2 Экспериментальная часть

2.1 Цель и задачи исследований

При производстве пастильных изделий протекают два основных процесса, отвечающие за получение свойственной им структуры: пенообразование и студнеобразование. Основными факторами, влияющими на данные процессы и, следовательно, на качество пастильных масс, являются следующие:

-состав и соотношение рецептурных компонентов;

-влажность и рН рецептурной смеси;

-вид и концентрация пено- и студнеобразователя;

-температура и условия взбивания пастильных масс;

-технологические режимы выстойки и сушки.

С целью исследования влияния основных рецептурных компонентов пастильных изделий и инулина на показатели качества сбивных масс и готовых изделий необходимо реализовать следующие задачи:

- изучить процессы пенообразования и показатели качества пен, образованных нативным белком, также восстановленным сухим белком с содержанием сухих веществ 12, 15, 17 и 19%;

- в соответствии с матрицей математического планирования эксперимента изготовить образцы сбивных масс на сухом белке с использованием яблочного пюре, содержащего содержание сухих веществ 10 и 15%;

- исследовать их показатели качества;

- обработать полученные результаты, построить графические зависимости функций отклика от исследуемых факторов;

- провести анализ полученных результатов, определить показатели качества рецептурных компонентов для получения сбивных масс с оптимальными свойствами.

2.1 Материалы и методы исследований

При проведении исследований использовалось следующее сырье, удовлетворяющее требованиям технических нормативных правовых актов (ТНПА): сахар-песок, сухой яичный белок, белок куриного яйца, пюре яблочное асептически консервированное, стандартный инулин марки Beneo^ТМ GR, патока крахмальная, агар пищевой, кислота лимонная, ванилин. Перечень материалов исследований приведен в таблице 8.

Таблица 8 – Перечень материалов исследований

Наименование сырья	Обозначение ТНПА
Сахар-песок	ГОСТ 21-94
Белок яичный сухой	ГОСТ 30363-96
Белок куриного яйца	ГОСТ 30363-96
Пюре яблочное	ТУ РБ 28632049.193-88
Инулин BeneoТМ GR	Удостоверение о государственной гигиенической регистрации Минздрава Республики Беларусь
Патока крахмальная	ГОСТ 5194-91
Агар пищевой	ГОСТ 16280-2002
Кислота лимонная пищевая	ГОСТ 908-79
Ванилин	ГОСТ 16599-71

Всё сырьё подвергалось органолептической оценке и физико-химическим исследованиям в соответствии с требованиями ТНПА на сырье и полуфабрикаты.

Для отбора проб и испытаний качества сырья и полуфабрикатов использованы следующие ТНПА:

ГОСТ 5900-73 – Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ.

ГОСТ 5902-80 – Изделия кондитерские. Методы определения степени измельчения и плотности пористых изделий.

ГОСТ 5903-89 – Изделия кондитерские. Методы определения сахара.

ГОСТ 6441-96 – Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия.

ГОСТ 11293-89 – Желатин. Технические условия.

ГОСТ 26185-84 – Водоросли морские, травы морские и продукты их переработки.

ГОСТ 28561-90 – Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сухих веществ и влаги.

Определение пенообразующей способности

Определение пенообразующей способности определяли в образцах нативного и восстановленного сухого белка путём измерения объёма пены через каждую последующую минуту взбивания образцов в стакане на 1000 см³ с делениями.

Пенообразующую способность, F, %, вычисляют по формуле

, (2)

где V₀ – первоначальный объём образца до взбивания, см³;

V₀ – объём взбитого образца, см³.

Определение стойкости пены

Для определения стойкости пены образцы взбитого белка помещали в градуированные стаканы на 250 см³ и замеряли объём пены через каждые 15 мин. выстойки.

Стойкость пены, St, %, определяется по формуле

, (3)

где V₀ – объём пены после 15 мин. выстойки в состоянии покоя, см³;

V₀ – первоначальный объём пены взбитого образца, см³.

Определение растекаемости пастильных масс

Растекаемость взбитых систем характеризуется коэффициентом растекания, К, см²/г, который определяли аналогично коэффициенту растекания для карамельной массы [2, с. 183] через каждые 10 мин. выстойки образца и вычисляли по формуле

, (2)

где S – площадь, занимаемая образцом, вылитым на плиту, см²;

m – масса образца, г.

Площадь поверхности образца, S, см², определяется по формуле

, (3)

где d – средний диаметр поверхности образца, см.

Средний диаметр поверхности образца, d, см, определяется по формуле

, (4)

где d₁ и d₂ – взаимно перпендикулярные диаметры поверхности образца, см.

Обработка результатов

С целью исследования взаимного влияния рецептурных ингредиентов на качество белковых масс применялся метод математического планирования эксперимента с помощью компьютерной системы планирования эксперимента STATGRAPHICS Plus for Windows.

На первом этапе должны быть определены основные факторы Х и критерии оценки влияния факторов на требуемые показатели качества пастильных масс – функции отклика У. Затем необходимо провести центральное композиционное ротатабельное планирование, в ходе которого каждый из факторов поочерёдно должен принимать значения от минимального уровня до максимального.

Далее в соответствии с матрицей планирования необходимо провести эксперименты по определению критериев оценки влияния факторов.

На основании экспериментов, проведённых в соответствии с матрицей планирования, получаются функции отклика при различных комбинациях факторов [3, с. 235].

Далее осуществляется расчёт коэффициентов уравнений регрессии и проверка значимости регрессионных коэффициентов в соответствии с критерием Стьюдента.

Графическое отображение влияния каждого из факторов и их взаимодействий на функцию отклика осуществляют с помощью карты Парето. Длина столбца на карте, соответствующая конкретному фактору, пропорциональна стандартизированному эффекту данного фактора. Вертикальная черта служит для оценки значимости: если столбец перекрывает её – влияние фактора на функцию отклика статистически значимо.

Для выбора оптимальных значений изучаемых факторов необходимо изучение поверхностей отклика. Поверхностью отклика является геометрический образ, соответствующий функции отклика У. С помощью поверхностей отклика определяются оптимальные факторы, которые позволят получить сбивные массы с заданными показателями качества [4, с. 215-216].