CC BY
24
УДК 378.1.:331.5.312
Встановлено можлив^ть покра-щення показникiв тноутворен-ня яечно-цукровог сумiшi з вико-ристанням ксампану пи) час приготування букетного натвфа-брикату. Дослиджено, що додаван-ня цього бiополiмеру дозволяв отри-мати дрiбнодисперсну i стшку тну, яка не руйнувться протягом трива-лого часу
ВИВЧЕННЯ ДИСПЕРСНОГО СКЛАДУ ШННО1 СТРУКТУРИ Б1СКВ1ТНОГО Т1СТА У ПРИСУТНОСТ1 М1КРОБНОГО ПОЛ1ЦУКРИДУ КСАМПАНУ
Н.1. Черевична
Старший викладач Кафедра товарознавства та експертизи товарiв* Контактний тел. 51-37-96; 8-066-51-26-319
О.В. Самохвалова
Кандидат техычних наук, доцент Кафедра технологи хлiба, кондитерських, макаронних виробiв i
харчоконцентралв*
В.В. Полевич
Доктор техычних наук, професор Кафедра вищоТ математики* *Хармвський державний унiверситет харчових технолопй вул. Клочкiвська, 333, м.Хармв, УкраТна
За нашого часу в кондитерськш галузi все бiльшого використання набувають харчовi добавки (регулятори консистенцп) завдяки 1х участi у формуванш заданих структурно-механiчних властивостей продуктiв.
Серед них часпше використовують речовини, яю виконують функцii пiноутворювачiв i стабiлiзаторiв, оскiльки значна частина кондитерських мас являють собою пiни.
У перелжу таких добавок важливе мiсце займа-ють харчовi гiдроколоiди рослинного, тваринного та мжробного походження. До останшх належить ксан-тан - мжробний бiополiмер, який отримують про-мисловою ферментацieю в аеробних умовах штаму Xanthomonas campestris pv. campestris. В УкраМ вiн випускаеться пiд торговою маркою «ксампан» [1]. У харчовш промисловостi вiн знаходить використання
як загущувач та драглеутворювач, стабiлiзатор суспен-зiй та емульсiй [2].
Ввдомо застосування ксампану в якостi регулятора структури борошняних кондитерських виробiв, зо-крема, дрiжджового та листкового ткта. Бiополiмер, утворюючи бiлково-полiцукриднi комплекси, сприяе укршленню клейковини пшеничного борошна, зв'язуе в тшп вiльну вологу, що позитивно впливае на структуру пружньо-в'язко-пластичного ткта [3,4].
Особливктю технологи бкквггного тiста е одер-жання збитоi яечно-цукровоi сумiшi та короткочасне замшування з борошном для попередження утворен-ня клейковини. Формування специфiчноi дрiбнопо-ристоi, добре розпушеноi структури бшквиного на-пiвфабрикату вiдбуваеться завдяки високш збитостi яечно-цукровоi маси. У зв'язку з цим, стабШзащя тн-
Hoi структури цього натвфабрикату е передумовою отримання виробiв з бшквиного TicTa високо' якостi.
Метою доcлiджень було вивчення можливост ви-користання мжробного полiцукриду ксампану в яко-cri пiноутворювaчa та cтaбiлiзaторa пшно' системи яечно-цукрово1 cумiшi. Об'ектами доcлiдження були зразки яечно-цукровоi cумiшi з додаванням ксампану в юлькост 0,1...0,5% до маси яець.
Дослщш зразки готували шляхом поеднання яеч-но-цукровоi cумiшi з водним розчином ксампану в певнш кiлькоcтi та ii збиванням протягом 10 хв за частоти оберпв 150 об/хв, а поим 15 хв - за 300 об/хв. Контрольш зразки яечно-цукровоi маси одержували аналопчно, але без додавання ксампану. Для отримання розчину полщукрид розчиняли у водi з температурою 30...40°С, протягом 40 хв i прощджували.
Доcлiджувaли вплив ксампану на показники пшо-утворення яечно-цукровоi маси (пiноутворювaльну здaтнicть, стшюсть та дисперсний склад пiни). Шно-утворювальну здaтнicть та cтiйкicть пши, що утворена яечно-цукровою cумiшшю, визначали загальноприй-нятими методами. Для ощнки ступеню диcперcноcтi пiн використовували метод мжрофотографування, який дозволяе безпосередньо визначати розмiри пу-хирцiв повiтря в mHi i розподiляти '¿х за фракщями. Результати обробляли за допомогою комп'ютерноi програми PhotoM 1.21 для цитофотометрп i табличного процесора EXCEL. Статистичне моделювання проводилось на оcновi пакету прикладних програм MathCad [5].
Пiд час збивання яечно-цукровоi маси вщбуваеть-ся насичення дисперсшного середовища (cумiшi яець i цукру) пухирцями повггря, якi е дисперсною фазою. Важливими чинниками, що зумовлюють яюсть от-римaноi пiни, е пшоутворювальна здaтнicть (ПЗ) та пшостшюсть (ПС) з6ито' яечно-цукровоi cумiшi.
Показано (рис.1.а,б), що позитивний ефект спосте-рiгaетьcя вже за введення ксампану в юлькост 0,1 % до маси яець, при цьому ПЗ тдвищуеться на 11,0 %. Зб^ьшення вмкту гiдроколоiду в яечно-цукровiй су-мiшi до 0,3 % призводить до зростання значення цього показника на 35,7 %. Подальше тдвищення юлькост препарату в cумiшi недощльно.
400
360
320
пз,°/
к — 1ЛЬКктЬ - ксампа — »У, % —
105
пс,/ 0
Юльккть ксампану, % 1 1 1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
а) б)
Рисунок 1. Залежнють шноутворювальноТ здатносп (а)
1 пшостшкосп (б) яечно-цукровоТ сумiшi вщ кiлькостi
ксампану (% до маси яець)
На наш погляд, виникнення ефекту зб^ьшення ПЗ яечно-цукрово! сумiшi в дослiдних зразках можливо пояснити комплексним впливом на цей показник як дп води, яка вноситься з розчином ксампану, так i самого полщукриду. Так, з одного боку, вщомо, що у присут-
носи води ПЗ яечного б^ка збiльшуeться, це знайшло застосування в деяких технолопях виробництва бь сквиу. З iншого боку, напевне, ксампан сприяе тд-вищенню мiцностi та еластичност стiнок повiтряних пухирцiв, у результат чого в системi тд час збивання утримуеться бiльша юльюсть повiтря.
ПС яечно-цукрово! сумiшi в присутноси дослвдно-го полiцукриду також значно збшьшуеться (рис. 3.1б). Введення ксампану вже в юлькоси 0,1% до маси яець призводить до тдвищення ПС на 11,8% порiвняно з такою у контрольного зразка. Зб^ьшення юлькост добавки в системi до 0,2% веде до тдвищення стшко-ст пiни на 17,6%, що дозволяе отримати максимальну величину цього показника. Подальше зростання част-ки препарату не впливае на величину пшостшкосп, яка утримуеться на рiвнi 100%.
Таким чином, для отримання максимального об'е-му i стаб^ьност пши пiд час збивання яечно-цукрово! сумiшi в присутностi ксампану дощльним е його вико-ристання в юлькост 0,2.0,4% до маси яець.
Важливою характеристикою пiни е и дисперснiсть, яка характеризуеться середнiм дiаметром пухирцiв повiтря або розподiлом за розмiрами. У харчових пшах, як правило, розмiри пухирцiв варжються у широкому дiапазонi (вiд мкм до см). Вважаеться, що за однакових умов дрiбнодисперснi пши стiйкiшi за крупнодисперсш [6].
Було дослщжено мiкроструктуру зразкiв пiни, от-римано! збиванням яечно-цукрово! сумiшi з ксампа-ном i без нього, одразу тсля збивання i через 60 хв збер^ання (див.рис.2 а,б).
За результатами цих дослвджень було побудовано штегральш функцii розподiлу пухирцiв повггря зби-то1 яечно-цукрово! сумiшi та розраховано середнiй дiаметр.
З рис. 2 (а) видно, що внесення бiополiмеру в систему, зокрема у юлькосп 0,2...0,3% до маси яець, сприяе отриманню пши з б^ьш рiвномiрною дрiбнопори-стою високодисперсною структурою нiж у контрольного зразка. Важливим е те, що дисперсний склад тн з ксампаном через 60 хв (рис 2 б) практично не змь нюеться, тодi як у контролi видно зб^ьшення частки дисперсiйного середовища, тобто ступшь руйнування пiни з препаратом менше, нiж у контрольному зразку.
Шляхом статистичного моделювання було побудовано штегральш функцп розпод^у пухирщв повiтря в пiнi за дiаметрами (рис 3). З графшв видно, що у зразках з масовою часткою ксампану 0,2 та 0,3% дiа-метр пухирщв не переб^ьшуе 210.230 мкм, тодi як у контрольного зразка максимальний дiаметр складае 340.350 мкм.
За допомогою цих графшв можна також обчислити юльюсть пухирцiв, якi належать певному штервалу розмiрiв. Щоб розрахувати юльюсть пухирщв дрiбних фракцiй розмiрами до 100 мкм, знаходимо F(100), яка дорiвнюе для контролю - 0,47; для зразюв з 0,2% поль цукриду - 0,65; 0,3% - 0,74; 0,4% - 0,46. Виходячи з того, що загальне число вибiрки дорiвнюе 100, юльюсть пухирщв, яю будуть мати дiаметр <100 мкм, складатиме в контролi 47%, а в зразках з юльюстю добавки 0,2; 0,3; 0,4% - 65,0; 74,0 та 46,0% ввдповщно. Доля крупних пухирщв (з розмiром вщ 100 до 200 мкм) становитиме в контролi - 37,0%, а в дослщних зразках з 0,2; 0,3; 0,4% ксампану - 32,0; 21,0 та 36,0% вщповщно.
Рисунок 2. ММкрофотографи збитоТ яечно-цукровоТ сумш пiсля збивання (а) i через 1 год збер^ання (б) х120: I — контроль (без добавки); з ксампаном у ктькосп (до маси меланжу): II - 0,2%; III - 0,3%, IV - 0,4%.
F(d) 1
0.9 0.8 -0.7 0.6 -0.5 0.4 0.3 0.2 -0.1 0
Таким чином, виправлена диспершя, яка враховуе обсяг B^ipra, найменша для зразка з додаванням 0,3% ксампану, тобто ймовipнiсть отримати пухирщ розмь ром до 100 мкм найб^ьша саме для нього. Це свщчить про дpiбнодиспеpснiсть структури цього зразка шни. Пiдтвеpдженням е данi розрахунку середнього дiаме-тру пухиpцiв повiтpя, наведет у таблищ.
Таблиця
Вплив ксампану на дисперсшсть пiни, отриманоТ збиванням яечно-цукровоТ сумiшi
Зразки яечно-цукровоТ сум™ з ксампаном, % до маси яець Середнш дiаметp пухирщв шни Дср, мкм
Шсля збивання
Контроль(без добавки) 137,1
0,2% 94,7
0,3% 83,8
0,4% 136,3
Шсля збер^ання протягом 60 хв
Контроль(без добавки) 227,7
0,2% 144,2
0,3% 142,7
0,4% 151,9
Видно, що дисперсшсть шни за введення препарату в юлькоот 0,2...0,3% до маси яець зменшуеться на 42,4.„53,3 мкм вщповщно. Внесення 0,4% бiополiмеру приводить до попршення отриманого позитивного ефекту, i хоча середнiй дiаметр пухирщв пiни зб^ьшу-еться в цьому зразку, але все ж таки вш дещо менший за такий у контрольного.
На рис. 4. наведено емшричш iнтегральнi функцп розподiлу пухирцiв пiсля зберiгання протягом 60 хв. Видно, що фракцшний склад шни деюлька змiнився в бж пiдвищення кiлькостi пухирцiв пов^ря бiльшого дiаметру.
F(d)
■
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
F(d)
400 450 500 550 600
F(d)
1 -
0,9 -
0,8 -
0,7 -
0,6 -
0,5 -
0,4 -
0,3 -
0,2 -
0,1 -
0 -
/
100 150 200
0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 -0 -
ч
F(d)
1
0,9
50 100 150 200 250 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
d, мкм
в)
г)
300 350 400 450 d,MKM
Рисунок 3. Ытегральш функцп розподту пухирщв пов^ря
збитоТ яечно-цукровоТ сумш з ксампаном: 1 - контроль (без ксампану), 2 - 0,2%, 3 -0,3%, 4 - 0,4%
Рисунок. 4. Емтричш штегральш функцп розподту пухирщв збитоТ яечно-цукровоТ сумш з ксампаном: а) - контроль (без добавки), б)- 0,2%, в) -0,3%, г) - 0,4%
d.MKM
d.MKM
d.MKM
Так, вщсоток пухирщв, що мають розмiр <150 мкм у контролi складае 38%, тодi як у зразюв з 0,2%, 0,3% та 0,4% ксампану - 58, 70 i 50% вщповщно. Вiдмiча-еться змша дисперсностi внаслiдок злиття повiтряних пухирщв усередиш рухливого дисперсiйного середо-вища i дифузii повiтря з дрiбних пор у бiльш великi. За даними табл. 1. дисперсшсть у зразюв з 0,2...0,3% бiополiмеру на 36,7...37,3 мкм нижча за контрольний. Як тдтверджують мiкрофотографii (рис. 2.) стутнь руйнування пiни з добавкою менша у всiх зразках шж у контролю. Дослiдження показали, що найб^ьшою стабiльнiстю та дрiбнодiсперснiстю тни пiсля 60 хв зберiгання володтть зразки з додаванням 0,3% ксам-пану.
Таким чином, тдсумовуючи результати проведе-них експериментiв, можна зробити висновок, що для тдвищення пiноутворювальноi здатност та стаб^ь-ностi яечно-цукровоi тни ращонально використову-вати ксампан у концентращях 0,2...0,4% до маси яець, що дозволяе отримати дрiбнодисперсну i стiйку пiну, яка не руйнуеться протягом тривалого часу, що мае велике технологiчне значення тд час виготовлення бiсквiтного ткта.
Лiтература
1. Микробный полисахарид ксампан // Информационный
лист №064-98, КиевЦНТЭИ, 1998.
2. Грешнов А.Г., Взоров А.Л., Никитков В.А. Пищевые до-
бавки фирмы The NutraSweet Kelko Company (Великобритания) // Пищевая промышленность. - 1997. - № 11.
- с.68.
3. Завадинська О.Ю. Розроблення технологи листкового ri-
ста та оздоблювальних нашвфабрикайв з використанняу мшробного екзополюахариду ксантан: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - К., 1998. - 18с.
4. Самохвалова О.В., Калакура М.М. Влияние микробно-
го полисахарида ксантан на структурно-механические свойства теста и клейковины // Эффективность общественного питания в условиях перестройки: Сб. науч. тр. Киев. торг.-экон. ин-та. - К., 1990. - С.118-122.
5. Дьяконов В.П Компьютерная математика. Теория и прак-
тика. М.: Нолидж. 2001. - 1296 с.
6. Кругляков П.М., Ексерова Д.Р. Пены и пенные пленки.
- М.: Химия, 1990. - 432с.
