Способ производства кексового изделия с использованием растительных сапонинов
METHOD FOR PRODUCING CAKES USING VEGETABLE SAPONINS

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий (МКИ) - кексовым изделиям.
Известен ингредиентный состав и способ производства кексов, предусматривающий выработку мучного кондитерского изделия объемной формы, основу которого составляют мука, сахар, жир, яйцепродукты, выработанные в зависимости от вида с использованием химических разрыхлителей, без химических разрыхлителей, на дрожжах и без них (ГОСТ 15052 - 2014 «Кексы. Общие технические условия», М.: Стандартинформ, 2015, - 7 с.). Классификация кексов основана на выборе процентного соотношения основных компонентов рецептуры - муки, сахара, жирового компонента и воды с использованием разрыхлителей, эмульгаторов, пенообразователей или дрожжей в качестве пищевых добавок, формирующих текстуру. В соответствии с требованиями стандарта в рецептуре кексов массовая доля сахара должна быть не менее 9%, жира - не менее 5%, массовая доля влаги - не более 30%, то есть для отнесения МКИ к кексовым изделиям рецептурный состав различных видов кексов должен варьировать в регламентированных пределах. Потребительские свойства, способ производства и показатели качества кексов будут определяться соотношением частей ингредиентного состава.
Известны традиционные способы производства кексов, включенных в нормативные документы (Технологические инструкции по производству мучных кондитерских изделий / Сост. В.А. Шилов. - М.: ОАО» Изд-во Экономика», 1999; Сборник рецептур мучных кондитерских и булочных изделий для предприятий общественного питания. – М.: Экономика, 1986).
Способ производства кексов на дрожжах (кекс «Весенний», кекс «Майский», кекс «Здоровье»), недостатком которого является значительная продолжительность тестоведения, связанного с приготовлением опары, временем на расстойку изделий перед выпечкой. Нестабильность подъемной силы дрожжей и особые требования к содержанию клейковины используемой муки для производства теста на дрожжах также не гарантирует достижение стабильного качества текстуры изделия (Технологические инструкции по производству мучных кондитерских изделий / Сост. В.А. Шилов. - М.: ОАО» Изд-во Экономика», 1999. - С. 156-158. Сборник рецептур мучных кондитерских и булочных изделий для предприятий общественного питания. - М.: Экономика, 1986. - С. 246-248).
Известен традиционный способ производства кексов с использованием химических разрыхлителей - кекс «Столичный», кекс «Чайный», кекс «Ореховый», кекс «Творожный» (Сборник рецептур мучных кондитерских и булочных изделий для предприятий общественного питания. - М.: Экономика, 1986. - С. 242-245), недостатком которого является применение пищевых добавок химической природы, использования твердых жиров, являющихся фактором риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний человека. Значительная продолжительность технологического процесса приготовления теста - до 40 мин и выпекания - до 70 мин (Технологические инструкции по производству мучных кондитерских изделий / Сост. В.А. Шилов. – М.: ОАО» Изд-во Экономика», 1999. - С. 158-162) снижают достоинство способа.
Известен традиционный способ производства кексов без химических разрыхлителей и дрожжей - кекс «Серебряный ярлык» (Технологические инструкции по производству мучных кондитерских изделий / Сост. В.А. Шилов. - М.: ОАО» Изд-во Экономика, 1999. - С. 163-164). Недостатком этого способа является длительность и многофазность технологического процесса приготовления теста, связанного с разделением белков и желтков, отдельное сбивание белков, сбивание желтков с размягченным маслом и сахаром, дальнейшее соединение и повторное сбивание этих масс. Процесс тепловой обработки составляет значительное время - 70-80 минут. Использование в рецептуре твердых жиров в значительном количестве является нежелательным фактором питания.
Известен запатентованный способ производства мучного кондитерского изделия вида кексов (см. пат. RU 2385563, кл. А21В 13/08, опубл. 20.06.01 г.) предусматривающий смешение компонентов в две стадии, при этом на первой стадии 10%-ную часть рецептурного количества сахара-песка соединяют с яйцами куриными и взбивают 1 мин при скорости вращения венчика 240 об/мин, а затем продолжают взбивание со скоростью 300 об/мин до увеличения в объеме в 2,5-3 раза. В сбитую массу добавляют воду питьевую 35% от общего количества и молочную сыворотку. Параллельно готовят сахарный сироп, для чего 65% рецептурного количества сахара растворяют в воде и уваривают при температуре 110-115°C до пробы на мягкий шарик. Готовый сироп сразу вводят в яично-сахарную смесь при непрерывном помешивании. Муку пшеничную высшего сорта, сахар-песок, крахмал картофельный, разрыхлитель, соль пищевую просеивают и постепенно добавляют во взбитую массу и взбивают до однородной массы. На второй стадии постепенно вводят растительное масло рафинированное. В конце взбивания добавляют мелко нарезанные фруктовые цукаты, еще раз перемешивают. Готовое тесто разливают в формы для выпечки кексов и выпекают 15-25 мин в пекарском шкафу при температуре 170-180°C. При этом соотношение частей компонентов рецептуры предусматривает следующее (мас. %):
Мука пшеничная высшего сорта
18,5-19,2
Сахар-песок
19,0-19,5
Крахмал картофельный
4,0-4,5
Разрыхлитель
0,35-0,45
Соль пищевая
0,2-0,25
Яйца куриные
15,0-15,5
Масло растительное рафинированное
14,0-15,0
Вода питьевая
10,0-10,5
Цукаты
11,0-11,5
Сыворотка молочная
остальное
Способ производства вышеуказанного кексового изделия предполагает использование растительного масла вместо твердых жиров, как и в рецептуре заявляемого способа. Внесение сухих компонентов в жидкую основу в способе производства также идентичны последовательности технологического процесса заявляемого способа, поскольку, например, в технологии производства маффинов жидкие компоненты вносятся в сухие.
Недостатком указанного способа является длительность и многофазность технологических операций: помимо первоначального внесения сахара-песка в сбиваемую смесь его вводят во второй раз в виде сиропа, который необходимо готовить параллельно увариванием массы до пробы на мягкий шарик. Струйное вливание горячего сиропа на стадии первой фазы - операция трудоемкая и требующая повышенной осторожности при совершении действий. Вышеуказанный способ приготовления теста предусматривает и вторую фазу технологических операций - приготовление смеси сухих компонентов, внесения их и перемешивание, с последующим внесением жирового компонента и цукатов, что определяет многофазность процесса. Применение крахмала в рецептуре аналога увеличивает вязкость смеси, ослабляя силу клейковины. То есть в способе производства технологические пищевые добавки могут обеспечивать необходимую структуру изделия при условии регулирования силы клейковины муки в сторону ослабления. В заявляемом способе можно использовать муку без учета силы клейковины.
Недостатком вышеуказанного способа является применение химических разрыхлителей - Е 450 i дигидропирофосфат натрия и Е 500 ii гидрокарбонат натрия, как следует из описания изобретения. Также на стадии замеса необходимо следить за режимом скорости перемешивания и изменять обороты.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ производства кекса из ржаной муки (A21D 13/08 (2006.01) A21D 8/02 (2006.01), включающий приготовление теста, формование тестовых заготовок, их выпечку и охлаждение. Приготовление теста осуществляют путем смешивания солодового экстракта и меланжа до однородной массы или путем смешивания солодового экстракта, меланжа и предварительно приготовленной густой ржаной закваски, с которой вносится 5-15% муки ржаной обдирной от ее общего рецептурного количества. Затем в полученную смесь добавляют сахар, соль, эмульгатор и интенсивно перемешивают в течение 2- 4 мин. После чего вносят масло растительное, перемешивают, вносят дрожжи, муку ржаную обдирную и замешивают тесто в течение 2-4 мин. Формуют тестовые заготовки в формы, направляют их на расстойку продолжительностью 80-90 мин, затем выпекают и охлаждают готовые изделия. При приготовлении теста указанные компоненты берут в следующем соотношении (мас. % от общего количества муки ржаной обдирной): меланж - 35-55, экстракт солодовый - 10-15, сахар-песок - 25-40, соль поваренная пищевая - 0,2-0,9, эмульгатор - 0,5-1,2, масло растительное - 15-45, дрожжи хлебопекарные прессованные - 4,0-8,0. Изобретение позволяет получить мучное кондитерское изделие (кекс на дрожжах) с сокращенной продолжительностью технологического процесса его производства, с пониженной крошливостью и высокими структурно-механическими характеристиками изделия, а также достигается улучшение показателей качества кексов в процессе хранения и существенное расширение ассортимента мучных кондитерских изделий, в частности кексов. Недостатком этого способа является использование эмульгатора химической природы, в заявляемом способе его нет, используется натуральный состав. Также в прототипе используется соль поваренная, отсутствующая в составе заявляемого продукта, которая является фактором риска для здоровья человека.
Применяемый в производстве прототипа экстракт солодовый имеет специфический вкус, что отражается на качестве готовых изделий. Пенообразующая способность солодового экстракта ниже, чем у экстракта мыльнянки лекарственной, и требуется его большая концентрация в составе продукта. В описании способа производства аналога не указана информация о концентрации экстракта, но известно, что солодка относится к продукции фармакологической группы и имеет воздействие на системы организма человека, а ее высокие концентрации придают изделиям горький вкус.
Использование дрожжей в приготовлении тестовых полуфабрикатов увеличивает длительность технологического процесса (80-90 мин), что снижает достоинство способа. Качество используемых прессованных дрожжей не всегда стабильно, что влечет риск пороков пористости в текстуре выпеченных изделий. Также для приготовления теста на дрожжах необходимо обеспечить муку с особенностями - наличие сильной клейковины, а в заявляемом способе сила клейковины не регламентируется.
Технической задачей заявляемого технического решения является разработка кексового изделия с использованием растительных сапонинов, исключающая использование химических пищевых добавок формирующих структуру, с сокращенным по сравнению с аналогами временем технологического процесса, использующего натуральные ингредиенты, в том числе функциональной направленности, решающей производственную проблему использования желтков куриных яиц при выработке широкой линейки МКИ из белков куриных яиц, расширяющего ассортимент мучных кондитерских изделий.
Техническим результатом заявленного технического решения является создание нового способа получения кексового изделия с заменой белков куриных яиц растительными сапонинами, обладающих пенообразующими и эмульгирующими свойствами, с упрощенным и ускоренным технологическим процессом, имеющего хорошую усвояемость готовых изделий за счет облегченной текстуры, обладающего повышенной пищевой ценностью за счет использования ненасыщенных жиров вместо насыщенных и внесения в компонентный состав эссенциальных жирных кислот, использования обладающих функциональными свойствами тритерпеновых гликозидов экстракта из мыльнянки лекарственной (красного мыльного корня) Saponaria Officinalis L, без применения эмульгаторов и разрыхлителей химического происхождения, расширяющего ассортимент мучных кондитерских изделий.
Технический результат технического решения достигается тем, что способ производства кексового изделия, предусматривает одну стадию приготовления теста методом взбивания исходных компонентов при их последовательном введении, состоящую из взбивания желтков куриных яиц с экстрактом из мыльнянки лекарственной (красный мыльный корень) Saponaria Officinalis L. (ЭМЛ), являющейся источником сапонинов, в течение 1-2 минут при скорости взбивательного механизма 150-160 оборотов/мин до увеличения объема в 4-5 раз, последующего введения сахара белого кристаллического при продолжении взбивания 3-4 минуты до появления вязкости массы и увеличения объема на 20-30%, струйного введения рафинированного дезодорированного растительного масла и взбивания 2-3 минуты, добавления муки в несколько приемов и взбивания 2-3 минуты до образования однородности смеси, с последующим разливанием теста в формы для кексов и выпеканием при температуре 160°C в течение 20 минут, охлаждением, где исходные компоненты берут в следующем соотношении (мас %):
Мука пшеничная высшего сорта
27,03
Яйца куриные (желтки)
27,03
Сахар белый кристаллический
23,64
Масло растительное рафинированное
11,49
Экстракт из мыльнянки лекарственной
(красный мыльный корень)
Saponaria Officinalis L, 0,5%
10,81
Для производства кексового изделия следующее сырье:
Мука пшеничная высшего сорта
ГОСТ Р 52189 - 2003
Яйца куриные пищевые
ГОСТ 31654-2012
Сахар белый
ГОСТ 33222 -2015
Масло растительное
рафинированное дезодорированное
TP ТС 024/2011
Экстракт из мыльнянки лекарственной
Saponaria Officinalis L.
(красный мыльный корень)
концентрированный
ТУ 9145-001-02068634 - 2013
Вода питьевая
СанПиН 2.1.4.1074-01
Технический результат способа производства кексового изделия был достигнут технологическими решениями, учитывающими физико-химические свойства исходных компонентов:
Мука – компонент, обеспечивающий структуру мучных кондитерских изделий. Глютен муки впитывает влагу, формирует клейковину, от силы которой зависит влажность изделий, способность сохранять оболочку пор в мякише изделий и, соответственно, обеспечивать их текстуру. В прототипе заявляемого технического решения используется мука ржаная, которая не образует эластичную клейковину. Ее белки неограниченно набухают и образуют вязкость теста, поэтому для образования воздушных пор мякиша используется закваска, дрожжи и для обеспечения однородности теста - эмульгатор, что делает процесс приготовления теста многофазным и длительным.
Желтки куриных яиц, используемые в качестве исходных компонентов, являются источником лецитина - натурального эмульгатора, который синергирует с эмульгирующим действием тритерпеновых гликозидов ЭМЛ, и дают больший эффект, чем их действие по отдельности. Желтки яиц также являются натуральными пенообразователями и способствуют воздушности текстуры изделий. Куриные белки были исключены из состава заявляемого технического решения, так как они антагонируют с сапонинами, не образуют пены и осаждают тесто при их совместном применении.
Желтки формируют вкус куриных яиц, поэтому в заявляемом техническом решении использование чистых желтков позволяет придать изделиям наибольший вкусовой оттенок, чем у аналогов, где используются целые куриные яйца. Также в этой связи из состава исключена эссенция, которая имеет химическую природу и используется практически в производстве всех видов кексов.
Желто-оранжевый каротиноид в желтке позволяет достичь богатый, золотистый цвет мякиша и коричневый цвет корочки готовых изделий, тогда как в аналогах и в прототипе этот показатель существенно уступает в оценке.
Желтки куриных яиц при тепловой обработке коагулируют при более высокой температуре 65-70°C, чем яичные белки 60-65°C. Поэтому при тепловой обработке снижен риск точечного коагулирования и образования комков в тесте и мякише. Текстура изделия в заявляемом техническом решении получается равномерно разрыхленная (фиг. 1).
Желтки часто скапливаются на производствах, вырабатывающих белковые полуфабрикаты (меренги, белковый крем и т.п.), поэтому решение вопроса их использования актуально для кондитерских производств.
Сахар белый - обеспечивает характерный сладкий вкус изделий. Сахар, являясь гигроскопичным, вытягивает воду из желтков и дегидратирует их. В результате молекулы протеинов становятся ближе. При взбивании и насыщении воздухом смеси сближенные протеины быстрее соединяются вокруг воздушных пузырьков, образуя сетку-пленку, и процесс образования матрицы теста ускоряется. У прототипа процесс формирования воздушности теста слишком длительный и многофазный - приготовление закваски, расстойка 80-90 мин.
Экстракт из мыльнянки лекарственной Saponaria Officinalis L. (красный мыльный корень) является натуральным эмульгатором и пенообразователем формы «single», тогда как практически во всех аналогах эмульгаторы используются в комплексном подборе и в сочетании с разрыхлителем.
Пенообразующая способность 0,5%-ного ЭМЛ - 500% (фиг. 2), что значительно превышает пенообразующую способность 275% яичных белков куриного яйца, входящих в состав прототипа и других аналогов.
Сапонинсодержащий ЭМЛ сопоставим по своей активности с пищевыми эмульгаторами белковой природы (доля эмульсии 48-58%), что в синергическом действии с лецитином желтков куриных яиц обеспечивает быстрое достижение однородности теста при взбивании, что ускоряет технологический процесс и обеспечивает качество полуфабриката.
Пенообразующая и эмульгирующая способность экстракта КМК стабильна, в отличие от свойств протеинов куриных яиц, зависящих от их свежести, состава кормов птицы, применения антибиотиков и т.п. Усиление воздушности теста за счет взбивания и пенообразования, а также сокращение времени эмульгирования в многофазной дисперсной системе теста позволяют считать преимуществом способа, заключаемого в сокращении технологического процесса и улучшении консистенции теста и текстуры изделий.
Масло подсолнечное рафинированное - единственный жир, который не влияет на разрыхление выпекаемых изделий. Поэтому проектирование и подбор технологических компонентов, формирующего текстуру, упрощается моделированием исходного их соотношения по отношению к водной и жировой составляющей. Масло обеспечивает смягчение изделий, обволакивая глютеновые белки теста, однако у прототипа используется ржаная мука, не образуется клейковина и процесс смягчения происходит сложным способом двойного разрыхления закваской и дрожжами.
Растительное масло в совокупности с эмульгаторами препятствует ретроградации крахмала муки, что препятствует черствению изделий.
В достижении технического результата в заявляемом техническом решении текстура и качество кексового изделия было достигнуто расчетом соотношения водной и жировой фаз, поскольку сапонины экстракта проявляют свойства эмульгатора или пенообразователя с учетом этого соотношения.
Так, если увеличить водную фазу и уменьшить липидную часть в составе продукта при одинаковом соотношении других составляющих ингредиентов, то выпеченные кексовые изделия будут иметь выброс пены при выпечке, быстрое обезвоживание желтков и пригорание корочки (фиг. 3).
Экспериментальным путем были определены оптимальные соотношения исходных ингредиентов, при которых изделия соответствовали показателям для кексов (фиг. 4).
Преимуществом ингредиентного состава заявляемого технического решения, отличаемого его от аналогов и прототипа, является отсутствие веществ химической природы, а также функциональность свойств некоторых исходных компонентов.
Так, растительное масло является источником эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот и витамина Е. Желтки куриных яиц богаты фосфолипидами, жирорастворимыми витаминами А, Е и группы В, содержат минеральные вещества - кальций, натрий, калий, магний. Сапонины ЭМЛ - тритерпеновые гликозиды, обладают широким спектром функционального действия на организм человека: обладают антиоксидантным, гипохолестеринемическим, иммуностимулирующим эффектами (Д.А. Еделев и др., Растительные тритерпеновые гликозиды (сапонины) - натуральные пищевые эмульгаторы / Пищевая промышленность. - №7. - С. 50-53). Антиоксидантный и антифунгальный эффект сапонинов препятствует окислению жиров и увеличивает сроки годности продукта.
Способ производства кексового изделия с использованием растительных сапонинов иллюстрируется примерами.
Пример 1
Предварительно производят подготовку сырья к производству согласно санитарным требованиям: муку пшеничную и крахмал картофельный просеивают через сито с ячейками не более 2,5 мм. Сахар белый мелкокристаллический просеивают через сито с размером ячеек не более 0,5 мм. Яйца куриные овоскопируют и обрабатывают в соответствии с действующими санитарными правилами, отделяют белки от желтков. Яичную массу процеживают через сито с ячейками не более 3 мм. Концентрированный экстракт красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. разводят в воде до массовой концентрации 0,5%.
Изготовление кондитерского теста включает одну стадию приготовления теста методом взбивания исходных компонентов при их последовательном введении, состоящую из взбивания желтков куриных яиц с экстрактом из мыльнянки лекарственной (красного мыльного корня) Saponaria Officinalis L. в течение 1-2 минут при скорости взбивательного механизма 150-160 оборотов/мин до увеличения объема в 4-5 раз, последующего введения сахара белого кристаллического при продолжении взбивания 3-4 минуты до появления вязкости массы и увеличения объема на 20-30%, струйного введения рафинированного дезодорированного растительного масла и взбивания 2-3 минуты, добавления муки в несколько приемов и взбивания 2-3 минуты до образования однородности смеси, с последующим разливанием теста в формы для кексов и выпеканием при температуре 160°C в течение 20 минут, охлаждением, где исходные компоненты берут в следующем соотношении (мас. %):
Мука пшеничная высшего сорта
27,03
Яйца куриные (желтки)
27,03
Сахар белый кристаллический
23,64
Масло растительное рафинированное
11,49
Экстракт из мыльнянки лекарственной
(красного мыльного корня)
Saponaria Officinalis L. 0,5%
10,81
Качество кексового изделия соответствует требованиям ГОСТ 15052-2014 «Кексы. Общие технические условия»: по п. 4 «Классификация» - без химических разрыхлителей; по п. 3 «Термины и определения» - мучное кондитерское изделие объемной формы с массовой долей сахара 23,64% (не менее 9% по ГОСТу); содержанием жира - 11,49% (не менее 5% по ГОСТу), массовой долей влаги - 15+/-1,7% (не более 30%). По п. 5 «Технические требования» - изделия со сдобным вкусом и ароматом, характерным для ингредиентов состава, поверхность выпуклая с характерными трещинами с явно выраженной боковой поверхностью, вид на изломе - пропеченное изделие без комочков, следов непромеса, с равномерной пористостью, структура - мягкая, связанная, разрыхленная, пористая, без пустот и уплотнений; форма - правильная с выпуклой поверхностью, нижние и боковые поверхности ровные, без пустот и раковин (фиг. 1, 4).
Пример 2
Подготовку сырья к производству и приготовление осуществляют в соответствии с изложенным в примере 1.
Учитывая универсальные свойства тритерпеновых гликозидов ЭМЛ образовывать как пены, так и эмульсии, в зависимости от преобладания жировой или водной фазы в дисперсной системе теста, были изменены соотношения исходных компонентов.
Увеличение в составе продукта ЭМЛ (влагосодержащий компонент) около 10% и уменьшении массовой доли масла на этот же процент получали соотношение исходных компонентов (мас. %):
Мука пшеничная высшего сорта
27,03
Яйца куриные (желтки)
27,03
Сахар белый кристаллический
23,64
Масло растительное рафинированное
10,00
Экстракт из мыльнянки лекарственной
(красного мыльного корня)
Saponaria Officinalis L. 0,5%
12,30
Изделия получаются низкими, без выпуклости поверхности, с выплывом пены (рис.3) за счет не связанных маслом в эмульсию сапонинов. Их избыток в преобладающей водной фазе образовал излишек пены.
Пример 3
Подготовку сырья к производству и приготовление осуществляют в соответствии с изложенным в примере 1.
Было изменено соотношение жировой (растительное масло) и водной (водный экстракт КМК) фазы в сторону увеличения масла и уменьшения влаги примерно на 10%, где состав продукта брали в соотношении исходных компонентов (мас %):
Мука пшеничная высшего сорта
27,03
Яйца куриные (желтки)
27,03
Сахар белый кристаллический
23,64
Масло растительное рафинированное
12,70
Экстракт из мыльнянки лекарственной
(красного мыльного корня)
Saponaria Officinalis L. 0,5%
9,60
Изделия получились низкими, без выпуклости поверхности, с пустотами на изломе, неравномерной пористостью (фиг. 5).
Выбор других отклонений в меньшую сторону нецелесообразен, т.к. пределы взвешивания не существенны. Апробация изменений состава в большую сторону также нецелесообразна ввиду пороков качества при заданном отклонении.
Таким образом, в случае использования исходных компонентов больше или меньше указанных предельных значений полученный продукт не достигает технического результата.