Совершенствование технологии сбивных конфет с применением белка повышенной взбиваемости

Сбивные конфетные массы получают путем сбивания пенообразователя с сахаро-паточно-агаровым сиропом и последующим введением в смесь вкусовых, ароматических и красящих веществ. В качестве пенообразователя чаще всего используют белок куриного яйца в свежем, замороженном или сухом виде. Одним из недостатков яичного белка является низкая температура его денатурации, которая лежит в пределах 59–61 °С. При температуре около 65 °С белок теряет текучесть, происходит его денатурация и теряет способность снова переходить в раствор. В связи с этим свойством белка, технологический процесс ведут при температуре в сахаро-паточно-агаровом сиропе не более 60 °С, во избежание потери пенообразующей способности белка.

Сбивные конфеты имеют пено- и студнеобразную структуру, поэтому одним из показателей качества сбивных масс является ее плотность (0,3–0,7 г/см3) и пластическая прочность (20–25 кПа). Недостаточная пышность – основной дефект сбивных конфет. Низкая пенообразующая способность и температура денатурации белка приводит к понижению качества сбивных конфет.

В кондитерской промышленности большое применение нашли порошкообразные яичные продукты, так как – технологически безопасны и экономически целесообразны [1].

Кондитерская отрасль нуждается в яичных продуктах с повышенными пенообразующими свойствами. Нестабильные показатели качества сухих яйцепродуктов, обусловленные особенностями их технологии и разнообразием стран-производителей (Россия, Китай, Франция, Аргентина, Германия, Италия), являются причиной различия функционально-технологических свойств яйцепродуктов в равных условиях их восстановления, что вызывает необходимость исследования их эффективного использования и нахождения стабильных параметров получения качественной, стойкой пенной структуры. Известна технология производства сухого яичного белка с усиленными функциональными свойствами [2], путем обессахаривания яичного белка процессом ферментации и последующей сушкой в мягких режимах. При ферментировании жидкого яичного белка количество сахаров снижается примерно в 50 раз, а пенообразующая способность возрастает на 30%, стойкость пены – на 18% [2,9,10].

Образцы, полученные при повышенных температурах сухого белка (70–80 ºС) в течение различных интервалов времени имели при незначительном снижении растворимости на 5–7%, повышенную пенообразующую способность почти в два раза, а стойкость пены на 7% [3-5].

Яичный белок, высушенный в диапазоне температуры 50–60 °C, имеет растворимость меньшую, чем в диапазоне – 45–50 °C. Кроме того, на растворимость оказывает влияние продолжительность воздействия повышенных температур. Например, сухой белок при температуре 80 °C за 1 час может потерять 5% своей растворимости, а за 4 часа – 8%. Поэтому процесс сушки и последующее охлаждение яичного белка надо проводить в краткосрочном и низкотемпературном воздействии [3,6,7].

Ферментированный сухой белок в процессе хранения в течение 15 месяцев при 40 °C сохраняет на 98% растворимость, в то время какдля не ферментированного – на 48%.

Цель исследований – стабилизация и повышение качества сбивных конфет путем научного и практического обоснования применения яичного белка «IGRECA» повышенной пенообразующей способности, стабильности и термоустойчивости.

Задачами исследования являются:

• 1.    Провести сравнительный анализ пенообразующей способности и устойчивости пен на основе яичного белка контрольного и предлагаемого образца;

• 2.    Изучить кинетику пенообразования сбивной конфетной массы, полученной на основе контрольного при температуре 60ºС и предлагаемого (80ºС) образцов яичного белка;

• 3.    Исследовать физико-химические и структурно-механические свойства корпусов сбивных конфет в процессе хранения в течение 6 месяцев;

• 4.    Дать заключение о целесообразности применения яичного белка «IGRECA» в производстве сбивных конфет.

Ход исследования

Объектом исследования являлись корпуса сбивных конфет, приготовленные в производственных условиях. В качестве пенообразователя использовали сухой яичный белок повышенной взбиваемости («IGRECA», Франция), поставляемый на российский рынок компанией «Сою-зоптторг». Для восстановления сухой яичный белок разводили в тёплой воде (40 ºС) в соотношении 1:7, и перемешивали в течение 20 минут до полного растворения.

Сбивные конфетные массы получали путем сбивания пенообразователя с сахаро-паточно-агаровым сиропом при контрольной стандартной температуре 60 °С и повышенной температуре 80 °С.

Предварительно исследовали модельные растворы яичного белка контрольного и предлагаемого образцов и сбивных конфетных масс на их основе, на пенообразующую способность и пеноустойчивость, дисперсность воздушных пузырьков.

Физико-химические и структурно-механические свойства корпусов сбивных конфет исследовали в течение 6 месяцев хранения.

Методы и методики объектов исследования применяли традиционные при проведении экспериментов в лаборатории кондитерской фабрики[8].

Активность воды (Aw) находили как отношение парциального давления водяного пара над поверхностью продукта к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре по формуле:

A w = Р / Р о = R h /100, (1)

где Р – давление водяного пара в системе над изделием; Р о – давление пара над водой; R h – равновесная относительная влажность в состоянии равновесия, при которой изделие не поглощает влагу и не отдает ее в атмосферу,%.

Активность воды (Aw) измеряли на приборе «АКВАЛАБ».

Плотность сбивной конфетной массы определяли, как частное от массы корпуса конфет и его объёма, массовую доли влаги – высушиванием по ГОСТ 5900.

Результаты и обсуждение

При производстве сбивных конфет возникает нестабильность структурно-механических характеристик пенообразной массы за счет разрушения структуры белка при сбивании с сахаро-паточно-агаровым сиропом с температурой выше 60 ºС. С целью стабилизации технологического процесса, снижения энергозатрат, улучшения потребительских характеристик сбивных конфет в производственных условиях проведена серия экспериментов по изготовлению опытных образцов корпусов сбивных конфет с использованием сухого яичного белка «IGRECA» повышенной взби-ваемости, при варьировании температурных режимов сбивания.

Наиболее важными и объективными технологическими критериями качества пенообразных масс являются пенообразующая спо собность и пеноустойчивость, дисперсность воздушных пузырьков, кратность пен и вязкость. При этом сравнительный анализ этих показателей модельных пен яичного белка (12,0% СВ) контрольного и предлагаемого образцов показал, что пенообразующая способность, пеноустойчивость, скорость образования пены, дисперсность воздушных пузырьков и вязкость значительно выше для яичного белка повышенной взбиваемости (рисунок 1).

(a)

(b)

Рисунок 1. Кривые зависимости пенообразующей способности (а) и интегральные кривые дисперсности воздушных пузырьков по размерам (б) при температуре сбивания 20 °С растворов яичного белка образцов: 1 – предлагаемый; 2 – контрольный

Figure 1.Curves of dependence of foaming capacity (a) and integral dispersion curves of air bubbles in size (b) at a temperature of 20 °C knocking down solutions of egg white samples: 1-proposed; 2-control

Известно, что поверхностное натяжение раствора яичного белка повышенной взбивае-мости ниже, чем для контрольного образца – на 15–20%, за счет снижения содержания сахаров, в том числе, глюкозы. Кроме того, возможно происходит частичный гидролиз белка с образованием свободных аминокислот и пептидов, которые в свою очередь способствуют процессу пенообразования.

С понижением поверхностного натяжения раствора яичного белка снижается энергия активации образования новой фазы (газообразной), следовательно, пенообразующая способность яичного белка повышается – при этом объем пены за 5 мин больше на 35% (рисунок 1(a), кривая 1) чем для контрольного образца (рисунок 1(a), кривая 2). При этом повышается скорость и степень диспергирования воздушных пузырьков (рисунок 1(b), кривая 1), устойчивость пенных пленок за счет увеличения их удельной поверхности раздела фаз и вязкости для предлагаемого образца яичного белка.

Исследовали процесс изменения плотности и дисперсности воздушных пузырьков конфетной массы на основе яичного белка марки «IGRECA» при температуре 80 ºС и контрольного образца (t = 60 ºС) и интенсивности сбивания 250 об/мин (рисунок 2). Установили, что конфетная масса на основе яичного белка марки «IGRECA» более интенсивно сбивается (рисунок 2, кривая 1) и плотность ее ниже, чем на основе контрольного образца (рисунок 2, кривая 2). Полученные сбивные конфетные массы характеризуются высокой дисперсностью воздушных пузырьков при этом для образцов на основе яичного белка марки «IGRECA» она выше (рисунок 2, кривая 11).

Объем сбивной конфетной массы с температурой сиропа при сбивании 80 °С выше, чем у контрольного образца. Повышенный объем свидетельствует об интенсивном насыщении массы воздухом. Это подтверждает значение

Рисунок 2. Кривые зависимости плотности сбивной массы (1,2) от продолжительности сбивания и интегральные кривые дисперсности воздушных пузырьков по размерам (1', 2') на основе яичного белка: 1,1' – повышенной сбиваемости при t = 80 °C; 2, 2' – традиционного при t = 60 °C

Figure 2.Curves of the density of the aerated mass (1,2) the duration of churning and the integral curves of dispersion of air bubbles of sizes (1', 2') on the basis of egg protein: 1,1' – high whipped at t = 80 °C; 2, 2' – traditional at t = 60 °C плотности массы: плотность массы при темпера туре ведения процесса 80 °С ниже плотности контрольного образца (рисунок 2, кривые 1).

Таблица 1.

Изменение объема корпусов образцов сбивных конфет, на основе яичного белка «IGRECA» в процессе хранения в течение 6 месяцев

Table 1.

Change of volume of cases of samples of whipped candies, on the basis of egg protein "IGRECA" during storage within 6 months

Срок хранения, мес. Shelf life, months	Объемы корпуса конфет, см3/ номер образца Volumes of candy body, cm3 / sample number							Среднее значение объема Average value of the volume	Среднее значение массы корпусов конфет, г Average value of the weight of the candy shells, g	Среднее значение плотности корпусов конфет, г/см3 Average value of the density of candy shells, g / cm3
	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5	№ 6	№ 7
Начало хранения Start of storage	8,64	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,19	6,98	0,759
1	8,64	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,19	6,757	0,735
2	8,64	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,19	6,40	0,696
3	8,64	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,19	6,21	0,676
4	8,64	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,19	6,16	0,670
5	8,50	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,17	6,14	0,669
6	8,50	9,0	9,25	9,25	8,4	9,9	9,9	9,17	6,125	0,668

τ, мин min       ^{τ, сут day}

Рисунок 3. Кривые изменения целостности сбивной конфетной массы на основе яичного белка (1 – предлагаемый при t = 80 °C; 2 – контрольный при t = 60 °C) в процессе сбивания; плотности корпусов сбивных конфет (1' – предлагаемый 2' – контрольный); 3 – активности воды; 4 – массовой доли влаги предлагаемых корпусов сбивных конфет в процессе хранения

Figure 3.Change curves the integrity of whipped candy mass on the basis of egg protein (1 – offer at t = 80 °C; 2 – control at t = 60 °C) in the process of churning; the density of the buildings whipped candy (1' proposed 2' – control); 3 – water activity;

4 – mass fraction of the proposed buildings aerated candies in storage process

Проанализирована стабильность корпусов сбивных конфет и их органолептических показателей в период хранения (рисунок 3, таблица 1) . Образцы имели нежную, пышную консистенцию, мелкопористую, однородную и достаточную формоудерживающую способность на протяжении всего срока хранения (рисунок 3, кривая 1¹, 3, 4).

Физико-химические показатели образцов корпусов сбивных конфет с применением яичного белка повышенной взбиваемости в процессе хранения изменились незначительно (рисунок 4).

мягкая soft прогорклый rancid посторонний foreign

пористая porous равномерная uniform

салистый sality

нетипичный atypical

затяжистая protracted неоднородная inhomogeneous приторный sugary сливочный рыхлая loose гармоничный

creamy                    harmonious устойчивый sustainable

Рисунок 4. Изменения органолептических свойств корпусов сбивных конфет, полученных на основе яичного белка «IGRECA» в процессе хранения в течение 6 месяцев: сплошная линия – начало; пунктирная линия через 6 месяцев

Figure 4.Change the organoleptic properties of the buildings of aerated chocolates, derived from egg whites "IGRECA" during storage for 6 months: the solid line is a start; the dashed line after 6 months

По результатам исследования подтверждена возможность использования сиропа с температурой 80 °С без потери качества изделий при производстве сбивных конфет с использованием сухого яичного белка повышенной взбиваемости. Проведенные производственные испытания доказали, что процесс сбивания проходит значительно интенсивнее при повышении температуры сиропа до 80 °С. Плотность корпусов сбивных конфет, получаемых при таких параметрах технологического процесса существенно ниже (пена больше насыщается воздухом), но при этом стабильна в хранении, что подтверждено исследованиями физико-химических свойств производственных образцов в период срока годности.

Выводы

Подтверждена термоустойчивость белков повышенной взбиваемости и эффективность их использования в промышленном производстве за счет большей пенообразующей способности. Использование белка повышенной взбиваемости позволяет сократить продолжительность производственного процесса приготовления масс и расход энергии за счет снижения производительности охлаждения сахаро-паточно-агарового сиропа. В результате проведенных исследований предложена корректировка технологического процесса производства сбивных конфет для обеспечения улучшенных качественных характеристик и гарантированного срока годности.

Подтверждена технологическая целесообразность и экономическая эффективность применения яичного белка «IGRECA» в производстве сбивных конфет. При этом стабилизируется плотность и повышается качество сбивных