Розробка технології нових видів морозива з солодовими екстрактами

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

УДК 663.674

Поліщук Володимир Миколайович

Розробка технології нових видів морозива

з солодовими екстрактами

05.18.04 - технологія м'ясних,

молочних та рибних продуктів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

КИЇВ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському державному університеті харчових технологій, Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Ромоданова Валентина Олександрівна, Український державний університет харчових технологій, завідувач кафедри технології молока і молочних продуктів.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Чагаровський Олександр Петрович, Одеська державна академія харчових технологій, завідувач кафедри технології молока і сушіння харчових продуктів.

кандидат технічних наук, Янковська Нонна Євгеніївна, інститут підвищення кваліфікації і перепідготовки керівних працівників і спеціалістів харчової і переробної промисловості Укрхарчопрому, завідувач кафедри переробки м'яса і молока.

Провідна організація: Харківська державна академія технології та організації харчування, кафедра устаткування підприємств харчування, Міністерство освіти і науки, м. Харків

Захист відбудеться 18 жовтня 2000 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.03 при Українському державному університеті харчових технологій (01033, м.Київ, вул. Володимирська, 68, корп. А, к. 311)

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Українського державного університету харчових технологій, м. Київ, вул. Володимирська, 68.

Автореферат розісланий “18” вересня 2000 року.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, д.т.н., професор Маринченко В.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Конкуренція в галузі виробництва морозива з 1997 року стає все більш жорсткою тому, що існуючий асортимент морозива не може задовольнити повністю потреби споживачів. Соціальний аспект підвищення якості традиційних та створення нових видів морозива, особливо таких, які містять натуральні біологічно-активні речовини, вийшов на перше місце.

Існує тенденція до більш ширшого застосування нових видів сировини та розширення асортименту морозива. При цьому не завжди приділяється належна увага вітчизняній рослинній сировині, яка виробляється промислово і є носієм біологічно-активних речовин, наприклад, солодовим екстрактам (СЕ). В молочній промисловості СЕ широкого застосування не знайшли. Це пов'язано із обмеженістю теоретичних і практичних відомостей про сумісність СЕ з молочною сировиною та відсутністю науково обгрунтованих рекомендацій по їх застосуванню у виробництві морозива. Проблема створення технології нових видів морозива, до складу яких входять СЕ, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася згідно тематики бюджетної науково-дослідної роботи кафедри технології молока і молочних продуктів Українського державного університету харчових технологій (УДУХТ) "Вдосконалення існуючих і розробка нових ресурсо-, матеріало-, енергоощадних технологій та високоефективного обладнання молочної промисловості" (1996 - 2000 рр). Здобувач приймав участь в організації та проведенні значної частини наукових досліджень, обробці та узагальненні результатів, їх теоретичному обгрунтуванні.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є наукове обгрунтування та розробка технології нових видів морозива з СЕ, які містять біологічно-активні речовини.

Відповідно до поставленої мети вирішувались наступні основні завдання:

1. Визначити технологічну доцільність застосування СЕ у виробництві морозива.

2. Здійснити вибір виду СЕ для підвищення вмісту біологічно активних речовин в морозиві на молочній основі та покращення його якості в цілому.

3. Встановити рекомендований вміст СЕ в рецептурах морозива з урахуванням смакових якостей такого морозива.

4. Дослідити вплив СЕ на основні технологічні параметри сумішей для морозива та готове морозиво, співставити отримані результати із параметрами сумішей та готового морозива традиційного складу.

5. Дослідити основні показники якості нових видів морозива та їх зміну в процесі зберігання та провести порівняльну оцінку із традиційними видами морозива.

6. Розробити методики для комплексного дослідження нових видів морозива.

7. Розробити нормативно-технічну документацію на нові види морозива з СЕ.

8. Провести апробацію технології нового виду морозива з СЕ у виробничих умовах.

9. Визначити техніко-економічну доцільність випуску нової продукції.

Об'єкт дослідження - суміші для морозива, морозиво, солодові екстракти.

Предмет дослідження - зміна органолептичних, фізичних, хімічних та технологічних параметрів сумішей для морозива і морозива за рахунок солодових екстрактів.

Методи дослідження:

методом визначення висоти, кратності, стійкості піни досліджували піноутворювальні і піностабілізувальні властивості СЕ та доцільність їх застосування у виробництві морозива;

дегустаційним методом досліджували органолептичні показники сумішей для морозива та готового морозива з СЕ;

методом визначення рівня кислотності (рН) досліджували кислотність сумішей для морозива з СЕ;

атомно-абсорбційним методом та методом комплекснометричного титрування за Дуденковим досліджували мінеральний склад сумішей для морозива з СЕ;

розробленим автором методом визначення термостійкості сумішей для морозива досліджували термостійкість сумішей з СЕ;

методом визначення динамічної в'язкості досліджували в'язкість сумішей для морозива з СЕ;

методом мікроскопіювання досліджували дисперсність повітряної фази і кристалів лактози в морозиві з СЕ;

методом визначення температури замерзання досліджували кріоскопічні температури сумішей для морозива з СЕ;

модифікованим автором методом визначення вмісту вимороженої вологи Філіппова досліджували вміст вимороженої вологи в морозиві з СЕ;

методом мікробіологічних досліджень визначали мікробіологічні показники сумішей для морозива з СЕ.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова концепція, яку покладено в основу роботи, полягає в створенні технологічних основ розширення асортименту морозива покращеної якості шляхом використання нетрадиційної рослинної сировини - СЕ, які містять біологічно-активні речовини.

Як наслідок аналітико-експериментальних досліджень отримано комплекс нових даних про властивості СЕ, їх вплив на основні фізико-хімічні та технологічні параметри сумішей для морозива і готове морозиво з СЕ, в тому числі:

- вперше розглянуто СЕ, як можливу сировину для виробництва морозива на молочній основі, науково обгрунтована і розроблена технологія морозива з СЕ;

встановлено і обгрунтовано ряд важливих притаманних СЕ властивостей - піноутворювальні та піностабілізувальні і синергетична взаємодія з складовими компонентами сумішей для морозива;

визначено і теоретично обгрунтовано характери змін органолептичних показників, рівня кислотності, мінерального складу, термостійкості та реологічних параметрів сумішей з СЕ;

встановлено зміни дисперсності повітряної фази та кристалічної фази лактози в морозиві з СЕ;

встановлено закономірності зміни кріоскопічних температур та вмісту вимороженої вологи для сумішей з СЕ змінного складу;

- розроблено нові методики досліджень (визначення термостійкості сумішей для морозива, вмісту вимороженої вологи), які дозволяють більш комплексно досліджувати суміші та готове морозиво з СЕ.

Практичне значення одержаних результатів визначається в тому, що розроблена та перевірена в промислових умовах ВАТ "Яготинський маслозавод" нова технологія і нормативно-технічна документація на виробництво морозива з рослинними добавками. Результати здійснених досліджень підтверджені патентами України на винахід морозива з ячмінно-солодовим екстрактом (ЯСЕ )“Вітамінка” № 23788 А (заявка від 10.02.97) та морозиво з полісолодовим екстрактом (ПСЕ) "Солодок” № 24900 А (заявка від 27.06.97). Виробництво нового виду морозива дозволить розширити асортимент морозива за рахунок використання СЕ, які містять біологічно-активні речовини та мають особливі технологічні властивості. Реалізація даного проекту є економічно обгрунтованою і доцільною, додатковий річний прибуток від реалізації його, при обсязі виробництва морозива 100 тонн, становить 38,1 тис. грн.

Особистий внесок здобувача полягає в організації та проведенні наукових досліджень у лабораторних і виробничих умовах, обробці та узагальненні результатів, їх теоретичному обгрунтуванні, розробці нормативно-технічної документації, публікації результатів теоретичних та експериментальних досліджень.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідались та обговорювались на 5-й та 6-й Міжнародних науково-технічних конференціях “Розробка та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість” (Київ, УДУХТ, 1997 р., 1999 р.); на Міжнародній студентській науковій конференції по проблемам харчової технології та техніки (Могилів, МТІ, 1997 р.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладені в десяти публікаціях, в тому числі отримано 2 патенти України на винахід.

Структура та обсяг роботи. Дисертація (з додатками) викладена на 222 сторінках машинописного тексту і складається із вступу, огляду літературних джерел, експериментальної частини, списку літератури та додатків. Робота містить 42 таблиці, 24 рисунки, 8 додатків, список використаної літератури складається із 274 найменувань.

суміші морозиво солодовий екстракт

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обгрунтована актуальність роботи, сформульовані її мета, наукова новизна і практична цінність. Викладені основні положення виконаної роботи та її значення для промисловості.

У першому розділі розглянуто морозиво як харчовий продукт, проаналізований асортимент існуючих видів морозива та сировини, що застосовується. Відмічено, що застосування добавок у виробництві морозива є найбільш простим та раціональним способом для розширення асортименту та створення нового виду морозива із попередньо заданими характеристиками. Здійснено аналіз СЕ, як перспективних добавок для виробництва морозива. Проаналізовано особливості застосування вуглеводної сировини у виробництві морозива. Представлено та проаналізовано технологію виробництва морозива на рівні фізичних та хімічних процесів. Аналітично розглянуто якість морозива та причини виникнення вад.

У другому розділі описані об'єкти та методи досліджень. Дослідження здійснювались в лабораторних умовах кафедр технології молока і молочних продуктів, загальної та неорганічної хімії, фізичної та колоїдної хімії УДУХТ, а також у виробничих умовах. Схема проведень досліджень представлена на рис. 1.

Об'єкти досліджень ЯСЕ і ПСЕ (ТУ У 18.193), суміші для морозива та морозиво традиційного складу (ТУ У 46.39.096 - 96), суміші для морозива з ЯСЕ і ПСЕ.

Методи досліджень Дослідження проводились з використанням нової розробленої методики визначення термостійкості сумішей для морозива, модифікованого методу визначення вмісту вимороженої вологи та загальновідомих сучасних методів, в тому числі методів математичного моделювання, які були необхідні для вивчення впливу СЕ на фізичні, хімічні та технологічні властивості сумішей для морозива і готове морозиво. Повторність досліджень - трьох-, п'ятикратна.

Математичну обробку результатів досліджень проводили за допомогою методів статистичного дисперсійного аналізу.

У третьому розділі Для встановлення доцільності та перспективності застосування у виробництві морозива СЕ до них було висунуто особливі вимоги - саме як до сировини для морозива. Із-за відсутності подібних відомостей в науковій літературі, необхідно було перш за все встановити їх вплив на процеси піноутворення. Дослідженню підлягали водні розчини СЕ та їх розчини в присутності гідроколоїдів-стабілізаторів, цукру, речовин молока.

Встановлено, що водні розчини СЕ (концентрацією 4,9 ? 12,7 масових %) при збиванні швидко (1 ? 2 хв) утворюють об'ємну піну. Піни утворені із таких розчинів екстрактів мають кратність від 2,8 до 3,4, середній діаметр повітряних кульок (d _ср) від 500 до 60 мкм, стійкість піни від 5 до 18 хв - залежно від концентрації СЕ в розчині та виду екстракту. Піна із розчинів ЯСЕ має вищу дисперсність і стійкість, але меншу кратність та синерезис в порівнянні з піною із розчинів ПСЕ. Збільшення концентрації екстрактів у розчинах сприяє кращому поглинанню повітря - зростає кратність піни. Розмір утворених повітряних кульок, обернено-пропорційний концентрації СЕ. Це можна пояснити одночасовим зростанням в'язкості водних розчинів екстрактів, при збільшенні їх концентрації, та збільшенням концентрації поверхнево-активних речовин (ПАР) - білків, що входять до складу екстрактів та сприяють піноутворенню. При цьому, розмір повітряних кульок зменшується, а прошарки рідини між ними - канали Гібса-Платто тоншають. Також зростає в'язкість рідини, яка знаходиться в цих каналах, і тому швидкість витікання (синерезису) її зменшується. В результаті цього, така піна має більшу стійкість. Це підтвердилося дослідженнями - із зростанням концентрації екстрактів в розчинах, тривалість зменшення піни на половину висоти її стовпа подовжується, а частка рідини, що виділяється за 10 хв, зменшується (рис. 2, 3).

Встановлено, що присутність типових стабілізаторів (желатин, картопляний крохмаль), які використовуються у виробництві морозива, покращує піноутворювальні властивості розчинів СЕ. Із таких розчинів утворюється тонкодисперсна піна, яка відзначається вищою стійкістю - в 10 - 22 разів (в присутності картопляного крохмалю) та в 93 - 105 разів (в присутності желатину), в порівнянні з розчинами екстрактів без стабілізаторів.

Було відмічено, що одночасова присутність цукру в концентрації від 14 до 21 % та стабілізаторів в розчинах ЯСЕ значно підвищує дисперсність повітря та стійкість піни. Так зростання концентрації цукру (в наведеному діапазоні) призводить до підвищення рівня дисперсності в 2 - 5 разів (до 10 - 15 мкм залежно від виду стабілізатора). Це можна пояснити збільшенням вмісту загальних сухих речовин в таких розчинах СЕ за рахунок присутності цукру та відповідно збільшенням в'язкості таких розчинів.

В присутності речовин молока, розчини СЕ здатні утворювати піни високої кратності - до 3,0 (для ЯСЕ) та 3,3 (для ПСЕ), та дисперсністю повітря 100 ? 150 мкм, що підвищує їх стійкість в порівняні із пінами отриманими із розчинів лише СЕ. Так стійкість піни із розчинів ЯСЕ в присутності речовин молока більша на 40 %, а із розчинів ПСЕ в присутності речовин молока більша на 11 %. Така відмінність в стійкості піни пояснюється тим, що ЯСЕ сприяє утворенню піни із більшою дисперсністю ніж ПСЕ.

Встановлено, що СЕ характеризуються доброю піноутворювальною і піностабілізувальною здатністю, за рахунок присутності в їх складі ПАР (білків), які сприяють піноутворенню. ПСЕ забезпечує більшу кратність пін, ніж ЯСЕ. Але, піна із розчинів ЯСЕ має більшу дисперсність, ніж із розчинів ПСЕ.

СЕ в присутності стабілізаторів (желатин, картопляний крохмаль) здатні утворювати розчини з високим рівнем в'язкості (16,0 - 122,0 Н ? с / м . А це сприяє збільшенню дисперсності та стійкості утвореної піни.

Результати таких досліджень довели перспективність застосування СЕ у виробництві морозива, так як вони можуть покращити процеси збивання сумішей та сприяти збереженню збитої структури морозива, завдяки того, що їм притаманні піноутворювальні, піностабілізувальні властивості та синергетична взаємодія з складовими компонентами сумішей для морозива.

Так як СЕ характеризуються чітким карамельно-солодовим смаком та ароматом і можуть змінювати смакові показники морозива, то необхідно було дослідити вплив СЕ на органолептичні показники морозива. За результатами чисельних дегустацій було встановлено, що СЕ додають морозиву специфічного, приємного (карамельного) аромату, що гармонійно поєднується з молочним смаком, а також, підвищують загальний рівень солодкості морозива. Останнє пояснюється тим, що СЕ складаються в основному із вуглеводів: мальтози, мальтотриози, мальтотетрози, сахарози, глюкози та фруктози. Ефект підвищення рівня солодкості спостерігається при вмісті СЕ в морозиві 5 % і вище. Теоретично і практично було доведено доцільність зменшення вмісту цукру в сумішах для морозива з СЕ, порівняно із традиційними на 20 - 50 %, за умови збереження достатнього рівня солодкості морозива. Встановлено вміст СЕ в сумішах для морозива - від 5,0 % до 10,0 % (в перерахунку на сухі речовини екстрактів), що забезпечує отримання морозива з високим рівнем органолептичних показників і рекомендується. Розроблено ряд рецептур сумішей для морозива з ЯСЕ, яке отримало назву "Вітамінка" і морозива з ПСЕ, яке отримало назву "Солодок". Морозиво "Вітамінка" і "Солодок" характеризуються приємним, солодким, легким карамельним присмаком і ароматом, що гармонійно поєднуються із молочним смаком.

Основним завданням подальших досліджень з метою розробки технології морозива "Вітамінка" і "Солодок", було дослідження впливу СЕ на основні технологічні характеристики сумішей для цих видів морозива і готове морозиво.

Так як СЕ мають досить високий рівень кислотності (ЯСЕ - до 120 ° Т, ПСЕ - до 200 ° Т), то вони можуть впливати на загальну кислотність сумішей для морозива і визначати їх технологічні властивості - термостійкість і здатність до збивання.

З метою вивчення термостійкості сумішей з СЕ і передбачення можливих небажаних процесів коагуляції білків було досліджено вплив СЕ на рівень кислотності сумішей. Виявлено, що при зростанні вмісту екстрактів у сумішах для морозива, концентрація їх у фазі розчину сумішей, також зростає, а це призводить до зростання вмісту в ній речовин кислотного характеру, які містяться в СЕ. Це було підтверджено результатами вимірювання значень pH таких сумішей, які свідчать, що при збільшенні концентрації СЕ від 3,75 % до 9,40 % (в перерахунку на сухі речовини) в сумішах для морозива збільшується рівень їх кислотності. Але збільшення вмісту СЕ не призводить до різкої зміни кислотності (pH) (рис. 4).

Це може бути пояснено тим, що фаза розчину сумішей є складною системою, рівень pH якої визначають не тільки присутні органічні кислоти, а й мінеральні солі (солі слабких кислот - фосфорної, вугільної, цитринової і молочної) та білки - молочні і СЕ в т. ч. амінокислоти і їх солі.

Присутність мінеральних солей і білків надає буферності такій системі і є причиною протидії різкому підвишенню рівня їх кислотності. Буферна ємність пломбірних сумішей більша, ніж вершкових і молочних, а вершкових більша, ніж молочних. Тому пломбірні суміші характеризуються більшим опором до зростання рівня кислотності при збільшенні вмісту в них СЕ, в порівнянні з вершковими і молочними сумішами.

Було виявлено, що збільшення вмісту СЕ в сумішах для морозива призводить до збільшення вмісту в них мінеральних елементів (кальцію, магнію, калію, натрію, феруму і купруму). Встановлено, що найбільше зростає вміст магнію, в порівнянні з іншими елементами, так при збільшенні вмісту екстрактів, зокрема ПСЕ, вміст магнію зростає в 5 разів, а кальцію майже не зростає. Таке значне зростання вмісту магнію можна пояснити низьким вмістом його в молочних сумішах, які не містять екстракти, та відносно високим його вмістом в СЕ. Отримані результати свідчать про зміну сольової рівноваги в сумішах за рахунок СЕ і дали підставу для прогнозування зміни термостійкості таких сумішей.

Термостійкість молочних білків, як відомо, визначається рівнем активної кислотності (pH) суміші і її сольовим складом, зокрема присутністю кальцію в іоному вигляді, які можуть призвести до коагуляції білків суміші під час пастеризації. Коагульовані білки погіршують процес збивання сумішей і створюють ваду консистенції готового морозива - крупинчастість. Як показали попередні дослідження, СЕ змінюють мінеральний склад сумішей для морозива і підвищують їх кислотність, а це може знизити рівень термостійкості сумішей, і як наслідок ускладнити процес виробництва морозива і негативно відбитися на його якості.

З метою вивчення впливу СЕ на термостійкість сумішей для морозива та наступного розроблення допустимих режимів їх термічної обробки, було проведено дослідження термостійкості сумішей з СЕ в діапазоні температур 78 - 95 ° С. Було встановлено, що суміші, які містять ЯСЕ з концентрацією сухих речовин екстракту до 5,5 %, характеризуються досить високою термостійкістю і здатні витримувати термічну обробку навіть при температурі 95 ^о С протягом 10 - 15 хв (табл. 1). Для сумішей із вищим вмістом екстрактів спостерігається зменшення рівня їх термостійкості, що пов'язано із відмінностями їх хімічного складу (підвищення вмісту мінеральних елементів та рівня кислотності) за рахунок СЕ. Так суміші з вмістом екстрактів від 5,5 % до 9,4 % (в перерахунку на сухі речовини екстрактів), окрім пломбірної з вмістом екстрактів 9,4 %, термостійкі лише при температурі (80 ± 2) ^о С. Суміші, які містять ПСЕ, характеризуються нижчим рівнем термостійкості в порівнянні із сумішами з ЯСЕ, що можна пояснити відмінностями хімічного складу таких сумішей і зокрема тим, що кислотність сумішей з ПСЕ вища, ніж сумішей з ЯСЕ, і це знижує їх термостійкість.

Таблиця 1. Термостійкість сумішей для морозива з СЕ

Вміст СЕ в сумішах, % сухих речовин СЕ Термостійкість сумішей з СЕ, при режимі теплової обобки, хв

80 ± 2 ° С 85 ± 2 ° С 90 ± 2 ° С 95 ° С

з ЯСЕ з ПСЕ з ЯСЕ з ПСЕ з ЯСЕ з ПСЕ з ЯСЕ з ПСЕ

в молочній: 5,5 терм. терм. терм. терм. терм. терм. 15 15

6,5 терм. терм. терм. терм. 15 11 5 2

7,8 терм. терм. 25 20 10 5 1 0

9,4 терм. терм. 13 8 2 0 0 0

в вершковій: 5,5 терм. терм. терм. терм. терм. терм. 15 10

6,5 терм. терм. терм. терм. 13 9 3 0,5

7,8 терм. терм. 20 15 6 2 0 0

9,4 терм. терм. 10 6 0 0 0 0

в пломбірній: 5,5 терм. терм. терм. терм. терм. терм. 10 6

6,5 терм. терм. терм. терм. 10 6 2 0

7,8 терм. терм. 15 10 2 0 0 0

9,4 терм. 20 6 2 0 0 0 0

Примітка Позначення "терм." в табл. 1 означає, що суміш термостійка.

За результатами досліджень термостійкості сумішей з СЕ було зроблено слідуючий висновок - рівень термостійкості таких сумішей залежить від виду екстракту, його вмісту в сумішах та значення температури, яка застосовується. Останнє необхідно враховувати при проведенні пастеризації сумішей з СЕ.

Важливим технологічним параметром сумішей для морозива є рівень їх в'язкості, який визначається їх складом. Враховуючи, що СЕ при високому вмісті в сумішах (до 13,0 %) доповнюють склад сумішей для морозива продуктами розщеплення рослинних білків та крохмалю і можуть впливати на їх в'язкість, було досліджено вплив СЕ на в'язкість таких сумішей. Встановлено, що СЕ підвищують в'язкість сумішей - присутність 5,5 % сухих речовин СЕ в звичайних сумішах для морозива на молочній основі призводить до збільшення їх динамічної в'язкості в 1,2 рази. Вплив ЯСЕ і ПСЕ на в'язкість сумішей подібний. Характер зміни в'язкості сумішей з СЕ залежить не тільки від вмісту екстрактів, а й від виду суміші. Так збільшення вмісту сухих речовин СЕ в сумішах від 5,5 до 9,4 % призводить до зростання в'язкості: для молочних сумішей - близько 40 %; вершкових та пломбірних - до 30 %. Виявлене підвищення в'язкості сумішей за рахунок СЕ є дуже позитивний фактором, тому що високий рівень в'язкості сумішей полегшує процес їх збивання при фризеруванні та сприяє отриманню морозива з стійкою структурою і доброю консистенцією.

Виявлено, що в'язкість сумішей з СЕ після їх приготування поступово зростає. Динаміка зростання в'язкості для сумішей з ЯСЕ та ПСЕ подібна і залежить від тривалості зберігання і складу суміші (вмісту сухих речовин і жиру). Максимальний приріст в'язкості спостерігається перші 20 годин зберігання, після чого динаміка зростання різко зменшується (рис. 5).

З метою вивчення і обгрунтування власти-востей нових видів морозива з СЕ, враховуючи результати досліджень фізико-хімічних показників сумішей з СЕ і те, що СЕ притаманні піно-утворювальні і піноста-білізувальні власти-вості, було досліджено вплив СЕ на дисперсність повітря в готовому морозиві.

Встановлено, що присутність СЕ забезпечує отримання морозива з вищим рівнем (на 10 - 30 %) дисперсності повітряної фази, ніж в традиційного морозива, яке не містить екстрактів (рис. 6).

Вищий рівень дисперсності повітря в морозиві з СЕ можна пояснити результатами попередніх досліджень: СЕ збагачують суміші для морозива речовинами, які сприяють диспергуванню і стабілізації повітря. В їх ролі можуть виступати білкові речовини екстрактів. Збільшення вмісту СЕ в сумішах для морозива призводить до підвищення в'язкості сумішей, що сприяє диспергуванню повітря.

Відмічено, що дисперсність повітря в морозиві з СЕ не однакова для різних видів морозива. Так молочне морозиво відзначається вищою дисперсністю, порівняно з вершковим. Це можна пояснити тим, що жир протидіє підвищенню дисперсності повітря. Тому дисперсність повітря в молочному морозиві, в якому вміст жиру (порівняно з вершковим) майже в три рази менший, вища.

Результати досліджень дисперсності повітря в морозиві з СЕ підтвердили раніше висунуті припущення про доцільність та перспективність застосування СЕ у виробництві морозива, тому підвищення дисперсності повітря в морозиві за рахунок СЕ буде сприяти покращенню структури та консистенції, підвищенню його опору до розплавлення, покращенню смакових характеристик, а відповідно і підвищенню загального рівня якості морозива.

Враховуючи те, що СЕ змінюють склад сумішей для морозива, особливо вміст вуглеводів і мінеральних речовин, було передбачено, що це вплине на значення їх кріоскопічної температури і вміст вимороженої вологи, що визначають параметри фризерування сумішей, закалювання морозива, його зберігання та транспортування.

Виявлена залежність між складом сумішей з СЕ і їх значенням кріоскопічних температур. На основі результатів експериментальних досліджень, які були проведені з використанням математичних методів моделювання, встановлені регресійні рівняння залежності значення кріоскопічної температури сумішей від вмісту в них СЕ, цукру та сухого знежиреного молочного залишку:

Т _кр = 2,277 - 0,17 ? С _цукру - 0,178 ? С _{ср ясе} - 0,181 ? С _сзмз (1)

Т _кр = 2,0527 - 0,169 ? С _цукру - 0,176 ? С _{ср псе} - 0,182 ? С _сзмз (2)

- для сумішей молочних з ЯСЕ (формула 1) і ПСЕ (формула 2);

Т _кр = 1,571 - 0,152 ? С _цукру - 0,126 ? С _{ср ясе} - 0,152 ? С _сзмз (3)

Т _кр = 1,328 - 0,150 ? С _цукру - 0,124 ? С _{ср псе} - 0,151 ? С _сзмз (4)

- для сумішей вершкових з ЯСЕ (формула 3) і ПСЕ (формула 4);

Т _кр = 2,045 - 0,163 ? С _цукру - 0,160 ? С _{ср ясе} - 0,165 ? С _сзмз (5)

Т _кр = 1,80 - 0,167 ? С _цукру - 0,152 ? С _{ср псе} - 0,160 ? С _сзмз (6)

- для сумішей пломбірних з ЯСЕ (формула 5) і ПСЕ (формула 6)

де Т _кр - кріоскопічна температура суміші, ° С; С _{ср ясе} - концентрація сухих речовин ЯСЕ, %; С _{ср псе} - концентрація сухих речовин ПСЕ, %; С _цукру - концентрація цукру, %; С _сзмз - концентрація сухого знежиреного молочного залишку, %.

За отриманими рівняннями (1 - 6) можна легко розрахувати значення кріоскопічної температури для сумішей змінного складу і вибрати необхідні параметри фризерування.

Суміші з ПСЕ на відміну від сумішей з ЯСЕ характеризуються нижчими значеннями кріоскопічних температур - в середньому на 0,2 ° С. Це можна пояснити тим, що ПСЕ містить більше цукрів ніж ЯСЕ, які знижують кріоскопічну температуру.

Встановлено, що СЕ змінюють не тільки кріоскопічні температури сумішей для морозива, а й вміст вимороженої вологи в морозиві, від якого залежать структурно-механічні, тепло-фізичні і смакові показники морозива.

Виявлено, що суміші для морозива з СЕ при заморожуванні містять менше вимороженої вологи, порівняно із звичайними видами сумішей без СЕ. А для морозива з ЯСЕ, на відміну від морозива з ПСЕ, характерний вищий вміст вимороженої вологи. Це пояснюється тим, що із-за відмінностей хімічного складу цих екстрактів, зокрема вмісту в них вуглеводів, білків і мінеральних речовин, існують відмінності і в хімічному складі сумішей для морозива, значеннях їх кріоскопічних температур і як наслідок - у вмісті вимороженої вологи в морозиві.

Результати дослідження вмісту вимороженої вологи в морозиві з СЕ можна використати при розробці режимів фризерування, закалювання та зберігання, які б забезпечили отримання морозива бажаної структури, форми та консистенції.

Присутність СЕ в сумішах на молочній основі, як показали попередні дослідження, змінює їх склад та збільшує в них вміст сухих речовин. А це призводить до збільшення концентрації у водній фазі таких сумішей лактози. Лактоза в морозиві на молочній основі, під час його зберігання, може спричинювати появу вад консистенції. Проведені розрахунки концентрації лактози в водній фазі сумішей з СЕ виявили, що вона вища ніж в аналогічних видах сумішей без СЕ - внаслідок вищого вмісту загальних сухих речовин і нижчого вмісту вологи в цих сумішах. Це свідчить про можливу інтенсивну кристалізацію лактози з утворенням крупних кристалів (розміром понад 10 мкм) і як наслідок - появу вад консистенції морозива "борошнистість" та "піщанистість". Але провівши ряд досліджень, було виявлено, що в морозиві з СЕ уповільнюється формування кристалів крупного розміру (більше 10 мкм) порівняно із морозивом без СЕ, що сприяє збереженню однорідної ніжної консистенції морозива при його тривалому зберіганні. Провівши порівняльні дослідження, відмічено, що в морозиві без СЕ вже через 2 місяці його зберігання присутня значна вада консистенції - піщанистість, а в морозиві з СЕ така вада відсутня навіть через 7 місяців. Це підтвердилося результатами мікроскопіювання зразків такого морозива, які свідчать, що в морозиві з СЕ формування кристалів лактози розміром понад 10 мкм відбувається значно повільніше, ніж в морозиві без СЕ.

Доведено, що СЕ протидіють появі вад консистенції морозива - борошнистості і піщанистості, за рахунок уповільнення процесу кристалізації лактози в морозиві, особливо утворенню її крупних кристалів. Така уповільнююча дія СЕ сприяє отриманню доброї консистенції морозива з СЕ та збереженню її протягом довшого періоду, порівняно із традиційними видами морозива без СЕ.

Також було проведено дослідження мікробіологічних параметрів морозива з СЕ, які є однією із складових при визначенні безпечності продукту до вживання. Результати таких досліджень виявили, що мікробіологічні показники морозива з ЯСЕ не гірші, ніж в морозива традиційного складу без СЕ. Вони не погіршуються і в процесі його тривалого зберігання (8 місяців), що дозволяє рекомендувати морозиво з СЕ як безпечний з санітарної точки зору продукт.

За результатами проведених досліджень підтверджено доцільність та перспективність застосування СЕ у виробництві морозива, так як СЕ сприяють покращенню основних технологічних властивостей сумішей для морозива, формуванню ніжної однорідної консистенції та збереженню її при тривалому зберіганні морозива.

Розроблено технологію морозива з СЕ та встановлено її основні параметри.

Промислові випробування показали позитивний вплив ЯСЕ на якість морозива, яке за рядом показників якості перевищує традиційні види.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в створенні технологічних основ розширення асортименту морозива покращеної якості шляхом використання нетрадиційної рослинної сировини - СЕ.

1. Проведено теоретичні і експериментальні дослідження можливості використання вітчизняних нетрадиційних добавок рослинного походження - СЕ, які містять біологічно-активні речовини, у виробництві морозива. Встановлено, що СЕ притаманні піноутворювальні та піностабілізувальні властивості, а також синергізм з молочними речовинами та стабілізаторами, які традиційно застосовуються у виробництві морозива, тому СЕ є перспективними добавками для виробництва морозива, які можуть сприяти підвищенню якості морозива.

2. Експериментально встановлено, що СЕ забезпечують отримання морозива з високим рівнем органолептичних показників і сприяють підвищенню рівня його солодкості. Теоретично доведено, що в таких видах морозива вміст цукру-піску повинен бути на 20 - 50 % менше, ніж в традиційних видах.

3. Визначено, що СЕ збільшують рівень кислотності сумішей для морозива. Причому таке збільшення рівня кислотності сумішей має нелінійний характер, що обумовлено буферними властивостями сумішей для морозива.

4. Досліджено мінеральний склад сумішей для морозива з СЕ. Відмічено, що в таких сумішах за рахунок СЕ вміст кальцію, магнію, калію, натрію, феруму і купруму вищий, ніж в сумішах для традиційних видів морозива.

5. Проведені дослідження термостійкості сумішей з СЕ свідчать, що рівень їх термостійкості залежить від складу сумішей, виду і концентрації екстракту, який в ній міститься та умов пастеризації. Суміші з ЯСЕ характеризуються дещо вищим рівнем термостійкості, порівняно з сумішами з ПСЕ, що пов'язано з більшим впливом останнього на рівень кислотності таких сумішей.

6. Експериментально визначено, що СЕ підвищують рівень в'язкості сумішей для морозива, що сприяє процесу фризерування таких сумішей. Максимальний приріст рівня в'язкості в таких сумішах спостерігається перші 20 годин їх зберігання.

7. Встановлено, що СЕ підвищують рівень дисперсності повітряної фази в морозиві, причому ЯСЕ сприяє диспергуванню її в більшій мірі, ніж ПСЕ, що пов'язано з відмінностями в хімічному складі екстрактів. Тому СЕ сприяють покращенню структури, консистенції та смакових характеристик морозива, підвищенню його опору до розплавлення, а відповідно і якості в цілому.

8. Вперше встановлено зв'язок між вмістом СЕ в сумішах і значенням їх кріоскопічної температури, а також вмістом вимороженої вологи в морозиві з СЕ. Виведено емпіричні формули, які відображають цей зв'язок і можуть бути використанні для обчислення значень кріоскопічних температур сумішей змінного складу. Відмічено, що морозиво з СЕ містить менше вимороженої вологи, в порівнянні із звичайними видами морозива і це необхідно враховувати при виборі режимів фризерування сумішей, закалювання та зберігання морозива.

9. Виявлено, що СЕ покращують консистенцію морозива і протидіють її погіршенню за рахунок уповільнення процесу кристалізації лактози в морозиві тривалий час - до 6 місяців.

10. Розроблено рецептури нових видів морозива з використанням ЯСЕ і ПСЕ. Рекомендовано вміст СЕ в морозиві від 5,0 до 9,4 % в перерахунку на сухі речовини екстрактів.

11. Для проведення досліджень було розроблено методики визначення термостійкості сумішей для морозива та визначення вмісту вимороженої вологи в морозиві, що дозволило грунтовніше вивчити вплив СЕ на фізичні та технологічні властивості сумішей для морозива і готове морозиво.

12. Розроблено проект нормативно-технічної документації на нові види морозива з СЕ.

13. Практична новизна роботи підтверджена патентами України на склад морозива "Вітамінка" (№ 23788 А, заявл. 10.02.97) і "Солодок" (№ 24900 А, заявл. 27.06.97).

14. Проведенні виробничі випробування технології морозива "Вітамінка", підтверджена ефективність та перспективність застосування СЕ у виробництві морозива, так як вони сприяють підвищенню дисперсності повітряної фази в морозиві, покращенню його структури, консистенції, смакових характеристик та збереженню їх при тривалому зберіганні.

15. Реалізація даного проекту є економічно обгрунтованою і доцільною, додатковий річний прибуток від реалізації його, при обсязі виробництва морозива 100 тонн, становить 38,1 тис. грн.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО В СЛІДУЮЧИХ РОБОТАХ:

1. Ромоданова В.О., Костенко Т.П., Поліщук. В.М. Оцінка якості морозива // Харчова і переробна промисловість. - 1997. - № 10 (220). - с. 25

2. Вітамінка - новий вид морозива / В.О. Ромоданова, В.М. Поліщук, Т.П. Костенко, В.А. Домарецький, В.В. Фролов // Придніпровський науковий вісник. - 1998. - № 60. - с. 102.

3. Оптимізація рецептур молочних сумішей. / В. Смірнов, В. Ромоданова, О. Мазуренко, В. Поліщук. // Харчова і переробна промисловість. - 1999. - № 10 (242). - с. 19.

4. Ячмінно-солодовий екстракт можна використовувати у виробництві морозива на молочній основі. / В. Поліщук, В. Смірнов, В. Ромоданова, В. Домарецький. // Харчова і переробна промисловість. - 1999. - № 11 - 12 (243 - 244). - с. 26

5. Пат. 23788 А Україна, МКИ A 23 G 9/02 G. Морозиво “Вітамінка” / В.О. Ромоданова, Т.П. Костенко, В.М. Поліщук. № 97020561;Заявлено 10.02.97; Опубл. 16.06.98, Бюл. № 4. - с. 3.1.15.

6. Пат. 24900 А Україна, МКИ A 23 G 9/02 G. Морозиво “Солодок” / В.О. Ромоданова, Т.П. Костенко, В.М. Поліщук. № 97063350; Заявлено 10.02.97; Опубл. 06.10.98, Бюл. № 6. - с. 3.1.15.

7. Сорокалита В.М., Полищук В.Н. Новая система оценки качества мороженого // Сборник тез. докл. к Международ. студ. науч. конф. по проблемам пищевой технологии и техники. - Могилев: МТИ. - 1997. - с. 68 - 69.

8. Ромоданова В.О., Костенко Т.П., Поліщук. В.М. Використання пектиновмісних порошків у виробництві морозива // Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість: Тези доп. Міжнародної наук.-техн. конф., 21 - 24 жовт. - К.: УДУХТ, 1997. - с. 24.

9. Костенко Т.П., Ромоданова В.О., Поліщук. В.М. Використання білкових добавок рослинного походження у виробництві незбираномолочних продуктів // Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість: Тези доп. Міжнародної наук.-техн. конф., 21 - 24 жовт. - К.: УДУХТ, 1997. - с. 70.

10. Поліщук. В.М., Ромоданова В.О., Костенко Т.П. Удосконалення технології виробництва м'якого морозива з рослинними добавками // Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість: Тези доп. Міжнародної наук.-техн. конф., 21 - 24 жовт. - К.: УДУХТ, 1997. - с. 72.

Анотація

ПОЛІЩУК В.М. Розробка технології нових видів морозива з солодовими екстрактами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.04. - технологія м'ясних, молочних і рибних продуктів. - Український державний університет харчових технологій, Київ, 2000.

Метою даної дисертаційної роботи є наукове обгрунтування та розробка технології виробництва нових видів морозива з солодовими екстрактами - ячмінно-солодовим і полісолодовим екстрактами.

Вперше розглянуто солодові екстракти, як можливу сировину для виробництва морозива на молочній основі. Вивчено вплив солодових екстрактів на органолептичні, фізичні, хімічні, мікробіологічні і технологічні показники і властивості сумішей для морозива і готового морозива.

Результати проведених досліджень підтвердили доцільність і перспективність використання солодових екстрактів у виробництві морозива, так як солодові екстракти сприяють покращенню деяких технологічних властивостей сумішей для морозива, формуванню ніжної, однорідної консистенції і збереженню її при тривалому зберіганні морозива. Морозиво з солодовими екстрактами має високий рівень якості.

Ключові слова: суміш для морозива, морозиво, солодові екстракти, технологічні властивості, якість.

Аннотация

ПОЛИЩУК В.Н. Разработка технологии новых видов мороженого с солодовыми экстрактами - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.04. - технология мясных, молочных и рыбных продуктов. - Украинский государственный университет пищевых технологий, Киев, 2000.

Цель данной диссертационной работы - научное обоснование и разработка технологии производства новых видов мороженого с солодовыми экстрактами - ячменно-солодовым и полисолодовым экстрактами.

Впервые рассмотрены солодовые экстракты, как перспективное сырье для производства мороженого на молочной основе. Изучены влияние солодовых экстрактов на органолептические, физические, химические, микробиологические и технологические показатели и свойства смесей для мороженого и готового мороженого.

Установлено, что солодовым экстрактам присущи пенообразующие и пеностабилизирующие свойства, а также синергизм с молочными веществами и стабилизаторами, традиционно использующимися в производстве мороженого. На основании чего подтверждено, что солодовые экстракты являются перспективными добавками, которые могут способствовать повышению качества мороженого.

Экспериментально доказано, что солодовые экстракты обеспечивают получение мороженого с высоким уровнем органолептических показателей и повышают его сладость. Теоретически обосновано, что в таких видах мороженого содержание сахара-песка должно быть на 20 - 50 % меньше, чем в традиционных видах.

Определено, что солодовые экстракты повышают уровень кислотности смесей для мороженого.

Установлено, что при внесении солодовых экстрактов в смеси для мороженого изменяется их минеральный состав - повышается содержание кальция, магния, калия, натрия, железа и меди. Наиболее существенно возрастает содержание магния по сравнению с другими элементами. Полученные результаты свидетельствуют об изменении солевого равновесия в смесях за счет солодовых экстрактов, что позволило прогнозировать изменение термоустойчивости таких смесей.

Изучение термоустойчивости смесей с солодовыми экстрактами показало, что уровень термоустойчивости таких смесей зависит от вида экстракта, его содержания в смесях и значения применяемой температуры, что необходимо учитывать при проведении пастеризации смесей с солодовыми экстрактами.

Выявлено, что солодовые экстракты повышают вязкость смесей - присутствие 5,5 % сухих веществ солодовых экстрактов в обычных смесях для мороженого на молочной основе приводит к увеличению их вязкости на 20 %. Указанное увеличение вязкости смесей за счет солодовых экстрактов является положительным фактором, поскольку высокий уровень вязкости смесей облегчает процесс их взбивания при фризеровании и способствует получению мороженого со стойкой структурой и хорошей консистенцией. Также определено, что вязкость смесей с солодовыми экстрактами после их приготовления постепенно возрастает и зависит от продолжительности хранения и состава смеси.

Установлено, что присутствие солодовых экстрактов обеспечивает получение мороженого с более высоким уровнем (на 10 - 30 %) дисперсности воздушной фазы, по сравнению с традиционным мороженым, не содержащим экстрактов. Результаты исследований дисперсности воздуха в мороженом с солодовыми экстрактами подтвердили ранее выдвинутые прогнозы о целесообразности и перспективности применения СЭ в производстве мороженого.

Определена зависимость между составом смесей с солодовыми экстрактами и значениями их криоскопических температур. Получены уравнения регрессии значения криоскопической температуры смесей в зависимости от содержания в них солодовых экстрактов, сахара и сухого обезжиренного молочного остатка.

Экспериментально доказано, что солодовые экстракты изменяют содержание вымороженной влаги в мороженом, что влияет на структурно - механические, теплофизические и вкусовые показатели мороженого. Установлено, что смеси для мороженого с солодовыми экстрактами при замораживании содержат меньше вымороженной влаги по сравнению с традиционными видами смесей.

Выявлено, что солодовые экстракты препятствуют возникновению пороков консистенции мороженого - мучнистости и песщанистости, благодаря замедлению процесса кристаллизации лактозы в мороженом и образованию ее крупных кристаллов.

Проведенные микробиологические исследования мороженого с солодовыми экстрактами установили, что микробиологические показатели мороженого с ячменно - солодовым экстрактом соответствуют требованиям к мороженому традиционного состава без солодовых экстрактов.

Результаты исследований подтвердили целесообразность и перспективность использования солодовых экстрактов в производстве мороженого, поскольку солодовые экстракты способствуют улучшению технологических свойств смесей для мороженого, формированию однородной нежной консистенции и сохранению ее при длительном хранении мороженого.

Научно обоснована и разработана технология мороженого с солодовыми экстрактами. Мороженое с солодовыми экстрактами имеет высокий уровень качества.

Ключевые слова: смесь для мороженого, мороженое, солодовые экстракты, технологические свойства, качество.

Annotation

POLISHCHUK V.N. Elaboration of the technology for production of the new kind of ice cream with malt extracts. - Manuscript.

The dissertation is subjected for granting of degree of candidate of technical sciences on speciality 05.18.04. - technology of the meat, dairy and fish products. - The Ukrainian State University of Food Technologys. Kyiv, 2000.

Purpose of this dissertation work is scientific motivation and development of technology of production of new types of ice cream with malt extracts - barley - malt and poly-malt extracts.

Malt extracts were studied at first as possible raw materials for ice cream production on milk base. Influence of malt extracts on organoleptic, physical, chemical, microbiological data and properties of mix for ice cream and ready ice cream was searched.

Results of researched confirmed efficiency and perspective of application of malt extracts in ice cream production, as malt extracts promote improvement of some technological properties of mix for ice cream, forming homogenous soft consistency and saving it during shelving ice cream. Ice cream with malt extracts has high level of quality.

Key words: mix for ice cream, ice cream, malt extracts, technological properties, quality.

Размещено на Allbest.ru

...