Geum.ru

Разработка рецептур и технологий мучных кондитерских изделий функционального назначения

Вид материалаАвтореферат

Содержание


Научный руководитель
Нечаев Алексей Петрович
Официальные оппоненты
Тырсин Юрий Александрович
Защита состоится
Ученый секретарь
Цель и задачи работы.
Научная новизна.
Практическая значимость работы.
Апробация работы.
Объем и структура диссертации.
Содержание работы
Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследований
2.2. Методы исследований
3.1. Анализ рецептур мучных кондитерских изделий
X – содержание одного из 4-х основных видов сырья (% масс. по сухому веществу) для единичной рецептуры; А, В
3.2. Разработка купажированных жиров для 5 видов МКИ
3.3. Исследование влияния замены жирового сырья на реологические свойства теста различных групп мучных кондитерских изделий
3.4. Выбор пищевых эмульгаторов, вносимых в состав жирового продукта
...
Полное содержание
Подобный материал:
  1   2


На правах рукописи


КОВАЛЕНОК АЛЕКСЕЙ ВИКТОРОВИЧ


РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИЙ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения

и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,

плодовоовощной продукции и виноградарства


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Москва – 2006


Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»


Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР,

доктор технических наук, профессор
Нечаев Алексей Петрович













Официальные оппоненты:



доктор технических наук, профессор
Васькина Валентина Андреевна

доктор технических наук, профессор
Тырсин Юрий Александрович


Ведущая организация:

Государственное учреждение Научно-исследовательский институт кондитерской промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук (ГУ НИИ кондитерской промышленности РАСХН).


Защита состоится «____»___________ 2006 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.148.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд.___, корп. А.

Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП


Автореферат разослан « 24 » ноября 2006 г.




Ученый секретарь


диссертационного совета, к.т.н. Подольская М. В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы с изменением условий жизни и труда произошло снижение потребности организма человека в энергии, следовательно, и в объеме потребляемой пищи, при постоянной физиологической потребности в микронутриентах. Использование в рационе продуктов с пониженным содержанием незаменимых факторов питания приводит к дефициту микронутриентов и невозможности полного удовлетворения физиологической потребности в них.

Исследования, проведенные в последние годы, показали, что у отдельных групп населения России имеются нарушения в питании, связанные, в том числе, с содержанием и соотношением основных питательных веществ и биологически активных компонентов: витаминов, эссенциальных жирных кислот и т.д., поэтому особенностью современного этапа развития пищевой промышленности является разработка качественно новых продуктов питания, дополнительно обогащенных физиологически функциональными ингредиентами, максимально соответствующих потребностям организма человека.

В соответствии с ключевыми положениями Концепции Государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации, исследования ученых направлены на создание продуктов питания повышенной пищевой ценности и функционального назначения.

Научной базой создания функциональных продуктов питания явились фундаментальные работы Покровского А.А., Аксеновой Л.М., Васькиной В.А., Дубцова Г.Г., Дубцовой Г.Н, Колпаковой В.В., Кочетковой А.А., Магомедова Г.О., Матвеевой И.В., Нечаева А.П., Тырсина Ю.А., Поландовой Р.Д., Пучковой Л.И., Савенковой Т.В., Спиричева В.Б., Скобельской З.Г., Цыгановой Т.Б., Шатнюк Л.Н., Шендерова Б.А. и других ученых. Серьезный вклад в решение этой проблемы внесли Brummer E., Lindhauer M., Richardson D. Sloan E. и другие зарубежные ученые.

Перспективным объектом для формирования ассортимента продуктов с функциональными свойствами является группа мучных кондитерских изделий (далее по тексту МКИ), так как они являются ежедневным компонентом пищевого рациона за счет сложившихся традиций в структуре питания населения России.

С целью повышения пищевой ценности готовых изделий этой группы перспективным и обоснованным является модификация жирового сырья, т.е. создание целевых жировых продуктов для производства МКИ, с оптимальным составом полиненасыщенных жирных кислот (далее по тексту ПНЖК), содержащих комплексы каротиноидов и токоферолов, а также лецитин в качестве функциональных ингредиентов. Создание на основе разработанных жировых продуктов функциональных МКИ будет в определенной мере способствовать коррекции питания и снижению микронутриентного дефицита, улучшения здоровья потребителей и профилактике алиментарно-зависимых заболеваний.

Проблематика работы совпадает с приоритетными научными направлениями - созданием новых пищевых продуктов с функциональными свойствами, что говорит об актуальности темы работы.

Цель и задачи работы. Целью работы являлась разработка технологий и научно-обоснованных рецептур для 5 видов МКИ функционального назначения с оптимальным соотношением ПНЖК групп -6/-3, содержащих жирорастворимые витамины и антиоксиданты.

Для реализации цели исследования нами решались следующие задачи, (рис. 1):
  • обоснование и выбор 5 групп МКИ в качестве объекта обогащения функциональными ингредиентами, а именно: затяжное, сахарное, сдобное печенье, крекер и пряники; обоснование базовых рецептур отдельно для каждой из 5 групп МКИ с учетом сорта муки;
  • обоснование и выбор исходного жирового сырья в качестве источника ПНЖК, разработка купажированных жировых смесей с оптимальным соотношением ПНЖК;
  • исследование влияния купажированной жировой смеси на реологические свойства теста и качество готовых изделий;
  • обоснование и выбор эмульгаторов в составе купажированной смеси отдельно для каждой группы МКИ;
  • обоснование и выбор функциональных ингредиентов, в том числе комплексов каротиноидов и токоферолов, для обогащения МКИ с сохранением их потребительских свойств;
  • исследование окислительной стойкости купажированных жировых продуктов;
  • оптимизация технологии получения купажированных жировых продуктов для 5 видов МКИ: разработка способа введения функциональных ингредиентов, комплексов каротиноидов и токоферолов, а также эмульгаторов, в жировой продукт;
  • разработка методики сенсорной оценки 5 групп МКИ с применением профильных диаграмм;
  • исследование МКИ с купажированными жировыми продуктами в процессе хранения;
  • апробирование в промышленных условиях результатов экспериментальных исследований;
  • расчет пищевой и энергетической ценности 5 групп МКИ функционального назначения;
  • разработка НТД на мучные кондитерские изделия с оптимальным соотношением ПНЖК, содержащие витамин Е и β-каротин;
  • оценка экономической эффективности предлагаемых технологий МКИ функционального назначения.


Научная новизна. Научно обоснованы и разработаны технологии 5 групп МКИ функционального назначения.

Теоретически обосновано и практически реализовано создание целевых жировых продуктов для массовых видов 5 групп МКИ с целью формирования функциональных свойств готовых изделий.

Научно обоснована целесообразность и эффективность разработки функциональных МКИ на основе модификации жирового сырья, что позволяет увеличить число единовременно вносимых в рецептуру физиологически функциональных ингредиентов.

Впервые предложен подход к разработке купажированного жирового продукта c оптимальным соотношением ПНЖК для функциональных МКИ, исходя из компонентного состава, реологических и сенсорных свойств готовых изделий.

Обоснована эффективность и целесообразность выбора пальмового и рапсового масел в качестве исходного жирового сырья для МКИ на основании их жирнокислотного состава.

Научно обосновано применение в составе купажированного жира для МКИ комплексов токоферолов и каротиноидов, обеспечивающих поступление необходимых функциональных ингредиентов в организм человека, а также обладающих антиоксидантивными свойствами.

Установлено влияние полученного жирового продукта на реологические свойства теста, в результате чего обоснована целесообразность и эффективность применения в его составе пищевых эмульгаторов (стандартного негидролизованного лецитина, моноглицеридов дистиллированных, моноглицеридов лимоннокислых), а также их сочетаний с учетом синергетического эффекта. Предложена зависимость для расчета оптимальной дозировки эмульгатора с учетом желаемых реологических свойств теста.

Установлено положительное влияние купажированных жировых продуктов на показатели качества готовых изделий в процессе хранения.

Впервые предложен новый метод сенсорной оценки, а также метод построения сенсорного профиля для 5 групп МКИ.

Впервые созданы мучные кондитерские изделия, потребление которых способствует коррекции ежедневного рациона по содержанию ПНЖК с оптимальным соотношением групп -6/-3, витамина Е и β-каротина.

Практическая значимость работы.
  • Разработаны жировые продукты целевого назначения для 5 групп МКИ, с улучшенным составом ПНЖК, содержащие комплексы токоферолов и каротиноидов, эмульгаторы и лецитин, разработаны технологические приемы, обеспечивающие обогащение купажированных жировых продуктов витаминами и антиоксидантами;
  • Обоснована целесообразность и экспериментально реализована возможность внедрения разработанного жирового продукта для производства массовых сортов 5 групп МКИ, без изменения существующей на предприятиях технологии их производства;
  • На основе целевых жировых продуктов разработаны 5 видов МКИ функционального назначения, предназначенные для массового производства и пользующиеся популярностью у населения. Потребление таких изделий поможет сбалансировать рацион населения по содержанию потреблению ПНЖК, β-каротина, витамина Е;
  • Экспериментально установлено положительное влияние купажированных жировых продуктов на физико-химические показатели качества 5 групп МКИ в процессе хранения в сравнении с изделиями, произведенными на маргарине, что позволяет прогнозировать увеличение сроков годности МКИ функционального назначения;
  • Разработано 2 проекта НД на новые виды мучных кондитерских изделий, коммерциализация которых будет способствовать более полной обеспеченности населения России необходимыми микронутриентами.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на III и IV международных выставках - конференциях «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, 2005, 2006), I, II и IV международных конференциях «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004, 2005, 2006), II международной научно-практический конференции «Молодые ученые пищевых и перерабатывающих отраслей АПК» (Москва, 2004г).

Разработки экспонировались на выставке IV международной конференции «Высокоэффективные пищевые технологии: методы и средства для их реализации» (за разработку способа производства мучных кондитерских изделий функционального назначения получен диплом).

Технологии и 2 рецептуры (сахарное и затяжное печенье) мучных кондитерских изделий функционального назначения прошли проверку в условиях производства ОАО «Брянконфи», что подтверждается актами производственных испытаний.

Публикации. Результаты выполненных исследований изложены в 10 публикациях, в том числе в журналах «Кондитерское производство», «Кондитерское и хлебопекарное производство».

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа включает: введение, обзор литературы, описание объектов и методов исследования, экспериментальную часть, выводы, список использованных источников и приложения. Основное содержание работы изложено на 170 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 50 рисунков. Список литературы включает 190 источников российских и зарубежных авторов.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научно-практическое значение и определены основные направления исследований.




Рис. 1. Схема основных этапов работы (* - моноглицериды дистиллированные марки М2; **моноглицериды лимоннокислые;

*** - лецитин негидролизованный;**** - рекомендуемый уровень потребления)


Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Проведен анализ рынка кондитерских изделий, подробно рассмотрен сегмент рынка МКИ, в результате чего обоснован выбор 5 видов МКИ в качестве базовых при создании ассортимента функциональных кондитерских изделий. Проведен патентный поиск, обзор и анализ литературы по современному состоянию и перспективам создания функциональных МКИ. Обобщены сведения о структуре и физиологических свойствах ПНЖК, витаминов А, Е. Обобщены данные научной литературы о требованиях к жировым продуктам для здорового питания. Рассмотрены аспекты использования пищевых эмульгаторов, в том числе лецитина, в МКИ, их влияние на реологические свойства полуфабриката – теста, и показатели качества готовых изделий. Проведен патентный поиск, обзор и анализ литературы по современному состоянию и перспективам создания целевых жировых продуктов для МКИ. Описаны методы и приемы сенсорной оценки готовых изделий и отбора испытателей. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования при выполнении диссертационной работы проводили в лабораториях кафедр «Органическая химия», «Технология хлебопекарного и макаронного производств», «Сопротивление материалов и прикладная механика» ГОУ ВПО МГУПП, в лабораториях ГУ НИИ Питания РАМН, лаборатории ОТК ООО «Скорпио-Аромат», в лаборатории НП Центр инноваций и развития – «Здоровый продукт».


2.1. Объекты исследований

В работе использованы 2 образца рафинированных растительных масел: подсолнечное «Слобода», рапсовое «Идеал»; 1 образец твердых рафинированных растительных жиров «FG Palm Oil»: пальмовое масло АР36/39; маргарин «Молочный» ОАО «Нижегородский масложировой комбинат». В качестве физиологически функциональных ингредиентов применяли витаминные комплексы «Cognis»: комплекс токоферолов (α-, β-, γ-, δ-токоферолы) «Covi-ox T70», комплекс каротиноидов (α-, β-каротин, лютеин, криптоксантин, зеаксантин) «Betatene 4%». В качестве эмульгаторов использовали пищевые эмульгаторы ОАО «Нижегородский масложировой комбинат»: моноглицериды дистиллированные насыщенные марки М-2; моноглицериды лимоннокислые МГ-ЛК; растительные фосфолипиды ООО «Протеин плюс»: «Штернцитин Ф-10». В работе использовали 6 видов ароматизаторов ООО «Скорпио-Аромат»: «Молоко 2430», «Масло сливочное 2422», «Масло сливочное 2422», «Ваниль 1146», «Топленое молоко 3309», «Мед 2301». Все сырье, применяемое в исследованиях, отвечало требованиям соответствующих ГОСТ и других нормативных документов.


2.2. Методы исследований

Исследования выполнены с использованием общепринятых и специальных физико-химических, инструментальных и органолептических методов, обеспечивающих выполнение поставленных задач.

Состав жирных кислот изучали методом капиллярной газовой хроматографии по ГОСТ 30418-96 на приборе MEGA 5600 фирмы «Karlo Erba» с использованием кварцевой колонки длиной 25 м, заполненной Silar-10C при температуре 175оС, количественное определение отдельных кислот проводили методом внутренней нормализации; исследование устойчивости масел к окислению проводили в соответствии с ГОСТ Р 51481-99 (ИСО 6886-96); изучение реологических свойств теста для мучных кондитерских изделий проводили на приборе «Структурометр СТ-1»; для изучения влияния технологических параметров и используемых рецептурных ингредиентов на качество мучных кондитерских изделий проводили лабораторные и производственные выпечки по стандартным методикам, готовые изделия анализировали через 16-18 часов после выпечки по органолептическим и физико-химическим показателям; органолептические исследования проводили с использованием балльной оценки качества, а также специально разработанной методики, на основе описательного и профильного методов оценки качества готовых изделий; органолептические показатели масел определяли по стандартным методикам.

Обработку экспериментальных данных проводили с использованием стандартной программы Microsoft Excel для Windows XP.


Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЖИРОВОГО ПРОДУКТА ДЛЯ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

3.1. Анализ рецептур мучных кондитерских изделий

Для выявления взаимосвязей между компонентами в рецептурах 5 видов МКИ был проведен анализ рецептур, включенных в рецептурные сборники.

На основе метода, предложенного Маршалкиным Г. А, Васькиной В. А, для упрощения расчетов приняли состав каждой из 5 групп МКИ состоящим из 4 видов основного сырья: муки, сахара, жира и рецептурных добавок (фруктово-ягодные пюре, красители, ароматизаторы, пряности). Все другие виды сырья, входящие в рецептуры, были распределены по сухим веществам на 4 основные вида.

В результате расчетов основных ингредиентов построены графические зависимости, отдельно для рецептур из муки высшего и первого сорта (на примере затяжного печенья из муки высшего сорта), отражающие соотношение 4 основных видов сырья по видам МКИ, рис.2. Аналогично были построены зависимости для сахарного, сдобного печенья, крекеров и пряников.



Рис. 2. Содержание основных компонентов в рецептурах затяжного печенья из муки высшего сорта


Установлено, что среднее количество каждого из 4 основных видов сырья для всей совокупности рецептур 5 видов МКИ можно выразить линейной зависимостью вида:

Y = A*X + B, (1)

где Y – среднее содержание каждого из 4-х основных видов сырья (% масс. по сухому веществу) для общей совокупности рецептур;

X – содержание одного из 4-х основных видов сырья (% масс. по сухому веществу) для единичной рецептуры;

А, В – коэффициенты уравнения регрессии.

В результате статистической обработки были найдены коэффициенты уравнения регрессии для каждого из 4 видов сырья в рецептурах, табл. 1.

Таблица 1 - Значения коэффициентов в уравнении регрессии для затяжного печенья

вид изделия
затяжное печенье

сорт муки
первый сорт
высший сорт

вид сырья в рецептуре
значения коэффициентов уравнения

А
В
Y
А
В
Y

мука
-0,28
70,16
69,88
-0,17
70,01
69,84

сахар
0,52
15,32
15,83
-0,62
21,5
20,88

жир
-0,02
9,56
9,53
0,52
5,77
6,28

рецептурные добавки
-0,22
4,96
4,75
0,27
2,73
2,99


По найденным средним значениям, табл. 1, были выбраны 2 рецептуры для муки высшего и первого сорта.

Таким образом, был произведен выбор базовых рецептур со средними долями компонентов для всей совокупности рецептур группы изделий.


3.2. Разработка купажированных жиров для 5 видов МКИ

Для получения целевого жирового продукта для 5 видов МКИ были сформированы следующие требования:
  • наличие твердых триглицеридов в составе жировой системы;
  • оптимизация массовой доли твердых жиров при использовании жидкой фазы (рапсового масла);
  • формирование функциональных свойств жировой фазы (оптимальный состав ПНЖК по соотношению кислот -6/-3);
  • формирование технологических свойств жировой основы (подбор пищевых эмульгаторов);
  • формирование смежных функционально-технологических свойств жировой основы: подбор пищевых фосфолипидов, подбор комплексов токоферолов и каротиноидов.

В качестве замены стандартного жирового сырья – маргарина использовали купажированную смесь масел на основе пальмового и рапсового масел, выбор которых был обусловлен их составом и свойствами:
  • пальмовое масло обладает низкой стоимостью, характеризуется отсутствием транс-изомеров жирных кислот (100% сырье растительного происхождения), обладает устойчивостью к окислительной порче за счет содержания антиоксидантов, характеризуется пластичностью в широком интервале температур (22-35 0С) за счет образования стабильных β’- кристаллов в структуре получаемого жирового продукта;
  • рапсовое масло обладает низкой стоимостью, содержит в среднем 8,18 % -3 линоленовой кислоты.

Жирнокислотный состав выбранных масел был изучен методом капиллярной газовой хроматографии. Выбранные растительные масла купажировали для достижения оптимального соотношения кислот -6/-3 = 10:1. Результаты расчета купажированных смесей для 5 видов МКИ с учетом используемой в рецептурах муки и соотношения ПНЖК в исходном жировом сырье представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Состав купажированных систем по видам изделий

вид изделий
затяжное

печенье
сахарное

печенье
сдобное

печенье
пряники
крекер

состав купажированной смеси масел на 100 г. готовых изделий, % масс.
пальмовое масло
рапсовое масло
пальмовое масло
рапсовое масло
пальмовое масло
рапсовое масло
пальмовое масло
рапсовое масло
пальмовое масло
рапсовое масло

для изделий из муки в/с
90,1
9,9
89,2
10,8
88,9
11,1
93,9
6,1
89,1
10,9

№ купажированной системы
1
3
5
6
8

для изделий из муки 1с
89,7
10,3
89,4
10,6
88,9
11,1
90,9
9,1
90,2
9,8

№ купажированной системы
2
4
5
7
9


Для прогнозирования эффективности использования полученных купажированных смесей (табл. 2) определены температуры начала плавления каждой смеси, рис. 3.



(на рисунке по оси абсцисс номера купажированных смесей, указанные в табл. 2, контроль – маргарин, пальмовое масло)

Рис. 3. Температура начала плавления купажированных смесей


Установлено, что температуры начала плавления смесей №№ 2,3,4,5,8, табл. 2, ниже температуры плавления маргарина (30 0С). Для пластичного теста необходимо применять жиры с температурой плавления ниже температуры замеса теста. Для купажированных систем №№ 1,4,6,7,9 температура начала плавления смеси была выше температуры плавления контрольной жировой системы – маргарина (30 0С). Это обусловлено содержанием пальмового масла с относительно высокой температурой плавления (360С) в купажированной смеси, что коррелирует с расчетными данными, рис. 3. Для получения изделий слоистой структуры, затяжного печенья и крекеров, необходимо применять жиры с относительно высокими температурами плавления (36-39 0С).

Таким образом, был произведен выбор пальмового и рапсового масел, исследован их жирнокислотный состав, на основании полученных данных рассчитаны двухкомпонентные смеси масел с оптимальным соотношением кислот групп -6 и -3 для 5 видов МКИ, исследована кинетика температур плавления купажированных смесей для прогнозирования влияния замены маргарина в рецептурах 5 видов МКИ полученными смесями масел.


3.3. Исследование влияния замены жирового сырья на реологические свойства теста различных групп мучных кондитерских изделий

Для исследования влияния замены жирового сырья купажированными смесями масел на свойства МКИ были приготовлены полуфабрикаты – тесто для 5 видов МКИ с использованием муки высшего и первого сорта. Маргарин заменяли пальмовым маслом, а также купажированной смесью, рассчитанной для соответствующего вида изделий, по содержанию жира (84%), табл. 2.

В полученных полуфабрикатах проанализированы реологические свойства теста: упруго-пластические свойства, релаксация напряжений, адгезионное напряжение. Результаты на примере затяжного печенья представлены зависимостями, рис. 4,5.



Рис. 4. Влияние жирового сырья на изменения относительной упругости и пластичности теста для затяжного печенья:

для теста из муки первого сорта
для теста из муки высшего сорта

1
маргарин
4
соответствующая купажированная смесь

2
пальмовое масло
5
пальмовое масло

3
соответствующая купажированная смесь
6
маргарин


Установлено, что в тесте из муки первого сорта при замене маргарина (№1) пальмовым маслом (№2) наблюдается увеличение относительной упругости (23,1% для затяжного печенья), уменьшение относительной пластичности теста (9,3% для затяжного печенья). При замене маргарина соответствующими купажированными смесями (№3) происходило увеличение относительной пластичности теста (0,9% для затяжного печенья), и уменьшение относительной упругости теста (3,25% для затяжного печенья).

Аналогичные тенденции наблюдаются в тесте для затяжного печенья из муки высшего сорта: при замене в рецептуре маргарина (№6) пальмовым маслом (№4) происходит незначительное увеличение относительной упругости теста (10,1% для затяжного печенья), при замене маргарина соответствующими купажированными смесями (№5) не наблюдается значительного изменения реологических свойств, величины относительной упругости снижаются на 1,25% соответственно.



Рис. 5. Влияние замены маргарина пальмовым маслом и купажированной смесью масел на изменение адгезионного напряжения в тесте:

для теста из муки первого сорта
для теста из муки высшего сорта

1
маргарин
4
соответствующая купажированная смесь

2
пальмовое масло
5
пальмовое масло

3
соответствующая купажированная смесь
6
маргарин


В тесте для затяжного печенья изменяется адгезионное напряжение при замене жирового сырья, рис. 5. Это объясняется тем, что при использовании маргарина (№№ 1,6) и купажированного жира(№№ 3,4), жировая фаза сохраняет пластичную консистенцию при температуре замеса (30 – 35 0С), оказывая смазывающий эффект, проникая в структуру клейковинного каркаса и уменьшая набухаемость гранул крахмала и тем самым, уменьшая адгезионное напряжение. Пальмовое масло частично кристаллизуется, (температура плавления 36 – 39 0С), смазывающий эффект отсутствует и адгезионное напряжение возрастает (№№ 2,5 на графике). Замена маргарина на купажированный жир приводит к снижению адгезионного напряжения (14% и 6,5% соответственно для муки высшего и первого сорта).

Исследование показало, что важными факторами, влияющими на изменение реологических свойств теста, являются замена жирового сырья в рецептуре и сорт муки. В рецептурах затяжного печенья и крекера, т.е. изделий, где мука является структурообразующим компонентом, влечет за собой изменение реологических свойств теста. В изделиях, где мука является наполнителем (сахарное, сдобное печенье, пряники) при замене жирового сырья не наблюдалось значительного изменения реологических свойств.


3.4. Выбор пищевых эмульгаторов, вносимых в состав жирового продукта

для 5 групп МКИ

Выбор и сочетание эмульгаторов в оптимальных дозировках были связаны с решением нескольких задач:
  • сохранение агрегативной устойчивости купажированной смеси;
  • минимизация влияния купажированной смеси на реологические свойства теста.

С учетом поставленных задач были выбраны следующие эмульгаторы: Штернцитин Ф10, МГД-М2, МГ-ЛК в дозировках 0,1-1,2% к массе жирового сырья.

Для характеристики свойств теста, упрощения расчетов и выведения зависимости для выбора оптимальной дозировки эмульгатора использовали показатель - отношение упругой деформации к пластической Н3/Н2. Построены зависимости, отражающие влияние выбранных эмульгаторов в различных дозировках на реологические свойства теста, рис. 6. (на примере для затяжного печенья).



Рис. 6. Влияние внесенных эмульгаторов на отношение упругой деформации к пластической в тесте для затяжного печенья (мука первого сорта)


Для описания зависимости реологических свойств теста от дозировки внесенного эмульгатора было выбрано уравнение вида

Y = A*X2 + B*X + C, (2)

где Y –величина отношения упругой деформации к пластической для расчета оптимальной дозировки эмульгатора;

X – дозировка выбранного эмульгатора;

A, B, C – коэффициенты уравнения.

На основании установленной зависимости были найдены коэффициенты уравнения регрессии для расчета оптимальной дозировки каждого из выбранных эмульгаторов и их сочетаний в рецептурах 5 групп МКИ. Результаты на примере теста для затяжного печенья приведены в табл. 3.

Таблица 3 - Результаты выбора эмульгаторов для купажированных смесей

группа МКИ
реологические свойства
вид эмульгатора
дозировка, % масс. к массе жира

мука 1с
мука в/с

затяжное
упругие,

упруго-пластические
Штернцитин Ф10
0,4
0,4

Штернцитин Ф10 + МГД – М2
0,4+0,4
0,8+0,4


Таким образом, на основании установленной зависимости (2) подобраны сочетания и дозировка эмульгаторов для каждого вида МКИ с учетом реологических свойств теста.

3.5. Выбор и обоснование функциональных ингредиентов для купажированных жировых продуктов

Основной задачей этапа исследований стало создание купажированной системы, содержащей биологически активные компоненты. С учетом научных принципов обогащения пищевых продуктов, предложенных ГУ НИИ питания РАМН, был проведен выбор биологически активных веществ, определен уровень обогащения и технологические аспекты внесения биологически активных добавок.

Для обогащения 5 видов МКИ функциональными ингредиентами были выбраны комплексы каротиноидов и токоферолов. Их выбор был обоснован следующими факторами:
  • комплекс токоферолов, выделенный из растительного сырья, содержит α-, β-, γ-, δ- токоферолы в том соотношении, которое присутствует в исходном сырье;
  • введение в состав купажированной смеси комплекса обеспечивает функциональные свойства МКИ за счет содержания α- токоферолов;
  • наличие в составе комплекса γ-, δ-токоферолов обеспечивает повышение антиоксидантивной активности купажированной смеси;
  • комплекс токоферолов не влияет на сенсорные свойства готовой продукции;
  • комплекс каротиноидов, выделенный из растительного сырья, наряду с β- и α- каротином содержит также лютеин, криптоксантин и зеаксантин.

Введение витаминов и антиоксидантов в МКИ осуществляли с учетом передозировок. Для затяжного печенья и крекера передозировка составляла: токоферолов – 10%, каротиноидов 15%, для сдобного, сахарного печенья и пряников соответственно 15% и 30%.

На основании сенсорной оценки установлено, что введение комплекса токоферолов в дозировке, обеспечивающей 30% адекватного уровня потребления витамина Е, а также внесение комплекса каротиноидов в дозировке, обеспечивающей 15% адекватного уровня потребления β-каротина, не оказывает влияния на органолептические показатели готовой продукции.


3.6. Исследование устойчивости купажированной системы масел к окислению

При разработке купажированного жира для 5 видов МКИ необходимо учитывать, что в его составе будут присутствовать непредельные жирные кислоты групп -6 и -3, т.е компоненты, увеличивающие способность жира к окислению. В связи с этим было проведено исследование купажированных жиров к окислению.

Исследование проводили по ускоренной методике ГОСТ Р 51481-99 (ИСО 6886-96). Окислительный процесс оценивали по значению времени индукции. Результаты на примере купажированной системы для сдобного печенья, содержащей наибольшее количество рапсового масла, проиллюстрированы гистограммой, рис. 7.



Рис. 7. Влияние состава купажированной системы на изменение времени индукции:

1
контроль - маргарин
4
купаж.смесь №5 + Ф10

2
купаж.смесь №5 + Ф10 + МГД-М2
5
купаж.смесь №5 + Ф10 + МГД-М2 + Betatene 4% + Covi-ox T70

3
купаж.смесь №5 + Ф10 + МГ-ЛК



Исследование показало, что эмульгаторы в составе купажированной системы повышают время индукции, в среднем на 23,5 % (№№ 2,3,4 на гистограмме), в сравнении с контролем – маргарином (№ 1).

Установлено положительное влияние внесения комплексов токоферолов и каротиноидов на изменение времени индукции. Показано увеличение окислительной устойчивости купажированной системы (№ 5) – 233,82% по отношению к контролю.


3.7. Технология производств купажированных жировых продуктов для 5 групп МКИ на основе пальмового и рапсового масел

В результате исследований по созданию купажированных систем целевого назначения была разработана технология производства жировых продуктов для 5 видов МКИ. Сводные рецептуры купажированных жировых продуктов для 5 видов изделий приведены в табл. 4 (на примере купажированного жира для затяжного печенья).

Таблица 4. Сводные рецептуры купажированного жирового продукта

наименование сырья
расход сырья на 1 т. жирового продукта, кг.

для изделий

из муки в/с (вариант 1)
для изделий

из муки в/с (вариант 2)
для изделий из муки 1с

Covi-ox T 70
19,43
19,43
12,81

Betanene 4%
81,81
81,81
53,93

Штернцитин Ф10
3,36
1,68
3,36

МГД-М2
6,72
0,00
3,36

МГ-ЛК
0,00
3,36
0,00

масло пальмовое
656,54
661,08
687,59

масло рапсовое
72,14
72,64
78,95

вода
160,00
160,00
160,00

Итого
1000,00
1000,00
1000,00


Операторная модель технологического процесса представлена на рис 8.



Рис. 8. Операторная модель технологической системы производства купажированного жира

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ИНГРЕДИЕНТАМИ

4.2. Расчет пищевой и энергетической ценности мучных кондитерских изделий

По методике, разработанной НИИКП и согласованной с НИИ Питания РАМН, была рассчитана пищевая и энергетическая ценность готовых изделий, приготовленных на маргарине, а также с использованием купажированного жира. Результаты (на примере затяжного печенья) представлены в табл. 5.

Таблица 5 - Степень удовлетворения суточной потребности организма в пищевых веществах при потреблении 100 г затяжного печенья

наименование физиологически функциональных ингредиентов
адекватный уровень потребления
вид жирового сырья

маргарин
купажированный жир

содержание

в 100 г.
удовлетворение потребности, %
содержание

в 100 г.
удовлетворение потребности, %

Белки, г
75
8,0
10,7
8,0
10,7

Жиры, г
83
7,8
9,5
7,9
9,6

НЖК, г
25
1,8
7,2
4,9
19,7

ПНЖК, г
11
1,7
15,9
3,7
33,5

углеводы, г
365
72,4
19,8
72,4
19,8

ПВ, г
30
2,6
8,6
2,6
8,6

Витамины, мг

РЭ, мкг
1000
8,1
0,8
207,9
20,8

В1, мг
1,5
0,1
8,5
0,1
8,5

В2, мг
1,8
0,1
3,1
0,1
3,0

НЭ, мг
20
2,2
11,2
2,2
11,2

ТЭ, мг
10
2,9
29,9
7,5
75,0

С, мг
70
0,1
0,2
0,1
0,2

ЭЦ Ккал
2500
391,9
15,7
392,7
15,7

ЭЦ КДж
10460
1639,5
15,7
1643,0
15,7

Установлено увеличение содержания витамина Е на 45% (в виде токоферол-эквивалента ТЭ), β-каротина на 20% (в виде ретинол-эквивалента РЭ), а также увеличения содержания ПНЖК на 17,6% в готовых изделиях, произведенных с использованием соответствующей купажированной системы в качестве замены жирового сырья, по отношению к контролю. Энергетическая ценность изделий при этом не изменяется.

4.3. Исследование влияния замены жирового сырья на сенсорные свойства мучных кондитерских изделий

Для сенсорной оценки качества 5 групп мучных кондитерских изделий была разработана методика на основе количественного описательного метода в соответствии со стандартом ISO 11035:1994, для чего был проведен отбор дегустационной комиссии, состоящей из 10 отобранных испытателей в соответствии со стандартами ISO 3972:1991, ISO 4121:1987, ISO 5496:1992.

Был составлен глоссарий дескрипторов, в список которых в обязательном порядке вошли дескрипторы, указанные в соответствующих ГОСТ на мучные кондитерские изделия. Отдельно для каждой группы изделий были отобраны 13 дескрипторов. Для наглядного представления результатов сенсорной оценки использовали метод построения профильных диаграмм.

Для исследования влияния замены маргарина купажированным жиром на органолептические показатели готовых изделий, был проведен сенсорный анализ, в результате которого были построены профильные диаграммы качества для 5 видов МКИ, рис. 9. (на примере затяжного печенья).



Рис. 9. Профильная диаграмма качества затяжного печенья при замене жирового сырья


На основании сенсорного анализа, рис. 9, был сделан вывод о снижении потребительских свойств затяжного печенья, приготовленных на купажированном жире в сравнении с изделиями на эталонном жировом продукте - маргарине. Меньшая интенсивность сливочного вкуса и аромата (показатели интенсивности 2 и 0 соответственно) связана с отсутствием в составе купажированного жира ароматизаторов молочно-сливочной группы, ответственных за образование вкуса и аромата. Аналогично можно объяснить различия в цвете готовых изделий. Печенье, приготовленное на маргарине, имеет золотистую окраску за счет содержания красителя в составе маргарина.

Для формирования желаемых органолептических свойств готовых изделий в купажированный жир вносили ароматизаторы «Ваниль 1146», «Молоко 2430», «Топленое молоко 3309», «Мед 2301», «Масло сливочное 2422» из расчета дозировки 0,6 – 1 кг/т. в готовые МКИ. Выбранные дозировки и сочетания ароматизаторов для коррекции органолептических характеристик МКИ представлены в табл. 6 (на примере затяжного печенья).

Таблица 6 - Выбранные сочетания и дозировки ароматизаторов для затяжного печенья

вид изделий
наименование ароматизатора

Ваниль 1146
Масло

сливочное 2422
Мед 2301
Молоко 2430
Топленое молоко 3309

дозировка ароматизаторов в готовый продукт, кг/т

затяжное печенье
0,5
0,5
-
-
-

0,4
-
-
0,6
-

0,4
-
-
-
0,6


С внесенными в состав купажированного жира ароматизаторами в отобранных дозировках были приготовлены готовые изделия, проведен сенсорный анализ и построены профильные диаграммы качества, рис 10 (на примере затяжного печенья).



Рис. 10. Профильная диаграмма качества затяжного печенья при внесении ароматизаторов


На основании сенсорного анализа, рис. 10, был сделан вывод о выравнивании сенсорного профиля и улучшении органолептических характеристик затяжного печенья.

Таким образом, разработана новая методика оценки качества 5 видов МКИ: затяжного, сахарного, сдобного печенья, крекера и пряников. Преимуществом методики является комплексный подход к описанию качества готовых изделий, а также наглядное представление результатов.


4.4. Исследование влияния купажированных жировых продуктов на физико-химические показатели качества изделий в процессе хранения

С использованием в составе купажированных жировых продуктов отобранных сочетаний эмульгаторов (табл. 3), а также комплексов токоферолов и каротиноидов были приготовлены 5 видов мучных кондитерских изделий и заложены на хранение.

Экспериментально установлено положительное влияние купажированных жировых продуктов на физико-химические показатели качества 5 групп МКИ в процессе хранения в сравнении с изделиями, произведенными на маргарине:
  • сохранялись общие тенденции изменения физико-химических параметров для 5 групп изделий в целом, динамика изменения показателей влажности, намокаемости, удельной плотности и прочности, оставалась пропорциональной;
  • в течение срока хранения (70 дней) влажность изделий уменьшалась, что приводило к изменению измеряемых параметров: снижалась намокаемость изделий, увеличивалась плотность, прочность изделий в изломе;
  • плотность и прочность изделий, изготовленных с купажированным жиром, возрастали с меньшей интенсивностью, с меньшей интенсивностью снижалась намокаемость изделий. Это объясняется внесением эмульгаторов, «Штернцитин Ф10» и МГД-М2, МГ-ЛК, тенденция характерна для всех 5 групп изделий;
  • внесение комплексов токоферолов «Covi-ox T-70» и комплекса каротиноидов «Betatene 4%» не оказывало значимого влияния на изменение физико-химических показателей в процессе хранения, ведущая роль принадлежит эмульгаторам;
  • в течение срока хранения (70 дней) возрастала прочность изделий. Для изделий, приготовленных с новым жировым продуктом: затяжного, сахарного, сдобного печенья, крекеров и пряников, значения прочности в конце срока хранения были на 22,3%, 10%, 5,8%, 15% 8,7% соответственно ниже в сравнении с изделиями по стандартной рецептуре, что объясняется повышенным содержанием эмульгаторов в составе нового жирового продукта, следовательно, процессы испарения влаги будут протекать медленнее;
  • в течение срока хранения (70 дней) возрастала плотность изделий, что, возможно связано с процессами ретроградации крахмала и упрочнения структуры изделий. Для изделий, приготовленных с новым жировым продуктом: затяжного, сахарного, сдобного печенья, крекеров и пряников, значения плотности в конце срока хранения были на 17,1%, 13,4%, 10,9%, 13,4% 10,3% соответственно ниже в сравнении с изделиями по стандартной рецептуре;
  • в течение срока хранения (70 дней) уменьшалась намокаемость изделий, что связано с процессами изменения структуры изделий и пористости. Для изделий, приготовленных с новым жировым продуктом: затяжного, сахарного, сдобного печенья, крекеров и пряников, значения намокаемости в конце срока хранения находились в пределах соответствующего ГОСТ и были на 9,5%, 14,7%, 2,1%, 3,5% 4,1% соответственно выше в сравнении с изделиями по стандартной рецептуре;
  • в течение срока хранения (70 дней) уменьшалась влажность изделий, что связано с процессами испарения влаги. Для изделий, приготовленных с новым жировым продуктом: затяжного, сахарного, сдобного печенья, крекеров и пряников, значения влажности в конце срока хранения находились в пределах соответствующего ГОСТ и были на 15%, 13,1%, 5,4%, 5,5% 6,3% соответственно выше в сравнении с изделиями по стандартной рецептуре.


4.5. Производственные испытания технологии печенья функционального назначения

Новые рецептуры и технологии затяжного и сахарного печенья проверены в условиях производства ОАО «Брянконфи» (акты производственных испытаний от 25.10.06). Производственные испытания показали соответствие разработанных изделий по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям требованиям нормативной документации.

Разработано 2 проекта НД (ТУ, ТИ и рецептуры) для сахарного печенья «Юность» и затяжного печенья «Отличное».

На основании проведенных производственных испытаний можно рекомендовать к использованию в производстве сахарного и затяжного печенья купажированные жировые продукты с оптимальным соотношением ПНЖК, содержащие витамины и эмульгаторы.