Піноутворювальні властивості модельних систем на основі молочної сироватки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Піноутворювальні властивості модельних систем на основі молочної сироватки

Вікторія Гніцевич д. т. н., професор, професор кафедри технології та організації ресторанного господарства Київського національного торговельно-економічного університету

Олена Васильєва к. т. н., доцент кафедри технології та організації ресторанного господарства Київського національного торговельно-економічного університету

Анотація

Досліджено функціонально-технологічні властивості модельних композицій напівфабрикату для збитих молочних десертів. Визначено раціональні концентрації рецептурних компонентів (сироватки молочної підсирної сухої, сухого екстракту журавлини, цукру) та технологічні параметри виробництва, за яких напівфабрикат виявляє максимальну піноутворювальну здатність.

Ключові слова: сироватка молочна підсирна суха, сухий екстракт журавлини, гуарова камедь, цукор, модельна композиція, піноутворювальна здатність, стійкість піни.

Gnitsevych V., Vasylieva O. Foaming properties of model systems based on whey

Background. One of the opportunities to expand the range and increase the share of desserts with a foam structure is the use of multifunctional semi-finished products, the basis for which can be used protein-carbohydrate raw milk, in particular based on whey. Technologies for more than 100 names of products and semi-finished products using whey, the most of which have a liquid or condensed structure, have been developed. Studies on the possibility of developing dry semi-finished products are isolated.

The aim of the article is to study the functional and technological properties, in particular the foaming ability and stability of the semi-finished foam for whipped dessert products, depending on the ratio of its main prescription components.

Materials and methods. For the study the whey dairy dry whey (WDDW) according to DSTU 33958-2016, dry cranberry extract (CE) TM Health Link were used. The foaming properties of the samples, namely the foaming ability (FA) and the stability of the foam (SF) were determined by the Lurie method.

Results. The obtained solutions of reduced WDDW with different protein content showed certain foaming properties. The maximum manifestation was determined by the protein content of 5.8-6.5 % and temperature 5 °C. The maximum value of foaming ability (FA) and foam stability (FS) model systems acquire the content of CE 1318 %, which corresponds to pH 4.9-4.4. It is proved that with increasing sugar content in the range of 5-15 % FA increases by 20-25 %, the stability of the foam is almost unchanged. So, it is envisaged to use guar gum in the amount of 1 % by weight of the main components as a stabilizer. The maximum value of the FA system acquires at the beating speed (180-240) * 60s¹.

Conclusion. The maximum foaming properties are shown by the semi-finished product for whipped dairy desserts, which contains: reduced WDDW with a protein content of 5.8-6.5 %, the cranberry extract 13-18 %, sugar 5-15 %. Technological parameters, according to which the maximum manifestation of foaming properties is observed, are the temperature of 5°С and the beating speed (180-240) * 60 sk

Keywords: dry whey, dry cranberry extract, guar gum, sugar, model composition, foaming ability, foam stability.

Постановка проблеми. Моніторинг стану здоров'я населення України свідчить про зниження рівня споживання білка, вітамінів, деяких мінеральних речовин. Ефективне розв'язання цієї проблеми можливе завдяки введенню до раціону продуктів, збагачених біологічно активними речовинами тваринного та рослинного походження, а саме продуктів із підвищеним вмістом білкових речовин. Потенційним природним джерелом повноцінного білка є білково-вуглеводна молочна сировина (БВМС). Проблема повного і раціонального використання БВМС є актуальною в усіх країнах. З огляду на актуальність проблеми відбувається інтенсивний пошук нових шляхів переробки і використання БВМС, обсяги якої збільшуються у зв'язку зі збільшенням обсягів виробництва сиру кисломолочного, сиру твердого, казеїну тощо [1; 2]. Одним із перспективних видів БВМС є молочна сироватка, обсяги виробництва якої в Україні сягають близько 200 т/рік [3]. Для вирішення проблеми реалізації БВМС Європейською асоціацією сироваткових продуктів (EWPA) прийнято Спеціальну програму [4].

Одним із секторів економіки, де можливе використання молочної сироватки, є ресторанне господарство. Значну частку в асортименті продукції закладів ресторанного господарства займає збита десертна продукція: муси, самбуки, збиті десерти, що мають особливий попит у споживачів. Відмінною рисою цієї групи продуктів є трудомісткість і багатостадійність технологічного процесу виробництва, необхідність використання харчових добавок, спеціального обладнання, що спричиняє неоднорідність якості та стримує розширення асортименту продукції в закладах ресторанного господарства. Ця проблема може бути розв'язана завдяки використанню напівфабрикатів на основі сироватки молочної, які можна переробляти на збиту десертну продукцію без застосування чисельних технологічних операцій. Одночасно залучення до складу такої продукції рослинної сировини забезпечить технологічну стабільність модельних композицій напівфабрикатів завдяки наявності пектинових речовин та клітковини, а також підвищить харчову цінність готових десертів.

Аналіз продовольчого ринку України свідчить, що асортимент напівфабрикатів для збитої десертної продукції обмежений та представлений переважно сухими сумішами закордонного виробництва, склад яких важко ідентифікувати. Це викликає необхідність проведення наукових і прикладних досліджень, спрямованих на пошук шляхів реалізації функціонально-технологічних властивостей рецептурних компонентів, зокрема білкових речовин сироватки молочної та складних вуглеводів рослинної сировини.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. У нашій країні та за кордоном накопичений значний досвід промислової переробки і використання вторинних молочних ресурсів. Завдяки особливостям хімічного складу і технологічним властивостям БВМС відіграють особливу роль у технологіях структурованої десертної продукції, зокрема з пінною структурою. Вагомий внесок у розв'язання цього завдання внесли праці багатьох вітчизняних та закордонних вчених: Г.В. Дейниченка, А.В. Мінорової, І. Романчук, J. B. Krolczyk та ін.

На сьогодні фахівцями розроблено технології більш ніж 100 найменувань різноманітних продуктів і напівфабрикатів з використанням молочної сироватки, призначених для харчових і медичних цілей [5-7]. Але більшість цієї продукції має рідку або згущену структуру, що унеможливлює її тривале зберігання. Сучасна харчова промисловість пропонує цілу низку напівфабрикатів різного ступеня готовності, які являють собою рідку рецептурну суміш із вмістом сухих речовин 30-35 % або висококонцентровану рецептурну суміш у вигляді паст чи підварок із вмістом сухих речовин 65-70 % [8; 9]. Зазначені вище напівфабрикати повною мірою не задовольняють потреби виробництва внаслідок вузького технологічного використання; обмежених строків зберігання; необхідності додаткового холодильного устаткування; низької технологічності напівфабрикатів, яка проявляється в нестабільності органолептичних і фізико-хімічних показників готової продукції на їх основі. Крім того, в асортименті напівфабрикатів, який випускається харчовою промисловістю, не враховано необхідності постійного оновлення складу продукції ресторанного господарства, сезонності споживання окремих продуктів, тенденцій, які змінюються під впливом ринкових умов.

Дослідження щодо можливості розробки сухих напівфабрикатів мають одиничний характер [10]. Тому найбільший інтерес викликають сухі суміші або напівфабрикати з вологістю 3-4 %. Сухі напівфабрикати мають цілу низку переваг: тривалий строк зберігання, спрощення технологічного процесу, розширення асортименту збитих десертів завдяки введенню різноманітних смакових наповнювачів, можливість механізації технологічних процесів тощо.

Обґрунтування складу напівфабрикату для збитої десертної продукції на основі сироватки молочної підсирної сухої та рослинної сировини без застосування піноутворювальних добавок на базі вивчення функціонально-технологічних властивостей модельних систем напівфабрикату є актуальним завданням.

Метою статті є дослідження функціонально-технологічних властивостей напівфабрикату для збитої десертної продукції, зокрема піноутворювальної здатності та стійкості піни, залежно від співвідношення його основних рецептурних компонентів.

Матеріали та методи. Для дослідження використано сироватку молочну підсирну суху (СМПС) за ДСТУ 33958-2016, сухий екстракт журавлини ТМ Health Link.

Піноутворювальні властивості модельних композицій напівфабрикату визначено за методом Лур'є [11]. Зразки об'ємом 0.100 дм ³ збивали в мірному стакані за допомогою лабораторної мішалки зі швидкістю та за температури, що передбачалися експериментом. Стійкість піни модельних систем вимірювали впродовж 3 * 60 с.

Розрахунок піноутворювальної здатності (ПУЗ, %) проведено за формулою:

Результати дослідження. Основними рецептурними компонентами для виробництва напівфабрикату визначено СМПС, яка є джерелом повноцінних сироваткових білків, що мають певні структуро- утворювальні властивості, та сухий екстракт журавлини (ЕЖ), який містить природні вітаміни, мікро- та макроелементи, органічні кислоти, харчові волокна і поліфеноли.

Відомо, що здатність до утворення піни залежить від вмісту білків у сироватці. Тому на першому етапі встановлено ступінь та температуру відновлення СМПС. Суху сироватку змішували з водою в різних співвідношеннях, варіюючи вміст білка в системі в інтервалі 4-6.5 %, пастеризували за t = 65 ^оС впродовж 30 * 60 с, охолоджували до t = 20 ^оС та збивали, визначаючи ПУЗ та СП системи (табл. 1).

Таблиця 1

Піноутворювальні властивості відновленої СМПС залежно від вмісту білка

Аналіз отриманих даних свідчить, що відновлена СМПС має певні піноутвоювальні властивості. Максимальний їх прояв визначається за вмісту білків 5.8-6.5 %, що зумовлено оптимальною гідратацією білкових молекул. Варто зазначити, що за таких умов стійкість піни є нестабільною, що пояснюється розвиненою поверхнею розділу фаз, тенденцією піни до коалесценції внаслідок зменшення поверхневої енергії.

На наступному етапі досліджено вплив температури (охолодження або нагрівання) на піноутворювальні властивості відновленої СМПС (табл. 2).

Таблиця 2

Піноутворювальні властивості відновленої СМПС залежно від вмісту білка та температури Вміст білка в системі | Піноутворювальна здатність | Стійкість піни %