Исследование термодинамических и структурных механических характеристик пищевых продуктов с биологическими добавками

УДК 664.002.612:577.112

Н. Н. Артемьева, А. Ю. Кардашин

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ И СТРУКТУРНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПИЩЕВЫ1Х ПРОДУКТОВ С БИОЛОГИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ

Основной проблемой питания во всех странах мира является недостаток белка и его несбалансированность в пищевом рационе людей.

Традиционно для обогащения макаронных изделий белком используются яичные продукты (меланж, яйца, яичный порошок). В результате повышается пищевая ценность макаронных изделий, улучшается цвет. Однако качество изделий с яичными продуктами снижается по таким показателям, как стекловидность, наличие микротрещин, прочность и варочные свойства, которые обусловлены наличием определенного количества жира в составе яйца.

Проблема обеспечения высокого качества макаронных изделий обостряется при их изготовлении из хлебопекарной муки. Объективной необходимостью является проведение технологических мероприятий с целью получения высококачественной продукции, которая составляла бы конкуренцию заграничным изделиям из твердых сортов пшеницы.

Значительный вклад в создание макаронных изделий повышенной пищевой ценности и обоснование технологии их изготовления внесли М. И. Назаров и его ученики - Г. Г. Медведев, Л. А. Буров, Т. И. Шнейдер, Р. Д. Поландова, А. И. Рыбак, Г. Ф. Пшенишнюк, В. Г. Юрчак. Однако, несмотря на широкую практику использования яичных продуктов в макаронном производстве, исследований, которые касаются основных технологических процессов изготовления яичных макаронных изделий, чрезвычайно мало. Именно поэтому одним из направлений усовершенствования их технологии является разработка оптимальных режимов на основании всестороннего исследования хода процессов приготовления теста, формирования и сушки изделий.

Перспективной мерой усовершенствования технологии макаронных изделий, обогащенных яичными продуктами, является использование нового для макаронной области вида сырья - сухого яичного белка (СЯБ). Введение сухого ячного белка не только повышает пищевую ценность макаронных изделий, но и улучшает их качество, будет содействовать обеспечению населения высококачественной продукцией и повышению конкурентоспособности макаронной промышленности.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

— исследовать технологические свойства сухого яичного белка и возможности его использования в макаронной области;

— изучить закономерности влияния исследуемого сырья на качество макаронных изделий, обогащенных яичными продуктами;

— установить оптимальное дозирование нового вида дополнительного сырья для улучшения качества и повышения пищевой ценности.

На первом этапе исследовались технологические свойства сухого яичного белка, влияние исследуемого сырья на качество макаронных изделий и определялось оптимальное дозирование нового вида дополнительного сырья для улучшения качества и повышения пищевой ценности.

Для обоснования дозирования сухого яичного белка мы исходили из необходимости наибольшего обогащения макаронных изделий белком. Оптимальным было бы такое дозирование, которое обеспечило бы соотношение белков к углеводам в макаронных изделиях 1 : 4 согласно концепции сбалансированного питания. По нашим расчетам, оно должно составлять 7,5 % массы муки. При этом соблюдаются также условия, при которых качество макаронных изделий не должно ухудшаться. Минимальное количество сухого яичного белка, которое исследовалась, - 2,5 % массы муки. Это количество эквивалентно по содержанию белка яичным изделиям с увеличенным количеством яиц (15,2 % массы муки, согласно действующему сборнику рецептур, в дальнейшем -яичные изделия). Таким образом, дозирование менялось от 2,5 до 7,5 %.

В опытах использовался сухой яичный белок «Мейщие» («ЮКЕСА», Франция).

Для изготовления макаронных изделий использовали партию муки № 1. Сухой яичный белок вносили в виде смеси температурой 40 °С. Продолжительность замешивания теста для всех образцов составляла 10 минут. Изделия формировали в виде коротокорезанной лапши. Сушку проводили в условиях лаборатории при температуре 20-22 °С.

Оценку качества макаронных изделий осуществляли комплексным показателем, рассчитанным по усовершенствованной математической модели. Кроме оценки органолептических показателей, варочных свойств и физико-химических показателей, комплексный показатель качества включает в себя оценку пищевой ценности макаронных изделий.

Установлено (табл. 1), что наилучшее качество макаронных изделий с сухим яичным белком достигается в случае его дозировки 3,5 % от массы муки. Такие изделия приобретают кремовый цвет, стекловидность, прочность, улучшаются варочные свойства - возрастают коэффициенты увеличения объема и массы. В случае дозирования СЯБ больше 3,5 % закономерно возрастает стекловидность, прочность изделий, однако ухудшается качество продукции по варочным свойствам: увеличивается продолжительность варки изделий до готовности, появляется чрезмерный яичный запах и привкус, изделия становятся твердыми при разжевывании.

Таблица 1

Влияние количества сухого яичного белка на качество макаронных изделий

Показатель качества Дозировка яичного белка, % от массы муки

Контроль 1, без дополнительного сырья Контроль 2, яичные изделия, 15,2 % 2,5 3,5 4,5 5,5 7,5

Органолептические показатели

Цвет Белый Кремовый Кремовый с желтым оттенком

Вид поверхности Гладкая

Вид излома Едва мучнистый Частично стекловидный Стекловидный

Наличие микротрещин Нет Небольшое количество Нет

Варочные свойства

Продолжительность варки до готовности, мин 17,0 ± 1,0 16,0 ± 1,0 19,0 ± 1,0 20,0 ± 1,0 21,0 ± 1,0 22,0 ± 0,5 24,0 ± 1,0

Коэффициент увеличения массы, К 1,6 ± 0,1 1,8 ± 0,1 2,1 ± 0,1 2,2 ± 0,1 2,2 ± 0,1 2,1 ± 0,1 1,9 ± 0,1

Коэффициент увеличения объема, К 2,5 ± 0,1 2,7 ± 0,1 3,4 ± 0,1 3,6 ± 0,1 2,7 ± 0,1 2,6 ± 0,1 2,5 ± 0,1

Переход сухих веществ в варочную воду, % 8,2 ± 0,2 7,3 ± 0,1 6,9 ± 0,1 7,0 ± 0,2 6,5 ± 0,1 6,2 ± 0,2 6,0 ± 0,2

Вкус Присущий макаронным изделиям С яичным привкусом, твердые при разжевывании

Цвет сваренных изделий Белый Светло-кремовый

Запах Присущий макаронным изделиям Яичный Присущий макаронным изделиям Яичный

Липкость и сохранение формы Сохраняют форму, нелипкие

Физико-химические показатели

Массовая доля влаги, % 13,2 ± 0,1 12,8 ± 0,2 13,0 ± 0,1 12,8 ± 0,1 13,0 ± 0,1 13,1 ± 0,2 13,0 ± 0,1

Кислотность, град 3,7 ± 0,2 4,0 ± 0,2 3,8 ± 0,2 3,9 ± 0,2 3,9 ± 0,2 4,0 ± 0,2 4,1 ± 0,2

Комплексный показатель количества, балл 85,0 ± 1,0 82,0 ± 1,0 93,0 ± 2,0 94,0 ± 2,0 91,0 ± 2,0 88,0 ± 1,0 86,0 ± 2,0

Итак, установлено, что количество СЯБ, которое содействует улучшению качества по показателям прочности, стекловидности, наличия микротрещин и не приводит к ухудшению качества продукции по показателям варочных свойств, составляет 2,5-3,5 % от массы муки. Поэтому в дальнейших исследованиях по влиянию СЯБ на качество макаронных изделий мы использовали именно такое дозирование.

В России реализуют сухой яичный белок «Merinque» (производитель «IGRECA», Франция), «OVOPOL» (Польша), «GF OVODRY» (Италия), «MONALDI» (Италия), «PRIME G6» LTD (США), «BELOvO S.A.» (Бельгия), «Птицефабрика «РОСКАР» (Россия) и др. Технология изготовления СЯБ отличается, что предопределяет отличие показателей его качества и химического состава.

Разные производители изготавливаю сухой яичный белок с одинаковыми показателями массовой доли влаги (не больше 8 %) и содержанием белка, которое в 7 раз превышает содержание белка в натуральном яйце. Содержание углеводов, в частности сахаров, отличается для СЯБ разных фирм: белок фирмы «IGRECA» содержит 4 %, а фирмы «OVOPOL» - 0,1 % СЯБ. Последнее обусловлено тем, что при изготовлении СЯБ, с целью его обессахаривания, обрабатывают ферментами, поскольку присутствие глюкозы в СЯБ сокращает продолжительность его хранения, уменьшает пенотворную способность и растворимость в воде. Для увеличения растворимости белков и сохранения физико-химических свойств при изготовлении СЯБ используют бактерии и органические кислоты.

Требования к показателям безопасности отличаются у каждого производителя, в частности это касается общего содержания микроорганизмов. Обязательно регламентируется содержание патогенных микроорганизмов. Наиболее чистым в микробиологическом отношении является СЯБ производства фирмы «GF OVODRY» (Италия).

Для исследования качества макаронных изделий сравнительно с изделиями без дополнительного сырья и яичными (15,2 % от массы муки), мы использовали партии сухого яичного белка «Merinque» («IGRECA», Франция), «BELOVO S.A.» (Бельгия) и «Птицефабрика «РОС-КАР» (Россия) как наиболее распространенные на продовольственном рынке России. Дозирование СЯБ составляло 2,5 % от массы муки. Для изготовления макаронных изделий мы использовали партию муки № 2.

Сухой яичный белок и натуральное яйцо вносили в виде водообогащенной смеси температурой 40 °С. Смесь вносили постепенно при замешивании теста.

Таблица 2

Влияние сухого яичного белка разных производителей на качество макаронных изделий

Показатель качества Макаронные изделия

Контроль 1, без дополнительного сырья Контроль 2, яичные изделия, 15,2 % СЯБ «BELOVO S.A.» Бельгия СЯБ «Птицефабрика «РОСКАР» Россия СЯБ «Merinque» «IGRECA» Франция

Органолептические показатели

Цвет Белый с кремовым оттенком Кремовый с желтым оттенком Светло-кремовый Кремовый Кремовый

Вид поверхности Гладкая

Стекловидность (на изломе) Едва мучнистый Полустекловидный Стекловидный

Наличие микротрещин Нет Небольшое количество микротрещин Нет

Варочные свойства

Продолжительность варки до готовности, мин 16,0 ± 1,0 15,0 ± 1,0 16,0 ± 1,0 17,0 ± 1,0 17,0 ± 1,0

Коэффициент увеличения массы, Кт 1,8 ± 0,1 1,7 ± 0,1 1,9 ± 0,1 2,0 ± 0,1 2,1 ± 0,1

Коэффициент увеличения объема, К 2,5 ± 0,1 2,3 ± 0,1 2,5 ± 0,1 2,6 ± 0,1 2,6 ± 0,1

Липкость, сохранение формы Не слипаются, форму сохраняют

Цвет Белый с серым оттенком Белый с кремовым оттенком

Запах Присущий макаронным изделиям Яичный Присущий макаронным изделиям

Вкус Присущий макаронным изделиям

Физико-химические показатели

Массовая доля влаги, % | 12,8 ± 0,2 | 12,9 ± 0,1 | 13,2 ± 0,1 | 13,0 ± 0,1 | 13,0 ± 0,1

Как видно из данных табл. 2, СЯБ всех исследуемых изделий способствует улучшению качества макаронных изделий как по органолептическим показателям, так и по варочным свойствам. Установлено, что все изделия имеют комплексный показатель качества (КПК), который характеризует изделия высокого качества, однако максимальное значение КПК имеют изделия, изготовленные с СЯБ французского и российского производства.

По варочным свойствам все изделия с СЯБ лучше, чем яичные и без дополнительного сырья. Такие изделия хорошо сохраняют форму, не слипаются и, в отличие от изделий с яйцом, не имеют яичного запаха.

Наименьшее количество баллов набрали яичные изделия. Это объясняется тем, что, имея лучший цвет, эти изделия содержат микротрещины, полустекловидны, ухудшается запах сваренных изделий, и они меньше увеличиваются в объеме.

По физико-химическим показателям (массовая доля влаги и кислотность) СЯБ не вызывает изменения качества продукции.

Таким образом, установлено, что СЯБ всех фирм способствует улучшению качества макаронных изделий как в сравнении с яичными изделиями, так и с изделиями без дополнительного сырья. Наиболее эффективны СЯБ «Мейщие» производства фирмы «ЮКЕСА» (Франция) и СЯБ «Птицефабрика «РОСКАР» (Россия). Отпускная цена сухого яичного белка этих производителей практическая одинаковая.

Выводы

Установлено, что качество макаронных изделий с сухим ячным белком выше, чем качество яичных изделий и изделий без дополнительного сырья. Обосновано дозирование СЯБ, которое содействует улучшению качества продукции и составляет 2,5-3,5 % от массы муки.

На продовольственном рынке России представлено несколько видов СЯБ, которые отличаются как качественными характеристиками, так и показателями безопасности. В большей мере положительное влияние на качество макаронных изделий оказывает СЯБ «Мейщие» производства фирмы «ЮКЕСА» (Франция) и СЯБ производства «Птицефабрика «РОСКАР» (Россия).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пикуш Н. Г. Исследование качества вермишели, вырабатываемой с использованием сухой белковой смеси: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1981. - 25 с.

2. Совершенствование технологий макаронного производства / Н. И. Берзина, В. Г. Юрчак, А. А. Ма-каренкова, Ю. Н. Евенко. - Киев: Урожай, 1991. - 170 с.

Статья поступила в редакцию 5.04.2011

RESEARCH OF THERMODYNAMIC AND STRUCTURAL MECHANICAL CHARACTERISTICS OF FOODSTUFF WITH BIOLOGICAL ADDITIVES

N. N. Artemieva, A. Yu. Kardashin

The problem of pasta enrichment with egg white for the purpose of their food value increase is considered. The basic investigation phases are defined. It is stated that dry egg white essentially improves quality of pasta on separate indicators and raises their food and biological value. The dosage of dry egg white is explained. The manufacturers whose products provide the greatest positive influence on qualitative characteristics of pasta, in particular, thermodynamic and structural and mechanical are determined.

Key words: dry dairy protein; pasta; food value; biological value; a complex indicator of quality.