Шоколадно-ореховая начинка для кондитерских изделий
CHOCOLATE-NUT FILLING FOR CONFECTIONERY

Изобретение относится к кондитерской промышленности, а именно к производству наполнителей для сахаристых и мучных кондитерских изделий.
Основными компонентами шоколадно-ореховой начинки являются сахарная пудра, какао-продукты, тертые ядра жареных орехов, жиры, молочные продукты, вкусовые и ароматические добавки. Шоколадно-ореховая начинка обладает насыщенным вкусом, который образуется при сочетании таких как какао-продукты (масло какао, тертое какао, какао-порошок) и жареных тертых орехов (лесной, арахис, фундук, миндаль, кешью). Содержание общего жира в шоколадно-ореховой начинке составляет 21-35%, количество которого определяет способ приготовления: по типу простого пралине при доле жира 28-35% или заварного пралине - 21-27%.
По первому способу, когда начинку получают по технологии простого пралине, то все компоненты рецептуры загружают в смеситель, кроме вкусовых и ароматических добавок. В смесителе рецептурную смесь разогревают до температуры 45-48°С и перемешивают в течение 15-20 мин. В результате масса начинки приобретает однородную и тестообразную структуру. Затем массу начинки измельчают на пяти валковой мельнице, что позволяет получить массу в порошкообразном состоянии. Измельченную массу начинки загружают в микс-машину, охлаждают ее до температуры 35-40°С и вводят оставшееся количество жира, вкусовые и ароматические добавки. Полученную начинку перемешивают и направляют на формование. Полученная начинка по способу простого пралине относится по дисперсной структуре к обратной суспензированной эмульсии, в которой сплошной средой является многокомпонентная смесь жиров, а дисперсной фазой - капельки насыщенного сахарного раствора, кристаллы сахара, твердые частицы какао, орехов и молочных продуктов.
По второму способу, когда приготовление начинки осуществляется по технологии заварного пралине, то вначале готовят сахара-паточный или сахара-паточно-молочный сироп, который уваривают до температуры 108-110°С, что соответствует массовой доле влаги в сиропе 17-20%. Затем в темперирующую машину загружают тертые орехи (40-45°С) и добавляют горячий сироп (90-95°С) и при постоянном перемешивании проводят заваривание ореховой массы сиропом в течение 15-20 мин. В конце в начинку добавляют вкусовые и ароматические вещества. Полученная начинка по способу заварного пралине, по дисперсной структуре относится к прямой суспензированной эмульсии, в которой сплошной средой является насыщенный сахара-паточно-молочный сироп, а дисперсной фазой - капельки жира, твердые частицы какао, орехов и молочных продуктов.
Основным недостатком шоколадно-ореховой начинки является дефицит эмульгатора и малая стабильность образовавшейся дисперсной структуры. Роль эмульгатора в начинке выполняют белки молока, которые содержатся в таких компонентах рецептуры, как молоко сухое, сухие сливки, сгущенное молоко. Однако, вводимые белки молока с молочными продуктами, остаются в дефиците или пребывают в неактивном состоянии в виде твердых частиц.
Значительным пороком шоколадно-ореховой начинки является образование многокомпонентной смеси жиров, состоящей как из твердых жиров (масло какао, сливочное масло, кондитерский жир, кокосовое масло), так и жидких масел орехов (лесной, арахис, фундук, миндаль, кешью). Присутствие в начинке большого количества жидких растительных масел из орехов, которые кристаллизуются при температурах ниже 0°С приводит к тому, что многокомпонентная смесь жиров является нестабильной дисперсной структурой при любой положительной температуре. Наличие в начинке кондитерского жира и сливочного масла, содержащие насыщенные и транс жирные кислоты, отрицательно воздействуют на организм человека. Кроме того, значительное количество молочного жира вносится в начинку с молочными продуктами (сухое цельное молоко (25%), сухие сливки (42%), молока цельное сгущенное с сахаром (8.5%)). Поэтому начинка нуждается в замене не только сливочного масла, но и молочных продуктов, содержащих молочный жир. Наличие жидких масел в составе начинки способствует их миграцию в шоколадную оболочку при любой температуре, что провоцирует жировое поседение шоколада, ухудшает товарный вид, снижает качество продукции и срок хранения.
К недостаткам начинки относится также достаточно высокое содержание сахара, что приводит к большой калорийности продукта. [Карушева, Н.В. Технология производства конфет / Н.В. Карушева // Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. - 100-107 с.].
Существует проблема введения жидких растительных масел (подсолнечное, ореховое, кунжутное, рапсовое, льняное) взамен сливочного масла и/или кондитерского жира в рецептуру наполнителей, сложность которой заключается в потенциальной механической и химической несовместимости добавки и матрицы. Несовместимость проявляется в вытекании растительного масла из изделия даже при малой их концентрации в изделии, если не приняты дополнительные меры по связыванию и/или предотвращению непосредственного взаимодействия веществ матрицы и добавки. Таким образом, существует потребность в разработке рецептуры и технологии производства шоколадно-ореховой начинки на основе белок-полисахаридной смеси (БПС) для использования в производстве корпусов конфет, начинки для карамели, печенья, кексов, мороженного, тортов и пирожных и других. Из уровня техники известны примеры таких разработок.
Известен способ приготовления шоколадно-ореховой начинки для карамели, предусматривающий смешивание порошкообразного сахаросодержащего продукта с обжаренными растертыми ядрами орехов при добавлении какао-масла и какао-тертого, причем в качестве сахаросодержащего компонента используют отходы леденцовой карамели и фруктовой карамели, что позволяет сократить расход сахара, снижает количество образуемых на производстве возвратных отходов и позволяет повысить качество изготавливаемого полуфабриката [SU 1556624 A1, опубл. 15.04.1990].
Также в прошлом автором были разработаны способ производства и рецептура сбивной начинки на основе белок-полисахаридной смеси, однако разработанный способ и рецептура не учитывают особенности реологического поведения массы наполнителя при связывании жидких масел и возможные проблемы при формовании методом отсадки и выпрессовывания [RU 2653544 С1, 11.05.2018].
Также из уровня техники известны примеры инкапсуляции жидкого растительного масла для композиции наполнителя кондитерских изделий, а именно из патента RU 2615481 С2, 04.04.2017 известна композиция наполнителя, включающая свободное жидкое масло и масляный порошок, содержащий, по меньшей мере, 60 мас. % жидкого масла во внутренней сердцевине, инкапсулированного в наружную оболочку из матриксного материала, содержащего белок, выбранный из соевого растительного, молочного сывороточного или др.
Однако автор настоящего изобретения ставит перед собой задачу, заключающуюся не только в получении начинки с матрицей, позволяющей удерживать жидкие масла, но и в полном исключении из рецептуры кондитерского и молочного жиров (носителей транс-жиров) и преодолении возможных трудностей при формовании такого рода масс. При этом согласно примерам известного документа твердый растительный жир сохраняется в рецептуре указанной композиции.
Задача настоящего изобретения заключается в выборе и подборе смеси из изолята соевого белка и полисахаридов для получения эмульсионного геля, обеспечивающей сохранение структуры традиционной шоколадно-ореховой начинки при исключении транс- и насыщенных жиров из рецептуры и эффективную инкапсуляцию растительных масел, выбор оптимальных для данного вида изделия сахарозаменителей, позволяющих получить изделия диабетической направленности и для людей, не употребляющих любые продукты животного происхождения, подбор количественного соотношения компонентов.
Получение начинки осуществляют следующим образом. БПС состоит из изолята соевого белка и тройной смеси полисахаридов, а именно, из альгината натрия, гуммиарабика и пектина. Набухание БПС происходит в воде при их соотношении 1:(9.0-10.0) при температуре 80-90°С в течение 45-60 мин. После набухания водный раствор БПС загружают в варочную емкость и добавляют сахарозаменители и отходы карамели. Полученный сахарозаменители-белок-полисахаридный сироп уваривают до температуры 105-107°С.
Затем горячий сахарозаменители-белок-полисахаридный сироп охлаждают до температуры 100-102°С и загружают в темперирующую машину и при сбивании в сироп вводят небольшими порциями смесь из жидких масел и тертых орехов (масло-ореховая масса), подогретые до температуры 50-55°С. Инкапсуляция масло-ореховой массы в оболочки из БПС происходит при сбивании сиропа в течение 10-12 мин и при температуре 100-102°С. При этом образуется эмульсионный гель типа «масло в сахарном растворе», где дисперсной фазой являются капельки масло-ореховой массы в оболочках из БПС, а сплошной средой - насыщенный сироп из сахарозаменителей. Размер капелек масло-ореховой массы составляет 2-3 мкм в эмульсии, вместо ранее образующихся капель масла, размером 20-25 мкм при использовании сливочного масла и кондитерского жира. Продолжительное выдерживание шариков из масло-ореховой смеси при температуре 100-102°С способствует укреплению и герметизации оболочек из БПС в результате реакции Майера.
Полученный эмульсионный гель инкапсулированного масло-ореховой массы в оболочках из БПС охлаждают в темперирующей машине до температуры 90-95°С, добавляют какао-продукты (какао тертое, масло какао, какао-порошок) с температурой 60-65°С и продолжают интенсивное перемешивание эмульсии с течение 8-10 мин. В конце в начинку добавляют вкусовые и ароматические добавки. Полученную начинку темперируют при температуре 75-78°С направляют на формование корпусов конфет или получение карамели с начинкой.
По полноценности соевый белок является одним из лучших растительных белков, легко усваивается организмом человека, и по соотношению аминокислот близок к белкам животного происхождения (за исключением серосодержащих аминокислот). Термическая обработка изолята соевого белка (80-90°С) вызывает структурные изменения и приводит к образованию надмолекулярных агрегатов с различными структурами, такими как фибриллярные структуры. Длинные, полугибкие и фибриллярные белковые агрегаты, полученные путем тепловой обработки, обладают более высокой пенообразующей и эмульгирующей способностью, на эффективность которых влияет конфирмационная гибкость высокополимеров. Межфазные свойства интерфейсов воздух-вода и масло-вода, стабилизированные фибриллярными агрегатами из белков сои показали, что кинетика адсорбции систем фибрилл происходят быстрее, чем у нативного белка, и процесс адсорбции чистых фибрилл, оказалось, не зависит от их длины или гибкости. Кроме того, соевые белки по причине природной нерастворимости в воде являются уникальным материалом, который используется в качестве стабилизатора в эмульсиях Пикеринга для производства продуктов питания. Введение БПС на основе изолята соевого белка и полисахаридов позволяет:
1. Обогатить начинку белками сои, пищевыми волокнами, жидкими полиненасыщенными жирными кислотами и снизить калорийность продукта.
2. Создавать прочные стеновые оболочки на капельках жидких масел и тертых орехов (подсолнечное, ореховое, кунжутное, рапсовое, льняное и другие). Полисахариды и соевые белки при термообработке вступают в реакцию Майяра и образуют соединения, которые укрепляют стеновые оболочки на границе раздела фаз, стабилизируя эмульсионную структуру начинки.
3. Полисахариды в дисперсионной среде образуют гелевую сетку, что снижает потери воды при хранении начинки. Использование тройной смеси полисахаридов в БПС позволяет создать на шариках масло-ореховой массы более толстые оболочки, состоящие из 2-х слоев: первый - белки сои, и второй - трехкомпонентная смесь полисахаридов (альгинат натрия, гуммиарабик, пектин). Применение в БПС тройной смеси полисахаридов обусловлено тем, что они проявляют эффект синергизма, нивелируют действие отдельного полисахарида, смесь лучше нагревается и снижается продолжительность термообработки сиропа, а при охлаждении в дисперсионной среде сформируется гель или желейная масса. Образование в начинке эмульсионного геля с прочными оболочками на капельках масло-ореховой массы, создает барьер для миграции жидкого масла из начинки в шоколадную глазурь. Это обеспечивает ликвидацию жирового поседения в шоколадной оболочке.
4. Упростить технологический процесс производства начинки и количество компонентов в рецептуре и исключить такие компоненты рецептуры, как сухое цельное молоко, сухие сливки, сгущенное молоко с сахаром, в которых содержится молочный жир.
5. Изолят соевого белка уступает животным белкам по биологической ценности. Так, яичный белок имеет биологический индекс, равный 88, соевый протеин - 73. В 100 г изолята содержится не менее 90% белка, жира не более 0,5%, сырого волокна 6,0%, а также полезные макро и микроэлементы: кальций, натрий, калий, фосфор, магний, цинк, железо, свинец. Является антиоксидантом, нормализует обмен веществ.
6. Эритрит и мальтитный сироп являются низкокалорийными сахарозаменителями (энергетическая ценность - 0,2-2,4 ккал/г). Мальтитный сироп получают из смеси сахароспиртов, в составе которых имеется мальтитол (не менее 50%), сорбит и гидрогенизированные глюкоолигосахариды. По физико-химическим свойствам мальтитный сироп близок к глюкозному сиропу (растворимость, сладость, вязкость сиропа, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора), что позволяет использовать его в качестве антикристаллизатора в составе шоколадно-ореховой начинки. Введение мальтитного сиропа оказывает дополнительное стабилизирующее действие на структуру начинки, обеспечивает массе не только сладость, но и влагоудерживающую способность, сохраняя потребительские свойства в течение срока годности.
Сахарозаменители - эритрит и мальтитный сироп не вызывают кариеса и безопасны для больных сахарным диабетом и не оказывают влияния на подъем глюкозы и инсулина в крови. Эритрит, в отличие от других полиолов, обладает очень низкой энергетической ценностью (0,2 кал/г), которая составляет около 5% калорийности сахарозы. Основная польза эритрита и мальтитного сиропа состоит в том, что они имеют в низкий гликемический индекс, что позволяет их использовать для диетического и диабетического питания.
Технический результат состоит в увеличении срока хранения шоколадно-ореховой начинки (с 6 до 12 месяцев), благодаря лучшему удержанию влаги, созданию барьера для миграции орехового масла и устранению жирового поседения шоколадной глазури за счет инкапсуляции масло-ореховой массы в оболочки из БПС на основе белка сои и смеси полисахаридов (альгинат натрия, гуммиарабик и пектин). Создание в начинке эмульсионного геля с капельками масло-ореховой массы размером 2-3 мкм вместо 20-25 мкм позволяет увеличить их количество в 1000 раз, что полностью изменяет реологию массы, которая приобретает свойства твердого гелевого тела. Количественный выбор компонентов, входящих в рецептуру шоколадно-ореховой начинки, обеспечивает получение продукта с низкой энергетической ценностью, позволяет поддерживать хорошее состояние полости рта, управлять уровнем глюкозы в крови и уменьшить риск разнообразных болезней, связанных с образом жизни. Обогащение продукта белком сои, пищевыми волокнами и сахарозаменителями позволяет рекомендовать начинку для питания диабетикам и спортсменам.
Поставленная задача достигается тем, что способ производства наполнителя типа шоколадно-ореховой начинки предусматривает приготовление белок-полисахаридной смеси (БПС) из изолята соевого белка, альгината натрия, гуммиарабика и пектина, затем добавляют воду и происходит набухание БПС в воде при соотношении БПС:вода - 1:(9.0-10.0) при температуре 80-90°С в течение 45-60 мин, после добавляют эритрит и мальтитный сироп, полученный сироп уваривают до температуры 105-107°С, затем горячий сироп с температурой 100-102°С загружают в темперирующую машину и при сбивании в сироп постепенно вводят смесь из тертых орехов и растительного масла, предварительно подогретого до температуры 50-55°С, проводят инкапсуляцию смеси тертых орехов и растительного масла в оболочки из БПС при сбивании сиропа в течение 10-12 мин и при температуре 100-102°C с образованием эмульсии типа «масло в воде», в которой дисперсной фазой являются капельки смеси тертых орехов и растительного масла в оболочках из БПС, а сплошной средой - насыщенный сироп, затем добавляют какао тертое, смешивают, проводят темперирование массы с введением ароматизаторов и направляют на формование, при этом соотношение исходных компонентов в массовых частях составляет:
Эритрит
518-532
Мальтитный сироп
215-220
Растительное масло
17-20
Тертое какао
28-30
Ядро ореха тертое
65-68
Изолят соевого белка
45-58
Альгинат натрия
3-5
Гуммиарабик
12-16
Пектин
2-4
Ароматизатор
1,5-2,5
Вода для БПС
640-820
Предпочтительно растительное масло выбирают из подсолнечного, кунжутного, рапсового, льняного, масла грецкого ореха и их смесей.
Предпочтительно орех для получения ядра ореха тертое выбирают из фундука, миндаля, арахиса, кешью, грецкого ореха, ореха макадамии, бразильского ореха, кедрового ореха и др.
Соотношения компонентов наполнителя, температурные и временные характеристики приемов заявленного способа установлены экспериментальным путем. Указанные соотношения и характеристики обеспечивают достижение заявленного технического результата.
Схема изготовления наполнителя типа шоколадно-ореховой начинки по предложенной технологии раскрыта на рис. 1. На рис. 2 представлено томографическое изображение контрольного, полученного по традиционной технологии, раскрытой на с. 1, (слева) и опытного (справа) образцов наполнителя. Обработку массива полученных фотографий (рисунок 2) с целью получения трехмерной цифровой картины структуры образца начинки проводили по программе Phoenix Datosx 2 Reconstruction производства Volume Graphics, Германия. Для анализа полученных трехмерных изображений предназначено программное обеспечение VGStudio МАХ 2.2 производства Volume Graphics, Германия. Чтобы оценить пустотное пространство наполнителя (пузырьков воздуха), были определены следующие характеристики: пористость (отношение объема, занимаемого всеми обнаруженными пузырьками, к объему, занимаемому всем образцом), и распределение по радиусам пузырьков. Определение параметров образцов производилось с помощью встроенного в ПО модуля Porosity/InclusionAnalysisModule. Следует отметить, что в опытных образцах начинки средний радиус пузырьков меньше, чем в контрольных (рисунок 2). Для приготовления изделия используют технологические режимы, приведенные на схеме. В таблицах 1-3 представлены примеры получения шоколадно-ореховой начинки по предложенной технологии.