А М Дорохнович, Н П Лазоренко - Визначення структурно-механічних властивостей тіста - страница 1

Страницы:
1 

УДК 664.68

ВИЗНАЧЕННЯ СТРУКТУРНО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

ТІСТА ДЛЯ МАФФШІВ

Дорохович A.M., д-р техн. наук, професор, Ковалевська Є.І., канд. техн. наук, доцент,

Лазоренко Н.П., аспірант Національний університет харчових те.лологій, м. Київ

Досліджено структурно-механічні властивості маффінів і а основі цукру білого, встановлено вплив цукрозамінників фруктози і пребіотика лактулози на структурно-механічні властивості маффінів. На­ведено основні реологічні показники тістовкх мас маффінів.

Investigational structurally mechanical properties of maffm on the basis of sugar white, influence of sweeteners fructose is set and prebiotika laktu/ozi on structurally mechanical properties of maffiniv. The basic reologichni indexes of tistovikh the masses of maffiniv are resulted.

Ключові слова: маффін, пребіотик лактулоза, реологічні властивості тіста.

Асортимент борошняних кондитерських виробів (БКВ) в Укра'чі з кожним роком безупинно зростає. Роз­ширюється асортимент вже наявних видів борошняних кондитерсь іих виробів і мігрують з Європи нові види борошняних кондитерських виробів. Останнім часом на ринку Україн і з'явилися нові види БКВ  це маффіни.

Маффіни - один із нових для українських споживачів кондитеї ський виріб. Зовні маффіни схожі на кекси, але якщо кекси - це скоріше торт у мініатюрному виконанні, то маффіни - це золота середина між кексом і мас­ляним бісквітом. Він поєднує в собі легку, ніжну структуру бісквіту, пористість кексів і має свою індивідуаль­ність: замість маргарину або вершкового масла, яка у кексів є основним структуроутворювачем тіста використо­вується рослинна олія, яка багата на поліненасичені жирні кислоти, не містить транс-ізомерів жирних кислот. Зазвичай на підприємствах малої і середньої потужності, а також у кафе маффіни виготовляють на основі тради­ційної сировини (борошна, цукру білого кристалічного, меланжу) з додаванням спеціальної суміші [2], до складу якої входить сухий меланж, вологоутримувальні компоненти, сухе янежирене молоко, крохмаль, пекарські по­рошки Е 450; Е 500, емульгатори Е 472 і Е 471, Е 475, сіль, барвн.ж та ін. Співвідношення компонентів даної суміші є невідомим.

У НУХТі було проведено комплекс досліджень і шляхом використання математичного методу багатофак-торного планування експерименту було визначено оптимальне співі ідношення хімічних розпушувачів: харчової соди, амонію і пірофосфату натрію та емульгаторів, що було використано при розробленні науково обгрунтова­них рецептурних композицій маффінів оздоровчого (функціонального) і дієтичного призначення [2].

Аналіз ринку України і за кордоном показує, що при виробництві маффінів використовується цукор білий кристалічний [4].

У зв'язку з тим, що з кожним роком збільшується кількість хвсоих на цукровий діабет, нами запропоновано при виробництві маффінів використовувати цукрозам іиник фщкто..у, а для надання виробам функціонального статусу збагачувати їх фізіологічно-функціональним^ інгредієнтом - пребіотиком лактулозою [5]. Як пребіотик "лактулоза стимулює ріст і розвиток захищеної мікрофлори кишечні* са - біфідо і лактобактерій, які активно роз­виваючись, продукують органічні кислоти, які у свою чергу пригнічують ріст і розмноження патогенних мікро­організмів за рахунок зменшення кишкового рН. Крім того, лактулоза сприяє покращенню імунітету, синтезу вітамінів, захисту від різних інфекцій, вона перешкоджає проникненню в кров токсинів, які утворюються при метоаболізмі харчовик продуктів. Добова профілактична доза лактулози, рекомендована медико-біологічними випробуваннями 2,0 - 10,0 г на добу [3].

Відповідно до державного стандарту Роем ГОСТ Р 82349-2005 [1], науковою базою якого є Європейська нау­кова концепція, харчовий продукт має статус «функціональний харчовий продукт», коли до його складу входять фізіологічно-функціональні інгредієнти в кількості 10-50 % від добової потреби. Лактулоза, як пребіотик є фізіо­логічно-функціональний інгредієнт, тому нами було запропоновано і икористовувати її в кількості 2 грама на 100 г маффіну. За основу ми рийняли, добова потреба лактулози як п іебіотика становить 10 г, і як фізіологічно-функціонапьний інгредієнт йото кількість прийнята нами 20 %, що складає 2 г на 100 г готового продукту, тобто при споживанні 100 г маффінів забезпечується задоволення добової потреби лактулози на 20 %.

156

Наукові праці, випуск 40, том 1

Головне в процесі тістоутворення - формування потрібної структури з заданими структурно-механічними властивостями. Кожний із сировинних інгредієнтів, які утворюють в комплексі складну систему тіста, відіграють визначну роль у процесі тістоутворення [6], але найбільше значення відіграє основна сировина - борошно пше­ничне, цукор білий кристалічний і рослинна олія.

Аналіз літературних джерел показав відсутність досліджень із визначення впливу сировини на структурно-механічні властивості маффінів, тому метою наших досліджень було визначити структурно-механічні властиво­сті тіста для маффінів, виготовлених на традиційних сировинних інгредієнтах і визначити вплив фруктози і лак­тулози на структурно-механічні характеристики.

За допомогою ротаційного віскозиметра Реотест 2 нами було досліджено структурно-механічні властивості тіста на основі цукру та цукрозамінників фруктози і лактуло? л. Для цього були виготовлені тістові моделі (табл.

Таблиця 1 - Рецептурні композиції досліджуваних тістових моделей

Сировина

Модель 1

Модель 2

Модель 3

Модель 4

Борошно пшеничне в/с

100,0

100,0

100,0

100,0

Фруктоза

-

-

68,3

63,02

Цукор білий

65,0

59,9

-

-

Лактулоза

-

5,1

-

5,1

Рослинна олія

36,5

36,5

36,5

36,5

Меланж

42,0

42,0

42,0

42,0

Вуглеамонійна сіль

0,86

0,86

0,86

0,86

Сода харчова

0,82

0,82

0,82

0,82

Пірофосфат натрію

1,15

1,15

1,15

1,15

Емульгатор Е 471

0,5

0,5

0,5

0,5

Емульгатор Е 475

0,5

0,5

0,5

0,5

о іоо 400 60П аоо ;.>м 1200 ыоо їмо

Напруга ісуву. На

1- на цукрі бі'іому у=205-0,163х-0,5х2, 2 - на цукрі білому +лактулозау= 184-0,1'81х-0,5х'\ З — на фруктозі у= 102-0, !04х-0,5х \4 - на фруктозі^ лактулозау= 121-0,129х-0,5х~ Рис. 1 - Реологічні криві в'язкості тіста маффінів

Реологічні криві в'язкості маффінів характерні для структурованих систем. Тісто маффіну володіє аномалі­єю в'язкості, яка пов'язана зі зміною в'язкості від швидкост[1] та напруги зсуву, з підвищенням швидкості зсуву в'язкість структури знижується в досить вузькому інтерваг. напруги, а після повного руйнування структури

Наукові праці, випуск 40, том 1 157в'язкість залишається сталою. Це означає, що ефективна в'язкість з юстом напруги плавно зменшується в діапа­зоні від "Подо Г)т , відповідає критичній напрузі Р№> вище якої п, =п .залишається сталою. В'язкість зруйнованої структури (г\т) всіх тістових мас маффінів дорівнює 29 Па*с. Аналіз кривих, що характеризує Ц = f (Р), вказує на те, що в'язкість тіста маффіну на цукрі білому найвища і дорівнює 205,0 Па*с, при напрузі зсуву 387,0 Па; най­менша в'язкість при тій же напрузі зсуву у тіста виготовленого на фруктозі і дорівнює 102,3 Па*с. При напрузі зсуву 960 Па в'язкість тіста маффіну відповідно на цукрі дорівнює 85 Па*с, на фруктозі - 66 Па*с. При напрузі зсуву 1430 Па в'язкість обох систем практично вирівнюється і дорівнює 29,4 Па*с. Тістові маси, шо виготовлені на цукрі білому з додаванням лактулози, значно послаблюють систему. Тістові маси, що виготовлені на фруктозі з додаванням лактулози навпаки зміцнюють в'язкість системи. Так, якщо в'язкість тістових мас на цукрі білому, при напрузі зсуву 387,0 Па дорівнює 205 Па*с, то в'язкість тістових мас на цукрі з лаюулозою при тих же умо­вах дорівнює 184 Па*с, тобто на 11 % менше. В'язкість тістових мас на фруктозі при тій же напрузі зсуву дорів­нює 102 Па*с, тобто на 50,2 % менше, з додаванням лактулози 121 1 а*с, тобто на 41 % менше в'язкості тістових заготовок на цукрі білому. На рис.2 представлені реограми течії тістої их мас маффінів (моделі табл. 1).

0 200       403       600       £00       1 000      1 200     1 409     1600

Напруга icjHv, Па

1 -на і{укрі білому і2,74-0,05Іх+х2, 2- на цукрі біпо-лу + лактулоза 14,36-0,066х+ґ , З- на фруктозі 10,61-0,025х+х2, 4 - на фрукто;/+лактулош 15.48-0.084Х+Х2

Рис 2- Криві течії тістових мас маффінів

Аналіз кривих течії дозволяє визначити такі константи: Рк!/ Pd - міцність структурних зв'язків (чим вище це відношення, тим міцніші зв'язки в структурі), PJ Рк, - характеризує діапазон напружень, в яких вибувається руйнування системи, Рл- умовно динамічний поріг текучості. Якщо РК|> 0, то система має властивості структу-рованого твердого тіла, Рт - характеризує міцність утвореного структурного каркасу. Результати проведених розрахунків представлені в таблиці 2.

Таблиця 2 - Реологічні характеристики тіста маффіну

Реологічні характеристики

Гісто мафс

іінів на;

 

цукрі бі­лому

цукрі (ілому з лаюулозою

фруктозі

фруктозі 3 лактулозою

Найбільша в'язкість системи - л.0Па*с

2,05

1,84

1,02

1,21

Найменша в'язкість системи - Г|т Па*с

0,29

0,29

0,29

0,29

Міцність утвореної надмолекулярної структури - Г)0 - nm ,Па*с

1,76

1,55

0,73

0,92

Характер утвореної системи, Рк,

55,28

55,28

13,82

27,64

Умовна динамічна границя текучості,?^

1100,0

950,0

630,0

770,0

Міцність утвореного структурного карка­су, Рт

1490,0

14.'0,0

1070,0

1190,0

Міцність структурних зв'язків, Рк|/ Рй

0,77

0,67

0,59

0,64

Діапазон напружень, в яких відбувається руйнування структури, PJ Рк1

26,9

25,6

77,4

43,05

З отриманих результатів, можна зробити висновок, що міцність структурних зв'язків досліджуваних тістових моделей різна: найміцніша структура тіста на цукрі білому, найслабша на фруктозі, додавання

158

Наукові праці, випуск 40, і >м 1лактулози у тісто на цукрі послаблює структуру, а на фруктозі навпаки зміцнює. Системи мають власти­вості структурованого твердого тіла. Відмінність у впливі цукрозамінників на реологічні показники тіс­тових мас можна пояснити різною розчинністю та різною молекулярною масою цих речовин. Найбільшу розчинність має фруктоза [4], розчинність її на 17,6 % (з і 20 °С) більша, ніж розчинність цукрози, а роз­чинність лактулози на 12,0 % (за 20 °С) більша, ніж розчинність цукрози, і на 4,7 % менша розчинності фруктози.

Проведені нами розрахунки показали, що для розчинення 68,3 г фруктози, виходячи з даних табл.1, потрібно 18,7 г води, для розчинення 65 г цукру білого - 31,8 г води. В модельних системах 1 та 3 воло­гість тіста однакова і дорівнює 24,9 %, і вміст водної складової дорівнює на цукрі білому 35 г, на фрукто­зі 33 г. Значить у моделі 3 кількість води 33,0 - 18,7 14,3г може брати участь у формуванні клейковин-ного комплексу, а у моделі 1 тільки 35 - 31,8 = 3,2г, тобто вільної води в структурі тіста на фруктозі на 22 % більше, ніж в тісті на цукрі. Ця вода і обумовлює послаблення структури тіста на фруктозі. Відпові­дний процес відбувається у тістових моделях з додаванням лактулози. Проведені нами розрахунки пока­зали, що для розчинення суміші цукор білий і лактулоза . 52,5+5,1) потрібно 27,9 г води, а для розчинен­ня суміші фруктоза і лактулоза (63,2 +5,1) потрібно 19,5 води, для приготування тіста з вологістю 24 % - моделі 1 та 2, потрібно вводити 35 г води, моделі 3 та 4, потрібно вводити 33 г води. Для формування структури тіста на цукрі білому залишається 3,2 г води, на суміші цукор білий і лактулоза 7,1 г води, тобто вільної води, в структурі тіста на цукрі і лактулоза вдвічі більше, ніж в тісті на цукрі. Ця вода і обумовлює послаблення структури тіста на цукрі і лактулозі. Для формування структури тіста на фрук­тозі залишається 14,3 г води, тоді як на суміші фруктоза і лактулоза 13,5 г води, тобто вільної води в структурі тіста на фруктозі і лактулозі на 7 % менше, що і дає незначне зміцнення структури тіста.

За характером повних реологічних кривих в'язкості і течії робимо висновок, що досліджувані систе­ми відносяться до коагуляційної піноподібної структури, які характеризуються невисокою міцністю, ви­сокою текучістю, здатністю до високоеластичної деформації.

З проведених досліджень установлено, що структура тіста маффінів коагуляційно піноподібна, за ра­хунок наявності емульгаторів, які надають тісту піноподібної структури, воно є слабостуктурованим і легко піддається зовнішнім впливам, тому суттєве практ ічне значення має поведінка тіста маффінів під дією навантажень.

Нами були проведені дослідження і визначено рівень руйнування структури тістових мас маффіну відносно швидкості зсуву. Рівень руйнування структури характеризує величина гх, що показує, яка час­тина структурної сітки від первинної, зруйнувалась під дією швидкості зсуву.

Результати досліджень представлені на рис. 3.

2?10D.OO

Швидкість зсуву, Па

/ - цукрі білану, 2 - цукрі білому +лакт\>лоза, З фруктозА - фруктоза^лактулоза Рис. З - Рівень руйнувяни і структури тіста, %

Для аналізу процесу руйнування структури тіста, умовно поділимо процес руйнування натри зони; 1 - швидкість зсуву 0...50 с"1, П - швидкість зсуву 50...250 с ', III - швидкість зсуву 250...450 с'1

Наукові праці, випуск 40, том 1 159

Аналіз отриманих даних показав, що у першій зоні при швидкості зсуву від 0до50 с"1 відбувається найбільше руйнування структури тіста, найбільш зруйнована структура тіста на фруктозі, становить 55 %, що на 16 % більше, ніж на цукрі білому. Рівень руйнування гіста на цукрі і лактулозі на 11,5 % біль­ший, ніж на цукрі білому; на фруктозі і лактулозі на 4 % мені іий, ніж на фруктозі. У другій зоні, при швидкості зсуву від 50 до 250 с 1, руйнування структури тіста Відбувається значно плавніше і руйнується на цукрі білому на 30 %, на цукрі білому і лактулозі на 22 %, на фруктозі на 12 %, на фруктозі і лактулозі на 16 %. Тобто в другій зоні найбільшому руйнуванню структури тіста піддається тісто на цукрі білому. Аналізуючи третю зону при швидкості зсуву від 250 до 450 с"1, ми спостерігаємо, що руйнуванння стру­ктури тістових мас маффінів сповільнюється і руйнується в межах 3-8 %. Результати досліджень показу­ють, що тістові маси на цукрі білому у першій зоні руйнуються найменше, а при збільшені швидкості зсуву збільшується рівень руйнування структури. Тістові маси на фруктозі найлегше руйнуються у пер­шій зоні, а при збільшені швидкості зсуву руйнування структур.! сповільнюється. Додавання лактулози у зразки на цукрі білому зменшує стійкість до руйнування струк'ури при швидкості зсуву від 0 до 50 с"', при збільшенні швидкості зсуву підвищує стійкість до руйну ання структури. Додавання лактулози у зразки на фруктозі підвищує стійкість до руйнування структури. Одже, для кращого збереження струк­тури тіста під час формування виробів, тістові маси маффінів потрібно збивати зі швидкістю зсуву не більше 50с"'.

Таблиця 3 - Рівень зруйнованої структури тіста відносно швидкості зсуву

Маффіни на основі

Рівень зруйнованої структури,%

 

і

0...50 с"'

11

50... Ї50 с"1

111

250...450 с'

Цукорі білому

0-46,0

47,( -77,0

78,0-85,0

Цу кору-лакту л оза

0-52,0

53,')-75,0

76,0-84,0

Фруктозі

0-55,0

56,0-68,0

69,0-72,0

Фруктозі+лактулоза

0-53,0

54,0-70,0

71,0-75,0

Висновок

У результаті проведених досліджень встановлено, що структура тіста маффінів коагуляційно-піноподібна, слабостуктурована, яка легко піддається зовнішнім впливам. Структура тіста маффінів сут­тєво відрізняється від структури тіста кексів і бісквітів за раху гак використання рослинних олій у кіль­кості 15 % до маси сировини і додаткового введення емульгато іів. Цукрозамінники фруктоза і лактулоза суттєво впливають на структурно-механічні властивості тістових мас, які відрізняються від дії цукру бі­лого: фруктоза послаблює структуру тістових мас маффінів, лакгулоза послаблює структуру тістових мас на цукрі білому і зміцнює структуру тіста на фруктозі.

Література

1. Державний стандарт Росії ГОСТ Р 82349-2005.

2. Дорохович А Н. Лиман Н.П. Оптимизация химического со.тава маффинов - нового вида кондитер­ських изделий. //Тези VII Международной конференции студентов и аспирантов //, 22-23.04.2010, Могилев, С-113

3. Духу Т. А. Разработка технологии сахарного печенья функционального наначения : автореф. на сои­скание науч. стпени кандидата техн. наук. - М.: МГУПП, 2004. - 20 с.

4. Дорохович А. Н. Сахарозаменители, их преимущества и недостатки с позиции применения при прои­зводстве кондитерских изделий / А. Н. Дорохович, О. М. Яременко, В. В. Дорохович // Продукты & Ингредиенты. - 2007. - № 3. - С. 24-26.

5. Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А., Серов А.В. Лактулоза: мифы и реальность. Ставро­поль, СевКавГТУ, 1999 г.

6. Гораздовский Т.Я. Исследование реологических свойств кондитерского теста // Коллоидный журнал - 1982. - Т. XIV. Вып. С - С.408 - 413.

160

Наукові праці, випуск 40, і.>м 1


[1]на цукрі білому (модель 1), на цукрі білому з додаванням лактулози (модель 2), на фруктозі (модель 3), та фруктозі з додаванням лактулози (модель 4). Перша модель виготовлялась на цукрі білому в кількості 65 % до маси борошна, друга модель на цукрі і лактулозі, кількість лактулози 5,1 % до маси борошна, що відповідає 2 % до маси готового продукту. За рахунок використання лактулози вміст цукру білого зменшився до 59,9 %, врахо­вуючи вміст сухих речовин лактулози. Третя модель була виготовлена на фруктозі. Заміна цукру білого на фрук­тозу проводилась, враховуючи кількості сухих речовин цукру білого, і становила 68,3 % до маси борошна. Чет­верта модель була виготовлена на фруктозі і лактулозі, відповідно вміст фруктози зменшився до 63,8 %, врахо­вуючи вміст сухих речовин лактулози.

Для кількісного відображення стану системи тіста маффінів, і отримання повної реологічної кривої, а також області кривих течії в достатній мірі розрушених структур, визначали ефективну в'язкість, яка відображає скла­дність процесу течії системи під дієто зовнішніх сил. На ротаційному віскозиметрі Реотест 2 досліджували тісто маффіну вологістю 24,9 % температурою 20 С (293 К) при швидкості зсуву від 0,333 до 487,4 с . Результати досліджень наведені на рис. 1.

Страницы:
1 


Похожие статьи

А М Дорохнович, Н П Лазоренко - Визначення структурно-механічних властивостей тіста