Для придания продуктам структуры, которая соответствовала бы требуемым реологическим характеристикам и консистенции, часто применяют производные альгиновой кислоты – альгинат натрия.
Альгиновую кислоту и ее соли получают из бурой водоросли ламинарии японской, которая содержит комплекс биологически активных веществ: аминокислоты, витамины, альгиновые и жирные кислоты, фукоидан, биогенные микро- и макроэлементы, клетчатку и т. д. [3, С. 183].
Основным свойством альгинатов является способность образовывать особо прочные коллоидные растворы, отличающиеся кислотоустойчивостью.
Широкое применение они находят в пищевой промышленности в качестве студнеобразующих, желирующих, эмульгирующих, стабилизирующих и влагоудерживающих компонентов. Их используют в производстве соусов, майонезов и кремов для улучшения однородности, взбиваемости, устойчивости при хранении, а также предохранения этих продуктов от расслаивания. Альгинат натрия вводят в состав варенья и джемов для предохранения их от засахаривания [2, С.38-39].
Растительные волокна водорослей не перевариваются организмом человека и выводятся наружу кишечником. Альгиновая кислота, как и другие полимеры, нерастворима в воде и в большинстве органических растворителей. По-другому ведут себя некоторые соли альгиновой кислоты: альгинаты калия, натрия, магния и аммония хорошо растворимы в воде, а альгинаты солей двухвалентных и поливалентных металлов – не растворимы. Растворимые соли образуют вязкие растворы, что определяет их практическое использование в качестве загустителей, стабилизаторов и связующих препаратов. При добавлении ионов кальция в раствор альгината натрия легко образуется гель.
Изучению структуры и свойств альгинатов посвящены многие исследования отечественных и зарубежных ученых, из них следует, что альгинаты имеют ряд преимуществ по сравнению с другими структурообразователями. Альгинаты способны связывать стабильные гели в широком диапазоне температур, не требуют больших концентраций сахара, обладают сорбционной активностью и другими важными биологическими свойствами. Все это обуславливает перспективность применения альгинатов в различных отраслях промышленности, в том числе в консервной для получения желированных продуктов функционального назначения [4, С. 5-19].
Для создания желированных продуктов из молочной сыворотки необходимо изучить влияние рецептурных компонентов и различных технологических факторов на гелеобразующие свойства альгината натрия. Поэтому была исследована вязкость модельных растворов альгината натрия в зависимости от массовой доли творожной сыворотки, концентрации ионов кальция, сахара, лимонной кислоты и величины рH.
Для этого были подготовлены растворы альгината различных концентраций от 0,05% до 0,5% в воде и сыворотке. При увеличении концентрации альгината в воде вязкость повышается, а в сыворотке – сначала немного снижается, а затем остается примерно на одном уровне.
Снижение вязкости при добавлении альгината натрия в творожную сыворотку можно объяснить его переходом в нерастворимый альгинат кальция, ионы которого в большом количестве присутствуют в молочной сыворотке.
Кроме того известно, что ионы кальция в определенных концентрациях способствуют образованию альгинатного геля, поэтому следующим этапом нашей работы было подобрать оптимальное соотношение вода: сыворотка, чтобы свойства альгината как загустителя и гелеобразователя проявились в полной мере. Для этого были исследованы растворы с различным соотношением вода: сыворотка:
1) контроль – без сыворотки (100 мл воды);
2) 3 : 0,25 (92 мл воды + 8 мл сыворотки);
3) 3 : 0,5 (85 мл воды + 15 мл сыворотки);
4) 3 : 0,75 (80 мл воды + 20 мл сыворотки);
5) 3 : 1 (75 мл воды + 25 мл сыворотки);
6) 3 : 1,25 (71 мл воды + 29 мл сыворотки).
При соотношении вода : сыворотка 3:0,25 вязкость 0,5%-ного альгината была в 20 раз больше, чем в водном (контрольном) растворе, а при соотношении 3:0,5 – в 45 раз.
Сначала, по мере увеличения массовой доли сыворотки наблюдалось увеличение вязкости, а затем уменьшение. Причина снижения вязкости была связана с образованием неоднородной «зернистой» структуры, состоявшей из плотных частичек альгинатного геля с прослойками жидкой фазы.
При соотношении воды к сыворотке 3:0,5 вязкость была наибольшей, а гель был однородным.
Таким образом, добавление творожной сыворотки к раствору альгината натрия в определенном соотношении способствует многократному увеличению вязкости и образованию гелевой структуры.
Также в ходе работы была изучена зависимость вязкости от рH-среды в водных растворах 1%-ного альгината натрия и в растворах с соотношением вода : сыворотка 3:0,5. Вязкость имеет явно выраженный оптимум при рН 3,0. В водных растворах зависимость была идентичной.
Было также установлено, что существенное влияние на вязкость альгинатных растворов оказывает массовая доля сахара. При увеличении концентрации сахара от 10 до 70% вязкость повысилась в 5 раз.
Для того, чтобы установить влияние различных технологических факторов на вязкость исследуемых растворов, их подвергали тепловой обработке, замораживанию, и выдержке при 4оС. Тепловая обработка в течение 15 минут при 100оС, а также замораживание в течение суток при – 18оС сопровождаются снижением вязкости растворов альгината натрия. Также отмечено небольшое уменьшение вязкости при выдержке образцов в течение суток при 4оС.
Наибольшую стабильность к различным температурным воздействиям проявлял образец с соотношением вода : сыворотка 3:0,5.
С точки зрения реологических характеристик и стабильности при различных технологических воздействиях (тепловая обработка, охлаждение, замораживание) оптимальным соотношением вода : сыворотка следует считать 3:0,5.
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что оптимальными условиями образования гелей являются: соотношение вода : сыворотка – 3 : 0,5; рН 3,0; концентрация сахара – 70% и выше.
Все это было учтено при разработке рецептур и технологий фруктовых десертов, которые были подобраны экспериментальным путем [1, С. 953-954].
Разработанные рецептуры приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Рецептуры новых видов продуктов
|
Состав |
Название продукта |
|||
|
«Ананасовый мусс» |
«Айвовый мусс» |
«Яблочный мусс» |
«Фруктовый десерт» |
|
|
Сахар, кг |
360 |
360 |
450 |
440 |
|
Лимонная кислота, кг |
3 |
3 |
4 |
4 |
|
Вода, л |
161 |
161 |
318,5 |
171 |
|
Альгинат натрия, кг |
6 |
6 |
7,5 |
5 |
|
Сыворотка, л |
150 |
150 |
150 |
80 |
|
Ананасовый сок, л |
320 |
– |
– |
– |
|
Айвовый сок, л |
– |
320 |
– |
– |
|
Яблочный концентрированный сок, л |
– |
– |
70 |
– |
|
Вишневый сок, кг |
– |
– |
– |
300 |
|
b-каротин, л |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
– |
|
Итого: |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
Физико-химические показатели этих продуктов представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Физико-химические показатели новых продуктов
|
Название продукта |
Показатели |
|||
|
рН |
Массовая доля сухих веществ, % |
Массовая доля сахара, % |
Титруемая кислотность, % |
|
|
«Ананасовый мусс» |
3,40 |
70 |
65 |
1,024 |
|
«Айвовый мусс» |
3,48 |
70 |
65 |
0,912 |
|
«Яблочный мусс» |
3,50 |
70 |
67 |
1,152 |
|
«Фруктовый десерт» |
3,52 |
55 |
50 |
0,928 |
Разработанные продукты были оценены членами дегустационной комиссии. Наряду с функциональными свойствами они обладают великолепными вкусовыми качествами.
Наибольшее количество баллов получил «Фруктовый десерт», при этом членами комиссии особенно были отмечены ярко выраженный аромат и насыщенный вкус данного продукта. Также понравились «Айвовый мусс» и «Яблочный мусс», которые имели нежную, однородную консистенцию и обладали выраженным ароматом.
Химический состав десертов приведен в таблице 3.
Таблица 3 – Химический состав десертов
|
Химический состав |
«Ананасовый мусс» |
«Айвовый мусс» |
«Яблочный мусс» |
«Фруктовый десерт» |
|
Белки, г |
0,22 |
0,27 |
0,11 |
0,24 |
|
Жиры, г |
0,08 |
0,17 |
0,02 |
0,07 |
|
Углеводы, г |
36 |
35,6 |
41,14 |
43 |
|
Минеральные вещества, мг, (мг%) |
|
|
|
|
|
- натрий |
12,6 |
9,7 |
6,1 |
5,8 |
|
- кальций |
13 |
14,8 |
8,5 |
9 |
|
- фосфор |
14 |
17,5 |
11 |
10,5 |
|
- калий |
110 |
59 |
24,1 |
76,4 |
|
Витамины |
|
|
|
|
|
- В1 (тиамин), мг |
0,027 |
0,01 |
0,005 |
0,005 |
|
- В2 (рибофлавин), мг |
0,02 |
0,027 |
0,016 |
0,01 |
|
- С (аскорбиновая кислота), мг |
5,85 |
6,7 |
0,19 |
2,1 |
Технологическая схема производства десертов представлена на рисунке 1.
Замороженные фрукты, упакованные в картонные ящики, доставляют автотранспортом. Приемку производят, проверяя качество продукта в лаборатории и количество взвешиванием. Хранение производят в холодильных камерах при температуре минус 18оС до использования по мере необходимости.
Из емкости с пастеризованной сывороткой с помощью насоса в барабан подается сыворотка. Через дозатор с помощью вакуума подаются сухие вещества: сахар, лимонная кислота и стабилизатор. Предварительно сухие вещества растворяют. Из емкости для порошков их подают в емкость для растворов, затем до использования их направляют насосом в емкость для хранения.
Рисунок 1 – Технологическая схема производства фруктового десерта
Перемешивание сырья происходит примерно 30 секунд на скорости 750-1500 об./мин.
Через 2-3 минуты достигается температура 100оС установленная на приборе для регулировки температуры. Идет процесс пастеризации. Дополнительная выдержка при этой температуре улучшает бактериологическую стабильность и текстуру конечного продукта.
Немного охлажденный конечный продукт передается с помощью насоса к автомату для расфасовки. Фасовка осуществляется в полимерные стаканчики с крышками. Емкость стаканчиков 100 г. Затем производят маркировку продукта и упаковку стаканчиков в полимерные ящики. Готовый продукт охлаждают в холодильной камере (4-6оС) и хранят до реализации в течение не более 15 суток.
Литература:
1. Воронова Н.С. Разработка технологии функционального напитка на основе молочной сыворотки с овощными наполнителями / Н.С. Воронова, Д.В.Овчаров // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного университета. – 2014. – №104. – С.953–969.
2. Литвинова Е.В. Альгинаты в молочных продуктах // Молочная промышленность. – 2001. – №8. – С.38–40.
3. Научные основы и практическая реализация технологий получения и применения натуральных структурообразователей. – Материалы международной научно-практической конференции – Краснодар: Кубанский государственный технологический университет, 2002. – 225 с.
4. Технология обработки водного сырья / Кизеветтер И.В., Макарова Т.И., Зайцев В.П. и др.; М.: Пищевая промышленность, 1976. – 695 с.
