Получение низкожирного мороженого с использованием трехкомпонентных матриц

Введение. Мороженое представляет собой сложный многофазный пищевой продукт, состоящий из кристаллов льда, пузырьков воздуха, шариков жира и частично сросшихся скоплений жировых глобул, диспергированных в незамерзшей вязкой сыворотке. Как правило, мороженое содержит примерно 10–16 % жира, а жировая структура играет важную роль в определении качества мороженого. Жировая структура объясняет сухость мороженого при выдавливании из фризера, отвечает за формуемость, сохранение формы при растапливании, гладкость консистенции и выполняет роль носителя вкуса. Следовательно, устранение или уменьшение содержания жира в мороженом приводит к нарушению сети жировых глобул и изменению качества продукта. Напротив, потребители, заботящиеся о своем здоровье, используют пищевые продукты с пониженным или низким содержанием жира, поскольку чрезмерное потребление жира увеличивает риск связанных с ожирением заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет [1].

Таким образом, для смягчения дефектов, возникающих в готовом мороженом из-за пониженного содержания жира, используют различные заменители жира. Заменители жира – это вещества, которые могут имитировать физические и органолептические свойства жиров в пи- щевых продуктах, но содержат меньше калорий. В зависимости от состава заменители жира обычно делят на три группы: липидные, белковые и углеводные. Хотя используются заменители жира на основе липидов, содержащие эмульгаторы или структурированные липиды, заменители жира на белковой и углеводной основе чаще встречаются в продуктах с пониженным содержанием жира, каждый из которых имеет разные функциональные свойства и может использоваться отдельно или в виде смеси [2]. Индустрия мороженого должна реагировать на требования потребителей с точки зрения хорошего качества и органолептических характеристик. В связи с этим было разработано множество составов для замены жира или сахара для производства более полезного мороженого с низкой калорийностью, такого как мороженое с пищевыми волокнами, пробиотиками, белками, гелями [3–8]. В основном отечественные разработки направлены на замену жира или сахара одно-, реже двухкомпонентными системами, что не всегда приводит к требуемому результату. К примеру, использование продуктов переработки крахмала для восполнения сухих веществ в мороженом одновременно повышает энергетическую ценность мороженого, что несколько нивелирует затраченные усилия на исключение или снижение содержания жира в мороженом [6].

Сывороточные белки часто используются в пищевых продуктах благодаря их технологической функциональности и питательным свойствам. Они содержат в основном β-лактоглобулин и α-лактальбумин с уникальными функциональными характеристиками и межфазной активностью для стабилизации границ раздела воз-дух/вода и масло/вода в различных пищевых продуктах. Альгинат натрия представляет собой анионный, биоразлагаемый, биосовместимый, неиммуногенный и нетоксичный биополимер со звеньями маннуроновой кислоты и гиалуроновой кислоты, присоединенными к (1→4) связи. Он часто используется в пищевой промышленности в качестве стабилизатора и загустителя [11]. Яблочное пюре – пищевой продукт, содержащий в своем составе натуральный пектин, благодаря которому яблочное пюре обладает пенообра- зующей и пеноудерживающей способностью, что используется в производстве зефира.

Цель исследования – разработка рецептур мороженого с пониженным содержанием жира.

Задачи: рассчитать рецептуры мороженого с пониженным содержанием жира с 0, 50, 100 % заменой вносимых сливок трехкомпонентной матрицей, включающей яблочное пюре, молочную сыворотку, альгинат натрия; изучить органолептические и физико-химические свойства мороженого с пониженным содержанием жира; оценить эффект снижения и замены жира в мороженом.

Объекты и методы. Материалами, использованными в этом исследовании, были альгинат натрия, сыворотка молочная свежая, молоко коровье (3,2% жирности), стерилизованные и гомогенизированные сливки (33% жирности), сухое обезжиренное молоко (40 % белка), пюре яблочное детское (19% углеводы), сахар.

Приготовление трехкомпонентной матрицы. Альгинат натрия смешивали с молочной сывороткой. Затем к раствору добавляли пюре яблочное и конечный биополимерный раствор взбивали миксером в течение 5 мин на максимальной скорости. Объем смеси увеличился в 4 раза.

В качестве объектов исследования выступали образцы мороженого: 1) контрольный образец, полученный по классической рецептуре сливочного мороженого; 2) опытный образец 1, где 50 % сливок и сахара было заменено на трехкомпонентную матрицу; 3) опытный образец 2, в котором 100 % сливок и сахара было заменено на трехкомпонентную матрицу (табл. 1).

Таблица 1

Сырье	Масса сырья	В т. ч.
		сахарозы	жира	СОМО	сухих веществ
1	2	3	4	5	6
Контрольный образец
Молоко коровье цельное	55,5	–	1,8	4,5	6,3
Сливки	18,5	–	6,1	1,1	7,2
Молоко сухое обезжиренное	7,0	–	0,1	6,2	6,3
Сахар-песок	13,0	13,0	–	–	13,0
Альгинат натрия	0,5	–	–	–	0,5
Вода	5,5	–	–	–	–
Всего	100	13,0	8,0	11,8	33,3

Окончание табл. 1

1	2	3	4	5	6
Опытный образец 1
Молоко коровье цельное	55,5	–	1,8	4,5	6,3
Сливки	9,3	–	3,0	0,6	3,6
Молоко сухое обезжиренное	7,0	–	0,1	6,2	6,3
Сахар-песок	6,5	6,5	–	–	6,5
Трехкомпонентная матрица	21,7	–	–	0,5	3,1
Всего	100	6,5	4,9	11,8	25,8
Опытный образец 2
Молоко коровье цельное	55,5	–	1,8	4,5	6,3
Молоко сухое обезжиренное	7,0	–	0,1	6,2	6,3
Трехкомпонентная матрица	37,5	–	–	0,9	5,4
Всего	100	0,0	1,9	11,6	18,0

Рецептура мороженого, г

Технология приготовления контрольного образца . Альгинат растворяют в воде и смешивают с молоком и сливками, затем смесь нагревают до 40 °С. Вносят сухие компоненты. Далее смесь пастеризуют при 68 °С в течение 10 мин, затем охлаждают до 4 °С, при этой же температуре проводят созревание смеси в течение 12 ч. Затем смесь переносят в мороженицу периодического действия и замораживают в течение 20 мин.

Технология приготовления опытного образца 1 . Сахар и сухое обезжиренное молоко смешивают с подогретым молоком и сливками при 40 ºС. Смесь пастеризуют при 68 ºС в течение 10 мин, затем охлаждают и хранят при 4 °С в течение 12 ч для созревания. Перед помещением во фризер к смеси добавляют взбитую трехкомпонентную матрицу. Смесь замораживают в течение 20 мин.

Технология приготовления опытного образца 2 . Сухое обезжиренное молоко смешивают с подогретым молоком и сливками при 40 °С. Смесь пастеризуют при 68 °С в течение 10 мин, затем охлаждают и хранят при 4 °С в течение 12 ч для созревания. Перед помещением смеси во фризер вносят трехкомпонентную матрицу. Затем смесь замораживают в течение 20 мин.

В образцах мороженого определяли органолептические показатели по ГОСТ 31457-2012; сопротивление мороженого таянию по времени появления первой капли, времени накопления 10 мл. Время появления первой капли и время накопления 10 мл измеряли при помощи секун- домера. Скорость таяния мороженого определяли по количеству растаявшего мороженого в течение 1 ч, замеры проводили каждые 5 мин. Взбитость мороженого определяли по ГОСТ 31457-2012.

Результаты и их обсуждение. В таблице 2 представлены результаты органолептической оценки контрольного образца, опытного образца 1 и опытного образца 2.

По результатам оценки можно отметить, что опытный образец 2 больше всех отличался своей консистенцией, имел более специфичный вкус. В нем наиболее было выражено присутствие яблочного пюре, вследствие чего образец приобрел характерную кислинку. Несмотря на отсутствие сливок и сахара, образец имел приятный вкус, молочный цвет, консистенция также напоминала сливочное мороженое, хотя была наиболее пенообразной. Также из-за более пенообразной консистенции данный образец мороженого был менее устойчив и быстро терял свою форму. Два других образца отличались друг от друга в незначительной степени, контрольный образец имел классический сливочный вкус, опытный образец 1, в свою очередь, не потерял сливочность и консистенцию, несмотря на добавку в виде трехкомпонентной матрицы.

Время появления первой капли, накопления 10 мл и взбитость мороженого представлены в таблице 3.

Органолептический анализ трех видов мороженого

Таблица 2

Образец	Органолептические показатели
	Внешний вид	Вкус и аромат	Цвет	Консистеция	Структура
Контрольный		Сладкосливочный	Молочный	Плотная	Однородная, без ощутимых комочков жира, стабилизатора и эмульгатора, частичек белка и лактозы, кристаллов льда
Опытный 1		Сладкосливочный	Молочный	Плотная
Опытный 2		Молочный, с кислинкой	Молочный	Пенообразная

Физико-химические показатели

Таблица 3

Показатель	Контрольный образец	Опытный образец 1	Опытный образец 2
Время, мин: – появления первой капли	12,46	7,30	4,14
– накопления 10 мл	12	14	2
Взбитость, %	57	121	251

Из таблицы 3 следует, что показатель взби-тости в опытном образце 2 в два раза выше по сравнению с опытным образцом 1 и почти в 5 раз больше, чем у контрольного образца, это указывает на то, что отсутствие жирных сливок и добавление трехкомпонентной матрицы способствуют большему насыщению смеси при ее взбивании. Взбитость опытных образцов нахо- дится в диапазонах взбитости мороженого пломбира, что свидетельствует о высоком потенциале применения трехкомпонентной матрицы для замены жира в мороженом без ухудшения его характеристик взбитости.

Динамика таяния мороженого показана на рисунке.

Скорость таяния

Контрольный образец       Образец 1        Образец 2

Скорость таяния мороженого

Образцы при таянии сохраняли свою форму и плотную консистенцию в течение продолжительного времени, за исключением опытного образца 2. Из-за своей пенообразности мороженое полностью растаяло за 10 мин, при этом не сохранив свою изначальную структуру. Контрольный образец имеет наименьшую продолжительность таяния и низкий процент взбитости за счет более плотной консистенции.

Выработанное мороженое по данным рецептурам по органолептическим, физико-химическим показателям и показателям безопасности соответствует требованиям Р ТС 033/2013 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции». Калорийность всех трех видов мороженого представлена в таблице 4.

Таблица 4

Калорийность образцов мороженого, ккал

Образец	Калорийность
Контрольный	167
Опытный 1	121
Опытный 2	66

Из таблицы 4 видно, что благодаря снижению количества жира и сахара в рецептуре калорийность мороженого уменьшается.

Заключение. В результате выполненной работы были разработаны рецептуры мороженого с пониженным содержанием жира – 4,9 и 1,9 %. При этом в мороженом сохранилось содержание СОМО на уровне 11,6–11,8 %, но снизилось содержание сухих веществ до 18 %. Органолептические показатели мороженого с пониженным содержанием жира практически не отличались от контрольного образца. Исключение составил образец со 100 % заменой сливок и сахара на трехкомпонентную матрицу, имеющий более кислый вкус и пенообразную консистенцию. Взбитость мороженого с заменой жира на трехкомпонентную матрицу в дозировке 50 % увели- чилась в 2 раза, в дозировке 100 % в 4,4 раза по сравнению с контрольным образцом сливочного мороженого. Однако мороженое с заменой жира отличалось быстрым появлением первой капли и высокой скоростью таяния. В целом замена жира в мороженом трехкомпонентной матрицей, включающей яблочное пюре, молочную сыворотку и альгинат натрия, привела к положительным результатам, в том числе снижению калорийности десерта с 167 ккал до 66 ккал.