Разработка технологии производства мороженого с растительным маслом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Юхневич, Мария Марьяновна

• Юхневич, Мария Марьяновна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Юхневич, Мария Марьяновна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Классификация видов мороженого.

1.2. Технологический процесс производства мороженого.

1.3 Основные компоненты мороженого.

1.4. Влияние компонентов мороженого на качество и стабильность продукта.

1.5. Новые тенденции в производстве мороженого.

1.6. Замена молочных белков.

1.7. Замена сахара.

1.8. Применение комбинированных стабилизаторов-эмульгаторов.

1.9. Физический механизм гомогенизации.

1.10. Механизм образования скоплений жировых шариков при гомогенизации смесей мороженого.

1.11. Влияние гомогенизации на взбиваемость.

1.12. Фризерование.

1.13. Кристаллизация смесей мороженого.

1.14. Дестабилизация в процессе замораживания.

1.15. Влияние состава смеси на взбиваемость.

1.16. Оборудование для фризерования. Фризеры периодического и непрерывного действия. Производительность фризера.

Выводы по обзору.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПОСТАНОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТА. ОБЪЕКТЫ

И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Постановка эксперимента.

2.2. Методы исследований.

2.2.1. Определение степени деэмульгирования по методу Желтакова.

2.2.2. Определение коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-жидкость методом вытекания жидкости из круглой трубки. Теория метода и описание установки.

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПРОЦЕССА ГОМОГЕНИЗАЦИИ.

3.1. Физико-химический механизм гомогенизации.

3.2. Физический механизм гомогенизации. Расчет среднего диаметра жировых шариков после гомогенизации.

3.3. Определение коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жир-водный раствор. Экспериментальная проверка соотношений для диаметра жировых шариков после гомогенизации.

ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПРОЦЕССА ФРИЗЕРОВАНИЯ.

4.1. Физико-химический механизм фризерования.

4.2. Физико-математическая модель процесса фризерования.

ГЛАВА 5.0БСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5.1. Влияние жидких растительных масел на качество мороженого.

5.2. Влияние типа стабилизатора-эмульгатора на качество мороженого.

5.3. Влияние времени созревания на качество мороженого.

5.4. Влияние количества глюкозы на качественные показатели мороженого.

5.5. Влияние температуры фризерования на скорость таяния мороженого.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии производства мороженого с растительным маслом»

Актуальность работы. Питание определяет здоровье и работоспособность человека. Основа современных представлений о рациональном питании связана с концепцией сбалансированного питания, требующего поставки в организм достаточного количества продуктов, обеспечивающих энергетические и пластические потребности.

Нормальная жизнедеятельность организма возможна только при поступлении соответствующих количеств жиров, Сахаров и белков, а также при соблюдении строго определенных соотношений между пищевыми и биологически активными веществами. Особое значение придается сбалансированности питания. Необходимым является поступление в организм эссенциальных веществ, не синтезируемых организмом человека или синтезируемых в недостаточном количестве.

Одним из жизненно необходимых компонентов пищи, определяющих ее биологическую ценность, вкусовые достоинства, калорийность, являются ли-пиды. Основными факторами, характеризующими эффективность использования пищевых липидов, являются сбалансированность их жирнокислотного состава, наиболее полно удовлетворяющего потребности организма, а также обеспечение минимальной стоимости готового продукта. Особую роль в составе липидов играют эссенциальные полиненасыщенные жирные кислоты, не синтезируемые в организме. Достаточно важным является и поступление фос-фолипидов. Исключение их из рациона человека может привести к серьезному нарушению процессов жизнедеятельности.

Одним из продуктов, широко используемых в питании, человека является известное с древних времен мороженое, в традиционный состав которого входит достаточно большое количество молочного жира благодаря его высоким вкусовым и технологическим свойствам. Однако молочный жир обладает и рядом негативных свойств: он содержит значительное количество насыщенных жирных кислот и холестерина при дефиците незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, а также имеет достаточно высокую стоимость. Для обеспечения сбалансированности жирнокислотного состава мороженого в последнее время разрабатываются технологии его производства с модифицированным жирнокислотным составом за счет добавления в смесь растительных жиров и масел. Такое мороженое классифицируется как мороженое со сложным сырьевым составом, а именно: молочно-растительное и растительно-сливочное. Проведение исследований, позволяющих предложить технологию производства мороженого с рациональным комбинированием нескольких источников липи-дов, является актуальным как с экономической точки зрения, так как позволяет предприятиям минимизировать затраты на сырьё, так и с позиций увеличения пищевой ценности конечного продукта при снижении зависимости производства от сезонных поступлений молока.

Цель и задачи исследований. Исходя из вышесказанного, целью настоящей работы явилась разработка технологии и производства мороженого на основе композиции молочного жира и рафинированных и дезодорированных растительных масел и исследование свойств полученного продукта.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- осуществить выбор растительного масла и установить наилучшее соотношение молочного жира и растительного масла, обеспечивающее производство качественного продукта с улучшенным жирнокислотным составом;

- подобрать состав стабилизатора-эмульгатора, обеспечивающий высокое качество мороженого из смеси, включающей жидкое растительное масло;

- исследовать физико-химический механизм стабилизации и дестабилизации жировых шариков в смесях с молочным жиром и растительным маслом;

- разработать физико-математическую модель процесса гомогенизации смесей с растительным маслом;

- разработать метод и его аппаратурное оформление для определения коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-жидкость;

- предложить расчетные соотношения для определения диаметра жировых шариков, получаемых в процессе гомогенизации;

- исследовать физико-химический механизм процесса фризерования гомогенизированных смесей, содержащих молочный жир и растительное масло;

- разработать физико-математическую модель процесса фризерования. Предложить расчетные соотношения для определения времени фризерования;

- изучить влияние основных технологических факторов на свойства мороженого, полученного из смесей, содержащих молочный жир и растительное масло, скорректировать рецептуру продукта и установить наилучшие технологические режимы его производства;

- на основании результатов проведенных исследований предложить технологическую схему производства мороженого из смесей, содержащих молочный жир и растительное масло.

Научная новизна работы. Изучена возможность создания молочно-растительных жировых композиций, пригодных для создания смесей для производства мороженого, при этом частичная замена молочного жира подсолнечным высокоолеиновым маслом с пониженным содержанием холестерина и повышенным содержанием токоферолов позволяет улучшить жирнокислотный состав смеси для мороженого. Исследовано влияние отдельных технологических факторов, таких как массовая доля растительного масла в продукте, состав и количество вносимых стабилизаторов-эмульгаторов, содержание глюкозы, продолжительность созревания смеси, параметров гомогенизации и фризерования.

Предложен модифицированный метод определения коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-жидкость. Рассмотрена физико-химическая и физико-математическая модели процесса гомогенизации; получено адекватное уравнение, позволяющее рассчитать диаметр жировых шариков в зависимости от свойств гомогенизируемой смеси и параметров процесса гомогенизации.

Предложена физико-химическая модель процесса фризерования. На основании предложенной теплофизической модели процесса фризерования получена адекватная формула для определения производительности фризера непрерывного действия.

Научная новизна работы подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение способа производства сливочного мороженого № 2201096 от 27.03.2003.

Практическая значимость работы. Проведена промышленная выработка сливочного мороженого на основе растительных масел (акт внедрения на ООО "Ленмороженое").

Разработано изменение к техническим условиям (ТУ № 9228-00139463443-91) на производство мороженого на основе растительных масел (дата введения 17 апреля 2000 г.).

Работа выполнялась в рамках Федеральной программы "Создание новых комбинированных продуктов функционального жизнеобеспечения с максимальным содержанием эссенциальных веществ, свободных от экотоксинов".

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Юхневич, Мария Марьяновна

Выводы по работе

1. Предложен способ производства сливочного мороженого, в смеси которого содержится молоко, сливочный жир, масло подсолнечное, глюкоза, стабилизатор. Способ включает приготовление дополнительной смеси из подсолнечного рафинированного и дезодорированного масла и 25.30 % цельного молока, нагретого до 65.70 °С, которую эмульгируют и вводят в основную смесь перед пастеризацией.

2. Подобран стабилизатор-эмульгатор PGX-1, содержащий достаточно большое количество ненасыщенных моноглицеридов и обеспечивающий высокую взбитость продукта при фризеровании.

3. Создан метод и его аппаратурное оформление для определения коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-жидкость.

4. Предложен физико-химический механизм стабилизации и дестабилизации жировых шариков в смесях с молочным жиром и растительным маслом в присутствии стабилизатора-эмульгатора PGX-1. Проанализированы функции распределения жировых шариков по диаметрам.

5. На основе анализа физико-математической модели процесса гомогенизации предложены расчетные соотношения, позволяющие определить диаметр жировых шариков в зависимости от состава гомогенизируемой смеси и режимных параметров процесса, адекватно отражающие эксперимент.

6. Рассмотрен физико-химический механизм фризерования. Проанализированы свойства полученного мороженого: его взбитость, сопротивление таянию в зависимости от времени созревания и вида стабилизатора-эмульгатора, определены размеры образованных кристаллов льда в зависимости от количества внесенной в смесь глюкозы.

7. Создана физико-математическая модель процесса фризерования на основе которой найдены закономерности, позволяющие рассчитать время фризерования. Показано, что с увеличением доли глюкозы в суммарном количестве

Сахаров, внесенных в смесь, при прочих равных условиях увеличивается вяз кость смеси и уменьшается время фризерования.

8. Определен состав смеси мороженого, обеспечивающий высокие орга нолептические свойства произведенного продукта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Юхневич, Мария Марьяновна, 2004 год

1. А.с. СССР № 1551325 кл. А 23 69/02 "Смесь для приготовления мороженого"/ Юозонене J1.B., Серейкене В.В.И., Серейкене М.Н.А. Опубл. ИСМ №6, 1990.

2. Барабашина Е.И. Качество и стабильность мороженого // Молочная промышленность. 1999. -№ 10. - С. 31-32.

3. Барановский Н.В. Автореферат диссертации "Влияние гидродинамических факторов на степень дисперсности жира при гомогенизации молока", 1955.т 6. Вальтсара П., Джонкшен М. Роль молочного жира и белка в мороженом //

4. Молочная промышленность. 1999. -№ 10. - С. 31-32.

5. Влияние кукурузного масла на качество сливочного мороженого // РЖ ВИНИТИ 1999. -№ 7. - 7Р1169.

6. Заявка ЕПВ № 0147483 кл. A 23G 9/02, 9/04 "Стабильный аэрированный замороженный пищевой продукт." Опубл. ИСМ № 2, 1986.

7. Заявка Японии № 61-3294513 кл. A 23G 9/02// A 23L 1/03. "Состав для мягкого мороженого" Опубл. ИСМ № 4, 1987.

8. Заявка Японии № 61-43020 кл. A 23G 9/02 "Состав мороженого". -Опубл. ИСМ № 7,1987.

9. Заявка Японии № 2-55018 кл. A 23G 9/04, A 23L 1/20 "Способ приготовления мороженого из соевого сырья". Опубл. ИСМ № 10, 1991.

10. Заявка Японии № 3-108449 кл. A 23G 9/04 "Способ приготовления мороженого с высокой степенью взбитости". Опубл. ИСМ № 5, 1992.

11. Заявка Франции № 2649298 кл. A 23G 9/02 "Композиция на основе Сахаров для приготовления мороженого". Опубл. ИСМ № 11, 1991.

12. Заявка Японии № 1-49459 кл. A 23G 9/04 // A 23L 1/20 "Способ приготовления замороженного десерта". Опубл. ИСМ № 7, 1990.

13. Заявка Японии № 2-55018 кл. A 23G 9/04, 9/02, A 23L 1/20 "Способ приготовления мороженого из соевого сырья". Опубл. ИСМ № 10, 1991.

14. Заявка Японии № 3-48783 кл. A 23G 9/02 "Смесь для мягкого мороженого". Опубл. ИСМ № 11, 1992.

15. Заявка Японии № 1-49457 кл. A 23G 9/04// A 23L 1/20 "Способ приготовления замороженного десерта". Опубл. ИСМ № 7,1990.

16. Заявка Японии № 1-49457 кл. A 23G 9/02, A 23D 5/00, A 23G 9/04 "Состав для десерта и способ его приготовления". Опубл. ИСМ № 7, 1990.

17. Заявка Японии № 1-19626 кл. A 23G 9/02, 9/04 "Приготовление мороженого". Опубл. ИСМ № 6, 1990.

18. Заявка Японии № 63-24656 кл. А 23G 9/02 // A 23D 5/00 "Способ изго-„ товления мороженого с использованием растительного масла". — Опубл. ИСМ4, 1989.

19. Заявка Японии № 63-26970 кл. A 23G 9/02 // A 23D 5/00, A 23L 1/19 "Способ приготовления мороженого". Опубл. ИСМ № 4, 1989.

20. Заявка Японии № 63-26971 кл. A 23G 9/02 // A 23D 5/00, A 23L 1/19 "Способ приготовления мягкого мороженого". Опубл. ИСМ № 4, 1989.

21. Замороженный пищевой продукт // РЖ ВИНИТИ. 2000. - № 3. - 00.03 -19Р1160П.

22. Зобкова З.С., Кутилина С.К. Растительные жиры в молочных продуктах // Молочная промышленность. 1999. -№ 5. - С. 13-16.

23. Зоммер Г. Теория и практика производства мороженого. М.: Пищепромиздат, 1937.

24. Изменение свойств мороженого с увеличением количества ненасыщенных жирных кислот. Frozen dessert attribut. - Food Sci. - 1994. - 59. - № 6.

25. Инихов Г.С., Врио Н.П. Методы анализа молока и молочных продуктов. -М.: Пищевая промышленность, 1971. -357 с.

26. Использование жира из морепродуктов и растительного масла при производстве мороженого // РЖ ВИНИТИ. 1999. -№ 14. - 14Р1173.

27. Килара А. Заменители жира в производстве мороженого // Молочнаяпромышленность. 2000. - № 5. - С. 31-33.

28. Кладий А.Г. Новые фабрики мороженого // Холодильная техника. 1988. - № 4. - С. 14-15.

29. Классификация мороженого в проекте первой редакции ГОСТ Р "Мороженое. Общие технические условия" // Мороженое России. — 2001. № 3.

30. Кремодан лучший подарок производителям мороженого // Пищевая промышленность. - 1995. 12. - С. 36-37.

31. Крог Н. Использование эмульгаторов в мороженом // Молочная промышленность. 2000. - № 3. - С. 44-46.

32. Кук Г.А. Процессы и аппараты молочной промышленности. Т. 2. М.:1. Пищепромиздат, 1960.

33. Куцакова В.Е., Арсеньева Т.П., Юхневич М.М., Зюканов В.М. Технологические аспекты производства мороженого на основе растительных жиров // Производство и реализация мороженого и быстрозамороженных продуктов. -2002.-№2.-С. 20-21.

34. Куцакова В.Е., Арсеньева Т.П., Юхневич М.М. "Способ производства сливочного мороженого". Патент на изобретение № 2201096. — Опубл. 27.03.2003.

35. Кэмпбэлл И.Дж., Пелан Б.М.С. Влияние стабильности эмульсии на свойства мороженого // Молочная промышленность. 1999. - № 9. - С.30-32.

36. Линия "Galaxy R-2100-8" выработки эскимо // Сер. Молочная промышленность: Экспресс-информация. Зарубежный опыт. М.: ЦНИИТЭИмясомол-пром.- 1986.-Вып. 21.

37. Международная заявка РСТ № 89/10700 кл. А 23С 15/06, А ОН 15/10 "Способ и установка изготовления жирового продукта на основе молочного жира".- Опубл. ИСМ № 5, 1990.

38. Мороженое вечно прибыльное дело // Молочная промышленность. -1998.-№ 2.-С. 55-59.

39. Мороженое//РЖ ВИНИТИ. 1995. -№ 4. -4Р1161П.

40. Оленев Ю.А. Мороженое. М.: Колос, 1992. - 256 с.

41. Оленев Ю.А. Комплекс показателей характеристик мороженого // Молочная промышленность. 1993. — № 5. - С. 19-20.

42. Оленев Ю.А., Казакова Н.В., Борисова О.С. и др. Об использовании концентратов молочной сывортки в производстве мороженого // Молочная промышленность. 1985.- №7. -С. 10-11.

43. Патент США № 4643906 кл. A 23G 9/100 "Мороженое, не содержащее лактозы". Опубл. ИСМ № 12, 1987.

44. Патент Польши № 175408 кл. A 23G 9/02 "Мороженое" Опубл. ИСМ 1998.

45. Патент США № 5215577 кл. A 23G 9/00 "Способ производства мороженого с низким содержанием жира или без него". Опубл. ИСМ № 2, 1995.

46. Патент США № 4853243 кл. A 23G 9/02, 9/04 "Устойчивое к замораживанию взбитое мороженое и пищевые продукты, полученые путем сбивания молока". Опубл. ИСМ № 6, 1990.

47. Переработка продукции растительного и животного происхождения. /Под редакцией А.В.Богомолова и Ф.В.Перцевого. СПб: ГИОРД, 2001. -С. 299-307.

48. Производство мороженого в СССР и за рубежом / Куцакова В.Е., Фролов * В.Л., Бессонов Р.В., Коржеманова JI.А. // Молочная промышленность: Обзорнаяинформация. М.: АгроНИИТЭИММП, 1990. - 40 с.

49. Производство мороженого с использованием комбинированных эмульгаторов-стабилизаторов. Danisko Ingredients.

50. Производство мороженого. Оборудование. Новейшие конструкции для производства и упаковывания: Материалы симпозиума на днях Датской техники в Москве. Фирма Hoyer A/S (Дания). М., 1986. - 27 с.

51. Протодьяконов И.О., Ульянов С.В. Гидродинамика и массообмен в дис-* персных системах жидкость-жидкость. "Наука", Лен. отделение, 1986.54. Проспект фирмы APV (США).

52. Проспект фирмы Ноуег (Дания).

53. Проспект фирмы Alfa-Laval (Швеция).

54. Проспект фирмы Mark (Италия).

55. Пясковская Т. Ода мороженому. Мир продуктов. Киев: РИА "Марко Пак". - 2002. - № 2. - С. 20-23.

56. Растительные жиры в производстве мороженого и шоколадной глазури // Молочная промышленность. 1997. -№ 6. - С. 34-35.

57. Сарафанова Л.А., Ибраев А.В. и др. СТАБИЛАН-АЙС: российские стабилизаторы-эмульгаторы для российского мороженого // Производство и реализация мороженого и быстрозамороженных продуктов. 2002. - № 2. 1. С. 22-23.

58. Складирование, хранение, транспортировка и реализация мороженого // МБП 2001. - №2. - С. 22-23.

59. Смесь для производства мороженого "Аксинья" // РЖ ВИНИТИ. 1994. -№ 16.- 16Р1159П.-С. 16.

60. Снижение калорийности мороженого. Dfscen Hilchvirt. 1995. — 46. -№8.-С. 419-420.

61. Специальные растительные жиры в производстве мороженого // РЖ ВИНИТИ. 2000. - № 8. - 00.08 - 19 Р1158.• 65. Способ производства мороженого типа "Лакомка" во взбитой глазури //

62. РЖ ВИНИТИ. 1999. -№ 12. - 12Р1156П.

63. Способ производства мороженого с растительными жирами // РЖ ВИНИТИ. 1998. -№ 8. - 8Р1172П.

64. Твердохлеб Г.В. и др. Технология молока и молочных продуктов. М.: Агропромиздат. - 1991. — 463 с.

65. Творогова А.А. и др. Жиры фирмы "Лодерх Кроклаан" для мороженого // Пищевая промышленность. 1997. - № 5. - С. 28-29.

66. Творогова А.А. и др. Мороженое с пониженным содержанием холестерина // Молочная промышленность. 1998. - № 1. - С. 27.

67. Томсен М., Холстборг Дж. Влияние давления гомогенизации и типа эмульгатора на смесь для мороженого // Молочная промышленность. — 2001. -С. 53-54.

68. Углеводы в качестве заменителя жира в сливочном мороженом // Food Trade Rev. 1983. - 63. - № 12. - с. 750е - 750f.

69. Фролов С.В., Куцакова В.Е., Арсеньева Т.П., Юхневич М.М. Механизм гомогенизации применительно к молочно-растительным смесям // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. - № 7. - С. 11-13.

70. Фролов С. В., Куцакова В.Е., Кипнис В.Л. Тепло и массообмен в расчетах процессов холодильной технологии пищевых продуктов. — М.: Колос-Пресс, 2001.-147 с.

71. Фролов С.В., Куцакова В.Е., Арсеньева Т.П., Юхневич М.М. О расчете производительности фризера непрерывного действия // Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. - № 6.

72. Храмцов А.Г. Молочная сыворотка. М.: Агропромиздат, 1990. - 240 с.

73. Шамонов А.В. Индустрия мороженого в России в современных условиях // Молочная промышленность. 1999. -№ 1. - С. 3-6.

74. Alsafar Т. and Wood F. Microscopic examination of fat dispersion of icecream.-XVI1 Int. Dairy Congr., 1966.-p. 173.

75. Arbuckle W.S. Icecream (Fourth edition). Westport Connection : The Avi Rublishing Company. Inc., 1986.-483 p.

76. Carbohydrates as fat replacers in ice. Confect. Prod. — 1994. — 60. № 2. -p. 122, 124, 159.

77. Dairy Foods. 1987. - V. 88. - № 11. - p. 56-57.

78. Deutsche Milchwirtschaft. -1989. Bd. 40. -№ 10. -S.316.

79. Food processing. 1988. - V. 49. -№ 4. - p. 21, 22,24.

80. Food Manufacture. 1988. - V. 63. -№ 12. - p.51.

81. Friedman M. Newfrozen Ice cream Navelties satisfay summer cravings // Prepared Foods. 1987. - V. 156. -№ 9. - p. 141.

82. Hight Fructose corn syrup comes of age // Dairy Field. 1988. - V. 17. -№3.-p. 22,45.

83. In Winners circle // Dairy Foods. 1987. - V. 88. - № 5. - p. 34-36.

84. Kelley C. Premium light ice milk // Dairy Field. 1988. - V. 17. - № 5. -p. 35-37.

85. Kessler Hg. Speiseeischerstellung. In. Lebensmittel-Verfahren-stechnic. Schwerpunk Molkereitechnologie. Munchen: Weihenstep-han, 1976, - s. 409-420.

86. Les grosses glaces de sunset // Agro Industries. — 1988. — № 39. — p. 21.

87. Les grosses glaces de paladine // Agro Industries. 1988. - № 39. — p. 22.

88. Light icecream is not a contradiction in terms // Food in Canada. — 1988. — V. 48. № lO.-p. 16.

89. Mann E.L. Scientific aspects // Dairy Ind. 1967. - 32. - № 8. - p. 563, 603-604.

90. Milchwissenschaft. 1986. - Bd. 41. -№ 8. - s. 515, 518-523.

91. Parson S.G., Dyling S.T., Goder D.S. Acceptebility of ice cream made with processed wheys and sodium caseinate //Journal of Dairy Sciens. 1985. - V. 68. -№ 11.-p. 2880-2885.

92. Raige D.M., Bayless T.M., Wexler R. 1975 - 28. - 818-822.

93. Sweenny. 1963. - 85. - 2497.

94. Taking Low-Fat to the limit // Dairy Foods. 1988. - V.89. -№ 11. - p. 49.