СТУДНЕВАЯ ОСНОВА ПИЩЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
FOOD PRODUCTS JELLY BASE AND ITS PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к изготовлению студневой основы пищевых продуктов, в частности для приготовления кондитерских изделий (мармеладов, корпусных конфет, джемов), мясных продуктов (зельца, холодца, колбас), молочных продуктов (коктейлей, молочных миксов), жировых (майонезов, маргаринов, спредов).
Известна студневая основа для производства желированных продуктов питания (см. патент РФ №2073464 по Кл. МПК A23L 1/06, опуб. 20.02.1997), содержащая студнеобразователь и наполнитель. В качестве студнеобразователя композиция содержит экстракт из ног птицы с содержанием сухих веществ 1,5-3,0%. В качестве наполнителя основа может содержать либо сырье животного происхождения (мясо животных и птицы), либо сырье растительного происхождения (фрукты, овощи, ягоды), порошкообразные виды продуктов (сухое молоко, яичный порошок).
Способ получения студневой основы заключается в смешивании студнеобразователя и наполнителя, после чего проводят гомогенизацию смеси до размера частиц 600 мкм и нагревание смеси до температуры 75-95°С. Полученную желейную массу расфасовывают и помещают в холодильник с температурой 0-6°С для застудневания.
Однако прочностные характеристики данной композиции невелики, она «плохо держит форму» и непригодна для производства пищевых продуктов с высокими прочностными свойствами.
Известна также студневая основа, содержащая полисахарид красных морских водорослей (фурцелларан, агароид, агар), карбоксиметилцеллюлозу, подсластитель (сахар или отизон) и воду (патент РФ №2070809 по Кл. МПК A23L 1/06, опуб. 27.12.1996).
Способ получения композиции заключается в следующем. Полисахарид красных морских водорослей смешивают в сухом виде с карбоксиметилцеллюлозой, заливают необходимым количеством воды и оставляют набухать 1,5-2 часа. Затем растворяют при нагревании до получения однородной смеси полимеров, добавляют сахар или отизон, массу уваривают до определенной концентрации сухих веществ и разливают в формы.
Однако данная композиция предназначена для получения низкокалорийных желейных изделий только лечебно-профилактического назначения. Процесс застудневания длителен, требует значительных энергозатрат и времени на уваривание.
Наиболее близкой к заявляемой является студневая основа, содержащая полисахарид красных морских водорослей (ПКМВ), наполнитель (пищевой микробный полисахарид) и воду (см. патент РФ №2053689, МПК A23L 1/06, опуб. 10.02.1996).
Способ получения студневой основы заключается в набухании ПКМВ в течение 1,5-2 часов, а наполнителя - в течение суток, нагревании каждого из компонентов отдельно при 60-80°С до их растворения и соединении полученных растворов. Затем полученную композицию уваривают при температуре 90-95°С и разливают в формы. Способ позволяет создать композицию, обладающую радиопротекторными и диетическими свойствами.
Однако, как и в предыдущем аналоге, процесс застудневания композиции длителен, требует значительных энергозатрат и времени на уваривание. Кроме этого область применения получаемого продукта ограничена, поскольку композиция используется только, в основном, в качестве диетического продукта в кондитерских изделиях.
Изобретение направлено на решение задачи создания студневой основы с высокими реологическими показателями при снижении энергозатрат на ее получение и расширении ассортимента готовой продукции, обладающей биологической активностью.
Для решения поставленной задачи студневая основа пищевых изделий, содержащая в качестве студнеобразователя полисахарид красных морских водорослей, наполнитель и воду, согласно изобретению, содержит в качестве наполнителя экстракт пантов марала при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полисахарид красных морских водорослей
0,3-2,0
Экстракт пантов марала
5-60
Вода
остальное
Студневая основа может дополнительно содержать сахар при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полисахарид красных морских водорослей
0,3-2,0
Экстракт пантов марала
5-25
Сахар
66-70
Вода
остальное
Студневая основа может дополнительно содержать смесь сахара и сукразита при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полисахарид красных морских водорослей
0,3-2,0
Экстракт пантов марала
5-25
Сахар
10-30
Сукразит
0,08-0,2
Вода
остальное
В качестве полисахарида красных морских водорослей студневая основа может содержать фурцелларан, или каррагинан, или агар.
Студневая основа может дополнительно содержать каробан, а в качестве полисахарида красных морских водорослей - каррагинан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каррагинан
0,3-1,0
Каробан
0,25-1,0
Экстракт пантов марала
5-60
Вода
остальное
Студневая основа, содержащая смесь каробана и каррагинана, может также содержать либо сахар, либо смесь подсластителей - сахара и сукразита.
В частности, студневая основа пищевых изделий, содержащая каррагинан и каробан, содержит сахар при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каррагинан
0,3-1,0
Каробан
0,25-1,0
Экстракт пантов марала
5-25
Сахар
66-70
Вода
остальное
А студневая основа пищевых изделий, содержащая каррагинан и каробан, содержит сахар и сукразит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карагинан
0,3-1,0
Каробан или гуаран
0,25-1,0
Экстракт пантов марала
5-25
Сахар
10-30
Сукразит
0,08-0,2
Вода
остальное
Способ получения студневой основы пищевых продуктов заключается, согласно изобретению, в набухании полисахарида красных морских водорослей (ПКМВ), в качестве которого используют либо фурцелларан, либо каррагинан, либо агар, при температуре 23-25°С в течение 30-40 минут, нагревании экстракта пантов марала до температуры 35-40°С и ПКМВ до температуры 80-85°С, соединении при данных температурах экстракта и ПКМВ, при этом экстракт пантов марала используют с содержанием сухих веществ 0,8-1,0% в концентрации 5-60% от массы готового продукта.
В случае содержания в студневой основе сахара или смеси сахара и сукразита дополнительно готовят сахарный сироп 66-70% концентрации, а в случае совместного присутствия сахарного сиропа и сукразита сахарный сироп вводят в концентрации 10-30%, а сукразит в концентрации 0,08-0,2% от массы готового продукта.
При этом сахарный сироп или сукразит с сахарным сиропом смешивают с раствором ПКМВ при температуре 70-80°С до соединения раствора ПКМВ с экстрактом пантов марала.
В случае содержания в студневой основе полисахарида растительного происхождения - каробана, готовят раствор каробана 0,25-1,0% концентрации, осуществляют его набухание при температуре 23-25°С в течение 30-40 минут и нагрев до температуры 70-80°С и при этой температуре смешивают раствор каробана с ПКМВ, в качестве которого используют каррагинан. После чего смесь растворов соединяют с экстрактом пантов марала, нагретом до температуры 35-40°С. В данную композицию могут быть введены также подсластители (сахарный сироп или смесь сахарного сиропа с сукразитом). При этом подсластители вводят также при температуре 70-80°С до соединения с экстрактом пантов марала.
В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации не описано свойство экстракта из пантов марала влиять на студнеобразование системы, содержащей пищевой полисахарид.
Известно использование пантов марала для приготовления биологически активной добавки к пище (см. заявку на изобретение №2000107935, МПК A23L 1/30, опуб. 27.02.2002).
Однако в данной композиции не стояла задача выявления свойства пантов марала влиять на студнеобразование. Данное свойство пантов марала впервые выявлено авторами заявляемого изобретения.
Выявлено, что экстракт пантов марала богат содержанием аминокислот, пептидов, углеводов, макро- и микроэлементов.
В заявляемом изобретении существенным является наличие ионов калия. Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICPMS) обнаружено содержание в 100 мг образца - до 227,24 мкг калия.
3
Ионы калия, обладая способностью эффективного экранирования отрицательного заряда пилиона и оптимальной стерической соразмерностью с расстоянием между SO - соседних макроцепей, промотируют кристаллическое зародышеобразование, увеличивают скорость процесса и способствуют формированию совершенных микрокристаллических узлов студневой сетки, укрепляя ее, увеличивая ее прочность.
Авторами экспериментальным путем были подобраны температурные и временные режимы получения данной студневой основы. Соединение полисахаридов с экстрактом пантов марала при других режимах не приводит к получению однородной пространственной студневой сетки.
Сказанное позволяет сделать вывод о наличии в заявляемом решении «изобретательского уровня».
Экстракт пантов марала представляет собой прозрачную жидкость ярко-красного цвета, без запаха, изготовленную в соответствии с ТУ 9358-002-7596883-2006.
Полисахариды красных морских водорослей - фурцелларан, каррагинан, агар относятся к классу сульфатированных галактанов и различаются молекулярной массой и химическим составом.
Полисахарид растительного происхождения - каробан относится к классу галактоманнанов, содержится в эндосперме семян бобовых.
Сукразит - подсластитель состоит из питьевой соды 59,52%, сахарина натрия 23,81%, фумаровой кислоты 16,67%.
Студневую основу готовят следующим образом.
Полисахарид красных морских водорослей (фурцелларан, агар или каррагинан), заливают водой и оставляют набухать при температуре 23-25°С в течение 30-40 минут. Затем полисахарид растворяют при температуре 80-85°С в течение 20 минут. Одновременно осуществляют нагревание экстракта пантов марала с содержанием сухих веществ 0,8-1,0% до температуры 35-40°С.
Для получения однородной пространственной студневой сетки раствор полисахарида при температуре 80-85°С и раствор экстракта пантов марала с температурой 35-40°С смешивают.
Для приготовления студневой основы, используемой в дальнейшем для изготовления кондитерских изделий, готовят дополнительно сахарный сироп, либо берут сахарозаменители, не содержащие в своем составе, либо с малым содержанием ионов калия в смеси с сахарным сиропом (сукразит + сахар). Раствор полисахарида, нагретый до 80-85°С, вводят в сахарный сироп, нагретый до температуры 85-90°С, который затем смешивают с экстрактом пантов марала, нагретом до температуры 35-40°С. В случае использования сукразита его вводят в виде порошка в сахарный сироп, куда в дальнейшем вводят раствор полисахарида и экстракта.
Студневая основа может быть изготовлена на основе смеси полисахарида красных морских водорослей (каррагинана) и полисахарида растительного происхождения - каробана. В этом случае вначале изготавливают смесь полисахаридов путем набухания и растворения каждого из полисахаридов отдельно при тех же температурных режимах (набухание при температуре 23-25°С в течение 30-40 минут и нагревание до температуры 80-85°С), смешивании растворов и введении их в экстракт, нагретый до температуры 35-40°С.
Для приготовления студневой основы с двумя полисахаридами (каррагинан и каробан), используемой в дальнейшем для изготовления кондитерских изделий, готовят также дополнительно сахарный сироп либо берут смесь сахара и сукразита. Раствор полисахарида, нагретый до 80-85°С, вводят в сахарный сироп, нагретый до температуры 85-90°С, который затем смешивают с экстрактом пантов марала, нагретом до температуры 35-40°С. В случае использования сукразита, его вводят в виде порошка в сахарный сироп также до смешивания раствора полисахаридов с экстрактом.
Прочность студневой основы определяли методом Валента. Согласно ГОСТу 26185-84.
Ниже приведены примеры, обосновывающие концентрации экстракта пантов марала, ПКМВ и смеси каррагинана с каробаном. При этом все расчеты сделаны исходя из 100 грамм готового продукта, т.е. 100 г соответствует 100 мас.%.
Пример 1.
Обоснование концентраций экстракта пантов марала.
Берут 1 г каррагинана, добавляют 70 г воды и оставляют набухать при температуре 23°С в течение 40 минут. Нагревают полисахарид до растворения при температуре 80°С.
Берут 30 г экстракта пантов марала, нагревают его до температуры 40°С.
Вводят экстракт, нагретый до температуры 40°С, в раствор полисахарида при температуре 80°С.
В результате, при остывании получается однородная студневая основа.
Аналогично проводят исследования с различными концентрациями экстракта.
В таблицах 1-4 представлены результаты исследований по влиянию концентрации экстракта на прочность студневой системы. При этом в таблице 1 в качестве полисахарида был использован 1% раствор каррагинана, в таблице 2 1% раствор фурцелларана, в таблице 3 1% раствор агара, в таблице 4 - смесь полисахаридов: 0,5% раствор каррагинана и 0,5% раствор каробана.
Процесс изготовления студневых основ аналогичен описанному в примере 1.
Таблица 1Результат исследований по влиянию концентрации экстракта пантов марала на прочность студневой системы на основе 1% раствора каррагинана
Концентрация экстракта, %
5
10
15
20
30
40
50
60
70
Прочность студневой основы, Рк, г
80
100
110
170
285
500
700
600
260
Таблица 2Результат исследований по влиянию концентрации экстракта пантов марала на прочность студневой системы на основе 1% раствора фурцелларана
Концентрация экстракта, %
5
10
15
20
30
40
50
65
70
Прочность студневой основы, Рк, г
330
360
390
430
470
520
468
150
-
Таблица 3Результат исследований по влиянию концентрации экстракта пантов марала на прочность студневой системы на основе 1% раствора агара
Концентрация экстракта, %
5
10
15
20
30
40
50
60
70
Прочность студневой основы, Рк, г
450
490
540
580
653
670
620
600
570
Таблица 4Результат исследований по влиянию концентрации экстракта пантов марала на прочность студневой системы на основе 1% раствора смеси полисахаридов: 0,5% раствор каррагинана и 0,5% раствор каробана
Концентрация экстракта, %
5
10
20
30
40
50
60
70
Прочность студневой основы, Рк, г
205
210
220
225
240
268
220
170
Из таблиц 1-4 следует, что наиболее предпочтительны концентрации экстракта 10-60%. Использовать концентрацию выше 60% нецелесообразно из-за экономических соображений и из-за снижения прочности студней.
Пример 2. Обоснование концентраций ПКМВ и смеси каррагинана с каробаном.
Навеску агара 0,3 г заливают 49,7 г воды и оставляют для набухания при температуре 23°С в течение 40 минут. Растворяют агар до температуры 80°C.
50 г экстракта пантов марала нагревают до температуры 35°С.
Вводят экстракт, нагретый до температуры 35°С, в раствор полисахарида с температурой 80°С.
В результате, при остывании получается однородная студневая основа с прочностью 187 г.
Аналогично описанному в примере 2 готовят студневую основу с различными концентрациями полисахаридов. Результаты исследований представлены в таблице 5.
Таблица 5Результат исследований по влиянию различных концентраций полисахаридов на прочность студневой системы.
Наименование полисахарида
Концентрация полисахарида, %
Концентрация экстракта, %
Прочность основы, Рк, г
Агар
0,3
187
0,5
198
0,7
472
1,0
50
653
1,5
1587
1,0
30
291
1,5
1350
Фурцелларан
1,0
30
368
1,5
1181
2,0
1041
Каррагинан
0,5
30
раствор
1,0
386
1,5
941
Каррагинан + каробан
0,5
50
202
1,0
30
225
50
268
1,5
30
590
50
610
Из таблицы 5 следует, что при увеличении концентрации полисахаридов увеличивается прочность студневой основы.
Пример 3. Приготовление студневой основы с сахарным сиропом.
Навеску агара 2 г заливают 20 г воды и оставляют набухать при температуре 23°С в течение 40 минут.Растворение полимера проводят при температуре 80°С.
Готовят сахарный сироп 66,6% концентрации, согласно ГОСТу 6442-89. Смешивают сироп с раствором полисахарида при температуре 85°С.
15 г экстракта пантов марала нагревают до температуры 35°С.
Вводят экстракт пантов марала, нагретый до температуры 35°С, в смесь агара с сахарным сиропом при температуре 80°С. Прочность полученной студневой основы составляет 1870 г.
В таблице 6 представлен результат исследований по изготовлению студневой основы с сахарным сиропом с различными полисахаридами (каррагинаном, фурцеллараном и смесью полисахаридов: каррагинана с каробаном). Процесс приготовления основ был аналогичен описанному в примере 3.
Таблица 6Результат исследований по изготовлению студневых основ с сахарным сиропом
Наименование полисахарида
Концентрация полисахарида, %
Концентрация экстракта, %
Прочность основы, Рк, г
Примечание
Агар
0,5
65
1,0
504
1,5
15
550
2,0
1870
Фурцелларан
1,0
575
1,5
780
2,0
15
1210
Каррагинан
0,5
1041
1,0
1232
1,5
15
1684
2,0
3160
Каррагинан + каробан
1,0
1,5
15
680
2,0
1820
Из таблицы 6 следует, что с увеличением концентрации полисахарида возрастает прочность студневых основ с сахарным сиропом.
Кроме этого по сравнению с основами без сахара, при тех же концентрациях полисахарида прочность систем с сахарным сиропом будет выше. Например, для 1% раствора каррагинана (см. таблицу 1) прочность основы при концентрации экстракта 15% составляет 110 г, а для аналогичной студневой основы с сахарным сиропом, содержащей 1% раствор каррагинана (см. таблицу 6), прочность будет 1232 г.
Пример 4. Приготовление студневой основы с двумя подсластителями - сахарным сиропом и сукразитом.
Навеску фурцелларана 1 г заливают 20 г воды и оставляют набухать при температуре 23°С в течение 40 минут. Нагревают раствор до температуры 80°С. 50 г экстракта пантов марала нагревают до температуры 35°С.
0,08 г порошка сукразита вводят в нагретый сахарный сироп с концентрацией 20%.
Вводят нагретый до 80°С раствор ПКМВ в смесь подсластителей, затем добавляют экстракт пантов марала, нагретый до температуры 35°С.
Прочность полученной студневой основы составляет 280 г.
В таблице 7 представлен результат исследований по изготовлению студневой основы с сукразитом (0,08% концентрации) и сахарным сиропом (30% концентрации), и каррагинаном, и смесью полисахаридов: каррагинана с каробаном. Процесс приготовления основ был аналогичен описанному в примере 4.
Таблица 7Результат исследований по изготовлению студневых основ с сахарным сиропом и сукразитом
Наименование и концентрация полисахарида
Концентрация экстракта пантов марала, %
Прочность студневой основы, Рк, г
5
160
10
240
Каррагинан, 2%
15
284
20
330
25
387
5
650
Каррагинан+
10
680
каробан, 2%
15
730
20
780
25
800
Системы, содержащие смесь подсластителей, более технологичны (легче формуются, быстрее застывают, имеют более низкую адгезию к формам, в которые формуются, легче из них высвобождаются).
Данные системы, благодаря более низкому содержанию в них сахара, могут быть рекомендованы для диетического и лечебно-профилактического питания.
Проведены исследования по изучению микробиологических показателей получаемых студневых основ. Отбор проб, их анализ осуществлялся согласно ГОСТам: ГОСТ 26668-85 «Пищевые и вкусовые продукты. Методы отбора проб для микробиологических анализов» и ГОСТ 26669-85 «Пищевые и вкусовые продукты. Подготовка проб для микробиологических анализов», ГОСТ 26670-85 «Пищевые и вкусовые продукты. Методы культивирования микроорганизмов».
Микробиологические показатели регистрировались через 24 часа и спустя 30 дней после приготовления студневых основ. Условия хранения основ: 2-4°С.
Исследования показали, что внесение экстракта пантов марала в систему на основе полисахаридов не оказывает влияния на развитие патогенной микрофлоры и не вызывает порчи мармеладных изделий в течение срока хранения.
Системы удовлетворяют требованиям ГОСТа 6442-89 по хранению желейных изделий.
Таким образом, заявляемая студневая основа обладает высокими прочностными показателями и биологический активностью, позволяет получать широкий спектр пищевых изделий (кондитерских, мясных, молочных, жировых). Процесс получения не требует значительных энергозатрат и времени на уваривание готовой основы.