Получение помадных конфет с использованием кавитационных воздействий

Введение. Повышение продолжительности жизни населения Российской Федерации является одной из главных стратегических задач, поставленных правительством. В выполнении этой задачи большая роль отводится повышению качества пищевой продукции. Разработанная по поручению Президента РФ «Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года» предусматривает производство пищевой продукции нового поколения с заданными качественными характеристиками, обеспечивающей оптимальное питание, профилактику различных заболеваний в целях увеличения продолжительности и повышения качества жизни граждан Российской Федерации [1]. Для реализации стратегии требуется создание инновационных технологий, обеспечивающих получение изделий с заданными потребительскими свойствами и структурой [2, 3]. Применение овощных полуфабрикатов в производстве кондитерских изделий позволяет обогатить продукты минеральными веществами, витаминами и повысить антиоксидантную активность [4–5]. Инновационным вектором развития в кондитерском производстве считается применение теории механо-химических процессов в смесях жидких и твердых фаз. Одним из таких процессов является кавитационная обработка [6–8]. Использование инвертного сиропа, прошедшего кавитацион- ную обработку, открывает перспективы для разработки кондитерских изделий с увеличенным сроком годности [9, 10].

Кондитерские изделия входят в состав всех рационов питания, включая людей с различными нарушениями обмена веществ. Поэтому разработка рецептур кондитерских изделий в соответствии с принципами здорового питания и совершенствование процессов их производства является актуальной задачей [11–13].

Цель исследования – изучение возможности применения кавитационных воздействий в технологии получения помадных конфет.

Задачи : замена патоки на инвертный сироп, прошедший кавитацию; разработка рецептуры помадных масс с использованием тыквенной подварки; выработка модельных образцов помадных конфет с различным количеством подварки; проведение исследований органолептических, физико-химических и микробиологических показателей помадных масс с тыквенной подваркой.

Объекты и методы. Объектами исследования служили молочно-фруктовые помадные конфеты «Светлячок» с заменой мандариновой подварки на тыквенную. Тыквенное пюре было получено из ВНИИ технологии консервирования. Патоку заменили на инвертный сироп, прошедший через кавитационное воздействие [9].

Инвертный сироп изготавливали по ТИ 9111115-00334675-10 «по производству кислого инвертного сиропа для мучных кондитерских изделий на кавитационной установке». Экспериментальные промышленные образцы овощного пюре были изготовлены методом асептического консервирования в соответствии с ГОСТ 327422014 «Полуфабрикаты. Пюре фруктовые и овощные, консервированные асептическим способом. Технические условия».

Кавитационную обработку инвертного сиропа осуществляли на лабораторной установке марки «Сиринкс 250-К» (ООО «Астор-С», РФ), в которой совмещены акустические и гидродинамические воздействия.

Массовую долю влаги помадных масс определяли по ГОСТ 5900-2014 «Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ».

В соответствии с ГОСТ 4570-2014 «Конфеты. Общие технические условия» срок годности и условия хранения устанавливает изготовитель, в связи с этим был выбран срок хранения для помадных конфет, установленный ранее действующим ГОСТом с учетом коэффициента резерва.

Активность воды инвертных и помадных сиропов определяли на приборе AquaLab 3ТЕ («Decagon Devices, Inc.», США).

Органолептическую оценку помадных конфет проводили по ГОСТ 5897-90 «Изделия кондитерские. Методы определения органолептических показателей качества, размеров, массы нетто и составных частей».

Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов оп- ределяли по ГОСТ 10444.15-94 «Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов»; количество плесеней и дрожжей – по ГОСТ 10444.12-2013 «Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов»; количество бактерий группы кишечных палочек – по ГОСТ 31747-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)».

В исследовании были использованы общие информационно-аналитические, органолептические методы и обработка данных с использованием программы MS Exel 2010.

Результаты и их обсуждение. Для ведения экспериментальной работы была выбрана рецептура конфет «Светлячок».

Конфеты «Светлячок» состоят из молочной помадной массы с добавлением мандариновой подварки. Нами была произведена замена подварки мандариновой на тыквенную (рис. 1).

Плодовоовощное сырье является одним из источников нативных микронутриентов. Их применение в кондитерском производстве позволяет обогатить продукты минеральными веществами, витаминами, а также расширить ассортимент выпускаемой продукции. Наибольшее распространение в производстве кондитерских изделий получили полуфабрикаты из продуктов переработки плодоовощного сырья в виде подварок и пюре.

Рис. 1. Технологическая схема приготовления помадных конфет с тыквенной подваркой

Среди овощного сырья тыква занимает особое место. Вследствие сравнительно высокого содержания калия и магния ее рекомендуют употреблять для профилактики заболеваний сердца и сосудов, регуляции водно-солевого обмена. Наличие в составе мякоти тыквы β-кароти-на и других каротиноидов обусловливает ее антиоксидантную активность. Добавление тыквенных полуфабрикатов в кондитерские изделия придает им устойчивые цветовые оттенки от темно-желтого до оранжево-красного. В плодах тыквы содержится 85–94 % воды. Углеводы (8– 12 %) в основном представлены полисахаридами. Содержание крахмала, который во время хранения переходит в растворимые сахара, составляет от 2,5 до 16 %. Характерной особенностью тыквы является низкое содержание клетчатки (0,3–1,2 %), которая хорошо разваривается, неволокниста и в пюреобразном виде легко усваивается [14, 15].

Применение кавитационной обработки для изменения реологических свойств гетерофазных пищевых сред имеет официальное разрешение в Российской Федерации.

Кавитационная обработка инвертного сиропа вызывает существенные изменения его физических свойств. Инвертный сироп, прошедший кавитацию, является полностью прозрачным раствором, тогда как у обычного инвертного сиропа наблюдается опалесценция.

Исследование плотности этих двух видов сиропов позволило установить, что кавитационная обработка изменяет плотность инвертного сиропа в сторону ее снижения (табл. 1). Это впоследствии приводит к некоторому снижению плотности помадного сиропа с использованием в рецептуре инвертного сиропа, прошедшего кавитацию, что находит свое отражение в получении более воздушной и нежной структуры конечного изделия.

Таблица 1

Влияние кавитационной обработки на плотность инвертного и помадного сиропов

Объект исследования	Значение плотности, г/см3
Инвертный сироп	1561,02
Инвертный сироп, прошедший кавитацию	1516,39
Помадный сироп, приготовленный на инвертном сиропе	1421,62
Помадный сироп, приготовленный на инвертном сиропе, прошедшем кавитацию	1404,51

Кавитационная обработка кислого сахарного «свободной» влаги, как у полученного инвертно-сиропа оказывает также влияние на показатель го сиропа, так и у помадного сиропа (табл. 2). активности воды, характеризующий количество

Таблица 2

Влияние кавитационной обработки на показатель активности воды в инвертном и помадном сиропах

Объект исследования	Значение активности воды
Инвертный сироп	0,529
Инвертный сироп, прошедший кавитацию	0,567
Помадный сироп, приготовленный на инвертном сиропе	0,791
Помадный сироп, приготовленный на инвертном сиропе, прошедшем кавитацию	0,783

Как видно из приведенных данных, в инвертном сиропе, прошедшем кавитацию, наблюдается некоторое увеличение количества «свободной» влаги, что в дальнейшем создает благоприятные условия для ее адсорбционного и осмотического связывания, способствует удерживанию влаги в процессе хранения помадных конфет и замедлению их черствения. Повышение количества «свободной» влаги в дисперсионной среде также способствует образованию адсорбционных оболочек из дисперсионной сре- ды вокруг максимально возможного количества частиц твердой фазы. В результате повышается относительная подвижность частиц твердой фазы, что подтверждается некоторым снижением плотности инвертного сиропа, прошедшего кавитацию.

Подварки представляют собой уваренное пюре с сахаром до содержания сухих веществ не менее 69 %. Для выработки опытных образцов конфет использовались различные подварки, технология которых представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Подварки, используемые для приготовления помадных конфет

Для получения подварки по классической технологии пюре уваривали с сахаром белым в соотношении 1,29 : 1 (весовое отношение пюре к сахару) до содержания сухих веществ 69 %.

Для получения подварки на инвертном сиропе, прошедшем кавитациию, пюре уваривали с сиропом в соотношении 1,29 : 1. Избыточная сладость овощного полуфабриката и ярко выраженный запах фруктозы не удовлетворяли органолептическим показателям, что потребовало изменения соотношения между компонентами. В ходе эксперимента оптимальным соотношением было признано 1,29 : 0,2 (весовое отношение пюре к сиропу).

Подварка, полученная с применением акустической кавитации, готовилась на сахаре в соотношении 1,29 : 1. При этом пюре предварительно подвергалось акустической кавитации (АК) на лабораторной установке «Сиринкс-250К». АК осуществлялась ультразвуковым преобразователем с частотой колебаний 18–24 кГц и амплитудой колебания 3–4 мкм в течение 10 мин. Ре- зультаты органолептической оценки показали, что в образцах снижался характерный вкус тыквы и усиливались фруктовые ноты.

Исследовано влияние различного количества вносимой в рецептуру тыквенной подварки, полученной по классической технологии, с сахаром на органолептические и физико-химические свойства помадных конфет. В таблице 1 представлены рецептуры на 100 г готового продукта с разным количеством вносимой подварки: 4,8; 7,2; 9,6 г. Проведенный органолептический анализ позволил установить, что наилучшие результаты получены при внесении 7,2 г тыквенной подварки на 100 г готового продукта. Введение подварки в таком количестве придает фруктовый оттенок молочной помадной массе, уменьшая общую вкусовую сладость, что способствует существенному улучшению органолептических показателей (рис. 3). Увеличение содержания тыквенной подварки в два раза относительно контроля (9,6 г/100 г) приводит к появлению у изделий излишнего привкуса тыквы.

Таблица 1

Сводные рецептуры помадных конфет «Светлячок» и модельные образцы с инвертным сиропом, прошедшим кавитацию, с различным содержанием тыквенной подварки

Сырье и полуфабрикаты	Расход сырья на 100 г готового продукта, г
	«Светлячок»	Контроль	Рецептура 1	Рецептура 2
Сахар белый	58,8	65,94	63,54	61,14
Молоко сгущенное	28,6	28,68	28,68	28,68
Инвертный сироп, прошедший кавитацию	–	1,7	1,7	1,7
Патока	8,6	–	–	–
Масло сливочное	3,2	3,2	3,2	3,2
Подварка мандариновая	4,5	–	–	–
Подварка тыквенная	–	4,8	7,2	9,6
Итого	103,6	104,32	104,32	104,32
Выход	100,0	100,0	100,0	100,0

4,8 г подварки

7,2 г подварки

Рис. 3. Результаты органолептической оценки конфет с внесением различного количества тыквенной подварки

9,6 г подварки

Рис. 4. Молочно-фруктовые помадные конфеты с инвертным сиропом, прошедшим кавитацию, и тыквенной подваркой (7,2 г/на 100 г готового продукта)

Таким образом, полученные результаты профилограммы показали, что наилучшие органолептические показатели получены у конфет с дозировкой 7,2 г подварки на 100 г конфет.

При оценке качества кондитерских изделий одним из определяющих физико-химических показателей является массовая доля влаги. Известно, что введение овощного пюре способствует замедлению процессов влагопереноса.

Хранение осуществлялось в негерметичных коробках при температуре окружающего возду- ха 20 °С, влажность RH = 60 %. Таким образом, моделировался процесс ускоренного хранения. Измерения осуществляли после 1, 2, 3 и 4 недель хранения [16].

На примере помадных конфет подтверждено, что замена крахмальной патоки на инвертный сироп, прошедший кавитацию, способствует лучшему сохранению влаги помадными конфетами (рис. 4).

Рис. 4. Влияние инвертного сиропа, прошедшего кавитацию, и патоки на изменение массовой доли влаги в помадных конфетах с тыквенной подваркой

Исследовано влияние различного количества вводимой подварки на сохранение влаги в процессе хранения конфет, приготовленных на инвертном сиропе, прошедшем кавитацию (рис. 5). Отмечено, что процесс потери влаги идет быстрее пропорционально увеличению массовой до- ли овощной части. Больше всего влаги сохраняется в изделиях с 4,8 г подварки на 100 г конфет.

Основываясь на результатах анализа конфет, для последующих исследований выбраны конфеты с использованием 7,2 г тыквенной подварки на 100 г конфет.

Рис. 5. Изменение массовой доли влаги помадных конфет с различным содержанием тыквенной подварки

В таблице 2 представлены данные показателя микробиологической порчи для конфет, содержащих 7,2 г тыквенной подварки на 100 г конфет, с учетом негерметичного хранения. Помадка приготавливалась на крахмальной патоке (контроль) и на инвертном сиропе, прошедшем кавитацию (опыт). Во всех исследуемых образцах в конце срока хранения не было обнаруже- но бактерий группы кишечной палочки. Число клеток плесневых грибов и дрожжей, а также КМАФАнМ в готовых изделиях не превышало нормативных значений. Однако использование вместо патоки инвертного сиропа, прошедшего кавитацию, позволяет несколько улучшить микробиологические показатели с точки зрения снижения количества КМАФАнМ и плесеней.

Ki ф f s g 2 x 2 - T c § a^ Ьл -0 о Ф C _Q О Е 5 о ^ Q. ГО е- о s s -8- Ш s S cl с; ф о 1- 3 05 LQ	1— о ОО сч	о X ф О- со X Ю со о ф =Е	о X ф О- со 05   " X Ю со о ф =Е	о X ф О- со 05   " X Ю со о ф =Е	о X ф О- со 05   " X КО СО о ф =Е	со со СК о ф ф о с о СЕ ф =Е
	^ о 1— X о	о X ф О- со 05   " X Ю СО о ф =Е	О X ф О- со 05   " X Ю со о ф =Е	о X ф Ф Т- ко 00 о ф =Е	о X ф В ° ф - X ^” Ю со о ф =Е
ш О ^ о	1— о ОО сч	со	СО	со	со	со
	ц о 1— X о	со	со	со	со
О ф ф 1=	1— о ОО сч	со	со	со	со	СО LO
	ц о 1— X о	со	со	со	со
ш О X	1— о ОО сч	со сч	со	со со	о сч	СО LO
	ц о 1— X о	со Т— Т—	со сч	со Т— Т—	со LO
и		о с о	ф X X ф =Е	о с о	Ф X X ф =Е	X 1— о о X о ф с о со ф ю m 1— ф О 1___( ф S '---1 О т— ф со i о сч 5 о s О ю 1— 1 2
ф со ф о ф ф о		ф £ S- О 2 ф 5 з 5 2 О S III ф <0^1 ГО ф ГО й S -8- 3 ? т о т О CL S □ ь		X 1— ф ф X о 1— 05 ■= ф 5 1 — ф 1- ф Ф CL -8- X X Ф о о ^ X

Выводы. Инвертный сироп, полученный в условиях кавитации, является высококонцентрированной дисперсной системой, что приводит к изменению его физико-химических показателей, и, как следствие, оказывает влияние и на изменение физико-химических показателей помадных сиропов и помадных масс.

Установлено оптимальное количество тыквенной подварки, равное 7,2 г на 100 г готового продукта, в помадных конфетах, при этом хорошо ощущается появление фруктовых ноток в готовом изделии при общем уменьшении ощущения сладости.

Изучение физико-химических показателей помадных конфет подтвердило, что процесс потери влаги идет пропорционально увеличению массовой доли овощной части.

Замена патоки на инвертный сироп, произведенный с использованием кавитации, при производстве помадных масс позволяет получать изделия с тонкодисперсной структурой, способные сохранять влагу более длительное время, что препятствует их черствению в процессе хранения.

Установлено, что в процессе хранения помадных масс показатели микробиологической порчи для всех исследованных образцов не превышало установленных норм.