CC BY
21
УДК 664.66
Оценка качества жировых продуктов,
используемых при производстве хлебобулочных изделий
В.Я. Черных, д-р техн. наук, профессор, И.Х. Мизова, аспирант Московский государственный университет пищевых производств Ю.А. Султанович, д-р хим. наук, профессор Холдинг «Солнечные продукты»
Производство хлебобулочных изделий стабильно высокого качества с учетом влияния различных технологических факторов - важнейшая задача, стоящая перед хлебопекарной промышленностью. Эту задачу можно решить за счет регулирования хлебопекарных свойств сырья путем применения различных добавок - улучшителей, использования разных видов рецептурных ингредиентов и способов их внесения, а также управления режимами протекания технологических операций процесса производства хлебобулочных изделий.
Для повышения качества хлебобулочных изделий, в рецептуру которых входят жировые продукты, важное значение имеет выбор вида жирового продукта и способа его внесения, так как эти факторы кардинальным образом изменяют реологическое поведение теста после замеса и показатели текстуры готовых изделий после выпечки.
Ключевые слова: хлебобулочные изделия; качество; жировые продукты; пшеничная мука; метод контроля.
Key words: bakery products; quality; fatty products; wheat flour; a quality monitoring.
Использование маргарина при производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта обеспечивает определенные значения коэффициента динамической вязкости, соотношения упругой и пластической деформаций, времени релаксации механических напряжений и других реологических характеристик теста после замеса.
Различные виды маргаринов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52178-2003 по реологическому поведению делятся на твердые, мягкие и жидкие. Твердые марки - это маргарин МТ, МТС, МТК; мягкие-ММ; жидкие - МЖК, МЖП. При приготовлении пшеничного теста на хлебопекарных предприятиях маргарин вносят в тесто в основном в жидком виде или в виде эмульсии, внесение его в пластифицированном состоянии носит пока ограниченный характер.
При замесе теста жировые продукты равномерно распределяются по всему объему месильной емкости, образуя комплексы с белковыми веществами и полисахаридами других рецептурных компонентов. Вследствие этого тесто становится более пластичным с повышенной газоудер-живающей способностью.
При использовании жировых продуктов необходимо обращать внимание на один из оперативных показателей их качества - твердость -способность материала сопротивляться проникновению другого мате-
риала. Определение твердости жировых продуктов проводится на приборе Каминского в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52179-2003 «Маргарины, жиры для кулинарной, кондитерской и хлебопекарной и молочной промышленности».Одна-ко метод определения твердости жировых продуктов на твердомере Каминского не удовлетворяет современным требованиям технохимичес-кого контроля по уровню автоматизации контролируемых параметров.
За рубежом твердость жировых продуктов устанавливают с помощью прибора текстуроанализатора ТА.ХТ.plus (фирма Stable Micro Systems, Англия). Определение твердости маргарина с помощью данного прибора основано на измерении усилия нагружения индентора в виде струны диаметром 0,3 мм при внедрении ее в брусок маргарина (предварительно распакованного) шириной 70 мм, на глубину 25 мм, со скоростью внедрения индентора, равной 0,5 мм/с после начального усилия касания струны, равного 50 г, и определении усилия выемки инден-тора из жирового продукта с такой же скоростью.
Цель настоящего исследования -разработка современного автоматизированного метода контроля реологических характеристик жировых продуктов с использованием прибора «Структурометр СТ-2» (рис. 1).
При отработке метода контроля реологических свойств использовали пять проб маргаринов, предоставленных компанией ООО «УК Солнечные продукты» (ЗАО «Жировой комбинат», г. Саратов).
Полученные пробы маргарина SolPro имели различное содержание твердых триглицеридов (ТТГ, %) и были произведены при различных режимах технологических операций. Показатели качества данных жировых продуктов представлены в табл. 1.
Пробы маргаринов SolPro до начала проведения анализа хранили в холодильной камере при температуре 5±1 0С, после чего вынимали и подвергали анализу. Температура в центре жирового продукта соответствовала 6 0С, так как после завершающего этапа производства жировые продукты на масложировых предприятиях хранят при данной температуре.
При определении твердости материалов обычно задается величина нагружения его пробы с помощью определенного индентора и устанавливается глубина его внедрения. Поэтому на начальном этапе исследований, исходя из твердости предос-
QUALITY AND SAFETY
Таблица 1
Показатели качества жировых продуктов
Показатель Проба
МТ (А1) МТ (А2) МТ (А3) МТ (Б) МТ (В)
Органолептические показатели, балл
внешний вид 3,8 4,4 4,4 4,6 4,7
консистенция 3,9 4,4 4,5 4,5 4,7
Содержание твердых триглицеридов, % при температуре плавления, °С 34,8 35,1 35,3
10 44,4 40,8 42,6
15 34,2 31,4 32,8
20 22,8 20,6 21,6
25 11,5 10,3 10,8
30 6,5 5,6 5,7
35 2,3 1,9 2,0
40 0 0 0,1
Перекисное число, ммоль У2О/кг 0,35 0,37 0,36
Массовая доля жира, % 82,25 82,25 82,25
Массовая доля влаги и летучих веществ, % 17,35 17,35 17,35
Массовая доля соли, % 0,4 0,4 0,4
Кислотность, °С 0,45 0,45 0,45
определяли путем математическом обработки экспоненциальной кривой релаксации механических напряжений (рис. 4), возникающих на цилиндрическом инденторе при его внедрении в пробу при следующем режиме нагружения: усилие касания (Fк = 5 г); скорость внедрения (V = 15 г/с); усилие нагружения (Fн= 400 г); продолжительность стабилизации положения индентора после
тавленных проб маргарина, нами было установлено минимальное значение усилия нагружения пробы с помощью индентора в виде струны, обеспечивающее определенную чувствительность по глубине внедрения его в маргарин с разной твердостью. За такую величину нагружения было принято усилие, равное 400 г.
Далее были проведены исследования твердости жировых продуктов при использовании струны диаметром 0,3 мм, длиной 85 мм и цилиндра диаметром 5 мм при внедрении их со скоростью 0,5 мм/с до конечного усилия нагружения 400 г, а также при постоянной скорости их нагружения 15 г/с. На рис. 2 приведены характерные кривые изменения усилия нагружения на струне в зависимости от режима нагружения.
Чтобы определить, при каком способе нагружения пробы маргарина выше сходимость полученных результатов, рассчитывали дисперсию для пяти повторностей измерения глубины внедрения инденторов струны и цилиндра для проб маргарина «Столовый молочный» Бо!Рго. При задании скорости внедрения струны (0,5 мм/с) дисперсия составила 1,19, а при установлении скорости нагружения (15 г/с) - 3,45.
В результате установлено, что при использовании индентора в виде струны целесообразно задавать скорость внедрения в миллиметрах в секунду (мм/с), а при использовании индентора в виде цилиндра -
скорость нагружения в граммах в секунду (г/с).
За величину, характеризующую твердость жировых продуктов, берется суммарная величина нагруже-ния на струне, отнесенная к ширине исследуемого бруска маргарина.
Как видно из рис. 3, при нагруже-нии проб жировых продуктов со скоростью внедрения 0,5 мм/с показатель величины твердости у второй пробы маргарина «Столовый молочный» Бо!Рго соответствовал максимальному значению, а для пятой пробы - минимальному, что обусловлено различным содержанием твердых триглицеридов в анализируемых пробах жировых продуктов, а также различными режимами протекания технологических операций.
Следующим этапом работы стало исследование процесса релаксации механических напряжений в пробах жировых продуктов. Реологические характеристики жирового продукта
{44,4) (44.4) (44.4) (42,6) (40,3)
Рис. 4. Изменение показателей твердости различных проб жировых продуктов 5о1Рго в зависимости от содержания твердых триглицеридов
его внедрения в тесто до усилия нагружения 400 г (тст =180 с).
Реологические характеристики анализируемых проб маргарина определяли с помощью математической модели, описывающей релаксацию механических напряжений:
Рис. 5. Кривые изменения усилия нагружения на инденторе «Цилиндр» в пробах маргарина SolPro при определении мгновенной и длительной релаксации механических напряжений
К, 100 %
Рис. 6. Определение структурно-механического типа жировых продуктов
Таблица 2 Реологические характеристики маргарина
Характеристика Значения реологических характеристик для пробы маргарина
1 2 3 4
Период длитель- 45,91 31,25 29,59 36,36
ной релаксации
т(т =1/Х2), с
Скорость мгно- 0,574 0,739 0,6922 1,042
венной релакса-
ции напряжений
V с-1
Скорость дли- 0,02178 0,0320 0,0338 0,0275
тельной релакса-
ции напряжений
^ с-1
Средняя скорость 0,298 0,386 0,363 0,535
релаксации
напряжений,
X , с-1
ср'
Доля быстрой 0,600 0,763 0.702 0,787
релаксации
напряжений , К.
Доля длительной 0,306 0,133 0,200 0,147
релаксации
напряжений, К2
Доля остаточного 0,095 0,105 0,097 0,066
напряжения, К3
ârnâx =К, exp (-Х,т1) + К2 exp (~х2т2)
+ К
причем К+К2+К3=1,
где К— доля быстрой релаксации напряжений; К2-доля длительной релаксации напряжений; К— доля остаточного напряжения; X,, X2~ скорость мгновенной и длительной релаксации механических напряжений, с-1; т- текущее время, с.
Время релаксации напряжений определяли как промежуток времени от момента достижения максимального усилия нагружения (400 г) до снижения его на 75 % (100 г). Полученные данные представлены в табл. 2.
При организации контроля реологических характеристик полуфабрикатов или готовых пищевых продуктов возникает необходимость их классификации по структурно-механическому типу. Такую классификацию мы проводили с помощью диаграммы (рис. 6). Описание процесса релаксации механических напряжений исследуемой пробы осуществляли с использованием двух экспонент и одного свободного члена. Если принять исходное механическое напряжение перед протеканием процесса его релаксации за единицу, то результат испытания можно представить в виде точки, находящейся внутри треугольной диаграммы.
На диаграмме К, отражает долю быстрого релаксирующего напряжения, К2 -долю медленно релаксирующего напряжения и К3- долю остаточного напряжения. Цифрами обозначены области диаграммы, определяющие структурно-механический тип материала. Положение точки на диаграмме позволяет отнести исследуемый материал к тому или иному структурно-механическому типу. Так, области 1 и 2 свидетельствуют о высокой пластичности материала, которая характеризуется высокой скоростью релаксации; области 3 и 4- об упругопластических свойствах; области 5 и 6- медленно ре-лаксирующие материалы.
Для исследуемых проб жировых продуктов точки попали в область 1 диаграммы, характеризующую высокую пластичность и высокую скорость релаксации механических напряжений. Точки расположились внутри области определенным образом. Сравнивая местонахождения точек, можно классифицировать данные пробы жировых продуктов по степени их пластичности. Так, для точки, характеризующей свойства первой пробы маргарина, высота по
отношению к стороне К2 К3 наибольшая, как по сравнению с высотами, опущенными на другие основания, так и по сравнению с высотами, проведенными на основание К2К3 из других точек. Это свидетельствует, во-первых, о том, что первая проба относится к пластическим материалам, характеризуемым высокой скоростью релаксации, во-вторых, о том, что среди приведенных проб данная обладает наибольшей пластичностью. С точки зрения пластичности, близкими свойствами обладают пробы маргарина 4 и проба маргарина 2.
Таким образом, на основании проведенных исследований готовой продукции ЗАО «Жировой комбинат» (г. Саратов) разработан многопараметрический метод контроля реологических характеристик жировых продуктов, который предусматривает определение показателя твердости с использованием индентора «Струна» при реализации следующего режима нагружения:
FK~ усилие касания (5 г); V - скорость внедрения (0,5 мм/с); Fmax-максимальное усилие нагружения (400 г);
определение скорости и продолжительности релаксации механических напряжений и его остаточное значение с использованием индентора «Цилиндр» при реализации следующего режима нагружения: FK~ усилие касания (5 г); V - скорость внедрения (15 г/с); Fн - усилие нагружения (400 г); установлен структурно-механический тип маргарина, применявшегося в исследованиях; выявлена корреляционная взаимосвязь между содержанием твердых триглицеридов в маргарине и его твердостью, определяемую разработанным методом, которая может быть использована при отработке режима пластикации того или иного вида маргарина при производстве булочных и сдобных хлебобулочных изделий.
Анализ готовой продукции ЗАО «Жировой комбинат» (г. Саратов) позволил сделать научные выводы при разработке современного, автоматизированного метода контроля реологических характеристик жировых продуктов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Николаев, Л.К. Реологические характеристики жиросодержащих пищевых продуктов/Л.К. Николаев. - Л.: ЛТИХП, 1979.
2. Максимов, А.С. Реология пищевых продуктов/А.С. Максимов, В.Я. Черных. - СПб: ГИОРД, 2006.
