Исследование и разработка желейно-ягодного мармелада с природными полисахаридами на основе отработанного сиропа после осмотического обезвоживания

Автор: Беркетова Л.В., Грибова Н.А., Елисеева Л.Г.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Статья в выпуске: 4 (82), 2019 года.

Бесплатный доступ

Показана целесообразность использования гипертонического раствора сахарозы 60%, полученного в результате осмотического обезвоживания ягодного сырья для производства мармеладных изделий. В качестве структурообразователей были использованы полисахариды природного происхождения: агар-агар, альгинат натрия и каррагинан. В полученных образцах пищевых систем определяли органолептические показатели: внешний вид, консистенция, вкус и запах, структурно-механические и физико-химические характеристики полученных образцов: активность воды, прочность студня и температуру плавления. Как показали результаты исследования, прочность мармелада желейного лежала в пределах от 1390,62 (Sodium Alginate 650 CPS) до 25507,6 Па (Агар-агар + Carraginan BF 30 Clear). Массовая доля влаги в образцах составила от 25,88 (Агар-агар + Sodium Alginate 650 CPS) до 39,10% (Агар-агар + Carraginan WR-78), активность воды от 0,598 (Agar-agar + Sodium Alginate 650 CPS) до 0,759 (Agar-agar + Carraginan BF 30 Clear)...

Еще

Пищевая матрица, полисахариды, гипертонический раствор сахарозы, активность воды, прочность студня, органолептические показатели

Короткий адрес: https://sciup.org/140248281

IDR: 140248281 | DOI: 10.20914/2310-1202-2019-4-77-82

Текст научной статьи Исследование и разработка желейно-ягодного мармелада с природными полисахаридами на основе отработанного сиропа после осмотического обезвоживания

Развитие пищевой промышленности направлено не только на насыщение рынка продуктами питания, которые имели бы высокие показатели качества и безопасности, но и на развитие безотходных технологий производства

пищевых продуктов с целью улучшения использования природных ресурсов в полном объеме и улучшения экологической обстановки.

Наиболее эффективным применением отработанного сиропа после осмоса ягод является его использование при приготовлении кондитерских изделий: мармелада, джема и темостабильной For citation

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License начинки для выпечки, а также сиропов, безалкогольных напитков и ликеров.

Автором Nissim J. Hassid изучались мармеладноподобные продукты на основе смеси сахара, фруктового сока и пектина с последующим испарением воды при температурах ниже температуры кипения до концентрации сахара в смеси до 60–66% с целью получения более прочных пищевых систем. Полученные мармеладноподобные системы способны выдержать температуру выпечки без плавления и, следовательно, могут быть использованы в тортах, пирожных и подвергаться нормальному процессу выпечки [2].

Наиболее значимыми структурообразо-вателями в пищевых системах являются полисахариды различной природы: крахмал, пектин, камеди, агар-агар и другие, которые служат для сгущения или гелирования водных растворов и формируют структуры различной вязкости и твердости [3, 4]. Полисахариды могут использоваться в производстве пищевых продуктов как самостоятельный компонент, так и в композициях друг с другом, что позволяет синергировать их взаимодействие по образованию структурной матрицы пищевой системы [4, 5]. Полисахариды красных морских водорослей (агар-агар, фур-целларан) наряду с желатином используются для разработки ассортимента студневых композиций при изготовлении заливных блюд [6].

Цель работы – изучение возможности использования гипертонического раствора сахарозы после осмотического обезвоживания ягодного сырья для производства желейного ягодного мармелада, обогащенного водорастворимыми компонентами [1].

Материалы и методы

Объектами исследования служили коммерческие образцы полисахаридов (структурообразователей), полученные из водорослей: агар-агар [7], альгинат натрия [8], каррагинан [9, 10], гипертонический раствор сахарозы 60% после осмотического обезвоживания свежей земляники садовой. Прочность студней определяли с помощью прибора Валента, температуру плавления и массовую доля сухих веществ – по ГОСТ 26185 [11], органолептические показатели – по ГОСТ 6442 [12], активность воды определялась с помощью анализатора активности воды Aqualab Pre диапазон измерений от 0,030–1,000 (точность ± 0,010) [13–15].

Для приготовления образцов желейного мармелада были выбраны соотношения компонентов, представленные в таблице 1.

Для приготовления образцов мармелада навески образцов полисахарида (стурукторообразова-теля) заливали дистиллированной водой и оставляли для набухания или полного его растворения. Затем подготовленные образцы полисахаридов (структуро-образователей) вносили в гипертонический 60%-ный раствор сахарозы, размешивали и уваривали в течение 7–10 мин. Горячие образцы разливали в формы, остужали до комнатной температуры и охлаждали при температуре (+2) – (+5)°C до полного застывания.

В качестве контроля был рассмотрен классический образец мармелада, приготовленный на агар-агаре. Органолептические характеристики полученных образцов представлены в таблице 2. Образцы № 1 – Agar-agar, № 2 – Sodium Alginate 650 CPS, № 3 – Carraginan WR-78, № 4 – Agar-agar + Sodium Alginate 650 CPS, № 5 – Agar-agar + Carraginan WR-78, № 6 – Agar-agar + Sodium Alginate 650 CPS + Carragi-nan WR-78, № 7 – Carraginan BF 30 Clear и № 8 – Agar-agar + Carraginan BF 30 Clear.

Таблица 1.

Соотношения ингредиентов при производстве мармеладного изделия

Table 1.

The ratio of ingredients in the production of marmalade products

Образец Sample	Сироп, мл Syrup, ml	Агар-агар, г Agar-agar, g	Sodium Alginate 650 CPS, г Sodium Alginate 650 CPS, g	Carraginan WR-78, г Carraginan WR-78, g	Carraginan BF 30 Clear, г Carraginan BF 30 Clear g
1	50	2,5	-	-	-
2	50	-	2,5	-	-
3	50	-	-	2,5	-
4	50	1,25	1,25	-	-
5	50	1,25	-	1,25	-
6	50	0,8	0,8	0,8	-
7	50	-	-	-	2,5
8	50	1,25	-	-	1,25

Таблица 2.

Органолептические показатели образцов мармелада

Organoleptic characteristics of marmalade samples

Table 2.

Образцы Samples	Наименование показателей и характеристика Name of indicators and characteristic
Образцы Samples	Внешний вид Appearance	Консистенция Consistency	Вкус, запах Taste, smell	Цвет Colour	Примечание Note
1	Правильная форма, без деформации поверхность гладкая, полуматовая, глянцевая The correct form, without deformation, the surface is smooth, semi-gloss, glossy	Плотная, однородная, упругая \| Dense, uniform, elastic	IS 2 s & J eO s 8 ° 5 CD о P E ti 8 ^ 4 8 3 § я 8 s ^от a	Светлокрасный Light red	Для производства мармелада For the production of marmalade
2	Без сохранения формы, непрозрачный No shape retention, opaque	Мягкая, кашицеобразная, зернистая \| Soft, mushy, granular		Краснокоричневый Red brown	Нежелателен для производства мармелада, т. к. в процессе приготовления не приобрел студнеобразную форму, может быть использован в качестве термостабильной начинки It is undesirable for the production of marmalade, because in the process of preparation it has not acquired a jelly-like form, can be used as a thermostable filling
3	Правильная форма, поверхность гладкая, прозрачный \| The correct form, the surface is smooth, transparent	Плотная, однородная с пузырьками \| Dense, homogeneous with bubbles		Светлокрасный Light red	Для производства мармелада For the production of marmalade
4	Правильная форма, прозрачный, поверхность не глянцевая	Липкая, эластичная, плотная \| Sticky, elastic, dense		Светлокоричневый Light brown
5	Правильная форма, прозрачный, поверхность гладкая, глянцевая \| The correct form, transparent, the surface is not glossy	Рыхлая, на поверхности упругая, плотная, эластичная, липкая \| Loose, on the surface elastic, dense, elastic, sticky		Ярко-красный Bright red
6	Правильная форма, прозрачный, глянцевый \| Regular shape, transparent, glossy	Рыхлая неоднородная, плотная, эластичная, липкая Loose heterogeneous, dense, elastic, sticky		Краснооранжевый Red orange
7	Правильная форма, с четким контуром, без деформации, поверхность глянцевая, без трещин, без подтеков, не прозрачный \| The correct form, with a clear contour, without deformation, the surface is glossy, without cracks, without smudges, not transparent	Студнеобразная, с вкраплениями зерен каррагинана, мягкая, липкая, неоднородная \| Jelly-like, interspersed with carrageenan grains, soft, sticky, heterogeneous		Темнокоричневый Dark brown	Для производства мармелада по своей консистенции, но имеет непривлекательный внешний вид из-за гранул каррагинана \| For the production of marmalade by its consistency, but has an unappealing appearance due to carrageenan granules
8	Поверхность правильная, с четким контуром, без деформации; поверхность глянцевая, без трещин, без подтеков	Упругая, плотная		Темно-красный Dark red	Имеет слишком плотную консистенцию Too dense consistency

Результаты и обсуждение

Органолептические исследования полученных образцов показали, что использование данных полисахаридов (Agar-agar, Carraginan WR-78 и Carraginan BF-30 Clear) целесообразно для приготовления мармеладных изделий, так как они оказывают положительное влияние на структуру полученных образцов и органолептические показатели качества. Использование Sodium Alginate 650 CPS не давало плотной структуры, характерной для мармеладных изделий. Полученный образец с использованием структурообразователя Carraginan BF 30 Clear имел непривлекательный внешний вид из-за наличия в образце гранулообразных включений, однако при совместном использовании данного соединения с Agar-agar гранулы не наблюдались.

Все образы имели выраженный клубничный аромат и вкус без посторонних запахов и привкусов. Цвет полученных образов имел красную гамму от светло-красного до темнокоричневого.

Основной функцией используемых нами природных полисахаридов является структурооб-разование. В зависимости от типа полисахарида структура пищевой системы может колебаться от вязкой до студнеобразной. В связи с этим были изучены структурно-механические и физико-химические показатели полученных образцов мармелада (таблица 3).

Таблица 3.

Структурно-механические и физико-химические показатели образцов мармелада

Table 3.

Structural, mechanical and physico-chemical parameters of marmalade samples

Наименование показателей The name of indicators		Образцы \| Samples
Наименование показателей The name of indicators		1	2	3	4	5	6	7	8
Активность воды	Water activity	0,648	0,669	0,602	0,598	0,615	0,615	0,758	0,789
Число пенетрации	The penetration number	20,2	84,8	34,2	27,8	39,2	49,8	70,4	19,8
Прочность студня, Па	The strength of the jelly At	24507,4	1390,62	8549,64	12939,29	6507,71	4032,19	2017,69	25507,6
Температура начала плавления, °С	Melting point, °C	88	96	87	95	85	88	84,7	74,2
Температура окончания плавления, °С	Melting point, °C	95	100	93	98	87	98	86,2	88,6
Температура кипения, °С	Boiling point, °C	101	104 (не закипел)	95	101	98	101	91,8	93,6
Массовая доля влаги, %	Mass fraction of moisture, %	35,74	31,47	35,68	25,88	39,10	30,58	38,0	36,0

Содержание массовой доли влаги полученных образцов колебалось от 25,88 (образец № 4) до 39,1% (образец № 5), что лежит в пределах значений массовой доли влаги для мармелада фруктового (овощного) пластового согласно ГОСТ 6442–2014 «Мармелад. Общие технические условия» [12].

Как видно из полученных данных, наиболее плотная структура была у образца № 8, имеющий наиболее низкое значение числа пенетра-ции (19,8), следовательно, наибольшую силу для проникновения во внутрь системы – 25507,6 Па. Данная система имела наиболее близкое значение по прочности студня к образцу № 1, взятому в качестве контроля. Образец № 2 имел наименьшую прочность системы и структуру желе, что не позволяет данному структурообразователю в чистом виде быть использованным для приготовления мармеладных изделий. Данный загуститель может быть использован в качестве термостабильной начинки или джема. Остальные образцы № 4–7 имели промежуточное значение прочности студня от 2017,7 (образец № 7) до 12939,29 Па (образец № 4) и подходили для получения мармеладных изделий.

Анализируя полученные данные по температурам начала и окончания плавления и температуре кипения, можно сделать вывод, что образец № 2 может быть использован в качестве термостабильной начинки для мучных и кондитерских изделий. Он имел наиболее высокую температуру начала (t = 96°C) и окончания (t = 100°C) плавления среди представленных образцов. Хотелось бы отметить тот факт, что данный образец № 2 не закипел. Для остальных образцов температура начала плавления лежала в пределах от 72,4 (образец № 8) до 95°C (образец № 4), а температура окончания плавления находилась в диапазоне от 86,2 (образец № 7) до 98°C (образец № 4 и 6). Температура кипения имела значение от 91,8 (образец № 7) до 101 °С (образцы № 1, 4, 6). Образец № 3 имел среднее значение по всем показателям.

Показатель активности воды влияет на срок годности пищевого продукта, что связано с различными реакциями, протекающими в пищевом продукте. В результате значение активности воды в исследуемых образцах лежало в пределах от 0,598 до 0,759 и полученный продукт можно отнести к продукту с промежуточной влажностью

(Aw = 0,9–0,6), что подтверждает положительный результат наших исследований.

Заключение

В ходе проведенных исследований показана целесообразность использования гипертонического раствора сахарозы после осмотического обезвоживания ягодного сырья в сочетании с природными полисахаридами для приготовления мармеладных изделий, а также джемов и термостабильных начинок.

Список литературы Исследование и разработка желейно-ягодного мармелада с природными полисахаридами на основе отработанного сиропа после осмотического обезвоживания

Ruiz-Diaz G., Mart??nez-Monz? J., Camacho M.M., Mart??nez-Navarrete N. et al. Jam manufacture with osmodehydrated fruit // Food Research International. 2002. V. 35. № 2-3. Р. 301-306. DOI: 10.1016/S0963-9969(01)00200-9
Pat. № 2557050А, US. Production of jellies made from mixtures of sugar and fruit juices containing pectin / Hassid N.J. № 783449; Appl. 31.10.1946; Publ. 31.10.1947.
Hartel R.W., von Elbe J.H., Hofberger R. Starches, Proteins, Pectin, and Gums // Confectionery Science and Technology. 2018. P. 125-150. URL: https://foi.org/ DOI: 10.1007/978-3-319-61742-8_5
Сарафанова А.А. Пищевые добавки. Энциклопедия; 3е изд., перараб. и доп. Профессия, 2012. 776 с.
Pat. 20180049462A1, US, A23P 10/30, A23L 29/238, 29/256. Manufactured fruit compositions and methods of making / Kolewe M.E., Stone D.W., Enrigt K. № 15/682689; Appl. 22.08.2017; Publ. 22.02.2018.
Свиридов В.В., Банникова А.Б., Птичкина Н.М. Влияние природы студнеобразователя на свойства пищевых студней // Известия вузов. Пищевая технология. 2012. № 1. С. 59-61.
Агар-агар. URL: http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/jecfa_additives/docs/Monograph1/Additive008.pdf
Альгинат натрия. URL: http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/jecfa_additives/docs/Monograph1/Additive388.pdf
Каррагинан. URL: http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/jecfa_additives/docs/monograph16/additive117m16.pdf
Carrageenan type WR78. URL: http://bpk-spb.com/catalog/zagustiteli/karragenan
ГОСТ 26185-84. Травы морские, водоросли морские и продукты их переработки. Методы анализа. М.: Изд-во стандартов, 1985. 36 с.
ГОСТ 6442-2014. Мармелад. Общие технические условия. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200114235
Prior B.A. Measurement of Water Activity in Foods: A Review // Journal of Food Protection. 1979. V. 42. № 8. P. 668-674.
Beuchat L.R., Komitopoulou E., Beckers H. et al. Low-water activity foods: increased concern as vehicles of foodborne pathogens // Journal of Food Protection. 2013. V. 76. № 1. P. 150-172.
Syamaladevi R.M., Tang J., Villa-Rojas R., Sablani S. et al. Influence of water activity on thermal resistance of microorganisms in low-moisture foods: a review // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2016. V. 15. № 2. P. 353-370.

Еще

Статья научная