Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние и основные тенденции развития технологий функциональных продуктов питания - 10
1.1 Значение функционального питания в процессе оздоровления населения 10
1.2 Пищевые добавки - структурообразователи растительного и животного происхождения и каротиноиды, используемые в пищевой промышленности 16
1.3 Продукты функционального назначения с использованием в качестве физиологически активных ингредиентов структурообразователей и каротиноидов
2 Объекты и методы исследований 61
2.1 Объекты исследований 61
2.2 Экспериментально-аналитические методы исследований 65
2.3 Методы математического планирования эксперимента. Методы математической статистики 74
3 Научное обоснование технологии композиционных структурообразователей 76
3.1 Влияние группового состава и концентрации структурообразователей на студнеобразование 76
3.2 Изучение реологических свойств полисахаридных систем 84
3.3 Термодинамическое состояние полисахаридных систем 91
3.4 Влияние рН среды на структурообразующие свойства комбинированных добавок полисахаридной и белковой природы 95
3.5 Изучение свойств белково-полисахаридной системы методом ядерной магнитной релаксации 102
4 Научное обоснование использования в качестве физиологически функциональных ингредиентов структурообразователей-и- каротиноидов в технологии функциональных продуктов питания 115
4.1 Научное обоснование лечебно-профилактических свойств натуральных структурообразователей 115
4.1.1 Изучение конформационных изменений макромолекул ВМС с учетом влияния внешний факторов. Математическое моделирование оптимальных конфигураций молекул полисахаридов в различных условиях 115
4.1.2 Аналитическое исследование влияния компонентов кондитерских изделий на связывающую способность пектина по отношению к тяжелым металлам 122
4.1.3 Изучение влияния некоторых факторов на связывающую способность каррагинана по отношению к тяжелым металлам 134
4.1.4 Определение стойкости комплексов лимонная кислота - металл — пектин потенциометрическим методом 142
4.1.5 Изучение влияния величины рН на связывающую способность различных видов пектинов по отношению к свинцу, никелю, кобальту
и меди. 145
4.1.6 Исследование влияния температурного фактора на связывающую способность пектинов 161
4.1.7 Антимикробные свойства структурообразователей 163
4.2 Получение ликопина по усовершенствованной технологии, обоснование использования каротиноидов в функциональных продуктах питания 166
4.2.1 Получение ликопина из растительного сырья по усовершенствованной технологии 166
4.2.2 Аналитическое исследование влияния некоторых факторов на стабильность ликопина 168
4.2.3- Изучение влияния- каротиноидов- на- связывающую- способность структурообразователей в различных условиях 179
Разработка рецептур и технологии продуктов питания функционального назначения с добавлением натуральных структурообразователей и каротиноидов 186
5.1 Разработка рецептур и технологии кондитерских изделий на основе простых и композиционных структурообразователей с добавлением бета-каротина и ликопина 186
5.2 Определение пищевых, физико-химических, биологических и микробиологических показателей качества разработанной продукции 213
5.3 Разработка экспресс-метода определения качественных характеристик различных структурообразователей 225
5.4 Разработка технологии микроинкапсулированных ароматизаторов с использованием композиционных структурообразователей в качестве капсулирующих веществ 236
Опытно-промышленная реализация новых технологий 249
6.1 Промышленная апробация новых технологий в условиях пищевых предприятий Краснодарского края 249
6.2 Оценка медико-биологической активности простых и композиционных структурообразователей 256
6.3 Экономическая эффективность внедрения новых технологий
в условиях перерабатывающих предприятий г. Краснодара 261
Заключение 264
Использованная литература
- Пищевые добавки - структурообразователи растительного и животного происхождения и каротиноиды, используемые в пищевой промышленности
- Термодинамическое состояние полисахаридных систем
- Аналитическое исследование влияния компонентов кондитерских изделий на связывающую способность пектина по отношению к тяжелым металлам
- Определение пищевых, физико-химических, биологических и микробиологических показателей качества разработанной продукции
Введение к работе
В «Концепции государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г.», основные положения которой были обсуждены на конференциях различного уровня, в том числе и на международной научно-практической конференции «Научные основы и практическая реализация технологий получения и применения натуральных структурообразователей» (Краснодар, 2002 г.), особая роль уделяется созданию условий, обеспечивающих удовлетворение потребностей различных групп населения в рациональном, здоровом питании.
Ухудшение экологической обстановки в мире и связанный с этим высокий уровень загрязненности продуктов питания радионуклидами, токсичными химическими соединениями, тяжелыми металлами, биологическими агентами, микроорганизмами, афлатоксинами способствует нарастанию негативных тенденций в состоянии здоровья населения. В связи с этим, как отмечает вице-президент Рое-сельхозакадемии, академик Е.И. Сизенко, активизация поиска различных средств и, прежде всего пищевых продуктов, способных повышать устойчивость организма к воздействию ионизирующего излучения, ускоряющих выведение из организма радионуклидов и тяжелых металлов, является в России важнейшей задачей. В России в специализированных продуктах питания нуждается около 10 млн. жителей [206,207].
В настоящее время питание людей в большинстве стран мира характеризуется как кризисное, так как в нем отсутствуют или находятся в недостаточном количестве необходимые для здоровья человека витамины, микро- и макроэлементы. В области производства пищевой продукции актуальным является разработка продуктов функционального назначения, создание новых технологий пищевой продукции с заданными свойствами.
Функциональный пищевой продукт — это любой модифицированный пищевой продукт или пищевой ингредиент, которые могут оказывать благотворное
действие на здоровье человека помимо влияния традиционных питательных веществ, которые он содержит [133].
Профессор А.А. Кочеткова отмечает, что при создании функциональных продуктов питания один из основных этапов - выбор и обоснование функциональных ингредиентов, формирующих новые свойства продукта, связанные с его способностью оказывать физиологическое воздействие. Второй аспект, который является значимым в технологии такого продукта, связан с потенциальной возможностью функциональных ингредиентов изменять потребительские свойства пищевого продукта, который не должен отличаться от традиционной пищи. Их выбор и обоснование должны осуществляться с учетом совокупности потребительских свойств и целевого физиологического воздействия создаваемого функционального продукта [113].
Разработка технологий функциональных продуктов питания зачастую приводит к получению многокомпонентных пищевых систем. Однако, создание устойчивых многокомпонентных пищевых систем с заданными функциональными свойствами - весьма сложная и в то же время актуальная научно-практическая задача. Поэтому наряду с известными физико-химическими методами регулирования реолотческих свойств пищевого продукта используются структурообразователи - вещества, вводимые в пищевые системы для придания им нужной консистенции. Все структурообразователи подразделяются на желеобразователи, загустители, стабилизаторы, эмульгаторы и др.
Основными принципами выбора структурообразователей является их безвредность и высокая эффективность действия. При этом более целесообразным является использование натуральных структурообразователей, которые синтезируются живыми организмами, разлагаются в естественных условиях и поэтому являются экологически чистыми высокомолекулярными природными соединениями (пектин, каррапшан, белки животного и растительного происхождения, хитозан и др.). Наиболее перспективными являются структурообразователи, обладающие широким комплексом технологических свойств. Однако большинство структурообразователей проявляют специфические технологические свой-
ства, благодаря которым их можно использовать по какому-либо конкретному назначению.
В связи с этим актуальным является разработка композиционных структуро-образователей с изменяемой и регулируемой функциональной направленностью в зависимости от поставленной технологической проблемы.
Наряду с этим исследования последних лет подтвердили антиканцерогенную активность витаминов и прежде всего бета-каротина, который обладает способностью образовывать в организме человека витамин А, проявляет антиокислительные свойства в пищевых продуктах, уменьшает риск злокачественных новообразований. Результаты изучения биологической активности ликопиновой фракции также показали, что ликопин предупреждает развитие признаков А-витаминной недостаточности.
Особенно целесообразным является применение таких добавок при создании продуктов функционального назначения, которые помимо содержания традиционно необходимых нутриентов здоровой пищи, включают структурообразо-ватели и каротиноиды, повышающие защитные функции организма.
Большой вклад в создание продуктов питания функционального назначения^ в том числе с добавлением структурообразователей и биологически активных;, веществ внесли своими фундаментальными исследованиями ученые А.А. Кочет-кова, В.Н. Голубев, Л.В. Донченко, А.П. Нечаев, В.Г. Щербаков, А.А. Покровский, В.Б. Толстогузов, В.А. Тутельян, Э.С. Токаев, Г.И. Касьянов, Г.М. Зайко, Т.Н. Тимофеенко, И-А. Ильина, Т.М: Сафронова, В.Д. Богданов, Л.Н. Шатнюк и многие другие. Однако теоретических и экспериментальных исследований по созданию продуктов питания функционального назначения с прогнозируемым химическим составом и свойствами недостаточно. Отсутствуют разработки с использованием композиционных структурообразователей, обладающих одновременно улучшенными технологическими свойствами и высокой барьерной способностью.
9 Основной целью исследований являлась разработка теоретических основ и практических аспектов создания пищевых систем и продуктов питания повышенной биологической ценности, отвечающих современным требованиям науки о питании с использованием комплексных полифункциональных пищевых добавок на основе структурообразователей и каротиноидов.
Пищевые добавки - структурообразователи растительного и животного происхождения и каротиноиды, используемые в пищевой промышленности
Особую опасность для человека представляют отравления, вызванные одним из органических соединений свинца - тетраэтилсвинцом (ТЭС). Тетраэтилсвинец РЬ(С2Н5)4 представляет собой маслянистую бесцветную жидкость со специфическим резким запахом. ТЭС в небольших количествах добавляется.к бензину в качестве антидетонатора (этилированный бензин). Отравление наступает при вдыхании паров, попадании жидкости на кожу, одежду, а также внутрь организма [143].
Предельно допустимая концентрация свинца в воздухе составляет 0,01 мг/м3 [154]. Максимально допустимое количество свинца для взрослого человека - Змг в неделю [101]. При поступлении в организм с пищевыми продуктами свинец, в зависимости от соединения, в котором он находится, усваивается взрослыми людьми на 10 %, а детьми - на 30-40 % [257]. Суточное потребление свинца с пищей составляет 200-300 мкг. Около 10 % этого свинца всасывается пищеварительным трактом. В среднем в кровь попадает 20-30 мкг в день. Предельно допустимая дневная доза свинца не должна быть выше 0,8 мг [191].
Никель входит в число токсичных и опасных элементов [147] и официально признан промышленным канцерогенным веществом; случаи никелевого рака регистрируются как профессиональные заболевания [154]. Никель вызывает рак слизистой оболочки носа или придаточных пазух, первичный рак легкого или бронха.. Примерное время развития рака носовой полости составляет 23 года, а рака легкого - 25 лет. Все эти заболевания приписывались действию никеля, освобождающегося из никелькарбонила, находящегося в воздухе в высокодисперсном состоянии. Механизм развития никелевого рака связывают с выраженными аллергенными свойствами никеля.
Под воздействием сульфидов никеля и соединений никеля (II) развивается особая разновидность пиевмокониоза, для которого типично отсутствие проявле ний бронхита и эмфиземы легких. В пищевых продуктах средняя концентрация никеля не превышает 0,5 мг/кг. Попавший в организм с пищей или водой никель всасывается в количестве 3-10 % преимущественно в верхних отделах тонкой кишки [41]. В человеческой сыворотке никель связывается с аминокислотами, основной из которых является L-гистидин. Из крови никель поступает в межклеточную жидкость, а затем с помощью специальных белков (металлотионеинов) проникает в клетки. В организме человека (70 кг) никель содержится в количестве 10 мг [41, 101]Л Из всего количества никеля, поступившего в организм человека с пищевым рационом, до 90 % выводится с фекалиями, около 10 % - через почки. При действии никеля в дозе 5,0 мг/кг происходит увеличение содержания микроэлемента в печени, поджелудочной железе и селезенке, а в почках - даже при 0,005 мг/кг.
Кобальт - биолотчески важный элемент; в малых дозах он активирует ряд ферментов, регулирующих тканевое дыхание, кроветворение и другие процессы, в больших дозах угнетает жизнедеятельность различных органов.
Среди рабочих, контактирующих с кобальтом, высок процент гипотонии, нарушений деятельности щитовидной железы, нервной и сердечно-сосудистой систем, функции половых желез; поражений ЖКТ, органов дыхания. Люди, работающие в условиях воздействия пыли металлического кобальта (или его окислов) при стаже до 6 лет и свыше жалуются на кашель, одышку, тошноту, изжогу, боли в подложечной области. Известны случаи токсического склероза легких с легочной недостаточностью, острой кардиомиопатии с летальным исходом у работающих в условиях воздействия пыли металлического кобальта. У рабочих, добывающих ко-бальто-мышьяковую руду, обнаружили лейкопению, анемию, гиперкератозы [40, 184]. Предельно допустимая концентрация 0,01 мг/м3.
Медь содержится в организме главным образом в виде комплексных органических соединений и играет важную роль в процессах кроветворения.
Суточная потребность взрослого человека в меди составляет 2-2,5 мг. При попадании внутрь солей меди дозы 0,2-0,5 г вызывают рвоту, 1-2 г - тяжелые, иногда смертельные отравления [40,33].
Во вредном действии избытка меди решающую роль, по-видимому, играет ре-акция Си с SH-группами ферментов. Соединения меди, вступая в реакцию с белками тканей, оказывают резкое раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Отравления медью возникают при зачистке омедненых валов, шлифовке медных шайб, сварке и резке изделий из меди, прокатке медных болванок или чистой медной проволоки, дуговой плавке медного лома вследствие выделения в воздух пыли Си и СиО [40]. Медь входит в состав многих пестицидов, широко применяемых для защиты садов, виноградников от вредителей и болезней; а также в качестве протравителей семян [175].
При хронической интоксикации медью и ее солями возможны функциональные расстройства нервной системы, нарушение функции печени и почек, изъязвление и перфорация носовой перегородки; обнаружено сродство меди к симпатической нервной системе. У рабочих медных рудников резко увеличено содержание гемоглобина, числа эритроцитов и меди в сыворотке крови. Среди работающих с медными порошками процент длительно и часто болеющих ринитом, фарингитом, гастритом выше нормы; при стаже более 5 лет снижена жизненная емкость легких, наблюдаются нарушения функций печени [40].
Авторами [27] изучено комплексообразование тяжелых металлов (на примере меди) в растворе желудочного сока. Полученные значения позволяют предполагать механизм действия ионов металлов при попадании в желудок. Ферменты, входящие в состав желудочного сока, относятся к глобулярным белкам. В этих белках аминогруппы радикала лизина, имидозольные радикалы гистидина и карбоксильные радикалы глутаминовой и аспарагиновой кислот достаточно удалены= друг от друга в полипептидной цепи. При координации таких группировок образуются 8-, 11-, 14-членные циклы. В результате конформационные степени свободы ферментов уменьшаются и снижается способность их фиксации на субстрате. Кроме того, образование комплексов сопровождается выделением ионов водорода, т. е. закисленпем среды. По-видимому, данные факторы являются определяющими в нарушении физиологии при попадании ионов тяжелых металлов в желудок.
Наряду с контролем содержания тяжелых металлов и радионуклидов во всех видах продукции [102, 249], внедрением новых экологически чистых технологий представляет интерес расширение ассортимента пищевых продуктов функционального назначения. К их числу могут быть отнесены изделия, содержащие природные комплексообразователи и каротиноиды в качестве добавок.
Термодинамическое состояние полисахаридных систем
Причем, в образце № 4 плавление эвтектики и ликвидуса закончилось при температуре таяния льда, что свидетельствует о максимальном связывании свободной влаги в межгелевом пространстве. Примечательно, что образец № 4 содержал максимальное количество пектина. Это дает основание предполагать, что наибольшей влагоудерживающей способностью обладает система, содержащая одновременно каррагинан и пектин в соотношении 1,0:0,3 в 100 г студня.
Все образцы резко меняли свою теплоемкость после +80 -г +85 С. Связано это с тем, что в этом интервале после плавления рассматриваемых студней кон-формационный переход системы из студнеобразного состояния в жидкое приводит к высвобождению связанной воды и последующему ее активному испарению.
Анализ результатов исследований дает основание предположить, что каррагинан и пектин при определенных соотношениях образовывают гелевую структуру, прочно удерживающую воду за счет возникновения диполярных межмолекулярных взаимодействий между растворителем, гидрофобными группами пектина и полярными группами каррагинана.
Влияние рН среды на структурообразующие свойства комбинированных добавок полисахаридной и белковой природы В практике получения структурированных систем используют ионогенные и неионогенные структурообразователи. Неионогенные ВМС содержат полярные группировки, не способные к ионизации. Ионогенная молекула структуро-образователя при диссоциации может иметь положительный или отрицательный заряд или быть нейтральной. В связи с этим, различают анионактивные, катио-нактивные и амфотерные структурообразователи, рисунок 25.
Анионактивные содержат в молекуле одну или несколько полярных групп и диссоциируют в растворе с образованием отрицательно заряженных ионов, определяющих их активность (пектин, каррагинан, альгиновая кислота и др.). Катпонактивные диссоциируют в растворе с образованием активного катиона
Благодаря присутствию в молекуле уроновых кислот, пектины являются полиэлектролитами. При низких значениях кислотной области рН карбоксилы пектина неионизированы, но уже при значениях рН ближе к нейтральным, молекула приобретает отрицательный заряд за счет частично ионизированных кар-боксигрупп; в нейтральной и щелочной среде от карбоксильных групп отделяются гораздо в большем количестве атомы НҐ" и молекула пектина приобретает максимальный по величине отрицательный заряд. Появление множества одноименно заряженных карбоксильных групп в молекуле поликислоты и возникновение в результате этого электростатического отталкивания приводит к развертыванию молекулярных клубков.
Полиоснования (хитозан и др.), наоборот, остаются неионизированными в щелочной среде, а в нейтральной и кислой среде приобретают положительный заряд за счет присоединения атомов Н .
ІІР Амфотерные структурообразователи (белки животного и растительного происхождения) в зависимости от рН раствора проявляют свойства катионных или анионных веществ, рисунок 26.
В кислой среде амфолиты заряжены положительно за счет присоединения к NH2-rpynnaM атома Н , а в щелочной среде молекула приобретает отрицательный заряд, обусловленный наличием карбоксилат-анионов. При рН, равном значению изоэлектрической точки белка (ИТБ), молекулы амфолитных полиэлектролитов существуют как диполярные сбалансированные ионы, т.е. их макромолекулы находятся в нейтральном состоянии.
Молекула полиамфолита, например, желатина в агрегативном состоянии находится в виде спирали и в состоянии статистического клубка. Биоэлектрической точке желатин находится в виде клубка, а при понижении и повышении рН вследствие действия; сил электростатического отталкивания молекула желатина развертывается в спираль.
Таким образом, молекула пектина находится в виде спирали в щелочной и нейтральной среде, а молекула желатина - ив кислой и щелочной среде. Это обуславливает совместимость данных полиэлектролитов при определенных значениях рН.
В связи с вышеизложенным было высказано предположение о том, что, находясь одновременно в растворе разноименно заряженные молекулы пектина и желатина при значениях рН до ИТБ будут вследствие действия сил электростатического взаимодействия притягиваться друг к другу с образованием; ассо-циатов, превосходящих по своим вязкостным характеристикам отдельно взятые пектин и желатин.
Изучены свойства системы, в которой одновременно присутствуют пектин и желатин с целью разработки композиционного структурообразователя с улучшенными технологическими свойствами.
При различных значениях рН и концентрациях полимеров, определены вязкостные характеристики пектиновых и желатиновых водных растворов, а также растворов с совместным присутствием пектина и желатина, меняя соотношения компонентов. Установленное значение изоэлектрической точки; (рГ) для используемого образца желатина составило pl=7,0; это зависит от того, как выделен желатин, поскольку желатин кислотной; обработки имеет рГ = 7,2-8; а щелочной - pi = 4,9;
Установлено, что при значении рН от 5 до 6 в системе пектин:желатин (при соотношении компонентов 3:1) наблюдается наибольшее значение относительной вязкости раствора, причем налицо синергетический эффект: суммарное значение вязкости раствора, в котором одновременно присутствуют эти два структурообразователя примерно на 15-20 % больше суммы значений вязкостей отдельно взятых растворов пектина и желатина, рисунок 27.
Но по достижении значения рН=6 вероятно происходит обвальная ионизация молекулы пектина, она приобретает максимально отрицательный заряд и, как следствие, происходит слияние (коалесценция) образующихся капель, обогащенных комплексами растворенных полиэлектролитов. Это приводит к разделению системы на два равновесных жидких слоя с четкой поверхностью раздела между ними. Вследствие макрорасслоения образуется двухфазная система: одна из фаз - с малым содержанием полиэлектролитов, другая - с повышенной их концентрацией. Это явление называют сложной коацервацией [212].
Аналитическое исследование влияния компонентов кондитерских изделий на связывающую способность пектина по отношению к тяжелым металлам
Петри, культивирование посевов, подсчет количества выросших колоний и вычисление общего микробного числа.
Результаты исследований влияния структурообразователей на рост БГКП (колиформы) приведены в таблице 27.
Из таблиц видно, что содержащие полимеры образцы отличаются меньшим микробным числом в отличие от контрольных. Кроме того, микробное число снижается при повышении содержания полимеров в питательной среде. Также можно сделать вывод о наибольшей антибактериальной активности пектина по сравнению с каррагинаном.
Полученные данные свидетельствуют о том, что композиционный струк-турообразователь также обладает противомикробной активностью. Объяснением того, что значения показателей противомикробной активности полимеров по отношению к дрожжам у композиционного структурообразователя ниже чем у пектина, но выше чем у каррагинана может служить соотношение полимеров в системе каррагинан:пектин - 1,0:0,3.
Получение ликопина по усовершенствованной технологии, обоснование использования каротиноидов в функциональном питании 4.2.1 Получение ликопина из растительного сырья по усовершенствованной технологии
В консервной промышленности в процессе переработки томатов (производство соков, пасты и др.) остаются отходы, которые можно использовать как вторичное сырье для получения некоторых биологически активных веществ, в частности, пищевого красителя ликопина..
В лабораторных условиях получен из томатных выжимок и пасты ликопин по методике, разработанной СЕ. Кудрицкой [60]. Недостатками традиционной методики является ее длительность (около двух суток), сложность операции фильтрования и большой расход реагентов.
В связи с этим, нами были внесены некоторые изменения в традиционную методику. На первой стадии экстракции удалялась вода с помощью Na2S(V (6.В.), что облегчало в дальнейшем экстракцию ликопина. Навеску томатной пасты 100 т растирали с безводным сульфатом натрия до получения порошка. Проводили экстракцию ксантофиллов. Фильтровали на воронке Бюхнера. Операцию проводили повторно. Смесь томатной пасты и Na2SC 4 обрабатывали бензином порциями по 100 мл до тех пор, пока растворитель не оставался бесцветным. Экстракты объединяли и отгоняли растворитель. на водяной бане. Полученный коричневый концентрат растворяли в 100 мл спирта. Ставили в холодильник, через двое суток отфильтровывали кристаллы. Выход составил 750 мг/кг. Более высокий выход ликопина (по сравнению с выходом ликопина, извлеченного по традиционной методике) объясняется увеличением поверхности контакта с растворителем за счет введения процесса гомогенизации. Большим преимуществом данной методики является относительно небольшой расход реагентов.
Для идентификации были взят ликопин промышленного производства, полученный микробиолопіческим синтезом из низших грибов Blakeslea trispora (ОАО «УралБиоФарм», г. Екатеринбург), качественные характеристики и физико-химические свойства которого представлены в разделе 2Л.
Проведены исследования по подбору растворителей при определении ликопина в образцах (растительное сырье, модельные растворы) по методике, представленной в разделе 2.2.22. Традиционно для удаления ксантофиллов; используется высокотоксичный растворитель метанол. Предпринята попытка замены его на растворитель, обладающий такой же высокоэкстрагирующей способностью, но менее токсичный - этанол. Кроме того, ряд авторов [29, 114, 347] предлагают использовать для экстракции ликопина не гексан, а другие растворители: хлороформ, петролейный эфир, бензин. Проведен сравнительный анализ экстрагирующей способности по отношению к ликопину различных систем растворителей, результаты исследований представлены в таблице 28.
Как видно из таблицы, наилучшей системой растворителей является гексан-этанол. При ее использовании выход ликопина увеличивается примерно на 50 %.
Известно, что каротиноиды неустойчивы на свету, распадаются под действием УФ-лучей.. Кроме того, поскольку большинство пищевых, технологий предусматривает использование широкого спектра температур (от кипячения до замораживания) представляет интерес проведение некоторых исследований, направленных на дальнейшее изучение физико-химических свойств этих ценных для функционального питания физиологически активных ингредиентов.
Определение пищевых, физико-химических, биологических и микробиологических показателей качества разработанной продукции
Изучены реологические свойства желейного мармелада на основе композиционного структурообразователя (в качестве контроля взят мармелад, приготовленный по традиционной рецептуре и технологии на основе пектина).
Структурно-механические свойства готовых изделий определяли на электронном устройстве «Структурометр СТ-1» (кафедра технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства Кубанского государственного технологического университета). Принцип работы устройства основан на измерении воздействия неподвижного инструмента на образец, перемещаемый столиком по заданному закону.
Определение реологических свойств желейного мармелада проводили поочередно в трех режимах работы прибора: 1) определение упругих и пластических деформаций; 2) исследование прочностных свойств при резании; 3) определение адгезионных свойств.
Исследуемую желейную мармеладную массу отливали в специальные стаканчики диаметром 3 5 мм, высотой 30 мм, оставляли в течение 20-30 мин. при температуре 20 ± 2 С для студнеобразования, после чего помещали на столик структурометра.
В выбранном режиме задавали начальное усилие Fo = 0,05 Н, скорость перемещения столика V =100 мм/мин., усилие F = 7 Н, до которого нагружали исследуемый образец, задавали продолжительность воздействия; ограждающей поверхности для определения адгезионных свойств Т = 100 с.
Пластичность характеризуется глубиной проникновения тела погружения в мармеладное изделие Hi, а упругость — расстоянием, на которое не восстановилась его структура после снятия нагрузки — величина Нг. В качестве инструмента использовали грибовидную насадку. Данные, полученные при изучении: структурно-механических свойств готовых изделий приведены в таблице 49.
По полученным данным Ні и.Нг для исследуемых образцов, можно сделать вывод, что контроль обладает пластичностью в два раза большей, чем мар мелад на основе композиционного структурообразователя, но в три раза меньшей упругостью.
Прочность мармеладных изделий оценивали по усилию необходимому для разрезания образца (F). Для определения прочности студня желейного мармелада использовали насадку-нож из некорродирующего материала.
Определение прочности студня желейного мармелада проводили в режиме 2 работы структурометра. Усилие необходимое для разрезания образцов мармелада, различаются весьма незначительно.
Адгезионная способность желейного мармелада, т.е. адгезионное напряжение (прилипание, давление и т.д.), характеризующее степень прилипания адгезива к ограждающей поверхности, является одной из нежелательных, затрудняющих процесс выборки готовых изделий из форм. В этой связи, адгезионное прилипание является одной из важнейших характеристик структурно-механических свойств желейного мармелада.
Определение адгезионных свойств желейного мармелада проводили в режиме 3 работы прибора. В качестве ограждающей поверхности использовали металлическую насадку со степенью обработки: сталь СТ 3, диаметром 30 мм, которая являлась контактирующей поверхностью. Температура диска насадки составляла 20 ± 2 С.
Исследуемую массу (адгезиво) помещали в специальные стаканчики (диаметром 35 мм и высотой 30 мм). Стаканчики закрепляли на столике структурометра. Задавали необходимые параметры.
Нажатием кнопки «старт» столик с исследуемым образцом приводили в движение вверх, при достижении необходимого усилия столик останавливался и в течение 100 с происходил контакт исследуемого адгезива с поверхностью насадки. Постоянное усилие F поддерживалось за счёт перемещения столика. По истечении времени Т столик двигался вниз с заданной скоростью до исходного положения. На индикаторе фиксировалась величина силы отрыва F адгезива от поверхности.
Характеристикой адгезии в данном случае является величина силы отрыва F. Сила, необходимая для отрыва поверхности от образца, приготовленном на пектине, в 5 раз больше, чем для мармелада с использованием композиционного структурообразователя.
Адгезионные свойства желейного мармелада во многом зависят от наличия в нём избыточного количества непрочно связанной влаги, обусловливающей липкую поверхность продукта.
Таким образом, данные, полученные при изучении адгезионных свойств желейного мармелада по предлагаемой нами рецептуре и технологии, подтверждают сделанные ранее выводы по результатам аналитических исследований: использование в технологии композиционного структурообразователя карраги-нашпектин позволило практически всю влагу, содержащуюся в геле связать прочными связями, чем и объясняется меньшее адгезионное прилипание данного кондитерского изделия в сравнении с контрольным образцом.
