CC BY
47
УДК 663.88; 66.069.85
Свойства различных пенообразователей
в технологии кислородных коктейлей
Н. С. Родионова, д-р техн. наук, проф.; Л. П. Пащенко, д-р техн. наук; Е. А. Климова, асп.
Воронежская государственная технологическая академия
Кислородную пену применяют для профилактики и лечения патологических процессов, сопровождаемых симптомами гипоксии, — быстрой утомляемостью, снижением памяти, ослаблением иммунитета, депрессивным состоянием. Кислородные коктейли широко используют для профилактических и терапевтических целей в учреждениях санаторно-курортного и лечебного профиля. В последнее время широкое распространение получили кислородные бары. В связи с этим становится актуальным направлением исследование процессов формирования кислородной пены с определенными функциональными свойствами. Образование пены обусловлено наличием в растворе поверхностно-активных веществ, характеризующихся асимметрично-полярной структурой молекул, способных концентрироваться
Ключевые слова: кислородный коктейль; сухой белковый полуфабрикат; свойства пены; межфазные слои
на межфазных пограничных слоях, уменьшая поверхностное натяжение жидкости. Образуемые при этом адсорбционы — вязкие и прочные пленки — обеспечивают кратность и прочность пены.
Цель работы — изучение пено-образующей способности различных пенообразователей в процессе производства кислородной пены.
Объекты исследования: сухой белковый полуфабрикат (СБП), смесь для производства кислородных коктейлей с экстрактом шиповника (ЭШ), экстракт солодкового корня (ЭСК).
СПБ вырабатывается из вторичного мясо-костного сырья и представ-
Рис. 1. Влияние концентрации пенообразователя на кратность кислородной пены (дистиллированная вода)
ПИ
НАПИТКИ
5•2009
20
ляет собой гигроскопичный порошок темно-кремового цвета с нейтральными вкусом и запахом.
Средний химический состав СБП характеризуется следующими данными (%): влага — 4,7; азот — 13,6; жир — 3,8; минеральные вещества — 2,7. Общее содержание азотосодержащих веществ достигает 83 %. Среди них на долю белковой фракции приходится 35 %, полипептидной — 62, свободных аминокислот — 3 %. Растворимость в воде практически полная (99 %), активная кислотность 10%-ного раствора равна 6,0.
Характерная особенность СПБ — высокая жиросвязывающая (140250 %) и эмульгирующая способность (65-100 %). Диспергируе-мость белка достигает 92,7 %, стабильность эмульсии — 92,7 %.
Перечисленные функциональные характеристики, наличие всего комплекса незаменимых аминокислот и широкого спектра минеральных солей, метаболически активного кальция и биодоступного железа, а также ряд проведенных экспериментальных исследований [1, 2] свидетельствуют о перспективности применения СПБ в качестве обогатителя и поверхностно-активного вещества.
На основании совместных работ ВНИИМПа и ВНИИ пищевых концентратов и специальной пищевой технологии СПБ рекомендован к использованию при изготовлении различных видов концентратов первых обеденных блюд, а также сухих завтраков, паштетов, соусов и сухих пищевых бульонов [3, 4].
ЭСК характеризуется наличием в химическом составе (%): глюкози-да — глицерризина — до 23; флаво-ноидов — до 8,1; аспарагина — до 4; крахмала — до 30; а также пектиновых веществ, камеди, витамина С (до 30 мг%).
ЭШ содержит: аскорбиновой кислоты (витамин С) 2,46-5,20 %; в-ка-ротина(провитамин А) — 9,74; пектиновых веществ — 14,1; лимонной кислоты — 1,58; общих сахаров — 23,93; инвертных сахаров — 18,56; сахарозы — 5,09; пентозанов — 8,92 %.
Процесс образования кислородной пены осуществляли барботиро-ванием газового потока, обогащенного кислородом, сквозь слой жидкой основы. Для получения кислорода использовали медицинский кисло-
родный концентратор фирмы Atmung LFY-I-5A-W (Германия). Содержание кислорода в газовом потоке составляло 90-95 %. Скорость барботи-рования кислорода изменяли в диапазоне 0,5-5 л/мин. Высота слоя жидкой основы для соков и дистиллированной воды (модельные системы) составляла 4,0-4,5 и 8,0-8,5 см соответственно, температура процесса 6±2 °С.
Сравнительный анализ экспериментальных зависимостей кратности пены от концентрации пенообразователя показал, что СПБ обладает более высокой пенообразующей способностью по сравнению с ЭШ (рис. 1). Максимально достижимая кратность пены для модельных систем составила 2,5; 4; 1,5 при концентрации СБП, ЭСК и ЭШ 0,16, 0,08 и 2,6 % соответственно. Пена на основе ЭСК и СПБ имела мелкоячеистую структуру.
Исследование влияния рН на пено-образующую способность СПБ и ЭСК показало наличие двух экстремумов (в щелочной и кислой среде) для ЭСК. Для СПБ отмечено незначительное возрастание пенообразу-ющей способности в щелочной среде (рис. 2) и постоянное значение этого параметра в интервале рН 4-7.
Исследование пеноустойчиво-сти — способности пены сохранять первоначальный объем во времени — показало, что наибольшей прочностью обладали адсорбционы на основе ЭСК: в течение более 1,5 ч объем пены практически не изменялся. Для СБП зафиксировано сохранение объема пены в течение 90 мин (рис. 3).
Изменение влагосодержания кислородной пены оценивали по времени выделения 50 % жидкой фазы при различных концентрациях пенообразователя. Для кислородной пены на основе ЭСК отмечена наиболее высокая влагосвязывающая способность при концентрации 0,14 % — время обезвоживания составило более 4 мин. Пены водных модельных систем, образованные на основе СБП и ЭШ, выделяли 50 % объема жидкости в течение 1 мин. При этом разрушение столба пены — не более 20 %.
При исследовании процесса пе-нообразования на основе сокосо-держащего сырья (яблочный сок, яблочно-виноградный сок, клубничный сок, ягодный микс, вишневый
рН
— раствор СБП (0,16 %) - раствор ЭСК (0,08 %)
Рис. 2. Влияние рН на кратность кислородной пены
Время, ч — СБП ЭШ
Рис. 3. Изменение высоты столба пены во времени
0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
Концентрация, %
— СБП — ЭСК ЭШ
Рис. 4. Влияние концентрации пенообразователей на кратность пены (ягодный микс)
сок) установлено активирующее влияние его компонентов на процесс формирования межфазных адсорбционных слоев (рис. 4). Максимальная кратность пены (насыщение раствора пенообразователя кислородом) возросла в 2,5 раза по сравнению с модельными системами и была достигнута при меньших концентрациях пенообразователя, что позволяет сделать вывод об активации процесса пенообразования компонентами сокосодержащего сырья.
Таким образом, ЭСК характеризуется более высокими пенообра-зующими свойствами по сравнению с СБП и ЭШ на модельных растворах. При формировании пены на основе сокосодержащего сырья происходит активация процесса образования пленок, разделяющих пузырьки кислорода, выражающаяся в возрастании пенистости. Вероятно, это обусловлено образованием интербиополимерных комплексов на основе белков СПБ и полисахаридов сокосодержащего сырья, что делает перспективным
применение СПБ в технологии приготовления кислородных коктейлей на основе различных соков.
Следующий этап исследований будет направлен на проектирование поликомпонентных функциональных пенообразующих систем на основе сочетания СБП, ЭСК и ЭШ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гельдыш Т. Г. Биохимическое обоснование и разработка технологии продуктов для питания в экстремальных ситуациях: Дис... канд. техн. наук: — Краснодар, 2002.
2. Гельдыш Т. Г. Биохимическое обоснование использования сухого белкового по-луфабриката//Мясная индустрия. 2002. С. 34-36.
3. Файвишевский М. Л., Лисина Т. Н. Новые пищевые продукты с использованием компонентов кости: Обзорная информация. — М.: АгроНИИТЭИММП, 1992.
4. Рогов И.А., Антипова Л.В., Дунченко Н.И. Жеребцов Н.А. Химия пищи. Кн. 1: Белки: структура, функции, роль в питании — М.: Колос, 2000. &
5 • 2009
21
