CC BY
22
УДК 663.674:664.7
Мартич В.В.1, астрант ([email protected]) Полщук Г.С.1, к.т.н., доцент ([email protected]) Гончарук О.В.2, к.х.н., ст. наук. ствр. © ([email protected]) 1 Нацюнальнииутверситет харчових технологги, м. Кит Чнститут х1мп поверхт ¡м. О.О. ЧуйкаНАНУ, м. Кигв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ОКРЕМИХ РЕОЛОГ1ЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СУМ1ШЕЙ ДЛЯ МОРОЗИВА МОЛОЧНОГО 13 ЗАРОДКАМИ ПШЕНИЦ1
Дослгджено окрем1 реолог1чш характеристики сумшеи для молочного морозива гз зародками пшенищ. Встановлено рекомендований вм1ст зернового компонента, який забезпечуе ефективне структурування молочних сумшеи. Доведено дощлътстъ замти 2-3 % сухого знежиреного молочного залишку (СЗМЗ) на зародки пшениц1.
Ключов1 слова: реолог1чш характеристики, сум1ш1, морозиво, зародки пшенищ/
Вступ. Морозиво являе собою багатокомпонентну полщисперсну систему, що складаеться з безперервного дисперсшного середовища (води) та диспергованих др1бних часточок: бульбашок пов1тря, жирових кульок, кристал1в льоду \ лактози, шматочюв наповнювач1в та ш. [1]. Для його формування та стабшзаци необхщно використовувати спещальне обладнання { добавки з високими функцюнально-технолопчними властивостями. Наявшсть гщроколовдв та поверхнево-активних речовин вдаграе основну роль як у формуванш структурно-мехашчних (реолопчних) властивостей сумшей для виробництва морозива, так \ в процеЫ !х насичення стшкими до руйнування бульбашками пов1тря [2].
Харчов1 системи коагуляцшного типу можуть проявляти тиксотропну властивють - здатшсть до вщновлення структури теля И мехашчно! руйнаци внаслщок броушвського руху молекул [3, 4]. Ця характеристика дуже важлива для сумшей морозива, особливо в перюд м1ж двома технолопчними операщями "фризерування" та "загартування", коли структура тако! складно! харчово! системи змшюеться вщ майже ньютошвсько! рщини (молочна сумш) до практично твердого тша (загартоване морозиво). Саме в цей момент статичного стану у сформованш порци готового продукту частково зруйнована лопатями мшалки скребкового типу тривим1рна структура, утворена макромолекулами природних пол1мер1в (бшюв, полкахарид1в), може частково або повшстю вщновлюватися, змщнюватися \ пщвищувати отр таненню. Однак, шформащя щодо здатност1 сумшей для виробництва морозива до вщновлення структури обмежена \ стосуеться лише продукта з традицшним х1м1чним складом [5]. Кр1м того, низькокалоршне морозиво е найбшьш проблемним замороженим десертом з точки зору частого виникнення тако! вади
© Мартич В.В., Пол1щук Т.е., Гончарук О.В., 2013
90
консистенци - як грубокристал1чна структура. Тому при розробщ нових рецептур та технологш морозива необхщно прогнозувати, а в процес1 виготовлення ще й контролювати процес формування його структури.
Авторами попередньо вивчено можливють застосування зародив пшенищ для додаткового зв'язування вологи, формування i стабшзацп структури, а також збагачення низькожирного морозива [6]. Було встановлено, що вносена зернова добавка може по-р1зному впливати на структурно-мехашчш, в тому числ1 тиксотропш властивост1 молочних сумшей. Тому метою науково! роботи е дослщження окремих реолопчних характеристик сумшей для виробництва молочно-пшеничного морозива, залежно вщ кшькост1 внесения зародив пшенищ.
Матер1али i методи дослщжень.
Для дослщжень було обрано cyMimi для виробництва молочно-пшеничного морозива наступного х1м1чного складу, %: cyxi речовини - 24-29; сухий знежирений молочний залишок - 5-10; молочний жир - 3,5; цукор - 15,5; зародки пшенищ - 1-5; вода - решта. Як контроль обрано сумш для морозива молочного класичного без стабтзатора.
Зародки пшенищ, вщповщно до ТУ У 45.22.014-95 "Зародок пшеничний харчовий", перед внесениям у cyMimi попередньо подр1бнювали до po3Mipiß часточок не бшьше шж 1 мм, пщсмажували при температур!, не вище 130 °С, до 20 хв та гщратували при температур! 85 °С протягом 3 хв.
Дослщш виробки молочно-пшеничного морозива проводили за допомогою фризера перюдично! дп "Ельбрус-400" ФПМ 3,5/380-50 з частотою оберт1в шнеку-мшалки 270 хв-1 при охолодженш та 540 хв-1 при фризеруванш. Температуру cyMimi перед фризеруванням пщтримували в межах (4±2) °C. Збитють морозива визначали ваговим методом [7].
Реолопчш характеристики сумшей для морозива визначали за допомогою ротацшного вккозиметра Реотест 2.1 (Имеччина) з використанням системи сп1вв1сних цилшдр1в S/N в д1апазош швидкостей зсуву вщ 3 до 1312,2 с-1 при прямому i зворотному ходг Реограми реестрували за допомогою аналогово-цифрового перетворювача, з'еднаного з комп'ютером. Реолопчш дослщження проводили при температур! 20 ° С [8].
Результата дослщження та ix обговорення.
За результатами проведених вим1рювань було побудовано логарифм1чш залежност1 ефективно! в'язкост1 вщ швидкост1 зсуву для молочних сумшей з р1зним вм1стом зародив пшенищ при частковш замм СЗМЗ (рис. 1) та при нашаруванш (рис. 2), пор1вняно з контролем. Стршки вказують напрями прямого (вниз - в режим1 збшьшення швидкост1 зсуву) та зворотного (вверх - в режим1 зменшення швидкост1 зсуву) вим1рювань.
91
Швидкють зсуву (у, с"1)
Рис. 1. Логарифм1чш залежносп ефектнвноУ в'язкосп ввд швидкост1 зсуву для молочних сум1шей ¡з зародками пшенищ при частковш зам1ш СЗМЗ та
контрольного зразка
Швидкють зсуву (у, с"1)
Рис. 2. Логарифм1чш залежносп ефективноУ в'язкост1 ввд швидкост1 зсуву для молочних сум1шей ¡з зародками пшенищ при вм1сп СЗМЗ 10 % та
контрольного зразка
92
Окрем1 реолопчш характеристики сум1шей для морозива
Таблиця
Досл1джуван1 зразки № зразка нЯ « 10 •9 2 X .& « « Вмют зернодобав ки, % В'язшсть, мПас Мщшсть, Па
% Пш РК1 Рк2 Рш
Контрольний зразок прямий 0 170,13 6,12 0,51 1,10 8,03
зворотнш 132,00 0,40 0,88
Зразки з зам1ною СЗМЗ на зародки пшенищ 1 прямий 1 1730,67 6,35 5,19 3,84 8,33
зворотн1й 214,67 0,70 2,11
2 прямий 2 3856,34 9,06 12,25 9,63 10,14
зворотн1й 389,45 0,86 2,78
3 прямий 3 5309,33 9,80 16,02 11,62 12,86
зворотнш 486,93 1,01 3,52
4 прямий 4 6832,67 16,43 20,43 16,55 19,52
зворотнш 573,19 1,44 4,97
5 прямий 5 8653,33 21,76 25,65 32,12 28,56
зворотнш 674,67 2,02 7,26
Зразки !з зародками пшениц! при вм1ст1 СЗМЗ 10 % 6 прямий 1 1906,67 6,84 5,72 4,93 8,98
зворотнш 220,00 0,76 2,33
7 прямий 2 4271,84 15,28 13,58 8,31 18,04
зворотнш 437,24 1,24 3,18
8 прямий 3 5646,67 21,84 17,15 13,29 28,66
зворотнш 586,67 1,76 4,88
9 прямий 4 7548,26 26,49 22,41 19,22 35,19
зворотнш 647,57 1,98 4,13
10 прямий 5 9254,67 34,64 27,76 36,43 44,62
зворотнш 792,00 2,38 5,76
Умовш позначення: % - найб1льша в'язшсть практично незруйновано! системи (при у = 3 с"1); "Лт - найменша в'язшсть практично зруйновано! системи (при у=1312,2с-1); Ркх -статична межа здатносп до течи (при у = 3 с"1); Рк2 - динам1чна межа здатносп до течи; Рт - напруження практично зруйновано! структури (у = 1312,2 с"1).
3 рисункгв видно, що сумш для морозива без стабшзатора е неньютошвською рщиною з коагуляцшним типом структури, яка утворюеться шляхом взаемодп дисперсшних частинок (цукру, бшюв молока, жирових кульок) через !х тонк1 прошарки з дисперсшним середовищем (водою).
Вщповщно до табличних даних очевидним е те, що з1 збшьшенням внесеного зернового компонента тиксотропш властивосп сум1шей для морозива зростають як при частковш зам1н1 СЗМЗ, так { при додаванн1 зародк1в на фош сталого вм1сту СЗМЗ. Пояснити такий ефект можна наступним. Завдяки значн1й к1лькост1 61лк1в (30,0-33,5 %) зародки пшениц! проявляють висок1 пшоутворювальш та емульгувальн1 властивост1 стаб!л1зац1ею жирово! фази, а за рахунок високого вм1сту пол1сахарид1в (28,5-46,0 %) ще й ефективно зв'язують в1льну вологу. За вм1сту в1д 2 % \ вище зерновий компонент забезпечуе
93
очжувану стабшзащю структури. Але при пщвищенш його кшькост1 до 5 % cyMimi стають надм1рно в'язкими i, як наслщок, готовий продукт матиме грубокристал1чну структуру, низьку збиткть та високу стшкють за рахунок домшуючо! стабшзуючо! рол1 клейстеризованого пшеничного крохмалю.
Отже, при виробництв1 молочного морозива i3 зародками пшенищ можна рекомендувати вмкт зернового компонента 3-4 %, а для сумшей ¿з bmictom СЗМЗ 10 % - 2-3 %.
Для перев1рки цього припущення було виготовлено дослщш зразки морозива молочно-пшеничного, що мютили 3 % зародюв пшенищ, та морозива молочного 3i стабЫзацшною системою Cremodan Ice Pro ("Danisco", Дашя) у кшькост1 0,6 %. Збиткть морозива i3 зародками з вмктом СЗМЗ 10 % становила 79-83 %, а морозива 3i зниженим вмктом СЗМЗ - 77-82 %. Ц1 показники е цшком задовшьними, якщо ix пор1внювати 3i збитютю морозива, що мштить стаб1л1зац1йну систему (83-85 %), до складу яко! входять ефективн1 п1ноутворювач1 й емульгатори - моно- та дигл1цериди жирних кислот. Окр1м того, висновок щодо достатньо виражено! технолог1чно! ефективност1 зародив пшенищ можна зробити, зважаючи на те, що збиткть молочного морозива мае становити 60-80 % [7].
Перспективи подальших досл1джень полягають у вивченш можливост1 комб1нування зародк1в пшенищ з ¿ншими видами рослинно! сировини з метою подальшого удосконалення складу морозива молочного.
Висновки.
Структуруюча здатшсть i тиксотропн1сть найб1льш виражен1 у сум1шах для морозива, що м1стять зародки пшениц! в к1лькост1 вщ 2 до 4 %.
3 метою зниження соб1вартост1 готового продукту без змши його як1сних споживчих властивостей рекомендовано виготовляти морозиво 3i зерновим компонентом при частков1й замш1 до 3 % СЗМЗ.
Одержано достатнш технолог1чний ефект при застосуванш зародк1в пшениц! у склад1 молочного морозива, пор1вняно з традиц1йно застосовуваною стаб1л1зац1йною системою.
Л1тература
1.Marshall R.T. Ice Cream / R.T. Marshall, H.D. Goff and R.W. Hartel. - [6th Edn.] - New York: Kluwer Academic, ISBN 0-306-47700-9, 2003. - 366 p.
2.Rheological properties of ice cream mixes and frozen ice creams containing fat and fat replacers / S. Adapa, H. Dingeldein, K.A. Schmidt, T.J. Herald (Dept of Animal Sciences and Industry Kansas State University, Manhattan 66506, USA) // Journal Dairy Science. - 2000. - № 83 (10) October. - P. 24-29.
3.Dickinson E. Advances in food Colloids / E. Dickinson, D.J. McClements. - Chapman & Hall, 1996. - 333 p.
4.3имон А.Д. Коллоидная химия: Учеб. для вузов / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. - [3-е изд., доп. и испр.] - М.: АГАР, 2001. - 320 с.
5.Косой В.Д. Инженерная реология в производстве мороженого / В.Д. Косой, Н И. Дунченко, А.В. Егоров. — М.: ДеЛи принт, 2008. - 196 с.
94
б.Полщук Г.£. Дослщження ф1зико-х1м1чних властивостей зернових шгред1ент1в як структуроутворювач1в у виробництв1 морозива / Г.£. Полщук, В.В. Мартич [та ш.] // Хранение и переработка зерна. - 2011. - № 6. - С. 56 - 58.
7.0ленев Ю.А. Справочник по производству мороженого / Ю.А. Оленев, А.А. Творогова, Н.В. Казакова, Л.Н. Соловьева - М.: ДеЛи принт, 2004. - 798 с.
8.Косой В.Д. Контроль качества молочных продуктов методами физико-химической механики / В.Д. Косой, М.Ю. Меркулов, С. Б. Юдина. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 208 с.
Summary
Martich V.V., Polischuk G.E., Goncharuk E.V. RESEARCH OF SOME RHEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF MIXTURES FOR AN DAIRY ICE CREAM WHITH WHEAT GERM Research of some rheological characteristics of mixtures for dairy ice cream with wheat germ. Established the recommended contents of grain entering the component that provides efficient structuring of infant formula. The expediency of replacing 2-3% of dry skimmed milk residue (DSMR) on wheat germ.
Key words: rheological properties, mixes, ice cream, wheat germ.
Рецензент - к.т.н., доцент Турчин I.M.
95
