CC BY
65
УДК 663.674:664.7
Мартич В.В., acnipaHT E-mail: libero777@yandex.ru Полщук Г.С., д. т. н., професор (milknuft@i.ua) Максим М.М., к. т. н., доцент © Нацюналънийутверситет харчових технологт, Kuïe, Украгна
ДОСЛЩЖЕННЯ КРЮСКОШЧНО! ТЕМПЕРАТУРИ СУМ1ШЕИ МОРОЗИВА Р13НОГО Х1М1ЧНОГО СКЛАДУ
Обгрунтовано доцыътстъ застосування iнвертного цукру та багатоатомних cnupmie для зниження крюскотчног температуры cyMirneù морозива молочного. Встановлено законом1рност1 змши цъого показника як у npucymnocmi окремих Kpionpomexmopie, так i у складг композищйних систем. Встановлено умовно рекомендоване значения крюскотчног температуры сум1шей морозива молочного.
Визначено рекомендований стутнъ замти сахарозы на iнвертний цукор, copôim, Kcrnim та еритритол для морозива молочно-пшеничного для отримання готового продукту з яюсними споживчими характеристиками. Виявлено 3aKOHOMipHOcmi змши крюскотчног температури cyMirneu морозива залежно eid молекулярног маси полюл1в у вигляд1 полшома 2-го ступеня. Побудовано р1вняння регресИ'для прогнозування очшуваногсолодкост! морозива залежно eid ступеня 3aMinu сахарози до^джуваними цукрозамшниками.
Розроблено чотири принципово нових композицт цукрозамтнитв для низъкокалортних eudie морозива, ям cniecmaem за сухими речовинами та показником SES сахарози: "еритритол+твертнии цукор"; "сорбт+твертний цукор"; "iзoмaлъm+iнвepmнuй цукор"; "малътитол+твертнии цукор". Розроблеш крюпротекторт системи рекомендоваш для складання рецептур морозива-мус.
Ключов1 слова: крюскотчна температура, cyMirni, морозиво, полюли. УДК 663.674:664.7
Мартич В.В., аспирант Полищук Г.Е., д. т. н., профессор Масликов М.М., к. т. н., доцент Националъныйуниверситет пищевых технологий, Киев, Украина
ИССЛЕДОВАНИЕ КРИОСКОПИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СМЕСЕЙ МОРОЖЕНОГО РАЗЛИЧНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
Обоснована целесообразность применения инвертного сахара и многоатомных спиртов для снижения криоскопической температуры смесей мороженого молочного. Установлены закономерности изменения этого показателя как в присутствии отдельных криопротекторов, так и в составе композиционных систем. Установлено условно рекомендуемое значение криоскопической температуры смесей мороженого молочного.
© Мартич В.В., Полщук Т.е., Максим М.М., 2014
91
Определена рекомендованная степень замены сахарозы на инвертный сахар, сорбит, ксилит и еритритол для мороженого молочно-пшеничного для получения готового продукта с качественными потребительскими характеристиками. Выявлены закономерности изменения криоскопической температуры смесей мороженого в зависимости от молекулярной массы полиолов в виде полинома 2-й степени. Построены уравнения регрессии для прогнозирования ожидаемой сладости мороженого в зависимости от степени замены сахарозы исследуемыми сахарозаменителями.
Разработаны четыре принципиально новых композиций сахарозаменителей для низкокалорийных видов мороженого, которые сопоставимы по сухих веществах и показателем SES сахарозы: "еритритол +инвертный сахар"; "сорбит+инвертный сахар"; "изомалът+инвертный сахар"; "малътитол+инвертный сахар". Разработаны криопротекторными системырекомендованы для составлениярецептур мороженого мусс.
Исследована криоскопическая температура смесей мороженого молочного различного химического состава. Установлены закономерности изменения этого показателя для смесей мороженого с полиолами. Разработаны композиции сахарозаменителей для низкокалорийных видов мороженого.
Ключевые слова: криоскопическая температура, смеси, мороженое, полиолы.
УДК 663.674:664.7
Martich V.V., Polischuk G.E., Maslikov M. M.
RESEARCH CRYOSCOPIC TEMPERATURE OF THE MIXES FOR ICE CREAM DIFFERENT CHEMICAL COMPOSITION
Expediency of invert sugar and polyhydric alcohols to reduce cryoscopic temperature dairy mix ice cream. The regularities of changes in this indicator in the presence of certain cryoprotectants, and as part of composite systems. Determined conventionally recommended value cryoscopic temperature milk ice cream mix.
Definitely recommended for the degree of replacement of sucrose, invert sugar, sorbitol, xylitol and erythritol ice cream dairy and wheat for the finished product with high quality consumer. Revealed patterns of change cryoscopic temperature of ice cream mix, depending on the molecular weight polyols as a polynomial of degree 2. Powered regression equation for predicting the expected sweetness of ice cream depending on the degree of replacement of sucrose sweeteners studied.
A four fundamentally new compositions for low-calorie sweeteners types of ice cream are comparable for dry substances and sucrose SES index: "erythritol+ invert sugar"; "sorbitol+invert sugar"; "izomalt+invert sugar"; "maltytol+invert sugar". The developed cryoprotective system recommended for compiling recipes ice cream -mousse.
Investigated cryoscopic of the mixes for dairy ice cream with different chemical composition. The regularities of changes in this indicator mixes for ice cream with polyols. Designed for low-calorie sweeteners compositions kinds of ice cream.
Keywords: cryoscopic temperature, mixes, ice cream, polyols.
92
Вступ. Кр1оскоп1чна температура (tKp) сумшей морозива е одшею з основних ф1зичних характеристик, яю визначають технолопчш режими процесу фризерування та умови збер1гання готового продукту через вплив на фазовий стан води у широкому температурному д1апазош [1].
Поведшка водно! фази в морозив! типового складу досить детально вивчена багатьма вченими. Так за даними N. Buyong збшьшення вмкту гщроколовдв зменшуе теплоту плавления води у сумшах внаслщок И бшьшого зв'язування, тод1 як M. L. Herrera та íh. [2, 3] стверджують, що tKp сумшей в основному залежить вщ вмюту moho- i дицукр1в та шших низькомолекулярних сполук. tKp залежить вщ молекулярно! маси ícthhho розчинно! речовини i суттево впливае на динам1ку процесу кристал1зацп, частку виморожено! вологи при фризеруванш та теплоф1зичш характеристики морозива [4]. Чим бшьша молекулярна маса, тим вища tKp cyMimi морозива i тим бшьша кшьюсть вшьно! води за шших р1вних умов кристал1зуеться пщ час фризерування. Саме цей процес характеризуеться нашнтенсившшим вщведенням тепла вщ продукту у якому формуються численш др1бш кристали льоду, на поверхш яких у процеЫ подальшого загартування морозива кристал1зуеться невиморожена волога.
Враховуючи вище сказане, з-пом1ж широкого асортименту цукр1в, цукристих речовин та замшниюв цукру як крюпротектор1в практичний штерес викликають полюли - cop6ÍT, ксил1т, лактит, машт, мальтитол, ¿зомальт тощо. Щ багатоатомн1 спирти е крюпротекторами, яю не викликають Kapiecy i pÍ3Koro зростання р1вня глюкози в кров1, характеризуються зниженою калоршшстю та е пребютиками [5]. Деяю з них (cop6ÍT, ксил1т) м1стяться в ягодах i фруктах, rnmi можна отримати лише xímÍ4hhm синтезом з моно- та дисахарид1в.
У склад1 морозива полюли спроможш запоб1гати формуванню суцшьно! кристал1зацшно! cítkh пщ час загартування та забезпечувати кремопод1бну консистенцш продуту. Hhhí в якост1 крюпротектора у склад1 в1тчизняного морозива дозволяеться застосовувати лише глщерин фармакопейний [6]. Тому метою науково! роботи е дослщження впливу класичних та нових замшниюв цукру спиртово! групи на tKp сумшей молочного морозива.
Матер1али i методи дослщжень. Дослщжували tKp сумшей морозива молочного класичного (МЧЖ - 3,5 %; цукру - 15,5 %; СЗМЗ - 10,0 %) без стабшзацшно! системи (зразок №1), 3Í стабшзацшною системою Cremodan SE 406 у кшькост1 0,6 % (зразок №2), борошном пшеничним - 2 % (зразок №3) та з зародками пшенищ (зразок №4).
3 нових цукрозамшниюв використано: еритритол ф1рми "RealFood" (США), ¿зомальт та мальтитол ф1рми "IRCA" (1тал1я); з класичних: cop6ÍT TOB "Житомирбюпродукт" (Украша), ксил1т TOB "Сладкий мир" (РоЫя) та швертний цукор, виготовлений за загальновщомою технолопею [7].
Крюскотчну температуру вим1рювали за допомогою вим1рювального комплексу, розробленого науковцями НУХТ.
Результати дослщження та ix обговорення. Кр1оскоп1чну температуру сумшей морозива за змшного вмкту цукристих речовин та цукрозамшниюв наведено у табл. 1-3, де с1рим кольором видшено ком1рки з tKp сумплей, як1 е вз1рцевими.
Згщно даних, наведених в табл. 1, д1апазон депресш tKp контрольних зразк1в коливався в межах вщ -2,16 до -2,81 °С, причому на фош сталого xÍMÍ4Horo складу молочних сумшей найкращим крюпротектором е Cremodan SE 406. Найменш ефективним крюагентом е борошно пшеничне, на вщмшу вщ
93
ЗП. Використання останшх в кшькосп 3.. .4 % знижуе 1кр молочних сумшей на 0,22.. .0,24 °С, пор1вняно з1 зразком без стабшзатора.
Таблиця 1
Кршскошчна температура сум1шей морозива молочного _з рйннмн стабьшзуючими компонентами_
Морозиво Склад сумш1, % 1 °с
вода зерновий компонент
зразок№1 71,0 - -2,16
зразок №2 70,5 - -2,81
зразок №3 69,0 2,0 -2,31
зразок №4 68,0 3,0 -2,38
Таблиця 2
Кршскошчна температура сум1шей морозива молочного
з
Стушнь Масова Стушнь Масова
зам1ни цукру, частка 1 °С замши частка 1 °С
% цукру, % цукру, % цукру, %
10 13,95 -2,55 60 6,20 -3,01
20 12,40 -2,76 70 4,65 -3,07
30 10,85 -2,84 80 3,10 -3,26
40 9,30 -2,89 90 1,55 -3,45
50 7,75 -2,94 100 - -3,63
Таблиця 3
Кршскошчна температура сум1шей морозива молочногоз р1зним ступенем __замши цукру на полшли___
Стушнь замши цукру, % М. ч. цукру, % 1 °С Стушнь замши цукру, % М. ч. цукру, 1 °С
малыиюл (100 %) - -2,40 сорйт (25 %) 3,88 -2,78
мальтиюл (75 %) 11,63 -2,40 всилт (100 %) - -420
мальтиюл (50 %) 7,75 -239 всщпг (75 %) 11,63 -3,68
мальтиюл (25 %) 3,88 -238 вситг (50 %) 7,75 -3,09
¡эомальт (100 %) - -2,41 вситг (25 %) 3,88 -2, 85
¡эомальт (75 %) 11,63 -2,41 ершригал (100 %) - -4,46
¡эомальт (50 %) 7,75 -2,40 ершригал (75 %) 11,63 -4,01
¡эомальт (25 %) 3,88 -238 ершригал (50 %) 7,75 -3,49
сорйт (100 %) - -3,99 ершригал (25%) 3,88 -2,98
сорйт (75 %) 11,63 -3,61 ершригал (20%) 3,10 -2,86
сорйт (50 %) 7,75 -3,19 ершригал (15%) 2,33 -2,74
Вщповщно до табл. 2, за рахунок додаткового зв'язування вшьно! вологи моноцукрами (глюкозою та фруктозою) за зростання вмкту швертного цукру (вщ 10 до 100 % замши сахарози) 1кр сумшей знижуеться найсуттевше - вщ -2,55 до -3,63 °С як прямо пропорцшна залежшсть.
За даними табл. 3 виявлено, що з полюл1в найефектившшими крюпротекторами е сорб1т, ксил1т та еритритол, використання яких у склад1 морозива молочного ¿з ЗП знижуе 1кр сумшей вщ -2,38 °С до -3,99.-4,46 °С, тобто приблизно на 1,5.2,0 °С. 1зомальт та мальтитол практично не впливають на 1кр сумшей, числове значения яко! знаходиться в межах -2,38.-2,41 °С.
94
Пояснениям даного технолопчного ефекту е р1зна молекулярна маса цукрозамшниюв (М). Для глибшого розумшня встановленого ефекту побудовано кал1брувальну криву (рис. 1), вщповщно до яко! видно, що за зменшення молекулярно! маси цукрозамшника, tKp молочно! cyMimi знижуеться, що пщдаеться математичному опису у вигляд1 р1вняння perpeciï: y = 6,80806х2-26,88876х+22,00552: R2 = 0,99998.
1 ! ! ! п и и
• •
......_[... /
/
/
•
150 200 250 300 350
Молекулярна маса цукрозамшника (г/моль)
2,0
5,0
Умоем позначення:
* - залежшсть, отримана експериментальним шляхом; ~ — - залежшсть, отримана за допомогою пол ¡нома 2-го ступени.
Рис. 1. Залежшсть tKp сум1шей ввд молекулярно'1 маси цукрозамшника
Еритритол за найменшо! молекулярно! маси найбшьше знижуе tKp молочно1 cyMimi. Цей полюл за нульово! калоршноси не мае застережень щодо кшькоси його споживання для хворих на цукровий д1абет. Приемний охолоджуючий ефект еритритолу е гармоншним доповненням до органолептичного сприйняття морозива. Тому було виршено провести дослщження впливу ступеня замши сахарози на еритритол з позици забезпечення умовно рекомендовано! tKp молочно! cyMimi (-2,81 °С) (контроль №2). Згщно даних, наведених в табл. 3, даний технолопчний ефект досягаеться при 15.. .20 % замЫ сахарози на полюл.
Ксил1т та cop6iT мають дещо вищу молекулярну масу пор1вняно з еритритолом, але також суттево впливають на фазовий стан води у cyMimax морозива. Проте варто вщзначити, що кнують певш обмеження щодо ïx разового (5...10 г) та добового (30...40 г) споживання для хворих на цукровий д1абет, через специфку засвоення оргашзмом людини.
Таким чином, окр1м широко використовуваних у виробництв1 морозива ксил1ту та сорбпу, швертний сироп (як найдешевший цукрозамшник) та еритритол (як найефектившший крюпротектор) е найбшьш перспективними агентами для регулювання крюскошчно! температури сумшей морозива.
Широке застосування обох цукрозамшниюв у склад1 морозива умовно обмежуеться р1зною солодкктю пор1вняно з сахарозою, тому рацюнальним може бути ïx поеднання м1ж собою у вигляд1 композицш, в яких будуть враховаш як органолептичш характеристики продукту, так i його ф1зико-х1м1чн1 показники. Солодккть сахарози дор1внюе 1,0, тобто одинищ солодкоси, м1рою яко! е SES (Swetness Equivalency of saccharose) - солодккть, екв1валентна caxapo3i. Зважаючи на це, було спрогнозовано солодккть морозива у pa3i
95
вар1ативного стввщношення "сахароза+цукрозамшник". 3 щею метою побудовано кал1брувальш графши залежност1 ступеня солодкост1 сумшей морозива молочного за р1зного сшввщношення вказаних цукрозамшниюв (рис. 2).
Стушнь замши сахарози, %
чнвертнийщкор —□—кситт —Д—еритритол —О—cop6iT
Рисунок 2. Кореляцшний зв'язок 1\пж показником SES та ступенем замши
сахарози
Вщповщш лшшш р1вняння perpeciï наведен! нижче: для швертного цукру: y = 0,1013x + 0,08935; R2 = 0,9988; для еритритолу: y = -0,075x + 1,075; R2 = 1; для copôiTy: y = -0,0987x + 1,0915; R2 = 0,9985.
Оскшьки солодккть ксил1ту дор1внюе 1, то замша цукру даним полюлом не обмежуеться за даною характеристикою.
Вщповщно до пор1вняльного анал1зу, иеревищуе значения SES лише швертний цукор, тод1 як еритритол та cop6iT вимагатимуть пщвищеного вм1сту у морозив! для забезпечення вщповщного р1вня солодкосп, що е досить витратним заходом.
Отже, враховуючи високий вилив на tKp сумшей, низьку енергетичну цшшсть, р1зний стушнь солодкост1 та високу варт1сть розглянутих вище цукрозамшниюв (полюл1в) пор1вняно з сахарозою, було виршено розробити ïx композицп у поеднанш з достатньо дешевим i ефективним швертним цукром для низькокалоршних вид1в морозива з метою повного виключення цукру з рецептур (рис. 3).
Врахувавши органолептичне сприйняття готового продукту (солодюсть) та умовно рекомендоване значения tKp cyMimi (-2,81 °С), доведено доцшьшсть частково! замши сахарози у середньому на 20.30 % редукуючих речовин швертного сиропу чи 25 % сорб1ту/ксилпу або 15.20 % еритритолу. Застосування ¿зомальту та мальтитолу у склад1 морозива як крюпротектор1в неефективне, тому даш полюли варто розглядати лише як замшники цукру.
При розробленш рецептур нових вид1в низькокалоршного морозива на молочнш ochobî з метою повного виключення дисахариду авторами розроблено чотири принципово нових композицш, як1 сп1вставн1 за сухими речовинами та показником SES сахарози: "еритритол+швертний цукор"; "сорб1т+швертний цукор"; "¿зомальт+швертний цукор"; "мальтитол+швертний цукор".
96
Ступшь замши швертного цукру.
Н1Неритритол —й—copdiT |
Рисунок 3. Залежшсть ступеня солодкосп композицш "полшл+швертний цукор" ввд вар1ативност1 складових компонентов
Висновки.
Застосування полюл1в у склад1 морозива на молочнш основ! позитивно впливае на фазовий стан води у готовому продукт!. Поряд з крюпротекторними властивостями, щ багатоатомш спирти одночасно можуть виступати в якост1 цукрозамшниюв, тим самим знижуючи калоршшсть морозива. Для розробки продукта специального призначення, запропоновано 4 ушверсальш копозицп "полюл-швертний цукор", використання яких дозволяе повн1стю виключити сахарозу 3i складу морозива без змши органолептичних характеристик десерту.
Л1тература
1. Flores A. A. Ice Crystal Size Distributions in Dynamically Frozen Model Solutions and Ice Cream as Affected by Stabilizers / A. A. Flores, H. D. Goff // Journal of Dairy Science. - 1999. - Vol. 82, № 7. - P. 1399-1407.
2. Казакова H. В. Сахаридосодержащие продукты [Текст] / H. В. Казакова, A. A. Творогова // МороженщикРоссии. - 2003. - № 1 - С.18.
3. Творогова A. A. Теоретическое и экспериментальное обоснование формирования и стабилизации структуры мороженого [Текст]: автореф. дис. д-ра техн.наук. / A. A. Творогова. - М.:[б.и.], 2006. - 48 с.
4. Полумбрик М. О. Вуглеводи в харчових продуктах i здоров'я людини. - К. : Академперюдика, 2011. - 487 с.
5. Alonso S. Functional replacements for sugars in food / S. Alonso, S.Setser // Trends Food Sci. & echnol. 1994. v. 5, p. 39-46.
6. TTI 31748658-1-2007 до ДСТУ 4733:2007, 4734:2007, 4735:2007. -[Чинна вщ 2008-01-01]. - К. : Асощащя украшських виробник1в «Укра!нське морозиво та заморожен! продукта», 2007. - 100 с.
7. Справочник по производству мороженого / [Оленев Ю. А., Творогова А. А., Казакова Н. В., Соловьева Л. Н.]. - М. : ДеЛи принт, 2004. - 798 с.
Рецензент - д.с.-г.н., професор Цдсарик О.Й.
97
