Лекція 17. Сировина для виробництва морозива

План

1. Молочна сировина та молочні продукти.

2. Рослинні олії та замінники молочного жиру.

3. Цукор та цукристі речовини

4. Емульгатори, стабілізатори.

5. Смако-ароматичні добавки.

6. Ароматизатора та барвники

 

Загальна кількість компонентів, дозволених для застосування у виробництві морозива, складає близько 200. До сировини у виробництві морозива можна віднести такі групи рецептурних компонентів:

- молочну сировину та молочні продукти;

- рослинні олії та замінники молочного жиру;

- біологічно-активні добавки;

- цукор та цукристі речовини;

- емульгатори;

- стабілізатори;

- яєчні продукти;

- плодово-ягідну сировину;

- смакові добавки та наповнювачі;

- кислоти органічні харчові;

- ароматизатори

- барвники;

Молочна сировина та молочні продукти.

Молочна сировина та молочні продукти у виробництві морозива – це джерело, насамперед, молочного жиру, сухого знежиреного молочного залишку (СЗМЗ), молочної кислоти та мінеральних речовин. Сухі речовини молока, у тому числі жир, суттєво впливають на смак, аромат та структуру морозива, тому що жир концентрується в продукті навколо повітряних бульбашок, стабілізує їх та надає органолептичне відчуття кремоподібності.

Функція СЗМЗ – емульгування жиру, зв‘язування вологи, створення та стабілізація піни. СЗМЗ містить білки, лактозу та мінеральні солі. Молочні білки відіграють роль емульгаторів та стабілізаторів структури продукту. Сухе знежирене молоко надає також морозиву специфічного солонуватого присмаку та аромату відновленої молочної сировини.

У виробництві морозива широко використовують такі види молочної сировини та молочних продуктів: молоко незбиране та знежирене, маслянку, сироватку молочну, вершки, згущене молоко з цукром та без нього, з кавою, какао, цикорієм, сироватку згущену, концентрати білків, суху сироватку, казеїнати, сухе незбиране та знежирене молоко, сухі вершки, сухі суміші для морозива, молочні закваски, масло вершкове несолоне та топлене, кефір, йогурт та ін.

В якості замінників сухого молока у виробництві морозива найчастіше використовують сироватку підсирна та сироватку з-під сиру кисломолочного (сухих речовин – 6,5 %, з них близько 0,6 % білку та 4,8 % лактози), суху сироватку з мінімальним вмістом білку 12 % та сироватковий концентрат з вмістом білку від 30 до 80 %.

Переваги застосування молочного жиру у виробництві морозива полягають у забезпеченні бездоганних смаку та запаху, гарній та передбачуваній кристалізації жиру. До недоліків застосування молочного жиру можна віднести високу ціну, вплив сезонності на обсяги постачання молочної сировини на підприємства, високий вміст холестерину.

Рослинні олії та замінники молочного жиру.

Рослинні олії жири та замінники молочного жиру. Враховуючи вищевказані недоліки застосування молочного жиру, можна пояснити, чому сьогодні в Україні до 90 % морозива, що містить жир, виготовляють із застосуванням рослинних олій з частковою або повною заміною молочного жиру. У комбінованій жирові фазі морозива частка рослинних олій складає від 10 до 30 %. Практика показала, що випуск таких продуктів дає змогу розширити асортимент продукції, збалансувати її споживчу якість (збагачення незамінними поліненасиченими жирними кислотами, зниження вмісту холестерину), подовжити терміни зберігання (токофероли та фосфоліпіди, що містяться в оліях інгібують процеси окислення жирів та попереджають появу в продукті пероксидів та вільних жирно-кислотних радикалів), підвищити економічний ефект на 20-40 % за рахунок нижчої вартості олій та замінників молочного жиру.

Якщо молочний жир повністю або частково замінюють на рослинний, то обов‘язково враховують органолептичні, фізичні та структурно-механічні властивості замінника, а також його жирнокислотний склад. Тобто, немолочні жири повинні бути приємними на смак та запах, гарно сполучатися з молочними продуктами, мати здатність до необхідного ступеня та швидкості кристалізації, вміщувати невелику кількість високоплавких тригліцеридів для запобігання виникнення салистого примаку, вміщувати біологічно цінні жирні кислоти та обмежену кількість трансізомерів жирних кислот [13, 15].

Низький вміст кристалічного жиру негативно відбивається на текстурі готового продукту, бо рідкий жир під час фризерування рухається до межі поділу фаз повітря-плазма та руйнує повітряні бульбашки.

Найбільш популярне у виробництві морозива тверде рослинне масло - кокосове (рафіноване та дезодороване або гідрогенізоване), що надходить в Україну по імпорту з країн Азії. Також можливе застосування пальмового та пальмоядрового масел. Зазначеним рослинним маслам притаманні гарні пластичні властивості, але вони мають відносно високу вартість та характеризуються невисокою біологічною цінністю. Крім того, є деякі проблеми з підвищеним вмістом (насамперед у пальмоядровому маслі) шкідливих для здоров‘я трансізомерів жирних кислот. Вітчизняні ж рідкі олії (соняшникова, кукурудзяна, соєвої, ріпакова та ін.), дешеві та корисні, але мають певний специфічний присмак, не твердіють при визріванні сумішей, тим самим не підвищують їх в‘язкість і знижують збитість морозива. Саме цим й обмежене їх використання в галузі.

Якщо порівняти технологічні характеристики різних рослинних олій у виробництві морозива, можна прийти до висновку, що найкращими органолептичними показниками відрізняється готовий продукт із застосуванням кокосової та пальмоядрової олії. Морозиво з пальмовим маслом може мати сіруватий колір. Морозиво ж рідкими рослинними оліями (соняшниковою, кукурудзяною, соєвою, рапсовою) має слабку текстуру та характеризується нерівномірним розподілом повітря.

В якості жирових компонентів для загартованого морозива широко використовують комбіновані тверді замінники молочного жиру, що являють собою композиції гідрогенізованих та переетерефікованих рослинних жирів та олій („Акобленд” шведської фірми „Карлсхамнс”, „Полавар” датської фірми „Аархус Олие” та ін.).

Кондитерський жир застосовують у виробництві деяких видів морозива та для виготовлення вафельних виробів та глазурі.

При підборі подібних композиційних сумішей, як і при виборі немолочних жирів, також враховують смак і запах складових та їх сполучення, температуру плавлення, що повинна бути не вище 34ºС, твердість замінника, його кристалізаційні властивості, вміст поліненасичених жирних кислот, не перевищення встановлених норм вмісту холестерину та трансізомерів олеїнової та лінолевої кислот – вакценової та елаїдинової - (не більше 8 %).

В якості біологічно-активних добавок (БАД) використовують сполуки натурального походження або синтезовані (в основному це – вітаміни). Збагачення харчових продуктів БАД називають фортифікацією. Цілеспрямоване збагачення морозива ще не застосовують широко на вітчизняних підприємствах, але деякі види цього продукту вже можна віднести до морозива з підвищеною біологічною цінністю.

Часто окремі харчові добавки несуть водночас й функції БАД. За даними Г.Б.Рудавської [21], найбільш популярні останнім часом такі БАД для виробництва харчових продуктів - харчові волокна (пектини, бета-глюкани, гуарова камедь, каррагенани, ксантанова камедь та ін.), пребіотики (інулін, лактулоза), поліоли (сорбіт, ксиліт, мальтітол), білки (білкові гідролізати, білкові концентрати та ізоляти), вітаміни (групи В, Д, антиоксидаційні – А, В, С, Є), холін і лецитин (соєві та яєчні продукти), молочнокислі бактерії - пробіотики, сполуки фітохімічні (каротиноїди, кофеїн, фітостероли).

 

Цукор та цукристі речовини

Цукор та цукристі речовини у морозиві знижують точку замерзання суміші під час фризерування та загартування. Цукор – це найкращий засіб для регулювання м‘якості морозива. Він підвищує вміст сухих речовин, надає солодкий смак та забезпечує гарну консистенцію морозива.

Останнім часом з‘явилася тенденція до отримання необхідної солодкості за рахунок змішування цукру з іншими підсолоджувачами. Завдяки гарній якості інших, більш дешевих підсолоджувачів, а також можливості збільшити загальний вміст сухих речовин морозива без перевищення рівня солодкості, таке змішування вельми вигідне. Частка можливої заміни цукру іншими речовинами залежить від необхідного ступеня солодкості, загального вмісту сухих речовин, їх впливу на технологічні властивості суміші, відносної солодкості підсолоджувача.

В якості підсолоджуючих речовин, окрім цукру у різних формах (цукор-пісок, цукровий сироп, цукрова пудра), використовують мед бджолиний, патоку крохмальну, патоку високомальтозну, кукурудзяний сироп, глюкозу кристалічну, глюкозно-галактозний сироп, сироп глюкозно-фруктозний, фруктозу, сироп гідролізованої лактози (СГЛ), інвертний цукор, сорбіт та ксиліт харчові (замінники цукру для хворих на цукровий діабет). З інтенсивних синтетичних підсолоджувачів застосовують лише ацесульфам калію (сунетт) (Е 950). Хоча в деяких країнах у виробництві морозива дозволено застосовувати й інші підсолоджувачі: аспартам, сахарін, цикламову кислоту та її солі, сукралозу, гліцирізін. Остаточне вирішення питання про доцільність застосування підсолоджувачів у кожному конкретному випадку є прерогативою Міністерства охорони здоров‘я України. В Україні застосування харчових добавок регламентується Санітарними правилами і нормами [22].

Відносна солодкість натуральних цукрів та їх замінників наведена в табл. 8

Таблиця 8

Натуральні цукри та замінники цукру	Відносна солодкість, %
Цукроза Фруктоза Інвертний цукор Глюкоза Кукуруздяний цукор Лактоза Патока з вмістом 75 % сухих речовин Солодовий цукор (мальтоза) Мед натуральний Сорбіт Ксиліт Ацесульфам калію (сунетт) (Е 950) Аспартам (Е 951) Цикламова кислота та її солі (Е 952) Сахарін (натрієва, калієва та кальцієва солі (Е 954) Сукралоза (Е 955)	50...60 ≈ 100 ≈ 20 000 ≈ 20 000 3 000   30 000...50 000 60 000

 

Таким чином, при використанні підсолоджувачів, можна зменшувати або збільшувати їх кількість у порівнянні з цукрозою, враховуючи їх відносну солодкість.

Цукроза бурякова або тростенева – це основна сировина для забезпечення солодкого смаку морозива. Цукор добре розчинюється у воді, причому його розчинність значно збільшується з підвищенням температури розчинника. Так, при температурі 20 ºС у воді розчинюється 67,09 % цукру по відношенню до маси, а при 100 ºС – вже 82,97 %.

Температура кипіння розчину цукру вища за температуру кипіння води. Наприклад, для 60 %-ного розчину температура кипіння складає 103,0 ºС, а для 90 %-ного – вже 119,6 ºС.

При температурі 160...186 ºС цукроза перетворюється у прозору рідину. При перевищенні зазначеної температури плавлення, спочатку проходить процес карамелізації, а потім й обвуглення цукрози, що надає їй смак карамелі з подальшим переходом у гіркий смак.

Цукор активно кристалізується з пересичених розчинів. Цей процес прискорюється за наявності у розчині твердих часточок та повітряних бульбашок, що відповідає умовам сумішей для морозива та готового продукту. У виробництві морозива використовують переважно цукор-пісок. Жовтий цукор у виробництві морозива не допускається. Мішки з цукром зберігають у складах з відносною вологістю повітря не вище 70 %. Перед використанням цукор перевіряють органолептично, після чого просіюють для видалення сторонніх домішок.

Інвертний цукор (сироп) використовують у виробництві морозива як антикристалізатор, бо він знижує точку замерзання сумішей і тим самим сприяє покращанню структури продукту. Такий сироп можна виготовлювати безпосередньо у виробничих умовах шляхом нагрівання цукру з водою та кислотами (лимонною, виннокам‘яною, молочною та іноді з соляною). Під каталітичною дією кислот цукроза розкладається на глюкозу та фруктозу. З 100 кг цукру можна одержати 105 кг інвертного цукру. Приміром, при використанні виннокам‘яної кислоти рекомендують на 100 кг цукру брати 44 кг води та 110 г кислоти. Підготовлений сироп кип‘ятять протягом 30...35 хв та охолоджують.

Крохмальна патока – це продукт неповного гідролізу крохмілю. Розрізняють патоку карамельну та патоку глюкозну. Патоку карамельну застосовують в якості антикристалізатора шляхом часткової заміни цукрози у виробництві плодово-ягідного морозива (зниження ризику утворення скоринки на поверхні продукту). Сухих речовин у патоці - 78...82 %, до складу яких входять декстрини, мальтоза, глюкоза. Вміст редукуючих речовин у карамельній патоці – 38...44 %, у глюкозній – 44...70 %.

За умови вмісту редукуючих речовин нижче 30 % декстрини випадають у осад, внаслідок чого патока мутніє, але при їх вмісті більше 50 %, патока втрачає властивості антикристалізатора та переходить у глюкозну патоку.

Патока для виробництва морозива повинна бути прозорою. Її зберігають у ємностях при температурі 8...12 ºС та відносній вологості повітря 65...70 %. Якщо у патоку попадає вода, можливе її зброджування.

Глюкозу використовуютьяк підсолоджувач та антикристалізатор для покращання структури морозива. Глюкозу для харчових цілей виготовляють у вигляді гідратної кристалічної глюкози (вміст редукуючих речовин у перерахунку на суху речовину не менше 99,%) або у вигляді твердої маси – крохмального цукру (вміст редукуючих речовин 75...85 %). Розчинність та швидкість кристалізації глюкози трохи нижча, ніж у цукрози. Зберігають глюкозу у чистих та сухих приміщеннях при температурі 8...10 ºС та відносній вологості повітря 65...70 %.

Фруктозу, що має найвищу відносну солодкість, отримують з цукрози, кукурудзяного крохмалю або з фруктанів топінамбуру у вигляді кристалів або сиропів. Цей вуглевод має високу вартість, тому його використовують лише у харчуванні для хворих на цукровий діабет. В Україні використовують фруктозу виробництва багатьох закордонних фірм. Так, приміром, Fruction ®- це торговельна назва фруктози виробництва компанії Danisco. Застосування замінника цукру Fruction ® дозволяє значно зменшити вміст калорій в морозиві, знизити точку замерзання сумішей і за рахунок цього отримати більш м‘яку структуру, що сприяє легкому вийманню продукту зі споживчої тари.

Мед натуральний. У виробництві морозива використовують тільки квіткові світлі сорти меду, найкращими з яких вважають липовий та білоакаційовий. До складу меду входить до 20 % води, 74,4...83,4 % вуглеводів (переважно глюкози та фруктози), до 10 % нецукристих речовин. Мед багатий на мінеральні речовини, органічні кислоти та вітаміни. Використовувати мед рекомендують у суміші з цукрозою у рівних частинах. Повна заміна цукрози на мед небажана внаслідок того, що мед сильно знижує температуру замерзання сумішей (як наслідок – збільшення витрат енергії, труднощі у зберіганні та транспортуванні) та може надати продукту специфічного запаху. Мед зберігають у сухих прохолодних приміщеннях при температурі 5 ºС та відносній вологості приміщення 60...70 %. Для переведення засахареного напівтвердого меду у рідкий стан, його підігрівають перед використанням до температури 65 ºС.

Солодовий сироп вміщує велику кількість мальтози. Внаслідок специфічного смаку, його найчастіше використовують у виробництві шоколадного морозива. Смак солоду можна підсилити перед використанням шляхом нейтралізації солодового сиропу содою.

Ксиліт, сорбіт - це солодкі багатоатомні спирти, які широко використовують в якості замінників цукру для хворих на цукровий діабет [18].

Сорбіт отримують у виробництві аскорбінової кислоти шляхом відновлення глюкози. Сорбіт згідно європейській класифікації має індекс Е 420 і за молекулярною структурою є шестиатомним спиртом з молекулярною масою 182,2. Багато сорбіту міститься у плодах кісточкових плодів та в морській капусті. Зовні сорбіт являє собою білий порошок або безбарвні кристали, іноді білувато-сірі плиточки. Сорбіт вміщує до 5 % вологи, має добру розчинність у воді, утворює приємні за смаком та позбавлені запаху розчини. Сорбіт харчовий випускають в упаковці плитами від 4 до 7 кг. Зберігають сорбіт до одного року при температурі не вище 25 ºС та при відносній вологості повітря 65...70 %.

Ксиліт має індекс Е 967. Його молекулярна маса 152,1. Ксиліт отримують зі стержнів кукурудзяних качанів та лузги бавовняного насіння, деревини. Масова частка вологи у ксиліті – 2%. Ксиліт поставляють на підприємства у вигляді легкорозчинного порошку

При виготовленні морозива основі ксиліту беруть таку ж кількість, як і цукру, а сорбіту – лише на 2 % більше по відношенню до маси продукту. Більший вміст сорбіту та ксиліту небажаний внаслідок того, що за рахунок меншої молекулярної маси цукрозамінників, ніж у цукрози, кріоскопічна температура морозива може значно знизитися, що призведе до зменшення частки вимороженої води за тих же температур. В Україні виробляють морозиво з цими цукрозамінниками у незначних обсягах.

Ацесульфам калію (сунетт) (Е 950) – це синтетичний інтенсивний підсолоджувач, органічна сіль, що вміщує сірку та азот. Його розчинність у воді за кімнатної температури – 270 г на 1000 см³. Ацесульфам К не розкладається при нагріванн. Максимально допустимий рівень концентрації (МДР) ацесульфаму калію у морозиві – не більше 800 мг на кг.

Аспартам (Е 951) - це дипептид, що складається із залишків аспарагінової кислоти та фенилаланіну. Він синтезований у 1965 році. МДР аспартаму – до 5500 мг/кг. Розчинність добавки – 10 г/дм³. Аспартам виявляє синергистичний ефект до деяких інших підсолоджувачів (сахаріну, ацесульфаму К) та здатен підсилювати деякі аромати. Внаслідок негативного впливу високих температур на аспартам, його рекомендують вносити в продукти перед фасуванням, або ж збільшувати дозу внесення. Аспартам обмежений до застосування у харчовій промисловості внаслідок того, що він є носієм фенілаланіну – небезпечної речовини для людей хворих на фенилкетонурію. Продукти, що вміщують цей підсолоджувач, повинні маркуватися з попередженням про його вміст.

Цикламова кислота та її солі (Е 952) – це похідні аміносульфонової кислоти.МДР цієї кислоти складає до 5500 мг/кг при розчинності – 200 г/ дм³.

Сахарін (натрієва, калієва та кальцієва солі) (Е 954) - це сульфамід бензойної кислоти, що був синтезований у 1879 році. Він витримує тривале зберігання, нагрівання та є найдешевшим з підсолоджувачів, що не мають харчової цінності. Сахарін визнаний безпечним та дозволений до споживання більше ніж у 100 країнах світу. МДР сахаріну встановлено на рівні до 1200 мг/кг. Розчинність сахаріну – 660 г/ дм³.

Сукралоза - це новий інтенсивний некалорійний підсолоджувач, який отримують шляхом хлорування цукру. Сукралоза дозволена до застосування для широкого спектру продуктів там напоїв. Солодкість сукралози зменшується зі збільшенням її вмісту або рН, та з пониженям температури. Сукралоза вельми стійка до температурного впливу та кислотності середовища (рН=3…7).

Синтетичні інтенсивні підсолоджувачі часто використовують у вигляді композиційних сумішей з метою одержання стійкого солодкого смаку.

При виробництві морозива з низьким рівнем калорій компанія Danisco (Данія) пропонує застосовувати в якості замінника цукру полідекстрозу з торговою назвою Litesse ®. Полідекстроза замінює цукор та дозволяє знижувати рівень вмісту жирів в морозиві, є ідеальним продуктом для зменшення калорійності морозива. Вона лише частково приймає участь у метаболізмі, організм засвоює лише 1 ккал енергії на 1 грам Litesse ®. При застосуванні Litesse ® в якості замінника цукру споживач отримує лише 25 % калорій, які б дав продукту цукор (4 ккал/г) і всього 11 % калорій, які привносить в продукт жир (9 ккал/г).

Емульгатори, стабілізатори.

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 [29].

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.

Емульгаторами є сполуки жирних кислот, моно- та дигліцериди, ефіри цукрів і жирних кислот, ефіри пропіленгликолю та жирних кислот, лецитин, 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). Коди піро- та поліфосфатів - Е 450 та Е 452.

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.

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 фризерування 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..

Приклади комерційних назв емульгаторів: Е 473 – ефіри цукрози та жирних кислот; Е 491 – сорбітан моностеарат СПЕН 60; Е 494 – сорбітан моноолеат, СПЕН 80 та ін. [22].

Стабілізатори. Введення стабілізаторів (гідроколоїдів, біополімерів) у суміші передбачається для всіх видів морозива. Стабілізатори – це речовини, які сприяють збиванню сумішей для морозива та протидіють його суцільному промерзанню. Ці речовини активно зв‘язують вільну вологу, утворюють просторову гелеподібну структуру та підвищують в‘язкість сумішей, забезпечують ніжну структуру морозива, запобігають утворенню великих кристалів льоду та їх зростанню, надають високий опір таненню та стабілізують структуру при зберіганні продукту, знижують міграцію вологи з продукту в упаковку.

Стабілізатори повинні мати нейтральний смак і запах, не вступати у хімічну взаємодію зі смакоароматичними речовинами морозива, забезпечувати необхідні характеристики плавлення та надавати бажану для споживання текстуру. Не зважаючи на здатність суттєво змінювати в‘язкість сумішей для морозива, стабілізатори незначно впливають на зниження температури їх замерзання.

Суміші для плодово-ягідного морозива мають нижчу в‘язкість, ніж молочні суміші, а їх висока кислотність частково руйнує стабілізатори структури, саме тому при виробництві таких видів морозива в рецептури передбачається вносити більшу кількість цих речовин.

Високоякісне морозиво на молочній основі можна виготовляти і без застосування стабілізаторів та емульгаторів, оскільки молоко та молочні продукти вміщують природні стабілізуючі та емульгіючі речовини.

Високотемпературне оброблення сумішей для виробництва морозива на молочній основі сприяє денатурації сироваткових білків, що збільшує в‘язкість сумішей та зменшує потребу у стабілізаторах.

За походженням стабілізатори можна поділити на такі види [29]:

Білки (тваринні та рослинні): желатин, модифіковані молочні білки, модифіковані соєві білки, казеїнати. Найбільш широковживаним з них є желатин - тваринний білок, водорозчинний продукт розкладання, деструкції або розщеплення нерозчинних у воді колагенових волокон, хоча останнім часом використання його обмежене внаслідок появи широкого спектру універсальних за властивостями стабілізаційних систем.

Натуральні рослинні ексудати: гуміарабік, камеді гхаті та карайя. Ця група стабілізаторів не набула у виробництві морозива широкого застосування.

Камеді та слизи рослин: камедь з вівса, камедь з бобів рожкового дерева (кароб), камедь насіння робінії, гуарова камедь, камедь зі стручків білої акації, камедь насіння псіллума, камедь насіння айви, тамаринд, ксантанова смола, 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.

Екстракти водоростей: агар та агароїд, каррагінан, фурцелларан, альгінат натрію, 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 %.

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.

Пектини - це полісахариди, одержувані з яблук, буряків, цитрусових, кошиків соняшнику:низькоетерифіковані та високоетерифіковані пектини. 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-галактуроновой 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.

Похідні целюлози: натрійкарбоксиметилцелюлоза та карбоксиметилцелюлоза, метил- та метилетилцелюлоза, гідроксиметилцелюлоза, гідроксипропил- та гідроксипропилметилцелюлоза, мікрокристалічна целюлоза. 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 смола, бета-1,3 глюкан.

Крохмалі та модифіковані крохмалі: крохмаль пшеничний, крохмаль кукурудзяний, крохмаль картопляний, окиснений желюючий або окиснений харчовий, або карбоксиметиловий крохмалі, крохмаль тапіоковий желюючий, або окиснений харчовий. Крохмаль – це полісахарид, суміш лінійної фракції амілози і розгалуженої – амілопектину.В Україні не виготовляють модифіковані крохмалі для виробництва морозива, а можливості застосування з цією метою існуючих модифікованих крохмалів для напоїв та пастоподібних молочних продуктів поки що вивчаються науковцями.

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

Шидловська В.П. [12] наводить такі приклади застосування композицій традиційних вітчизняних стабілізаторів у виробництві морозива (табл.9).

Таблиця 9

Композиції та концентрації основних стабілізаторів, рекомендованих для виробництва морозива, %

Композиції	Морозиво
молочне	Вершкове, пломбір	Плодово-ягідне
Агароїд, желатин/метилцелюлоза Агароїд желюючий/картопляний крохмаль Альгінат натрію, казеїнат натрію/метилцелюлоза або пектин Пшеничне борошно, казеїнат натрію/метилцелюлоза Модифікований крохмаль, казеїнат натрію/метилцелюлоза або пектин Пектин/метилцелюлоза	0,1/0,2 - 0,1/1,0     0,1/1,0 - - 1,5/1,0   - - - -     -	0,1/0,2 - -     0,1/0,5 0,1/0,5 0,1/0,2 1,0/0,5   - 1,0/0,5 0,5/0,1 0,5/0,2     -	- 0,3/0,1 -     - 0,2/0,1 - -   2,0/0,1 - 2,0/0,1 2,0/0,5     0,5/0,1

 

 

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. Фірми-виробники подібних композицій надають їм спеціальні торговельні назви (STABMIX, STABOR ТА ІН.)

Комбіновані стабілізатори/емульгатори (КСЕ). Спеціально підібрані суміші стабілізаторів та емульгаторів називають стабілізаторами-емульгаторами або стабілізаційними системами [29]. Їх широко використовують у світовій практиці, і нещодавно вони знайшли застосування в Україні.

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.

Прикладами КСЕ є широковідомі комплексні добавки для виробництва морозива з такими торговими марками, як: «Palsgaard» (Данія), «Хамульзіон» (німецької фірми «Г.К. Хан і Ко») та ін. Так, для молочного морозива фірма «Г.К. Хан і Ко» рекомендує Хамульзіон TSP, для йогуртного – Хамульзіон TNG та/або TNF, для термізованого йогуртного морозива – Хамульзіон QECS. Стабілізаційні системи, що містять стабілізатори та емульгатори у співвідношенні 50:50, та здатні легко та швидко перемішуватися та розчинюватися у холодних сумішах без попереднього сухого змішування компонентів - це системи серії RIPLEX (Японія)

Інтегровані комбіновані емульгатори/стабілізатори. У цих системах окремі компоненти стабілізаторів знаходяться у вигляді суспензії у безперервній емульсійній фазі [29]. 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 [30].

Процес інтеграції компонентів систем проводиться за високих температур, що забе