автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка эффективной технологии и рецептуры диетических майонезов с использованием белково-томатно-масляной пасты

/

/

Кубанский государственный технологический университет

На правах рукописи

ИБРАГИМОВА ЗАИРА РЕЗОЕВНА

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУРЫ ДИЕТИЧЕСКИХ МАЙОНЕЗОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕЛКОВО-ТОМАТНО-МАСЛЯНОЙ ПАСТЫ

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент С.А.Калманович

Краснодар - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 9

1.1. Современные эмульгаторы и стабилизаторы майонезных эмульсий 9

1.2. Перспективы применения нетрадиционного сырья растительного происхождения в качестве комплексного эмульгатора-стабилизатора 24

1.3. Направления интенсификации процессов получения майонезов 28

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 33

2.1. Методы исследования жирового сырья 33

2.2. Методы исследования эмульгаторов и стабилизаторов 33

2.3. Методы исследования водно-жировых эмульсий 38

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 42

3.1. Характеристика объектов исследования 42

3.2. Определение эффективного способа подготовки и введения БТМП 48

3.3. Исследование влияния механохимической активации на эмульгирующую способность БТМП 53

3.4. Изучение возможности получения диетических майонезов с использованием БТМП в качестве эмульгатора-структуратора 58

3.5. Исследование совместной эмульгирующей активности комплексного стабилизатора - БТМП и пищевых подсолнечных фосфолипидов 64

3.6. Разработка способа подготовки комплексного эмульгатора-стабилизатора 69

3.7. Разработка рецептуры диетического низкокалорийного майонеза 71

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЕТИЧЕСКИХ МАЙОНЕЗОВ 74

4.1. Определение оптимальных режимов гомогенизации майонезов 74

4.2. Разработка технологической схемы производства майонезов 78

4.3. Опытно-промышленные испытания разработанной схемы 81

5. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 88 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 90 ПРИЛОЖЕНИЯ 103

ВВЕДЕНИЕ

Современные тенденции формирования здорового рациона питания диктуют необходимость создания новых диетических продуктов с пониженной калорийностью, низким уровнем холестерина, обогащенных специальными пищевыми добавками натурального, предпочтительно растительного происхождения /1, 2/. Учитывая это, а также узость ассортимента отечественной майонезной продукции, при разработке новых видов майонезов перспективным является создание диетических, в том числе, низкокалорийных майонезов, не содержащих холестерола, обогащенных витаминами и необходимыми организму биологически активными веществами и микроэлементами /3/. Успешное создание майонезов требуемой пищевой и физиологической ценности может быть осуществлено только при комплексном решении данной задачи с технологической задачей получения майонеза в виде высококачественной устойчивой эмульсии с высокими органолептическими и необходимыми физико-химическими свойствами.

Решение указанных задач возможно при использовании комплексных нетрадиционных биологически активных добавок природного происхождения, сочетающих высокую биологическую ценность с необходимыми технологическими свойствами /4, 5/.

В связи с этим проведение исследований с целью разработки технологии и рецептуры низко- и среднекалорийных майонезов с использованием белково-томатно-масляной пасты является актуальным.

Целью работы явилась разработка технологии и рецептур новых видов диетических майонезов с использованием белково-томатно-масляной пасты и пищевых растительных фосфолипидов.

Задачи исследования состоят в следующем:

- экспериментальное обоснование применения белково-гоматно-масляной пасты в качестве эмульгатора майонезных эмульсий;

исследование влияния способа подготовки комплексного эмульгатора-стабилизатора на стабильность водно-жировых эмульсий;

- исследование влияния параметров механохимической активации на эмульгирующую способность белково-томатно-масляной пасты;

исследование возможности получения диетических высококалЬрийных майонезов с использованием в качестве стабилизатора белково-томатно-масляной пасты;

- разработка рецептуры диетического высококалорийного майонеза с использованием БТМП и оценка его качественных показателей;

- изучение возможности получения диетического низкокалорийного майонеза с использованием в качестве комплексного стабилизатора белково-томатно-масляной пасты и пищевых растительных фосфолипидов;

- выявление наилучшего соотношения компонентов комплексного стабилизатора (белково-томатно-масляной пасты и пищевых растительных фосфолипидов) для получения стабильных низкокалорийных майонезных эмульсий;

- разработка рецептуры диетического низкокалорийного майонеза с использованием в качестве комплексного эмульгатора-стабилизатора белково-томатно-масляной пасты и пищевых растительных фосфолипидов и оценка его качественных показателей;

- разработка технологии получения майонезов с использованием эффективного гомогенизатора - механохимического активатора.

- исследование органолептических показателей, физико-химических и реологических характеристик майонезов, полученных по разработанной технологии;

оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологии и рецептур.

Научная новизна. Экспериментально показано, что эмульгирующая и стабилизирующая способность белково-томатно-масляной пасты обусловлена присутствием в ее составе фосфолипидов и высоким удельным содержанием растительных протеинов. Выявлено, что наиболее стабильные эмульсии прямого типа при наименьшем расходе белково-томатно-масляной пасты могут быть получены при предварительном диспергировании ее в водной фазе перед введением в эмульгируемую систему. Экспериментально показано и теоретически обосновано, что обработка водной суспензии белково-томатно-масляной пасты определенной концентрации в механохимическом активаторе при найденных режимах позволяет значительно повысить ее стабилизирующую и эмульгирующую способность. Выявлен и теоретически обоснован синергизм эмульгирующего и стабилизирующего действия БТМП и пищевых растительных фосфолипидов при использовании их в найденных соотношениях и при оптимальной подготовке в качестве комплексного стабилизатора майонезных эмульсий. Впервые показана и теоретически обоснована эффективность использования в качестве гомогенизатора механохимического активатора специальной конструкции при выявленных оптимальных технологических режимах.

Практическая значимость. Разработана технология подготовки белково-томатно-масляной пасты с использованием механохимической активации, позволяющая за счет повышения ее эмульгирующих и стабилизирующих свойств, получать высококачественные диетические . майонезы. Разработаны рецептуры диетических высоко- и низкокалорийных майонезов, не содержащих горчичного и яичного порошков с биологически ценной добавкой - белково-томатно-масляной пастой, рекомендуемые для диетического питания. Разработанные технология и рецептуры защищены 4 патентами РФ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты оценки качественных показателей, а также пищевой и биологической ценности белково-томатно-масляной пасты (БТМП).

2. Экспериментально установленный вывод о том, что эмульгирующая и стабилизирующая способность белково-томатно-масляной пасты обусловлена присутствием в ее составе фосфолипидов и высоким удельным содержанием растительных протеинов.

3. Выявленные условия подготовки белково-томатно-масляной пасты путем ее предварительного диспергирования в водной фазе перед введением в эмульгируемую систему.

3. Экспериментально и теоретически обоснованый вывод о том, что обработка водной суспензии белково-томатно-масляной пасты при соотношении БТМП:вода (1:2,5)-( 1:2,9) в механохимическом активаторе (МХА) при частоте вращения вала МХА 29-31 с-', температуре 23-25°С в течение 175-185 с позволяет значительно повысить ее стабилизирующую и эмульгирующую способность.

4. Выявленный и теоретически обоснованый синергизм эмульгирующего и стабилизирующего действия БТМП и пищевых растительных фосфолипидов, при использовании их в соотношениях4,0:0,25 - 5,0:0,25 и при оптимальной подготовке, а именно обработке в МХА при! частоте вращения вала МХА 29-31 с-1, температуре 23-25°С в течение 175-185 с, в качестве комплексного стабилизатора низкокалорийных майонезных эмульсий.

5. Вывод о возможности использования в качестве эффективного гомогенизатора механохимического активатора специальной конструкции, а также установленные оптимальные технологические режимы гомогенизации.

6. Разработанная технология подготовки белково-томатно-масляной пасты с использованием механохимической активации, позволяющая за счет повышения ее эмульгирующих и стабилизирующих

свойств, получать высококачественные диетические высококалорийные майонезы.

1. Аналитический обзор 1.2. Современные эмульгаторы и стабилизаторы майонезных

эмульсий

С позиций коллоидной химии майонезы представляют собой типичные лиофобные полидисперсные эмульсии первого типа или, так называемые, прямые эмульсии, в которых дисперсионной средой является полярная жидкость - вода, а дисперсной фазой неполярная - масло /6/.

Современные тенденции формирования здорового рациона питания диктуют необходимость создания новых диетических продуктов с пониженной калорийностью, низким уровнем холестерола, обогащенных специальными пищевыми добавками натурального, предпочтительно растительного происхождения. Учитывая это, а также узость ассортимента отечественной майонезной продукции, при разработке новых видов майонезов перспективным является создание средне и низкокалорийных диетических майонезов, не содержащих холестерола, обогащенных витаминами и необходимыми организму биологически активными веществами и микроэлементами /3, 5/.

Следует отметить, что успешное создание майонезов требуемой пищевой и физиологической ценности может быть осуществлено только при комплексном решении данной задачи с технологической задачей получения майонеза в виде высококачественной устойчивой эмульсии с высокими органолептическими и необходимыми физико-химическими свойствами.

Необходимость комплексного подхода для решения указанных задач обусловливается рядом причин. Одной из них, например, является то, что традиционный высококалорийный майонез относится к высококонцентрированным эмульсиям, тогда как низко- и среднекалорийные майонезы представляют собой достаточно

разбавленные низковязкие эмульсии, создание и стабилизация которых требует использования специальных нетрадиционных методов и средств. Среди последних одними из наиболее важных являются применяемые эмульгаторы и стабилизаторы.

Известно, что эмульсионные системы агрегативно неустойчивы из-за избытка свободной поверхностной энергии на межфазной поверхности, что проявляется в укрупнении частиц дисперсной фазы за счет их коалесценцйи и в пределе приводит к полному разрушению эмульсии и разделении ее на два слоя 161. Для повышения агрегативной устойчивости эмульсий используют эмульгатор. Действие эмульгатора с позиций термодинамики заключается в адсорбции на межфазной поверхности и снижении межфазного натяжения, при этом природа эмульгатора определяет не только устойчивость получаемой эмульсии, но и ее тип.

Согласно правилу Банкрофта природа эмульгатора оказывает определяющее влияние на тип получаемой эмульсии, а именно, гидрофильный эмульгатор лучше растворяется в воде и способствует образованию эмульсии масло-вода, а олеофильный эмульгатор лучше растворяется в масле и образует эмульсию вода-масло III. В основе этого правила лежит соображение о том, что эмульгатор будет препятствовать коалесценции частиц' дисперсной фазы только тогда, когда он будет находиться у поверхности с наружной стороны частицы, то есть когда он лучше растворяется в дисперсионной среде. Однако это правило полностью выполнимо и справедливо для достаточно низкомолекулярных эмульгаторов.

На практике для стабилизации прямых водно-жировых пищевых эмульсий используют неионогенные длинноцепочные дифильные эмульгаторы /8-11/. Эмульгирующее действие таких эмульгаторов будет тем эффективнее, чем лучше сбалансированы полярные и неполярные части его молекулы с обеими фазами эмульсии.

Исходя из вышесказанного одним из наиболее важных свойств эмульгаторов является гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) их молекул. Эмульгаторы с низким ГЛБ, имеющие большее сродство к углеводородам, будут образовывать эмульсии второго типа и, напротив, эмульгаторы с высоким ГЛБ будут иметь сродство к воде и образовывать эмульсии первого типа 161.

В традиционных майонезных эмульсиях основным эмульгатором является фосфолипидно-белковый комплекс яичного порошка /12/.

Механизм стабилизации майонезных эмульсий неионогенными эмульгаторами, такими как фосфолипиды и белки яичного порошка, обусловлен несколькими факторами. Первый из них состоит в образовании вокруг сферической частицы дисперсной фазы достаточно прочной гидратной оболочки, возникновение которой обеспечивается направленной ориентацией полярных частей молекул эмульгатора в дисперсионную среду. Другим стабилизирующим фактором является образование на поверхности частиц достаточно сольватированного двухмерного геля, который служит механическим барьером, предупреждающим коалесценцию частиц. Третий стабилизирующий фактор носит чисто энтропийный характер и заключается в микроброуновском движении и взаимном отталкивании достаточно длинных полярных участков молекул эмульгатора, находящихся в дисперсионной среде 161. Следует отметить, что третий стабилизирующий фактор более характерен для эмульгаторов белковой или полисахаридной природы и менее для эмульгаторов подобных фосфолипидам, в случае, когда последние используются для стабилизации эмульсий прямого типа.

Современная пищевая промышленность располагает широким выбором эмульгаторов, которые условно можно классифицировать по природе их происхождения, а также особенностям состава и строения на следующие основные виды:

природные эмульгаторы на основе протеинов растительного происхождения (белковые изоляты сои);

природные эмульгаторы на основе протеинов животного происхождения (молочные белки и сывороточные белковые концентраты) ; моно- и диглицерины пищевых жирных кислот; растительные и животные фосфолипиды;

искусственные эмульгаторы (полифосфаты и синтетические фосфолипиды, например, эмульгатор ФОЛС).

Выше отмечалось, что при создании диетических майонезов наряду с решением технологической задачи получения устойчивой эмульсии, необходимо помнить об основной цели - обеспечении высокой физиологической ценности продукта. Последняя будет неизбежно определяться физиологической и пищевой ценностью используемых рецептурных компонентов. Поэтому при выборе нетрадиционных эмульгаторов, в первую очередь необходимо руководствовать их безвредностью и физиологической ценностью для организма. С этих позиций безусловное предпочтение должно быть отдано природным эмульгатором растительного происхождения.

Рассмотрим основные виды эмульгаторов, используемые в настоящее время при производстве майонезов.

Известно /13/, что традиционным и до сих пор наиболее -распространенным эмульгатором для производства майонезов является яичный желток или получаемый на его основе яичный порошок. По данным /13/ желток яйца содержит около 50 % воды, 35 % липидов, из которых 62 % составляют глицериды и 33 % - лецитины, 15 % протеинов и 1 % минеральных веществ. Исследованиями /14/ было показано, что лецитин желтка выступает в качестве эмульгатора в сочетании с холестеролом, образуя фосфатидилхолестероловый комплекс. Учитывая нежелательность присутствия холестерола в ряде диет, а также другие

аспекты, обусловливающие неудобство использования яичного порошка в качестве эмульгатора, многие разработки новых видов майонезов ведутся в направлении полной или частичной замены яичного порошка другими поверхностно-активными веществами.

Так, в работе/15/ показана возможность успешной замены 1 % яичного порошка равноценным количеством грибной мицелиальной биомассы гриба Ро1урогш ер. Отмечается, что введение указанной мицелиальной биомассы позволяет наряду со снижением в рецептуре содержания яичного порошка, улучшить реологические показатели майонеза за счет образования в процессе тепловой обработки майонезной пасты растворимых белково-углеводных комплексов, обладающих высокими эмульгирующими и структурирующими свойствами.

В работе /14/ зарубежных авторов предлагается заменить эмульгирующий ком