Кекс на банановой муке и молочной сыворотке
CUPCAKE ON BANANA FLOUR AND MILK WHEY

Изобретение относится к кондитерской промышленности, а именно к производству мучных кондитерских изделий.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ приготовления кекса, предусматривающий подготовку сырья, сбивание в тестомесильной машине измельченного в стружку сливочного масла с сахаром в течение 5-7 минут до полного растворения кристаллов сахара, постепенное добавление желтка в 3-4 приема, сбивание полученной массы до насыщения воздухом и увеличения объема в 2 раза. Одновременно сбивают яичный белок в течение 10-13 минут и добавляют к массе. Сбитую массу смешивают со всем остальным сырьем (крахмал, эссенция и т.д.) и в последнюю очередь с мукой до получения однородной массы. Общая продолжительность замеса теста составляет 25-30 минут. Влажность теста составляет 22-25%. Далее тесто делят на порции, укладывают в формы, предварительно смазанные маслом, и выпекают в печах различного типа. Продолжительность выпечки зависит от температуры и конструктивных особенностей печи (60 минут при температуре 180-190°С). Выпеченные кексы охлаждают в течение 4-5 часов при комнатной температуре для стабилизации структуры кексов. Затем производят отделку поверхности кекса различными отделочными полуфабрикатами (сахарной пудрой, помадой, орехом), упаковывают и маркируют. Хранение кексов осуществляется при температуре 18-20°С и относительной влажности воздуха не более 75% [«Технологические инструкции по производству мучных кондитерских изделий», Москва, 1992 г., с. 159-161].
Основными компонентами рецептуры кекса на химических разрыхлителях являются мука, сахар, сливочное масло или маргарин, яйца и добавки (изюм, орех, цукаты, мармелад, вкусовые и ароматические вещества). Вначале сбивают сливочное масло или маргарин с сахаром, что обеспечивает образование эмульсии типа «масло в сахарном растворе». Затем в жиро-сахарный раствор постепенно в 3-4 приема добавляют желток яйца, что позволяет стабилизировать капельки жира в эмульсии и обогатить массу воздухом, при этом объем массы увеличивается в 2 раза. Одновременно взбивают яичный белок до образования пенной массы и обе массы смешивают. В полученную массу вводят остальное сырье (крахмал, эссенция, химические разрыхлители и т.д.), а в последнюю очередь добавляют муку и перемешивают до получения однородной тестовой массы. Тестовая масса кекса представляет собой эмульсионно-пенную систему, в которой дисперсной фазой являются капельки сливочного масла и пузырьки воздуха, а дисперсионной средой - сахаро-яичный раствор с частицами муки. При этом белки яйца образуют оболочки, как на капельках жира, так и на пузырьках воздуха, что стабилизирует структуру теста для кекса.
При выпечке тестовой массы кекса происходит взаимодействие белков яйца и клейковины муки, что придает структуре кекса твердость. Недостатком сливочного масла является наличие трансжирной кислоты - вакценовой кислоты, которая естественным образом вырабатывается в процессе биогидрирования в организме животных. Присутствие трансжирной кислоты в сливочном масле оказывает отрицательное влияние на организм.
Существует проблема замены сливочного масла и маргарина в рецептуре кекса растительными маслами (подсолнечное, ореховое, кунжутное, рапсовое, льняное и их смесями), сложность которой заключается в потенциальной механической и химической несовместимости добавки и матрицы. При этом сложно сохранить традиционную структуру кекса и избежать процессов деградации полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), содержащихся в растительных маслах. Несовместимость проявляется в вытекании растительного масла из кекса даже при малой их концентрации в изделии, если не приняты дополнительные меры по связыванию и/или предотвращению непосредственного взаимодействия веществ матрицы и добавки.
К недостаткам данного способа также относится достаточно высокое содержание сахара в рецептуре кекса. Потеря воды при хранении кекса приводит к снижению качества продукта, очерствению и старению. Наличие пшеничной муки в кексе не позволяет отнести его к безглютеновой продукции.
Таким образом, существует потребность в разработке рецептуры безглютенового кекса, обогащенного растительными маслами и с низкой сахароемкостью, невысокой энергетической ценностью и повышенным сроком хранения.
Из уровня техники известны примеры таких разработок.
Известен способ приготовления кекса, включающий сбивание яиц куриных с сахаром, перемешивание сбитой массы с жировым продуктом, изюмом, солью поваренной пищевой, химическим разрыхлителем, внесение муки пшеничной высшего сорта и замес теста, формование и выпечку, отличающийся тем, что в качестве сахара используют фруктозу, а в качестве жирового продукта - смесь масла подсолнечного и растопленного маргарина столового, в качестве разрыхлителя - гидрокарбонат натрия, и дополнительно в продукт вводят манную крупу, молочную сыворотку, соевый обогатитель «Окара» [RU 2276497 С2, опубл. 20.05.2006]. Данный способ не снимает проблемы полного исключения из рецептуры кекса белка куриного яйца и транс-жиров. Также увеличение срока годности кекса с 7 до 8 суток нельзя назвать существенным.
Известен способ приготовления кекса без сахара, сладость которого достигается за счет введения в рецептуру банановой муки. Однако полученный кекс приготовлен на муке с высоким содержанием глютена (CN 105875712 А, 24.08.2016).
Из патента RU 2651285 С1, 19.04.2018 известна сухая смесь для производства кексов профилактического назначения на основе рисовой и банановой муки с добавлением сухого кокосового молока.
Также известен способ приготовления безглютеновой пасты для получения различных хлебобулочных изделий на основе муки из зеленых бананов (BR 200903673 А2, 10.05.2011). Однако этот способ не учитывает особенности приготовления теста для кексов.
Целью настоящего изобретения является разработка рецептуры и технологии кекса на основе молочной сыворотки с использованием инкапсулированного жидкого масла в оболочках из белок-полисахаридной смеси с заменой сахара смесью из изомальтита и муки из банана, а пшеничной муки - рисовой мукой и/или смесью крахмалов.
Задача изобретения заключается в выборе и подборе смеси из молочной сыворотки и полисахаридов для получения пенной массы, обеспечивающей сохранение структуры традиционного кекса при исключении белка яичного из рецептуры и эффективную инкапсуляцию растительных масел, снижение плотности кекса, выборе оптимальных для кекса сахарозаменителей - изомальтита и банановой муки, позволяющих получить изделия диабетической направленности, замене пшеничной муки рисовой мукой и/или смесью крахмалов и подборе количественного соотношения компонентов.
В рецептуре кекса используется белок-полисахаридная смесь (БПС), состоящая из сухой молочной сыворотки и полисахаридов, а именно, альгината натрия, пектина и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), как для замены яичного белка, так и для инкапсуляции растительного масла взамен сливочного масла или маргарина.
1. Инкапсулированное растительное масло получают в процессе эмульгирования смеси, состоящей из растительного масла (подсолнечное, ореховое, кунжутное, рапсовое, льняное и их смеси) и водного раствора белок-полисахаридной смеси (БПС), при их соотношении 1:1-2. В состав БПС входит молочная сыворотка и смесь полисахаридов, а именно, альгината натрия, пектина и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Использование тройной смеси полисахаридов обусловлено тем, что альгинат натрия, пектин и КМЦ проявляют эффект синергизма, что обеспечивает образование утолщающего слоя на поверхности молочного белка.
2. Использование молочной сыворотки обусловлено тем, что большая доля (70-80%) белков приходится на β-лактоглобулин и α-лактоглобулин. Эти белки и, особенно β-лактоглобулин, способны связываться с липофильными соединениями растительного масла с образованием белок-липидных соединений. Белки молочной сыворотки проявляют пенообразующие и эмульгирующие способности, на эффективность которых влияет конформационная гибкость высокополимеров. Молочные белки вследствие их амфилатической природы (гидрофильные и гидрофобные свойства), они обладают хорошей способностью диффундировать, абсорбироваться и стабилизироваться на интерфейсе как капель масла, так и пузырьков воздуха, таким образом, действуют в качестве эффективных эмульгаторов и пенообразователей в получении и стабилизации эмульсионно-пенной структуры теста.
1
2
3. Бананы потребляются во всем мире и выращиваются в основном в тропических странах. По данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций), мировое производство бананов ежегодно составляет более 100 млн тонн. На долю России ежегодно приходится около 5,6% бананов, произведенных в мире. На бананы приходится примерно 14% всего импорта фруктов в Россию. Средний россиянин ежегодно употребляет примерно 8-9 кг бананов. Бананы содержат большое количество пищевых волокон, незаменимых минералов (кальций, магний, калий и фосфор), витамины (А, В, В, С) и антиоксидантные полифенолы, которые известны своими профилактическими эффектами против рака, ревматоидного артрита и сердечно-сосудистых заболеваний. Бананы являются источником крахмала, содержание которого составляет 60-80% в пересчете на сухую массу в зависимости от сорта. Банановый крахмал обладает пребиотическими свойствами и относится к устойчивому крахмалу, который эффективен в предотвращении высокого уровня холестерина и/или высокой посткраниальной гликемии. В последнее время из банана методом сушки производят банановую муку, которая успешно используется в продуктах питания для больных целиакией и диабетом.
4. Замена части сахара в рецептуре кекса мукой из банана позволяет снизить калорийность продукта, обогатить пищевыми волокнами и полностью исключить пшеничную муку. В муке из банана содержится до 5% белка и около 5.5% пищевых волокон. Смешивание банановой муки, рисовой муки и инкапсулированного растительного масла в оболочках из БПС позволяет создать в тесте каркас, аналогичный клейковине муки, а также существенно повысить вязкость и термостойкость теста. Это обеспечивает при выпечке расширение пузырьков воздуха, попавших в тесто для кекса, высокий подъем тестовой заготовки и образование золотистой корочки на поверхности кекса. Использование смеси крахмалов из банана и риса оказывает положительное влияние на конечный объем, структуру ячеек и нежность продукта. Результаты сенсорной оценки показали, что замена сливочного масла, сахара и пшеничной муки улучшает жевательность выпеченных кексов без изменения сенсорных свойств кексов, таких как структура клеток крошки, вкус, запах и сладость.
5. В случае, когда кекс готовят на смеси кукурузного и картофельного крахмалов обеспечивается уникальная структура готовых изделий благодаря тому, что каждый из используемых видов крахмала имеет определенный гранулометрический состав, отличный друг от друга. Кроме того, спиралевидная структура амилозы крахмала захватывает капли растительного масла и, тем самым, дополнительно стабилизирует изделие.
Поставленная задача достигается тем, что способ производства кекса предусматривает приготовление белок-полисахаридной смеси (БПС) из альгината натрия, пектина, карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и сухой молочной сыворотки, добавление к смеси горячей воды с температурой 70-90°С, перемешивание и набухание смеси в течение 15-45 минут, введение в смесь изомальтита с последующим смешиванием и увариванием с получением пенной массы, параллельно готовят смесь из желтка и растительного масла путем смешивания в течение 1 мин, затем объединяют полученную пенную массу со смесью из желтка и растительного масла и сбивают в течение 1-4 минут с получением сбитой массы, после чего в полученную сбитую массу вносят мучной компонент, предварительно перемешанные с углекислым аммонием и содой, а затем вносят банановую муку и перемешивают с получением теста однородной консистенции с влажностью 25-27%, добавляют ароматизатор, полученное тесто направляют на формование, выпечку и последующее охлаждение. Причем мучной компонент выбирают из муки рисовой или из смеси крахмалов картофельного и кукурузного, или смеси из муки рисовой, картофельного крахмала и кукурузного крахмала, а растительное масло выбирают из подсолнечного, масла грецкого ореха, кунжутного, рапсового, льняного и их смесей. При этом соотношение исходных компонентов в массовых частях составляет:
Мучной компонент
200-310
Мука банановая
110-220
Изомальтит
180-235
Растительное масло
140-180
Желток
100-125
Сухая молочная сыворотка
110-150
Альгинат натрия
0,4-5,0
Na-КМЦ
0,4-4,0
Пектин
0,4-6,5
Вода для БПС
450-560
Ароматизатор
0,05-0,1
Углекислый аммоний
2,8-3,5
Сода
2,7-3,5
При этом ингредиенты мучного компонента, такие как: мука рисовая, смесь кукурузного и картофельного крахмала, смесь из муки рисовой, картофельного и кукурузного крахмала, могут быть взяты для получения мучного компонента в произвольных количествах, что не отразится на их способности удерживать капельки растительного масла в кексе.
Технический результат заключается в улучшении качества кекса, который характеризуется более тонкой корочкой, меньшей плотностью изделия, а также увеличенным сроком хранения кекса (с 7 до 11 суток). Белок-полисахаридная смесь при выпечке образует гелевую сетку, которая аналогична клейковинному каркасу муки, что улучшает структуру продукта. Процесс изготовления характеризуется быстрым подъемом теста при выпечке, благодаря повышению вязкости и термостойкости теста, лучшему удержанию влаги за счет использования БПС (молочная сыворотка, альгинат натрия, пектин и КМЦ). Установлено, что введение изомальтита, смеси крахмалов, рисовой муки и банановой муки оказывает дополнительное стабилизирующее действие на структуру и вязкость теста, снижает калорийность продукта и увеличивает его срок хранения. Количественный выбор компонентов, входящих в рецептуру кекса, обеспечивает получение продукта, по органолептическим показателям соответствующего традиционному.
Технология позволяет обогатить кексы белками молочной сыворотки, пищевыми волокнами, жидкими полиненасыщенными жирными кислотами и повысить биологическую ценность продукта.
Количественный выбор компонентов, входящих в рецептуру кекса, обеспечивают получение органолептических показателей, соответствующих традиционному продукту, при исключении из продукта транс-жиров, насыщенных жиров и яичного белка, что позволяет рекомендовать его в питании пожилых людей, диабетиков, спортсменов и вегетарианцев.
Полисахариды, обладающие высокой водоудерживающей способностью, связывают воду с молочной сывороткой, при этом реологические свойства теста улучшаются, что приводит к получению продукта большего объема и замедлению процесса очерствения изделия.
Качество кексов в процессе хранения оценивали по изменению структурно-механических свойств. Определяли относительную сжимаемость исследуемых проб на пенетрометре "АП-4/2", что дает возможность объективно оценивать степень изменения свойств кекса в процессе хранения. Начальное значение (сразу после приготовления кекса) общей деформации сжатия принимали за 100%. Далее определяли показатель общей деформации для кексов спустя 7 суток. Относительная сжимаемость кексов при хранении в течение 7 суток снижалась: у прототипа - на 39%, у проб, приготовленных по примерам 1-21, - на 10%. На 11-е сутки для образца по изобретению относительная сжимаемость по сравнению начальным значением снизилась на 25%.
Схема изготовления кекса по предложенной технологии раскрыта на рис. 1. Для приготовления кекса используют технологические режимы, приведенные на схеме.
В таблицах 1-7 представлены примеры получения кекса по предложенной технологии.