автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии пектиновых веществ и создание на их основе мармеладно-пастильных кондитерских изделий



На правах рукописи

ПАВЛОВА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ И СОЗДАНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ МАРМЕЛАДНО-ПАСТИЛЬНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.18.01 - Технология хлебопекарных, макаронных и

кондитерских продуктов

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Производство студнеобразных кондитерских

изделий для профилактического питания 6

1.2. Характеристика сорбционных свойств пектиновых веществ 10

1.3. Современные способы производства пектиновых

веществ. 14

1.4. Обоснование темы и задачи исследования.. 22 ГЛАВА 2

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы исследований. 24

2.2. Методы исследований 26 ГЛАВА 3

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ

3.1. Исследование влияния состава и соотношения

кислот в гидролизующей смеси на рН среды 34

3.2. Исследование влияния состава сырья и гидролизующей смеси кислот на качество получаемого пектина 37

3.3. Исследование процесса нейтрализации пектинового гидролизата 45

3.4. Исследование стадии выделения пектина из концентрированных гидролизатов 50

3.5. Разработка технологии и технологической

схемы получения пектина 56

ГЛАВА 4

ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ

4.1. Исследование эффективности сорбции меди, хрома и цинка пектиновыми веществами в кислой среде. 58

4.2. Исследование эффективности сорбции меди, хрома и

цинка из щелочных растворов пектиновыми веществами 62

ГЛАВА 5

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МАРМЕЛАДНО-ПАСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

5Л. Изыскание местных источников биологически активных добавок для производства мармеладно-пастильных изделий 69

5.2. Исследование растворимости сахара в

многокомпонентных растворах 75

5.3. Разработка диаграммы состояния сахара в мармеладно-пастильных массах 78

5.4. Создание новых видов мармеладно-пастильных изделий 82 ВЫВОДЫ 94 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 95 ПРИЛОЖЕНИЕ 108

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Серьезность экологической опасности, ее масштабы и особенно последствия Чернобыльской аварии для населения Республики Беларусь еще далеко не полностью оценены. Сложившуюся обстановку усугубляет также загрязнение территории солями тяжелых металлов за счет выбросов промышленных предприятий, транспорта и других.

В современных экологических условиях и при сложившейся в последние годы структуре питания (недостаток белков, витаминов, макро- и микроэлементов) человеку следует употреблять продукты, в том числе кондитерские изделия, обогащенные энтеросорбентами и лечебными веществами, повышающими устойчивость организма человека к различным заболеваниям. Эффективным средством защиты организма от внутреннего облучения являются пектиновые вещества. Кроме того, пектиновые вещества широко используются в качестве студнеобразователей в производстве мармеладно-пастильных кондитерских изделий, которые относятся к наиболее доступным и любимым детьми продуктам.

Экологически загрязненные районы СНГ решают проблему снабжения населения пектином самостоятельно. В Белларуси имеется достаточная сырьевая база для производства пектина из свекловичного жома и яблочных выжимок, однако, для ввода в эксплуатацию новых мощностей необходимо обеспечить заводы современной технологией и наладить выпуск специального оборудования.

Активный поиск новых природных источников для получения экологически чистых биологически активных добавок продолжается. Одним из перспективных источников биологически активных веществ является лекарственно-техническое сырье, произрастающее на территории республики Беларусь. Использование лекарственных растений в производстве мармеладно-пастильных изделий сдерживается недостаточной изученностью их физико-химического состава.

Расширение ассортимента мармеладно-пастильных изделий при рационом использовании местных сырьевых ресурсов дает возможность производить замену дорогостоящего импортного сырья (пектин, ароматизаторы, красители) и является актуальным.

Цель работы -совершенствование технологии пектиновых веществ и создание на их основе мармеладно-пастильных кондитерских изделий.

В задачи исследований входило:

1. совершенствование основных технологических стадий получения пектиновых веществ для производства мармеладно-пастильных изделий;

2. исследование сорбционных свойств новых видов пектиновых веществ в различных по рН средах;

3. разработка диаграммы состояния сахара в мармеладно-пастильных изделиях;

4. создание новых видов мармеладно-пастильных кондитерских изделий профилактического назначения.

Научная новизна.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность совершенствования технологических стадий получения пектиновых веществ: гидролиза пектинсодержащего сырья; нейтрализация пектинового гидролизата и выделения продукта в виде волокна. Разработаны диаграммы для определения состава купажной смеси сырья и получения пектина с заданными показателями качества.

Исследованы сорбционные свойства новых видов пектиновых веществ в различных по рН средах.

Получены новые сведения о качестве водных и водно-спиртовых настоев 12 видов лекарственных растений, наиболее распространенных на территории Республики Беларусь.

Обобщены теоретические и экспериментальные данные о растворимости сахара в многокомпонентных системах и разработаны диаграммы состояния сахара в мармеладно-пастильных изделиях, что позволяет целенаправленно создавать новые рецептуры, управлять технологическими процессами их получения.

Практическая значимость.

Разрработаны способы получения пектиновых веществ из различных по природе смесей пектинсо держащего сырья (Патент РБ N 1505, Патент РБ N 2675).

Исследованы сорбционные свойства новых видов пектиновых веществ по отношению к металлам (медь, хром, цинк) в различных по рН средах.

Исследованы физико-химические и органолептические показатели качества водных и водно-спиртовых настоев 12 видов лекарственных растений с целью их использования в производстве мармеладно-пастильных изделий.

Разработаны способы производства кондитерских изделий с использованием новых видов пектина и водных настоев лекарственных растений (мармелад, зефир) для профилактического питания (Положительное решение на заявки N 961109 и N 961117). Новые виды мармеладно-пастильных кондитерских изделий внедрены на ОАО «Красный Пищевик» (г. Бобруйск).

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1Л. Производство мармеладно-пастильных кондитерских изделий для профилактического питания

Современная медицина имеет веские доказательства тому, что правильно организованное питание - надежный способ профилактики внутреннего облучения организма. Создание широкого ассортимента продуктов питания позволит значительно снизить риск для здоровья человека. Исследованиями последних лет выявлена [37, 68, 120] положительная роль витаминов С и Е, а также (3-каротина в профилактике раковых заболеваний. В связи с этим онкологический институт США рекомендует ежедневную дозу потребления человеком J3-каротина на уровне 5-25 мг, тогда как в настоящее время реальная доза витамина составляет 1,2 мг. Патентуется способ [129] производства конфет, обогащенных p-каротином. По мнению швейцарских ученых большое значение в решении проблемы увеличения потребления витаминов С, Е и А не только с овощами и фруктами может сыграть расширение производства и потребления желейных конфет и карамели, обогащенных витаминными препаратами.

Производство студнеобразных кондитерских изделий для профилактического питания носит периодический характер без определенной системы и программы развития. Периодически разрабатываются [44, 51, 63, 64, 66, 75] новые виды мармелада, зефира с различными добавками биологически активных веществ, полученных из плодов овощей и фруктов. Из биологически активных добавок наибольшее внимание уделяется [42, 43, 73, 95] пектину и пектинсодер-жащим продуктам.

Предложен способ [90] приготовления желейного мармелада на цитрусовом пектине с добавлением ягодного припаса из ягод черной смородины. В припасе содержится 28-47% водорастворимой и 32-50% высокометоксилированной фракции пектина, его вводят в рецептурную смесь в количестве 30% от общей массы пектина.

Технология изготовления мармеладных изделий с заменой 20% цитрусового пектина на микрокристаллическую целлюлозу предложена в способе [110]. Микрокристаллическая целлюлоза относится к особому виду целлюлозы, обладающему специфической структурой и сорбирует на своей поверхности различные вещества, что позволяет в рецептуре желейного мармелада снизить [111] на 15% количество вкусовых и ароматизирующих веществ.

Известен способ [8] производства желейных изделий с использованием пюре из выжимок черноплодной рябины в количестве 6,6-7,5%, что позволяет снизить дозировку яблочного пектина на 16% и цитрусового пектина - на 12%. Пюре из выжимок черноплодной рябины содержит 63-65% сухих веществ и

вводится на стадии уваривания массы. Пюре придает мармеладу кисло-сладкий вкус с привкусом черноплодной рябины и интенсивный малиновый цвет.

Для производства кондитерских изделий с желированной и сбивной структурой, предложено [94] введение пюре из облепихи, клюквы, брусники, а также вторичных продуктов производства облепихового масла - экстрактов и помолов. Вторичные продукты вводят в рецептурную смесь на стадии набухания и растворения студнеобразователя, а пюре - перед формованием изделий.

Вводимые добавки сами по себе являются чрезвычайно ценными пищевыми компонентами. Так, например, предложена технология [96] обогащения (3-каротином мармелада, пастильных и других кондитерских изделий.

В Одесском технологическом институте разработан [98] способ производства желейного мармелада с использованием измельченных плодовых выжимок облепихи в двух вариантах. По первому варианту, в желейный мармелад вводят измельченные плодовые выжимки облепихи с влажностью 6-10% и размерами частиц не более 200 мкм при следующем соотношении (масс. %): студнеобразо-ватель - 1,4-1,63; сахар - 71,16-71,74; пищевые и вкусовые добавки - 25,44-25,63; выжимки из облепихи - 1,0-2,0.

По второму варианту, в желейный мармелад вводят измельченные выжимки из облепихи с размером частиц не более 200 мкм, влажностью 6-10%, в количестве 1-2% от общей массы продукта, предварительно осуществляют их набухание со студнеобразователем при температуре 18-20 С в течение 40-60 минут. Затем загружают сахар и пищевые добавки, уваривают смесь, охлаждают, вводят вкусовые добавки и окончательно уваривают массу при температуре 9699 С, затем формуют изделия.

Научно-производственным объединением "Арагил" Госагропрома Армении разработан способ [93] приготовления желейного мармелада, предусматривающий использование коньячной барды в количестве 26-28% от общей мармеладной массы. На стадии растворения сахара и студнеобразователя используют 4/5 части коньячной барды, а оставшуюся ее часть вводят с виноградным пюре перед увариванием массы. Количество виноградного пюре составляет 9-11% от общей массы мармелада.

В Одесском технологическом институте разработан [99] способ получения нового желейного продукта с использованием добавки из томатных выжимок. Измельченные томатные выжимки добавляются перед увариванием массы в количестве 2-5 % от массы сухих веществ продукта.

Предложена [80] рациональная технология приготовления сбивных кондитерских изделий с использованием пектина и инстант-продукта, полученного из фруктов и овощей. Наиболее перспективным отмечается инстант-продукт из тыквы в виде порошка. Изучена возможность использования тыквенного порошка как желирующей, эмульгирующей и стабилизирующей добавки в кондитерских массах. Применение тыквенного порошка позволяет увеличить объем взбитой яично-сахарной массы, получить тонкостенную пористость изделия и обогатить

продукт витаминами, ценным комплексом макро и микроэлементов, пищевыми волокнами.

Способ приготовления кондитерской массы для нуги с использованием другого инстант-продукта - сухих фруктов предложен в работе [95]. Технология предусматривает использование в рецептуре следующих компонентов (%): сахара - 30-40, воды - 5-10, глюкозы - 10-20, меда лаванды - 20-30, яичного белка - 510, сухих фруктов - 25, натуральных красителей. Для увеличения плотности и содержания сухих веществ в массе в нее добавляют пектин. Полученную массу охлаждают, а затем разрезают на бруски, пластины или небольшие кубики, которые покрывают оболочкой, имеющей цвет шоколада и вкус апельсина.

В Проблемной научно-исследовательской лаборатории биотехнологии пищевых продуктов МГУППа разработана [39] пищевая добавка "Геликон", представляющая собой жидкий пектинсодержащий продукт, который используют в производстве консервов и напитков в качестве стабилизатора, эмульгатора и студнеобразователя. С помощью "Геликона" можно удовлетворить рекомендуемую суточную лечебно-профилактическую дозу пектина в количестве 2 грамма.

В Московской государственной академии пищевых производств разработаны [3] термостабильные фруктовые начинки, в рецептурах которых используются специальные низкоэтерифицированные пектиновые вещества. Термостабильные начинки можно использовать для получения хлебобулочных изделий.

А.Д. Беззубов, И.И. Вышева, A.A. Солдатова и др. в работе показали [91] возможность получения мармелада лечебно-профилактического назначения для фитотерапии. Ими подобран сбор трав для профилактического лечения неврозов, климатерической патологии и свинцовой интоксикации. Предложено производить набухание студнеобразователя на настоях трав. Количество настоя трав для набухания студнеобразователя рассчитано в соответствии с суточной лечебной дозой. Введение описанного авторами настоя трав в рецептуру мармелада несколько повышает прочность студня и сокращает процесс студнеобразования в два раза по сравнению с контролем. По органолептическим показателям мармелад на настое трав имеет более темную окраску и специфическим привкус трав.

Фирмой Richardson-Merrell Gmbh разработан способ [71] изготовления карамели с вязкотекучей начинкой и ароматизированной измельченными пряными травами (ромашкой, перечной мятой, шалфеем, тимьяном), которые добавляют на стадии охлаждения начинки при температуре 115-116 С. Минимальное количество пряных трав в начинке составляет 0,8%. Размер частиц не более 1,0 мм. Для приготовления начинки применяют глюкозный сироп, мед, солодовый экстракт или их смеси. Карамель, приготовленная предложенным способом, имеет улучшенные вкусовые качества и не вызывает раздражения слизистой оболочки полости рта, как это происходит при непосредственном введении измельченных трав в массу.

Е.Г. Морозов с сотрудниками предложили [26] новый способ производства желейного продукта, в котором для повышения биологической ценности, усиления лечебно-профилактических воздействий и улучшения органолептиче-ских качеств используют лекарственные травы: шиповник, бессмертник, ромашку, календулу, мяту, тысячелистник, душицу. Способ включает следующие стадии: растворение пектино-сахарной смеси, ее уваривание, введение вкусовых и ароматизирующих добавок, формование, качестве растворителя для пектино-сахарной смеси используют настой лекарственных трав, содержащий не менее 2% сухих веществ.

Научно-исследовательским институтом по биологическим испытаниям химических соединений совместно с Московской кондитерской фабрикой "Ударница" разработан [92] способ производства лечебного мармелада на основе смеси экстракта элеутерококка и кофеина. Данный способ включает следующие стадии: приготовление сахаро-паточного сиропа, уваривание, охлаждение, введение лекарственных веществ, формование изделий и их сушка. Смесь экстракта элеутерококка и кофеина вводят в сахаро-агаро-паточный сироп с содержанием сухого вещества 72-73% при температуре сиропа 55-60 С, а сушку изделий проводят при температуре 40-45 С. В качестве желирующего вещества используют агар в количестве 0,80-0,83%. При этом улучшается вкус и запах изделия, а также мармеладу придаются тонизирующие свойства.

Разрабатываются [12,20,54,84] новые виды кондитерских изделий с добавками лекарственных растений.

Учеными Уральского института народного хозяйства совместно с институтом леса Уральского отделения РАН исследованы [54] добавки в виде водно-спиртовых экстрактов лекарственных растений, таких как листья крапивы, трава горца птичьего, листья подорожника, цветки ромашки в продукцию общественного питания. Установлен аминокислотный состав экстрактов, качественное и количественное содержание в них углеводов методом газожидкостной хроматографии, содержание солей тяжелых металлов. Каждый из экстрактов вводили в соус