Изучение влияния плодоягодных порошков на формирование структуры масляного полуфабриката

Снижение качества жизни отдельного человека и индекса здоровья нации в целом обуславливает необходимость создания продуктов питания с повышенной пищевой и биологической ценностью. Именно такую продукцию сегодня перспективно создавать не в масштабах промышленного произ- водства, а на собственных производственных площадях заведений ресторанного хозяйства, что позволяет использовать широкий спектр нетрадиционного сырья.

Ежегодное увеличение объема производства и потребления мучных кондитерских изделий (МКИ) свидетельствует о том, что эта продукция приобретает все большую популярность и занимает важное место в структуре питания населения Украины. Такая тенденция дает возможность рассматривать их как перспективный носитель для обогащения рациона питания человека макро- и микроэлементами, витаминами, полиненасыщен-ными жирными кислотами, клетчаткой и т.д.

Для коррекции рационов питания целесообразно использовать порошки из плодоягодного дикорастущего сырья, которое является ценным источником биологически активных веществ, поскольку они сохраняют полезные свойства исходного сырья в течение длительного времени. К таким культурам относятся рябина красная, облепиха и калина.

Плодоягодные порошки из калины, рябины и облепихи характеризуются высоким содержанием биоантиоксидантов, к которым относятся в-каротин, витамины Р, Е и аскорбиновая кислота. Антиоксиданты являются эффективной защитой от разрушительной силы свободных радикалов, которые, накапливаясь в организме человека, являются одной из главных причин патологических процессов, вызывающих преждевременное старение и развитие многих заболеваний. Организм человека не способен синтезировать антиоксиданты, поэтому эти вещества должны поступать с продуктами питания.

В состав преимущественных видов теста для МКИ (бисквитное и песочное) входит мука пшеничная высшего сорта и масло сливочное. Масло вносят в тесто в количестве 10...25%. Порошки из нетрадиционного растительного сырья в достаточно больших количествах содержат жирорастворимые витамины. Учитывая это, была разработана технология масляного полуфабриката, который по своим технологическим свойствам отвечает маслу сливочному [1, 2].

Масляный полуфабрикат представляет собой полидисперсную систему, в которой дисперсионной средой является масло сливочное, а дисперсной фазой — частицы плодоягодных порошков из калины, рябины и облепихи. Реологические свойства данной твердой эмульсии определяются, с одной стороны, свойствами сливочного масла, а с другой — количеством внесенных в полуфабрикат порошков.

Объекты и методы исследований

Цель данной работы - изучение влияния плодоягодных порошков (из калины, рябины, облепихи) на реологические свойства масляного полуфабриката.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

• -    изучить общий химический состав плодоягодных порошков;

• -    изучить технологические свойства плодоягодных порошков из калины, рябины и облепихи;

• -    исследовать вязкость масляного полуфабриката и определить тип его структуры в зависимости от вида плодоягодных порошков;

• -    термогравиметрическим методом определить формы связи влаги в масляном полуфабрикате в зависимости от вида плодоягодных порошков.

Влагоудерживающую и жиросвязывающую способности порошков определяли центрифужным методом. Эмульгирующую способность определяли по максимальному количеству масла, которое добавляли в суспензию до достижения коацервации. Исследования вязкости проводились с помощью реометра AR 2000ex в интервале изменения скоростей сдвига Y=0,1^30^с " ¹, при температуре 20°С. Определение форм связей влаги в масляном полуфабрикате проводили методом термогравиметрии на приборе «Дериватограф ОД-102-508/С». Данный метод основан на регистрации изменения массы образца в зависимости от его температуры в условиях программирования температуры среды.

Результаты и их обсуждение

К технологическим свойствам плодоягодных порошков, благодаря которым происходит формирование структуры масляного полуфабриката, относятся: влагоудерживающая, жиросвязывающая и эмульгирующая способности. Данные свойства обуславливаются химическим составом плодоягодных порошков, их остаточное влагосодержание составляет 13…15%. Результаты исследования общего химического состава плодоягодных порошков представлены на рис. 1.

Белки     Углеводы     Жиры

Макронутриентный составПорошок из рябины    Порошок из калиныПорошок из облепихи

Рис. 1 - Общий химический состав плодоягодных порошков

Плодоягодные порошки из калины, рябины и облепихи характеризуются высоким содержанием углеводов - моно- и дисахаридов, клетчатки и др. Порошок из облепихи, в отличие от порошков из калины и рябины, содержит большее количество белка и жира.

Следующим этапом исследований было изучение технологических свойств растительного сырья.

Влагоудерживающая способность (ВУС) порошка - это способность связывать влагу, которая не поддается удалению центрифугированием. Результаты исследования влагоудерживающей способности порошков представлены на рис. 2.

45 и

Порошок из рябины   Порошок из калиныПорошок из облепихи

Рис. 2 - Влагоудерживающая способность плодоягодных порошков

Как видно из рис. 2, наибольшее значение ВУС имеет порошок из облепихи -в 1,2 раза по стравниению с порошком из калины, что связано с содержанием в нем большего количества углеводов.

Обеспечение устойчивости гетерогенной системы, состоящей из двух взаимоне- растворимых жидкостей - жира и воды, является необходимой и важной задачей при производстве кондитерской продукции. Поэтому целесообразным является определение жиросвязывающей и эмульгирующей способностей плодоягодных порошков.

Жиросвязывающую способность (ЖСС) определяли центрифужным методом при декантировании надосадочной жидкости [3]. Данный показатель свидетельствует о коли честве жира, которое удерживает растительное сырье, и обусловливается наличием активных функциональных групп биополимеров сырья, а также адсорбцией жира (рис. 3).

6.8

6.6

6.4

6.2

Порошк из рябины      Порошок из калиныПорошок из облепихи

Рис. 3 - Жиросвязывающая способность плодоягодных порошков

Наибольшее значение данного показателя имеет также порошок из облепихи, что обусловлено более высоким содержанием в нем белка, полисахаридов и жира.

Жиросвязывающая способность белков обусловлена наличием гидрофобных групп, вступающих во взаимодействие с липидами с образованием липопротеидов за счет нековалентных связей.

Полисахариды проявляют жиросвязывающую способность взаимодействием их с жирами и образованием гликолипидов ковалентными связями. Кроме того ЖСС объяс- няется явлением адсорбции поверхностью частиц порошков дикорастущего сырья.

Эульгирующую способность (ЭС) определяли по максимальному количеству масла, которое добавляли в суспензию плодоягодных порошков до достижения точки коацервации [4]. По результатам исследования эмульгирующей способности (рис. 4) установлено, что жировые системы с добавлением порошков из рябины, калины и облепихи характеризуются результатами на уровне 0,9 ... 1,1 мл/г и позволяют обеспечить устойчивость модельных эмульсионных систем к расслоению.

Рис. 4 - Эмульгирующая способность плодоягодных порошков из калины, рябины и облепихи

Полученные данные определения технологических свойств плодоягодных порошков коррелируют с результатами определения реологических характеристик масляных полуфабрикатов.

Исследования вязкости проводились с помощью реометра AR 2000ex. В качестве контрольного образца выбрано масло сливочное без добавок. В составе масляного полуфабриката по предложенной технологии использовано дозирование плодоягодных порошков 20% к массе масла.

Масло сливочное, как и все животные жиры, при температурах ниже фазовых пере- ходов можно отнести к псевдопластичным жидкостям. При повышении температуры масло становится ньютоновской жидкостью.

Проведенные исследования (рис. 5) показали, что при добавлении плодоягодных порошков наблюдалось повышение вязкости в сравнении с контрольным образцом.

Скорость сдвига, 1/с

Контроль

Масляный полуфабрикат калиновый

Масляный полуфабрикат облепиховый

Масляный полуфабрикат рябиновый

Рис. 5 - Кривые вязкости масляных полуфабрикатов и контрольного образца

На кривых вязкости масляного полуфабриката наглядно видна корреляция проявления технологических свойств плодоягодных порошков с формированием вязкой структуры масляного полуфабриката. Так, в полуфабрикате с облепиховым порошком вязкость образца была наиболее высокой по отношению к контрольному образцу, с калиновым порошком - наиболее близкой к контрольному образцу, что отвечает значениям влагоудерживающей, жиросвязывающей и эмульгирующей способностями этих порошков.

Закономерность формирования структуры масляного полуфабриката за счет связи водной фазы сливочного масла компонентами плодоягодных порошков было доказано методом термогравиметрии (рис. 6).

Установлено, что дериватограмы масляного полуфабриката с плодовыми порош- ками из калины, рябины и облепихи имеют общие закономерности для всех опытных образцов. На первом этапе нагрева в диапазоне 21-96°С (III) наблюдается почти линейный подъем температуры образцов и незначительная потеря влаги. На этом этапе выделяется почти вся свободная влага, которая сосредоточена в порах, капиллярах. С повышением температуры выше 90°С наблюдается глубокий эндотермический пик, отражающий термические процессы, характеризующиеся удалением двух форм связанной влаги на интервалах 96 - 104°С (II) и 104-175°С (I).

Общее количество связанной влаги в масляном полуфабрикате с порошком из облепихи больше контрольного образца на 3,23%, в полуфабрикате с порошком из рябины - на 3,10%, из калины - на 2,9%.

Рис. 6 – Кусково-линейная функция выделения свободной и связанной влаги масляного полуфабриката с порошком из облепихи:

І – адсорбционная, ІІ – осмотическая, ІІІ - механическая

Выводы

• 1.    Изучен общий химический состав порошков из калины, рябины и облепихи. Показано, что содержание белков находится на уровне 3,7-6,8 г/100г, углеводов – 36,5-49,6 г/100г, жиров – 0-16 г/100г.

• 2.    Определены технологические свойства плодоягодных порошков из калины, рябины и облепихи. Установлено, что наибольшим технологическим потенциалом характеризуется порошок из облепихи в сравнении с порошками из калины и рябины.

• 3.    Показана прямая зависимость проявления технологических свойств и формирования структуры масляного полуфабриката по показателю вязкости. Наибольшей вязкостью обладает масляный полуфабрикат с порошком из облепихи.

• 4.    Изучена структура и состояние влаги в масляном полуфабрикате при использовании порошков из калины, рябины и облепихи, результаты которых закономерно отображают

целесообразность и технологичность инновационной разработки.