ФГБНУ ВНИХИ

ФГБНУ ВНИХИ
Функциональная роль ингредиентов в
современной технологии мороженого и
замороженных взбитых десертов. Новые
возможности в стабилизации структуры
мороженого
Д.т.н. А.А.Творогова – зам. директора по
научной работе
МОРОЖЕНОЕ: ИНГРЕДИЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ,
18.03.15 г.
Мороженое,
сладкие
взбитые
замороженные десерты и пищевые
льды -замороженные десерты являются
многокомпонентными
продуктами.
Ингредиенты,
применяемые
в
производстве замороженных десертов,
по
технологической
значимости
делятся
на
макроингредиенты молоко
и
молочные
продукты,
заменители молочного жира, сладкие
продукты, пищевкусовые продукты;
микроингредиенты - пищевые добавки,
ароматизаторы и
функциональные
добавки.
Технические характеристики жиров нелауринового типа
• Температура плавления, С - 28-32
• Температура застывания, С, не менее – 18
• Содержание, %
насыщенных жирных кислот - 44-55
мононенасыщенных
- 23-35
полиненасыщенных
-10-25
Технологически значимые показатели заменителей
молочного жира для мороженого
Содержание твердого жира при
10 °С – не менее 45 %
Содержание насыщенных
жиров – не более 65 %
Показатели
Значение йодного числа – не
более 45
Синергетический эффект при
сокристаллизации с
молочным жиром
При установлении сроков годности мороженого и
замороженных десертов следует учитывать
• Что при их длительном хранении при температуре минус 18 °С
происходит потеря исходного качества в результате
химических изменений (окисление жиров) и физических
процессов, приводящих к снижению дисперсности кристаллов
льда и воздушных пузырьков.
• Факторами, определяющими скорость и глубину окислительных
процессов в мороженом и десертах, являются: срок хранения
жиросодержащего сырья до использования, качественный и
количественный состав жировой фазы, степень ее контакта с
воздушной и водной фазой продукта, присутствие
антиоксидантов.
• В процессе хранения замороженных аэрированных десертов
при температуре минус 18°С происходит снижение
дисперсности воздушных пузырьков при массовой долей жира
более 12 % и при массовой долей сухих веществ не более 30
%; дисперсности кристаллов льда при массовой доле сухих
веществ не более 30 %.
Антиоксидант дигидрокверцетин (ДКВ)
• «ДГК» включен в список пищевых добавок, не
оказывающих вредного воздействия на здоровье
человека при использовании его для приготовления
пищевых продуктов
• «ДГК» используют в производстве мороженого:
• в качестве антиокислителя для увеличения сроков
годности в 2-3 раза;
• с целью улучшения качества продукта;
• как пищевую добавку и источник витаминов Е и Р
при создании обогащенных продуктов
функционального назначения.
• в качестве антиокислителя ДГК вносят из расчета
0,02% от массы жира в готовом продукте
Массовая доля белка в мороженом с различным
содержанием СОМО
Массовая
доля
мороженом,%
СОМО
в Суммарная массовая
доля белка, %
сыворотки
12,0
-
4,5
10,0
-
3,7
8,0
2,0
3,2
7,0
3,0
2,9
5,0
5,0
2,4
3,0
7,0
1,9
-
10,0
1,2
Состояние жировой фазы в мороженом 10 % жирности при
недостаточной массовой доле СОМО
Характеристика экспериментальных образцов
мороженого
Образцы
Массовая доля, %
жира
молочного
заменителя
молочного
жира
№1
№2
№3
№4к
10
5
10
5
10
-
СОМО
PROCREAM
151С
7
5
10
3
5
10
-
Эффективная вязкость, температура на выходе из
фризера и взбитость мороженого
№№
Показатели смеси и мягкого мороженого
образцов
Температура
Вязкость смеси
Взбитость
мороженого
до/после созревания,
мороженого,
на выходе из
мПа·с
%
фризера, °С
№1
699/708
- 4,2
83
№2
546/550
- 4,6
86
№3
205/221
- 5,0
63
№4к
295/315
- 4,5
74
Массовая доля плава в образцах при выдерживании в течение
180 мин. при температуре 20 °С
Форма образцов мороженого через 30 мин.
выдерживания при температуре 20°С
Исследования показали, что белки молока, входящие в состав PROCREAM 151С,
выполняют функциональную технологическую роль белка в производстве
мороженого и родственных ему продуктов (замороженных десертов
• обеспечивают стабильность созданной в процессе
гомогенизации жировой фазы в смеси для мороженого,
•
как и гидроколлоиды способствуют повышению вязкости
смеси,
•
способны к десорбции с оболочки жировых шариков при
созревании смеси,
•
способствуют повышению термо и – формоустойчивости
продукта.
Результаты исследований показали целесообразность
использования PROCREAM 151С в рецептурах мороженого и
взбитых замороженных десертов при решении вопросов замены
СОМО.
• Мороженое – структурированный продукт,
изготовляемый посредством холода и
потребляемый в замороженном виде.
Создание и сохранение характерной для
этого продукта структуры является важной
задачей изготовителей. Целенаправленно
для формирования структуры используют
комплексные стабилизаторы-эмульгаторы из
3-5 компонентов – пищевых добавок с
индексами Е. Однако, их присутствие на
маркировке вызывает недовольство у
потребителей натуральной пищи.
Мороженое –взбитый, кремообразный продукт
•Структура мороженого становится кремообразной, если основная
масса воды присутствует в виде гидратационной.
•
•
•
Эмульгаторы влияют на консистенцию готового продукта, воздействуя
на процесс физических изменений в жировых шариках при созревании
смеси, приводящих при производстве мороженого к частичному
агломерированию и дестабилизации жировой фазы и ее участию в
стабилизации воздушной фазы.
Способность смеси к насыщению воздухом (взбиванию) определяет
величина поверхностного натяжения
Поверхностное натяжение на границе раздела фаз
вода-воздух составляет
78 мН/м. При использовании компонентов смеси происходит изменение этого
поверхностного натяжения. Сахар несколько повышает этот показатель,
понижают этот показатель жиры, СОМО, белки. По влиянию на поверхностное
натяжение исторически применяемый стабилизатор желатин эффективнее
жира в 13 раз, СОМО – в 11 раз.
Перечень разрешенных пищевых добавок,
применяемых в производстве замороженных десертов
для формирования структуры и консистенции
• Е 401Альгинат натрия (SODIUM ALGINATE)загуститель,
стабилизатор, носитель
• Е 406Агар (AGAR)загуститель, агент желирующий,
стабилизатор, носитель
• Е 407Каррагинан и его натриевая, калиевая, аммонийная соли,
включая фурцеллеран (CARRAGEENAN AND ITS Na, K, NH4
SALTS (INCLUDES FURCELLARAN)загуститель, агент
желирующий, стабилизатор, носитель
• Е410Камедь рожкового дерева (CAROB BEAN
GUM)загуститель, стабилизатор, носитель
• Е 412Гуаровая камедь (GUAR GUM)
загуститель, стабилизатор, носитель
Перечень разрешенных пищевых добавок,
применяемых в производстве замороженных десертов
для формирования структуры и консистенции
• Е415Ксантановая камедь (XANTAN GUM)загуститель,
стабилизатор, носитель
• Е417Тары камедь
(TARA GUM)загуститель, стабилизатор
• Е 440Пектины (PECTINS)загуститель, стабилизатор, агент
желирующий, носитель
• Е460Целлюлоза (CELLULOSE):
(i) Целлюлоза микрокристаллическая (Microcrystalline cellulose),
(ii) Целлюлоза в порошке (Powdered cellulose) эмульгатор, агент
антислеживающий, носитель
• Е 461Метилцеллюлоза (METHYL CELLULOSE)загуститель,
эмульгатор, стабилизатор, носитель
Перечень разрешенных пищевых добавок,
применяемых в производстве замороженных десертов
для формирования структуры и консистенции
•
•
•
•
•
•
•
Е1400Декстрины, крахмал, обработанный термически, белый и желтый
(DEXTRINS, ROASTED STARCH WHITE AND YELLOW)стабилизатор,
загуститель
Е1401Крахмал, обработанный кислотой (ACID TREATED
STARCH)стабилизатор, загуститель
Е1402Крахмал, обработанный щелочью (ALKALINE TREATED STARCH
стабилизатор, загуститель Е1404
Крахмал окисленный (OXIDIZED STARCH)эмульгатор, загуститель,
носитель
E1442 Дикрахмалфосфат оксипропилированный (HYDROXYPROPYL
DISTARCH PHOSPHATE)
стабилизатор, загуститель, носитель
Е1450 Эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты
(STARCH SODIUM OCTENYL SUCCINATE стабилизатор, загуститель,
эмульгатор, носитель
Основная роль стабилизаторов в
мороженом
Основная роль стабилизаторов в мороженом
– химическое или реже физическое
взаимодействие с молекулами воды,
приводящее к повышению вязкости смеси –
целенаправленно достигаемому эффекту для
лучшего распределения основных
структурных элементов мороженого –
кристаллов льда, воздушных пузырьков и
жировых частиц.
Эффективная вязкость образцов смеси для
производства мороженого с пищевыми волокнами
350
«SenseFi», обр. №1 -0,2 %,№2-0,3%, №3-0,4 %,№4-0,5 %
296
Эффектвная вязкость, мПа*с
300
250
235
195
200
156
150
127
103
100
65
50
50
0
1
2
До созревания
3
После созревания
4
Влияние способов внесения «SenseFi» на
вязкость смесей
400
362
361
350
313
Эффективная вязкость, мПа*с
Были исследованы 3 способа внесения
ПВ:
•
одновременно с сухими
веществами в смеси с сахаромпеском в соотношении 1:5 (обр.
№1);
•
в воду перед внесением сухих
веществ с медленным
перемешиванием (скорость 1-2 с-1)
(обр. №2);
•
в виде коллоидного раствора в
соотношении ПВ и воды 1:30,
приготовленного с интенсивным
перемешиванием (скорость 50 60 с-1) в течение 10 минут (обр.
№3).
290
300
250
280
240
200
150
100
50
0
1
До созревания
2
После созревания
3
Состояние кристаллов льда в растворах: А)
«SenseFi», Б) камеди рожкового дерева, В)
гуаровой камеди
А)
Б)
500 мкм
500 мкм
В)
500 мкм
Кристаллы льда в сливочном мороженом с ПВ
Кристаллы льда в мороженом до и после
теплового шока
Количественная доля, %
10
8
6
4
2
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Размер кристалла льда, мкм
1 до шока
1 после шока
2 до шока
2 после шока
3 до шока
3 после шока
До шока
После шока
Массовая доля плава в мороженом с различной
массовой долей жира: обр. 1 – 4%, обр. 2 – 6 %, обр. 3
– 10 %, обр. 4 -12 %
100%
90%
массовая доля плава, %
80%
70%
60%
образец 1
50%
образец 2
40%
образец 3
образец 4
30%
20%
10%
0%
60
80
100
120
Время выдержки, мин
140
160
180
Устойчивость образцов мороженого к таянию
100%
90%
Массовая доля плава,%
80%
70%
60%
образец 1
50%
образец 2
образец 3
40%
образец 4
30%
20%
10%
0%
60
80
100
120
Время выдержки, мин
140
160
180
Проведенные исследования показали, что
пищевые волокна «SenseFi» успешно
выполняют в мороженом функции
гидроколлоидов - способствуют образованию
вязких гелей и формированию мелких
кристаллов льда, что положительно
сказывается на органолептических
показателях готового продукта. Это
позволяет применять ПВ в производстве
мороженого с пониженным содержанием
пищевых добавок.
Крахмалы «Ingredion Holding LLC» (США)
•
•
•
Крахмалы получают методами физической модификации. В ходе их
получения происходят целенаправленные изменения в молекуле
продукта, в результате чего повышается их технологическая
функциональность, в частности, в замороженных продуктах.
Способность крахмала (Е1442) образовывать вязкие гели
повышается в композиции с каррагенаном, входящим в состав
композиции.
Роль эмульгатора в композиции выполняют моно и диглицериды
жирных кислот с различной деэмульгирующей способностью, что
позволяет использовать стабилизатор-эмульгатор в производстве
мороженого с различной массовой долей жира на линиях с
различными способами фасования.
Характеристика стабилизационных
систем
• Обр. №1: 0,5 % стабилизатор-эмульгатор с
умеренным деэмульгирующим эффектом
• Обр.№2: крахмал 1,5 %, яйцо 0,9 %
• Обр.№3: крахмал 1,5 %, яйцо 1,8 %
• Обр.№4: крахмал 1,5 %, желтка 0,3 %
• Обр.№5: без стабилизатора и эмульгатора
Эффективная вязкость смесей с
использованием крахмалов
700
659
660
Вязкость, мПа*с
600
500
400
300
315,4
281,7
До созревания
268 276
После созревания
168,6
145,2
200
100
15,6 22,5
0
Контроль
2
3
Образец
4
5
Способность образцов мороженого с различной
стабилизационной системой сохранять форму 20 мин
выдержки
Доля воздушных пузырьков до 50 мкм в
процессе хранения мороженого
Доля воздушных пузырьков до 50 мкм, %
90
80
70
60
50
после закаливания
40
через 1 месяц
30
через 3 месяца
20
10
0
1
2
3
Образцы
4
5
Результаты исследования качественных показателей
мороженого с крахмалами без пищевых добавок
•
Установлено, что смесь для мороженого с использованием композиции
крахмала и яичных продуктов характеризуется:
- хорошей способностью к насыщению воздухом (взбитость мороженого,
получаемого во фризере без принудительной подачи воздуха, составляет не
менее 60 %);
- обеспечивает вязкость смеси, сопоставимую с вязкостью смеси для
традиционного мороженого (168-276 мПа·с).
• Определено положительное влияние стабилизационной композиции без
индексов Е на дисперсность воздушной фазы
• Установлено, что мороженое на основе предложенной композиции крахмала и
яичных продуктов характеризуется более низкой термо- и формоустойчивостью
по сравнению с традиционным мороженым. Предложено в качестве
упаковочных материалов для такого мороженого применять тару с жесткой
поверхностью (стаканчики, рожки, лотки).