автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка новых рецептур комбинированных продуктов питания эмульсионной структуры

Л-ьтг .

На правах рукописи УДК 664.336:579.873.13 (043.3)

РУСАКОВА ЕКАТЕРИНА ВЯЧЕСЛАВОВНА

РАЗРАБОТКА НОВЫХ РЕЦЕПТУР КОМБИНИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ЭМУЛЬСИОННОЙ СТРУКТУРЫ

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел н парфюмерно-

косметических продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1999

Работа выполнена в Московском Государствен ном Университете Пищевых

Производств (МГУПП)

Научный руководитель:

Кандидат технических наук, доцент С,А Ливанская Научный консультант:

Доктор технических наук, профессор Ю.А. Тырснн

Офапшаыс оппоненты: Д.Т.Н, проф. Кочеткова А.А. К.т.н. Савиных В.В.

Ведущая организация. Московский Филиал ВНИИЖнров

Защита диссертации состоится 11 ноября 1999 г. в И часов на заседании диссертационного совета К.063.51.06 Московского

Государственного Университета Пищевых Производств по адресу:

125080 . Москва, Волоколамское шоссе, 11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПП.

Автореферат разослан 11 окгября 1999 года

Ученый секретарь Диссертационного Совета, Кандидат биологических наук, доцент

Т.Г. Генералова

Общая характеристика работы

Лктуипъностъ работы: Традиционным жировым продуктом в России является сливочное масло, физиологическая ценность которого обусловлена химическим составом, композицией составляющих веществ, содержанием молочного жира. Вкусовые достоинства, а именно мягкий сливочный вкус во многом определяются структурой сливочного масла, которая представляет собой смешанный тип эмульсии. Недостатками этого продукта являются наличие в нем холестерина н отсутствие пластичности после извлечения из холодильника.

Необходимость направленного регулирования качества сливочного масла широко обсуждается в настоящее время. Продуктом, имеющим технологические возможности регулирования состава, а, следовательно, и свойств, является маргарин.

Бутербродные сорта маргарина представляют собой многокомпонентную систему: закристаллизованную (коагуляцнонло-кристаллизационная структура) эмульсию обратного типа (В/М), легко намазывающуюся после извлечения из холодильника.

Перспективным направлением масложировой промышленности является создание комбинированных продуктов гпггания эмульсионной структуры, которые должны соответствовать изменяющимся новым требованиям и в то же время традиционным привычкам людей.

Преимуществом комбинированных продуктов питан ня является возможность получения изделий с заданными свойствами. В таких продуктах возможны изменения соотношения жировой и водной фаз, типа эмульсии, а также введение биологически активных веществ.

Цель работы и направления исследования. Основной целью работы являлось создание рецептур комбинированного эмульсионного продукта -низкожирною маргарина, как прямого, так tj с

введением вкусовых пищевых добавок jt ЦНБ имени Н.И. jji'jaiiOB".

В связи с поставленной целью в задачи исследования входили:

- изучение ассортимента бутербродной маргариновой продукции;

- исследование структуры, как тип эмульсии, бутербродных маргаринов и

сливочного масла;

- уточнение критериев качества для низкожириых маргаринов;

- изучение физико-химических показателей серии продуктов различного

происхождения;

- разработка технологии применения структурообразователя в низкожирных

маргаринах;

- подбор оптимальных соотношений жировой и водно-молочной фаз;

- разработка технологии обогащения нгакожирного маргарина вкусовыми пищевыми добавками, в том числе пробиотикашг,

- изучение качественных характеристик разработанных продуктов;

- разработка НТД на новые виды маргаринов, апробация в промышленных условиях технологических способов получения маргаринов.

Научная новизна На основании анализа существующего ассортимента отечественных и зарубежных бутербродных маргаринов впервые составлена обобщенная классификация этой продукции.

Изучены вопросы влияния критической концентрации мицелл ообразования (ККМ) и поверхностной активности рецептурных компонентов, в том числе и коммерческих стабилизационных систем на устойчивость консистенции модельных эмульсий. Проведено условное разграничение изученных веществ по доминирующей способности к эмульгированию и стабилизации.

Разработан способ получения и рецептуры низ кож ирного бутербродного маргарина прямого и обратного тина, обогащенного различными вкусовыми пищевыми добавками, в том числе и бифидобактериями, Новизна работы подтверждена выдачей патента на продукт № 2137386.

Практическая значимость. Экспериментально получены соотношения рецептурных компонентов жировой и водной фаз, концентрации структурообразоиателя для низкожирных бутербродных маргаринов.

Разработана и утверждена НТД на получение нового вида маргарина с введением бифидобакгерпй.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены на: Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК", Москва, 1995 г.; Международной конференция "Научно- технический прогресс в АГРОИНДУСТРИИ" Москва-Ялта, 1997г,; Международной научно-практической конференции "Индустрия продуктов здорового ттгапия - третье тысячелетие",(человек, наука, технология, экономика), Москва, 1999 г.

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 4 работы, в том числе патент на продукт №2137386.

Структура диссертации. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список литературы, состоящий из 146 публикаций и приложения.

Основное содержание работы изложено на 90 страницах машинописного текста, проиллюстрированного 25 рисунками и 6 таблицами.

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Анализ научно-технической литературы свидетельствует о постоянном росте и потреблении низкожирных продуктов питания, в частности, аналогов сливочного масла и маргаринов. При производстве такой продукции является актуальным использование, как эмульгаторов, так и стабилизаторов структуры.

Перспективным направлением пищевой технологии становится создание продуктов функционального питания, вариантом, которого является обогащение пиши гтробиотиками, способствующих повышению иммунитета человека. Введение пробиотиков в маргарин позволяет повысить их физиологическую ценность. На основании анализа литературных источников предложена современная классификация маргариновой продукции (Рис.1),

.1

КЛАССИФИКАЦИЯ БУТЕРБРОДНОЙ МАРГАРИНОВОЙ ПРОДУКЦИИ.

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Работа выполнялась на кафедре: "Технология жиров и биооргаиического синтеза" МГУПП.

2.1 Объемы и методы исследования В экспериментальной работе были использованы следующие объекты исследования: Отечественные и зарубежные образцы маргариновой продукции ("Россиянка", "Столичный", "Rama", "Voimix", "Долина сканди" и сливочного масла ("Ancor", "Доярушка", серия образцов отечественного сливочного масла).

При изучении качественных показателей маргаринов, применяли типовые методы на соответствие продукции ГОСТ 240-85 и ТУ 400-ГХА "Со" 2656-152-03-92, дополнительно устанавливали тип эмульсии и реологические свойства, консистентность на пенетрометре "Ctevenson Layer Texture Structure". Маргариновые эмульсии готовились с использованием саломаса рафинированного ТУ 9145-182-00334534-95, масла подсолнечное ГОСТ 112993, моноглицерндов (МГД) ТУ 10-04-02-42-89, стабилизационных систем: фирмы Келко "Манукол", фирмы Даниско "Гринстед 1113", "Палсгаард", 1-BV-MAYO (Италия), "Гринстед 1204", отечественный алъпшат натрия (Архангельский завод). Для обогащения кизкожирных маргаринов применяли какао-порошок ГОСТ 108. мед ГОСТ 15972-87, Коицентрагт бифидобактерий (В. adolescentis MC 42) ТУ 9222-071-00419785-97.

Модельные эмульсии анализировались по ГОСТ 976. Определение бифидобактерий по СанПиН 2.3.2.560-96. Критическую концентрацию мииелл«образования пищевых добавок определяли графическим методом по изотермам поверхностного натяжения, вязкости н плотности растворов. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили общеприня тыми методами.

2.2, Разработка научно-практических направлении получения комбинированных продуктов питания эмульсионной природы В нслях разработки рецептур бутербродного маргарина были проведены маркетинговые исследования (Рис.2).

Автор выражает благодарность Леоновой И, выпускнице МГУПП за помощь в проведении маркетинговых исследований.

Количество семей

1990 ГОД 1999 ГОД

Исследование по годам

Рас.2 Маркетинговые исследования:! - Количество опрошенных семей; 2- Предпочитают сливочное масло; 3-Предпоч«тают маргарин; 4-Одинаково относятся к сливочному маслу и маргарину.

Проведенные исследования показали, что в настоящее время в России произошли положительные изменения в отношении населения к маргариновой продукции.

Для оценки важной характеристики бутербродных жиров - типа адульсии проводили окрашивание яипофильным и гидрофильным красителями популярных образцов бутербродных маргаринов и масел. (Рис.3)

: S

Í

X «•

Ф

i

X . 3

' 5

Mdpotpweo структуре* Cfm>ai mora Козина НИ.

Маше "АисЫн" U«rjtO "Яоярут»^ Qf'iactBaiitaa СЛЙММ несло Март üpwt "Като"

скамьи Б0Ч"

] Рис.3 i Диффузия í красителей в i толщу i обрачцов: : (-Окрашивание i метиленовой

■ синыо;

! 2-Окрашивал не

■ Суданом 3.

» G 8 (О Н М Глубыиа проникновений, мы:

IIo глубине проникновения красителей судили о типе эмульсии продуктов.

Соотношение диффузии красителей в сливочное масло "Anchor" и "Доярушка" составило 2:1. Сопоставление этих данных с литературными источниками ранних исследований по структуре маргарина, разработанного проф. Козиным Н И., где это соотношение составило 2,5:1, показало, что эти образцы имеют структуру (смешашгый тип эмульсии) классического сливочного масла.

Под названием "Отечественное сливочное масло" представлен обобщенный результат окрашивания серии образцов отечественного продукта. Окрашивание бутербродных маргаринов и серии образцов отечественного сливочного масла выявило, что структура практически одинакова н представляет собой дисперсионную жировую фазу с диспергированной в ней водной средой.

Важны ми потреб иге лъскимн свойствами бутербродных маргаринов является пластичность (намазываемостъ). Для гарантии пластических свойсгн маргариии необходимо обеспечить сочетание различных взаимно связанных параметров пластичности (консистептности) жировой основы. Для характеристики консистенции, наряду с другими методами в мировой практике широко используется измерение глубины проникания конуса в образец продукта (пенетрация). В отечественной практике фиксацию параметров пластичности осуществляют определением температуры плавления, твердости по Каминскому, твердых триглииеридов при температуре 20°С.

В целях выбора критериев по пластичности бутербродных маргаринов были изучены физико-химические свойства наливного маргарина, выпушенного на разных жировых основах (Табл. 1).

Таблица 1.

Сравнительная характеристика наливного маргарина 60% жирности.

№ образца Твердость маргарина, г/см Температура плавления маргарина, °С Массовая доля соли, % Общая КИСЛОТНОСТЬ, "К Органолептические свойства маргарина

I 15 29,0 0,35 0,4 Пластичный, мягкий, легко намазывается сразу после извлечения из холодильника, легкоплавкий, нежный на вкус

2 30 29,1 0,38 0,5 Твердый, трудно намазываемый, похож на брикетный маргарин, привкус салистостн во рту

3 31 28,7 " 0,4 0,5 Относительно мягкий, неплохо намазывается после извлечения из холодильника, легкоплавкий

4 17 29,1 0,36 0,4 Пластичный, мягкий, легко намазывается сразу после извлечения из холодильника, легкоплавкии, нежный на вкус

Установлено, что образны 1 и 4 имели пластичную, легко намазываемую консистенцию при температуре бытового холодильника. Образцы 2 и 3 характер изо вались отсутствием пластичности.

Для фиксации структур но-механических свойств рассматриваемых образцов, применена методика изучения реологии и пенетрации.

Таким образом, область, лежащая между кривыми течения образцов I и 4, должна быть использована для фиксации структурно-механических свойств низкожирных бутербродных маргаринов. Максимальный предел текучести, характеризующийся динамической вязкостью, находится в интервале от 0,5-102 до2102 Па с (Рис.4

О % Ь. $> ■Ь^ф^.ффг^фт^

Напряжение сдвига, Па {

Рис.4 Реологические характеристики наливного маргарина 60% жирности на

разных жировых основах.

На рисунке 5 приведена кривая, характеризующая силу дня погружения пенетрометра вглубь продукта. Показатели конеистентностн фиксируются по высоте пика силы м соответствуют 60 Н,

2.3, Сопоставление физико-химических свойств стабилшаторов

В соответствии с теорией устойчивости эмульсий при пониженной жирности продукта необходимо введение стабилизирующих веществ. С этой целью проведено исследование физико-химических свойств пищевых добавок (сухое молоко, яичный порошок, желатин, композиции сгруктурообразойагелей). Первоначально изучено жиро- и водопоглощение при различных температурах {Рис, 6-9).

I !>

. в

5

---- т! П \---- I 1

Ь 2 ; - - з 1

м. ¡пп^Р!

-г

I 41 i?

1 о il 'S ¡5

1 ш

---- i I 11— -

„ — i Г 5~ Г!\ i

- 4 nnfl У [ ®Й L. У!

20

40

60

3D

Температура, °ci '

Температура, Cl

Рис, 6,7. Диаграммы жиро- и водопоглошения полисахаридов.

Л Стабилизационная система t "¡-ftI -

ШУО"(Ипшлш)); 2. Стабилизационная система 2 "1 'pimcme<>-/20-l X Стабилизационная система 3 'У 'ринстед -Itli";

4, Стабилизационная система 4 "Пи.'»:, №</>)",-

5. Алы шаг нутрия t-o.-Л й. Алшшат натрия (отуч.).

Рис, 8,9, Диаграммы жиро-и бодопоглошеиия белковых веществ. 7-Сухое молоко;^ Яичный порошок, 9-Желатнн.

Анализ представленных дшпгых свидетельствует о том, что полисахариды и желатин обладают хорошим водопоглощением, благодаря выраженным гидрофильным свойствам. Белковые вещества и альгннат натрия по показателям жиро- и водопоглощения имеют более сильное сродство к масляной фазе, чем к водной.

В целях выявления целесообразности использования исследуемых пищевых добавок в составе рецептур эмульсионных продуктов, проводили изучение поверхностно-активных свойств этих веществ.

Значения ККМ и поверхностной активности индивидуального вещества являются фиксированными значениями. В проведенном исследовании установлены значения ККМ и поверхностной активности для коммерческих струкгурообразователей. Эти значения зависят от способов производства веществ, хранения, подготовки к исследованию. Поэтому, практическому применению каждой стабилизационной композиции должно предшествовать комплексное изучение физико-химических характеристик.

На основании полученных экспериментальных данных построены изотермы поверхностного натяжения, вязкости и плотности. Графическим методом установлены значения ККМ и поверхностной активности, сгруппированные в таблице 2. По значениям поверхностной активности стабилизационных систем и пищевых добавок можно поставить в ряд; Стабилизационная система 1 > Стабил изацио! гная система 2 > Яичный порошок >Сухое молоко > Лльгинат натрия > Желатин > Стабилизационная система 3> Стабилизационная система 4> Альгннат натрия "Маиукол".

Сопоставление ККМ и поверхностной активности веществ позволило их условно сгруппировать на три класса по доминированию свойств (Табл. 3).

Таблица 2.

Характеристика абсорбционной способности мицеллярных растворов высокомолекулярных ПАВ.

№ пп Название стабилизатора Область КК.М Поверхностная активность Математическая обработка Доверительный интервал средней оценки ири Р=0,95

По фафику, сЮ/УС (Дж/кг) %,в пересчете на Стабилизационную систему 1

1. Полисахариды 0,006 10393 100 0,2%

N Стабилизационная система I

1.2 Стабилизационная система 3 0,0086 31,63 0,3 0,1%

1.3 Стабилизационная система 4 0,0093 48,5 0,46 0,1%

1.4 Апьпшат "Манукол" 0,01 30,31 0,29 0,1%

1.5 Стабилизационная система 2 0,012 1039,3 10 0,3%

1 и Алы кнат натрия 0,1 80,84 0,77 0,3%

2 Келковме вещества 0,16 85,59 0,824 ■ 0,3%

2.1 Сухое молоко

2.2 Яичный порошок 0,25 202,1 1,94 0,3%

2.3 Желатин 0,46 66,15 0,63 0,1%

Таблица 3,

Условная классификация веществ.

Вещества с эмульгирующими и стабилизирующими свойствами. Вещества с домштр ованием эмульгирующих СВОЙСТВ Вещества с доминированием стабилизирующих свойств

Стабилизационная система 1 Яичный порошок Стабилизационная система 4

Стабилизационная система 2 Сухое молоко Альгинат натрия "Манукол"

Желатин Стабилизационная система 3

- - Альгинат натрия (огеч.)

Направленный синтез коммерческих стабнл из анионных систем приводит к получению веществ с заданными свойствами. Сравнение поверхностных свойств позволило сопоставить поведение импортных и классических веществ технологического назначения (сухое молоко и яичный порошок), желатина и отечественного апьгината натрия. Выявлено, что коммерческие стабилизационные системы могут быть с одновременным стабилизирующим и эмульгирующим действием и с доминированием стабилизирующих свойств. Технология использования стабшизаторов структуры в комбинированных продуктах. Пищевой желатин является известным жеяеобразующим веществом. Важными показателями качества желатина является крепость студня, которая зависит от вида и технологии подготовки к использованию. В мировой практике оценка крепости студней осуществляется с помощью желатинометра Блома. Для оценки влияния температуры и концентрации подготовления желатина на крепость получаемых студней и возможности осуществления данного определения в лабораториях маргариновых заводов, была взята за основу методика определения твердост и на приборе Каминского.

Для анализа прочностных характеристик охлажденных растворов, гтриготпвлешшх в интервале температур от 60"С до 85 "С, была взята серия растворов с различной концентрацией желатина.

В результате проведенного эксперимента установлено, что только растворы, полученные с концентрацией желатина 1,85-2% в интервале температур 65+2°С, после охлаждения имеют твердость по Каминскому, соответствующие наливному маргарину 10-20 г/см (Рис.10).

Рис.10 Зависимость твердости студней желатина от температуры приготовления и концентрации: I- при 1=60 °С; 2-при 1^65°С, 3-при 1=70°С;4-гтри 1=75 °С.

С целью, разработки рекомендаций по составлению рецептур комбинированных продуктов питания эмульсионной структуры, необходимо изучение физико-химических свойств модельных эмульсий с исследуемыми структурообразователя ми.

2.4. Разработка рецептур комбинированных продуктов питания эмульсионной структуры Непосредственной разработке рецептур низкожирного маргарина предшествовало получение не расслаивающихся модельных эмульсий прямого и традиционного обратного типа с жирностью 30 и 50 %, с оптимально

подобранным соотношением «одной и жировой фаз, эмульгатора и струкгурообразователя (Табл.4),

Таблица 4,

Модельные маргариновые эмульсин.

Наименование проду кта Маргариновая эмульсия с жирностью 30% Маргариновая эмульсия с жирностью 50%

1.Саломас дезодор ированный 14,5 24,5 24,5

2.Растительное масло 14,5 14,5 24,5 24,5

3.Эмульгатор МГД 0,8-1,0 0,8-1,0 0,8-1,0 0,8-1,0

4. Сухое молоко 3,0 3,0 3,0 3,0

5 .Стабилизационная . система с эмульгирующими и стабилизирующими свойствами 1,0-2,0 - 0,5-1,5 -

б. Стабилизационная система с доминированием стабилизирующих свойств - 2,0-3,0 - 1,0-2,0

7. Вода остальное остальное остальное остальное

При понижении жирности продукта в маргарине появляется порок "пустой вкус". Для устранения этого недостатка рецептуры бутербродного низкожирного маргарина обогащены вкусовыми пищевыми добавками. Использованы какао порошок, мед и бифидобактерии.

Обогащение бутербродного маргарина бифудобактериями.. Учитывая важность обогащения продуктов питания пробиотиками, в частности, бифидобактерии ми, обладающими выраженным терапевтическим эффектом, проводили исследования способов ваелеиия этих куяыур в шпкожирный бутербродный маргарин.

Согласно требованиям, предъявляемым к кислотности готовой продукции, первоначально изучали возможность культивирования различных доз бифидобактерии к условиях молочного цеха маргаринового завода.

Изучению подвергались различные дозы концентрата бифидобазясрий,

Н 8

обеспечивающие профилактическое действие. 1 доза -10 КОЕ , 2 дозы - 2*10 КОЕ и 3 дозы-3-10® КОЕ (Рис. 11).

ш о

20 40 60 80 100 120 140 160 Бреши купьт№цх«ания, мин.

Рис. И Накопление биомассы бнфидобактерий в молоке с жирностью 3,2 % с течением времени:

1- С . одной дозой концентрата;

2- С двумя дозами концентрата;

3- С тремя дозами концентрата

Бифидобактерии относятся к строгим анаэробам. Для наращивания биомассы применяли специальные условия термостагирования. В течение 20 минут не происходило наращивание биомассы, к 80 минутам наблюдалось удвоение клегок, к 160 минутам биомасса увеличивалась, в зависимости от дозы, в среднем в 5*7 раз.

В условиях маргаринового завода обеспечить благоприятные условия прироста. биомассы затруднительно, поэтому рекомендовано обогащение маргарина концентратом с фиксированным значением КОЕ.

Сопоставляя экспериментальные данные, представленные на рис,И и 12, можно заключить, что только молоко с 1 дозой бифидобактерии имеет оптимальную кислотность 22-23°? в интервале термостагирования 40-80 минут.

Таким образом, для обеспечения профилактического действия на организм человека, необходимо введение в маргарин 0,5% концентрата бифидобактерий, что соответствует 1 дозе - Ш'КОЕ,

Рис.12 Изменение кислотности в процессе нарастания биомассы бифидобактерий с течением времени;

- 1 - с I дозой концентрата;

- 2 - с 2 дозами концентрата,

- 3 - с 3 дозами концентрата

В результате проведенных исследований был получен бутербродный маргарин, обогащенный бифидобактсриями. В 1 грамме продукта содержится 4,310ЛКОЕ, которое остается постоянным в процессе хранения (Рис. 13).

1 л

и

о

; I

I ° *

1

О 10 20 30 40 50 Срок хранения,дни

I Рис. 13

I Изменение кислотности и

. биомассы

5 | бифидобактерий в

I

Ч I

процессе

хранения

ш , О

бутербродного [ маргарина:

! 1-Кислотность; | 2- КОЕ бифидобактерий

Таким образом, разработанный низкожирный бутербродный маргарин можно рассмагривать как пищевой продукт с профилактическими свойствами.

Употребление бутерброда с 20 г маргарина гарантирует обеспечение организма человека дневной нормой пробисгтиков.

2.5. Исследование качественных характеристик ннзкожирного бутербродного маргарина Учитывая важность производства низкожирных комбинированных маргаринов с высокими потребительскими свойствами традиционных продуктов, а именно органолептическими свойствами сливочного масла и пластичностью наливного маргарина, проводили изучение тех же качественных характеристик бутербродных жировых продуктов, которые исследованы в разделе 2.2.

На первом этапе изучали тип эмульсии низкожирного маргарина прямого тина (М/В). Отношение проникновения жиро- и водорастворимого красителей в толшу продукта соответствует 1:12-

Сопоставляя данные «о диффузии красителей изученных образцов, представленных в разделе 2.2, и низкожирного маргарина, можно заключить, что новый продукт не соответствует традиционным структурам высокожирных эмульсионных продуктов. Структуру низкожирного продукта, как тип эмульсии, можно сопоставить сливочным маслом с содержанием плазмы 38,5% (по литературным данным).

Для характеристики пластичности низкожирного маргарина, а именно взаимно связанных параметров консистентных свойств компонентов (жировая основа, структурообразонатель), составляющих структуру продукта, определяли реологические и пенетраметрич ески е характеристику! (Рис. 14).

Рис. 14 Реологические характеристики бутербродных маргаринов.

Сопоставительный анализ представленных кривых показывает, что реологические данные лежат в области значений (см, раздел 2.2.), соответствующей лучшим промышленным образцам наливного маргарина. Значения динамической вязкости, соответствующие пределу текучести низкожирного бутербродного маргарина с жирностью 50 и 30%, находятся в пределах от 0,5 102 Па с до 2102 Па с.

На рисунке 15 приведены кривые, характеризующие силу для погружения пенетрометра вглубь бутербродного маргарина с жирностью 50% и 30% маргарина

Рис. 15

Конснстс нтность бутербродных маргаринов со стабилизаторами:

1-Маргарин 50% жирности;

2-Маргарин 30% жирности.

Исследованная "твердость по Каминскому" образцов нюкожириого маргарина соответствует области наливных маргаринов 10-15 г/см.

Таким образом, разработаны рецептуры нгакожирных бутербродных маргаринов, соответствующие современным медико-биологическим требованиям, предъявляемым к продуктам питания.

ВЫВОДЫ

1. Предложена современная классификация бутербродных маргаринов.

2. Установлено соотношение диффузии жиро- и водорастворимого красителей в толщу образцов; для высокожирных бутербродных маргаринов обратного типа- 1: 0, для иизкожирных бутербродных маргаринов прямого типа- 1:12, для высокожирного сливочного масла смешанного типа эмульсии -2:1.

3. На основании изучения структурно-механических свойств отечественных и зарубежных образцов наливных маргаринов уточнены критерия качества для низкожирных маргаринов:

- твердость по Каминскому составляет 10-20 г/см;

- реологические характеристики наливного маргарина соответствуют началу течения при I = 40° С областям от 7-102 до 10-Ю2 Па с динамической вязкости при напряжении сдвига от 2 до 5 Па Предел текучести соответствует областям от 0,4- 10г до 2- 102 Па- с динамической вязкости при напряжении сдвига V до 12 Па;

- зафиксирована консистентносг ь бутербродных маршринов с хорошими пластичными свойствами, которая лежит в пределах 60-63 Н.

4. На основании изучения и сопоставления физико-химических показателей изученных коммерческих стабилизационных систем и рецептурных компонентов их можно поставить в ряд: Стабилизационная система 1 > Стабилизационная система 2 > Яичный порошок > Сухое молоко > Альгинат натрия (отеч.) > Желатнн >

Стабилизационная система 3> Стабилизационная система 4 > Альпошт натрия "Манукол". В зависимости от вида структур ообразователн проявляют доминирование стабилизирующих или эмульгирующих способностей,

5. Установлено, что крепость студней, гарантирующая получение наливного маргарина с твердостью 10-20 г/см, может быть получена при использовании растворов с концентрацией желатина 1,85-2% приготовленных в интервале температур от 65±2°С.

6. Экспериментально установлено, что в рецептурах бутербродных маргаринов с жирностью 30% и 50% маргаринов соотношения саломас: растктельпое масло: МГД составляют ?4,5:14,5:1и 24,5:24,5:1.

7. Разработаны рецептуры низкожирных бутербродных маргаринов с различными вкусовыми пищевыми добавками, в том числе обогащения таких маргаринов бифщгобактериями. Для обеспечения профилактического действия на организм человека, необходимо введение в маргарин 0,5% концентрата бифидобактерий, что соответствует I дозе - Ю*КОЕ.

8. Установлено, что низкожирные бутербродные маргарины соответствуют качеству промышленных образцов,

9. Разработана нормативно-техническая документация на новый вид маргарина

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Ливинская С.А., Русакова Е.В., Тырсин Ю.А, Стабилизация маргариновых эмульсий прямого типа. //Сборник тезисов докладов Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывай мних отраслях АПК", -М: 16-18 мал 1995, с. 103-104.

2.Сахари М.А., Л и ей искал С.А., Русакова П. В., Тырсин Ю.Л. Производство маргарина на основе курдючного жира.//Сборник тезисов докладов Международной конференции "II ну ч но-тех н ичсс кнй прогресс в А ГРО ИНДУСТРИИ", Москва-Ялта,: 1997. -31с.

3.Русахока Е.В., Ливипская С.А., Тырсин ЮЛ. Низкокалорийный маргарин прямого тдаа.//Сборник тезисов докладов Международной научно-практической конференции "Индустрия продуктов здорового питания - третье тысячелетие", (человек, паука, технология, экономика).-М.:МГУПП,1999,-49с.

4.Патент РФ Маргарин прямого типа. №213786. / Лишшская С.А., Русакова Е.В.

SUMMARY

This paper presents theoretical and experimental research of getting the low fat multifunction products of feeding of structures emulsion. Traditional fatty product in Russia - a cream butter. Alongside with high food and physiological value this product has and defect, as a following high contents cholesterol and bad spreadable after the extraction from the refrigerator. Classical fatty product, have a possibility to reduce this defect is an margarine.

Development of new margarine must be up to quality change and habits of people. Advantage of multifunction products is a possibility to get a product with given features, changing correlation fatty and water of phases milk, type of emulsions, as well as introduction of biologically active material.

Щг-с^А

Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ 25&.

125080, Москва, Волоколамское шоссе. 11 Издательский комплекс МГУПП

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5 1 Л.Современные тенденции в создании комбинированных жировых продуктов питания бутербродного назначения эмульсионной природы 5 1.2 Потребительские свойства и физико-химические аспекты производства маргариновой продукции.

1.2.1. Влияние свойств жировой основы на потребительские свойства маргариновой продукции.

1.2.2. Факторы, определяющие устойчивость эмульсий к расслоению.

1.2.3. Факторы повышения устойчивости пищевых эмульсий к микробиальной порче.

1.2.4. Обогащение эмульсионных продуктов биологически активными добавками.

1.3.Выводы по обзору литературы. Цели и задачи исследования.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты и методы исследования.

2.1.1. Исследование физико-химических свойств рецептурных компонентов.

2.1.2. Методы приготовления и исследования качества маргариновой продукции.

1.3. Методы определения и идентификации бифидобактерий.

1.4. Математические методы обработки результатов.

2.2. Разработка научно- практических направлений получения комбинированных продуктов питания эмульсионной природы.

2.2.1.Сопоставление маргаринов и сливочного масла по диффузии красителей в глубь образцов.

2.2.2. Сопоставление бутербродных маргаринов с различными жировыми основами.

2.3. Разработка технологии использования стабилизаторов структуры в производстве низкожирных эмульсионных продуктов

2.3.1. Сопоставление физико-химических свойств стабилизаторов.

2.3.2. Разработка методов подготовки стабилизаторов.

2.4. Разработка рецептур комбинированных продуктов питания эмульсионной структуры.

2.4.1. Обогащение бутербродного маргарина бифидобактериями.

2.4.2.Исследование качественных характеристик низкожирного бутербродного маргарина.

ВЫВОДЫ

СОДЕРЖАНИЕ ЛИТЕРАТУРЫ

Традиционным бутербродным продуктом в России является сливочное масло, физиологическая ценность которого обусловлена химическим составом, композицией составляющих веществ, содержанием молочного жира. Вкусовые достоинства, а именно мягкий сливочный вкус, во многом определяются структурой сливочного масла, которая представляет собой смешанный тип эмульсии. Недостатками этого продукта являются наличие в нем холестерина и отсутствие пластичности при использовании.

Необходимость направленного регулирования качества сливочного масла широко обсуждается в настоящее время. Продуктом, имеющим технологические возможности регулирования состава, а, следовательно, и свойств, является маргарин.

Современные отечественные бутербродные сорта маргарина представляют собой многокомпонентную закристаллизованную систему с коагуляционно-кристаллизационной структурой. В момент производства -это в большинстве своем эмульсии обратного типа (В/М) с жррностью 6282%.

Перспективным направлением масложировой промышленности является создание комбинированных продуктов питания эмульсионной структуры, которые должны соответствовать изменяющимся новым требованиям, но в то же время традиционным привычкам и представлениям людей.

Преимуществом комбинированных продуктов питания является возможность получения изделий с заданными свойствами. В таких продуктах возможны изменения соотношения жировой и водной фаз, типа эмульсии, а также введение биологически активных веществ.

Обогащение бутербродного маргарина пробиотиками позволит отнести его к продуктам отвечающим критериям функционального питания.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Современные тенденции в создании комбинированных жировых продуктов питания бутербродного назначения. В настоящее время актуальны исследования в области комбинирования состава рецептур продуктов питания бутербродного назначения, в том числе и маргаринов, обусловленные более полным соответствием их состава современным медико-биологическим и диетологическим требованиям. Эти продукты должны иметь чистый сливочный вкус, обладать хорошей пластичностью, способностью намазываться на хлеб при температуре домашнего холодильника и использоваться только в натуральном виде. (1,2)

Употребление бутербродных маргаринов и масел позволяет удовлетворить потребности организма в жире, как источнике энергии, пластических, структурных веществах и в эссенциальных жирных кислотах, которые участвуют в синтезе ряда веществ, необходимых для жизнедеятельности организма (3,4,5).

Маргарин в России производится на 22 крупных жиркомбинатах маргариновых заводах общей мощностью более 1 млн. тонн в год. Всего в мире производится порядка 9 млн. тонн в год. К сожалению, в последние годы в нашей стране, выпуск маргарина сократился и составляет приблизительно 20-30% от общей мощности. Например, в 1995 году общее потребление маргариновой продукции в РФ составило 414 тыс. т. Около 200 тыс. тонн было произведено на отечественных маргариновых заводах, остальное - более 50% - было ввезено в страну по импорту. (1)

В России производителями сформировано негативное отношение покупателей к отечественному маргарину.

Проведенные маркетинговые исследования показали, что в 1990 году животному маслу отдавали первенство 70% из 100 опрошенных семей, то маргарину только 30% (1). В 1999 году из 100 опрошенных семей* 43% Автор выражает благодарность Леоновой И. выпускнице МГУПП за помощь в проведении маркетинговых исследований. 7

Традиционное натуральное масло имеет 80-82,5% молочного жира (15-18).

На основании решения ММФ и анализа литературных источников предложена современная классификация маргариновой продукции (Рисунок 2).

Выпускаемые, в настоящее время, бутербродные жиры могут быть разделены на группы по составу жировой основы, по содержанию жира, по составу водной фазы.

По новым правилам Европейского Союза разрешается классификацию комбинированных бутербродных жиров проводить в соответствии с жирностью продукта. Так, высокожирные (62-82%) комбинированные продукты называются маргаринами, средней жирности (41-62%) - спрэдами, низкой жирности, менее 40% - миноринами.

В названиях бутербродных жиров спрэдов и миноринов необходимо давать пояснения о содержании жира, так, для спрэдов - reduced fat (уменьшенный жир), three-quarters fat (3/4 жира). Для мшфршов - low-fat (низкожирные), light (легкие), half-fat (полужирные), extra-light (сверх легкие) (19).

Отечественные бутербродное жиры - маргарины разделяются по массовой доле жира и представлены высокожирными сортами - 62-82%, среднекалориийными - 41-62% (20,21).

В соответствии с рекомендациями Института Питания РАМН новые продукты должны отвечать теории сбалансированного питания. Согласно этой теории человеческому организму необходимо суточное потребление жиров 100-105 г. При этом, соотношение жирных кислот должно составлять: полиненасыщенных-30%, мононенасыщенных -60% и насыщенных -10%, содержание трансизомеров не должно превышать 10% (22,23,24).

Рис.2 Классификация бутербродной маргариновой продукции. 9

За последние 2 года на отечественном рынке появились новые комбинированные бутербродные продукты - аналоги сливочного масла (рекомбинированное масло). В них изменены соотношения между жировой фазой и плазмой с одновременным увеличением сухих обезжиренных молочных веществ; произведена частичная замена молочного жира на различные растительные жиры и масла (25,26). Рекомбинированное масло вырабатывается с добавлением немолочных ингредиентов (вкусовых добавок, эмульгаторов, стабилизаторов) (27,28) .

В бутербродных маргаринах, понижено количество твердой фазы в жировой основе, путем смешения натуральных и модифицированных жиров и масел, что позволяет обеспечить необходимый жирно-кислотный состав продуктам. Частичная замена насыщенных жиров растительными связана с обогащением комбинированных продуктов витамином Е и полиненасыщенными жирными кислотами. Так, в НПО " Масложирпром" разработаны новые виды мягких маргаринов, объединенные в 2 группы -десертные и диетические. Эти маргарины отличаются сбалансированным жирнокислотным составом (29).

Первоначально, в основу производства маргарина была положена технология получения сливочного масла (30). Использование нового сырья (в частности, различные комбинации жцрового набора, водно-молочной фазы) привело к тому, что технологическая схема получения маргарина стала отличной от технологии сливочного масла.

Результатом различий технологии является различие в микроструктуре продуктов, что является однщм из предопределяющих факторов качества (30).

В середине 60-х годов в нашей стране был создан высокожирны^ маргарин прямого типа со структурой сливочного масла.(31). Этот маргарин, отличался по органолептическим показателям от обычного маргарина, в котором непрерывной фазой являлась жировая.

10

В данной технологии была воспроизведена модель высокожирных натуральных сливок (эмульсий прямого типа), путем смешения искусственной плазмы с жировой основой и последующей нормализацией сливок до 82,3 %. Последующее охлаждение повышало вязкость плазмы и жира в жировых шариках, они становились менее подвижными и более устойчивыми к изменению формы, особенно в момент начала массовой кристаллизации жира. В этих условиях механическая обработка высококонцентрированных сливок приводила к частичной их дестабилизации с нарушением протеиновых оболочек вокруг жировых шариков и к образованию непрерывной жировой среды при сохранении непрерывности водной фракции (31,32,33). К сожалению, эта технология не нашла широкого распространения в отечественной промышленности.

Выпускаемые в настоящее время отечественные и зарубежные бутербродные маргарины представляют собой эмульсии обратного типа (В/М). Капельки водной фракции имеют размеры 2-4 мкм. Каждая капелька покрыта тончайшей оболочкой эмульгатора (34,35,36,37). Жировая основа низкожирного бутербродного маргарина не является источником его вкусовых свойств, так как используемое для ее составления сырье подвергается дезодорации. Таким образом, эти свойства маргарина в большей степени определяются вкусовыми и ароматическими веществами, растворенными в водно-молочной фазе.

Водная фаза маргарина представляет собой раствор молока, сахара, поваренной соли и разнообразных вкусовых и ароматических, образующихся при пастеризации и заквашивании молока. Поскольку, водно-молочная фаза в нем не является непрерывной, то вкусовые и ароматические вещества находящиеся в водно-молочной фазе маргарина, в меньшей степени соприкасаются с органами вкуса и обоняния и не вызывают надлежащих ощущений (31).

Исследованиями установлено (38,39), что снижение жира в комбинированных продуктах питания эмульсионной структуры приводит к

11 ухудшению органолептических свойств продукта, поэтому, решающее значение в повышении качества оказывает распределение водной и жировой фаз.

Ряд исследовательских работ посвящен изучению характера распределения жировой и водной фаз. Так, О. Ран и Н. Кинг в своих исследованиях использовали воздействие на масло красителей (липофильных и гидрофильных), измерение диэлектрической проницаемости, благодаря чему они пришли к выводу, что сливочное масло - это система с непрерывной жировой фазой (40,41).

В 1950 году Зайковский Я.С. впервые установил, что в сливочном масле одновременно присутствуют непрерывные водная и жировая фазы (40). В 1960 году проф. Козин Н.И. и Варибрус В.И. посредством окрашивания гидрофильным и липофильным красителями образцов сливочного масла подтвердили теорию Зайковского Я.С. (31).

Благодаря непрерывности водной и жировой фазы, сливочное масло обладает ярко выраженным вкусом и ароматом. Жировая фаза сливочного масла пронизана сквозными и замкнутыми капиллярами плазмы и содержит кристаллический и гелеподобный молочный жир, где отдельные капли плазмы и воды соединены мельчайшей сетью капилляров (42,43). В каплях плазмы могут находиться отдельные жировые шарики с не разрушенной оболочкой.

1.2. Потребительские свойства и физико-химические аспекты производства маргариновой продукции.