Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1 Способы производства пенообразных кондитерских изделий 10
1.2 Виды пенообразователей, применяемые в кондитерской промышленности . 12
1.3 Теоретические аспекты процесса пенообразования и пеноустойчивости 19
1.4 Виды студнеобразователей применяемые в кондитерской промышленности. 34
1.5 Теоретические аспекты процесса студнеобразования 37
1.6 Роль рецептурных компонентов и технологических параметров в процессе пенообразования 42
1.7 Использование белковых продуктов растительного происхождения в кондитерской промышленности . 45
2. Экспериментальная часть 51
2.1 Сырье и материалы исследований 51
2.2 Методы исследований, применявшиеся в работе 51
2.2.1 Методы исследования сырья 51
2.2.2 Методы приготовления пастельных изделий 53
2.2.3 Методы исследования полуфабрикатов 57
2.2.4 Методы исследования готовых изделий 57
2.2.5 Специальные методы исследований 59
2.2.6 Методы математической обработки результатов исследований и планирования экспериментов 70
2.3 Характеристика применяемого сырья 70
2.4 Результаты исследований и их анализ 72
2.4.1 Научное обоснование использования растительных белков в производстве зефира 72
2.4.2 Исследование состава и свойств применяемых растительных белков 74
2.4.2.1 Исследование химического состава применяемых растительных белков 76
2.4.2.2 Исследование аминокислотного состава применяемых растительных белков 77
2.4.2.3 Исследование применяемых растительных белков на наличие генетически модифицированных источников 79
2.4.2.4 Исследование микробиологических показателей применяемых растительных белков 79
2.4.3 Разработка математической модели влияния технологических факторов на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100» 82
2.4.3.1 Исследование влияния количества пшеничного белка «Gemtek 2100» на пенообразующую способность и стойкость пены 83
2.4.3.2 Влияние температуры на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100» 85
2.4.3.3 Влияние сахара песка на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100» 87
2.4.3.4 Влияние продолжительности сбивания на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100» 89
2.4.3.5 Влияние рН на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek2100» 90
2.4.3.6 Решение оптимизационной задачи 93
2.4.4 Исследования влияния пищевых волокон на пенообразующую способность и стойкость пены 102
2.4.5 Исследование влияния растительных белков на качество зефира 107
2.4.6 Исследования изменения физико-химических и микробиологических показателей качества зефира в процессе хранения 117
2.4.7 Исследование влияния растительных белков на пищевую ценность зефира 120
2.4.8 Промышленная апробация результатов исследований 125
2.4.9 Расчет экономической эффективности производства зефира с применением растительных белков 126
3. Выводы 132
Список литературы 134
Приложения 149
- Виды пенообразователей, применяемые в кондитерской промышленности
- Использование белковых продуктов растительного происхождения в кондитерской промышленности
- Научное обоснование использования растительных белков в производстве зефира
- Влияние продолжительности сбивания на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100»
Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях производство и реализация продукции на отечественном рынке подчиняются жесткой, и постоянно усиливающейся конкуренции. В сложившейся ситуации кондитерские предприятия ищут пути повышения конкурентоспособности продукции за счет улучшения и стабилизации качества, а также снижения себестоимости изделий.
В связи с этим активно ведется работа по использованию новых видов сырья и совершенствованию технологии, основанной на применении биологически активных добавок природного происхождения, позволяющих сократить затраты при одновременном расширении ассортимента продукции с увеличенным сроком хранения.
Белки являются одним из главных и обязательных компонентов здоровой и полноценной пищи. Однако анализ структуры белкового питания за последние годы показывает, что в стране существует дефицит белка животного происхождения и недостаток его в ближайшие десятилетия, вероятно, сохранится. К тому же имеются социальные проблемы его потребления, которые обострились в переходный период проведения новых экономических реформ в связи с дефицитом дорогостоящего животного белка.
Для решения задачи обеспечения населения дешевым и качественным белком растущее значение приобретает рациональное использование сырья растительного происхождения и создания на его основе пищевых белковых продуктов. Во всем мире для этих целей, широко используется соя, а также широко используется пшеница в силу ее больших ресурсов и исторически сложившейся традиции употребления данной культуры в пищу.
В кондитерской промышленности при производстве продуктов пенной структуры применяются пенообразователи, которые формируют реологические свойства готовой продукции и улучшают ее органолептические показатели. Применение для этих целей сырья растительного происхождения позволяет не только повышать качество и расширять ассортимент пищевых продуктов, но и рационально использовать местные ресурсы. В решение отдельных проблем
поиска и разработки технологий пищевых продуктов с растительными добавками, имеющих пенную или эмульсионную структуру, большой вклад внесли работы Л.М. Аксеновой, Е.Н. Артемовой, В.С Баранова, М.И. Беляева, З.В. Василенко, А.В. Зубченко, М.М. Калакура, Г.О. Магомедова, Т.Б. Цыгановой и других ученых.
Необходимо отметить, что в последнее время повысился спрос на продукты пенной структуры. Это объясняется не только хорошими вкусовыми качествами, но и их высокой биологической ценностью
Однако до сегодняшнего дня возможность применения растительных белков в качестве пенообразователя при производстве зефира не рассматривали. Использование в качестве пенообразователей различных белков растительного происхождения представляется целесообразным, поскольку такие добавки имеют ряд преимуществ перед химическими препаратами и их смесями, так как все ценные компоненты в них находятся в виде естественных соединений и лучше усваиваются организмом.
В связи с этим, совершенствование технологии зефира с применением растительных белков в качестве пенообразователей, является современной и актуальной.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы является совершенствование технологии производства зефира с применением растительных белков.
В соответствие с этой целью решались следующие задачи:
- научно обосновать возможность применения растительных белков в качестве
пенообразователя при производстве зефира;
исследовать состав и свойства применяемых растительных белков;
разработать математическую модель влияния технологических факторов на пенообразующую способность и стойкость пены растительных белков;
исследовать влияние пищевых волокон на пенообразующую способность и стойкость пены растительных белков; - исследовать влияние растительных белков на показатели качество зефира;
- исследовать изменение физико-химических и микробиологических
показателей качества зефира в процессе хранения;
- исследовать влияние растительных белков на пищевую ценность зефира;
- разработать нормативную документацию на новый вид зефира с
применением растительных белков;
- провести промышленную апробацию результатов исследований;
рассчитать экономическую эффективность от внедрения новых видов зефира с применением растительных белков.
Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.
Научная новизна. В результате проведенных исследований научно обосновано применение растительных белков в качестве пенообразователя при производстве зефира.
С учетом влияния на свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий выявлено максимальное количество яичного белка, которое можно заменить на растительный белок.
Получена математическая модель, с помощью которой на основе влияния технологических факторов: количество белка, содержание сахара - песка, температуры, рН, продолжительности сбивания можно прогнозировать пенообразующую способность и стойкость пены растительных белков и, как следствие, совершенствовать технологию зефира.
Выявлено влияние пищевых волокон различного происхождения на показатели пенообразующей способности и стойкости пены растительных белков, заключающиеся в их увеличении, зависящем от количества внесенного белка.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований научно обоснована и практически доказана возможность снижения применения растительных белков в качестве пенообразователей при производстве зефира.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗЕФИРА С ПРИМЕНЕНИЕМ
РАСТИТЕЛЬНЫХ БЕЛКОВ
Научное обоснование применения растительных белков при производстве зефира
Исследование состава и свойств растительных белков
Исследование
функциональных
свойств
растительных белков
Исследование
химического
состава
пшеничного белка
«Gemtek 2100»
Исследование аминокислотного
состава пшеничного белка
«Gemtek2100»
Исследование пшеничного белка «Gemtek 2100» на наличие ГМИ
Исследование микробиологическ
их показателей
состава
пшеничного белка
«Gemtek 2100»
Разработка математической модели влияния технологических факторов на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100»
Разработка способов повышения пенообразующей способности и стойкости пены
растительных белков
Исследование влияния пектина на ПС и СП пшеничного белка «Gemtek 2100»
Исследование влияния пищевых волокон на ПС и СП пшеничного белка «Gemtek 2100»
Исследование влияния растительных белков на показатели качество зегЬипа
Исследование изменения физико-химических и микробиологических показателей зефира в
процессе хранения
Изучение пищевой ценности зефира с применением растительных белков Разработка нормативной документации на новые виды зефира с применением растительных белков Промышленная апробация результатов исследований
Расчет экономической эффективности от внедрения новых видов зефира с применением
растительных белков
Рисунок 1 - Структурная схема исследований
На основании полученных результатов исследований пищевой ценности новых видов зефира установлено, при применение соевого белка FP - 940 IP в качестве пенообразователя дает возможность получать изделия без снижения пищевой ценности и применение пшеничного белка «Gemtek 2100» как альтернативу традиционным пенообразователям.
Новизна технических решений подтверждена решениями о выдаче патентов РФ - «Зефир» (2004132374/ 13 (035359)) и «Способ получения зефира» (2005121750 / 13 (024531)).
Разработанные виды зефира прошли опытно-промышленную
апробацию на ООО «Элитный кондитерский Клуб» г. Фрязино Московской области.
Определен экономический эффект от внедрения новых сортов зефира которой составит 1114,62 руб на тонну продукции при применении соевого белка «FP - 940 IP» и 1119,08 руб на тонну продукции при применении пшеничного белка «Gemtek 2100».
Основные результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств в Московском Государственном Университете Технологии и Управления.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
докладывались и обсуждались на X Международной научно-практической
конференции «Стратегия развития пищевой промышленности»
(иностранные инвестиции) (Москва 2004), на XI Международной научно-
практической конференции «Стратегия развития пищевой
промышленности» (Москва 2005), на научно-практической конференции,
посвященной 100 - летию со дня рождения заслуженного деятеля науки
РСФСР, доктора биологических наук, профессора Н.П. Козьминой
(Москва 2005).
Виды пенообразователей, применяемые в кондитерской промышленности
Производство отдельных видов кондитерских изделий (сбивные конфеты, пастельные изделия, халва, отделочные полуфабрикаты для тортов и пирожных) требует использование пенообразователей. Основой этих изделий и полуфабрикатов является в большинстве случаев пена и студень. Поэтому целесообразно рассмотреть вопрос о пенах.
Пены - концентрированные дисперсные системы, состоящие из газовой дисперсной фазы и жидкой или твердой дисперсионной среды.
Для получения пен необходимой устойчивости в систему вводят пенообразователи. Пенообразователи - это поверхностно-активные вещества, применяемые для изготовления пастельных изделий.
Пенообразователи подразделяют на типа (рода): истинно растворимые (низкомолекулярные) ПАВ; коллоидные ПАВ, белки и некоторые другие природные высокомолекулярные соединения.
В присутствии пенообразователей первого рода устойчивость пен повышается пропорционально концентрации введенного ПАВ, однако такие пены быстро разрушаются по мере истечения жидкости из пенных пленок.
При использовании пенообразователей второго рода с увеличением их концентрации повышается прочность структуры пены, каркас которой способен сдержать истечение межпленочной жидкости. При этом образуются устойчивые пены, время «жизни» которых составляет десятки минут и даже часы [92].
Основные требования, предъявляемые к пенообразователям: растворимость и хорошее пенообразование в воде и в концентрированных сахарных растворах в широком интервале рН; работоспособность в широком интервале температур; стабильность пены во времени при механическом воздействии.
Белок куриных яиц - самый распространенный пенообразователь, применяемый в кондитерской промышленности для производства пенообразных масс. Применяют свежие, замороженные и сухие яичные белки. Замороженные яичные белки получают замораживанием свежих белков при температуре -18С. Свежий и мороженый белок равноценны по своей пенообразующей способности. Сухой яичный белок получают высушиванием яичного белка в сушилках распылительного типа, при температуре воздуха 130-135С. Сухой белок полностью сохраняет свою способность к пенообразованию.
Белок состоит, в основном, из протеинов, в число которых входят овоальбумин, овокональбумин, овоглобулин (способствует образованию пены при взбивании), овомуцин (обуславливает стабилизацию пены и придание связанности белку) [127].
Молочный белок - на базе которого в ВНИИ молочной промышленности разработаны пенообразователи, получаемые из гидролизатов молочного белка. В них содержится остаточный казеин, промежуточные продукты распада, растворимый белковый азот и небелковый азот (т.е. азот мелких пептидных молекул аминокислот). В основу получения пенообразователей из белков молока положен щелочной, кислотный и ферментативный гидролиз белкового комплекса молока. Полученный продукт гидролиза, содержащий частично дезагрегированный белковый комплекс молока, высушивают. Этот препарат обладает хорошей пенообразующей способностью.
В Голландии вырабатывают пенообразователь являющийся также продуктом гидролиза казеина, в отдельных видах с добавлениями (глютенина, карбоксиметилцеллюлозы и др.) выпускается под общим названием «Хайфоама».
Пенообразователь - молочный белок «Хайфоама марки НК» имеет преимущества перед сухим яичным белком: легко растворяется в воде, не имеет запаха, вкуса, его не надо стерилизовать.
Все пенообразователи, изготовленные на основе молочного белка, довольно хорошо образует пену в нейтральных и слабокислых средах, но сильнокислых средах, их пенообразующая способность резко снижается [83, 93, 126].
При производстве некоторых сладких блюд и кондитерских изделий в качестве пенообразователя используют сливки или сметану с содержанием жира 35 % и 36 % соответственно. Во время взбивания в системе накапливаются пузырьки воздуха, на поверхности которых образуется межфазный адсорбционный слой из белков и фосфолипидов. Жировая фаза концентрируется между воздушной фазой, образуя гроздья, количество которых растет по мере увеличения продолжительности взбивания. При длительном взбивании частицы жировой фазы разрушаются и образуют масляную фазу [11].
Прочность пены зависит от размеров частиц жировой фазы: чем они крупнее (до известных размеров), тем прочнее пена. Гомогенизированные сливки с мелкими частицами жировой фазы не взбиваются, так как белок, участвующий в формировании структуры пены, адсорбируется на увеличившейся поверхности жировой фазы [11, 98].
В США разработан способ получения стойкой пенообразующей смеси сывороточных белков. Готовят смесь, содержащую 1 - 1,5 % водных растворов изолятов или концентратов сывороточных белков, 0,5 - 5 % водорастворимых солей кальция, 0,5 - 3,5 % метанола, пропанола или изотанола. В смеси устанавливают отношение жира к водному раствору сывороточных белков в пределах 1:1 до 13:1, рН 7 и аэрируют до получения пенообразного продукта [98, 107, 111].
В Польше запатентован способ получения пенообразующего препарата на основе молочной сыворотки, которую стерилизуют, охлаждают и фильтруют, затем добавляют 15 - 25 % крахмала, нагревают до 80 - 85 С в течение 5-10 минут и сушат в распылительной сушилке до влажности 5 %. При необходимости пенообразователь восстанавливают и взбивают при охлаждение. За счет внесения крахмала пена является достаточно устойчивой [130].
Проф. Цыгановой Т.Б., Сидановой М.Ю., Чеканюк И.С. [35] предложен способ производства зефира, где в качестве пенообразователя используют концентрат белков творожной сыворотки кислотностью 130 Т.
Использование белковых продуктов растительного происхождения в кондитерской промышленности
По обобщенным данным обследования населения [17] России дефицит потребления белка увеличивается и составляет 25 %. В первую очередь выявляется дефицит животного белка (менее 50 % против 55 % рекомендуемых ФАО/ВОЗ). Но современное руководство ВОЗ [17] не выделяет отдельно рекомендации по употреблению животного белка, учитывая то, что смешанная диета из животных и растительных продуктов обеспечивает относительно высокую суммарную биологическую ценность смеси белков.
Одним из приоритетным направлений развития кондитерской отрасли, является создание технологий изделий специального назначения с использованием белковых наполнителей, снижающих калорийность изделий [104]. В отрасли сократились закупки импортного сырья, а том числе какао-бобов, узок ассортимент отечественных белковых продуктов высокого качества для производства продуктов, повышающих устойчивость организма к различным заболеваниям. Поэтому интенсивно проводятся работы по рациональному использованию сырьевых ресурсов страны [2].
Исследование белковых продуктов из растительного сырья для применения в кондитерской промышленности осуществляется с учетом их функциональных свойств и химического состава. Пенообразующие свойства являются основой для использования белковых продуктов в производстве бисквитных масс [46, 99, 144, 163], жироэмульгирующие - мучных кондитерских изделий [49, 58, 125], гелеобразующие - желейных изделий [51], а жиросвязывающие и водосвязывающие - конфетных масс и начинок [46, 94]. При этом белковые продукты применяются в качестве обогатителей или улучшителей технологических показателей качества изделий.
Проводятся исследования по изучению функциональных свойств различных видов белковой муки, изолятов и концентратов и влиянию на них технологических факторов. Показано, что белковые изоляты рапса и соевых белков обладают наибольшей пенообразующей способностью, за ними следуют подсолнечник, арахис, кунжут, хлопок, сафлор [160]. На пенообразующую способность и вязкость белковых изолятов оказывает влияние добавление сахара и время сбивания пены.
Другими авторами [144] исследована пенообразующая способность обезжиренной муки и изолята из семян подсолнечника и показано, что она ниже у муки, чем у изолята. Данное свойство мало зависит от рН, а пеностабилизирующая способность уменьшается с возрастанием этого показателя. Пенообразующая способность больше зависит от скорости, а пеностабилизирующая - от времени перемешивания белковой массы. Поваренная соль повышает, а сахароза понижает данный показатель [99].
Хорошим стабилизатором пены являются концентраты семян льна, жом после выделения льняного масла [34, 144] и концентраты из обезжиренной и необезжиренной рисовой мучки [144]. Белковые продукты из семян гороха и рапса также обладают пенообразующими свойствами, которые зависят от содержания белка, концентрации поваренной соли, сахарозы и рН среды [160].
Японскими исследователями [163] показана возможность практического использования соевого белкового изолята в количестве 2,5 - 15 % при производстве бисквита. Однако повышенное введение изолята в тесто вызывало увеличение плотности теста и снижение удельного объема бисквита, что не способствовала увеличению содержания белка в нем.
Расширение ассортимента обогащенных белком мучных кондитерских изделий, таких как галеты, крекеры, печенье, кексы осуществляются, как правило, на основе жироэмульгирующих свойств белковых продуктов, поэтому некоторые авторы [13, 144, 166] также изучали зависимость их от различных технологических факторов с целью определения оптимальных условий применения. Так высокие концентрации поваренной соли ухудшали эмульгирующие свойства концентратов из рисовой мучки [144], а повышенная доля белковых продуктов из семян гороха - улучшали [160].
Жироэмульгирующие свойства белковых продуктов зависит и от их химического состава, в частности от присутствия фитиновой кислоты и ее солей. Белковая мука и изоляты из семян рапса и соевых белков с низким содержанием кислоты обладали лучшими эмульгирующими свойствами, чем с высоким [147].
Как у нас стране, так и за рубежом доказана возможность обогащения мучных кондитерских изделий, как и хлебобулочных, растительных белковыми продуктами с применением эмульсий. Исследования и технологические разработки при этом в основном основываются на применении продуктов из соевых бобов, однако почвенно-климатические условия в нашей стране не позволяют сою возделывать в больших количествах. Поэтому внимание исследователей в последние годы обращено к белковым продуктам из других зерновых и масличных культур, таким как люпин, амарант и пшеница [125, 136]. Белковые продукты из двух первых культур перспективны для применения в производстве мучных кондитерских изделий для целенаправленного придания диетических свойств последним за счет содержания в них безглиадиновых белков [136], а из третьей - за счет повышения количества общего белка [125]. Так показана возможность повышения питательной ценности кондитерских изделий из песочного полуфабриката путем замены части пшеничной муки на цельносмолотую амарантную, структурированную люпиновую и необезжиренную соевую муку [136]. При этом повышались аминокислотные скоры: лизина, треонина, содержание ненасыщенных жирных кислот, витаминов, минеральных соединений [58, 125]. Новый ассортимент бесклейковинных песочных полуфабрикатов рекомендован для лечебных изделий больным глютеновой энтеропатией, хроническим энтеритом и другими заболеваниями.
Возможность использования сухой пшеничной клейковины при производстве затяжного печенья и галет на основе ее жироэмульгирующеи способности показана в работах. Установлены оптимальные дозировки белкового продукта и показано, что увеличение содержания свободных жирных кислот и кислотного числа жира происходит в меньшей степени, если белковый продукт вносится в жировую фракцию эмульсии. Под влиянием сухой клейковины содержание белка в изделиях повышается, а энергетическая ценность снижается [125].
Способность структурированного соевого белкового концентрата, полученного путем термопластической экструзии, связывать жир (ЖЭС = 300 - 350 %) позволила создать новый способ приготовления массы пралине, и конфет из этой массы с количеством белкового продукта 4 - 6 % [94], а высокая водосвязывающая способность соевого белкового концентрата-новые технологии формования конфетных масс на помадной основе методом выпрессовывания и способы приготовления начинок для карамели [96, 112]. При этом в изделиях увеличивается не только содержание белка (в 2 - 2,5 раза) и снижается содержание углеводов на 5 - 10 %, но и повышается количество незаменимых аминокислот.
Научное обоснование использования растительных белков в производстве зефира
В России для приготовления кондитерских изделий пенной структуры в качестве пенообразователя используется, как правило, яичный белок в свежем виде, замороженный и сухой. За рубежом применяют также пенообразователи под общим названием «highfaom», являющиеся продуктами гидролиза казеина.
Однако кондитерские изделия пенной структуры с использованием яичного белка в качестве пенообразователя из-за его микробиологической загрязненности и подверженности быстрой порчи, характеризуются сравнительно небольшим сроком хранения - от двух недель до месяца. Замена нативного яичного белка на сухой лишь частично решает задачу увеличения сроков хранения кондитерских изделий пенной структуры. При этом отсутствуют резервы экономии дорогостоящего сырья [96].
В связи с этим активно ведется работа по использованию в производстве зефира новых видов сырья, позволяющих сократить затраты при одновременном расширении ассортимента продуктов с увеличенным сроком хранения [105].
Также яичные продукты у некоторой категории лиц вызывают аллергические реакции, обусловливают попадание холестерина в организм и не позволяют получать диетические продукты для щадящих и лечебных диет [133].
Современные представления в области рационального питания основаны на сочетании в рационе питания человека продуктов животного и растительного происхождения.
Нарушение в питании, а именно избыточное потребление продуктов животного происхождения с высоким содержанием насыщенных жиров и холестерина, наряду с действием неблагоприятных факторов окружающей среды приводят к целому ряду серьезных хронических болезней, нарушения обмена веществ, рак, диабет и т.п. Рациональное питание играет важную роль в предупреждении и лечении этих болезней.
Белки сои практически полностью сбалансированы по аминокислотному составу (кроме серосодержащих) и сравнимы по биологической ценности с белками молока, рыбы и говядины, но в отличие от этих продуктов, не содержат холестерина. Такая высокая биологическая ценность объясняется, прежде всего, содержанием лизина, которого в продуктах переработки сои в 2 - 2,5 раза больше, чем в злаковых. Дефицит серосодержащих аминокислот не приведет к их значительному увеличению в изделиях с продуктами переработки сои, что уменьшает риск раннего атеросклероза коронарных, церебральных и периферических артерий, а также коронарной смерти. В последние годы появились многочисленные доказательства важной роли соевых белков в профилактике некоторых видов онкологических заболеваний. [88].
В процессе получения продуктов переработки сои повышается усвояемость белков, за счет удаления целлюлозы, которая снижает усвояемость и других компонентов пищи: липидов, углеводов, витаминов и минеральных веществ [89].
Для решения задачи обеспечения населения дешевым и качественным белком растущее значение приобретает рациональное использование сырья растительного происхождения и создания на его основе пищевых белковых продуктов. Во всем мире для этих целей, широко используется соя, и пшеница в силу ее больших ресурсов и исторически сложившейся традиции употребления данной культуры в пищу.
Необходимо отметить, что в последнее время повысился спрос на продукты пенной структуры. Это объясняется не только хорошими вкусовыми качествами, но и их высокой биологической ценностью
Использование в качестве пенообразователей различных белков растительного происхождения представляется целесообразным, поскольку такие добавки имеют ряд преимуществ перед химическими препаратами и их смесями, так как все ценные компоненты в них находятся в виде естественных соединений и лучше усваиваются организмом.
На основании литературных данных, установлено, что применение растительных белков позволяло не только сократить затраты, при одновременном расширении ассортимента, но и снизить микробиологическую загрязненность. Применение белков сои при производстве кондитерских изделий позволяет получать изделия повышенной пищевой ценности и с низким содержанием холестерина. Таким образом, применение растительных белков при производстве зефира позволит расширить ассортимент, при одновременном снижении микробиологической загрязненности, и даст возможность включения его в рацион профилактического питания.
На российском рынке представлен широкий ассортимент продуктов переработки сои, отличающихся по содержанию белка, аминокислотному составу, органолептическим показателям (вкус, цвет, запах, растворимость). Для проведения исследования Торговым Домом «Протеин, Технологии, Ингредиенты» были предоставлены изолированные соевые белки «СУПРО». При производстве изолированных соевых белков «СУПРО» сохраняется максимальное количество полезных компонентов исходного сырья, благодаря уникальной технологии выделения белка с помощью метода водной экстракции, а полученные соевые хлопья подвергают минимальной тепловой обработке. При использовании новейших технологий в продукте сохраняются все биологически активные компоненты, а содержание белка устанавливается на уровне 90 % [88].
В работе использовали соевые белки: SUPRO - 760 IP, SUPRO - 545 IP, FP - 940 IP, и как альтернатива белкам сои и яиц, пшеничный белок «Gemtek2100».
Влияние продолжительности сбивания на пенообразующую способность и стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100»
Известно, что сахар - песок оказывает стабилизирующее действие на кондитерские пены. Однако, с одной стороны, сахар - песок повышает поверхностное натяжение водных растворов и затрудняет их пенообразование. С другой стороны, с повышением концентрации сахара -песка увеличивается вязкость жидкости в пленках пены, что замедляет их разрушение и повышает стабильность пен [38].
Пены получали путём сбивания белково-водной суспензии при температуре 20 С и продолжительности сбивания 1 мин., добавляя различное количество сахара - песка. Результаты исследований полученных по методике, приведённой в разделе 2.2.5, представлены в виде графических зависимостей, на рис. 9, 10.
При увеличении количества сахара - песка в системе «вода - белок» до 150 % к массе белка увеличивалась пенообразующая способность и составляла 80 %, дальнейшее увеличение сахара песка в системе приводило к снижению данного показателя. Стойкость пены при увеличении сахара - песка в системе до 100 % повышалась и составила 65 %, дальнейшее увеличение количество сахара -песка в системе приводило к снижению данного показателя.
Результаты исследований показали, что максимальное значение пенообразующей способности (80 %) и стойкости пены (60 - 65 %) пшеничного белка «Gemtek 2100» достигалось при содержании сахара -песка 100 - 150 % к массе белка в системе «вода - белок».
Пенообразующая способность белковых растворов с увеличением продолжительности и интенсивности сбивания возрастает. Однако при достижении максимально возможной кратности идет обратный процесс -разрушение пены. Это можно объяснить разрушением образовавшихся воздушных пузырьков, увеличением дисперсности пены и снижением ее стойкости. Пенообразующая способность растворов ПАВ зависит от кислотности растворов. Например, пенообразующая способность неионогенных ПАВ не зависит от рН в интервале 3-9. Белковые растворы проявляют максимальную пенообразующую способность, как правило, в изоэлектрической точке [145].
Значение рН, при котором белок находится в изоэлектрическом состоянии, т.е. в состоянии, при котором число разноименных зарядов в белковой частице одинаково и ее общий заряд равен 0, называется изоэлектрической точкой данного белка.
Пены получали путём сбивания белково-водной суспензии при температуре 20 С, постепенно добавляя различные концентрации раствора лимонной кислоты и, соответственно, изменяя активную кислотность, замеряли величину рН раствора, отмечая изменение пенообразующей способность и стойкости пены.
Результаты исследований полученных по методике, приведённой в разделе 2.2.5, представлены в виде графических зависимостей, на рис. 13, 14.
При увеличении рН до 3,8 пенообразующая способность пшеничного белка «Gemtek 2100» увеличивалась и составляла 114, 21 %, дальнейшее увеличение рН приводило к стабилизации данного показателя. При рН 5,5 стойкость пены пшеничного белка «Gemtek 2100» понижалась и составила 37 %, дальнейшее увеличение рН до 3,8 способствовало увеличению данного показателя и составляло 57,24 %, при дальнейшем увеличении рН происходило снижение стойкости пены.
Результаты исследований показали, что максимальное значение пенообразующей способности (114,21 %) и стойкости пены (57,24 %) пшеничного белка «Gemtek 2100» достигалось при рН среды 3,8. Такое влияние можно объяснить тем, что вероятно, при изменении рН происходит изменение заряда макроиона белка, который влияет на взаимодействия, определяющие равновесие тонкой пленки, и на конформационное состояние молекулы белка в растворе.
Решение данной задачи проводили по следующему плану: 1. Проверка данных на выбросы 2. Разделение экспериментальных данных на контрольную и опорную части 3. Разработка уравнений зависимости пенообразующей способности и стойкости пены от влияния технологических факторов 4. Проверка адекватности полученных уравнений зависимости. Проверка данных на выбросы Полученные данные необходимо, прежде всего исследовать на наличие в них грубых ошибок измерения - выбросов. Как известно, для нормально распределенных случайных величин выбросом считается измерение х, выходящее за пределы М-За х М+За, где, М - математическое ожидание (среднее арифметическое) измерения а- его средне-квадратическое отклонение. В МАТКАДЕ среднее арифметическое вычисляется встроенной функцией mean, а средне-квадратическое отклонение — встроенной функцией stdev. Поэтому для выявления выбросов были вычислены функции для всех учитываемых показателей
