CC BY
27
УДК 664.849
МЛ. КУЛ1ГЩ
Херсонський нащональний техшчний ушверситет
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ РЕГУЛЯТОР1В КОНСИСТЕНЦИ НА РЕОЛОГ1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 МОРОЗИВА
В poöomi було до^джено вплив pe^^mopie консистенцИ: крохмалю нативного та мoдифiкoванoгo, ксантановог, гуаровог та KaMedi piжкoвoгo дерева, альгтату наmpiю, пектину на peoлoгiчнi влaсmивoсmi морозива. Встановлено, що при е^валентних кoнцeнmpaцiях кaмeдi створюють бшьш в'язк розчини нiж кpoхмaлi. В peзульmami пopiвняння камедей встановлено, що гуарова камедь сприяе створенню бшьш в'язких poзчинiв морозива. Шд час органолептичног оцтки вiдхилeння вiд стандартного смаку при використант кaмeдi не зафжсовано. Для досягнення в'язкoсmi вершкового морозива при використанш пектину пompiбнa кoнцeнmpaцiя в 3-4 бшьша тж aльгiнamу нampiю та кaмeдi.
Ключoвi слова: морозиво, крохмаль, модифкований крохмаль, камедь, пектин, альгтат натрт, peoлoгiя.
М.Л. КУЛИГИН
Херсонский национальный технический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ КОНСИСТЕНЦИИ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОРОЖЕНОГО
В работе было исследовано влияние регуляторов консистенции: крахмала нативного и модифицированного, ксантановой, гуаровой камеди и камеди рожкового дерева, альгината натрия, пектина на реологические свойства мороженого. Установлено, что при эквивалентных концентрациях камеди создают более вязкие растворы чем крахмалы. В результате сравнения камедей установлено, что гуаровая камедь способствует созданию более вязких растворов мороженого. Во время органолептической оценки отклонения от стандартного вкуса при использовании камеди не зафиксировано. Для достижения вязкости сливочного мороженого при использовании пектина нужна концентрация в 3-4 больше, чем альгината натрия и камеди.
Ключевые слова: мороженое, крахмал, модифицированный крахмал, камедь, пектин, альгинат натрия, реология.
M. KULIGIN
Kherson National Technical University
INVESTIGATION OF THE EFFICIENCY OF CONSISTENCY REGULATORS ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF ICE CREAM
Comparison of the effectiveness using consistency regulators for ice cream native and modified starch, xanthan, guar gums and locust bean gum, sodium alginate, pectin. It is established that at equal concentrations of gum to create a more viscous solutions than starches. As a result of comparison gums found that guar gum contributes to a more highly viscous solutions of ice cream. During organoleptic evaluation of deviations from the standard taste when using gums are not fixed. To achieve the viscosity of ice-cream when you use pectin need concentration is 3-4 more than sodium alginate and gum.
Keywords: ice cream, starch, modified starch, gum, pectin, sodium alginate, rheology.
Постановка проблеми
Яшсть морозива, поряд 3i смаковими властивостями, що залежать ввд сировини, визначаеться структурою i консистенщею. Структура визначаеться головним чином розмiрами кристалiв льоду. Яшсть морозива вважаеться тим краще, чим дрiбнiше i бшьш рiвномiрно розподшеш щ кристали в загальнш май морозива. Тип структури i мехашчш властивосп продукту визначають його консистенцш, яка е одним з важливих показнишв якосп. Консистенщя характеризуе властивють маси речовини в цшому - И твердють, м'яшсть, густоту, тобто сукупшсть реолопчних властивостей. Нормальне морозиво повинне при таненш утворювати рвдину, що нагадуе за консистенщею жирш вершки. При отриманш харчових продукпв з використанням регуляторiв консистенци вщбуваеться змша рiзних властивостей: фiзико-хiмiчних, бюлопчних, органолептичних, структурно -мехашчних та шших. Дана робота присвячена вивченню впливу регуляторiв консистенци на реолопчш властивосп морозива.
Юльшсть регулятор1в консистенцп залежить в1д рецептури морозива та значно вливае як на реолопчш так 1 на органолептичш властивосп морозива [1]. Тому пошук 1 дослщження властивостей композицш регулятор1в консистенцп е актуальною проблемою.
Аналiз останнiх дослщжень i публiкацiй
Роль регулятор1в консистенцп полягае в тому, щоб зв'язати в1льну воду 1 запобтати Н видшенню шд час процесу заморожування, збшьшити в'язшсть готового продукту, що дозволяе зменшити к1льк1сть молочних продукпв у склад1 морозива (молока, сухого молока, вершив).
Створення (конструювання) гелевих харчових систем здшснюеться за допомогою велико! групи харчових шгредаенпв - пдроколощв, як1 додаються в р1дш або тверд1 продукти харчування в процес !х виготовлення для надання бажано! в'язкосп або консистенцп.
Крохмаль 1 його модифжацп (Е1401-1451) в р1зних формах е одними з найбшьш поширених регулятор1в консистенцп харчових продукпв. Реолопчш властивосп !ш на основ1 крохмальвмюних продукпв включають в себе основш властивосп гелю - ввдсутшсть плинносп 1 «мехашчно!» мщносп (текстури). Модиф1кац1я текстури 1 в'язкосп харчових продукпв зм1нюе !х органолептичш властивосп 1 тому пдроколовдш компоненти використовуються в якосп найважливших харчових добавок.
Камед1 представляють собою розчинш у вод1 або набухаюч1 в нш пол1мери моносахарид1в -глюкози, галактози, арабшози, рамнози, уронових кислот.
Камедь гуара Е-412 - речовина, що використовуеться в харчовш промисловосп як стабшзатор-загущувач або речовина-структуратор - надае воднш фаз1 в'язку довгу текстуру. Камедь гуара е економ1чно випдним стабшзатором, - швидко гвдратуеться в холоднш вод1 1 створюе в'язкий псевдопластичний розчин з низькою мщшстю на розрив. Камедь гуара б1льш розчинна, шж камедь р1жкового дерева, 1 в пор1внянш з нею - кращий емульгатор. При цьому камедь гуара проявляе досить хорошу стшшсть в процесах заморожування-вщгавання. У поеднанш з камеддю ксантану проявляе синерпзм.
Камедь р1жкового дерева Е410 - стабшзатор, що застосовуеться в харчовш промисловосп. Збер1гае 1 передае смак р1зних аромапв в продуктах харчування. За х1м1чною будовою камедь р1жкового дерева схожа з камеддю гуара. Це пол1мер, що складаеться з неюнних молекул, яш представлен! в вид Е-2000 залишк1в простих 1 складних моносахарид1в. Вона не розчиняеться в холоднш вод1, тому розчинення повинно вшбуватися в процеа нагр1вання. При охолодженш упов1льнюе утворення кристал1в льоду, створюючи структурований гель.
Ксантанова камедь Е415 е мжробюлопчними пол1мером. Застосовуеться як стабшзатор при виготовленш морозива. Головним чином камедь ксантану, в якосп харчово! добавки, застосовуеться не як желюючий агент, а в якосп речовини, що контролюе в'язшсть розчину 1 реологш. Камедь не дуже добре пдратуеться, але надае розчину стшку в'язк1сть. Уже при низькш концентраци камед1 ксантану розчини надзвичайно в'язки. Псевдопластичш ршини камед1 ксантану майже не залежать в1д концентрацп 1 град1ента зсуву. Найбшьш важлива як1сть камед1 ксантану - це висока мщшсть на розрив одночасно з великою розтяжшстю. Кр1м того, камедь легко зм1шуеться 1 поглинаеться шшими речовинами, утворюючи стаб1льш суспензп 1 термозворотш м'як1 еластичш гел1, наприклад, з камеддю р1жкового дерева. Розчини камед1 ксантану високо псевдопластичш ршини. При збшьшенш зсувного зусилля р1зко знижуеться в'язк1сть. П1сля зняття зусилля початкова в'язк1сть вшновлюеться майже миттево. В'язшсть розчишв камед1 ксантану нечутлива щодо температурних змш нижче температури склування. [3-5].
Формулювання мети досл1дження
Мета дослщження - визначення впливу регулятор1в консистенцп на реолопчш властивосп морозива.
Необхщно дослшити вплив регулятор1в консистенцп: нативного картопляного крохмалю, модиф1кованого крохмалю, камед1 р1жкового дерева, ксантаново! камед1, гуарово! камед1, альпнату натрш, пектшу на реолопчш властивосп морозива при р1зних концентращях.
Викладення основного матерiалу дослiдження
Основними параметрами, що контролювались при виконанш дослщження були: в'язк1сть маси морозива, твердють морозива, органолептичш властивосп морозива.
Для оцшки та пор1вняння впливу на реолопчш властивосп морозива обраних регулятор1в консистенцп потр1бна еталонна характеристика вершкового морозива. Тому, на першому етат роботи було дослщжено (рис. 1) реолопчш властивосп вершкового морозива, що було виготовлено за наступною рецептурою: молоко 48%, вершки 34%, сухе молоко 4,8%, цукор 11%.
Для оцшки змшених структурно -мехашчних властивостей проводилися дослщження на ротацшному в1скозиметр1. Залежносп напруги зсуву вщ швидкосп деформаци дослщжуваних гелеобразних розчишв заквасок вим1рювали на в1скозиметр1 «Реотест-2» за вщомими методиками зг1дно з шструкщею на прилад.
Щд час дослщження реолопчних властивостей вершкового морозива встановлено, що маса морозива не е ньютошвською родиною - в'язк1сть зм1нюеться в залежносп в1д швидкосп току рщини. По характеру залежносп в'язкосп в1д швидкосп зсуву масу морозива можна вщнести до тиксотропно! рвдини, яка характеризуемся зниженням в'язкосп з1 зростанням напруги зсуву.
На першому еташ роботи було дослвджено вплив картопляного та модифжованого крохмал1в на реолопчш властивосп морозива (рис. 1).
2,2 1,7
^ 1,2 й
^ 0,7 н
1 0,2 ® -0,3 -0,8 -1,3 -1,8 -2,3
-
1 %
; А ^ а
I \ XV а V
;
_ 1 1 1 1 1 1
;
: - ж
; X
;
—в— без добавок —о— нативний 1,3% д нативний 2,7%
— х— модифкований 1,3%
— ж— модифкований 2,7% —о— модифкований 4%
0
6 7
8
1 2 3 4 5 Швидюсть зсуву, 1п у
Рис. 1. Залежшсть в'язкосп вiд швидкосп зсуву, поршняти ди крохмалiв
Анал1з отриманих даних сввдчить, що в'язшсть маси пропорцшно зростае з1 збшьшенням концентрацп як нативного, так 1 модифкованого крохмалю. Пвд час дослщв вим1рювалась твердють маси тсля заморожування. Встановлено, що додання до рецептури в якосп регулятору консистенци крохмал1в не впливае на твердють заморожено! маси, значення яко! коливалось в межах похибки дослщу та складало 3-4 мм. Також кожна рецептура ощнювалась органолептично на наявнють вщхилення в1д стандартного смаку (наявшсть присмаку). Встановлено, що крохмал1 не вносять чутливого присмаку до готового продукту.
В якосп регулятора консистенци для морозива часто використовують камедь. Тому наступним етапом роботи було дослщження камед1 трьох титв: гуарово!, ксантаново! та камед1 р1жкового дерева (рис. 2).
'2
сч И
-
-
-
-
- 1 Взь.1 1
- -о
-
■ вершове морозиво
■ камедь гуарова 0,13%
- ксантанова камедь 0,13% ■камедь рожкового дерева 0,13%
■ камедь гуарова 0,27% камедь ксантанова 0,27% камедь рожкового дерева 0,27%
1
6
7
8
2 3 4 5 Швидюсть зсуву, 1п у
Рис. 2. Пор1вмяммя реолопчних властивостей морозива з доданням камедi
4
3
2
1
Встановлено, що при екшвалентних концентращях камедi створюють бiльш в'язш розчини, н1ж крохмалi. В результат порiвняння камедей встановлено, що гуарова камедь сприяе створенню бiльш в'язких розчинiв морозива. П1д час органолептично! оцiнки вiдхилення вiд стандартного смаку при використанш камедi не зафжсовано.
На наступному етапi роботи було дослвджено в якостi регулятора консистенцп желатин та його вплив на реолопчш властивостi вершкового морозива (рис. 3), що було виготовлено за наступною рецептурою: молоко 48% (35 г), вершки 34% (25 г), сухе молоко 4,8% (3,5 г), цукор - 9,5% (8 г), камедь ксантанова 0,27% (0,2 г), желатин 0,7% та 0,15% (0,5 та 1 г).
3
■ вершове морозиво
■ м.48%, в.34%, с.м. 4.8%, ц.9,5%, к.к.0,27%, ж.0,7%
■м.48%, в.34%, с.м. 4.8%, ц.9,5%, к.к.0,27%, ж.0,15%
■вода.47%, с.м. 41%, ц.9,5%, к.к.0,12%, ж.0,6%
0
1
6
7
8
2 3 4 5 Швидксть зсуву, 1п у
Рис. 3. Поршнинни реологiчних властивостей морозива з доданням желатину: м - молоко, в -вершки, с.м. - сухе молоко, к.к. - камедь ксантанова, ц - цукор, ж - желатин
Не дивлячись на те, що желатин не вщноситься до речовин, що регулюють консистенцш продукпв i належить до речовин-желеутворювачiв, встановлено, що желатин значно впливае на в'язшсть морозива пропорцiйно концентрацп в рецептi. Органолептична оцiнка морозива з використанням желатину показала, що при концентрацп 0,7% в смаку з'являеться явно ввдчутний желейний присмак. Крiм того, желатин негативно впливае на твердеть готового продукту, яка зменшуеться пропорцiйно концентрацп желатину у морозив^ Додавання желатину у рецепт, навиъ у мiнiмальнiй концентрацп 0,7% приводило до зв'язування вшно! вологи та повно! вiдсутностi кристалiв тд час органолептично! оцiнки готового продукту.
В робот було дослiджено альпнат натрш в якостi регулятору консистенцп (рис. 4).
3
■ вершове морозиво
■м.58%, с.м. 8,6%, ц. 13%, а.н.0,15%
■м.58%, с.м. 8,6%, ц. 13%, а.н.0,3%
0
1
7
8
2 3 4 5 6 Швидкють зсуву, 1п у
Рис. 4. Поршнинни реологiчних властивостей морозива з доданням альгiнату натрiю: м. - молоко, с.м. - сухе молоко, ц. - цукор, а.н. - альгшат натрш
Встановлено, що альпнат натрш, як крохмалi та камедi значно впливае на в'язк1сть морозива пропорцшно концентраци в рецептi. Органолептична оцшка морозива з використанням альгiнату натрш показала, що в смаку готового продукту стороншх присмашв не ввдчуваеться.
Також було дослiджено пектин в якосп регулятора консистенци морозива (рис. 5).
4
■ вершове морозиво
■ м.74%, с.м.9,3%, ц.14%, п.0,7%
■ м.74%, с.м.9,3%, ц.14%, п.1,1%
■ м.74%, с.м.9,3%, ц.14%, п.0,2%
л н о
■53
СО
m
012345678 Швидюсть зсуву, 1п у
Рис. 5. Реолопчш властивостi морозива при рiзних концентращях пектину, де: м. - молоко, с.м. -
сухе молоко, ц. - цукор, п. - пектин
Встановлено, що збшьшення концентраци пектину приводе до зростання в'язкосп маси морозива, для досягнення в'язкосп вершкового морозива потр1бна концентращя пектину в 3-4 бшьша, шж альпнату натрш, камед1 та крохмалю.
Висновки
В робоп було дослщжено вплив регулятор1в консистенци: камед1 трьох вид1в, крохмалю нативного та модифжованого, альпнату натрш, пектину на реолопчш властивосп морозива. Встановлено, що при однаковш концентраци максимальну в'язк1сть продукту можливо отримати при використанш гуарово! камедь
1.
2.
3.
4.
5.
Список використаноТ лiтератури
Технология продукции общественного питания. Т.1. Физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработке [под ред. А.С. Ратушного]. -М: Мир, 2003. - 351с.
Чадеева И.В. Выпечка по ГОСТ / Чадеева И.В. // Москва: Издательство Астрель. - 2011. - С.253. Деркач С.Р. Реология пищевых эмульсий / С.Р. Деркач, К.В. Зотова // Вестник МГТУ. - 2012. -Т.15, №1. - С.84-95.
Кузнецов О.А. Реология пищевых масс / О.А. Кузнецов, Е.В. Волошин, Р.Ф. Сагитов. -Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 106 с.
Падохин В.А. Физико-механические свойства сырья и пищевых продуктов / В.А. Падохин, Н.Р. Кокина. - Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т., Институт химии растворов РАН, 2007. - 128 с.
