Влияние различного содержания продукции топинамбура на процессы влагопереноса кондитерских изделий

Краткое сообщение / Short communication

П астильное изделие – сахаристое кондитерское изделие пенообразной структуры с подсушенной поверхностью, полученное из сбивной массы с добавлением фруктово-ягодного сырья, пищевых добавок, ароматизаторов, с массовой долей фруктового сырья не менее 11%, массовой долей влаги не более 25%, плотностью не более 900 кг/м^{3 1},².

Пастильные кондитерские изделия, такие как зефир и пастила, обладают пенообразной структурой и пользуются высоким спросом у потребителей.Обеспечение длительных сроков хранения пастильных изделий с сохранением их структуры и свежести, а также без изменения вкусовых свойств является актуальной задачей для производителей. В процессе хранения такие продукты подвержены физическим трансформациям в результате дегидратации или синерезиса, увлажнения поверхности, изменения показателей пищевой ценности [1].

В последнее время существует много способов приготовления пастильных изделий. Добавление порошка из клубней топинамбура в рецептуру зефира, обогащенного пищевыми волокнам, способствуют сохранению мягкой консистенции продукта и микробиологической стабильности, улучшают потребительские качества [2].

Для предотвращения процессов кристаллизации сахарозы и миграции влаги в зефире разработан способ получения зефира на основе крахмальной высокоосаха-ренной патоки, что увеличило срок хранения в два раза. Образцы маршмеллоу с натуральными антоциановыми красителями обладали в 2-2,5 раза большими антиоксидантными свойствами по сравнению с контрольным образцом. Герметичная упаковка в полиэтиленовую пленку и картон обеспечила сохранность изделий [3].

В процессе хранения зефира в течение 3-6 месяцев выявлено, что влажность снижалась в среднем на 4%, плотность увеличивалась до 11%, однако не превышала допустимого значения 0,6 г/см3. Показатели микробиологической безопасности к концу срока годности находились в соответствии с требованиями нормативной документации. Выявлены изменения органолептических показателей исследуемых изделий [4].

Для уменьшения калорийности и обогащения витаминно-минерального состава фруктово-овощной пастилы разработана рецептура и технология производства изделий на основе яблочного пюре с использованием моркови, свеклы, тыквы, абрикосов, кураги и хурмы. Добавление зостерина не влияет на вкус, цвет и запах пастильных изделий после 6 месяцев хранения, однако способствует обогащению пастилы витаминами и минералами, улучшает пластичность изделий [5].

Предложен способ получения аэрированных кондитерских изделий типа маршмеллоу, содержащих «аэрированную желатиновую сетку» и стабилизатор указанной «сетки», в частности пектин, отличающихся тем, что указанное кондитерское изделие имеет рН от 2,2 до 3,5. «Аэрированная желатиновая сетка» состоит из желатина с воздухом. В качестве стабилизаторов использованы гидроколлоиды агар, альгинат или каррагинан [6].

Многие исследования посвящены влиянию различных видов пищевых добавок на технологию приготовления пастильных изделий. Так для стабилизации влажности маршмеллоу используют полиолы (глицерин, полиэтиленгликоль, мальтит, ксилит и сорбит). Предложена технология приготовления сбивных изделий, в т.ч. зефира с пониженным углеводным содержанием, повышенной термостабильностью, что позволяет расширить диапазоны температуры хранения и увеличить сроки годности до 6-9 месяцев [7].

Органолептические и физико-химические свойства маршмеллоу, такие как взбиваемость, эластичность, способность сохранять форму, наличие развитой синергии в парах: агар – низкоэтерифицированный пектин, гуаровая камедь – ксантановая камедь – рожковое дерево позволили обеспечить высокое качество маршмеллоу [8].

Для повышения качества, питательной и биологической ценности сбивных конфет, а также для расширения ассортимента, разработан способ производства включающий предварительно подготовленные полуфабрикаты на основе топинамбура (мезгу и сок). Сок фильтруют, смешивают, порошок топинамбура, патоку крахмальнокукурузную, крахмал, фруктовую эссенцию, лимонную кислоту и уваривают [9].

Предложен способ производства сбивных конфет типа «суфле» глазированных шоколадной глазурью. Конфетную массу получают сбиванием сахаро-паточных сиропов, содержащих студнеобразователь, яичный белок с последующим смешиванием пенообразной массы с вкусовыми компонентами.При увеличении давления воздуха при сбивании от 0 до 0,3 МПа наблюдается ускорение процесса сбивания в 3-8 раз и уменьшение дисперсности воздушной фазы.При увеличении количества вводимого в массу белка в 1,2 раза повышалась устойчивость структуры пены, а изделия сохраняли форму [10].

Предложена технология зефира с пониженной калорийностью, обладающего диетическими свойствами, включающая смешивание фруктозы, изомальта и сорбита и фруктовые и овощные порошки.Овощные порошки с заданной влагоудерживающей способностью придали маршмеллоу эластичную пенообразную структуру, сохраняющуюся на протяжении 3-3,5 месяцев. Маршмеллоу с овощными порошками сочетается с мучными кондитерскими изделиями различных групп, что позволяет расширить ассортимент [11,12].

Для уменьшения себестоимости зефира, упрощения и сокращения продолжительности технологического процесса и придания зефиру детского и диабетического назначения разработан новый способ производства зефира, предусматривающий предварительную подготовку студнеобразователя, в качестве которого используют водно-фруктозно-пектиновую смесь [13].

Перспективным направлением является использование в хлебобулочном и кондитерском производстве нетрадиционных источников сырья, которые являются ценным продуктом здорового питания. Наблюдается тенденция к применению нетрадиционного растительного сырья, например, клубней топинамбура, которые способны придать диетические свойства готовым изделиям, рекомендуемым для больных сахарным диабетом, улучшить их качество, снизить энергетическую ценность и интенсифицировать биотехнологические процессы при их производстве. Топинамбур — многолетнее травянистое растение из семейства астровых, родственно подсолнечнику, также называется земляной грушей или иерусалимским артишоком. Продукты переработки топинамбура как в форме биологически активной добавки, так и в качестве сырья удобно использовать для производства хлебобулочных изделий [14].

Результаты исследований и их обсуждение

Во ВНИИКП – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН были проведены исследования влияния порошка топинамбура на скорость изменения процесса влагопереноса пастилы.

Предложена технологическая схема приготовления пастилы с добавлением порошка из топинамбура (рис. 1).

Рис. 1. Технологическая схема производства пастилы с использованием порошка из топинамбура Fig. 1. Technological scheme of pastila production using Jerusalem artichoke powder

Для повышения качества, питательной и биологической ценности изделия, разработан способ производства кондитерскй продукции на основе топинамбура, что позволило расширить ассортимент [15].

Однако исследования по влиянию различного содержания порошка топинамбура сорта Омский белый на сохранность кондитерских изделий пенообразной структуры, на примере пастилы, не достаточно изучены, поэтому такая работа актуальна.

Материал и методика проведения исследований

Исследован сорт топинамбура Омский белый, г. Кострома, урожая 2024 года, размер порошка 100 мкр. Объектом для исследований являлись модельные образцы пастилы, изготовленные в лабораторных условиях с добавлением порошка топинамбура: 0% (контроль), 2% и 4%.

Состав образцов пастилы включал: сорбит – 70,4%, пюре яблочное – 13,0%, агар – 1,6%, крахмальную патоку – 13,14%, белок яичный сухой – 0,9%, 50%-й раствор лимонной кислоты – 0,96%.

Определяли следующие показатели качества: массовую долю влаги – ГОСТ 5900 «Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ», активность воды - ГОСТ Р ИСО 21807 «Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Определение активности воды», структурно-механические свойства образцов характеризовали показателем прочности по полученным усилиям нагружения образцов с помощью структуроанализатора «СТ-2» (РФ). Органолептические характеристики пастилы оценивали по ГОСТ 6441-2014 «2014 Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия».Образцы упаковывали в полипропиленовую плёнку с толщиной 30 мкм. Хранение образцов пастилы проведено в климатической камере «Climacel 404» (Чехия), термостате «Sanyo Mir 262» (Япония) при температурах 18°С, относительной влажности окружающего воздуха 40%. Статистический анализ полученных экспериментальных данных проведен с помощью программного обеспечения Excel 2019.

Образцы пастилы с добавлением порошка топинамбура изготавливались следующим образом. На первом этапе порошок топинамбура в виде гидратированной суспензии смешивали с сухим яичным белком и яблочным пюре, массу перемешивали и получали фруктовый полуфабрикат. Далее готовили агаро-сорбито-паточный сироп, содержащий агар, сорбит, патоку крахмальную. Сироп уваривали до содержания сухих веществ 70±0,5 %.На втором этапе во фруктовый полуфабрикат добавляли агаро-сорбито-паточный сироп, охлажденный до температуры 78°С и взбивали миксером 15 мин.В взбитую массу добавляли 50%-раствор лимонной кислоты и взбивали 2 мин. Готовую пастильную массу разливали в формы для процесса структурообразования, для чего ее выдерживали при температуре 20-22°С в течение двух часов. Готовую пастильную массу резали на отдельные изделия с последующей упаковкой. При разработке технологии пастилы максимально допустимое количество порошка топинамбура не превышало 4%, так как дальнейшее увеличение количества порошка в рецептурной смеси приводило к значительному повышению её вязкости.

Образцы изготовленной пастилы с использованием порошка топинамбура представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Модельные образцы пастилы с использованием порошка топинамбура

Fig. 2. Model samples of pastila using Jerusalem artichoke powder

исходное хранение, 18°С

* ■ Контроль без добавления порошка топинамбура

Образец с добавлением 2 % порошка топинамбура

-^ Образец с добавлением 4 % порошка топинамбура

после трех месяцев хранения, 18°С

* 1 Контроль без добавления порошка топинамбура

Образец с добавлением 2 % порошка топинамбура

“•" Образец с добавлением 4 % порошка топинамбура

Рис. 3. Профилограмма образцов пастилы с добавлением топинамбура до и после трех месяцев хранения Fig. 3. Profilogram of pastille samples with the addition of Jerusalem artichoke before and after three months of storage

£ 12,00

8,00                      .                  .                                      .

0           2           4           6           8           10          12

Продолжительность хранения, нед.

• ■ Контроль без ♦ Образец с 2 % порошка ~Образец с 4 % порошка порошка топинамбура          топинамбура                топинамбура

Рис. 4. Изменения массовой доли влаги образцов пастилы в процессе хранения

Fig. 4. Changes in the moisture content of pastille samples during storage

Проведены исследования органолептических показателей качества образцов пастилы в процессе хранения (рис. 3). Оценка органолептических показателей проведена по балловой системе, единица измерения – баллы.

Образцы, изготовленные на основе порошка топинамбура, обладали пенообразной структурой; вкус и запах, свойственные пастильным изделиям и удовлетворяли требованиям ГОСТ 6441-2014.

Консистенция образцов однародная, пастила правильной формы с упругой консистенцией. У образцов пастилы с добавлением порошка топинамбура присутствовал слегка сероватый оттенок в отличие от контрольного образца.После трёх месяцев хранения отмечено, что наилучшими органолептическими показателями обладали образцы пастилы, изготовленные на основе порошка топинамбура в количестве 2% по сравнению с образцами с 4% порошка топинамбура и контрольным образцом.

Для установления влияния порошка топинамбура на скорость процессов влагопереноса проведены исследования изменения массовой доли влаги в процессе хранения образцов пастилы, содержащих различное количество порошка топинамбура, при температуре 18°С и относительной влажности воздуха 40 %, результаты которых представлены на рисунке 4.

Установлено, что массовая доля влаги снизилась у контрольного образца от 10,2% до 8,5%, у образца с 2% порошка топинамбура от 10,8 % до 9,5%, у образца с 4% порошка топинамбура от 11,3% до 10,2%. Наибольшие потери влаги по истечении 3 месяцев хранения установлены для контрольного образца, наименьшие потери влаги – у образца с 2% порошка топинамбура. Увеличение потерь свободной влаги образцами пастилы с 4% порошка топинамбура возможно связано с деформацией пенообразной структуры образцов в процессе хранения.

Получены математические зависимости массовой доли влаги (W, %) образцов пастилы с использованием порошка топинамбура от длительности хранения (τ, нед.):

Контрольный: W=-0,13 τ + 10,0 (R²=0,97) с 2% порошка топинамбура: W=-0,09 τ + 10,8 (R²=0,98); с 4% порошка топинамбура W=-0,10 τ + 11,4 (R²=0,99).

Уравнения позволяют рассчитать массовую долю влаги изделий (W) в заданный момент хранения (τ).

Проведены исследования влияния порошка топинамбура на показатель активности воды изготовленных образцов пастилы (рис. 5).

Активность воды у образцов пастилы с использованием различного содержания порошка топинамбура находилась

Рис. 5. Изменение показателя активности воды образцов пастилы в процессе хранения Fig. 5. Changes in the water activity index of pastille samples during storage

Рис. 6. Изменения усилия нагружения образцов пастилы в процессе хранения Fig. 6. Changes in the loading force of pastille samples during storage

в диапазоне для образца с содержанием 2% порошка топинамбура от 0,756 до 0,720, для образца с содержанием 4 % порошка топинамбура от 0,762 до 0,740, что указывает на удержание влаги порошком топинамбура и сохраняет мягкую, нежную консистенцию образцов с 2% порошка топинамбура, но при этом требуется дополнительный контроль микробиологических показателей, так как изделие содержит больше влаги, чем в контрольном образце.

Определены усилия нагружения, характеризующие пластическую прочность образцов пастилы до и после процесса хранения (рис. 6).

Пластическая прочность образцов пастилы после трёх месяцев хранения находилась в диапазоне 0,38-0,59 кг/см2, что обеспечивает высокую формоустойчивость и сохранность пастилы. Добавление порошка топинамбура по истечении 3 мес. хранения повысило прочность образца с 2% порошка топинамбура от 0,40 до 0,54 кг/см2 и образца с 4% порошка топинамбура от 0,42 до 0,59 кг/см2 в отличие от контрольного образца пастилы, прочность которого находилась в диапазоне 0,38-0,50 кг/см2. Такие изменения усилий нагружения в образцах пастилы с добавлением порошка топинамбура связаны со свойствами пищевых волокон порошка топинамбура, что и оказывает непосредственное влияние на прочностные характеристики образцов в процессе хранения.При этом консистенция образцов пастилы с порошком топинамбура в количестве 2 % оставалась не слишком твёрдой и приемлемой для употребления.

Заключение

Использование порошка топинамбура сорта «Омский» в рецептурном составе пастилы позволило повысить питательные и вкусовые характеристики продукции.

Наибольшие потери влаги по истечении 3 месяцев хранения выявлены были у контрольного образца пастилы, наименьшие потери – у образца с добавлением 2 % порошка топинамбура. Отмечено, что добавление порошка топинамбура влияет на скорость процесса влагопереноса образцов пастилы, что связано со свойствами пищевых волокон, которые обеспечивают наибольшие влагоудерживающие свойства, и следовательно, повышают сохранность и срок годности пастилы.

Результаты исследований могут быть полезны при разработке составов кондитерских изделий с использованием овощного порошка топинамбура с целью обогащения пищевыми волокнами обладающих функциональными свойствами. Такие изделия будут перспективны для питания лиц с нарушением углеводного обмена при дополнительном клинико-диетологическом обосновании.

Об авторах:

Maxim V. Osipov – Cand. Sci. (Engineering),

Head of the Department of Modern Methods for Assessing the Quality of Confectionery Products, , SPIN-code: 4693-0084

Sergey L. Beletskiy – Cand. Sci. (Engineering), Director, ,

Alla E. Bazhenova – Researcher,

Department of Modern Methods for Assessing the Quality of Confectionery Products, , SPIN-code: 6485-9760

Farkhad B. Musaev – Dr. Sci. (Agriculture), Senior Researcher, , SPIN-code: 5918-0757

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №6 2025

[ 207

Vegetable crops of Russia №6 2025 ISSN 2072-9146 (Print)