Формування споживних властивостей морозива

Білок у морозиві виконує  декілька функцій, серед яких найважливіші – роль емульгатора жирової фази під час гомогенізації та піноутворювача – в процесі фрезерування.

Під час  дозрівання та фрезерування суміші білок десорбує з поверхні жирових кульок, стає більш гідратованим і разом з введеним стабілізатором підвищує в’язкість суміші, покращуючи в подальшому збитість та консистенцію готового продукту.

Вміст білка у суміші регламентується  – він має бути у межах 3,0-6,7%. Нижня межа визначається мінімальним  вмістом СЗМЗ в суміші, а верхня – можлива при внесенні в неї (суміш) молочно-білкових добавок (збагачувачів).

Теоретично збільшення кількості  білка у морозиві має покращити  смак і збитість суміші, але оскільки найчастіше використовується сухе знежирене  молоко та суха сироватка, що мають  велику кількість лактози, безмежне підвищення СЗМЗ може призвести до збільшення її вмісту та виникненню вади «піщанистої структури». [4, 13]

Камеді  та слизи рослин: камедь з вівса, камедь з бобів рожкового дерева (кароб) (Е-410), камедь насіння робінії, гуарова камедь (Е-412), камедь зі стручків білої акації, камедь насіння псіллума, камедь насіння айви, тамаринд, камедь тари (Е-417), трагакантова камедь бобових.

Камеді – це гідрофільні гетерополіцукри, що складаються з галактози, маннози, арабінози, ксилози, галактуронової кислоти. З камедей найкращими стабілізаторами у виробництві морозива вважають камедь з насіння робінії та гуарову камедь. Ці види камедей складаються з галактоманнана (галактози та маннози). Гуарова камедь більш гідрофільна, ніж камедь з насіння робінії, та може розчинятися навіть у холодній воді. Суттєвим недоліком гуарової камеді є її здатність утворювати високов‘язкі суміші, що призводять до надмірної слизистості, та здатність осаджувати молочні білки. Саме тому цю камедь часто застосовують у складі стабілізаційних систем. [14]

Екстракти водоростей: агар та агароїд (Е-406), каррагінан і його натрієва, калієва і амонійна солі, включно фурцелларан (Е-407), альгінат натрію (Е-401) , альгінат пропиленгликолю.

Усі вони, окрім альгінатів, – поліцукри, побудовані з дисахаридних ланок, що складаються з галактози і сульфованої галактози. Галактани добре набухають у розчиннику і тому доза їх внесення у суміші незначна – на рівні 0,05...0,3 %. [1,2]

Альгінати – це поліцукри, побудовані із залишків маннурової та гулуронової (альгінових) кислот.

Усі екстракти з бурих  або червоних водоростей широко і  давно використовують у виробництві  морозива. З них найбільш широко використовують каррагенан та альгінати. Перший має здатність припиняти осадження білків, викликане присутністю інших стабілізаторів, як, наприклад, гуарової камеді або похідними целюлози. Альгінати мають технологічну цінність внаслідок здатності покращувати текстуру морозива, особливо морозива плодово-ягідного та молочно-фруктового. [2]

Пектини - це полісахариди, одержувані з яблук, буряків, цитрусових, кошиків соняшнику: низькоетерифіковані та високоетерифіковані пектини (Е-440). Пектини, що е харчовими біополімерами, ланцюжки яких складаються із залишків D-галактуронової кислоти, мають гарну желюючу здатність, особливо у системах з високим вмістом цукру. Пектини широко використовують у складі стабілізаційних систем.

Високометоксильовані пектини запобігають зсіданню білків молока у разі додавання соків або під час одержання термізованих кисломолочних продуктів. Їх використовують у виробництві морозива, напоїв кисломолочних та із сироватки, десертів вершкових та із сиру кисломолочного. Низькометоксильовані пектини застосовують у виробництві йогуртів та молочних десертів.

Молекули пектинових речовин  мають лінійну структуру. Основним для пектинових речовин є молекулярний ланцюг із залишків D-галактуронової кислоти, що мають піранозну конфігурацію і з’єднаніх 1,4-б-глікозідним зв’язком.

Гелеутворення пектину залежить в основному від відносної молекулярної маси, ступеня етерифікації, концентрації цукру, кількості баластних речовин, (супутніх певному пектину), температури і рН середовища. Для того щоб гелеутворення було можливим, пектинова молекула має бути певних розмірів. Так, пектин з відносною молекулярною масою від 150000 до 200000 має хороші гелеутворювальні властивості. Умови гелеутворення пектину визначаються ступенем етерифікації. Швидкість гелеутворення зростає із зниженням рН або із збільшенням вмісту сухих речовин. Цукор у процесі гелеутворення виконує роль дегідратувального засобу. Молекули пектинових речовин з’єднуються одна з одною через дегідратовані ділянки і утворюють скелет желе.

Велике значення в гелеутворенні пектину мають його походження, спосіб виділення й очищення. [15]

Похідні целюлози: целлюлоза (Е-460), натрійкарбоксиметилцелюлоза та карбоксиметилцелюлоза, метил- та метилетилцелюлоза (Е-461), гідроксиметилцелюлоза, гідроксипропил- та гідроксипропилметилцелюлоза, мікрокристалічна целюлоза, карбоксиметилцеллюлоза натрієва сіль (Е-466). Дуже широко з цього ряду речовин використовують натрійкарбоксиметилцелюлозу, особливо в екструзійних технологіях, внаслідок покращеної здатності морозива з цим стабілізатором до формування порцій.

Мікробні  камеді: декстрани, ксантанова камедь (Е-415), бета-1,3 глюкан. [16]

Крохмалі  та модифіковані крохмалі: крохмаль пшеничний, крохмаль кукурудзяний та крохмаль картопляний, окиснений желюючий або окиснений харчовий (Е-1404), або карбоксиметиловий крохмалі, крохмаль тапіоковий желюючий, або окиснений харчовий, ефір крохмалю і натрієвої солі октенілянтарної кислоти (Е-1450).

Крохмаль – це полісахарид, суміш лінійної фракції амілози і розгалуженої – амілопектину.

Норми внесення стабілізаторів у морозиво залежать від їх технологічних  властивостей та виду морозива і можуть коливатися у межах від 0,2 % до 3,0 %.

Для виробництва морозива розроблено багато композиційних сумішей  стабілізаторів з метою взаємного  посилення їх позитивних технологічних  характеристик за рахунок синергистичного ефекту та зменшення індивідуальних негативних властивостей. [17,18]

Комбіновані стабілізатори/емульгатори (КСЕ). Спеціально підібрані суміші стабілізаторів та емульгаторів називають стабілізаторами-емульгаторами або стабілізаційними системами.

Комбіновані стабілізатори/емульгатори  використовують у випадку, коли необхідно  одержати універсальний ефект стабілізації у різноманітних багатокомпонентних сумішах для морозива, для підсилення технологічних властивостей окремих  стабілізаторів та емульгаторів за рахунок  синергистичного ефекту та для зниження вартості деяких стабілізаційних систем.

Так, застосування окремих  стабілізаторів (гуарової камеді, камеді з бобів рожкового дерева, похідних целюлози та ін.) має свої недоліки. Приміром, це можуть бути реакції, що викликають осадження білків. Використання зрівноважених сумішей дозволяє запобігати подібних негативних ефектів. За рахунок синергістичного ефекту комбіновані системи дають кращу стабілізацію компонентів у складних сумішах, ніж при застосуванні стабілізаторів поодинці. Очевидною перевагою одержання синергистичного ефекту є вартість продукту, тому що суміш стабілізаторів з певними характеристиками часто можна одержати більше ніж одним методом. Тому часто є можливість застосовувати порівняно більші кількості дешевшої сировини, не знижуючи якість продукту. Стабілізаційні системи для морозива розробляють з врахуванням вмісту жиру, сухих речовин, титрованої кислотності, виду та масової частки цукрів та цукрозамінників, збитості морозива, виду обладнання та и швидкості загартування. Емульгуючими компонентами для жиромістких систем є моно- та дигліцериди жирних кислот або полісорбати, а для сумішей без жиру – соєві протеїни. [19]

Інтегровані комбіновані  емульгатори/стабілізатори. У цих системах окремі компоненти стабілізаторів знаходяться у вигляді суспензії у безперервній емульсійній фазі. Інтегровані емульгатори/стабілізатори мають вигляд порошків, які можна легко диспергувати у холодній воді. Їх застосування дозволяє одержати нові ефекти, яких не можна досягти при застосуванні звичайних сухих сумішей.

Кульки з емульгаторів вміщують стабілізатори, останні ж  при додаванні води починають  її активно зв‘язувати, що провокує миттєве утворення емульсійно-стабілізаційних  суспензій. Такий механізм утворення  суспензій попереджає утворення  грудочок стабілізаторів, ядро яких внаслідок  гідратації верхнього шару не змочується. Ефект самодиспергування систем зберігається також і за низьких температур, тому застосування інтегрованих продуктів дає можливість безперервного одержання сумішей для морозива без їх попереднього підігрівання. Компоненти систем концентруються на поверхні розділу фаз та надають жировим кулькам певну гідрофільність. Гідфільні жирові кульки прикріплюються до кристаліків льоду та попереджають їх зростання. Так як жирові кульки не мають специфічних місць прикріплення до кристаликів льоду, то вони перешкоджають утворенню небажаних пласких кристалічних структур в морозиві. Доведено, що гідрофілізовані жирові кульки іноді навіть вморожуються у лід.

Процес інтеграції компонентів  систем проводиться за високих температур, що забезпечує високі бактеріологічні  стандарти інтегрованих продуктів.

Дозування емульгаторів/стабілізаторів варіює у відповідності з процентом  вмісту жиру у суміші. Чим вищий  процент жиру у суміші, тим нижча  доза емульгаторів/стабілізаторів. Морозиво з високим вмістом жиру має  високий вміст сухих речовин  і менший вміст води, а звідси і меншу потребу у стабілізаторі. [13,19]

Норми внесення стабілізаторів у морозиво наведені в Додатку  Г.

Емульгатори. У нових технологіях морозива, особливо із застосуванням немолочних жирів, широко використовують емульгатори. Роль останніх полягає у стимулюванні кристалізації жиру для скорочення часу визрівання сумішей, підвищенні агрегативної стійкості повітряних бульбашок, полегшенні процесу збивання за рахунок кращого диспергування повітря в морозиві, одержанні «сухого» морозива внаслідок часткової дестабілізації жиру (це полегшує формування порцій морозива), у підвищенні опору до танення продукту, забезпеченні однорідності текстури морозива завдяки заданому структуруванню жиру.

Емульгатори здатні адсорбуватися  на межі розділу фаз жир-плазма у  вигляді тонких адсорбційних оболонок, що знижує міжфазний поверхневий натяг та запобігає коалесценції часточок жиру після гомогенізації сумішей. За відсутності емульгатора самочинна коалесценція часточок жиру призведе до розділення системи на дві фази (жир-плазма) до фризерування. У жиромістких системах після гомогенізації за відсутності емульгаторів на поверхні жирових кульок будуть адсорбуватися лише білки, а при введенні олеофільних поверхнево-активних речовин, під час охолодження та визрівання сумішей частина білків буде виштовхуватися з поверхні розділу фаз жир-плазма та замінятися на емульгатори. Це призводить при фризеруванні до часткової дестабілізації жиру, що формує жирову структуру у замороженому продукті, визначає текстуру та характеристики плавлення. [19]

 Емульгаторами є сполуки  жирних кислот, моно- та дигліцериди, ефіри цукрів і жирних кислот, ефіри пропіленгликолю та жирних кислот, лецитин (Е-322), пірофосфати, поліфосфати та ін., що формують стабільну дрібнодисперсну систему декількох незмішуваних фаз. Найчастіше для морозива використовують ефіри гліцерину та іх суміші, що мають назву „моно-дигліцериди” (GMS) (Е 471), піро- та поліфосфати (Е 450, Е 452), ефіри цукрози та жирних кислот (Е 473), поліоксиетиленсорбітан моноолеат (Е-433).

 Також широко використовують  поліоксиетиленовий ефір сорбіту, який називають “полісорбатом”. Полісорбат спричинює більшу дестабілізацію жиру, ніж моно- та дигліцериди. Його часто застосовують у комбінації з GMS, але в багатьох країнах Європи полісорбат заборонений до застосування. Згідно СанПін, похідні сорбіту мають такі коди: поліоксиетиленсорбітан монолаурат (твін-20) – Е 432; поліоксиетиленсорбітан моноолеат (твін-80) - Е 433); поліоксиетиленсорбітан монопальмітат (твін-40) - Е 434; поліоксиетиленсорбітан моностеарат (твін-60) - Е 435. [1,2]

 Загальноприйняті кількості  емульгаторів складають 0,1…0,3% для  моно- та дигліцеридів та 0,02…0,04 % для полісорбату. Дози природних емульгаторів повинні бути значно більшими. Так, для досягнення помітного емульгуючого ефекту необхідно близько 0,5 % сухих яєчних жовтків, 0,6…1 % яєчного жовтка або 2…3 % яєць. Для ванільного морозива іноді необхідно до 1,4 % сухого яєчного жовтка.

Схема дії α-моногліцериду така. Він розташовується на жировій глобулі, та зменшує її заряд за рахунок витискання білка. Внаслідок цього знижується відштовхування між жировими глобулами, і тому під час фрезерування можлива агломерація жирових кульок. Цей ефект покращує насичення суміші повітрям та стабілізацію повітряних бульбашок, разом з тим досягають кращого опору таненню морозива. Отже, функції емульгатора у суміші для морозива такі: покращання дисперсності жиру, полегшення насичення суміші повітрям, забезпечення однорідної консистенції, високого опору таненню та стабільності об‘єму морозива при зберіганні. [1]

Плодово-ягідна сировина – це плоди, ягоди та овочі культурні та дикозростаючі свіжі та заморожені, протерті або подрібнені, у вигляді пюре, соків, сиропів, варення, джемів, повидла та пульпи, для діабетиків спеціально приготовані джеми, варення та повидло без цукру.

З свіжих плодів найбільш широковживані  яблука, груші, айва; з цитрусових плодів - лимони, апельсини, мандарини; з кісточкових  плодів - персики, абрикоси, вишні, черешні, сливи, алича дрібноплідна.

 З ягід застосовують  суницю, полуницю, малину, смородину,  виноград, агрус.

 З дикозростаючих плодів та ягід - кизил, клюква, чорниця, куманіку, ожину, брусницю, журавлину.