Влияние криоскопических температур растворов сахаров для приготовления желейных наполнителей в пищевой промышленности

Наполнители для мороженого это готовые к использованию начинки, предназначенные для добавления в массу, в прослойки тортов и рулетов из мороженого и декорирования. Основное их назначение – придание нового, более полного вкуса продуктам из мороженого. Использование наполнителей позволяет значительно разнообразить ассортимент производимого мороженого, что способствует увеличению привлекательности продукта для покупателей. В наполнителях для мороженого используются специализированные пектины или сложная смесь нескольких стабилизаторов. Они позволяют исключить кристаллизацию наполнителя при температуре до -30°С, делая наполнитель устойчивым к замораживанию.

Наполнители изготавливаются из свежих или замороженных фруктов и ягод. Содержание фруктовой массы в зависимости от типа наполнителя колеблется от 10 до 40 %. Содержание сахаров составляет не менее 54 %. Массовая доля растворимых сухих веществ не менее 63 %. Рекомендуемые дозировки наполнителей составляют 10–15 % к общей массе готового изделия [1].

Для создания желированной консистенции и предотвращения замерзания наполнителя при его производстве используют различные гелеобразователи: пектины, каррагинан и др. Кроме того, на температуру замерзания влияет вид сахаров, используемых для получения наполнителей.

Цель исследований . Определение влияния температуры замерзания растворов сахаров для оптимизации состава наполнителя для мороженого.

Материалы и методы исследований . Для определения температуры кристаллизации была использована установка, изготовленная на кафедре теплохладотехники Кемеровского технологического института пищевой промышленности. Схема установки для исследования процессов кристаллизации растворов приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема определения криоскопических температур раствора: 1 – рабочая емкость; 2 – пробирка с исследуемым раствором; 3 – уравнительные трубопроводы; 4 – цилиндрическая колба;

5,6 – трубопроводы подачи хладоносителя; 7 – нагреватель; 8 – емкость с холодным хладоносителем;

9 – емкость для приготовления отепленного хладоносителя; 10 – насос подачи отепленного хладоносителя; 11 – насос подачи охлажденного хладоносителя; 12 – модуль ввода МВА8;

13 – измеритель-регулятор ТРМ202; 14 – преобразователь интерфейса АС4; 15 – ПК; 16 – термопары

Лабораторный комплекс состоит из трех гидравлически связанных емкостей:

I – рабочая емкость (1), обнесенная теплоизоляцией, в которой имеются отверстие под цилиндрическую колбу (4) с размещенной в ней пробиркой с исследуемым раствором (2), отверстия для уравнительных линий и отверстие для трубопровода подачи хладоносителя;

• II    – емкость для приготовления отепленного хладоносителя (9), обнесенная теплоизоляцией, где размещены нагреватель для подогрева хладоносителя (7), насос для перекачки отепленного хладоносителя (10) в рабочую емкость, отверстие для уравнительной линии и отверстие для установки термопары;

• III    – емкость для хладоносителя с низкой температурой (8), охлаждаемой извне, в которой имеются насос (11) для подачи в рабочую емкость холодного хладоносителя и отверстие для уравнительной линии.

Измерение температуры в исследуемой жидкости, а также во всех трех емкостях, осуществляется с помощью хромель-копелевых термопар (ТХК) (16). Контрольно-измерительный комплекс включает в себя аналоговый модуль ввода (12), измеритель-регулятор (13), преобразователь интерфейса (14) и ПК (15).

Лабораторный комплекс размещен в низкотемпературной холодильной камере, в которой поддерживается температура -450С [2].

Описание схемы работы лабораторного стенда. Измеритель-регулятор (13) с помощью входящих сигналов термопар управляет подачей теплого и холодного хладоносителей в рабочую емкость (1) насосами (10) и (11). Таким образом, поддерживается постоянная заданная разность температур между исследуемым образцом и хладоносителем в рабочей емкости.

Результаты исследований и их обсуждение . Исследовали кристаллизацию водных растворов фруктозы, глюкозы, сахарозы. Температура кристаллизации водных растворов с различными концентрациями сахаров представлена на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость криоскопической температуры от концентрации водных растворов сахаров

Обобщая результаты исследования, можно сделать вывод, что фруктоза в большей степени снижает температуру замерзания раствора с увеличением концентрации, чем сахароза и глюкоза. При разработке рецептуры начинки для мороженого для увеличения температуры замерзания необходимо вносить фруктозу, заменяя ею часть сахарозы. Это позволит также снизить концентрацию сахаров, так как фруктоза имеет более высокий коэффициент сладости по сравнению с другими сахарами.

На основании произведенных исследований нами была разработана рецептура начинки мороженого, в которой 50 % сахарозы заменена фруктозой. Повышенная сладость фруктозы позволила снизить содержание сухих веществ в начинке. Рецептура представлена в табл. 1.

Рецептура наполнителя «Вишня» для мороженого, г

Таблица 1

Показатель	Количество
Пюре вишни	40
Сахароза	23
Фруктоза	23
Каррагинан	1
Лимонная кислота	0,35
Сорбат калия	0,025
Бензоат натрия	0,025
Цитрат натрия	0,25
Вода	12,35

Физико-химические показатели наполнителя приведены в табл. 2.

Физико-химические показатели наполнителя «Вишня»

Таблица 2

Образец	Массовая доля сухих веществ, %	рН
Наполнитель «Вишня» с каррагинаном	58	3,2

Также образец наполнителя был проанализирован по органолептическим показателям, которые приведены в табл. 3.

Органолептические показатели наполнителя «Вишня»

Таблица 3

Образец	Внешний вид, консистенция	Вкус и запах	Цвет
Наполнитель «Вишня» с каррагинаном	Поверхность ровная, без включений. Консистенция упругая, не растекающаяся на горизонтальной поверхности	Свойственный вишне, вкус кисло-сладкий	Темно-бардовый