CC BY
53
ТЕМА НОМЕРА
перспективы развития масложирового комплекса россии
УДК 664.644.3:664.68 DOI 10.24412/0235-2486-2021-4-0039
исследование печенья с модифицированным жировым компонентом
Ю.В. Фролова*, канд. техн. наук; Р.В. Соболев, аспирант; А.А. Кочеткова, д-р техн. наук, профессор ФиЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, москва
Дата поступления в редакцию 21.01.2021 * himic14@mail.ru
Дата принятия в печать 02.04.2021 © Фролова Ю.В., Соболев Р.В., Кочеткова А.А., 2021
Реферат
Исследования олеогелей, или структурированных пищевых масел, в последнее время стали перспективным направлением научных разработок для создания продуктов здорового питания со сниженным содержанием насыщенных и трансизомерных жирных кислот. Твердые жиры, являясь источниками насыщенных и трансизомерных жирных кислот в пищевой продукции, потенциально могут быть заменены на олеогели с сохранением потребительских характеристик. С целью установления перспективности использования олеогелей в качестве альтернативы жирового компонента в печенье были изготовлены модельные партии печенья в лабораторных условиях на базе Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи. В результате проведенных исследований показано, что прямая замена твердого жира в печенье на жидкое пищевое масло приводит к формированию теста с излишней крошливостью и повышенным отделением масляного компонента, что непосредственно отразится на органолептических и структурных характеристиках готового изделия. Установлено, что структурирование жидкого масла и его использование для замены твердого жира приводят к получению сопоставимых характеристик печенья на основе сливочного масла и печенья на основе олеогеля. Проведен дескрипторно-профильный анализ печенья, и выявлены характеристики, влияющие на различие в восприятии образцов на основе сливочного масла и олеогеля. Выявлено, что различия в восприятии между образцами обусловлены выраженностью следующих дескрипторов: сливочный флейвор, жирный флейвор и текстура. На основании полученных результатов можно судить о перспективности использования олеогелей в качестве альтернативы жирового компонента в печенье, однако для практической реализации новой разработки необходимы научные исследования по влиянию потребления олеогелей и содержащих их пищевых продуктов на здоровье человека.
Ключевые слова
олеогели, структурированные пищевые масла, пищевая продукция, печенье, трансизомерные жирные кислоты, пчелиный воск Для цитирования
Фролова Ю.В., Соболев Р.В., Кочеткова А.А. (2021) Исследование печенья с модифицированным жировым компонентом // Пищевая промышленность. 2021. № 4. С. 8-11.
Research of cookies with modified fat component
Yu.V. Frolova*, Candidate of Technical Sciences; R.V. Sobolev, graduate student; A.A. Kochetkova, Doctor of Technical Sciences, Professor Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow
Received: January 21, 2021 * himic14@mail.ru
Accepted: April 2, 2021 © Frolova Yu.V., Sobolev R.V., Kochetkova А.А, 2021
Abstract
Research on oleogels or structured edible oils has recently become a promising area of research for the creation of healthy food products with a reduced content of saturated and trans-isomer fatty acids. Solid fats, being sources of saturated and trans-isomeric fatty acids in food products, can potentially be replaced with oleogels while maintaining consumer characteristics. To establish the prospects of using oleogels as an alternative to the fatty component in cookies, model batches of cookies were made in laboratory conditions at the Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety. As a result of the studies, it was shown that direct replacement of solid fat in cookies with liquid edible oil leads to the formation of dough with excessive crumbliness and increased separation of the oil component, which will directly affect organoleptic and structural characteristics of the product. We have found that structuring the liquid butter and using it to replace solid fat results in comparable characteristics of butter cookies and oleogel cookies. We carried out a descriptor-profile analysis of cookies, during which we identified characteristics that affect the difference in the perception of samples based on butter and oleogel. It was found that the differences in perception between the studied samples are due to the expression of the following descriptors: creamy flavor, fatty flavor, and texture. Based on the results obtained, it is possible to judge the prospects of using oleogels as an alternative to the fat component in biscuits; however, for the practical implementation of new development, scientific research is needed on the effect of consumption of oleogels and food products containing them on human health.
Key words
oleogels, structured edible oils, food products, cookies, trans fatty acids, beeswax
For citation
Frolova Yu.V., SobolevR.V., KochetkovaÂ.Â. (2021) Research of cookies with modified fat component // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2021. No. 4. P. 8-11.
8 4/2021 пищевая промышленность issn 0235-2486
PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF THE FAT-AND-OIL COMPLEX OF RUSSiA
Введение. Печенье - это мучное кондитерское изделие, состоящее из трех основных компонентов (мука, сахар, жир) и добавлений (орехи, цукаты, молоко, изюм, йогуртовый порошок и др.). Конечная текстура теста зависит от соотношения основных компонентов и последовательности их смешения. Жиры и масла, входящие в состав мучных кондитерских изделий, оказывают большое влияние на формирование текстуры, как теста, так и готового изделия [1]. Так, например, при избытке жира в тесте он может образовывать непрерывную фазу [2], что придает готовому печенью мягкую и нежную текстуру [1], тогда как при низких концентрациях жир диспергируется [2], что обеспечивает прочную и твердую структуру печенья [1]. Однако из-за особенностей технологического процесса гидрогенизированные масла содержат в своем составе трансизомерные жирные кислоты, потребление которых негативно сказывается на здоровье [3]. Для сохранения здоровья людей, по мнению экспертов ВОЗ, рекомендуется сократить потребление насыщенных жиров до уровня менее 10 % и трансизомерных жирных кислот - до уровня менее 1 % от общей потребляемой энергии [4]. В связи с этим развитие получили области исследований, направленные на разработку решений по альтернативной замене таких жиров. В настоящее время ведутся исследования по использованию структурированных пищевых масел (олеогелей) в качестве заменителей твердых жиров [5, 6], так как прямая замена твердого жира, например, на жидкое пищевое масло в мучных изделиях приводит к трудности формования и ухудшению качества готового изделия [7]. Согласно литературным данным [8], олео-гелями различного компонентного состава был успешно частично или полностью заменен твердый жир, входящий в состав кондитерских и хлебобулочных изделий. Однако такая замена приводила к изменению органолептических и реологических свойств готовых изделий, что в некоторых случаях негативно отражалось на потребительской оценке [8]. Для структурирования пищевых масел широко рассматриваются воски [9], как правило, имеющие статус пищевых добавок, что связано с их свойствами гелеобразования при низких концентрациях и высокой маслоудерживающей способностью [6]. Такая функциональность обусловлена многокомпонентным составом [10]. Преимуществом пчелиного воска для использования в пищевой промышленности среди всего многообразия восков является то, что, согласно ТР Тс 029/2012, эта пищевая добавка (Е 901) наряду с технологической функцией глазирователя -добавки, наносимой на поверхность пищевого продукта, - разрешена в качестве носителя - пищевой добавки, предназначенной для растворения, разбавления, диспергирования или других физических модификаций различных пищевых компонентов, то есть входящей в состав пищевой системы. В связи с вышесказанным целью данной работы являлось исследование влияния замены твердого жира на олео-гель, состоящий из подсолнечного масла, структурированного пчелиным воском, на текстуру и органолептические показатели готового печенья.
Экспериментальная часть. Использование в технологии кондитерских и хлебобулочных изделий масла (маргарина, шортенинга) обеспечивает желаемые текстурные свойства готовых изделий, тогда как исключение жирового компонента из состава продукта приводит к слипанию частиц клейковины и крахмала, в связи с чем готовый продукт становится твердым и жестким при разжевывании [11]. На основании этого исключение из рецептуры жирового компонента невозможно, так как это приведет к ухудшению потребительских характеристик готовой продукции.
Для оценки возможности использования олеогелей в составе пищевой продукции в лабораторных условиях было выработано печенье с использованием в качестве основы песочного теста на сливочном масле (контроль). Компонентный состав представлен в табл. 1.
Технология получения модельных образцов теста предусматривала постадий-ное смешивание сахара, яиц, сливочного масла и дозированное введение сухих компонентов. При выработке опытных образцов сливочное масло было полностью заменено на олеогель (опыт 1) или растительное масло (опыт 2). При получении олеогеля использовали растительное масло (ГОСТ 1129-2013) и воск пчелиный (ГОСТ 21179-2000). В предварительно нагретое до 80 °С растительное масло вносили расчетное количество пчелиного воска (6 масс.%) и выдерживали смесь при 80 °С и постоянном перемешивании до полного растворения воска в течение 6±1 мин. Свежеприготовленный олеогель охлаждали на ледяной бане и выдерживали в охлажденном состоянии до момента использования.
Изменение свойств текстуры полученных образцов теста оценивали на универсаль-
ной испытательной машине Shimadzu EZ Test SX (Shimadzu, Japan) на сжатие при комнатной температуре. Образцы теста диаметром 40 мм и толщиной 12 мм подвергали сжатию под нагрузкой пластиной диаметром 12 мм. Скорость испытания составляла 5 мм/мин, глубина проникновения в образец - 10 мм. Для характеристики образцов теста регистрировали показатели модуля упругости (Н/мм2) и твердости (Н). обработку данных осуществляли с помощью программного обеспечения Trapezium (Shimadzu, Japan) и пакета программ SPSS Statistics 20. Полученные данные представлены на рис. 1.
согласно полученным данным, образцы теста «опыт 2» характеризовались достоверно (p<0,05) более высокими показателями модуля упругости и твердости. При этом при любом типе деформации отмечалась излишняя крошливость теста, содержащего подсолнечное масло. Использование олеогеля привело к получению песочного теста с характеристиками, аналогичными контролю. стоит отметить, что при деформации образцов «контроль» и «опыт 1» тесто было более пластичным по сравнению с образцом «опыт 2». На основании полученных данных можно сделать вывод, что для замены сливочного масла в составе песочного теста целесообразно использовать олеогели, так как за счет структурирования они способны обеспечивать текстурные показатели, аналогичные сливочному маслу. Высокие показатели твердости образца «опыт 2», скорее всего, связаны с большими потерями масла из теста при любом типе деформации. Отмечалось, что при сжатии из образца «опыт 2» наблюдалось отделение масла, в связи с чем был проведен эксперимент по определению условного отделения количества
Базовая рецептура песочного теста
Таблица 1
Ингредиент Содержание, %
Мука пшеничная, ГОСТ 26574-2017 46,82
Сахар белый, ГОСТ 33222-2015 17,40
Яйцо куриное, ГОСТ 31654-2012 8,0
Масло сливочное (82,5 %), ГОСТ 32261-2013 26,75
Разрыхлитель теста, ГОСТ 32802-2014 1,0
Ароматизатор «ванильно-сливочный», ГОСТ 32049-2013 0,03
70
60 -
ZL ill
р Л1
HI
20
10
3,5
i>5
^ 1 л
m "
0,5
1- Контроль и Опыт 1 • Опыт 2 а
Рис. 1. Реологические характеристики образцов теста: а - модуль упругости, б - твердость
l Контроль . Опыт 1 Опыт 2 б
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАСЛОЖИРОВОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ
ТЕМА НОМЕРА
Контроль
Рис. 2. Потери масла из образцов теста при нагрузке
Рис. 3. Внешний вид: а - классического печенья и б - печенья, содержащего олеогель
Таблица 2
Внешний вид печенья на основе сливочного масла (контроль) и олеогеля (опыт 1)
Показатель Контроль Опыт 1
Форма Плоская, без вмятин, вздутий и повреждения края
Поверхность Гладкая, не подгорелая, без вздутий, нижняя поверхность ровная
Цвет Светло-соломенный, нижняя поверхность светло-коричневого цвета
Вид на изломе Пропеченное печенье с равномерной пористой структурой, без пустот и следов непромеса
Рис. 4. Лепестковая диаграмма средних значений выраженности дескрипторов исследуемых образцов печенья
масла при нагрузке. Образцы теста подвергали сжатию между двух стеклянных пластин, покрытых слоем сорбента для поглощения выделившегося масла при нагрузке 0,5 кг в течение 5 мин. По отношению массы теста до и после нагрузки рассчитывали потери масла. Измерения проводили с точностью до 0,001 г. Полученные данные представлены на рис. 2.
Согласно полученным данным, при нагрузке самые большие потери масла отмечались для образца «опыт 2» и составляли более 25 % в пересчете на содержание жирового компонента в составе теста. Структурирование позволяет снизить потери масла при нагрузке в 1,5 раза. Варьирование концентрации структурообразователя может снизить количество выделившегося масла. В более ранней публикации [12], содержащей результаты изучения маслосвя-зывающей способности (МСС) олеогелей на основе подсолнечного масла и пчелиного воска в зависимости от концентрации структурообразователя, показано, что МСС олеогелей при 5 и 6 масс.% пчелиного воска составляет от 90 до 100 % соответственно. В предварительных исследованиях модельных образцов печенья было установлено, что высокие концентрации пчелиного воска (до 10 масс.%) в составе олеогеля могут привести к появлению воскового флейвора готовых изделий, в связи с чем в последующей работе использовали олеогель с концентрацией структурообразователя, не превышающей 6 масс.%.
Для изготовления печенья использовали два типа теста - «контроль» и «опыт 1» -с целью оценки возможности полной замены жирового компонента на олеогель и сравнения свойств классического печенья с печеньем с модифицированным жировым компонентом.
Перед выпеканием образцы теста охлаждали при температуре 8±2 °С в течение 40 мин. Охлажденное тесто раскатывали толщиной не более 0,5 мм и вырезали печенье в виде «фигурок». Выпекали печенье при температуре 190 °С в течение 10 мин. Внешний вид готового печения и на разломе представлен на рис. 3.
По внешнему виду образцы печенья были идентичными (табл. 2).
Для выявления характеристик, влияющих на восприятие образцов печенья, был проведен дескрипторно-профильный анализ. Составление органолептического профиля осуществляли методом произ-
вольного профилирования в соответствии с ГОСТ ISO 13299-2015. Результаты органолептического анализа представлены в виде лепестковой диаграммы на рис. 4.
Полученные результаты органолептического анализа свидетельствуют о приемлемых потребительских свойствах печенья с модифицированным жировым компонентом по сравнению с контрольным образцом. При этом в работе других исследователей отмечаются аналогичные результаты сенсорного анализа приемлемости продуктов с жировым компонентом в виде олеогеля [13]. В ходе проведенного анализа установлено, что образцы печенья отличаются тремя основными дескрипторами: сливочный флейвор, жирный флейвор и текстура. Отмечено, что образцы печенья отличаются по текстуре, при этом для всех исследуемых видов печенья данный показатель имеет высокое значение, что говорит о его приемлемости.
Для оценки твердости печенья проводили испытания на универсальной испытательной машине Shimadzu EZ Test SX с помощью оснастки конической формы. Проникновение внутрь образцов составляло 6 мм при скорости испытания 5 мм/ мин. Обработку данных осуществляли с помощью программного обеспечения Trapezium и пакета программ SPSS Statistics 20. Полученные данные представлены на рис. 5.
В результате проведенных исследований установлено, что образцы печенья на основе олеогеля статистически достоверно (p<0,05) имеют более твердую текстуру по сравнению с контрольным образцом печенья. Полученные данные согласуются с данными органолептического анализа, где эксперты отмечали отличие образцов по текстуре. Возможно, изменение текстуры связано со снижением пористости печенья, содержащего олеогель [9], что приводит к более твердой текстуре го-
10 4/2021 пищевая промышленность ISSN 0235-2486
PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF THE FAT-AND-OiL COMPLEX OF RUSSiA
тового печенья, при этом отмечается, что печенье с олеогелями, структурированными пчелиным воском, обладает пористостью, близкой к печенью, выпеченному с шорте-нингом, по сравнению с печеньем на основе олеогелей, структурированных другими восками [9].
Заключение. Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод о перспективности использования олеогелей в рецептурах кондитерских изделий для замены традиционного жирового компонента твердой консистенции, а варьирование состава олеогеля позволит изменять жирно-кислотный состав готовой продукции.
Благодарность. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант № 19-16-00113).
ЛИТЕРАТУРА
1. Devi, A. Physicochemical, rheological and functional properties of fats and oils in relation to cookie quality: a review / A. Devi, B.S. Khatkar // Journal of food science and technology. - 2016. -Vol. 53. - No. 10. - P. 3633-3641.
2. Pareyt, B. The role of wheat flour constituents, sugar, and fat in low moisture cereal based products: a review on sugar-snap cookies / В. Pareyt, J.A. Delcour // Critical reviews in food science and nutrition. - 2008. - Vol. 48. -No. 9. - P. 824-839.
3. Hwang, H.S. Oxidation of fish oil oleogels formed by natural waxes in comparison with bulk oil / H.S. Hwang, M. Fhaner, J.K. Winkler-Moser, S.X. Liu // European Journal of Lipid Science and Technology. - 2018. - Vol. 120. - No. 5. -P. 1700378.
4. Кочеткова, А.А. Пищевые олеогели: свойства и перспективы использования / А.А. Кочеткова, В.А. Саркисян, В.М. Коденцова, Ю.В. Фролова [и др.] // Пищевая промышленность. - 2019. - № 8. - С. 30-35.
5. Puscas, A. Oleogels in Food: a review of Current and Potential Applications / A. Puscas, V. Muresan, C. Socaciu, S. Muste // Foods. - 2020. - Vol. 9. - No. 1. - P. 70.
6. Cabrera, S. Oleogels and their contribution in the production of healthier food products: the fats of the future / S. Cabrera, J. Rojas, A. Moreno // Journal of Food and Nutrition Research. - 2020. -Vol. 8. - P. 172-182.
7. Mert, B. Evaluation of highly unsaturated oleogels as shortening replacer in a short dough product / B. Mert, I. Demirkesen // LWT-Food Science and Technology. - 2016. - Vol. 68. -P. 477-484.
8. Фролова, Ю.В. Олеогели как перспективное сырье для кондитерских и хлебобулочных изделий / Ю.В. Фролова, Р.В. Соболев // Пищевые технологии будущего: инновационные идеи, научный поиск, креативные решения: сборник материалов. - М., 2020. - С. 74-78.
9. Amoah, C. Assessing the effectiveness of wax-based sunflower oil oleogels in cakes as a shortening replacer / C. Amoah, J. Lim, S. Jeong, S. Lee // LWT. - 2017. - Vol. 86. - P. 430-437.
10. Doan, C.D. Chemical profiling of the major components in natural waxes to elucidate their role in liquid oil structuring / C.D. Doan, C.M. To, M. De Vrieze, F. Lynen [et al.] // Food Chemistry. -2017. - Vol. 214. - P. 717-725.
11. Ghotra, B.S. Lipid shortening: a review / B.S. Ghotra, S.D. Dyal, S.S. Narine // Food Research International. - 2020. - Vol. 35. - No. 10. -Р. 1015-1048.
12. Соболев, Р.В. Пчелиный воск как струк-турообразователь пищевых олеогелей / Р.В. Соболев, Ю.В. Фролова, В.А. Саркисян // Основы здорового питания и пути профилактики алиментарно-зависимых заболеваний. Материалы II школы молодых ученых. - M., 2019. - С. 103-105.
13. Pehlivanoglu, H. Investigating the usage of unsaturated fatty acid-rich and low-calorie oleogels as a shortening mimetics in cake / H. Pehlivanoglu, G. Ozulku, R.M. Yildirim, M. Demirci [et al.] // Journal of food processing and preservation. - 2018. - Vol. 42. - No. 6. -P. e13621.
REFERENCES
1. Devi A, Khatkar BS. Physicochemical, rheological and functional properties of fats and oils in relation to cookie quality: a review.
Journal of food science and technology. 2016. Vol. 53. No. 10. P. 3633-3641.
2. Pareyt B, Delcour JA. The role of wheat flour constituents, sugar, and fat in low moisture cereal based products: a review on sugar-snap cookies. Critical reviews in food science and nutrition. 2008. Vol. 48. No. 9. P. 824-839.
3. Hwang HS, Fhaner M, Winkler-Moser JK, Liu SX. Oxidation of fish oil oleogels formed by natural waxes in comparison with bulk oil. European Journal of Lipid Science and Technology. 2018. Vol. 120. No. 5. P. 1700378.
4. Kochetkova AA, Sarkisyan VA, Kodentsova VM, Frolova YuV, Sobolev RV. Pischevie oleogeli: svoistva i perspektivy ispol'zovaniya [Food oleogels: properties and prospects of use]. Pischevaya promyshlennost' [Food industry].
2019. No. 8. P. 30-35 (In Russ.).
5. Puscas A, Muresan V, Socaciu C, Muste S. Oleogels in Food: a review of Current and Potential Applications. Foods. 2020. Vol. 9. No. 1. P. 70.
6. Cabrera S, Rojas J, Moreno A. Oleogels and their contribution in the production of healthier food products: The fats of the future. Journal of Food and Nutrition Research. 2020. Vol. 8. P. 172-182.
7. Mert B, Demirkesen I. Evaluation of highly unsaturated oleogels as shortening replacer in a short dough product. LWT-Food Science and Technology. 2016. Vol. 68. P. 477-484.
8. Frolova YuV, Sobolev RV. Oleogeli kak perspektivnoe syr'e dlya konditerskikh i khlebobulochnykh izdeliy [Oleogels as a perspective raw material for confectionery and bakery products]. Pishchevye tekhnologii budushchego: innovatsionnye idei, nauchnyi poisk, kreativnye resheniya: sbornik materialov [Food technologies of the future: innovative ideas, scientific search, creative solutions. Collection of materials]. Moscow, 2020. P. 74-78 (In Russ.).
9. Amoah C, Lim J, Jeong S, Lee S. Assessing the effectiveness of wax-based sunflower oil oleogels in cakes as a shortening replace. LWT.
2017. Vol. 86. P. 430-437.
10. Doan CD, To CM, De Vrieze M, Lynen F, Danthine S, Brown A, Patel AR. Chemical profiling of the major components in natural waxes to elucidate their role in liquid oil structuring. Food Chemistry. 2017. Vol. 214. P. 717-725.
11. Ghotra BS, Dyal SD, Narine SS. Lipid shortening: a review. Food Research International.
2020. Vol. 35. No. 10. P. 1015-1048.
12. Sobolev RV, Frolova YuV, Sarkisyan VA. Pcheliniy vosk kak strukturoobrazovatel' pishchevykh oleogelei [Beeswax as a structurant for food oleogels]. Osnovy zdorovogo pitaniya i puti profilaktiki alimentarno-zavisimykh zabolevanii. Materialy II shkoly molodykh uchenykh [Fundamentals of healthy eating and ways to prevent food-related diseases. Materials of the II school of young scientists.]. Moscow, 2019. P. 103-105 (In Russ.).
13. Pehlivanoglu H, Ozulku G, Yildirim RM, Demirci M, Toker OS, Sagdic O. Investigating the usage of unsaturated fatty acid-rich and low-calorie oleogels as a shortening mimetics in cake. Journal of food processing and preservation.
2018. Vol. 42. No. 6. P. e13621.
Авторы
Фролова Юлия Владимировна, канд. техн. наук, Соболев Роман Владимирович, аспирант, Кочеткова Алла Алексеевна, д-р техн. наук, профессор ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, 109240, Москва, Устьинский пр-д, д. 2/14, himic14@mail.ru, sobolevrv@bk.ru, kochetkova@ion.ru
Authors
Yuliya V. Frolova, Candidate of Technical Sciences,
Roman V. Sobolev, graduate student,
Аlla А. Kochetkova, Doctor of Technical Sciences, Professor
Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety,
2/14, Usfinskiy passage, Moscow, 109240, himic14@mail.ru, sobolevrv@
bk.ru, kochetkova@ion.ru
