Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 7
1.1 Использование нетрадиционных видов сырья в кондитерской промышленности 7
1.2 Сравнительная характеристика какао-бобов и виноградных семян 20
1.3 Особенности химического состава и физико-химических свойств жиров-заменителей какао-масла 23
1.4 Метод механо-химической активации в технологическом процессе 31
1.5 Качество и потребительские свойства конфет 36
Глава 2. Постановка эксперимента 41
2.1 Объекты исследований 41
2.2 Методы исследований 45
2.3 Схема проведения эксперимента 56
Глава 3. Изучение влияния заменителей какао - продуктов и механо-химической активации на качество шоколад ной глазури 57
3.1 Изучение влияния заменителей какао-продуктов на физико-химические показатели шоколадной глазури и ее химический состав 57
3.2 Влияние механо-химической активации на качество шоколадной глазури 66
3.3 Изучение стойкости шоколадной глазури с заменителями какао-продуктов в процессе хранения по ИК-спектрам
Глава 4. Биохимические и физико-химические изменения,формирующие качественные показатели конфет,глазированных шоколадной глазурью с заменителями какао продуктов 83
4.1 Изучение гидролитических и окислительных процессов ,протекающих в липидах при хранении 83
4.2 Изучение изменений протекающих в групповом и жирнокислотном составе липидов шоколадной глазури с заменителями какао-продуктов при хранении 102
4.3 Оценка степени влияния режима хранения,рецептуры шоколадной глазури и корпуса конфет на окислительные процессы 114
4.4 Миграция жиров в пралиновых конфетах .глазированных шоколадной глазурью с заменителями какао-продуктов 118
4.5 Изменения в белковой фракции шоколадной глазури с заменителями какао-продуктов при хранении конфет 129
4.6 Изучение качества конфет по показателям безопасности 133
4.7 Органолептическая оценка конфет,глазированных шоколадной глазурью с заменителями какао-продуктов 139
Выводы и рекомендации 147
Список литературы
- Сравнительная характеристика какао-бобов и виноградных семян
- Метод механо-химической активации в технологическом процессе
- Методы исследований
- Оценка степени влияния режима хранения,рецептуры шоколадной глазури и корпуса конфет на окислительные процессы
Введение к работе
Актуальность работы. Российский рынок кондитерских товаров в настоянеє время занимает в мире второе место по объему вырабатываемой продукции после американского. Однако их потребление в стране за последние годы значительно снизилось. Главная причина такой ситуации заключается в высо-<ой цене кондитерских товаров, т.к. основным сырьем для конфетного и иоколадного производства служит дорогостоящее импортное сырье - какао-Зобы. Одним из путей решения этой проблемы является не только замена <акао-масла жирами-заменителями, но и изыскание дешевого местного нетрадиционного сырья. Введение в рецептуру шоколадных полуфабрикатов нетрадиционного сырья требует использования дополнительных технологических операций по его обработке, что в свою очередь, может оказать влияние'на чищевую ценность и показатели качества готовых изделий.
Применение заменителей какао-продуктов позволяет расширить ассортимент кондитерских товаров и снизить их себестоимость.Таким образом , эсновной проблемой становится изучение качества продукции, вырабатываемой с использованием заменителей какао-продуктов. Отсутствие глубоких исследований по их совместимости с какао-маслом, реологическим показате-іям и показателям качества не позволяет определить научно-обоснованные условия и сроки хранения конфетных и шоколадных изделий, выработанных с использованием заменителей какао-продуктов.
Цель и задачи исследований. Цель - исследовать влияние заменителей сакао-продуктов (жира-заменителя Эртикоат-М51 и виноградных семян .обработанных в механо-химическом активаторе) на качество шоколадной глазури и ;тойкость пралиновых и помадных конфет, глазированных этой глазурью при сранении. Исходя из общей цели, сформулированы следующие задачи:
изучить влияние жира-заменителя Эртикоат-М51 и виноградных семян, эбработанных в механо-химическом активаторе на качество шоколадной лазури;
исследовать процессы, протекающие в липидах глазури с заменителями :акао-продуктов и конфет, глазированных этой глазурью при хранении;
выявить влияние жира-заменителя Эртикоат-М51и виноградных семян, ібработанньїх в механо-химическом активаторе на минеральный и жирнокис-ютный состав шоколадной глазури;
теоретически обосновать и разработать рекомендации по оптимальным 'словиям и гарантированным срокам хранения помадных и пралиновых :онфет,глазированных глазурью с заменителями какао-продуктов.
Научная новизна. Изучены показатели качества и химический состав лазурей с жиром-заменителем Эртикоат-М51 и виноградными семенами, ібработанньїми в механо-химическом активаторе. Выявлено влияние исполь-ювания заменителей какао-продуктов на жирнокислотный и минеральный юстав шоколадных глазурей.
По ИК-спектрам шоколадных глазурей построена модель.позволяющая коли-ественно оценить относительную интенсивность изменений качества шоко-
ладной глазури при хранении.
Получена функциональная зависимость окислительных и гидролитических изменений, происходящих в липидах корпусов пралиновых конфет и в образцах глазурей с заменителями какао-продуктов от условий и сроков хранения.
Изучен механизм и факторы, влияющие на процесс жировой миграции в пралиновых конфетах, глазированных глазурью с заменителями какао-продуктов.
Выявлено влияние виноградных семян на интенсивность изменения микробиологических показателей в процессе хранения конфет.
Практическая значимость. По результатам исследований органолепти-ческих, физико-химических, биохимических и микробиологических показателей качества помадных и пралиновых конфет, глазированных глазурью с заменителями какао-продуктов, разработаны рекомендации по условиям и гарантированным срокам хранения.
Результаты работы были учтены при разработке технических условий ТУ 9123-004-05127544 «Конфеты помадные глазированные шоколадной глазурью».
Общий экономический эффект от внедрения разработок составил в 1999 г. 11,8млн. рублей.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на Всероссийской научно-технической конференции Санкт-Петербургской Государственной Академии холода и пищевых технологий (1999 г) и на научной конференции аспирантов и студентов Санкт-Петербургского торгово-экономического института (1999г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано одиннадцать работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, содержит 22 таблицы, 27 рисунков. Список использованной литературы включает 133 наименования, из них 33 на иностранных языках.
Сравнительная характеристика какао-бобов и виноградных семян
В кондитерской промышленности ведется постоянная работа по рациональному использованию сырьевых ресурсов . Мероприятия по экономии какао бобов , орехов ,сахара и других видов традиционного сырья,ресурсы которых ограничены, проводятся по двум основным направлениям /5,84/: - широкое вовлечение в производство нетрадиционных и местных видов растительного сырья с разработкой рецептур на новые виды кондитерских изделий ; - частичная замена дефицитного сырья в рецептуре ранее выпускавшихся видов изделий с повышением пищевой и биологической ценности продукции и уменьшением ее калорийности . Широкое применение фруктовых и овощных полуфабрикатов по зволяет не только улучшить и расширить ассортимент кондитере ких изделий,но и рационально использовать дефицитные виды сырья, сократить расход сахара , снизить энергетическую ценность также себестоимость готового продукта /19,84,96,119/. В Молдавии на основе сухофруктов вырабатываются конфеты "Вечерний Кишинев " ,мМэрцишор,,,,,Виорика",иСонатаи. В их состав входит измельченная фруктовая масса из сваренного в сиропе чернослива без косточек с различными вкусовыми добавками /84/.
В настоящее время,широко внедряется производство "фрук - 8 тового" шоколада /56/,в частности в Японии запатентовано несколько способов /40,80/.Один из них заключается в том, что фрукты сушат и измельчают или наоборот.Высушенным фруктам придают соответсвующую форму и в смеси с сиропом , содержащим сахар ,используют в качестве начинки в шоколаде , конфетах "Ассорти "ив шоколадных батонах /40/.Другой способ предусматривает содержание в шоколаде одного или нескольких сортов сухих или консервированных фруктов в виде диспергированных мелких частиц , которые получают замораживанием сухих или консервированных фруктов с какао маслом или другим жиром.Мелкие частицы замороженной смеси диспергируют в шоколадной основе для получения фруктовой шоколадной массы. Присутсвующие масла предотвращают образование клейких конгломератов из частиц фруктовой мякоти,благодаря чему количество сухих или консервированных фруктов может быть довольно значительным.Это придает шоколаду вкус и аромат использованных фруктов.Полученный шоколад имеет достаточно сладкий вкус даже в случае полного отсутствия в нем сахара или его заменителей /38/.
Японская фирма "МОРИНГА СЕЙКА" предложила способ приготовления шоколада,не содержащего подслащивающих веществ.Массу без сахара перемешивают до однородности с частицами сухофруктов ,размер которых не превышает 100 мкм /80/.
Для кондитерской промышленности несомненный интерес представляет использование такого нетрадиционного сырья, как фруктовые и овощные порошки и хлопья.
Порошки представляют собой однородные продукты со свойственным исходному сырью вкусом и запахом .Фруктовые и овощ - 9 ные порошки введенные в конфетные массы способствуют упрочнению структуры корпуса конфет за счет влагоудерживающеи способности.Грузинским научно-исследовательским институтом пищевой промышленности (ГрузНИИПП) разработана технология получения порошка из сушеных мандариновых отжимов. Порошок применяется для производства разных видов кондитерских изделий .Введение порошка из мандариновых отжимов в рецептуру позволяет сократить долю сахара /6,84/.
Научно-исследовательский институт (НИИ) пищевой промышленности Молдавии и НИИ консервной промышленности Украины разработали и внедрили технологии получения порошка из фруктовых и овощных выжимок (из моркови,тыквы , яблок), которые образуются при производстве соков /18,20,35,69,84/ .
Широкий ассортимент фруктовых и овощных порошков используют кондитерские фабрики Урала в качестве сырья для производства конфет .Это порошки из крапивы,свеклы,топинамбура, калины,рябины и др./46,81/.
Фирма A.T.Produkte Corp.(США) выпускает сушеные фруктовые хлопья,сохраняющие натуральный аромат свежих фруктов с целью использования их в корпусах конфет и начинках для шоколада. Продукт не содержит консервантов и красителей .Выпускаются фруктовые хлопья :апельсиновые ,абрикосовые черносмородиновые, клубничные ,грушевые ,яблочные и др.К преимуществам их использования следует отнести небольшую массу, объем, хорошую растворимость /84/.
Метод механо-химической активации в технологическом процессе
Исследование группового состава липидов глазури предусматривало серию последовательных групповых разделений жирорастворимых компонентов с гравиметрическим,титриметрическим или спектрофотометрическим определением содержания таких компонентов липидного состава как:нейтральные липиды (МАГ,ДАТ,ТАГ),фосфолипиды,стеролы,свободные жирные кислоты /17,24,59,62,79,94,124,/.
С этой целью навески образцов подвергались экстракции диэтиловым эфиром , после чего в экстракте гравиметрически определяли суммарное количество нейтральных липидов и после удаления эфира проводили омыление 0,5 М спиртовым раствором едкого кали.Неомыляемые нейтральные липиды (стеролы) извлекали из реакционной смеси н-гексаном, после чего их содержание также определялось гравиметрически .Сухой остаток от эфирной экстракции повторно экстрагировали смесью хлороформа с этанолом (1:1 по объему).В экстракте гравиметрически определяли суммарное содержание полярных фосфолипидов , после чего сухие вещества экстракта подвергались минерализации с последующим колориметрическим определением содержания органического фосфора/62/.После объединения эфирного и хлороформено-спиртового экстрактов потенциометрически титрованием устанавливили суммарное содержание свободных жирных кислот в липидных фракциях используя автоматический титратор Radiometer/Copenhagen в составе :титратор ТТТ80,автобюретка AB-U80,стандартный рН-метр РНМ82,узел титрования ТТА80 и сер-вограф REC80 с титриграфическим модулем REA160 и дериватиза-ционным узлом REA260.
Определение массовой доли белка и пептидов /65/ в глазури. Навески образцов (5г) подвергались экстракции последовательно при комнатной температуре ацетоном,смесью хлороформ-этанол (3:1 по объему) и водным ацетонитрилом (50%).Полученный на последней стадии прозрачный раствор отделяли центрифугированием .Аликвоты объемом 100 мкл высушивались под вакуумом при комнатной температуре и сухой остаток под ультразвуком перерастворялся в подвижной фазе с заданным процентом ацетонитрила для хроматографического анализа .Полученные суспензии очищались ультрафильтрацией на фильтрах HV4(Millіpore/USA).Для количественного анализа очищенный раствор вносился в петлю пробозадатчика (20 мкл).Колонка с обращенно-фазовым сорбентом (октил-силикагель) LiChrosorb Rp-8,5 мкм (Knauer/BRD),термостатированная при 30С,4.6х250 мм в течение 10 минут уравновешивалась подвижной фазой (1.5 мл/мин),приготовленной путем смешения ( по объему) 0.005М раствора ортофосфорной кислоты и ацетонитрила (Merck/BRD).Детектирование - УФ-детектор при длине волны 214 нм.Обработка хроматограмм - интегрированием.
Для определения содержания массовой доли белка подготовку пробы и процедуру анализа осуществляли в следующем по - 48 рядке :осадок после центрифугирования (как указано выше) высушивали на воздухе при комнатной температуре .Далее навески в течение 21 часа подвергали избыточному гидролизу при 100С в б н. растворе соляной кислоты ( с обратным холодильником). Полученный гидролизат упаривали досуха под вакуумом (при 60С).Для удаления избытка хлористого водорода процедуру упаривания под вакуумом проводили четырехкратно , после повторного растворения сухого остатка в 10 мл воды.Полученный гидролизат белка растворяли в 20 мл воды,полученный раствор фильтровали через фильтр НV4(МіШpore/USA).Далее использовали методику спектрофотометрического определения белка по нингидриновой реакции «-аминокислот , образующихся в результате избыточного гидролиза белоксодержащего материала .Для этого к 2 мл образца , содержащего от 5 до 50 мкг гидролиза-та белка , добавляли 1 мл нингидринового реагента :1% раствор нингидрина в смеси метилцеллозольва и 4 М натрийацетат-ного буферного раствора рН 5.5 в соотношении 3:1 (по объему), содержащий хлорид олова (П)-О.Зб г/л.Полученную смесь выдерживали в течение 30 мин на кипящей водяной бане .После охлаждения измеряли оптическую плотность полученных растворов при 570 и 750 нм (двуволновый метод) в стеклянных кюветах с длиной оптического пути 1 см (Karl-Zeiss-Jena/BDR) на спектрофотометре 550S Perkin-Elmer/иЗА.Для калибровки использовали раствор валина (Sigma/USA) .
Методы исследований
Проведенные нами исследования дали основание утверждать, что виноградная глазурь обработанная в МХА имеет более высокие показатели качества, чем глазурь эртикоатная,но остается неизвестным каким образом эти показатели будут изменяться при хранении.Для изучения процессов,протекающих при хранении и для определения приоритетного вида глазури нами были проведены исследования Ж-спектров новых видов глазури на разных стадиях хранения.Образцы хранили при режиме,предусмотренном требованиями нормативных документов:Т= 18±3С и относительной влажности воздуха Ф=65-75%.Глазурь хранили в течение шести месяцев.
Известно, что инфракрасные спектры поглощения веществ тесно связаны со строением молекуы :колебательные - с колебаниями атомов молекулы около равновесного положения , деформационные колебания - с изменением углов между связями в молекуле .При этом каждое изменение дает свои характерные полосы /4,50,72,103,107,131/.
На рис.3.1 и 3.2 представлены ЙК-спектры (в средней области) глазури без виноградных семян и глазури с виноградными семенами. Очевидно,что спектры обоих образцов глазури идентичны и в процессе хранения наблюдается изменения интенсивности одних и тех же полос,однако характер и скорость этих изменений существенно ртличаются .
Основными компонентами глазури являются сахар и жиры, поэтому можно предположить ,что полосы поглощения на спектрах данных образцов характеризуют в основном именно эти вещества.
Анализируя спектральные кривые , можно отметить во всех образцах присутствие интенсивных полос поглощения в области 3100-3200 см"1 ,характерных для соединений , участвующих в образовании водородной связи .Это область поглощения валентных колебаний ОН-групп,в которых принимает участие легкий атом водорода .Как видно из рисунка ,группа пиков в этой области спектра в процессе хранения не изменяется как в глазури с виноградными семенами , так и в глазури без виноградных семян.
Известно, что для всех Сахаров характерно интенсивное поглощение в области 1000-1200 см-1 /72,86/.Так на спектрах свежеприготовленных образцов глазурей отчетливо видно 5 полос поглощения в этой области .По истечение б месяцев хранения в спектре глазури без виноградных семян наблюдаются заметные изменения : пики при 1100 и 1175 см-1 расщепляются на 2 полосы при значительном изменении интенсивности поглощения. Полосы на частоте 1050 и 1062 см""1 претерпевают также заметные изменения в процессе хранения : увеличивается интенсивность и ширина полос поглощения .В глазури с виноградными семенами в этой области спектра произошли незначительные изменения :легкое расширение полос поглощения и небольшое изменение их интенсивности.
Присутствие сильных полос поглощения в области 1120-1170 см"1 характерно для циклического строения Сахаров /50,72,86 /.Для моносахаридов глюкозы и фруктозы имеется характерная полоса в области 1150 см-1. Анализируя спектры глазурей , можно отметить , что на этой длине волны отсутс - 76
твуют интенсивные полосы поглощения и отмечаются только "плечи" в этой области спектра глазури без виноградных семян и слабый пик в глазури с виноградными семенами.Это свидетельствует о том , что сахара циклического строения в обоих образцах глазурей присутствуют в незначительных количествах. В спектре глазури с виноградными семенами наблюдается в процессе хранения некоторое снижение интенсивности пика на частоте 1150 см-1 что обусловлено переходом и так незначительного количества моносахаридов к дисахаридам/72/. Это подтверждается и явными изменениями площади пиков в обоих образцах глазурей в области спектра при 900-950 см-1.Увеличение площади пиков в этой области свидетельствует также о переходе от моно- к дисахаридам .
Для анализа липидного комплекса глазурей по ИК-спектрам идентифицировали полосы поглощения при 1740 см-1 - очень сильная полоса валентных колебаний С=0 -группы в сложных эфирах,сильный пик при 1446 см"1 - деформационные колебания С-Н в СНг,пик слабой интенсивности при 1440 см-1 (совместная полоса валентных колебаний С-0 и плоскостных деформационных колебаний ОН- в С00Н), а также полосы в области 800-900 см-1 валентных и деформационных колебаний ОН- групп в гидроперекисях .Необходимо также отметить группу слабых полос в области от 1200 см-1 до 1400 см-1 , что характерно для колебаний в СНг карбоновых кислот /4,131/.
В глазури без виноградных семян в процессе хранения замечены более значительные изменения в профиле спектра ,чем в глазури с виноградными семенами .Так ,интенсивность полосы поглощения,связанной с колебаниями групп С=0 (1740 см-1) за - 77 метно увеличивается и расширяется в следствие накопления свободных жирных кислот /4,81,131/.
Более заметные изменения в липидах глазури без виноградных семян отмечены и в области поглощения гидроперекисей (800-900 см-1) и в области колебаний происходящих в твердых жирных кислотах - группа слабых полос в области 1200-1400 см-1 , число которых дает сведения о длине углеродной цепи /91/.
Таким образом, в результате анализа Ж-спектров исследуемых образцов глазури,можно сделать заключение, что в эр-тикоатной глазури наблюдаются более значительные изменения в ее структуре , чем в образцах глазури с виноградными семенами .Однако необходимо учитывать и тот факт , что при анализе многокомпонентных образцов могут происходить в Ж-спектрах наложения полос и их смещение в результате взаимодействия компонентов друг с другом .Это может затруднить идентификацию и анализ характеристических полос поглощения .Поэтому нами была проведена формальная оценка качества данных образцов в процессе хранения по наиболее интенсивным и характерным полосам поглощения ИК-излучения ,дающая наглядное представление о процессах, протекающих в глазури /33/.Для этого определяли только относительную интенсивность изменений .
Оценка степени влияния режима хранения,рецептуры шоколадной глазури и корпуса конфет на окислительные процессы
Достоверность полученных результатов оценивали по показателю F (табл.2.3.),который сравнивали со стандартными значениями, взятыми из таблиц /83 /по имеющимся в комплексе числам степеней свободы. Фактор состава рецептуры глазури ока - 116 зывает значительное влияние на изменение результативного признака.То же самое можно сказать и о влиянии фактора режима хранения и о суммарном влиянии факторов на скорость окислительных процессов при хранении конфет.Достоверность их соответствует Р 0.999.Для сочетания обоих факторов показатель достоверности (FAB=19.27) превысил второе стандартное отношение ,т.е. Р 0.99 (табл.2.3.).Таким образом исследование дало четкие достоверные результаты (рис.4.13.).
В результате исследований процессов, протекающих при хранении в канфетах, были замечены различия не только между конфетами глазированными разными видами глазури, но и между конфетами ,имеющими разные по рецептуре корпуса.Окислительные процессы помадных конфет,глазированных виноградной глазурью отличались по интенсивности и характеру от пралиновых конфет,глазированных таким же видом глазури,поэтому мы провели исследование (аналогично вышеизложенному), позволяющее определить степень влияния на стабильность конфет при хранении такого фактора как рецептура корпуса. Анализировали пралиновые конфеты "Белочка" и помадные "Абрикосовый аромат", глазированные виноградной глазурью. Степень влияния рецептуры глазури и режима хранения на стойкость конфет к окислительным процессам при хранении:!- влияние рецептуры глазури,2- влияние режима хранения, 3- влияние сочетания рецептуры глазури и режима хранения, 4- влияние неорганизованных факторов;
II- степень влияния рецептуры корпуса конфет и режима хранения на стойкость конфет к окислительным процессам при хранении:1- влияние рецептуры корпуса конфет,2- влияние режима хранения,3- влияние сочетания рецептуры корпуса конфет и режима хранения,4- влияние неорганизованных факторов.
Таким образом дисперсионный анализ дал нам основание утверждать,что наиболее сильное влияние на скорость окислительных процессов липидной фракции исследуемых образцов пра-линовых и помадных конфет оказывает режим хранения, состав рецептуры глазури также оказывает влияние, хотя несколько меньше,чем режим хранения.
Миграция миров в пралиновых конфетах.глазированных шоколадной глазурью с заменителями какао-продуктов
В процессе хранения пралиновых конфет , особенно при режиме III (в условиях повышенных температур) наблюдается процесс жировой миграции.Жировая миграция представляет собой большую степень риска для качества изделий с жиросодержащими начинками.Было замечено, что начинки содержащие масло ореха имеют предрасположенность к жировой миграции.Две различные жировые системы ,каждая из которых имеет собственные колебания содержания твердой и жидкой фаз ,влияют друг на друга (рис.4.14. ).Жидкий жир мигрирует из начинки к оболочке,в результате чего оболочка размягчается и аромат центральной части конфет ослабляется.Чем выше содержание жидкого жира, тем выше риск миграции жиров.
В литературых источниках зарубежных авторов описаны слу чаи жировой миграции из корпусов кондитерских изделий ( конфет, бисквитов, печенья и т.д.),содержащих жидкую фазу жира в большем количестве,чем глазурь.Виноградные семена содержат масло в жидком состоянии,что влечет за собой увеличение жидкой фазы липидной фракции глазури.Поэтому не исключена возможность миграции жиров из глазури в корпус.
Изменение массовой доли жира в глазури пралиновых конфет подтверждает процесс миграции жиров в процессе хранения (рис.4.15.).Анализируя полученные данные можно сказать,что при режиме хранения I процесс жировой миграции отсутствует, так как массовая доля жира глазури остается постоянной на протяжение всего срока хранения.При режиме хранения II в конфетах "Белочка",глазированных эртикоатной глазурью после четырех месяцев хранения наблюдалось незначительное изменение массовой доли жира глазури,а в конфетах,глазированных виноградной глазурью - после 3 месяцев.Вероятно, более высокая скорость изменения массовой доли жира , а значит и более высокая скорость миграции жиров в конфетах "Белочка",глазированных виноградной глазурью обусловлена введением в рецептуру виноградных семян.Анализируя другие образцы,можно отметить, что в конфетах "Петушок золотой гребешок" массовая доля жира изменилась меньше,чем в других образцах.Высокая температура хранения (режим III ) способствовала более высокому темпу изменения массовой доли жира глазури.Наблюдения показали, что уже после одного месяца хранения во всех образцах
