Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология отрасли формирование цвета, вкуса и запаха пищевых продуктов из растительного сырья (теория и практика). Учебное пособие
.pdf
81
окислительно-восстановительный процесс соединения многих
веществ, влияющий на окраску, вкус и аромат какао-бобов. При
обжарке образуется ряд летучих компонентов: ацетальдегид,
пропионовый, изомасляный, изовалериановый альдегиды, метиловый и этиловый спирты. В процессе обжарки какао-бобов происходит частичное удаление вместе с парами воды летучих веществ, в том числе кислот. Содержание летучих кислот снижается примерно на 0,1 % в пересчете на уксусную кислоту. Вкус и
аромат какао-бобов и продуктов формируются в основном в результате накопления нелетучих веществ.
После термической обработки какао-бобы необходимо как
можно быстрее охладить до температуры 30-35 °С. При этом
прекращаются физико-химические процессы, происходящие при
высокой темп ературе, уменьшается миграция какао-масла в оболочку, ядро и какаовелла становятся твердыми и хрупкими, оболочка легко отделяется от ядра, создаются благоприятные условия для получения полуфабриката – какао-крупки. В результате
тонкого измельчения какао-крупки получают какао тертое. Бла-
годаря присутствию в какао тертом дубильных веществ, органических кислот, оно отличается горьким, терпким, вяжущим вкусом, который передается шоколаду.
При размоле какао-крупки происходит окисление фенольных соединений, а также конденсация катехинов, протекает сахароаминная реакция и другие процессы, в результате которых
снижаются кислотность, горький, вяжущий вкус какао тертого,
усиливается его темно-коричневая окраска .
Однако процесс размола какао-крупки кратковременный.
Более существенные изменения какао тертого происходят при его
длительном темперировании и щелочной обработке. Входящие в
состав какао тертого редуцирующие сахара, аминокислоты и фенольные соединения существенно влияют на формирование специфического вкуса какао-продуктов. Водорастворимые дубильные вещества, летучие и нелетучие органические кислоты придают какао-продуктам кислый, вяжущий вкус и неприятный запах.
Поэтому максимально возможное удаление указанных веществ
является первоочередной задачей при обработке какао тертого.
82
Полученное в результате размола крупки какао тертое перекачивают в сборники, в которых происходит длительная (в течение несколько часов) тепловая обработка при непрерывном,
энергичном перемешивании при температуре 85-90 °С. Длительное тепловое воздействие в сочетании с аэрированием, насыщение массы кислородом воздуха, способствуют протеканию ряда
физико-химических процессов, обусловливающих изменение химического состава какао тертого, образование новых химических
соединений, что улучшает его вкус, аромат и цвет.
Какао-масло обладает целым рядом свойств, отличающих
его от известных жиров. Оно может длительно храниться без
признаков порчи, в нем растворены многие ароматические вещества, придающие особый аромат шоколадным изделиям.
3.7. Определение цветности сбивных
кондитерских изделий
Цвет продуктов питания, их внешняя привлекательность –
важный фактор в оценке пищевых свойств, их конкурентной способности на рынке. Цвет является одним из основных органолептических показателей, он регламентируется требованиями соответствующей нормативной или технической документации.
При производстве безалкогольных напитков, кремов, карамели, сбивных кондитерских изделий в результате многочисленных технологических операций происходит изменение химической структуры и физико-химических свойств (в т.ч. спектральных
характеристик) готовых продуктов. Необходимость стабилизации
и восстановления их цвета с помощью пищевых добавок на сегодня является актуальной задачей. Для придания сбивным изделиям привлекательного внешнего вида использовали свекловичный
и тыквенный порошки в различных дозировках (5, 10, 15 %).
В последнее время метод цветометрии – науки о способах
измерения цвета и его количественном выражении все шире применяют при контроле качества пищевой продукции. Для объективной оценки цвета изделий в разрезе определяли интенсивность окраски с помощью сканерометрического метода с применением компьютерной обработки изображений в цветовом режиме RGB. Численные характеристики окраски исследуемых образцов определяли сканерометрическим методом с использованием
83
планшетного сканера HP ScanJet с применением компьютерной
обработки изображений в цветовом режиме RGB. Система RGB –
один из официально принятых методов характеристики цвета.
Объекты сканировали в цветовом режиме True Color, оптическое разрешение 600 dpi, размер не менее 1000´1000 pix. Для
стандартизации результатов и исключения погрешности цветопередачи сканирование проводили в присутствии белого листа с
нанесенной спектральной шкалой и шкалой яркости (для автоматического определения баланса белого). Образцы с твердой, немажущейся поверхностью помещали непосредственно на стекло
сканера, в случае исследования образцов с липкой поверхностью
их предварительно помещали на тонкое стекло.
В основу системы положена трехкомпонентная теория, согласно которой смешением трех основных цветов (красного R,
зеленого G и синего B) в определенных соотношениях получают
все остальные спектральные цвета, а также ахроматический белый цвет. Цифровое изображение обрабатывали в программе ImageJ 1.46, которая разработана для анализа медицинских и биологических изображений Вейном Расбандом (Wayne Rasband) и
применяется в Национальных Институтах Здравоохранения США
(National Institutes of Health, USA).
Значение каждой цветовой компоненты в RGB-модели измеряется по шкале от 0 до 255 усл. ед. Красный цвет соответствует 700 нм, зеленый – 546,1 нм, синий – 435,8 нм (рис. 1).
Рис. 1. Цветовой куб в системе RGB
84
За результат принимали среднеарифметическое значение для
Сканирование Сброс цветовой Трешхолдинг Определение
каждой из цветовых компонент, а также интенсивность окраски.
При определении размеров воздушных пузырьков во взбитых полуфабрикатах получали цифровое изображение. Поры сортировались по диаметру на группы. На основании данных строились
гистограммы распределения пор по размерам. Обработку в программе ImageJ 1.46 проводили в следующей последовательности
(рис. 2):
информации (отсеивание) размеров пор
Рис. 2. Обработка результатов анализа
В автоматическом режиме определялась в площадь поверхности (в %), занятая порами. Для оптимизации режимов приготовления изделий, выбора рецептурных компонентов и обоснования их дозировок применяли центральное композиционное ротатабельное планирование эксперимента (ЦКРП) (рис. 3).
Рис. 3. Графическая интерпретация ЦКРП
85
При ЦКРП для вычисления коэффициентов уравнения регрессии и оценок дисперсий находили следующие константы:
На основании результатов эксперимента находят суммы:
0
1
N
j
j=
Sy=
,
1
N
i ji j
j=
S X y=
ik ji jk j
S X X y=
2
ii ji j
S X y=
Формулы для расчета коэффициентов регрессионного
уравнения имеют вид:
Оценки дисперсий в определении коэффициентов регрессионного уравнения находили по формулам
86
где S
у
2
– оценка дисперсии воспроизводимости, которую опреде-
ляли по результатам опытов в центре плана по формуле
где u – номер опыта в центре плана (u = 1, 2, …, n0); yu – значение
функции отклика в u-том опыте в центре плана; y0 – среднее арифметическое значение функции отклика в n
0
опытах в центре плана.
Оценка дисперсии воспроизводимости связана с числом
степеней свободы следующим образом:
f = n0 – 1.
Вычислив коэффициенты уравнения регрессии с помощью
t-критерия Стьюдента, устанавливали их значимость. После этого, исключив из уравнения незначимые коэффициенты, получали
математическую модель. Адекватность полученной модели устанавливали с помощью критерия Фишера по формуле
F
p
=
Оценка дисперсии адекватности связана с числом степеней
свободы формулой
.
Уравнение регрессии адекватно описывает результаты эксперимента, если выполняется условие Fр < Fт, где Fт – табличное
значение критерия Фишера для принятого уровня значимости p и
числа степеней свободы числителя f1 и знаменателя f2.
Строили поверхность и оптимизировали целевую функцию
методом неопределенных множителей Лагранжа и в программе
87
Maple Calculator. Интенсивность цвета характеризуется от 0 (чер-
ный цвет) до 255 (белый цвет) условных единиц цвета. Наибольшая интенсивность цвета – 244,31 усл. ед. цв. наблюдалась у контрольного образца, следовательно, изделие содержит минимальное количество красящих веществ (рис. 4).
1 2 3
Рис. 4. Интенсивность окраски сбивных кондитерских изделий,
усл. ед. цв., с различными дозировками порошков: 1 – свекловичным;
2 – тыквенным; 3 – контроль
Интенсивность цвета образца с использованием свекловичного порошка с увеличением его дозировки от 5 до 15 % снижается на 29,1-42,2 усл. ед. цв. Это говорит об изменении цвета изделия от светлоокрашенного к более темному (рис. 5, а). Интен-
сивность цвета образца с использованием тыквенного порошка с
дозировкой 5 % не существенно отличается от контрольного образца – 242,6 усл. ед. цв. С увеличением дозировки порошка интенсивность цвета снижается на 13,8-15,4 усл. ед. цв. (рис. 5, б).
а) б) в)
Рис. 5. Внешний вид сбивных кондитерских изделий в разрезе:
а – со свекловичным порошком в количестве 15 %; б – с тыквенным порошком
в количестве 15 %; в – контроль (без добавок)
Таким образом, использование тыквенного и свекловичного порошков в количествах 5, 10, 15 % изменяет интенсивность
окраски сбивных кондитерских изделий, делая их более привлекательными для потребителей. Наилучшие показатели качества
достигаются при дозировке порошков 15 %.
88
3.8. Определение аромата сбивных кондитерских изделий
Аромат – один из основных показателей качества пищевого
продукта, формируется с участием многих летучих веществ, при
этом они могут не иметь аромата, типичного для данного продукта. Аромат пищевого продукта обусл овлен наличием в нем слож ной смеси органических соединений, содержащихся ранее в сырье, образовавшихся под влиянием ряда факторов в ходе технологического потока и специально внесенных при его получении
ароматизаторов. На аромат оказывают влияние состав сырья,
температура, наличие и активность ферментов, химизм протекающих процессов и характер образовавшихся при этом соединений, вносимые ароматизаторы. Состав ароматообразующих
веществ меняется по мере созревания растений, в ходе ферментных и тепловых процессов, при разрушении плодов и ягод, при
хранении изделий и в ходе отдельных технологических операций.
На кафедре ТХКМЗП ВГУИТ была разработана технология
получения сбивных изделий без яичного белка с овощными порошками. Для анализа ароматообразующих компонентов в сбивных кондитерских изделиях сопоставляли состав легколетучей
фракции запаха над пробами образцов сбивного кондитерского
изделия. Исследовали 4 образца: 1 – контроль; 2 – с тыквенным
порошком; 3 – со свекловичным порошком; 4 – с лимонной цедрой. Изучение запаха проводили на лабораторном (экспериментальном) анализаторе запахов «МАГ-8» с методологией «электронный нос» в лаборатории ООО «Сенсорные технологии»
ВГУИТ. Методика разработана на кафедре физической и аналитической химии ВГУИТ.
Подготовку проб к анализу проводили следующим обра зом: средние пробы массой 10 г помещали в стерильный стеклянный пробоотборник, выдерживали при температуре 20±1 °С в
герметичном сосуде с полимерной мягкой мембраной. Отбирали
индивидуальным шприцем 3 см
3
равновесной газовой фазы и
вводили в ячейку детектирования. Проба характеризуется высоким содержанием легколетучих веществ в равновесной газовой
фазе (РГФ) без нагревания. Фон массива сенсоров 30-50 Гцс.
Режимы измерения: продолжительность измерения 60 с,
режим фиксирования откликов сенсоров – равномерный с шагом
89
1 с, оптимальный алгоритм представления откликов сенсоров –
по максимальным откликам отдельных сенсоров. Погрешность
измерения 5 %. Суммарный аналитический сигнал сформирован с
применением интегрального алгоритма обработки сигналов
8 сенсоров в виде «визуального отпечатка».
Для определения влагоудерживающей способности (ВУС)
овощных порошков готовили серию из 10 суспензий с интервалом 2 г воды на 1 г порошка, например 1:4, 1:6, 1:8 и так далее.
Суспензии тщательно перемешивали до однородной консистенции и переносили в центрифужные пробирки объемом 10 мл
(приблизительно по 10 г), помещали в термостат с температурой
74-76 °С и выдерживали 15 мин. Затем пробирки охлаждали
водой до комнатной температуры и центрифугировали в течение
10 мин при 2000 мин-1.
За величину ВУС принимали максимальное количество добавляемой воды, при котором не наблюдается отделение водной
фазы в процессе испытания, в пересчете на 1 г препарата. ВУС
выражали в 1 г воды/1 г препарата.
Для определения адсорбционной способности овощных порошков в 8 сухих конических колб помещали навеску порошка
массой 1 г. В каждую колбу приливали по 25 см3растворов уксусной кислоты заданных концентраций (в интервале
0,01-0,50 моль/дм3). Проводили адсорбцию при интенсивном перемешивании в течение 20 мин. После окончания процесса адсорбции растворы отфильтровывали через складчатые бумажные
фильтры и определяли исходную и равновесную концентрации
кислоты. Для этого из исходных растворов и из фильтрата отбирали по 10 см
3
и титровали каждую пробу раствором гидроксида
натрия с фенолфталеином в качестве индикатора.
Количество адсорбированного вещества, приходящееся на
единицу массы адсорбента, определяли по формуле:
А=х/m,
где х – количество молей адсорбата; m – масса адсорбента.
В качестве измерительного массива применены 8 сенсоров
на основе пьезокварцевых резонаторов ОАВ типа с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными
сорбентами на электродах. Покрытия выбраны в соответствии с
90
задачей испытаний (возможная эмиссия из проб разных органических соединений) (табл. 4).
Суммарный аналитический сигнал сформирован с применением интегрального алгоритма обработки сигналов 8 сенсоров
в виде «визуального отпечатка». Для установления общего состава запаха проб применяли полные «визуальные отпечатки» максимумов (наибольши е отклики 8 сенсоров).
Таблица 4
№ сенсора Наименование сенсоров
1 Поливинилпирролидон, ПВП
2 Полиэтиленгликоль ПЭГ-2000, ПЭГ-2000
3 Дициклогексан-18-краун-6, ДЦГ18К6
4 Динонилфталат, ДНФ
5 Триоктилфосфиноксид, ТОФО
6 Тритон Х-100, ТХ100
7 Полидиэтиленгликоль сукцинат, ПДЭГС
8 Твин-40, Twееn.
Виды сенсоров
В качестве критериев для оценки различия в запахе анализируемых проб выбраны: качественная характеристика – форма
«визуального отпечатка» с характерными распределениями по
осям откликов, определяется набором соединений в равновесной
газовой фазе (РГФ); количественные характеристики: 1) SУ, Гц.с –
суммарная площадь полного «визуального отпечатка» – оценивает общую интенсивность аромата, пропорциональна концентрации легколетучих веществ, в том числе воды – построенного по
всем сигналам всех сенсоров за полное время измерения; 2) максимальные сигналы сенсоров с наиболее активной или специфической пленками сорбентов Fi, Гц, – для оценки содержания отдельных классов органических соединений в РГФ методом нормировки; «визуальные отпечатки» максимумов, построенные по
максимальным откликам сенсоров в РГФ образцов за время измерения (не более 1 мин), позволяют установить похожесть и
различие состава легколетучей фракции запаха над анализируемыми образцами. Отклики сенсоров зафиксированы, обработаны
и сопоставлены в программном обеспечении анализатора «MAG
Soft». В качестве проб для проверки правильности измерения,
полноты регенерации системы и реакции сенсоров применяли
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]