Способ получения зефира без сахара с концентратом сывороточных белков
METHOD FOR PRODUCING SUGAR-FREE ZEFIR WITH A WHEY PROTEIN CONCENTRATE

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к кондитерской, и может быть использовано в производстве зефира на агар-агаре «без добавления сахара» с использованием концентрата сывороточных белков для питания всех групп населения, в том числе для спортсменов.
3
Известен способ производства зефирной массы, включающий подготовку сырья, приготовление яблочно-пектиново-белковой смеси, для этого в яблочное пюре засыпают сухую смесь из пектина и сахара в соотношении 1: (4÷5), которую оставляют для набухания пектина. Смесь с набухшим пектином нагревают до температуры 50-60 °С, в нее добавляют лактат натрия, смесь из яичного белка и концентрата белков творожной сыворотки (КБТС), полученного путем пастеризации творожной сыворотки, последующей ее выдержки с соляной кислотой, охлаждения, ультрафильтрации, сушки распылением до получения сухого тонкодисперсного порошка с содержанием сухих веществ 94-95 %, полученную массу сбивают до образования плотной пенообразной массы. Параллельно готовят сахаро-паточный сироп путем растворения оставшегося количества сахара в воде, уваривания смеси до содержания сухих веществ 85±1 %. Полученный сахаро-паточный сироп вносят в пенообразную яблочно-пектиново-белковую массу, все сбивают в течение 10-15 мин до получения белой, вязкой пенообразной массы плотностью 470-500 кг/м, которую затем формуют [Патент РФ № 2063150, кл. A23L1/06, опубл. 10.07.1996 г.]. Компоненты зефирной массы берут в следующем количестве, мас. % (по сухим веществам):
Патока
12,46–14,04
Пюре яблочное
3,33–3,53
Яичный белок
0,69–1,04
Концентрат белков творожной сыворотки
2,42–2,77
Пектин цитрусовый
1,25–1,30
Лактат натрия
0,23–0,24
Сахар белый
остальное
3
Недостатком данного способа является длительный процесс сбивания зефирной массы в течение 10-15 мин, высокая плотность зефирной массы - 470-500 кг/м, значительное содержание в рецептуре сахара белого, что повышает в продукте количество легкоусвояемых углеводов, калорийность, гликемический индекс, низкое содержание фруктовой и белковой части, что снижает пищевую и биологическую ценность изделия, постепенное засахаривание корпуса зефира в процессе хранения за счет присутствия сахара в рецептуре, что сокращает свежесть продукта и снижает его срок хранения.
Технической задачей изобретения является расширение ассортимента зефира, увеличение его срока хранения за счет полной замены сахара белого в рецептуре на глюкозно-фруктозный сироп, снижение сахароемкости, калорийности, повышение пищевой и биологической ценности зефира за счет внесения белкового обогатителя – концентрата сывороточных белков, сокращение технологического процесса за счет применения непрерывного процесса сбивания зефирной массы под давлением сжатого воздуха.
3
Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен способ производства зефира, включающий приготовление сиропа, зефирной массы путем смешивания сиропа с рецептурными компонентами, формование и структурообразование зефирной массы, отличающийся тем, что при получении сиропа вместо сахара белого используют глюкозно-фруктозный сироп, для этого агар-агар смешивают с водой при гидромодуле 1:30, раствор доводят до кипения и вносят глюкозно-фруктозный сироп, полученную смесь уваривают при температуре 107-108 °С до массовой доли сухих веществ 73±1,5 %, параллельно восстанавливают сухой яичный белок в воде при гидромодуле 1:5 и порошок концентрата сывороточных белков при гидромодуле 1:1,5, уваренный агаро-глюкозно-фруктозный сироп смешивают с подогретым до температуры 40±2 °С фруктово-ягодным или овощным концентрированным соком, лактатом натрия и восстановленным яичным белком, массу сбивают под давлением сжатого воздуха 2,5-3,5 бар в течение 2-3 мин, в конце сбивания добавляют заранее взбитый в присутствии лимонной кислоты восстановленный концентрат сывороточных белков, смесь сбивают в течение 30 с до однородной массы плотностью 400±20 кг/м, которую далее направляют на формование методом отсадки, выстаивание и сушку, готовят зефир при следующем соотношении рецептурных компонентов, мас. % (по сухому веществу):
Агар-агар
0,7–0,8
Концентрат сывороточных белков
4,5–5,0
Сухой яичный белок
0,90–0,95
Фруктово-ягодный или овощной концентрированный сок
5,0-6,0
Лактат натрия
0,5–0,6
Кислота лимонная
0,5–0,6
Глюкозно-фруктозный сироп
остальное
Технический результат заключается в расширении ассортимента зефира увеличенного срока хранения за счет полной замены в рецептуре сахара белого на глюкозно-фруктозный сироп, что исключает процесс засахаривания и высыхания изделия при его хранении; снижении сахароемкости, калорийности, гликемического индекса продукта; повышении его пищевой и биологической ценности за счет внесения белкового обогатителя – концентрата сывороточных белков и фруктового или овощного концентрированного сока; сокращении технологического процесса за счет применения непрерывного процесса сбивания зефирной массы под давлением сжатого воздуха.
Концентрат сывороточных белков (КСБ) представляет собой белый с кремовым оттенком порошок с чистым сывороточным, сладковатым вкусом и запахом, его получают путем ультрафильтрации и микрофильтрации молочной сыворотки с последующим получением из нее порошка распылительной сушкой. КСБ содержит около 4,5±0,5 % влаги, 80±5 % белка, 6±1 % жира, 3±0,5 % золы и 2±0,5 % лактозы.  Он является источником высококачественного белка, имеет высокую питательную, пищевую и биологическую ценность, легко усваивается организмом, обладает лечебно-профилактическими свойствами. Сывороточный белок по своей биологической ценности превосходит все белки животного и растительного происхождения, в его составе содержится значительное количество аминокислоты лейцина, которая отвечает за стимулирование синтеза мышечного белка, а также эссенциально важные аминокислоты, такие как метионин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, аргинин, гистидин, цистин и др. Содержание и общее количество незаменимых аминокислот в КСБ по сравнению с другими белоксодержащими ингредиентами представлено в табл. 1.  Белок КСБ содержит наибольшее количество незаменимых аминокислот, его можно отнести к полноценным и «биодоступным» белкам, он быстро усваивается организмом. Это ценное сырье для производства специализированных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности, в том числе для спортсменов, так как протеины ускоряют восстановление организма после тренировок, укрепляют иммунную систему и увеличивает термогенез.
Для снижения сахароемкости и калорийности в рецептуре зефира была произведена полная замена сахара на глюкозно-фруктозный сироп. Сахар белый имеет ряд недостатков: его технология получения является многостадийным и длительным процессом; он состоит из 99,75 % сахарозы, употребление которой в значительных количествах приводит к образованию кариеса и разрушению зубов, ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям, увеличению холестерина в крови, повышению кровяного давления, старению тканей организма, нарушению микрофлоры кишечника, повреждению печени, разрушению костных тканей и др.
Глюкозно-фруктозный сироп (ГФС) представляет собой вязкую жидкость бесцветного или светло-желтого цвета со сладким вкусом, в состав которой входит 40-44 % фруктозы, 50-54 % глюкозы, мальтозы и др. углеводов не более 10 %, массовая доля сухих веществ – 70,0-71,5 %. Преимуществом ГФС, по сравнению с сахаром белым, является меньшая калорийность – 278, 8 ккал/ 100 г (у сахара белого – 399 ккал/100 г), высокие технологические свойства. За счет присутствия в составе сиропа редуцирующих сахаров, сахаристые продукты на его основе не кристаллизуются в процессе хранения и хранятся долгое время без признаков высыхания и черствения.
Фруктово-ягодные или овощные концентрированные соки имеют ярко выраженный вкус и аромат фруктов, ягод и овощей, они наделены питательными и полезными веществами. В них содержатся легкоусвояемые углеводы, органические кислоты, пищевые волокна, пектин, белковые вещества, мощные антиоксиданты, высокое количество витаминов группы В, РР, Н, Е, аскорбиновой кислоты и др., минеральных веществ: магния, кальция, фосфора, калия, натрия, цинка, железа, марганца, хрома, фтора и др. Такой комплекс полезных веществ наилучшим образом сказывается на человеческом организме, помогая восстановить иммунную систему и избавиться от ряда заболеваний, связанных с работой желудка, печени, кишечника, мочевого пузыря и почек и др.
Способ производства зефира осуществляется следующим образом. Вначале восстанавливают белковые ингредиенты, для этого яичный порошок смешивают с водой при гидромодуле 1:5, а порошок КСБ при гидромодуле - 1:1,5, которые оставляют для набухания в течение 20-30 мин. После чего в водный раствор КСБ добавляют рецептурное количество лимонной кислоты и смесь взбивают в течение 1-2 мин до устойчивой пены.
Отдельно готовят агаро-глюкозо-фруктозный сироп, для этого агар-агар смешивают с водой при гидромодуле 1:30, полученный раствор доводят до кипения, после чего вносят глюкозо-фруктозный сироп, полученную смесь уваривают до температуры 107-108 °С, при этом массовая доля сухих веществ получается 73±1,5 %.
3
В сбивальную машину переносят уваренный агаро-глюкозно-фруктозный сироп, добавляют нагретый до температуры 40±2 °С фруктово-ягодный или овощной концентрированный сок и лактат натрия, в полученную смесь постепенно при взбивании вносят восстановленный яичный белок, смесь взбивают под давлением сжатого воздуха  2,5-3,5 бар в течение 2-3 мин до получения воздушной пенообразной массы, в конце вносят заранее взбитый КСБ пенообразной структуры, массу перемешивают до равномерного распределения КСБ в течение 30 с, при этом плотность зефирной массы составляет 400±20 кг/м, ее далее направляют на формование методом отсадки, выстаивание и сушку, готовят зефир при следующем соотношении рецептурных компонентов, мас. % (по сухим веществам):
Агар-агар
0,7–0,8
Концентрат сывороточных белков
4,5–5,0
Сухой яичный белок
0,90–0,95
Фруктово-ягодный или овощной концентрированный сок
5,0-6,0
Лактат натрия
0,5–0,6
Кислота лимонная
0,5–0,6
Глюкозно-фруктозный сироп
остальное
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1 (прототип).
3
Для приготовления 100 г зефира в яблочное пюре в количестве 3,33 г от массы сухих веществ изделия (36,9 г) вносят при непрерывном перемешивании сухую смесь пектина в количестве 1,25 г (1,18 г) с сахаром в соотношении 1:5, оставляют для набухания студнеобразователя. Для полного растворения сахара смесь нагревают до 50 °С, добавляют 0,23 г (0,50 г) лактата натрия, затем смесь, содержащую 2,42 г (2,23 г) яичного белка и 1,04 г (7,5 г) КБТС, сбивают в течение 17 мин, до получения плотной пенообразной массы. Параллельно готовят сахаро-паточный сироп, для чего оставшееся количество сахара растворяют в 45 мл воды, вносят 12,46 г (13,9 г) разогретой до 55 °С патоки, уваривают до содержания сухих веществ 85±1 %. В сбитую яблочно-пектиново-белковую массу вносят сахаро-паточный сироп с температурой 93 °С, сбивают еще 10 мин до образования белой вязкой пенообразной массы плотностью 470 кг/м и формуют отсадкой.
Органолептические и физико-химические показатели качества представлены в таблице 2.
Пример 2.
Вначале восстанавливают белковые ингредиенты, для этого яичный порошок в количестве 0,9 г от массы сухих веществ смешивают с водой при гидромодуле 1:5, а порошок КСБ в количестве 4,5 г при гидромодуле с водой в соотношении - 1:1,5, которые оставляют для набухания в течение 25 мин. После чего в водный раствор КСБ добавляют 0,5 г лимонной кислоты и смесь взбивают в течение 2 мин до устойчивой пены.
Отдельно готовят агаро-глюкозо-фруктозный сироп, для этого 0,7 г агар-агара смешивают с водой при гидромодуле 1:30, полученный раствор доводят до кипения, после чего вносят глюкозо-фруктозный сироп в количестве 57,9 г от массы сухих веществ, полученную смесь уваривают до температуры 107 °С, при этом массовая доля сухих веществ получается 71,5 %.
3
В сбивальную машину переносят уваренный агаро-глюкозно-фруктозный сироп, добавляют нагретый до 40 °С концентрированный яблочный сок в количестве 5,0 г и 0,5 г лактата натрия, в полученную смесь постепенно при взбивании вносят восстановленный яичный белок, смесь взбивают под давлением сжатого воздуха в течение 3 мин при давлении 2,0 бар до получения воздушной пенообразной массы, в конце вносят заранее взбитый КСБ пенообразной структуры, массу перемешивают до равномерного распределения КСБ в течение 30 с, при этом плотность зефирной массы составляет 380 кг/м, ее далее направляют на формование методом отсадки, выстаивание и сушку, готовят зефир при следующем соотношении рецептурных компонентов, мас. % (по сухим веществам):
Агар-агар
0,7
Концентрат сывороточных белков
4,5
Сухой яичный белок
0,90
Концентрированный яблочный сок
5,0
Лактат натрия
0,5
Кислота лимонная
0,5
Глюкозно-фруктозный сироп
57,9
Органолептические и физико-химические показатели качества представлены в таблице 2.
Пример 3.
Вначале восстанавливают белковые ингредиенты, для этого яичный порошок в количестве 0,92 г от массы сухих веществ смешивают с водой при гидромодуле 1:5, а порошок КСБ в количестве 4,8 г при гидромодуле с водой в соотношении - 1:1,5, которые оставляют для набухания в течение 20 мин. После чего в водный раствор КСБ добавляют 0,55 г лимонной кислоты и смесь взбивают в течение 1,5 мин до устойчивой пены.
Отдельно готовят агаро-глюкозо-фруктозный сироп, для этого 0,77 г агар-агара смешивают с водой при гидромодуле 1:30, полученный раствор доводят до кипения, после чего вносят глюкозо-фруктозный сироп в количестве 56,8 г от массы сухих веществ, полученную смесь уваривают до температуры 108 °С, при этом массовая доля сухих веществ получается 74,0 %.
3
В сбивальную машину переносят уваренный агаро-глюкозно-фруктозный сироп, добавляют нагретый до 41 °С клубничный концентрированный сок в количестве 5,7 г и 0,54 г лактата натрия, в полученную смесь постепенно при взбивании вносят восстановленный яичный белок, смесь взбивают под давлением сжатого воздуха в течение 2,5 мин при давлении 3,0 бар до получения воздушной пенообразной массы, в конце вносят заранее взбитый КСБ пенообразной структуры, массу перемешивают до равномерного распределения КСБ в течение 30 с, при этом плотность зефирной массы составляет 410 кг/м, ее далее направляют на формование методом отсадки, выстаивание и  сушку, готовят зефир при следующем соотношении рецептурных компонентов, мас. % (по сухим веществам):
Агар-агар
0,77
Концентрат сывороточных белков
4,8
Сухой яичный белок
0,92
Концентрированный клубничный сок
5,7
Лактат натрия
0,54
Кислота лимонная
0,55
Глюкозно-фруктозный сироп
56,8
Органолептические и физико-химические показатели качества представлены в таблице 2.
Пример 4.
Вначале восстанавливают белковые ингредиенты, для этого яичный порошок в количестве 0,95 г от массы сухих веществ смешивают с водой при гидромодуле 1:5, а порошок КСБ в количестве 5,0 г при гидромодуле с водой в соотношении - 1:1,5, которые оставляют для набухания в течение 30 мин. После чего в водный раствор КСБ добавляют 0,6 г лимонной кислоты и смесь взбивают в течение 1,0 мин до устойчивой пены.
Отдельно готовят агаро-глюкозо-фруктозный сироп, для этого 0,8 г агар-агара смешивают с водой при гидромодуле 1:30, полученный раствор доводят до кипения, после чего вносят глюкозо-фруктозный сироп в количестве 56,0 г от массы сухих веществ, полученную смесь уваривают до температуры 108 °С, при этом массовая доля сухих веществ получается 74,5 %.
3
В сбивальную машину переносят уваренный агаро-глюкозно-фруктозный сироп, добавляют нагретый до 38 °С концентрированный тыквенный сок в количестве 6,0 г и 0,5 г лактата натрия, в полученную смесь постепенно при взбивании вносят восстановленный яичный белок, смесь взбивают под давлением сжатого воздуха в течение 3 мин при давлении 2,5 бар до получения воздушной пенообразной массы, в конце вносят заранее взбитый КСБ пенообразной структуры, массу перемешивают до равномерного распределения КСБ в течение 30 с, при этом плотность зефирной массы составляет 420 кг/м, ее далее направляют на формование методом отсадки, выстаивание и сушку, готовят зефир при следующем соотношении рецептурных компонентов, мас. % (по сухим веществам):
Агар-агар
0,8
Концентрат сывороточных белков
5,0
Сухой яичный белок
0,95
Концентрированный тыквенный сок
6,0
Лактат натрия
0,5
Кислота лимонная
0,6
Глюкозно-фруктозный сироп
56,0
Органолептические и физико-химические показатели качества представлены в таблице 2.
Таблица 1 – Содержание незаменимых аминокислот различных
белковых продуктов
Белковый продукт
Незаменимые аминокислоты, г/100 г
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин+цистеин
Фенилаланин+тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
Сумма
Стандартный белок ФАО/ВОЗ
4,0
7,0
5,5
3,5
6,0
4,0
1,0
5,0
36,0
Яичный белок
7,7
9,2
7,0
4,6
6,3
4,3
1,5
7,2
47,2
КСБ
20,56
13,37
7,04
7,25
10,76
1,68
7,84
68,5
КБТС
6,3
10,2
9,1
4,1
6,1
6,9
2,6
5,6
50,9
Таблица 2 – Показатели качества зефира
Показатели качества
Прототип (пример 1)
Зефир, приготовленный по примеру
2
3
4
Органолептические показатели:
Вкус и запах
Молочный привкус
Яблочный привкус
Клубничный привкус
Тыквенный привкус
Вид в изломе
Однородный, мелкопористый
Консистенция
Слегка затяжистая
Воздушная
Воздушная
Слегка затяжистая
Цвет
Белый
Белый с серым оттенком
Белый с розовым оттенком
Белый с кремовым оттенком
Физико-химические показатели:
Массовая доля влаги зефирной массы, %
30,2
29,3
27,6
26,1
Плотность зефирной массы, кг/м<sup>3</sup>
470
380
410
420
Массовая доля редуцирующих веществ зефирной массы, %
13,0
52,2
50,6
49,7
Активная кислотность, рН
-
4,1
3,7
4,3
Представленное соотношение рецептурных компонентов авторами подобрано экспериментально и выход за их диапазон повлечет изменения органолептических и физико-химических показателей зефирной массы.
Использование КСБ в количестве, составляющем 4,5-5,0 кг, является рациональным, так как при его использовании более 5,0 кг ухудшается качество зефира, а именно, увеличивается плотность и повышается его себестоимость, при введении менее 4,5 кг пищевая и биологическая ценность зефира снижается.
Если фруктово-ягодного или овощного концентрированного сока взять более 6,0 кг, то это приводит к увеличению себестоимости и ухудшению органолептических свойств зефира, а именно, увеличению его текучести и кислотности, снижению формоудерживающей способности, если менее 5,0 кг, то к снижению пищевой ценности зефира.
Предложенный способ производства зефира «без сахара» на основе глюкозно-фруктозного сиропа с использованием концентрата сывороточных белков позволяет:
- расширить ассортимент зефира «без использования сахара»;
- снизить сахароемкость, калорийность и гликемический индекс зефира за счет полной замены сахара белого на глюкозно-фруктовый сироп;
- повысить пищевую и биологическую ценность зефира за счет использования фруктово-ягодного или овощного концентрированного сока и концентрата сывороточных белков, который является источником белка и незаменимых аминокислот;
- увеличить срок хранения зефира за счет исключения из рецептуры сахара и исключения процесса засахаривания и высыхания изделия при его хранении;
- сокращение технологического процесса за счет применения непрерывного процесса сбивания зефирной массы под давлением сжатого воздуха.