Что использовать вместо пищевых добавок?

При производстве мороженого из пищевых добавок практически всегда применяют стабилизаторы и эмульгаторы (с целью получения заданного состояния консистенции и структуры) и периодически — красители для придания продукту определенного цвета.

Значительная часть добавок оказывает отрицательное влияние на здоровье людей, поэтому их потребление ограничивают на уровне федеральных или межгосударственных законов. Кроме того, все больше и больше потребителей предпочитают продукты без пищевых добавок.

В связи с этим, замена в производстве мороженого пищевых добавок с индексами «Е», в частности, стабилизаторов и эмульгаторов, является актуальной задачей.

При разработке технологии производства мороженого пломбир с пониженной долей пищевых добавок во ВНИИ холодильной промышленности были проведены исследования по подбору ингредиентов, способных выполнять технологические функции стабилизаторов и эмульгаторов. Для поставленной задачи в качестве стабилизаторов были выбраны модифицированные крахмалы серии Novation, изготовленные с использованием физических методов модификации, и пищевые волокна SenseFi на основе продуктов переработки целлюлозы.

Крахмалы серии Novation компании Ingredion Holding LLC (Германия) получают из отборного сырья (корней маниоки) с помощью специальной технологии, предусматривающей применение термомеханических режимов обработки. Химическая модификация не используется, что позволяет классифицировать крахмалы Novation как пищевые ингредиенты, а не пищевые добавки. В отличие от нативных крахмалов, обладают устойчивостью в кислой среде, высоким температурам, механической нагрузке, стабильностью при хранении, т.е. сохраняют свою гранулярную структуру(рис. 1).

Рис. 1. Зернистая структура крахмала физической модификации в коллоидном растворе

Проведены исследования по изучению вязкости коллоидных растворов крахмалов (рис. 2) и разработаны их композиции на основании установленного синергетического эффекта по показателю «вязкость». Определение эффективной вязкости водных растворов крахмалов производили на ротационном вискозиметре BrookField DV2+Pro при температуре смеси (4±0,5)°С и скорости вращения шпинделя 0,83 с^-1.

Рис. 2. Эффективная вязкость водных растворов КФМ

После размораживания эффективная вязкость крахмалов повысилась в 3,5 раза, что свидетельствует об их высокой стабилизирующей способности.

Коллоидные растворы крахмалов физической модификации прозрачные, характеризуются нейтральным вкусом, поэтому их применение не оказывает отрицательного действия на органолептические показатели мороженого.

Во время проведения исследования было установлено, что способность крахмалов физической модификации образовывать вязкие гели повышается в композиции с яичным желтком, желатином и каррагинаном (рис. 3).

Рис. 3. Эффективная вязкость смесей для мороженого: 1 — смесь с NOVATION; 2 — смесь с NOVATION и яичным желтком; 3 — смесь с NOVATION и желатином; 4 — смесь с NOVATION и каррагинаном

Проведенные исследования показали, что использование крахмалов физической модификации как высокоэффективных загустителей и стабилизаторов в мороженом без пищевых добавок и ограниченным их использованием позволяет обеспечить оптимальную вязкость смеси.

При оценке качественного и количественного состава структурных элементов в мороженом было отмечено, что Novation способствуют формированию мелких органолептически не ощутимых кристаллов льда с размером менее 50 мкм (рис. 4). Количественная доля кристаллов льда с размером менее 50 мкм составила 70-80%.

Рис.4. Микрофотография кристаллов льда в мороженом: 1 — со стабилизационной системой с компонентами с индексом «Е»; 2 — с NOVATION

Воздушные пузырьки также характеризовались высокой дисперсностью, сопоставимой с дисперсностью в традиционном мороженом, доля воздушных пузырьков до 50 мкм составила 80%.

Таким образом, было установлено, что использование крахмалов Novation позволяет вырабатывать мороженое без пищевых добавок с приемлемыми органолептическими и физико-химическими показателями. Производство мороженого с ограниченным числом пищевых добавок стало возможным при использовании пищевых волокон SenseFi в мороженом пломбир с массовой долей жира 12, 15, 18 и 20% взамен эффективных стабилизаторов-эмульгаторов.

Интенсифицировать процесс производства смесей для мороженого пломбир с пищевыми волокнами стало возможным путем варьирования параметрами процесса гомогенизации.

Давление гомогенизации смесей мороженого находится в обратной зависимости от содержания в них жира. Если для смесей с пониженным содержанием жира можно повысить давление гомогенизации, то для смесей с высоким содержанием жира верно противоположное. Рекомендуемое давление гомогенизации смесей для мороженого пломбир с SenseFi представлено в табл. 1.

Табл. 1. Оптимальное давление гомогенизации смесей для мороженого пломбир

Важное технологическое свойство ПВ — суспендирование в воде с учетом высокого содержания сухих веществ в мороженом пломбир проявляется в небольших концентрациях от 0,15% до 0,4%. Необходимая массовая доля ПВ определяется с учетом достижения оптимальной вязкости.

Вязкость смеси образца с массовой долей жира 12% (207 мПа•с) соответствует вязкости смеси для сливочного мороженого, вязкость смеси с массовой долей жира 15% — вязкости смеси с массовой долей жира 12% (435 мПа•с) при использовании эффективного комплексного стабилизатора-эмульгатора. В образцах с высоким содержанием жира 18-20% вязкость была выше 500 мПа•с.

Отсутствие эмульгатора в мороженом могло бы отрицательно сказаться на состоянии воздушной фазы и ее дисперсности, формо- и термоустойчивости мороженого.

Однако применение ПВ SenseFi положительно сказалось на дисперсности воздушной фазы и кристаллов льда. В мороженом с массовой долей жира 12% доля кристаллов со средним диаметром менее 50 мкм, характеризующим порог органолептической ощутимости, составила около 70% с массовой долей жира 20-85% (рис. 5).

(1)

(2)

Рис. 5. Кристаллы льда в пломбире с ПВ с массовой долей жира 12% (1) и 20% (2)

Использование ПВ несколько понизило термоустойчивость мороженого пломбир.

Характерная доля плава 4-7% при выдерживании мороженого с эффективными стабилизаторами-эмульгаторами при температуре 20°С в течение 60 мин отмечена лишь в мороженом пломбир с массовой долей жира 18 и 20% с ПВ SenseFi.

В мороженом с массовой долей жира 15% доля плава при указанных условиях не превысила 10%, с 12% жира — 27%.

Формирование структуры продукта с пониженной термо- и формоустойчивостью при создании стабилизационной системы без использования эффективных стабилизаторов-эмульгаторов целесообразно учитывать в рекомендациях по выбору упаковки и способа фасования мороженого.

В качестве упаковочных материалов для мороженого без пищевых добавок и с ограниченным их применением необходимо применять тару с жесткой поверхностью (стаканчики, рожки, лотки), объем производства такой продукции составляет более 50%.