ПИЩЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ МАРГАРИНА ДЛЯ СЛОЕНОГО ТЕСТА С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРОВ
FOOD COMPOSITION OF MARGARINE FOR PUFF PASTRY WITH REDUCED CONTENT OF SATURATED FATS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в целом к области пищевой промышленности. В частности, изобретение относится к композиции маргарина с пониженным содержанием насыщенных жиров для производства хлебобулочных изделий из слоеного теста, получаемого раскатыванием.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что маргарин представляет собой эмульсию из растительных жиров и масел с водой, у которой может быть как жировая, так и водная дисперсная фаза в зависимости от предполагаемого использования, и что он широко используется в пищевой промышленности для производства различных видов хлебобулочных изделий, когда жировой компонент нужен в твердом состоянии.
Также известно, что в отдельных случаях слоеное тесто и сладкое дрожжевое слоеное тесто, используемое в датской выпечке, требуют применения особого вида маргарина, известного как маргарин «для раскатывания» («roll-in margarine"), структура которого характеризуется пластичностью и подходящей консистенцией наряду с однородностью и плотностью.
Пластичность и консистенция нужны для создания слоев маргарина между слоями теста; очень важно, чтобы они оставались неповрежденными во время замешивания и раскатывания теста, что делает конечный продукт максимально слоистым.
Однородность и плотность одинаково важны для предотвращения частичного впитывания масляной составляющей маргарина в тесто.
Известно, что наличие значительной доли насыщенных жирных кислот в составе продукта влияет на его пластичность. Маргарины для раскатывания содержат в основном не менее 50% насыщенных жирных кислот.
Известно также, что жировая фаза маргарина может содержать пальмовое масло, богатое пальмитиновой кислотой, смешанное с другими растительными маслами.
Также известно, что пальмовое масло - это растительный жир, выделенный из семян масличной пальмы (Elaeis guineensis и Elaeis Oleifera). Пальмовое масло является одним из основных растительные масел, используемых в пищевой промышленности, поскольку является технологически универсальным и обладает уникальными свойствами, влияющими на структуру, внешний вид, вкус и срок годности многих продуктов.
По существу, указанное масло используется, поскольку оно остается твердым при комнатной температуре, имеет нейтральный вкус и обладает высоким содержанием насыщенных жирных кислот, которые помогают предотвратить прогоркание.
Благодаря своей универсальности и меньшей, чем у других растительных масел, рыночной стоимости, пальмовое масло используется в тесте, применяемом для приготовления целого ряда продуктов, включая сладкие и соленые хлебобулочные изделия и кондитерские изделия.
Известно, что рост потребления насыщенных жирных кислот ведет к увеличению риска сердечно-сосудистых заболеваний, и также известно, что насыщенные жирные кислоты присутствуют как в растительных маслах, включая пальмовое масло, так и в животных жирах, например, в сливочном масле.
th
Более поздние исследования (M. Crupkin and Zambeili A. «Detrimental impact of Trans Fats on Human Heaith: Stearic Acid-Rich Fats as possible substitutes», Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 7 (3):271-279; Hunter JE, Zhang J, Kris-Etherton PM., «Cardiovascular disease risk of dietary stearic acid compared with trans, other saturated, and unsaturated fatty acids: a systematic reviews, American Journal of Clinical Nutrition 2010 Jan; 91(1):46-63; Mathilde Fleith, Nestle Research Centre, Nestec Ltd, Lausanne, Switzeriand, «Health Effects on Individual Saturated Fatty Acids: Report of Health & Nutrition Division Session at the 106 AOCS Annual Meeting») рассмотрели влияние отдельных насыщенных жирных кислот, расположенных между пальмитиновой кислотой (С16) и стеариновой кислотой (С18), и показали, что стеариновая кислота, по-видимому, не оказывает серьезного негативного воздействия на здоровье потребителя, взаимодействуя с холестерином ЛПНП примерно так же, как олеиновая и линолевая кислоты и, в некоторых случаях, позитивно влияя на соотношение между общим холестерином и холестерином ЛПВП.
Пальмовое масло богато пальмитиновой кислотой С16, процентное содержание которой составляет выше 50%, и входит в состав некоторых продуктов, в том числе маргаринов.
Заявка на патент FR 3015184 относится к липидной композиции для изделий из теста, в частности, масляных бисквитов, в которой эта композиция представляет собой эмульсию масла в воде, где пальмовое масло заменено на растительное с высоким содержанием ненасыщенных жиров, включающее такие, например, как рапсовое, подсолнечное, арахисовое, оливковое и кунжутное масла.
В заявке на патент FR 2986693 описывается масляный препарат в жидкой форме, где вместо пальмового масла за основу берется растительное, выбранное из числа: подсолнечного масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, рапсового масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, оливкового масла, кукурузного масла, соевого масла или их смесей.
В патенте GB 9517480 описывается обычный и/или пастообразный маргарин без пальмового масла, в котором базовое масло жировой фазы содержит смесь переэтерифицированных вместе растительных масел, состоящую из растительных масел местного производства, а именно масел, полученных не из тропических растений (например, соевого, хлопкового, кунжутного, кукурузного и рапсового масла) и растительных масел, которые полностью гидрогенизированы, очищены и отбелены (например, арахисового, подсолнечного, кунжутного, кукурузного и хлопкового масла).
Заявка на патент ЕР 2879505 относится к пастообразной композиции жировой смеси, которая не содержит пальмового масла, и в которой жировая фаза состоит из растительного масла, выбранного, например, из рапсового масла, подсолнечного масла с высоким содержанием стеариновой кислоты и высоким содержанием олеиновой кислоты, соевого масла, кукурузного масла, и твердого жира, состоящего из полностью гидрогенизированного, фракционированного или переэтерифицированного масла.
В маргаринах для слоеного теста простое уменьшение содержания насыщенных жирных кислот путем исключения пальмового масла приводит к меньшей пластичности и значительно уменьшает его пригодность к обработке.
В WO 02/41699 описывается маргарин, содержащий 70-20% водной фазы, диспергированной в 30-80% жировой фазы, которая представляет собой смесь из 50-99% растительного масла А и 1-50% структурирующего триглицерида В, каковой жир содержит 5-100% тугоплавкого жира С и до 95% жира D. Жировая фаза может состоять полностью из вышеупомянутого первого жира, содержащего жир Allanblackia и/или жир Pentadesma, для которых характерна высокая концентрация триглицеридов со стеариновой и олеиновой кислотами (65% в жире Allanblackia и 48% в жире Pentadesma). Водная фаза содержит воду, эмульгаторы, желирующие вещества и/или загустители, соли, красители, ароматизаторы, консерванты, белки молока, дисперсную жировую фазу по усмотрению и не содержит пищевую клетчатку.
В GB 1091593 описывается маргарин, который содержит однородную фазу полутвердого жира и дисперсную фазу жидкого жира в водной среде. Эта эмульсия стабилизирована присутствием защитного коллоида, содержащего казеин и необязательно желатин, и средство, связывающее ионы кальция, в качестве которого используется полифосфат или цитрат щелочного металла. Пищевая композиция согласно GB 1091593 не содержит пищевой клетчатки.
Маргарины, описанные в WO 02/41699 и GB 1091593, не особенно пригодны для приготовления хлебобулочных изделий из слоеного теста, так как они не содержат ингредиентов, способных частично абсорбировать масло жировой фазы и воду водной фазы и тем самым предотвращать абсорбцию части маргарина слоеным тестом, что приводит к неудовлетворительному качеству конечного продукта.
В ЕР 2153725 описывается маргарин с пониженным содержанием жира, пригодный для производства теста, полученного посредством раскатывания.
Указанный маргарин содержит 45%-65% жировой фазы, содержащей по меньшей мере один эмульгатор и 35-55% водной фазы, содержащей по меньшей мере один загуститель.
Эмульгатор в количестве от 0,1 до 5% от общей массы композиции может представлять собой моноглицерид или лецитин; загуститель в количестве от 0,2 до 10% от общей массы композиции может представлять собой альгинат, каучук, крахмал, желатин, мальтодекстрин, пектин или инулин. Сочетание эмульгатора и загустителя в вышеуказанных пропорциях обеспечивает маргарину приемлемую стабильность, пригодную для формовки слоеного теста. Композиция по ЕР 2153725 не содержит нерастворимой пищевой клетчатки.
Хотя указанный маргарин описан как пригодный для формовки слоеного теста для хлебобулочных изделий, в нем, однако, нет ингредиентов, способных предотвратить абсорбцию в слоеное тесто масла жировой фазы и воды водной фазы, выделяющихся во время замешивания слоеного теста. Вследствие этого органолептические/структурные свойства слоеного теста могут пострадать.
Таким образом, задача, лежащая в основе изобретения, описанного ниже, заключается в создании маргарина с низким содержанием насыщенных жирных кислот, без пальмового масла, имеющего структурные характеристики, пригодные для его применения при приготовлении хлебобулочных изделий из слоеного теста, в частности, слоеного теста для датской выпечки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вышеуказанная техническая задача решена настоящим изобретением, обеспечивающим композицию маргарина «для раскатывания» с пониженным содержанием насыщенных жирных кислот; содержащую, в процентах по массе от общей массы композиции, от 60% до 80% жировой фазы и от 40% до 20% водной фазы, содержащей воду, белки и растворимую и/или нерастворимую пищевую клетчатку, в которой указанная жировая фаза содержит от 30% до 45% по меньшей мере, одного растительного жира, богатого стеариновой кислотой, и от 70% до 55% по меньшей мере, одного растительного масла; растворимая клетчатка выбрана из группы, состоящей из бета-глюканов, концентрированных водорослей, клетчатки гороха, клетчатки картофеля, клетчатки подорожника, клетчатки гуара; и нерастворимая клетчатка выбрана из группы, состоящей из целлюлозы, клетчатки пшеницы, клетчатки кожуры гороха, клетчатки моркови и клетчатки бамбука.
Под термином «растительный жир» понимают липид на основе триглицеридов растительного происхождения, который является твердым при комнатной температуре; под термином «растительное масло», напротив, понимают липид на основе триглицеридов растительного происхождения, который является жидким при комнатной температуре.
Проценты, указанные в настоящей заявке, если не указано иное, представляют собой проценты по массе (мас./мас.).
Предпочтительно содержание насыщенных жирных кислот в композиции маргарина по настоящему изобретению составляет от 20% до 40%, еще более предпочтительно - от 25% до 30% по массе от общей массы композиции маргарина.
Предпочтительно, растительный жир жировой фазы содержит не менее 50% насыщенных жирных кислот (относительно общей массы жирных кислот) и не менее 80%, предпочтительно от 85 до 95% указанных жирных кислот составляет стеариновая кислота.
Предпочтительно, вышеуказанный растительный жир выбирают из группы, включающей стеарин ши, стеарин подсолнечника с высоким содержанием стеариновой кислоты и фракцию жира из микроводорослей.
Предпочтительно, по меньшей мере 55% триглицеридов, содержащихся в вышеуказанном растительном жире, состоят из триглицеридов SOS-типа (стеариновая-олеиновая-стеариновая).
Предпочтительно растительное масло жировой фазы выбирают из группы, состоящей из кукурузного масла, соевого масла, рапсового масла, подсолнечного масла и арахисового масла, и предпочтительно представляет собой подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты.
Жировая фаза композиции маргарина по настоящему изобретению характеризуется соотношением между насыщенными, мононенасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами, лежащим в пределах между 0,42:1:0,12 и 0,60:1:0,12.
Предпочтительно, жировая фаза дополнительно содержит по меньшей мере один эмульгатор в количестве, меньшем или равном 3% по массе от общей массы композиции.
Предпочтительно, по меньшей мере один эмульгатор выбирают из моноглицеридов пищевых жирных кислот, обладающих функцией улучшения и увеличения скорости кристаллизации, и жидкого лецитина, полученного из подсолнечника или сои.
В настоящем изобретении выбор эмульгаторов осуществляют в зависимости от их функции: жидкий лецитин за счет его эмульгирующего воздействия на водную фазу и моноглицерид за счет его способности стабилизировать жировую фазу и увеличивать скорость кристаллизации композиции.
Предпочтительно вода водной фазы содержится в количестве, равном 22-28% по массе от массы композиции.
Предпочтительно белки водной фазы выбирают из группы, состоящей из глютена, белков сои, белков гороха и белков молока, и более предпочтительно состоят из глютена.
Предпочтительно растворимую клетчатку водной фазы выбирают из группы, состоящей из клетчатки гороха, картофеля и подорожника.
Смеси клетчатки по настоящему изобретению, имеющие наилучшие рабочие качества, характеризуются обычными расчетными значениями абсорбирования воды и масла и вязкости и получаются смешиванием различных видов клетчатки.
В частности, предпочтительным является применение смеси клетчатки, состоящей из клетчатки подорожника, моркови и пшеницы или, в качестве альтернативы, смеси клетчатки подорожника, картофеля и гороха.
В частности, способность абсорбирования воды вышеупомянутых смесей клетчатки лежит в пределах между 8 мл/г и 11 мл/г (мл воды на г клетчатки), а способность абсорбировать масло - между 1,3 г/г и 3,5 г/г (г масла на г клетчатки).
При этом водные дисперсии вышеупомянутых смесей клетчатки (полученные диспергированием смесей клетчатки в воде при 65°С) характеризуются значением напряжения сдвига, меняющегося в зависимости от концентрации клетчатки, содержащейся в дисперсии.
В частности, вязкость дисперсий, содержащих 2% клетчатки по массе от объема раствора (масс./об.), составляет от 0,85 Па до 1,6 Па; вязкость дисперсий, содержащих 5% (масс./об.) клетчатки по массе от объема раствора, составляет от 7,6 Па до 16 Па, и вязкость дисперсий, содержащих 7% (масс./об.) клетчатки по массе от объема раствора, составляет от 39 Па до 45 Па.
Композиция маргарина по настоящему изобретению обеспечивает преимущество применения в водной фазе растворимой и нерастворимой клетчатки, функция которой состоит в абсорбции воды и масла, тем самым предотвращая абсорбцию части композиции слоеным тестом.
Более того, наличие растворимой клетчатки, полученной из подорожника и концентрата водорослей, делает возможным формирование гелеобразной структуры, что повышает плотность композиции маргарина.
Еще одним преимуществом изобретения является процентное содержание влаги в продукте, позволяющее поддерживать консистенцию теста в состоянии, пригодном для раскатывания и брожения.
Благодаря вышеуказанным характеристикам пластичности и плотности композиция маргарина по настоящему изобретению подходит для применения в производстве пищевых продуктов, в частности слоеного теста и сладкого дрожжевого слоеного теста (датская выпечка).
Композицию маргарина по настоящему изобретению получают способом, включающим стадии:
a) приготовление гомогенной водной дисперсии пищевой клетчатки и белков в воде при температуре от 55°С до 65°С;
b) приготовление гомогенной дисперсии по меньшей мере одного растительного масла и по меньшей мере одного растительного жира путем плавления последнего при температуре между 55°С и 65°С и смешивания его по меньшей мере с одним растительным маслом;
c) эмульгирование при температуре 55-80°С, преимущественно при 60°С, двух дисперсий, полученных на стадиях (а) и (b) с получением гомогенной эмульсии;
d) пластифицирование эмульсии, полученной на стадии (с) и ее выдерживание для созревания.
Предпочтительно, эту пластифицированную эмульсию выдерживают для созревания в течение не менее 7 дней при температуре от 15 до 20°С.
Предпочтительно, на стадии (b), гомогенная дисперсия по меньшей мере одного растительного масла и по меньшей мере одного растительного жира содержит по меньшей мере один эмульгатор, выбранный из моноглицеридов, и жидкий лецитин, полученный из подсолнечника или сои.
Предпочтительно, перед стадией (с) эмульгирования дисперсий, полученных на стадиях (а) и b), дисперсию по меньшей мере одного растительного масла и по меньшей мере одного растительного жира, полученных на стадии (b), готовят при 45-55°С при перемешивании.
Предпочтительно, на стадии (d) пластификации эмульсии, полученной на стадии (с), эмульсию охлаждают до температурного интервала от 8°С до 13°С путем последовательной транспортировки в первый охлаждающий цилиндр, промежуточный кристаллизатор (пин-ротор) и второй охлаждающий цилиндр.
Предпочтительно, температура эмульсии, выходящей из первого охлаждающего цилиндра, должна лежать в температурном интервале от 10°С до 18°С.
Предпочтительно, температура эмульсии, выходящей из промежуточного кристаллизатора, должна лежать в температурном интервале от 20°С до 30°С.
Предпочтительно, температура эмульсии, выходящей из второго охлаждающего цилиндра, должна лежать в температурном интервале от 8°С до 13°С.
В результате описанной таким образом процедуры, состоящей из различных последовательных стадий, можно получить конечный маргарин с однородным составом и пригодной для применения в слоеном тесте структурой, отличающейся комбинацией кристаллизованных жиров и плотностью водной фазы, что помогает выдерживать правильную консистенцию слоеного теста (тесто + маргарин после раскатки) во время стадии брожения и выпечки, несмотря на высокий процент ненасыщенных жирных кислот, препятствующую выделению из него масла.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 показан круассан перед стадией брожения, изготовленный из сладкого слоеного теста (датская выпечка) с композицией маргарина по настоящему изобретению.
На Фиг. 2 показан круассан после стадии брожения, изготовленный из сладкого слоеного теста (датская выпечка) с композицией маргарина по настоящему изобретению.
На Фиг. 3 показан сравнительный график вязкости смесей двух клетчаток по настоящему изобретению на основе математической модели Windhab.
На Фиг. 4 показан сравнительный график реологии стандартного маргарина для раскатывания в сравнении с маргарином по настоящему изобретению.
На Фиг. 5 показан сравнительный график консистенции двух стандартных маргаринов для раскатывания по сравнению с маргарином по Примеру 1 настоящего изобретения и маргарином по Примеру 2 настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение далее описано некоторыми примерами реализации, демонстрирующими ниже представленный способ следующими неограничивающими примерами.
Пример 1 - Первая композиция маргарина
Жировая фаза составляет 71,3%, водная фаза - 28,7% с содержанием 25% воды.
Композицию маргарина получали способом, описанным ниже.
Гомогенную водную дисперсию растворимой клетчатки, нерастворимой клетчатки и белков, образующих водную фазу композиции маргарина по настоящему изобретению, приготавливали способом, описанным ниже.
Способ включал стадию смешивания сухих продуктов, представленных в виде порошка, а именно клетчатки и белков; последующую стадию холодного диспергирования указанной смеси в воде в течение 5 минут и заключительную стадию нагрева полученной таким образом дисперсии до температуры 60°С при непрерывном перемешивании.
Одновременно приготавливали гомогенную жировую дисперсию растительного масла и растительного жира.
Способ получения жировой дисперсии по настоящему изобретению включал стадию нагревания и стадию смешивания жира и масла при температуре 60°С в течение 30 минут при непрерывном помешивании.
Водную фазу добавляли к жировой фазе при температуре 60°С и всю композицию подвергали воздействию эмульгирующей головки гомогенизатора/эмульгатора в течение примерно 20 минут до получения гомогенной эмульсии. Затем эту эмульсию переносили в пластификатор с очищаемой поверхностью для ее пластификации.
В пластифицирующей установке композицию маргарина по Примеру 1 подвергали охлаждению, включающему последовательную транспортировку композиции в первый охлаждающий цилиндр, промежуточный кристаллизатор и второй охлаждающий цилиндр.
Температуры композиции, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Охлажденную таким образом композицию транспортировали для упаковки и для стадии созревания, которая длилась 7 дней при 15-20°С.
Пример 2 - Вторая композиция маргарина
В указанной композиции жидкий лецитин и моноглицериды добавляли в жировую фазу в качестве эмульгаторов, и лимонную кислоту добавляли в водную фазу в качестве подкислителя.
Наличие эмульгаторов в составе композиции маргарина сделало возможным уменьшение времени кристаллизации и увеличение твердости конечного продукта.
Жировая фаза составляла 71,3%, водная фаза - 28,7% с содержанием 25% воды.
Композицию получали способом, описанным в Примере 1.
Температуры композиции по Примеру 2, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Пример 3 - Третья композиция маргарина
В указанной композиции жидкий лецитин и моноглицериды не добавляли к жировой фазе.
Жировая фаза составляла 72%, водная фаза - 28% с содержанием 25% воды.
Композицию готовили способом, описанным в Примере 1.
Температуры композиции по Примеру 3, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Пример 4 - Четвертая композиция маргарина
В указанной композиции жидкий лецитин и моноглицериды добавляли к жировой фазе в качестве эмульгаторов и лимонную кислоту добавляли к водной фазе в качестве подкислителя.
Наличие эмульгаторов в составе композиции маргарина позволило уменьшить время кристаллизации и увеличить твердость конечного продукта.
Жировая фаза составляла 71,3%, водная фаза - 28,7% с содержанием 25% воды. Композиция готовилась способом, описанным в Примере 1.
Температуры композиции по Примеру 4, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Пример 5 - Пятая композиция маргарина
Жировая фаза составляла 71,3%, водная фаза - 28,7% с содержанием 25% воды. Композиция приготовлена способом, описанным в Примере 1.
Температуры композиции по Примеру 5, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Пример 6 - Шестая композиция маргарина
Жировая фаза составляла 71,3%, водная фаза - 28,7% с содержанием 25% воды. Композицию получали способом, описанным в Примере 1.
Температуры композиции по Примеру 6, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Пример 7 - Седьмая композиция маргарина
Жировая фаза составляла 71,3%, водная фаза - 28,7% с содержанием 25% воды. Композиция приготовлена способом, описанным в Примере 1.
Температуры композиции по Примеру 7, замеренные на входе в пластификатор с очищаемой поверхностью и на выходе из первого охлаждающего цилиндра, промежуточного кристаллизатора и второго охлаждающего цилиндра, имели следующее значение:
Пример 8 – Реологический анализ смесей клетчатки (Смесь 1 и Смесь 2)
Проведено испытание с целью определения вязкости водных дисперсий смесей клетчатки (Смесь 1 и Смесь 2), используемой в составе композиций маргарина по настоящему изобретению.
Первая смесь клетчатки (Смесь 1) содержала нерастворимую клетчатку гороха, растворимую клетчатку картофеля и растворимую клетчатку подорожника.
Вторая смесь клетчатки (Смесь 2) содержала растворимую и нерастворимую клетчатку моркови, нерастворимую клетчатку пшеницы и растворимую клетчатку подорожника.
Испытание проводили ротационным методом с целью сравнить вязкости водных дисперсий смесей клетчатки (Смесь 1 и Смесь 2) при увеличении процента клетчатки, содержащегося в них, при температуре 65°С.
Используя метод, описанный ниже, можно измерить реологические свойства продукта, являющегося неньютоновской жидкостью (включая смеси, кремы, шоколад и тесто), как описано в научной публикации «FLUID IMMOBILIZATION - A STRUCTURE-RELATED KEY MECHANISM FOR THE VISCOUS FLOW BEHAVIOUR OF CONCENTRATED SUSPENSION SYSTEMS» Erich J. Windhab, Applied Rheology 10, 2, 134-144 (2000).
Инструменты, используемые для анализа:
- Вискозиметр Anton Paar Physica MCR 101
- Пара цилиндр-стакан C-CC-27 / T200 с C-PTD200 (для измерений вращения)
Термины и определения:
- «Напряжение сдвига»: обычно обозначается греческой буквой тау τ.
- «Скорость сдвига»: т.е. градиент скорости (обычно обозначается D или греческой буквой гамма с точкой над ней ).
В соответствии с указанным методом, для измерения скорости сдвига и изучения реологических свойств (в частности, в данном случае вязкости и напряжения сдвига) образец подвергался воздействию внутри цилиндра, вращающегося внутри стакана с чуть большим диаметром.
В частности, стакан (по возможности СС27/Т200, если количество имеющегося образца больше, чем около 40 мл) заполняли до уровня метки внутри упомянутого стакана.
Полученные результаты представлены с помощью математической модели Windhab и показаны на Фигуре 3.
Согласно графику, водные дисперсии смесей клетчатки (Смесь 1 и Смесь 2), отличающиеся составом клетчатки, имели похожую вязкость, возрастающую при увеличении концентрации содержащейся в водных дисперсиях клетчатки.
В частности, аналогичную тенденцию можно было наблюдать в образцах с концентрацией клетчатки 2% и 5%, но можно отметить, что при концентрации клетчатки 7% вязкость водной дисперсии второй смеси (Смесь 2) имела предельное значение для получения высококачественной конечной композиция маргарина.
Из графика можно получить значения вязкости при 65°С водных дисперсий, испытанных при изменении процентного содержания смеси клетчатки, содержащейся в каждой из них, как показано в таблице ниже.
Пример 9 - Анализ типичной абсорбции воды смесями клетчатки по настоящему изобретению (Смесь 1 и Смесь 2)
Проведен анализ для определения максимального количества воды, абсорбируемого смесями клетчатки по настоящему изобретению.
Абсорбция воды или «водоудерживающая способность» (ВУС), определялась как максимальное количество воды, удерживаемое 1 г данного материала во время центрифугирования.
Описанный способ применим как к моделям на основе растительного или животного белка, например зерновых хлопьев и муки, так и к предварительно клейстеризованным крахмалам.
Оборудование:
- Весы, с точностью взвешивания до 0,01 г
- Центрифуга
- Прозрачные пробирки для центрифугирования на 50 мл
- Пастеровские пипетки и зонды
Способ измерения водной абсорбции заключался в отвешивании 5,0 г образца в предварительно взвешенную пробирку и добавлении небольших количеств дистиллированной воды с размешиванием зондом после каждого добавления до тех пор, пока образец не будет равномерно смочен, с последующим центрифугированием при 2000 об/мин в течение 10 минут.
Образовавшийся центрифугат удаляли пипеткой Пастера; если центрифугат не образовался, то вышеуказанные операции повторяли с добавлением большего количества воды.
Пробирку с оставшимся осадком затем взвешивали и вычисляли расчетную абсорбцию (ABS) по формуле, приведенной ниже.
Чтобы вычислить количество воды и продукта, которое нужно добавить, образец взвешивали в четырех пробирках в количестве, значение которого можно получить из следующей формулы:
H=15/(ABS+1), где:
- Н: количество образца, который нужно добавить в каждую пробирку
- ABS: расчетная абсорбция
В каждую пробирку добавлялось следующее количество воды:
1) 13,5-Н
2) 14,5-Н
3) 15,5-Н
4) 16,5-Н
Затем производили тщательное перемешивание зондом в течение 2 минут, после чего образцы центрифугировали при 2000 об/мин в течение 10 минут, и испытуемые пробирки сравнивали после центрифугирования; после этого испытывали следующие 2 пробирки с центрифугатом и без него.
Для вычисления результатов расчетной абсорбции использовали следующую математическую формулу:
ABS = (A-P-5)/5, где,
ABS = расчетная абсорбция
А = масса пробирки с осадком после удаления центрифугата
Р = масса пробирки.
Абсорбция воды (выраженная в мл/г) может быть получена из среднего значения количеств воды, добавленной в вышеупомянутые пробирки, деленного на Н.
Также был проведен анализ для определения максимального количества масла, абсорбируемого смесями клетчатки по настоящему изобретению.
Абсорбция масла, или «маслоудерживающая способность» (МУС), определялась как максимальное количество масла, удерживаемое 1 г данного материала во время центрифугирования.
Способ измерения указанного параметра такой же, как описанный выше способ для измерения значений водной абсорбции.
Таблица ниже показывает значения абсорбции воды (ВУС) и абсорбции масла (МУС) смесями клетчатки по настоящему изобретению (Смесь 1 и Смесь 2).
Обе смеси клетчатки подходили для применения в составе композиций маргарина, представленных в любом из вышеописанных примеров.
Значения, приведенные в таблице, представляли собой оптимальные количества каждой из смесей клетчатки для получения композиции маргарина по настоящему изобретению.
Пример 10 - Характеристика конечной композиции маргарина по Примеру 1: реологический анализ
Проведен сравнительный анализ с целью сравнения реологических характеристик стандартного маргарина для раскатывания с характеристиками маргарина по Примеру 1 настоящего изобретения.
Параметры анализа:
- Инструментарий для анализа: реометр с плоскопараллельным зазором, диаметр 25 мм, поверхность с насечками;
- Величина амплитуды: 0,01% до 100%; частота: 1 Гц
- Зазор: 2 мм
- Осевая нагрузка: 4Н.
Данные реологического анализа представлены на Фигуре 4, откуда видно, что реологические свойства композиции маргарина по настоящему изобретению, содержащей от 25% до 35% насыщенных жиров, аналогичны реологическим свойствам обычно используемого маргарина, содержащего около 50% насыщенных жиров.
Пример 11 - Оценка параметров конечной композиции маргарина по Примеру 1: определение консистенции полутвердых продуктов с использованием камеры мульти-экструзии
Проведен сравнительный анализ консистенции стандартного маргарина для раскатывания и маргарина по Примеру 1 настоящего изобретения, с исследованием ухудшения структурных характеристик упомянутых маргаринов после применения циклической механической нагрузки.
В частности, на основе указанного анализа можно воспроизвести моделирование процесса жевания или определенных стадий обработки в промышленной установке, которая может привести к размягчению хлебопекарного ингредиента, такого как маргарин для слоеного теста.
Указанный анализ проводили с использованием динамометра в экструзионной камере, что позволило исследовать структурный состав образцов маргаринов.
Определение характеристик консистенции производили с помощью динамометра, выполняющего в экструдере внутри герметичного цилиндра цикл из 50 тактов (25 ходов впуска и 25 обратных ходов).
Аналитический метод, применявшийся для определения консистенции композиции маргарина по настоящему изобретению, описан в публикации: Renzetti S., de Harder R., Jurgens A., «Puff pastry with low saturated fat contents: The role of fat and dough physical interactions in the development of a layered structures Journal of Food Engineering (2016)170:24-32.
Результаты анализа представлены в виде графика, показывающего значения работы (Джоуль) по циклам экструзии.
График на Фигуре 5 показывает, что параметры консистенции композиций маргарина по Примеру 1 и Примеру 2 попадали в диапазон значений параметров консистенции стандартных маргаринов для раскатывания, предельные значения которых взяты у двух стандартных, коммерчески доступных маргаринов для раскатывания, испытанных во время исследования и обозначенных на графике «маргарин для раскатывания А» (продаваемый компанией Unigra) и «маргарин для раскатывания В» (продаваемый компанией Unigra), соответственно.
Указанный результат показывает, что, хотя композиции маргарина по настоящему изобретению имели пониженное содержание жирных кислот между 20% и 40% (мас./мас), эти композиции имели характеристики консистенции типичных стандартных маргаринов для раскатывания, которые, в свою очередь, имеют содержание насыщенных жирных кислот около 50% (мас./мас.)