Технические условия ЖИРЫ ГОВЯЖЬИ. Цена 10000 руб. ТУ 10.11.50-596-37676459-2017

      Жиры и масла

 Перед производителем мучных кондитерских изделий стоит сложнейшая задача выбора жировых продуктов, соответствующих его требованиям.

Жиры — это, вероятно, наиболее важные ингредиенты, используемые в производ­стве печенья, третий по количеству компонент после муки и сахара. Жиры являются неотъемлемой частью любого продукта питания и всегда составляют часть рациона человека, поскольку содержатся и в животных, и в растительных тканях.В выпечке в течение столетий применялись жиры животного происхождения — такие, как говя­жий и бараний жир, свиной жир и сливочное масло, в меньшей степени также приме­нялось масло, полученное прессованием орехов и фруктов, например оливковое. Не­которые из этих жиров сильно влияют на вкус выпечного изделия. Жиры нестабильны и подвержены порче, известной как прогоркание. К тому же до появления искусствен­ного охлаждения применяемые при выпечке и варке жиры зачастую были низкого ка­чества. Не случайно сначала выпекали печенье типа крекеров, с малым содержанием жира и сахара. Широко распространены были только сливочное масло и свиной жир, а они не могли длительно храниться в тех условиях, в которых их использовали.

Растительные жиры из плодов пальм, включая кокос, импортировали в Европу из Африки еще в середине XVIII в., но поскольку очистка была плохой, их использо­вали в основном для изготовления свечей и мыла или как горючее для ламп.

В 1870-е гг. был разработан заменитель сливочного масла, известный как марга­рин. Сначала его получали из животных жиров, но около 1890 г. в него был добавлен растительный жир и снятое или сквашенное молоко, что значительно улучшило вкус и пищевые качества. Маргарины, полностью состоящие из растительного жира, по­явились только 1910 г. после усовершенствования процесса гидрогенизации, позво­лившего получать полутвердый жир при температуре окружающей среды.

Состав жиров более разнообразен, чем состав муки или сахара. Их получают из самых разных растительных и животных (включая рыбу) источников. Развитие технологии очистки и обработки привело к созданию смесей, специально предназ­наченных для разнообразного применения, и поэтому перед производителем МКИ стоит сложнейшая задача выбора жиров, соответствующих его требованиям. Цены на жиры зависят от изменений в мировой экономике и урожаев.

Средства массовой информации уделяют большое внимание жирам, поскольку считается, что присутствие их в современном рационе питания ведет к различным заболеваниям. Основная проблема заключается в том, что жиры более чем в два раза калорийнее углеводов и белков и способствуют ожирению. В работе [1] опублико­ван отчет, в котором указано, что в Великобритании основным источником пищевых жиров (более 4%) является печенье. В этом отчете приведены рекомендуемые для потребления виды и количества жиров, и ниже мы подробнее рассмотрим уровень насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в молекулах жира.

Жиры являются существенной частью питания человека, и наряду с изучением проблем, связанных с ожирением, постоянно исследуется их связь с другими серьез­ными заболеваниями. Технолог по производству МКИ должен потратить некоторое время на тщательное изучение жиров, их физико-химических свойств, возможных путей применения и пригодности для изделий, которые он должен выпускать. Это позволит реагировать соответствующим образом на новые данные медицинской на­уки или панические сообщения средств массовой информации, заменяя используе­мые жиры или масла другими, которые ведут себя в производстве аналогичным об­разом.

Физико-химические свойства жиров весьма сложны, и действию жиров в тесте посвящены многочисленные исследования. Поставщики жиров упростили пробле­му для производителей пищевых продуктов, разработав смеси, специально предназ­наченные для определенного применения. Эти смеси, однако, могут быть получены из различных базовых компонентов так, что влияние изменений стоимости и дос­тупности этих компонентов могут быть сведены для покупателя к минимуму.

Существуют некоторые религиозные проблемы, связанные с определенными ви­дами жира животного происхождения, в связи с чем многие производители предпо­читают использовать только растительные жиры. Эти жиры не создают технических проблем, но животные жиры придают выпечным изделиям специфические вкусы.

11.2.      Назначение жиров в МКИ

Жиры используются при приготовлении теста, покрытии поверхностей, в кремовых наполнителях и отделке, например, шоколадом. В небольшой степени жиры также используются для смазки лент пода. Сливочное масло — очень специфический вид жира, поскольку оно используется в качестве основного источника вкуса, и более подробно рассматривается в гл. 13. Маргарин также дает вкус благодаря имеющим­ся в нем компонентам молока.

Жиры служат также для создания определенных свойств теста. При замесе теста между водной фазой и жиром имеет место «борьба» за поверхность. Вода или ра­створ сахара взаимодействуют с белком муки, образуя клейковину в виде связанной растяжимой структуры. Если муку покрывает жир, эта цепь прерывается, и изделие после выпечки оказывается менее твердым, более рассыпчатым и тающим во рту. Если содержание жира высоко, его «смазывающие» свойства в тесте столь сильно выражены, что для получения необходимой консистенции требуется мало (или не требуется вообще) воды; ограничивается образование клейковины; набухание и клейстеризация крахмала также уменьшаются, и создается очень мягкая текстура. Тесто легко рвется, если его растягивать; оно рассыпчатое. От этого произошел тер­мин «шортенинг» (shortening) для жира, добавляемого в тесто. Когда уровень сахара высок, жир соединяется в печи с сиропообразным раствором, препятствуя превра­щению его при охлаждении в твердую стекловидную массу аналогично образованию ириса или карамели.

При изготовлении пирожных содержащиеся в жире мелкие пузырьки воздуха принимают участие в формировании при выпечке изделий разрыхленной структу­ры и текстуры. В производстве печенья эта функция жира менее важна, но также присутствует. Изучение развития пористой структуры хлеба в ходе выпечки ([2]) показывает, что жиры ограничивают диффузию газа через стенки пор в критической стадии выпечки при температуре 38-58 °С (когда тесто становится мягче) и перед стадией поглощения воды из клейковины набухающими зернами крахмала, что де­лает клейковину более прочной и эластичной. Эта стабилизация пор приводит к бо­лее постоянному объему и более тонкой текстуре. Такое действие жира , по-видимо­му, имеет место и в тесте для печенья с низким содержанием жира.

Более поздние исследования [3], проведенные в Институте исследований пище­вых продуктов (г. Рединг, Великобритания), показали, что кристаллы в полутвер­дом жире, используемом для получения теста, отделяются от жидкой фазы и ока­зываются покрытыми белковой мембраной. Эта мембрана позволяет большому количеству кристаллов твердой фазы жирового продукта прикрепляться к пузырь­кам воздуха. В ходе выпечки кристаллы жира тают, и белковая матрица объединяет­ся с поверхностью пузырьков при их расширении, увеличивая сопротивление разру­шению. Считается, что чем больше мелких кристаллов присутствует в жире, тем выше эффективность этого процесса при выпечке. Это служит причиной того, что тесто, изготовленное с полутвердым, а не с полностью жидким жиром (маслом), дает лучшую структуру при выпечке. Способы превращения масла в полутвердый жир описаны в разделе 11.4. В слоеном тесте пластифицированный жир используется для создания разделяющих тесто выраженных горизонтальных слоев, которые при вы­печке отделяются и расширяются.

В кремах-наполнителях (начинках) и глазурях жир служит в качестве прочного несущего элемента для тонко молотого сахара. Физические свойства жира должны обеспечивать твердую консистенцию при температуре окружающей среды, но поз­волять быстро плавиться во рту, так чтобы сахар и другие вкусовые вещества быстро высвобождались. Скрытая теплота (теплота, требуемая для фазового перехода) плав­ления кристаллов жира поглощается при их плавлении при разжевывании, поэтому чем быстрее плавление (таяние), тем прохладнее и приятнее ощущение на языке. Жиры, используемые для покрытия поверхностей, наносятся путем распыления теп­лого масла на пикантные крекеры и остаются в виде глянцевой пленки, улучшая зо­лотисто-коричневую окраску поверхности изделия после выпечки. В это масло мож­но добавить вкусовые вещества, что приводит к меньшим потерям, чем при добав­лении вкусовых веществ в тесто перед выпечкой. Жиры находятся в полутвердом состоянии при температуре окружающей среды (растительные масла при этих тем­пературах имеют жидкую консистенцию). Если температура при хранении изме­няется, меняется и соотношение жидкой и твердой фазы, некоторые кристаллы при повышении температуры плавятся и возвращаются в прежнее состояние при ее снижении. Когда это происходит, в печенье, креме или шоколаде возникает мигра­ция некоторых жидких фракций жира. Это перераспределение может также вклю­чать миграцию от одного компонента печенья к другому, что приводит к размягче­нию шоколада, образованию на поверхности кристаллов, видимому «высыханию» кремов и т. д. Если печенье не хранится в замороженном состоянии, со временем мигра­ция компонентов жира может изменить его внешний вид и потребительские свойства.

11.3.      Качество и проблемы транспортировки жиров

Для большинства жиров, используемых при выпечке, принципиально важными ха­рактеристиками являются содержание сухих веществ и размер кристаллов в момент использования жира. Содержание твердой фазы связано с температурой окружаю­щей среды, а условия, при которых жир переходит из жидкого состояния в твердое, влияют на размер кристаллов. Крупные кристаллы соединяются, и полутвердая мас­са воспринимается как более твердая, чем масса с мелкими кристаллами. Жир с мел­кими кристаллами называют пластифицированным. Для получения пластифициро­ванного нужным образом жира требуется специальное оборудование (см. раздел 11.4). Если при хранении или транспортировке температура жира не регулируется, могут образоваться крупные кристаллы, снижающие его пластичность.

В результате химических реакций жир со временем окисляется, что приводит к возникновению неприятного привкуса. Эти изменения называют прогорканием жира, и вызваны они окислением, гидролизом или омылением (образованием мыла) и изменением вкуса. Для замедления этих изменений могут быть приняты соответ­ствующие меры, но привкус, возникающий в изделии из-за порчи жира, — это основ­ной фактор, влияющий на «старение» изделия и, следовательно, на срок его хране­ния. Существование явления прогоркания жиров требует, чтобы сырье правильно хранилось и использовалось как можно быстрее, особенно при бестарной транспор­тировке, как в случае жидких растительных масел.

11.4.      Физико-химические свойства жиров

Для понимания процессов транспортировки, подготовки и использования жиров при приготовлении различных видов печенья необходимо описать физико-химические свойства жиров. Жиры и масла иногда называют липидами. Липиды — это жировые
вещества в жидком, пастообразном или твердом виде. Липиды нерастворимы в воде, но растворимы в полярных растворителях, например, эфире. Кроме жировых про­дуктов, используемых при выпечке, липиды включают такие вещества, как фосфо­липиды и стерины. Фосфолипиды обнаружены в лецитине, эмульгаторах, а стерины включают холестерин, который сейчас широко обсуждается из-за явной связи меж­ду высоким уровнем холестерина в крови и сердечно-сосудистыми проблемами и артериосклерозом. Интересующие нас жиры — это смеси триглицеридов, имеющие общую молекулярную формулу, приведенную на рис. 11.1, где 1^, Я₂, 11з — жирные кислоты различных типов.

Триглицериды, жидкие при нормальной комнатной температуре, называют мас­лами, а пластичные или полутвердые триглицериды — жирами. Две или три жирные кислоты, образующие молекулу триглицерида, могут быть одинаковыми, но наибо­лее распространены их смеси. Тип жирной кислоты в каждой позиции существенно влияет на физические свойства жира, а соотношение триглицеридов в жире опреде­ляет его характеристики и стабильность. Жирные кислоты имеют различную длину цепи и могут быть насыщенными и ненасыщенными. Чем больше длина цепи, тем выше температура плавления. В насыщенных кислотах нет двойных связей между соседними атомами углерода, и соединения относительно устойчивы к окислению. В ненасыщенных кислотах присутствует одна или несколько двойных связей между парами углеродных атомов (см. рис. 11.2). Возможны два положения двойной связи, известные как «цис-» и «транс-».

Глицериды с одной ненасыщенной кислотой в молекуле называют мононенасыщенными, а с несколькими ненасыщенными кислотами — полиненасыщенными. Все жирные кислоты с двойными связями имеют более низкие температуры плав­ления, чем их насыщенные аналоги, и значительно более химически активны.

Способность ненасыщенных кислот реаги­ровать с йодом делает возможным метод хими­ческой оценки меры ненасыщенное™ опреде­ленного масла. Полученная величина называ­ется йодным числом; чем выше йодное число, тем более ненасыщенным является жир и, сле­довательно, более неустойчивым к окислению и прогорканию.

В табл. 11.1 приведен состав некоторых рас­пространенных природных жиров и масел че­рез пропорции каждой из жирных кислот, при­сутствующей в виде триглицеридов. Исполь­зуются обычно применяемые наименования кислот, а обозначения С 16:0 или С 18:1 показы­вают длину углеродной цепи и количество име­ющихся ненасыщенных связей. Можно видеть, что йодное число связано с соотношением име­ющихся ненасыщенных связей.

Триглицериды имеют разные температуры плавления, зависящие от свойств кис­лот, находящихся в каждой из трех позиций. Как уже отмечалось, малая длина цепей и двойные связи приводят к низким температурам плавления и наоборот. Природ­ный жир всегда является смесью триглицеридов, поэтому он не имеет определенной температуры плавления, а свойства кривой плавления (которая будет рассмотрена ниже) сильно влияют на пригодность жира для достижения определенной цели. Были разработаны методы для изменения характеристик плавления путем воздей­ствия на присутствующие триглицериды. Метод фракционирования удаляет жид­кость из ее смеси с сухими компонентами при заданной температуре, что ведет к образованию двух фракций с очень разными свойствами. Такое разделение дает сте­арин с более высокой температурой плавления и олеин с более низкой температурой плавления. Подвергая масло воздействию газообразного водорода при высоких тем­пературе и давлении в присутствии соответствующего катализатора, можно разор­вать некоторые или все ненасыщенные связи и сделать их насыщенными за счет до­бавления атомов водорода. Этот процесс ведет к образованию жира, плавящегося при более высокой температуре, чем исходный жир, и называется гидрогенизацией.

Переэтерификация — это другой химический метод, используемый для модифи­кации триглицеридов. При соответствующем нагреве в присутствии соответствую­щего катализатора кислоты в триглицериде могут меняться местами, переходя с ес­тественных позиций на другие, что влияет на плавление и кристаллизацию жира. Подвергая различные смеси природных масел одному или нескольким методам мо­дификации, можно получить жиры, совершенно отличные от существующих в при­роде, со свойствами, гораздо более соответствующими определенным задачам.

Стоит заметить, что оценка физических характеристик жиров на основе знаний о составляющих смеси крайне сложна, и даже результат гидрогенизации и переэтерификации зависит от изменений цис- и транс- конфигураций или от свойств исполь­зуемого катализатора.

Ранее упоминалось, и это хорошо известно, что жиры при хранении портятся, при этом возможно прогоркание или изменение вкуса. Природные жиры, извлеченные из растительных или животных тканей, содержат примеси и ферменты, которые обычно удаляют с помощью методов химической очистки. Только после этого жиры становятся пригодными для употребления в пищу.

Со временем окисление приводит к образованию гидропероксидов, которые, в свою очередь, разлагаются на различные соединения с весьма резким и неприятным вку­сом. При определенных условиях свободные жирные кислоты из триглицеридов выс­вобождаются и могут взаимодействовать с водой и металлами, образуя мыла, также обладающие неприятным вкусом. Этим процессам разложения способствует высокая температура, ненасыщенные виды глицеридов, яркий свет (особенно ультрафиолето­вый), и особенно определенные металлические ионы, действующие как катализаторы. В качестве катализатора особенно эффективна медь, поэтому следует тщательно избе­гать ее применения в трубах или вентилях, которые находятся в контакте с маслами.

Продукты окисления являются автокаталитическими. Это означает, что после начала прогоркания этот процесс ускоряется, и поэтому перед добавлением новых порций масла важно удалять окисленные и полимеризованные пленки жира с его поверхности в резервуарах. Такое проявление порчи жира, как изменение вкуса, от­личается от окисления и гидролиза. Масла, содержащие существенные количества линоленовой кислоты и других жирных кислот с двумя двойными связями, особен­но подвержены возникновению привкуса, которые описывают как «бобовый», «тра­вянистый» или «рыбный». Эта проблема особенно велика в случае использования соевого масла.

Чтобы замедлить появление окислительного прогоркания (но не прогорклости, проявляющейся под действием ультрафиолетового света) может быть использована группа соединений, известная как антиоксиданты. Существует довольно большое число природных и искусственных антиоксидантов, многие из которых не допуска­ется использовать в производстве продуктов питания. Законы, определяющие при­менение антиоксидантов, весьма разнообразны, в связи с чем сложно дать общие рекомендации по их применению. Антиоксиданты полезны для борьбы с прогорка- нием как хранящегося масла, так и масла в изделии после выпечки. Эффективность определенного антиоксиданта в этих двух случаях обычно различается. Окисле­ние жиров в печенье значительно снижается при 0,2, что является одной из при­чин того, что печенье, поглотившее влагу из-за некачественной упаковки, имеет «затхлый» привкус. Известно, что сахар в выпеченном печенье имеет антиокислительные свойства.

Лауриновые жиры (жиры, богатые лауриновой кислотой), широко применяемые в начинках для печенья благодаря своему быстрому плавлению, более подвержены гидролитическому прогорканию, чем окислению. В присутствии солей натрия после появления гидролитической порчи начинается омыление, и поэтому существует опа­сение, что при использовании лауриновых жиров может появиться мыльный при­вкус, однако при отсутствии ферментов и влаги возникновение гидролитического прогоркания крайне маловероятно. Такие условия могут появиться только при рос­те плесени или при контакте с жиром частиц орехов или фруктов, обладающих фер­ментативной активностью.

При упаковке и хранении МКИ важно соблюдать определенные меры предосто­рожности. Во-первых, никогда не следует подвергать изделие действию сильного света, особенно солнечного, богатого ультрафиолетовыми лучами. Изделия в про­зрачной или неплотной упаковке следует хранить в темноте или при минимальном освещении (в частности, очень неразумно выставлять его в освещенных солнцем вит­ринах). Во-вторых, следует тщательно выбирать упаковку, находящуюся в контакте с изделиями. Жиры легко мигрируют в пористую бумагу, находящуюся в контакте с изделиями, и образующаяся при этом большая поверхность жира в сочетании со сле­дами металлов в бумаге способствует прогорканию. Эти испорченные продукты мо­гут ускорить порчу остального жира в изделии, но в любом случае неприятный запах от упаковки мешает получать удовольствие. Несмотря на очень высокую восприим­чивость органов чувств человека к запаху и вкусу прогорклых соединений, после­дние, по-видимому, не наносят вред здоровью (так, собаки предпочитают слегка под­порченные (пахучие) жиры).

Еще одна важная химическая характеристика жира, имеющая значение в произ­водстве печенья — это полимеризация. При определенных условиях некоторые гли­цериды демонстрируют эффект комбинирования и образуют очень большие клей­кие молекулы, которые могут накапливаться на поверхностях резервуаров для хранения, трубах или на лентах пода. Они липкие (хотя удаляются очень горячей водой) и со временем становятся прогорклыми. Все жиры, за исключением сливоч­ного масла, которое является одним из неочищенных видов жира, должны иметь сла­бый вкус и очень светлый цвет.

Химические явления, описанные выше, важны, но значительно важнее в произ­водстве МКИ физические свойства жира.

Жиры — это скорее смеси, чем чистые соединения, и поэтому не имеют четкой характеристики плавления. Чем больше в жире набор различных видов жирных кис­лот, тем в более широком температурном диапазоне происходит плавление. Полезно знать характеристики плавления жиров, которые могут быть определены путем рас­чета твердой фракции жира (индекс твердости жира — ИТЖ) при различных темпе­ратурах (см. раздел 11.11).

Кристаллические глицериды плотнее жидких, поэтому при охлаждении объем жира уменьшается. Это изменение плотности используется для оценки ИТЖ путем измерения изменения объема (дилатометрии). Для оценки соотношения «твердая/ жидкая фаза» в образце жирового продукта может быть также применен ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Этот метод основан на различии в свободе содержащих водород молекул в жидкости и в твердой фазе. Результатом измерений являются кривые плавления, имеющие форму, представленную на рис. 11.3.

Для характеристики жировых продуктов имеют значение показатели ИТЖ при следующих температурах:

♦      температура окружающей среды (влияет на прочность начинки в изделии);

♦     температура работы с жиром (влияет на консистенцию жира при соединении его с другими ингредиентами для получения теста, крема и т. д.);

♦     температура теста (определяет состояние жира при формировании тестовых заготовок);

♦     температура тела — 36,9 °С (определяет, сколько жира растает во рту, и, соот­ветственно, сколько нерастаявшего жира может прилипнуть к небу).

Поскольку всегда имеется некоторое количество глицеридов с очень низкой и очень высокой температурами плавления, жир, во-первых, не является на 100% твердым, пока он не охлажден до температур, значительно более низких, чем обычно использу­ются для пищевых продуктов, и, во-вторых, когда отсутствуют твердые вещества, от­сутствует определенная «точка плавления». В связи с этим было введено понятие «скользящей точки плавления» (СТП) и метод ее измерения описан в разделе 11.12. В СТП жир — это слегка мутная жидкость с содержанием твердых веществ около 4%.

стабильны. Кристаллы (3 имеют самую высокую температуру плавления и обычно большие. Образование кристаллов ведет к высвобождению теплоты кристаллиза­ции, и при превращении а —> (3′ (3 также выделяется тепло.

Если жиры охлаждаются в статическом состоянии, образуется твердая масса, со­стоящая из больших связанных друг с другом кристаллов (с жидкостью между ними). При последующем перемешивании кристаллы разрушаются, и масса становится зна­чительно более пластичной. Поскольку физическое состояние жиров для МКИ очень важно, следует уделять большое внимание получению оптимального вида кристал­лов в оптимальной структуре. Эту функцию выполняет аппарат, называемый крис­таллизатором/пластификатором. При охлаждении и пластификации жира может оказаться желательным ввести в него воздух, водную фазу, поверхностно-активное вещество или нежировую твердую фазу (например, сахар или сухое молоко). В этом случае оборудование может носить название кристаллизатор/эмульгатор.

Кривая ИТЖ не показывает консистенцию жира при выбранной температуре, поскольку она также зависит от того, насколько жир был пластифицирован. Быстро охлажденные жиры демонстрируют значительное переохлаждение, и поскольку пла­стификация не может быть выполнена до образования кристаллов, для их роста кри­сталлизатор/пластификатор должен предусматривать время задержки. Консистен­цию жиров можно изменить, вводя поверхностно-активные вещества, влияющие на полиморфизм кристаллов, воздух, инертный газ или воду. Типичный кристаллиза­тор/эмульгатор выполняет операции, показанные на рис. 11.4. Эти операции и ха­рактеристики, важные для управления процессом, описаны в разделе 11.11.

 Масло в точке F должно иметь температуру Т₁ (примерно на 5 °С выше СТП) и течь с постоянной скоростью. Поскольку имеется сопротивление прохождению мас­ла через устройство, масло будет иметь избыточное давление Блок кристаллиза­тора (охладителя) — это барабан, охлаждаемый хладагентом, находящимся в его ру­башке. В зависимости от необходимой скорости отвода тепла и размера барабана хладагентом может служить холодная вода, аммиак или другой хладагент. Ротор в цилиндре опирается на холодные поверхности, поэтому охлажденный жир быстро с них снимается и смешивается с остальным маслом, а рост кристаллов не допускает­ся. Важно сконструировать ротор так, чтобы на нем тоже не нарастали кристаллы. Затвердевший жир на роторе влияет на эффективный (рабочий) объем кристалли­затора (охладителя) и, следовательно, на длительность нахождения масла в устрой­стве при его прохождении через него. Охлажденный жир, выходящий из кристалли­затора, оказывается гораздо холоднее, чем необходимо, главным образом потому, что он сильно переохлажден. Консистенция может в результате измениться незначитель­но, поскольку содержание твердого вещества будет по-прежнему низким. Давление Р₂, тем не менее, будет связано с изменением твердого вещества, и температура Т₂ в этой точке важна.

Переохлажденный жир немедленно поступает в рабочий агрегат, который пред­ставляет собой цилиндр без рубашки, также с ротором, но этот ротор имеет ряд лопас­тей, предназначенных для перемешивания вещества, так как при прекращении пере­охлаждения кристаллы растут. Здесь имеет место рост консистенции и температуры, так что на выходе жира давление Р₃ будет ниже, чем Р₂, но температура T₃ будет выше Т₂. В этой точке часто имеется небольшое отверстие, через которое жир пропускают с усилием для дополнительного разрушения агрегатов кристаллов. Это отверстие мо­жет быть регулируемым и называется текстурирующим вентилем. Падение давления на этом вентиле должно быть большим, и для этого давление Р должно быть высоким. Маловероятно, что высокие давления в кристаллизаторе (охладителе) или рабочем агрегате в значительной степени положительно влияют на охлаждение или снятие пе­реохлаждения, поэтому дополнительные расходы на сосуды высокого давления связа­ны в основном с работой текстурирующего вентиля. Поэтому очень важно, чтобы после текстурирующего вентиля не было значительного роста кристаллов, и, следова­тельно, температура T₄, при которой хранится жир, должна быть как можно ближе к T₃. Это проявится, если содержание твердого  вещества S₁ почти равно S₂ в резервуаре для хранения. Некоторое высвобождение тепла будет иметь место при полиморфных переходах от α или β’к β, но оно будет небольшим по сравнению с теплом, выделяю­щимся при первоначальной кристаллизации жиров. Важна температура T₄ в резер­вуаре для хранения жира. Для определенной скорости потока и типа жира эта темпе­ратура определяется температурой Т₂. Обычно охлажденный жир хранят в резерву­аре-хранилище по меньшей мере 8 ч для стабилизации формы кристаллов.

Описанная система обычно достаточна для большинства жиров, используемых для производства МКИ, но следует отметить, что при производстве маргарина для получения необходимых температур и текстур нужно дублировать рабочий агрегат, а возможно, и кристаллизатор (охладитель). Маргарин, как и масло, представляет со­бой эмульсию жира с водой. Содержание воды обычно составляет, около 16%, в нем также могут присутствовать обезжиренные СВ молока и соль.

Кристаллизация жира ускоряется, если с помощью необходимого вида кристал­лов можно использовать затравку. Кристаллизация с затравкой возможна путем ох­лаждения до низкой температуры Т_{ и введения обработанного ранее жира. С точки зрения управления процессом проблема заключается в том, что затем крайне сложно поддерживать стабильные условия подачи кристаллизатора (охладителя), и любые изменения в этой точке могут нарушить работу всей системы.

Когда при охлаждении необходимо образовать жировую эмульсию, содержащую газообразную или водную фазу, эти вещества добавляют перед кристаллизатором (охладителем). Энергичное перемешивание в установке применяется для получения тонкой и устойчивой эмульсии/пены, чему также способствуют увеличение вязкос­ти и, возможно, поверхностно-активные вещества. Газообразная фаза будет наруше­на применением высокого давления, так как после снятия давления пузырьки, есте­ственно, увеличатся. Чем больше пузырьки, тем более подвержены они слиянию, ухудшающему текстуру.

Измерения ИТЖ в потоке, хотя и возможны на основе ядерного магнитного резо­нанса (ЯМР), но не приемлемы, так как ИТЖ — свойство жира, определяемое только температурой, при которой жир достигает стабильного состояния кристаллизации.

11.5.     Жировые продукты специального назначения

Основные жиры, имеющиеся в продаже, получают из различных растений, живот­ных и рыбы. Совершенствование методов очистки жиров сделало возможным созда­вать жировые продукты с определенными физико-химическими характеристиками. Первый уровень представляют смеси простых масел. Эти смеси позволяют компен­сировать изменения свойств и стоимости природных масел, обусловленных услови­ями роста и происхождением. Отличающийся профиль распределения триглицери­дов в смеси по сравнению с исходным маслом может уменьшить риск миграции жира и образования жирового налета. С помощью гидрогенизации масел могут быть уста­новлены СТП, кривые плавления и снижена подверженность окислению. С помо­щью фракционирования можно отделить компоненты жира с высокой и низкой тем­пературами плавления и использовать их в качестве компонентов смеси. С помощью переэтерификации можно воздействовать на пищевую ценность жира.

 Поставщики жиров могут по соответствующей цене поставить практически лю­бой необходимый вид жира. Например, масло какао, являющееся существенным компонентом шоколада, — один из лучших, но очень дорогих пищевых жиров. Про­изводство жировых продуктов обеспечило создание почти идентичных по свойствам маслу какао жиров из простых и дешевых масел. Внимание специалистов по пита­нию к количеству и качеству потребляемых жиров и их возможному влиянию на наше здоровье означает, что применение жиров в нашем рационе, и, следовательно, в выпечных изделиях, иногда оказывается больным вопросом. В настоящее время выполнен большой объем исследований как по методам получения продуктов с по­ниженным содержанием жира и с пищевыми качествами, аналогичными исходным продуктам, так и по использованию заменителей жира. Чтобы обеспечить использо­вание сырья, наиболее приемлемого по функциям и стоимости, технологам по про­изводству МКИ можно рекомендовать поддерживать тесные связи со своими по­ставщиками жировых продуктов.

11.5.1.      Заменители жира

Беспокойство об отрицательном влиянии жиров на здоровье, особенно по поводу излишних калорий и тучности, привело к разработке продуктов с пониженным со­держанием жира и низкокалорийных заменителей жира. В некоторых видах пище­вых продуктов, таких, как мороженое и холодные десерты, вкусовое ощущение, придаваемое жиром, можно имитировать с помощью белков и углеводов, но для вы­полнения функций жира в выпечных изделиях они не подходят. Технологии с при­менением эмульгаторов позволили использовать жир в тесте более эффективно, так что стало возможным, не снижая существенно потребительские свойства выпечных продуктов, использовать меньшее количество жира, но снижение количества жира при этом составляет около 20%. В настоящее время разработаны заменители жира, то есть сырьевые ингредиенты, которые по органолептическим показателям и эф­фективности аналогичны жировым продуктам, но имеющие значительно меньшую калорийность, однако распорядительные органы подходят к этим веществам с большой осторожностью. Следует обратить внимание на два заменителя жира: Olestra(продаваемый под названием Olean) компании Procter& Gambleи Salatnmкомпании Nabisco.

11.6.        Жир как компонент теста для печенья

Слоеное тесто представляет собой особый вид полуфабриката и будет рассмотрено далее. Что касается приготовления различных видов теста, где требуется однород­ное распределение жира, по ним выполнен большой объем теоретических и приклад­ных исследований, касающихся выбора оптимальных видов жира и его состояния на стадии приготовления теста. Одним из основных процессов, происходящими при формировании свойств теста, является «борьба» за поверхность муки между водной и жировой фазами. Также следует рассмотреть роль кристаллов жира в стабилиза­ции пузырьков газа в тесте в начале выпечки.

При использовании сливочного масла и маргарина (которые являются эмульсия­ми жира и молока с водной фазой, составляющей около 15-16%), чтобы не происхо­дило чрезмерного разрушения эмульсии и с сырьем можно было легко работать, их применяют при температуре около 18 °С. При такой температуре жир сливочного масла имеет ИТЖ около 24%. Специально смешанные жиры для теста, пластифици­рованные и помещенные в коробки, используют примерно при той же температуре. Однако жиры при этой температуре весьма твердые и их невозможно хранить и транспортировать с помощью бестарных систем. В большинстве случаев жиры транс­портируют примерно при 27 °С, так как при этой температуре они обладают текуче­стью и могут легко перекачиваться. При 27 °С типичный жир для теста имеет ИТЖ лишь 14%, и трудно поверить, что образование однородной пластичной структуры при замесе теста и таком уровне содержания твердого вещества будет явно выраже­но. Некоторым производителям удается использовать жир при температуре, немно­гим превышающей его СТП (примерно 40 °С).

В работе [3] утверждается, что количество кристаллов влияет на процесс обвола­кивания газовых пузырьков белковыми мембранами, и чем меньше кристаллы, тем они эффективнее. Если эти утверждения верны, то, по-видимому, использование для изготовления теста жидкого жира без кристаллов накладывает существенные ограни­чения на качество печенья. Во всех видах теста на «борьбу» за поверхность частиц пшеничной муки влияет также применение соответствующего эмульгатора (см. гл. 12).

 жир) и некоторые виды сливочного масла (в частности, топленое) с ИТЖ более 24% при 20 °С зачастую ведут к образованию при хранении печенья жирового поседения, а применение смеси масел (увеличивающее диапазон присутствующих глицеридов), по-видимому, позволяет устранить эту проблему Жировое поседение проявляется на поверхности печенья в виде беловатой пятнистой пленки, образующейся при хра­нении. Оно возникает в результате образования крупных кристаллов жира, когда из- за изменений температуры жир мигрирует к поверхности, остается там и кристалли­зуется. Этот налет можно заставить временно исчезнуть, нагревая печенье.

11.7.      Жир в начинках для прослаивания печенья

Плотность начинок для печенья является важной характеристикой, которая зави­сит от аэрации. Можно легко изготовить начинку из пластифицированного жира примерно при температуре 20 °С путем смешивания его с размолотым сахаром. Смешивание допускает аэрирование, и температура поднимается в результате ме­ханического действия.

Начинка может быть твердой или текучей в зависимости от типа применяемой машины для прослаивания. Когда печенье охлаждается, наполнит ель затвердевает так, чтобы при обработке/транспортировке или надкусывании печенья он не выдав­ливался. Важно, чтобы СТП не была больше 39 °С, в противном случае при разже­вывании будет иметь место заметный «остаток» нерасплавленного жира. Предпоч­тительные кривые плавления представлены на рис. 11.6, но могут быть введены некоторые изменения, учитывающие условия окружающей среды, в которых, как ожидается, печенье будут потреблять.
                                                              Рис.11.6. Типичные кривые плавлени жиров крема для печенья.

 С помощью соответствующего миксера в смесь жир/сахар (с 0,6% лецитина от массы жира) можно ввести воздух и достичь плотности до 0,6 г/см³. Обычно плот­ность составляет около 0,8 см³.

Критический ИТЖ для жира, по-видимому, составляет около 17-20%. Выше и ниже этого значения воздух не удерживается столь эффективно. Плотность начинки важна как для внешнего вида изделия, так и для консистенции начинки при прохож­дении через машину для ее нанесения. Если в начинке мало воздуха, заданное ее количество будет казаться очень тонким, и при нанесении начинки она будет очень текучей.

Если начинки изготавливают из полутвердого жира, этот пластифицированный жир обычно получают в кристаллизаторе/пластификаторе, как описано выше, а за­тем оставляют для «отпуска» или стабилизации на несколько часов в помещении с постоянной температурой. Жиры с крутой кривой плавления идеальны для начин- нок (наиболее предпочитаемыми являются «лауриновые» жиры, косточковое паль­мовое и кокосовое масла), но они вызывают проблемы при охлаждении. Как видно из кривой плавления, консистенция этих жиров очень зависит от температуры; кро­ме того, у них имеется определенная тенденция к переохлаждению. Это означает, что после пластификатора жир бывает часто слишком жидким, чтобы быть хорошо пла­стифицированным. После снятия переохлаждения масса застывает, и ее можно лег­ко извлечь, если общая температура значительно превышает 20 °С. Если начинки изготавливают из теплого жира, с помощью миксеров открытого типа невозможно достичь той же степени аэрации, и получающаяся начинка будет слишком мягка для большинства взбивальных машин.

Начинки для МКИ, изготовленные из пластифицированного жира в открытом миксере, необходимо перемещать к машинам для прослаивания, но эту операцию сложно механизировать. Многие производители предварительно готовят жидкую смесь (премикс) жир/сахар и пропускают ее через кристаллизатор/аэратор, а затем перекачивают начинку через кольцевой магистральный трубопровод к машинам для прослаивания. Регулирование температуры, консистенции и плотности представля­ет собой сложную задачу.

Особенности формирования специальных смесей очень важны в случае примене­ния для начинок. Поскольку жиры представляют собой смеси триглицеридов, кото­рые не ведут себя как простые смеси, добавление одного природного масла к другому, сильно отличному от него, обычно не приводит к образованию смеси с ожидаемыми физическими характеристиками. Как правило, кривые плавления смеси непредсказу­емо ниже, чем кривые плавления каждого исходного масла. Поэтому, если жир теста смешивается с «лауриновым» жиром начинки, понижение ИТЖ в области 20 °С зна­чительно более выражено, чем можно было бы ожидать. Безопаснее понизить ИТЖ, например, отвержденного кокосового масла с помощью неотвержденного кокосово­го масла, поскольку это в своей сути аналогичные жиры.

Плохое сцепление между начинкой и изделием может быть обусловлено свойства­ми смеси жира с низким ИТЖ на границе между кремом и изделием или полиморф­ным изменением, приводящим к образованию кристаллов с меньшей прочностью на этой границе.

11.8.               Жир для слоеного теста

Как будет показано далее (гл. 25), жир для слоеного теста должен иметь высокий ИТЖ при температуре теста, но должен быть достаточно пластичным, чтобы позво­лить раскатку до получения очень тонких сплошных жировых пленок между слоями теста. Для достижения этой крайней степени пластичности обычно необходимо дать хорошо пластифицированному жиру стабилизироваться в течение нескольких ча­сов перед повторной пластификацией при низкой температуре. Диапазон пластич­ности у жиров для слоеного теста должен быть гораздо шире, чем у жиров для начи­нок (более плоская кривая плавления), и для достижения этого необходимо пойти на компромисс и использовать более высокие СТП (примерно до 43 °С). Некоторые промышленно применяемые маргарины для выпечки слоеных изделий имеют даже более высокие температуры плавления, которые приводят к очень неприятным ощу­щениям при разжевывании. Особенно это касается таких изделий, как пирожки с мясом, запеченные в булочке сосиски или волованы, если потреблять их охлажден­ными. Вероятно, получить достаточно пластичный жир для слоеного теста может помочь включение 13-17% воды и какого-либо эмульгатора.

11.9.               Жир для глазирования изделий

Нанесение жирового продукта на поверхность теплого после выпечки изделия пу­тем распыления широко применяется в производстве многих пикантных закусоч­ных крекеров. Это масло имеет большую площадь поверхности и поэтому очень подвержено окислению, в связи с чем лучше всего использовать масло с высокой ес­тественной устойчивостью к прогорканию. Лучшими из недорогих масел являются кокосовое и пальмовое косточковое, которые лучше наносить теплыми, так как при комнатной температуре они могут быть непластичными.

В настоящее время специально разработаны масла, обладающие стабильностью в условиях сильного окисления. Среди них хорошо известны Durkex500 и Stabilox950, изготавливаемые дочерними компаниями фирмы Unilever.При создании этих спе­циальных масел было принято во внимание то, что пороговый уровень определения вкуса прогорклости жира зависит от количества кислот с короткими цепями.

Распыленное масло может поступать под давлением из форсунок сверху и снизу проволочного конвейера или направляться в виде масляного распыления, достигае­мого путем дозирования масла на вращающиеся с большой скоростью «разбрасыва­ющие» роторы/диски. В обоих случаях размер получаемых капелек масла так мал, что формируется весьма устойчивый аэрозоль, который довольно трудно удержи­вать или фильтровать. Особыми преимуществами обладает электростатическое рас­пыление, поскольку сильные статические заряды позволяют управлять аэрозолем и получать хорошее распыление. Фильтровать воздух необходимости нет, так как все капельки быстро притягиваются к печенью или к заземленному корпусу машины. Используемое в распылительных машинах масло должно храниться на удалении от медных или бронзовых металлических частей, поскольку медь является хорошим катализатором реакции окисления.

11.10.           Контроль качества жиров

Все вышесказанное посвящено тем аспектам, которые требуют особого внимания службы контроля качества. Жиры следует приобретать у надежных поставщиков, а физико-химические характеристики жиров должны соответствовать определенным требованиям. Требования по химическим характеристикам должны быть направле­ны на то, чтобы в момент поставки жир был хорошо очищенным и свежим. Физиче­ские свойства должны ограничивать допустимые отклонения в поступающих от по­ставщика жировых смесях или специально изготовленных жирах.

Не следует недооценивать значимость опытного дегустатора для проверки нали­чия посторонних привкусов или прогорклости. Вкус и обоняние очень чувствитель­ны и быстры по сравнению с лабораторными проверками. Стандартные проверки стабильности жира довольно трудоемки и могут не вполне соответствовать данным о порче изделий.

Несомненно, следует знать скользящую точку плавления (СТП) жира и его кри­вую ИТЖ, а также должны быть предусмотрены средства проверки этих характери­стик. Необходимо иметь возможность проверять соответствие рабочих температур кристаллизатора/пластификатора и кривой ИТЖ, что также позволяет исследовать проблемы с твердостью при хранении. Если имеются средства выполнения таких физических измерений, можно легко провести сравнение с жиром, извлеченным из изделия конкурента. Стандартные процедуры описаны ниже: для измерения сколь­зящей точки плавления — в разделе 11.12, а для получения кривой ИТЖ с помощью дилатометрии — в разделе 11.11.

Измерение ИТЖ методом ЯМР быстрее, но эта аппаратура весьма недешева. Боль­шинство производителей очищенного масла проверяют ИТЖ с помощью ЯМР, но ре­зультаты этого метода и дилатометрии совпадают не полностью. Чтобы добиться ста­бильности в результатах, полученных каким-либо методом, целесообразно проводить совместные с поставщиком проверки проб различных масел или смесей. Пластичность полутвердого жира лучше всего определяется соответствующим пенетрометром. Для относительных сравнений может быть использован любой пенетрометр, поскольку ре­зультаты не основаны на абсолютных параметрах. Если, однако, необходимо сослать­ся на другие лаборатории, лучше использовать стандартный метод, — описанный, на­пример, в стандарте Великобритании BritishStandardMethodBS684, Section 1.11и основанный на применении конусного пенетрометра специальной формы. Типичные характеристики жира для выпечки приведены в разделе 11.13.

11.11.       Определение индекса твердости жира методом дилатометрии

11.11.1.       Оборудование

Дилатометры (см. рис. 11.7).

  Весы с точностью до четырех знаков после запятой.
Регулируемый водяной термостат с мешалкой.

Термометр.

Пипетка или бюретка.

Вакуумный насос.

Круглодонная колба (250 мл).

Водяная баня (для нагревания жира при деаэрации).

 11.11.2.       Расширение жиров, полностью жидких при 40 °С

Профильтруйте расплавленный жир, если он не совсем прозрачен.

 С помощью пипетки или бюретки поместите 1 мл холодной кипяченой подкра­шенной дистиллированной воды в дилатометр и точно взвесьте (до четвертого знака после запятой). Наполните дилатометр до верха горловины деаэрированным жиром, охладите примерно до 50 °С и, чтобы под­нять уровень подкрашенной воды пример­но до отметки 600-700 мкл, установите на место пробку дилатометра (завинчиваю­щим движением, при этом часть жира уда­лится). Убедитесь в том, что в дилатометре нет пузырьков воздуха и пробка ввинчена плотно. Удалите избыточный жир и снова взвесьте дилатометр.

Поместите дилатометр в водяную баню, температура которой поддерживается рав­ной 40 °С. Не ранее, чем через полчаса оп­ределите положение мениска в капилляре до ближайшей метки (мкл); через 5 мин оп­ределите положение мениска еще раз. Если уровень мениска не изменяется, выньте ди­латометр из водяной бани и поместите его в тающий лед на 1,5 ч. Если положение менис­ка изменилось, оставьте дилатометр еще на 5 мин или до стабилизации положения ме­ниска.

Выньте дилатометр из ледяной воды и поместите его в водяной термостат с задан­ной температурой 20 °С. Когда объем ста­нет постоянным, но не позднее, чем через

45 мин, определите положение мениска. Повторите эту операцию для всех необхо­димых температур, например, 25, 30 и 35 °С.

В заключение снимите показания для полностью жидкого жира при 40 °С, чтобы убедиться в отсутствии утечек в дилатометре и воздушных пузырьков в жире. Это показание должно совпадать с полученным ранее при той же температуре.

         Индекс твердости жира

Для получения индекса твердости жира (доля присутстующего твердого жира в центах) необходимо разделить значение расширения на 25

Значения расширения основаны на пробе жира весом 25 г.

      Расширение жиров с высокими температурами плавления

Процедура аналогична описанной в разделе «Расширение жиров, полностью жид­ких при 40°С» со следующими отличиями:

Расчет 2 — жиры с высокими температурами плавления

Дано:

Масса жира (в граммах) = ЦТ.

Показание при температуре £ °С = Л£.

Показание при 60 °С = Л60.

♦ Масса (г) воды ниже уровня воды в водяной бане при 40 °С — W40.

♦ Масса (г) воды ниже уровня воды в водяной бане при 40 °С — W40.

♦ Масса (г) воды ниже уровня водяной бани при 60 °С == W60.

♦ Расширение в мкл/°С стекла дилатометра = 0,18.

♦ Разница в объеме (мкл) 25 г расплавленного жира между 60 °С и t °С = V60, t.

♦ Расширение в мкл/°С 25 г масла = 20-40°С 40-60°С 21.021.6.

Тогда расширение в мкл А/°С воды в дилатометре фиксируется при 0,30 W40 0,45 W60.

Общая поправка в мкл/°С на 25 г смеси масло-жир определяется по следующей формуле:

между 20 — WC: С40 — 21,0 25/W(0,30W40 — 0.18);

между 40 — 60°С: С60 = 21,6 25/№(0,45 ТОО — 0.18).

Значения для F60, t приведены в табл. 11.3.

Тогда расширение определяется по формуле:

Dt = 25/W(A60 — At) — V60, t.

11.12.       Определение скользящей точки плавления

Метод, описанный ниже, основан на методе, описанном в стандарте 55 684 (1950). Колба с широким горлом для проб высотой 15 и 8 см в диаметре с горлышком диа­метром 5 см взвешивается и закрывается пробкой. Перед использованием она по­гружается по горлышко в водяную баню при температуре 15 °С на 15 мин. Исполь­зуются капиллярные трубки длиной 5 см с внутренним диаметром 1,2-1,4 мм, очищаемые перед использованием с помощью хромовой кислоты.

Проверяемые образцы плавят и доводят до температуры около 50 °С, после чего столбик расплавленного жира длиной 1 см вводят в каждую капиллярную трубку. На короткое время трубки помещают на холодную поверхность (например, метал­лическую), находящуюся в контакте со льдом, при этом жир в каждой трубке частич­но затвердевает. Это делается для облегчения работы на начальных этапах.

Просверленная пробка, подходящая к горлышку колбы для проб, надевается на трубку термометра (имеющего диапазон до 60 °С с делениями в 0,1 °С), а капилляр­ные трубки прикрепляются к ней небольшой резиновой лентой, так что каждый стол­бик жира находится вровень с шариком термометра. Так можно разместить до восьми трубок. Затем пробы плавят, осторожно нагревая их над плиткой до тех пор, пока тер­мометр не покажет 50 °С, причем термометр с трубками держат в горизонтальном по­ложении. Затем термометр закрепляют почти горизонтально с небольшим наклоном вниз для предотвращения движения образцов вверх по трубкам и оставляют на 30 мин. При этом температура воды в водяной бане поддерживается равной 15 °С.

Затем термометр подвешивают в химическом стакане с водой, из которой удален воздух при 10 °С так, чтобы дно каждого столбика жира находилось на 3 см ниже по­верхности воды. Температуру воды поднимают при помешивании со скоростью 2 °С в минуту, и температура, при которой каждый столбик жира начинает подниматься со дна капиллярной трубки, фиксируется как скользящая точка плавления образца.

11.13.       Технические требования к жиру или маслу

Для упакованных в короба жиров (шортенингов) требования должны быть ана­логичными, за исключением того, что допускаются значения перекисных чисел до 2,0 миллиэкв./кг. Маргарины — это эмульсии, и кроме пунктов требований, приве­денных выше, для них должно быть указано содержание влаги (макс. 16%), сухих веществ молока и цвет, а также (при необходимости) содержание соли. Как ни стран­но, редко указывают уровень аэрации, плотность или показатели пластичности. Что­бы жир был пластичнее и светлее, в него обычно вводят воздух или азот.

Литература

• BERGER. К. G. (1970) Fats and structural components of foods. Food Manufacture, May.