автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка рецептур и усовершенствование технологии маргариновой продукции функционального назначения

На правах рукописи

БАДЕР АЛЕКСАНДР РОБЕРТОВИЧ

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МАРГАРИНОВОЙ ПРОДУКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.06 Технология жиров, эфирных масел и

парфюмерно-косметических продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский Государственный Университет пищевых производств" Министерства образования РФ на кафедре « Технологии жиров и биоорганического синтеза» и на ОАО «Знаменский маргариновый комбинат»

Научный кандидат технических наук, доцент

руководитель: Ливинская Светлана Алексеевна

Официальные доктор технических наук, профессор

оппоненты: Паронян Владимир Хачатурович

организация:

Защита диссертации состоится «23» декабря 2004 г. в 10 часов на заседании Диссертационного совета К 212.148 01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский Государственный Университет пищевых производств" Министерства образования РФ по адресу :

125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11., ауд.229, корп. «А».

Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП. Автореферат разослан «23 » ноября 2004 г Ученый секретарь

Диссертационного совета К 212.148.01 — Т.Г.Генералова

кандидат технических наук, генеральный директор ООО «Антарио С» Сухонос Виктор Дмитриевич

Ведущая

Московский филиал ВНИИЖиров

к.б.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Одной из динамично развивающихся отраслей масложировой промышленности является маргариновая. В последние годы преодолен период стагнации, постепенно снижается импорт маргаринов Так, например, доля импортной маргариновой продукции в ее душевом потреблении составила 49% в 1998 г; в 2003году - 17% Импортная маргариновая продукция представлена, по данным Госкомстата РФ, видами для промышленной переработки, применяемыми в хлебопекарных, кондитерских, молочных продуктах Маркетинговыми исследованиями установлено, что новые виды маргариновой продукции относятся к классу функциональных продуктов. Сложившиеся рыночные экономические условия диктуют предприятиям необходимость конкурировать с лучшими мировыми образцами пищевой продукции. В таких условиях возрастает значение качества продукции. Большой вклад в решение данной задачи внесли в различное время отечественные ученые Сергеев А Г., Шмидт A.A., Паронян В X , Меламуд Н JI., Нечаев А.П., Чекмарева И.Б , Арутюнян Н.С., Стеценко А.В , Сухонос В Д , Корнена Е П., Кочеткова A.A., Восканян О С. Создание конкурентоспособной отечественной маргариновой продукции предполагает улучшение ее органолептических показателей и структурно-механических свойств Органолептические показатели качества исторически отнесли к субъективным, а инструментальные - к объективным Однако современный органолептический анализ способен обеспечить объективность и надежность результатов при правильной его организации. Совершенствованию органолептического анализа в пищевой промышленности Российской Федерации посвящены работы. Родиной A.B., Головня Р.В, Еникеевой Н.Г., Кантере В.М., Матиссона В.А.

Структурно-механические показатели маргариновой продукции определяют ее потребительские и технологические (у сортов для промышленной переработки) свойства Большой вклад в создание новых видов различных пищевых продуктов с использованием маргаринов специального назначения внесли ученые

Маршалкин Г.А, Пучкова I. П^ЭДрр^цщ аськина В.А

-з »КА

irtоб

(

и

,„г

В настоящее время изменилась сырьевая база масложировой промышленное! и В качестве твердых жиров в составе жировых основ широко используются тропические масла и продукты на их основе Маргариновая продукция выпущенная по старым нормативам, не всегда соответствует современным требованиям и мировому уровню Поэтому создание конкурентоспособной функциональной маргариновой продукции - задача актуальная и своевременная

С этой целью необходимо разрабатывать технологию маргариновой продукции нового поколения с комплексом заданных свойств, определяемых назначением

Целью настоящего исследования являлось создание конкурентоспособных видов маргариновой продукции функционального назначения для промышленного применения. Для реализации цели были определены следующие задачи- исследование физико-химических и органолептических свойств представленных на отечественном рынке видов маргариновой продукции, наиболее востребованных в настоящее время пищевой промышленностью России для выбора эталона;

- разработка профильного метода фиксации органолептических свойств маргариновой продукции функционального назначения;

- обоснование рецептур маргариновой продукции для промышленной переработки, отвечающих современным требованиям,

- обоснование состава жировых основ маргариновой продукции;

- усовершенствование технологии производства маргариновой продукции для реализации в условиях мини-производств

Научная новизна Сформулированы научные основы органолептического анализа маргариновой продукции Впервые показана корреляция между органолептическими и инструментальными методами контроля качества маргариновой продукции функционального назначения Впервые осуществлен профильный метод контроля качества маргариновой продукции функционального назначения. Для объективной органолептической оценки маргариновой

продукции определены дискрипторы, позволяющие количественно ее зафиксировать, разработана 10-бальная шкала для профильного метода контроля качества маргариновой продукции Научно обоснованы жировые основы для получения маргариновой продукции функционального назначения Зафиксированы их структурно-механические свойства содержанием твердых триглицеридов в диапазоне температур 5-35 °С, определенным методом ЯМР-спектроскопии Впервые идентифицированы жировые основы маргариновой продукции функционального назначения при помощи термограмм плавления, построенных в результате дифференциально-термического анализа (ДТА) Новизна технических решений защищена Положительным решением на получение Патента РФ.

Практическая значимость работы Предложен метод контроля качества жировых основ маргариновой продукции на основе кривой плавления, установленной на основе дифференциально-термического анализа (ДТА) Разработаны требования к кривым ЯМР-спектроскопии, фиксирующих структурно-механические свойства жировых основ маргариновой продукции функционального назначения. Разработана технология и усовершенствовано аппаратурное оформление производства маргариновой продукции функционального назначения в условиях мини-производств Разработана НТД на новые виды продукции, которая апробирована в промышленных условиях

Реализация результатов диссертационного исследования Основные разработки диссертационного исследования используются при производстве маргариновой продукции функционального назначения ОАО «Знаменский маргариновый комбинат», Научные результаты исследования реализованы в ряде научно-исследовательских работ (Договор с ЦЭКТУ №115/04)

Апробация работы. Основные положения работа докладывались на' юбилейной международной научно-практической конференции «Пищевые продукты XXI века» (г Москва, МГУ Ш1, 2001г); международной научно-практической конференции «Новые технологии в пищевой промышленности». Минск. 2002г;

всероссийской конференции выставки «Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания», Москва, 2002г, 1-ой всероссийской конференции «Растительные масла и продукты, получаемые на основе масел», 2003, Москва, ВВЦ; Международной выставке и научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания», 2-5 июня 2004, Москва, ВВЦ; третьей международной конференции «Масложировой комплекс России новые аспекты развития», июнь 2004г

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 работах, в том числе в 1 Положительном решении на выдачу Патента РФ

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, в которой даны описания методов исследования, результаты исследования и их обсуждение, выводов, списка литературы и приложений Работа изложена на 124 страницах основного текста, в том числе содержит 30 рисунков, 34 таблицы Список литературы включает 177 источников

Основное содержание работы

1. Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научно-практическое значение, сформулированы цель и задачи работы

2. Обзор литературы

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы охарактеризовано современное состояние проблемы. Маркетинговыми исследованиями установлено, что качество маргариновой продукции для промышленной переработки зарубежных производителей масложировой продукции в настоящее время превышает качество отечественной продукции. Ее использование позволяет поддерживать конкурентную способность кондитерских, молочных и других изделий пищевой промышленности РФ, что соответственно определяет необходимость их ввоза в страну В обзоре литературы рассмотрены вопросы органолептической и физико-химической фиксации и регулирования свойств

маргариновой продукции Особое внимание уделено современным методам контроля поведения жиров при плавлении Показана возможность дифференциальною 1ермического аналий (Д'ГА) в обеспечении качес1венного и количественного контроля качества жиров Рассмотрены рецептуры уже существующих видов маргариновой продукции для промышленного использования Рассмотрены варианты технологических схем производства маргариновой продукции различного назначения Варианты представлены классическими, исполыуемыми в условиях предприятий большой мощности и новыми технологическими схемами для предприятий малой мощное г и, разработанными иностранными компаниями

3. Экспериментальная часть

Исследования проводились на кафедре «Технологии жиров и биоорганического синтеза» ГОУ В110 МГУПП, а также на Знаменском маргариновом комбинате

3.1. Материалы и методы исследований

С целью достижения конкурентоспособности отечественной марориновой продукции исполыовали международный опьн Исследования проводили в соответствии с маршрутной картой планирования качества (Рис 1) В качестве основного сырья использовали растительные рафинированные дезодорированные масла и жиры, по действующей нормативно-технической документации В качестве методов исследования применяли типовые, стандартные методики, рекомендуемые ВНИИЖиров, специальные физико-химические и органолептические методы исследования Для дегустаций иегюльзовати отобранных дегустаторов Использован метод ЯМР-спектроскопии и дифференциально-термический анализ для определения профиля плавления и тепловых эффектов Выпечки мучных кондитерских изделий проводились в промышленных условиях ряда кондитерских предприятий

о Идентификация клиентов

и

5

5 <=> Выявление потребностей клиентов

I и

ж

§ <=> Перевод потребностей клиентов на язык поставщика

8 и 1 §

у 3 о Установление требуемых показателей

§ I , * I

I § в « Установление системы измерений

I к о

' СП со

5 о

о. <=> Разработка и оптимизация рецептуры

Л

ист

и

<и се

^ &

О та

? 5

<=> Разработка процесса и подтверждение его

с возможностей

О

§ и

а

о Передача рецептуры и технологии в производство

«. и

Серийное произволе гво

Рис 1 Маршрутная карта планирования качества 3.2. Результаты исследований и их обсуждение

3.2.1. Совершенствование органолептическо! о анализа маргариновой продукции

В мировой практике органолептический анализ масложировой продукцией рассматривается как средство управления их качеством. Продукция производится в соответствии с НТД, в которой заложены физико-химические показатели продукции. В этом контексте качество - совокупность свойств, которые ожидает потребитель, пригодность для предназначенного использования Приоритеты потребителя должны быть оценены и зафиксированы в технических условиях, в которые переведена «пригодность для использования» В данном исследовании разработаны планируемые и систематически осуществляемые мероприятия по

контролю качества продукции, необходимые для создания уверенности в том, что маргариновая продукция будет ахнвегствовать ожиданиям потребителей В ходе исследования усыновлено, что возможно использование органолептических методов для фиксации качества масложировых продуктов (таблица 1 ) В мировой практике качество дезодорированных масел и жиров оценивают по официально принятому метолу органолепгической опенки, разрабо(анной «AOCS Flavor Nomenclature and Standards Com » В исследовании данная методика адаптирована к маргариновой продукции были определены гермин0Л01 ия. осуществлен выбор значений изучаемых признаков и составлены бальные шкалы дискрипторов с точной терминологией для количественной оценки качественных признаков маргариновой продукции профильным методом Проведенные серии дегустаций позволили сделать заключение, что работа по разработанным описаниям дискрипторов позволяет характеризовать маргарины количественно, определять его принадлежность к классу продукта по назначению, по соответствию ожиданиям потребителей А также определять тенденции развития маргаринов, эффективно сопоставлять продукты, выявлять лучшие признаки, идентифицировать дефекты, определять состав рецептур В последующих исследованиях качество продукции фиксировали ор1анолептическими методами, а затем инструментальными

3.2.2 Исследование и обоснование физико-химических и органолептических свойст в маргариновой продукции для промышленной переработки

В настоящее время отечественный рынок маргариновой продукции для начинок представлен большим количеством продукции с торговыми марками предприятий-изготовителей Выбор оптимальной марки представляет собой трудоемкий дорогостоящий путь, чреватый прямыми убытками Целью настоящего раздела исследования явилась необходимость фиксации требуемых органолептических показателей маргариновой продукции для начинок кондитерских изделий при помощи инструментальных методов

Таблица 1 Корреляция между показателями маргаринов, определяемыми органолептически и инструментально

Параметр Характеристика параметров, контролируемых методами

Инструментальными Органолептическими

Физико-химические показатели

Влажность Количество испаряющейся влаги при нагревании Пустой или наполненный вкус

Жирность Количество жира методом исчерпывающей или холодной экстракцией Пустой или наполненный вкус

Кислотность Содержание титруемых кислых компонентов I Кислый вкус

Температура плавления Фиксация начала подъема жира в капилляре Легкоплавкость, салистость

Содержание соли Титрованием Соленый вкус

Содержание сахара Титрованием Сладкий вкус

Микробиологические показатели

Содержание дрожжей Идентификация микроскопированием Дрожжевой запах и вкус !

Содержание плесеней Идентификация микроскопированием 1 Специфический запах плесени

Содержание молочнокислых бактерий Идентификация микроскопированием Молочнокислый запах и вкус 1

Содержание посторонних микроорганизмов Идентификация микроскопированием - Гнилостный, затхлый, прогорклый , запах

3.2.2.1. Исследование и обоснование физико-химических и органолептических свойств маргариновой продукции для начинок вафельных изделий

Сопоставление кривых плавления по ЯМР-спектроскопии, показало, что существует два класса маргариновой продукции для начинок соответствующие кривой плавления аналогичной сливочному маслу и кривой плавления масла-какао Из всего ассортимента продукции данного класса было выбрано 10 образцов предприятий, наиболее активно работающих на рынке В ходе дегустаций установлено, что продукция характеризуется следующими показателями цвет в основном однородный, белый, от светло-кремового до кремового; консистенция пластичная, однородная У некоторых образцов наблюдается такой дефект как выделение масла при термостатировании Запах и вкус обезличенные, в ряде образцов идентифицировали посторонние привкусы и запахи, а именно, саломасный, свиного жира, салистый, рыбный. Применительно к данному классу жиров, разработана шкала для органолептической оценки (таблица 2), выбраны дискрипторы маргариновой продукции для начинок вафельных изделий. Результаты органолептической оценки сведены в таблицу 3. В ходе проведения исследований нами установлено, что рекомендуемые действующей НТД, условия термостатирования (+18°С) перед определением консистенции, недостаточны для данного класса продукции Температура сопоставления термостатирования для определения консистентных свойств должна составлять 25 +/-1 °С При этих режимах должно отсутствовать расслоение на составные части Кривая застывания по Дженсену (рис 2) характеризует технологические и экономические свойства начиночных жиров, а именно - время, необходимое для кристаллизации и энергетические затраты на отведение тепла, выделяемого при кристаллизации кондитерских изделий в момент производства Приведенные в таблице 3 и 4 результаты показали, что продукция, оцениваемая низкими значениями (1-5) по органолептической шкале, характеризуется либо длительным временем кристаллизации

И

Таблица 2

Оценка органолептических свойств маргариновой продукции

Пригод- Описание интенсивности вкуса и запаха Консистенция

Балл ность Цвет при 25 +1-2 °С

9 Идеал Без запаха, вкус обезличенного жира Однородная

(масла) >х 3 X 4 кремообразная

8 Едва заметный привкус орешка, о о. о Пластичная,

неиспорченного X ч о >я однородная

7 о а Слабый привкус, не характерный для 3 4 а Пластичная,

о о. о X данного вида жира Ю однородная

6 Слабовыраженный привкус исходного Пластичная,

жира >5 з однородная

5 Удовл. Умеренно слабый привкус и запах « о 2 Однородная,

исходного жира, слегка окисленный и О. « гомогенная

4 Привкус исходного жира, окисленный, Мягкая,

привкус горечи расслоившаяся

3 X й Выраженный привкус горечи, Жидкая

и = о. о е § о а а> металлический привкус « 3 расслоившаяся

2 Прогорклый, рыбный привкус, запах полимеризованного жира а и а Жидкая расслоившаяся

1 Сильно окисленный, олеистый, салисты Жидкая

0 Испорченный, послевкусие Жидкая

Таблица 3

Оценка органолептических свойств исследуемых образцов в баллах

"^^»Обр^ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Цвет 9 8 8 9 8 9 9 4 5 9

Консист 9 4 1 3 2 1 4 5 3 9

Вкус 9 1 2 1 4 4 5 8 4 2

Запах 9 9 6 9 4 4 4 4 5 1

Таблица 4

Физико-химические показатели маргариновой продукции

№ Минимальная ' Тзаст, °С 1 Минимальное время заст, мин Максимальная Тзаст, °С Максимальное время заст, мин

1 20,9 | 12 21,6 15

2 21,4 15 22,4 17

3 23,6 43 25,2 60

4 23,4 12 23,6 14

5 122,1 18 22,3 22

6 15,3 1 27 15,4 28

7 21 1 21 20,8 22

8 23,9 22 24,4 25

9 25,6 20 27,6 26

10 21,1 15 ¡21,9 18

(образцы 3 и 6 соответственно - бо и 28 минут), либо высокой температурой кристаллизации (образец 9 - 27,6 °С) Продукция с длительным периодом кристаллизации имеет неудовлетворительные структурно-механические свойства.

Рис 2 Области оптимумов значений кривой застывания жира по Дженсену жировых основ маргариновой продукции для начинок вафельных трубочек

Структурообразующими компонентами начинок являются сахарный песок и жир (40-50 %) Сопоставление показателей модельных начинок с соотношением сахар . жировая основа, равным 1 1, с данными таблиц 3 и 4, позволило выбрать из них устойчивые На основании исследования рекомендована область оптимальных значений для данного класса маргариновой продукции, представленная на рис 2 Маргариновая продукция данного вида должна иметь минимальную температуру застывания в интервале 20-23 °С и интервал минимального времени застывания 12-18 минут; интервал максимальной гемперагуры застывания - 23-25 °С и интервал максимального времени застывания 17-20 минут

3.2.2.2. Маргариновая продукция для мучных кондитерских изделий

В отечественной промышленной практике ранее разработаны специальные виды маргариновой продукции, выпускаемые предприятиями Однако, изменение сырья для производства маргаринов привело к тому, что традиционные маргарины не соответствуют современным технологическим функциям В сдобных видах печенья необходимо обеспечить пластифицирующую функцию жиров Особенно актуально это свойство маргариновой продукции для сдобного отсадного печенья Главные требования к маргарину этого вида - его повышенная способность к взбиванию Эти свойства маргариновой продукции гарантируются составом жировой основы. Введение специальных эмульгаторов в жировые основы маргаринов позволяет включать и удерживать воздух в массе теста, добиться пластичной структуры теста В качестве эмульгатора использована композиция, представленная смесью моноглицеридов с йодным числом 30-70 г У2/100 г жира и полиглицерина Были использованы специальные эмульгаторы ведущих компаний В традиционных видах маргарина доля эмульгаторов составляет только 0,1-0,3%; нами установлено, что таких количеств недостаточно для специальных видов продукции, их ввод должен составлять около 2% Разработаны рецептуры с жировыми основами, жирнокислотный состав которых представлен в таблице 5 Вариант 1 жировая основа для маргарина для сдобного печенья, вариант 2 - жировая основа сдобного отсадного печенья Жировые основы характеризуется температура плавления - 30-33°С ; твердость 50-60г/см; температура застывания не выше 23°С Жирнокислотный состав маргариновой продукции для сдобного печенья характеризуется значениями- содержание насыщенных жирных кислот - до 70%, в том числе среднецепочечных до 25%; 22 %- мононенасыщенных жирных кислот, до 3% полиненасьпценных жирных кислот; жировая основа для сдобных отсадных кондитерских изделий характеризуется содержанием насыщенных жирных кислот до 75%, в том числе среднецепочечных жирных кислот до 35-45% Качество жировой основы маргаринов для различных видов кондитерских изделий

Таблица 5

Жирнокислотный состав жировой основы

Название ЖК Индекс ЖК Содержание в %

1 2

масляная 40 0,11 0,10

капроновая 60 0,16 0,18

каприловая 80 1,56 4 38

каприновая 100 3,64 4,51

лауриновая 120 10,52 29,52

миристиновая 14 0 11,68 8,25

миристолеиновая 14 1 1,00 1,14

пальмитиновая 16 0 29,52 25,1

гексадеценовая 16 1 1,53 0,02

пальмитолеиновая 16 1 9-у 1,14 0,18

Маргариновая 170 1,36 0,05

Изо-октадекановая 18 01 0,02 -

Стеариновая 18 0 10,54 3,36

Элаидиновая 18 1 9-т 0,47 1,57

Олеиновая 18 1 9-ц 21,81 16,32

Вакценовая 18 1 1 -т 0,48 0,41

Октадеценовая 18 1 П-ц 0,18 0,05

Якмжтадеценовая 18 Н 0.50 0,05

Линолевая 18 2 2,83 4,15

у-линоленовая 18 3 (0-6 0,02 0,08

а-линоленовая 18 3 со-3 0,44 0,21

арахиновая 20 0 0,12 0,07

гондоиновая 20 1 0,10 0,02

бегеновая 22 0 0,24 0,0

эруковая 22 1 0,12 0,05

Общее количество 100,00 100,00

зафиксировано кривыми плавления, построенными по данным ЯМР-спектроскопии (рис 3-5).

Оптимум для начинок

60,00 5000 ■<000--

10,00 15 00 20 00 25 00 30 00 35 00 Темлеретура, с

Рис 3,Область содержания твердых триглицеридов жировой основы для начинок вафельных трубочек

Рис. 4. Область содержания твердых триглицеридов жировой основы для сдобного отсадного печенья

Оптимум для песочного лечения

4500-1-

40 00

10 00 15 00 20,00 25,00 30,00 35,00 4000 Температура С

Рис 5 Область содержания твердых триглицеридов жировой основы маргарина для сдобного печенья

Кривые плавления характеризуют содержание твердых триглицеридов (ИТТ) при конкретной температуре термостатарования жира Анализ данных ИТТ показывает, что для каждого вида маргариновой продукции функционального назначения существует собственный интервал, причем он ограничивается следующими значениями ИТТ

- для сдобного печенья' при температуре 10 °С - 35-42%, при 20 °С 21 -27%,

- для сдобного отсадного печенья при температуре 10 °С - 43-50%, при 20 °С' - 3037% При температуре 35 °С - не более 3-5% для всех видов кондитерских изделий, в противном случае в готовой продукции наблюдается дефект "салистость"

Результаты исследований позволили создать рецептуры, характеризующиеся следующим рецептурным составом' жирность -80,00%; количество эмульгатора -2,00%; водная фаза содержит соль в количестве 0,05% и лимонную кислоту-0,02% В данном виде маргариновой продукции необходимо исключить красители, ароматизаторы, сахар и другие пищевые добавки, вносимые на стадии приготовления теста

3.2.3. Оптимизация жировых основ маргариновой продукции

Жировые основы маргариновой продукции представляют собой смесь различных жиров В масложировой промышленности традиционно. для фиксации качества индивидуальных жиров и их смесей используется температура плавления и твердость по Каминскому, температура застывания по Жукову В кондитерском же производстве используется методика определения температуры застывания по Дженсену. Первоначально было проведено сопоставление результатов определения температуры застывания двумя методами, представленное на рис.6.

34

32 !

£ а30'

28

26

24

1-

1 г

I, • Ч 1 'я.

С * Й- л

Й.7] ~ А 14 1 1

4- -

10 15 20 25 30 35 40 время, мин

45

Рис 6 Сопоставление температуры застывания жиров двумя методами'

1- жир с Таи 32,8 С по Жукову, 1 - жир с Тпл 32,8 С по Дженсену;

2- жир с 1 пл 33,4 С по Жукову; 2 - ЖИр С I ил 33,4 С по Дженсену Сопоставление представленных на рис 5 данных показало, что графики, построенные по экспериментальным данным отличаются, следовательно, качество маргариновой продукции для кондитерских изделий необходимо фиксировать дополнительно и кривой плавления по Дженсену Жировые основы маргариновой продукции представляют собой смеси При составлении жировых основ физико-химические показатели смеси часто не соответствуют правилам аддитивности и образуют эвтектические смеси. На рис.7 представлена зависимость состав-свойство для двукомпонентных систем с образованием зон эвтектических смесей Для установления оптимальных соотношений жиров использован треугольник Небольсинова, впервые разработанный проф Маршалкиным Г А и проф Васькиной В.А для приготовления эмульсий мучных кондитерских изделий.

19 00 ...................................................-„у,,,-, ,к,1......с;...............1

18,00 ->-■—4^'..........I..........-i.............Л....... ■ ..-i !

ООО 20 00 40 00 60,00 80,00 100,00 i состав,%

Рис 7 Зависимость температуры застывания по Дленсену в модельных жировых смесях гидрированных жиров и I - пальмового масла 2 средней фракции пальмового масла

Была осуществлена оптимизация трехкомлонентных смесей различных жиров с целью идентификации зон эвтектических смесей или ее отсутствия Согласно правилам симплексного планирования на каждом поле рецептур были выбраны точки, характеризующиеся определенным составом, готовили модельные смеси в соответствии с матрицей В модельных смесях было произведено определение температуры застывания на приборе Дженсена, в качестве жиров использованы различные варианты жирового сырья для производства маргариновой продукции Данные использованы для построения треугольников зависимости состав-свойство трехкомпонентной смеси Построение треугольника позволяет определить зоны эвтектических смесей жиров и использовать для составления жировой основы С помощью специальных математических программ получены уравнения поверхности отклика по температуре застывания, для проверки адекватности полученной модели были реализованы опыты в проверочных точках Для производства маргариновой продукции в конкретной полиморфной форме кристаллической структуры необходимо фиксировав температурные режимы переохлаждения количеством подаваемого холода Режимы, соответственно, определяются тепловыми эффектами при

кристаллизации Для идентификации температурных интервалов, при которых наблюдаются тепловые эффекты, использован метод дифференциально-термического анализа жиров (ДТА)

Анализ термограмм исследованных жиров (рис 5-7) показал, что характер их плавления значительно отличается не только температурой максимумов эндотермических пиков, но и их количеством, величиной тепловых эффектов Исследования показали, что по тепловому эффекту эндотермические пики лежат в области температур 5-15 °С, причем, каждый жир имеет характерный вид тепловых эффектов, что свидетельствует о возможности выбирать режимы переохлаждения маргарина. Полученные термограммы могут быть использованы как индивидуальные характеристики жиров и их смесей

3,3. Разработка технологии и технологической схемы производства маргариновой продукции в условиях мини-производств

Новые экономические отношения определили актуальность создания технологической линии, реализуемой в условиях мини-производств. На основании опыта создания технологических линий установлено, что должны быть сохранены традиционные стадии производства Нами для производства маргарина усовершенствована технологическая линия "Малыш" Достоинства линии многократно обсуждались в различных источниках Основные технические характеристики линии приведены ниже производительность - 300,0 кг/час, установленная мощность - 16,0 кВт, производственная площадь - 25,0 м2, количество персонала -2 оператора в смену Технологическая схема представлена на рис 11., подробно описана в диссертации. Новизна технических решений защищена Положительным решением на выдачу Патента РФ

Рис 8 Термограмма жировой основы мар| арина для сдобных изделий

Рис 9 Термограмма жировой основы маргарина для начинок вафельных трубочек

I I

• *ермо( раммз жиро 6 о и основы маргарина

у/уш '' " '/ '

(I |Д)) (1/1 п г/1 лКб/Ш/т

///'у?, /ьШч

111Н ПН.

Рис 10 '1ермограмма жировой основы для сдобных отсадных изделий

4. Выводы

1 Сопоставление показателей качества, установленных органодептическими и инструментальными методами показало, что помимо фиксации потребительских показателей, органолептический анализ позволяет количественно их фиксировать Определены дискрипторы для описания качества и разработаны описания бальных шкал для фиксации качества маргаринов функционального назначения профильным методом

2 Показано, что при разработке жировых основ маргариновой продукции для начинок вафельных трубочек необходимо в качестве критерия оптимизации использовать температуру застывания жировых смесей и время застывания Установлен оптимальный интервал значений кривой по Дженсену минимальная температура застывания минимальное время (интервал) застывания 12-18 минут, максимальная температура застывания не выше -25 °С, максимальное время застывания, не более-20 минут

3.Жировая основа для маргариновой продукции для мучных кондитерских изделий характеризуется, содержанием эмульгаторов в количестве 2%, жировая основа характеризуется температурой плавления - 30-33°С.; твердость 50-60г/см, температура застывания - 25°С Жирнокислотный состав маргариновой продукции для сдобного печенья характеризуется значениями, содержание насыщенных жирных кислот - до 70%, в том числе среднецепочечных до 25%; 22 %- мононенасыщенных жирных кислот, до 3% полиненасытценных жирных кислот; жировая основа для сдобного отсадного печенья характеризуется содержанием насыщенных жирных кислот до 75%, в том числе среднецепочечных жирных кислот до 35-45%

4. Состав жировой основы для функциональной маргариновой продукции зафиксирован кривыми плавления, построенными' по данным ЯМР-спектроскопии - твердых ТАГ при 10 °С - 35-55%; при 35 °С не более 5%; и методом ДТА. Термограммы жира использованы для установления температурных интервалов тепловых эффектов жиров.

5 Усовершенствована технологическая схема и разработана технологическая инструкция по производству функциональной маргариновой продукции на установке «Малыш», защищенная Положительным решением о выдаче Патента РФ Разработаны рецептуры функциональной маргариновой продукции, утвержденные и апробированные в промышленных условиях

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Ливинская С А , Бадер А Р Расширение ассортимента специальных видов маргариновой продукции Материалы международной научно-практической конференции «Новые технологии в пищевой промышленности»

2 Ливинская С А , Бадер А Р , Производство маргариновой продукции специального назначения // И. в. Пищевая технология, №5-6, 2002, с 31-32

3 Бадер А Р, Ливинская С А , Методы контроля качества жировых основ маргаринов. // Масла и жиры, № 2 (37), 2004 г , с. 1-4

4. Бадер А.Р , Ливинская С А Фиксация органолептических показателей маргариновой продукции инструментальными методами // Материалы Международной конференции «Технологии и продукты здорового пигания» Т.2.//-М • МГУПП, 2004, с 1-7

5 Бадер А Р Разработка требований к маргариновой продукции различного назначения Материалы международной конференции

«Масложировой комплекс России- новые аспекты развития».// -М.. МПА, 2004,с. 95-97.

6 1Ш, решение о выдаче патента РФ по заявке № 2004110012 от 05.04.2004 г «Способ получения маргарина».

7. Бадер АР Технологические аспекты производства маргариновой продукции для промышленной переработки Материалы всероссийской конференции « Растительные масла и продукты, порлучаемые на основе масел» // -М.: ЭксоГрупп, 2004 с. 11-13

// Минск, 2002г., с. 35.

Формат 30x42 1/8. Бумага типографская №1. Тираж 100 экз. Заказ 314. 125080, Москва, Волоколамское ш., 11 Издательский комплекс МГУ ГШ

РНБ Русский фонд

2006-4 2934

!

1 .Введение

2.Обзор литературы

2.1 .Маркетинг маргаринового рынка России

2.2.Современные тенденции в мировом производстве 10 пищевых жировых продуктов

2.3. Органолептический анализ масложировой 11 продукции - средство управления ее качеством

2.4. Контроль качества жировых основ

2.5.Функциональная маргариновая продукция 20 2.5.1 .Традиционные виды маргаринов

2.5.2. Маргариновая продукция для промышленной переработки

2.5.2.1 .Кондитерские начинки

2.5.2.2. Маргариновая продукция для мучных 27 и мучных кондитерских изделий

Одной из динамично развивающихся отраслей масложировой промышленности является маргариновая. В последние годы преодолен период стагнации, постепенно снижается импорт маргаринов. Так, например, доля импортной маргариновой продукции в ее душевом потреблении составила 49% в 1998 г; в 2003году - 17%. Импортная маргариновая продукция представлена, по данным Госкомстата РФ видами для промышленной переработки, применяемыми в хлебопекарных, кондитерских, молочных продуктах. Маркетинговыми исследованиями установлено, что новые виды маргариновой продукции относятся к классу функциональных продуктов. Сложившиеся рыночные экономические условия диктуют предприятиям необходимость конкурировать с лучшими мировыми образцами пищевой продукции. В таких условиях возрастает значение качества продукции. Большой вклад в решение данной задачи внесли в различное время отечественные ученые Сергеев А.Г., Шмидт А. А., Паронян В.Х., Меламуд H.JL, Нечаев А.П., Чекмарева И.Б., Арутюнян Н.С., Стеценко А.В., Сухонос В.Д., Корнена Е.П., Кочеткова А.А., Восканян О.С. Создание конкурентоспособной отечественной маргариновой продукции предполагает улучшение ее органолептических показателей и структурно-механических свойств. Органолептические показатели качества исторически отнесли к субъективным, а инструментальные- к объективным. Однако современный органолептический анализ способен обеспечить объективность и надежность результатов при правильной его организации. Совершенствованию органолептического анализа в пищевой промышленности Российской Федерации посвящены работы: Родиной А.В., Головня Р.В., Еникеевой Н.Г., Кантере В.М., Матиссона В.А. Структурно-механические показатели маргариновой продукции определяют ее потребительские и технологические (у сортов для промышленной переработки) свойства. Большой вклад в создание новых видов различных пищевых продуктов с использованием маргаринов специального назначения внесли ученые: Пучкова Л.И., Маршалкин Г.А., Скобельская З.Г., Васькина В.А.

В настоящее время изменилась сырьевая база масложировой промышленности. В качестве твердых жиров в составе жировых основ широко используются тропические масла и продукты на их основе. Маргариновая продукция выпущенная по старым нормативам не всегда соответствует современным требованиям и мировому уровню. Поэтому создание конкурентоспособной функциональной маргариновой продукции задача актуальная и своевременная.

С этой целью необходимо производство маргариновой продукции нового поколения с комплексом заданных свойств, определяемых назначением. Целью настоящего исследования являлось создание конкурентоспособных видов маргариновой продукции функционального назначения для промышленного применения. Для реализации цели были определены следующие задачи:

- исследование физико-химических и органолептических свойств представленной на отечественном рынке видов маргариновой продукции, наиболее востребованных в настоящее время пищевой промышленностью России для выбора эталона;

- разработка профильного метода фиксации органолептических свойств маргариновой продукции функционального назначения;

- обоснование рецептур маргариновой продукции для промышленной переработки, отвечающих современным требованиям;

- обоснование состава жировых основ маргариновой продукции;

- усовершенствование технологии производства маргариновой продукции для реализации в условиях мини-производств.

Научная новизна. Сформулированы научные основы органолептического анализа маргариновой продукции. Впервые показана корреляция между органолептическими и инструментальными методами контроля качества маргариновой продукции функционального назначения.

Впервые осуществлен профильный метод контроля качества маргариновой продукции функционального назначения. Для объективной органолептической оценки маргариновой продукции определены дискрипторы, позволяющие количественно ее зафиксировать, разработана 10-бальная шкала для профильного метода контроля качества маргариновой продукции. Научно обоснованы жировые основы для получения маргариновой продукции функционального назначения. Зафиксированы их структурно-механические свойства содержанием твердых триглицеридов в диапазоне температур 5-35 °С, определенным методом ЯМР-спектроскопии. Впервые идентифицированы жировые основы маргариновой продукции функционального назначения при помощи термограмм плавления, построенных в результате дифференциально-термического анализа (ДТА). Новизна технических решений защищена Положительным решением на получение Патента РФ.

Практическая значимость работы. Предложен метод контроля качества жировых основ маргариновой продукции на основе кривой плавления, установленной на основе дифференциально-термического анализа (ДТА). Разработаны требования к кривым ЯМР-спектроскопии, фиксирующих структурно-механические свойства жировых основ маргариновой продукции функционального назначения. Разработана технология и усовершенствовано аппаратурное оформление производства маргариновой продукции функционального назначения в условиях мини-производств. Разработана НТД на новые виды продукции, которая апробирована в промышленных условиях: рецептура маргариновой продукции для начинок вафельных трубочек, начинки с данным видом маргариновой продукции, маргарин для мучных кондитерских изделий - для отсадного сдобного печенья, технологическая инструкция на производство функциональной маргариновой продукции на усовершенствованной установке «Малыш».

2.Обзор литературы

3. Выводы и рекомендации:

1. Сопоставление показателей качества, установленных органолептическими и инструментальными методами показало, что помимо фиксации потребительских показателей, органолептический анализ позволяет количественно их фиксировать. Определены дискрипторы для описания качества и разработаны описания бальных шкал для фиксации качества маргаринов функционального назначения профильным методом.

2. Показано, что при разработке жировых основ маргариновой продукции для начинок вафельных трубочек необходимо в качестве критерия оптимизации использовать температуру застывания жировых смесей и время застывания. Установлен оптимальный интервал значений кривой по Дженсену: минимальная температура застывания 20°С; минимальное время (интервал) застывания 12-18 минут, максимальная температура застывания не выше -25 °С, максимальное время застывания, не более-20 минут.

3.Жировая основа для маргариновой продукции для мучных кондитерских изделий характеризуется: содержанием эмульгаторов в количестве 2%; жировая основа характеризуется температурой плавления - 30-33°С.; твердость 50-60г/см; температура застывания -25°С. Жирнокислотный состав маргариновой продукции для сдобного печенья характеризуется значениями: содержание насыщенных жирных кислот - до 70%, в том числе среднецепочечных до 25%; 22 %-мононенасыщенных жирных кислот, до 3% полиненасыщенных жирных кислот; жировая основа для сдобного отсадного печенья характеризуется содержанием насыщенных жирных кислот до 75%, в том числе среднецепочечных жирных кислот до 35-45%.

4. Состав жировой основы для функциональной маргариновой продукции зафиксирован кривыми плавления, построенными: по данным ЯМР-спектроскопии - твердых ТАГ при 10 °С - 35-55%; при 35 °С не более 5%; и методом ДТА. Термограммы жира использованы для установления температурных интервалов тепловых эффектов жиров.

5. Усовершенствована технологическая схема и разработана технологическая инструкция по производству функциональной маргариновой продукции на установке «Малыш», защищенная Положительным решением о выдаче Патента РФ. Разработаны рецептуры функциональной маргариновой продукции, утвержденные и апробированные в промышленных условиях.

1. Аспекты физиологического влияния транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот/ Унтилова О.Н. Информационный бюллетень «Масла и жиры», №3,2001. С.4-5, №4, 2001. С. 1-5.

2. Аппарат для дифференциального термического анализа с термопарным датчиком до 2200°/ Ю.А.Кочержинский, Е.А.Шишкин, В.И.Василенко// Сб.»Диаграммы состояния металлических систем».-М.: Наука, 1971.-С.245-249.

3. Азнаурьян М.П.,Калашева Н.А. Современные технологии очистки жиров, производства маргарина и майонеза.- М.: Сампо-Принт, 1999.-493с.

4. Алавердиева С.И. Дисс. кнд.техн.наук.,2ООО г. 147 с.

5. Аскинази А.И., Шмидт А.А., Сухонос В.Д. Влияние технологии рафинации на стабильность пальмового масла. Масложировая промышленность, 1980, № 1, с. 15-18

6. Ароматизаторы пищевые. Справочное издание. Кул ев Д.Х и др. -М.: ДеЛи принт,2003,80с.

7. Атраментова В.Г. Жирнокислотный состав молочного жира и его роль в технологии масла и сыра// Научн.труд.акад.ВАСХНИЛ «Улучшение качества молока и молочных продуктов». М.: ВАСХНИЛ - 1980. с.206-217

8. Алиментариус Кодекс, www.codexalimentarius.com

9. А.с.№ 1830673 Наливной маргарин 60%-ной жирности. Ливинская С.А

10. А.с.№ 1717068 Столовый маргарин. Ливинская С.А.

11. А.с.№1406475.(СССР) Способ определения содержания немолоного жира в смеси их с молочным// Мерзаметов М.М., Антощенко Л.С. -опубл.30.06.88.РЖХ.1989 4Р 1346П

12. А.с. №488579 (СССР). Способ производства сладкосливочного маргарина. Козин Н. И., Ребрина В. В. и др., 1974, А 23 D 7/02.

13. А.с.№536806 (СССР). Пастообразный продукт "Маргалактон". Козин Н. И., Ребрина В. В. и др., 1976, А23 D 7/02.

14. А.с.№1717068(Россия). Столовый маргарин. Кочеткова А. А., Ливинская С. А. и др., 1990, А23 D7/00.

15. А.с. 1632407 (Россия). Способ производства низкокалорийногомаргарина. Аскинази А.И., Савилова К.Г. и др. 1991 , А 23 D 7/00.

16. Аскинази А. И., Савилова К. Г., Левина А. С., Скудина Э. Ф. Новые виды мягких маргаринов. Пищевая промышленность, 1970,- 311 с.

17. Бадер А.Р. Разработка требований к маргариновой продукции различного назначения. Материалы международной конференции Третьей международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития», июнь 2004г.- М.: МПА, 2004г., с. 95-97.

18. Беззубов Л.П. Химия жиров.-М.:Пищевая промышленность, 1975.-280с.

19. Белоусов А.П. Физико-химические процессы в производстве масла сбиванием сливок.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.20