пригодные в пищу части растений или аналогичные углеводы, устойчивые к адсорбции в тонком кишечнике человека, полностью или частично ферментируемые в толстом кишечнике, тем самым нормализующие функции желудочно-кишечного тракта. К пищевым волокнам относят полисахариды, олигосахариды, лигнин и связанные с ним белковые вещества, формирующие клеточные стенки растений [5, 14, 108].
Готовый продукт может называться «обогащенным» при введении в него пищевых волокон (ПВ) в количестве не менее 3–6 г на 100 г [52]. По рекомендациям ФАО/ВОЗ источником пищевого волокна считается продукт, в 100 г которого содержится 3 г этого пищевого волокна. Если 100 г пищевого продукта содержит 6 г пищевого волокна, то такой продукт считается обогащенным [42]. Одна порция такого продукта обеспечивает от 10 до 50 % суточной физиологической потребности человека в пищевых веществах и предназначена для предотвращения возникновения или исправления имеющегося дефицита пищевых веществ в питании. Создание продуктов, обогащенных пищевыми волокнами, является актуальной задачей.
В связи с многообразием источников и состава пищевых волокон их классифицируют следующим образом:
1. По химическому строению:
полисахариды (целлюлоза и ее производные, гемицеллюлозы, пектины, ину-лины, камеди, слизи, гуар);
неполисахариды - полимеры иной химической природы (лигнин).
2. По сырьевым источникам:
традиционные - пищевые волокна злаковых, бобовых, овощей, фруктов, корнеплодов, ягод, цитрусовых, орехов, грибов, водорослей;
нетрадиционные - пищевые волокна лиственной и хвойной древесины, стеблей злаков, тростника, трав.
3. По методам выделения:
неочищенные;
очищенные в нейтральной среде;
очищенные в кислой среде;
очищенные ферментами.
4. По растворимости в воде:
водорастворимые - пектин, инулин, камеди, слизи, пентозаны, бета-глюканы;
водонерастворимые - целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин.
5. По степени микробной ферментации:
почти или полностью ферментируемые - пектин, камеди, слизи;
частично ферментируемые - целлюлоза, гемицеллюлозы;
неферментируемые - лигнин.
6. По основным медико-биологическим эффектам:
ингибирующие эвакуаторную функцию желчи - вязкие пищевые волокна (гуар и др.);
стимулирующие моторную функцию толстой кишки - аморфные пищевые волокна из свекольных выжимок и др.;
увеличивающие массу фекалий - пищевые волокна пшеницы, бобов, капусты;
сорбирующие желчные кислоты - гуар, лигнин, целлюлоза, пектин;
сорбирующие холестерин - гуар, целлюлоза, пектин;
замедляющие всасывание углеводов - пектины, гуар;
преобразуемые бактериями кишечника в лигнины, блокирующие рецепторы к эстрогенам - пищевые волокна злаковых;
антиоксиданты - лигнины [53, 94, 118].
Развитие современных традиционных технологий переработки зерна в муку способствует уменьшению содержания в ней пищевых волокон, а также витаминов и минеральных веществ, то есть, повышение сортности муки приводит к снижению в ней содержания этих физиологически ценных ингредиентов [3, 71, 117]. В связи с этим возникает необходимость дополнительного введения функциональных ингредиентов в мучные изделия. В иностранной и отечественной литературе описаны основные направления обогащения пищевых продуктов волокнами:
использование в полном объме сырья, содержащего пищевые волокна (мука из цельносмолотого зерна пшеницы, ржи и других злаковых культур, текстуриро-ванные виды муки) [11, 53, 118];
добавление вторичных продуктов пищевых производств с высоким содержанием пищевых волокон (овощные, крупяные, фруктовые добавки, отруби злаковых) [11, 108, 122, 126];
выделение из вторичного сырья и различных нетрадиционных источников концентратов пищевых волокон и последующее применение их при приготовлении изделий (микрокристаллическая целлюлоза, инулин, клетчатка и другие гидроколлоиды) [53, 117, 126].
На рынке пищевых ингредиентов широко представлены растительные источники пищевых волокон, предназначенные для обогащения различных продуктов в соответствии со всеми рассмотренными направлениями. Выбор определн-ных видов муки, растительных добавок или коммерческих препаратов растворимых и нерастворимых пищевых волокон обусловлен необходимостью получения продуктов не только полезных, но и обладающих высокими органолептическими показателями.
Инулин относится к водорастворимым пищевым волокнам. Его отличительной особенностью является избирательная стимуляция роста и метаболической активности определенных видов бактерий (бифидобактерий и лактобацилл), при этом он не оказывает влияния на рост других групп бактерий (фузобактерий, бактеройдов и др.) и подавляют рост потенциально патогенных бактерий (групп Clostridium perfringens, Clostridium histolyticum, Enterococcus) [66, 122].
Инулин и фруктоолигосахариды представляют собой, соответственно, полимеры (до 60 остатков) или олигомеры (от 2 до 10 остатков) фруктозы, молекулы которых заканчиваются глюкозой (рис. 3) [66].
Характеристика сырья, применявшегося в работе
Все сырье по органолептическим и физико-химическим показателям качества соответствовало требованиям действующей нормативной документации.
Количество абсорбированных полуфабрикатом липидов прямо пропорционально содержанию клейковины в муке. Поэтому предпочтительнее использование более слабой муки, с более высоким индексом деформации [63]. При этом при использовании пшеничной муки высшего сорта (в.с.) массовая доля сырой клейковины должна быть не менее 28 % [113].
Были исследованы 4 образца муки высшего сорта для определения ее количественных и качественных показателей:
мука пшеничная хлебопекарная «Пышечка» в.с, ООО «Скайфуд»;
мука пшеничная хлебопекарная «Экстра М» в.с, ОАО «Луховицкий мукомольный завод» по заказу ОАО «Экстра М»;
мука пшеничная хлебопекарная «Makfa» в.с, ОАО «Макфа»;
мука пшеничная хлебопекарная «Сокольническая» в.с, ОАО «Мельнический комбинат в Сокольниках».
Во всех образцах муки определяли массовую долю и качество сырой клейковины по показателю растяжимости и упругости с помощью прибора ИДК-3М. Результаты представлены в таблице 7.
Как свидетельствуют полученные данные по характеристикам мука «Со кольническая» наиболее подходит для получения макаронных изделий быстрого приготовления, поскольку по сравнению с другими образцами муки в ней содержится меньше сырой клейковины и она более упругая.
Качественные показатели муки «Сокольническая» высшего сорта представлены в таблице 8.
В настоящее время широко применяются очищенные препараты ингредиентов, в том числе растворимых и нерастворимых пищевых волокон. Выбор определенных видов муки, растительных добавок или коммерческих препаратов рас творимых и нерастворимых пищевых волокон обусловлен необходимостью получения продуктов не только полезных, но и обладающих высокими органолептиче-скими показателями. Для внесения в рецептуры макаронных изделий быстрого приготовления использовали растворимые и нерастворимые пищевые волокна.
Инулин Fibruline XL, Cosucra Groupe Warocoing, Бельгия – растворимое пищевое волокно, экстрагируемое из корней цикория естественным образом, представляет собой олигосахарид из фруктозы, связанной -2,1-гликозидными связями, и заканчивающийся молекулой глюкозы; гранулированный белый порошок без вкуса и запаха, который легко диспергируется, устойчив к нагреванию, средняя длина волокон 500 мкм. Характеристика инулина Fibruline XL пред ставлена в таблице 10.
Инулин Beneo GR, ORAFTI Active Food Ingredients, Бельгия – растворимое пищевое волокно, экстрагируемое из корней цикория естественным образом, представляет собой олигосахарид из фруктозы, связанной -2,1-гликозидными связями, и заканчивающийся молекулой глюкозы; гранулированный белый поро шок со слегка сладким вкусом и без запаха, который легко диспергируется, ус тойчив к нагреванию, средняя длина волокон 300 мкм. Характеристика инулина Beneo GR представлена в таблице 11.
Волокна гороховые Swelite HR безглютеновые, Cosucra Groupe Warocoing, Бельгия – комплекс растворимых и нерастворимых пищевых волокон, полученных из сердцевины семян гороха естественным образом, состоит из клетчатки структурно связанной с волокнами нативного крахмала и белковыми молекулами; белый порошок без вкуса и запаха, который легко диспергируется, термостабильны, средняя длина волокон 300мкм. Характеристика гороховых волокон Swe lite HR представлена в таблице 12.
Волокна гороховые Exafine 250 безглютеновые, Cosucra Groupe Warocoing, Бельгия – нерастворимое пищевое волокно, экстрагируемое из оболочек желтого горошка естественным образом, состоят из целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина; порошок бежево-кремового цвета без вкуса и запаха, который легко диспергируется, термостабильны, средняя длина волокон 300мкм. Характеристика гороховых волокон Exafine 250 представлена в таблице 13.
Пшеничные волокна SUPERCEL WF600 безглютеновые, J. RETTENMAIER & SOHNE GMBH, Германия – нерастворимое пищевое волокно, получаемое посредством механической обработки колосистой части пшеницы, состоят из целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина; белый порошок без вкуса и запаха, который легко диспергируется, термостабильны, средняя длина волокон 80 мкм. Характеристика пшеничных волокон SUPERCEL WF600 представлена в таблице 14.
Пшеничные волокна SUPERCEL WF300 безглютеновые, J. RETTENMAIER & SOHNE GMBH, Германия – нерастворимое пищевое волокно, получаемое посредством механической обработки колосистой части пшеницы, состоят из целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина; белый порошок без вкуса и запаха, который легко диспергируется, термостабильны, средняя длина волокон 350 мкм. Характеристика пшеничных волокон SUPERCEL WF300 представлена в таблице 15.
Пшеничные волокна SUPERCEL WF400 безглютеновые, J. RETTENMAIER & SOHNE GMBH, Германия – нерастворимое пищевое волокно, получаемое посредством механической обработки колосистой части пшеницы, состоят из целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина; белый порошок без вкуса и запаха, который легко диспергируется, термостабильны, средняя длина волокон 450 мкм – 550 мкм. Характеристика пшеничных волокон SUPERCEL WF400 представлена в таблице 16.
Метилцеллюлоза VIVAPUR MC A 4M (Е461), J. RETTENMAIER & SOHNE GMBH, Германия – растворимое пищевое волокно, метилцеллюлоза высокой степени чистоты; белый порошок без вкуса и запаха, при нагревании принимает форму геля, видимая вязкость (2%-ный видный раствор) 3–5,6 мПа, средняя длина волокон 170–250 мкм. Характеристика метилцеллюлозы VIVA-PUR MC A 4M представлена в таблице 17.
В целях повышения макаронных изделий быстрого приготовления к окис лению были использованы следующие природные антиоксиданты в мицелиро-ванной жиро-водорастворимой форме:
NovaSOLRosemary - содержит 6 % карнозоловой кислоты (экстракт розмарина), в состав входят эмульгатор (полисорбат 80), экстракт розмарина (Е392);
NovaSOLCurcumin - представляет собой 6% олеорезин куркумы, в состав входят эмульгатор (полисорбат 80), экстракт куркумы (Curcuma longa, ризомы);
NovaSOLIsoflavon - содержит 4 % изофлавонов (экстракт сои), в состав входят эмульгатор (полисорбат 80), экстракт изофлавонов сои. В качестве объектов исследования были выбраны следующие виды масел: подсолнечное масло, высокоолеиновое подсолнечное масло, пальмовое масло, пальмовый олеин. Эти масла традиционно используются в качестве фритюрных на предприятиях, в том числе общественного питания. Их физико-химические показатели и жирнокислотный состав приведены в таблицах 18, 19.
Выбор жирового сырья для производства макаронных изделий быстрого приготовления
Вид используемого жирового продукта влияет на количество и жирнокис-лотный состав абсорбируемых при обжарке липидов.
Для более полного анализа процессов, протекающих при обжарке пищевого продукта, необходимо применение расширенного количества методов оценки безопасности масел, используемых в качестве фритюрных.
В лабораторных условиях обжаривали макаронные изделия быстрого приготовления, полученные по стандартной модельной рецептуре: мука пшеничная высшего сорта 75 г, вода питьевая 35 г (см. радел 2.4.1.2).
Исследовали различия в изменении физико-химических показателей фритюра в процессе непрерывной 8 часовой термической обработки исследуемых растительных масел:
кислотное число (КЧ);
перекисное число (ПЧ);
анизидиновое число (АЧ);
карбонильное число (КарбЧ);
содержание общих полярных веществ (ОПВ);
динамическая вязкость.
При этом проводили обжаривание макаронных изделий быстрого приготовления циклами через каждые 2 часа. Соотношение жира и продукта составляло 6:1. Через каждые 2 часа после обжарки отбирали пробы масла и определяли в нем физико-химические показатели.
Изучали влияние вида масел на динамику накопления продуктов гидролитической, окислительной, термической порчи. В начале эксперимента, а также после каждой обжарки макаронных изделий быстрого приготовления в выбранных образцах масел определяли их физико-химические показатели (КЧ, ПЧ, АЧ, КЧ, СОПВ, вязкость).
В таблице 41 и на рисунке 27 показаны изменения кислотного числа различных видов масел в процессе жарки. Динамика гидролиза образцов масел различалась. Так, наиболее интенсивно гидролитические процессы протекали в обычном подсолнечном масле по сравнению с другими видами масел. Пальмовое масло и Купаж характеризовались наименее интенсивными гидролитическими процессами. В ходе эксперимента установлено, что в течение 8 часов непрерывной жарки практически все виды масел не превышали допустимые значения КЧ и содержания свободных жирных кислот (СЖК). Высокоолеиновое подсолнечное масло после 8 часов жарки превысило допустимое значение КЧ на 0,15 мг КОН/г, что не является существенным, а обычное подсолнечное масло - на 1,55 мг КОН/г. Различная динамика гидролитических процессов связана, по видимому, с особенностями глицеридного и жирнокислотного состава разных видов масел.
Согласно нормативной базе контроля качества фритюрного жира КЧ не должно превышать 2 мг КОН/г [24]. Кислотное число во фритюрных жирах определяли вместо содержания свободных жирных кислот, т.к. между этими значениями имеется прямая зависимость: в среднем величина КЧ равна двум значениям содержания СЖК (в %). Фритюрный жир обладает приемлемым качеством при содержании СЖК менее 1% [75]. Содержание СЖК в исследуемых маслах представлено в таблице 42.
По отечественным и международным нормам допустимая величина пере кисного числа 10 мэкв О/кг [20, 102]. В процессе обжаривания продуктов во фритюре жир подвергается гидролизу и в дальнейшем окислению продуктов гидролиза – образованию перекисей, гидроперекисей. Согласно нормативной базе по контролю фритюрных жиров предусмотрено определение только кислотного числа, перекисное число в перечень анализируемых параметров не входит [106]. На рисунке 28 и в таблице 43 отображена динамика изменения перекисного числа. Перекисное число в течение 4 часов жарки не превышало допустимых значений у всех образцов. Наиболее динамично образование перекисей протекало в подсолнечном масле: уже после 6 часов жарки ПЧ превысило допустимый уровень на 1,18 мэкв О/кг, при этом значение КЧ после 6 часов жарки было на допустимом уровне. Интенсивность окисления высокоолеинового подсолнечного масла и пальмового олеина характеризовалась превышением допустимого уровня после 8 часов жарки, после 6 часов жарки значение ПЧ находилось в допустимых пределах, хотя и близко к максимально допустимому уровню. При этом значения КЧ этих масел были не критичными (1,40 и 1,32 мг КОН/г соответственно). Наименее интенсивно гидролитические процессы протекали в пальмовом масле и Купаже – после 8 часов жарки значения ПЧ не превысили допустимых значений.
Анизидиновое число растительных масел не должно превышать 3 у.е. Ани-зидиновое число характеризует содержание вторичных продуктов окисления, а именно а- и Р-ненасыщенных альдегидов [29]. По нормативным документам в перечень физико-химических характеристик анизидиновое число не входит, но в мировой практике принято считать, что АЧ должно быть не более 3. В случае хранения маслосодержащих продуктов с АЧ выше этого показателя наблюдается реверсия вкуса, а также ускорение окислительных процессов. В таблице 44 и на рисунке 29 показана динамика изменения анизидинового числа. При изучении данного показателя наблюдалась тенденция к накоплению вторичных продуктов окисления у всех видов масла уже после 6 часов жарки. Наиболее интенсивно эти процессы протекали в обычном подсолнечном масле, наименее – в пальмовом масле, пальмовом олеине и Купаже.
В отличие от анизидинового числа, карбонильное число характеризует общее содержание карбонильных соединений. Этот показатель применяется для оценки качества косметических изделий – помад и блесков для губ, и не должен превышать 8 мг КОН/г [51]. В нормативную базу контроля качества пищевых жиров не входит определение карбонильного числа, однако этот показатель позволяет дать более полную оценку окислительным процессам, происходящим во фритюрных жирах. Как видно из таблице 45 и рисунке 30 после 4 часов жарки карбонильное число резко возрастало, как и в случае с анизидиновым числом, однако накопление карбонильных соединений в маслах по показателю КарбЧ протекало интенсивнее, чем по показателю АЧ. Так, после 6 часов жарки подсолнечного масла анизидиновое число увеличивалось в 9 раз, а карбонильное число – в 19 раз; высокоолеинового подсолнечного масла – в 12 и 18 раз соответственно; пальмового олеина – в 10 и 18 раз соответственно; пальмового масла – в 9 и 17 раз соответственно; Купажа – в 9 и 17 раз соответственно. Сравнительный анализ аназидинового и карбонильного чисел указывало на интенсивность накопления во фритюрном жире карбонильных соединений, не учитываемых стандартными методами анализа пищевых масел и жиров. Обычное подсолнечное масло характеризовалось более высоким содержанием общих карбонильных соединений после 6 часов жарки, наиболее низким содержанием – пальмовое масло, Купаж, пальмовый олеин.
Общие полярные вещества измеряли с помощью прибора FOM 320. Фри-тюрный жир пригоден для жарки при содержании полярных веществ не более 18 %, а при содержании 20 % требует замены [37]. Согласно результатам измерений (табл. 46, рис. 31) обычное и высокоолеиновое подсолнечные масла становились непригодными после 8 часов жарки. Пальмовый олеин и Купаж выдержали 8 часов жарки. Пальмовое масло было пригодно для использования на всем протяжении жарки. Исходя из предыдущих результатов эксперимента можно сделать вывод о том, что содержание общих полярных веществ не отражает всех окислительных процессов, происходящих во фритюре, и не может использоваться в качестве самостоятельного параметра для оценки пригодности масла для дальнейшей жарки.
Увеличение вязкости жира свидетельствует об образовании продуктов с повышенной молекулярной массой в результате реакций конденсации и полимеризации. Динамика изменения динамической вязкости при жарке различных видом масел показала относительную стабильность этого показателя у пальмового масла, Купажа, а также небольшое увеличение у пальмового олеина (табл. 47, рис. 32). При длительном использовании обычного и высокоолеинового подсолнечных масел их вязкость возрастала, что увеличивало адсорбцию жира поверхностью продукта и препятствовало его стеканию с готовых изделий. Таким образом, по мере увеличения продолжительности нагревания расход фритюрного жира на единицу продукции у этих масел возрастал.
Определение сроков годности разработанных макаронных изделий быстрого приготовления
На первом этапе сроки годности рассчитывали по показателям времени индукции при разных температурах (100 оС, 110 оС, 120 оС, 130 оС) на приборе «Rancimat-743» с помощью экстраполяции. Расчет проводится автоматически, используя зависимость измеренного времени индукции от температуры по закону Вант-Гоффа, затем данные экстраполируются к температуре хранения [30] (таблице 65, рис. 55).
Всем образцам были присвоены номера в соответствии с таблице 59. В качестве контроля выступали образцы без внесения антиоксидантов и пищевых волокон: Контроль 1 – макаронные изделия быстрого приготовления на основе пшеничной муки высшего сорта, Контроль 2 – макаронные изделия быстрого приготовления на основе смеси гречневой муки и пшеничной муки высшего сорта. Из образцов макаронных изделий быстрого приготовления после обжарки и обсушки выделяли липиды для дальнейших исследований на приборе «Rancimat-743».
Как видно из полученных данных антиоксидант NovaSOLRosemary продлевал срок годности готового продукта в 1,8 раз, NovaSOLCurcumin - в 1,7 раз, NovaSOLIsoflavon - в 1,8 раз.
Далее для подтверждения сроков годности образцы макаронных изделий быстрого приготовления с внесенными пищевыми волокнами и антиоксидантами NovaSOL закладывали на хранение сроком на 12 месяцев, которое осуществляли в герметично закрытой чистой таре, в сухом темном месте при температуре 18 оС.
Ближе к концу расчетного срока годности определяли КЧ, ПЧ, АЧ, КарбЧ липидов, выделенных из хранившихся образцов (табл. 66). Для предотвращения микробиологической порчи в рецептуру вносили сорбат калия в количестве 0,16 %.
Данные эксперимента показывают, что рассчитанные с помощью прибора «Rancimat-743» сроки годности образцов макаронных изделий быстрого приготовления составляют 15,5–16,3 месяца с учетом того, что без антиоксидантов макаронные изделия хранятся не более 9 мес., после чего в них появляется прогорклый привкус. Рассчитанные сроки годности подтверждали фактически полученные результаты при их закладке на хранение сроком на 12 месяцев.
При хранении макаронных изделий быстрого приготовления в течение расчетного периода показатели качества выделенных липидов не превышали предельно допустимые значения.
В результате можно сделать вывод, что внесение антиоксидантов NovaSOL повышало устойчивость содержащихся в макаронных изделиях быстрого приготовления липидов к окислению и таким образом повышало сроки годности готового продукта в 1,8 раза.