Замороженный сладкий продукт и способ его производства

Замороженный сладкий продукт и способ его производства

Реферат

Настоящее изобретение относится к области замороженных сладких продуктов и, в частности, к мороженому.

Мороженое традиционно изготовляется с использованием таких ингредиентов, как жир, обезжиренные сухие вещества молока, подслащивающие вещества, эмульгаторы и вода. Различные ингредиенты гомогенизируются, затем смесь пастеризуется, охлаждается и (не обязательно) подвергается созреванию при температуре примерно от 2 до 4°С и глубокому замораживанию в условиях перемешивания с инжектированием воздуха для обеспечения степени взбитости от 75 до 120%.

В большинстве случаев в пищевой промышленности в качестве загустителя и/или связующего вещества часто используется крахмал в силу его физико-химических и реологических свойств. Поэтому в многочисленных документах описывается применение нативного или клейстеризованного крахмала, физически или химически модифицированного или немодифицированного крахмала в замороженных сладких продуктах в качестве жирозаменителя или структурообразователя.

Замороженные сладкие продукты ценятся прежде всего за их сливочный вкус и маслянистую консистенцию. Однако для сохранения оптимального показателя маслянистости указанные продукты должны храниться и транспортироваться в щадящих условиях. При их хранении, реализации или транспортировке могут иметь место колебания температуры, даже незначительные. Это особенно касается тех случаев, когда потребитель покупает замороженный сладкий продукт, но не сразу потребляет его и проходит какое-то время между изъятием продукта из секции глубокого замораживания и размещением его в домашней морозильной камере. В таких обстоятельствах может происходить значительное или частичное размораживание продукта, а затем его повторное замораживание. Эти циклы температурных колебаний служат причиной роста кристаллов льда в продукте, результатом чего является образование кристаллизационной структуры продукта. Такая структура и ощущение кристалликов льда на языке при употреблении продукта в пищу наряду с ухудшением его внешнего вида отрицательно влияют или, иначе говоря, снижают товарное качество продукта, что сразу сказывается на потребительском спросе.

В качестве добавок, способствующих повышению стабильности, сохранению сливочного вкуса и устойчивости замороженных сладких продуктов к температурным перепадам, использовались различные камеди и/или эмульгаторы. Среди них гуаровая камедь, мука из бобов рожкового дерева или гуаровая мука, альгинаты, карбоксиметилцеллюлоза, ксантан, каррагинан, искусственные или натуральные эмульгаторы, такие как яичный желток. Молочные белки, содержащиеся в сухих веществах молока, также участвуют в этой стабилизации благодаря своей водосвязывающей способности.

Однако использование камедей имеет тот недостаток, что в некоторых случаях текстура продукта становится несколько твердой или резинистой. Более того, добавление такого рода стабилизирующих соединений зачастую плохо воспринимается потребителем, поэтому их использование регулируется пищевым законодательством. Добавки же типа обезжиренных сухих веществ молока и/или белков молока или их производных являются довольно дорогостоящими.

Для решения проблемы настоящее изобретение предлагает недорогую композицию замороженных сладких продуктов, которая способна повысить их устойчивость к температурным перепадам без ухудшения их органолептических свойств.

Настоящее изобретение относится к замороженному сладкому продукту, в частности мороженому, содержащему жир, подслащивающие вещества, обезжиренные сухие вещества молока, воду и крахмал, отличающемуся тем, что суммарное количество крахмала и обезжиренных сухих веществ молока в нем составляет от 2,5 до 18%, и тем, что массовое соотношение между крахмалом и обезжиренными сухими веществами молока составляет от 0,03 до 1,5.

Замороженный сладкий продукт согласно настоящему изобретению содержит от 2 до 12% жира, от 10 до 25% подслащивающих веществ, от 2 до 15% обезжиренных сухих веществ молока, от 0,5 до 3% крахмала и от 45 до 85% воды.

Под процентным содержанием компонентов в описании изобретения имеются в виду % по массе за исключением степени взбитости, которая выражается в объемных %.

Согласно изобретению частичная замена традиционно используемых обезжиренных сухих веществ молока крахмалом позволяет достигнуть значительной экономии затрат и в то же время повысить стабильность продукта к температурным перепадам. Кроме того, полученный продукт имеет сливочный вкус и маслянистую консистенцию, аналогичные или даже превосходящие такие же показатели традиционного продукта. Помимо экономических преимуществ, настоящее изобретение позволяет одновременно улучшить приятность замороженных сладких продуктов в употреблении, а также их текстуру и органолептические свойства.

Крахмал, используемый в составе продукта согласно изобретению, может представлять собой нативный крахмал или химически или физически модифицированный крахмал. Это может быть, например, нативный крахмал кукурузы, риса, картофеля, тапиоки или их смесь либо химически модифицированные крахмалы тех же культур, например оксипропилированные крахмалы. Температура клейстеризации таких крахмалов составляет примерно от 50 до 85°С, размер зерен - примерно от 3 до 100 мкм.

Помимо крахмала, для производства замороженного сладкого продукта согласно изобретению используются обезжиренные сухие вещества молока, например в виде сухого или сгущенного обезжиренного молока. Это может быть также сухая или сгущенная обезжиренная сладкая сыворотка либо выпускаемая промышленностью смесь сухого молока и сывороточных белков, функциональность которых контролируется с помощью специальной обработки, вызывающей их денатурацию. Примером могут служить смесь Nollibel.

Замороженные композиции согласно изобретению могут (не обязательно) включать один или более эмульгаторов в количестве от 0,2 до 0,3%, которые облегчают эмульгирование различных ингредиентов в процессе производства. В качестве эмульгаторов могут использоваться, например, моно- или диглицериды или полисорбаты либо их смеси.

Замороженные сладкие продукты согласно настоящему изобретению могут содержать стабилизаторы, например муку из бобов рожкового дерева, гуаровую муку, альгинаты, карбоксиметилцеллюлозу, ксантан, каррагинан, которые могут использоваться по отдельности или в виде смеси в количестве от 0,1 до 0,5%, предпочтительно 0,25%.

Используемый жир может быть растительным или животным, гидрогенизированным или подвергнутым какой-либо другой обработке. Он может представлять собой смесь жиров растительного происхождения, например пальмового, кокосового или пальмоядрового масел, гидрогенизированных или негидрогенизированных.

В качестве подслащивающих веществ могут использоваться сахароза, глюкоза, фруктоза или глюкозный сироп с разным декстрозным эквивалентом (DE) от 20 до 40 либо их смеси. В рецептуру продукта согласно изобретению могут также входить такие добавки, как красители, например бета-каротин, и/или ароматизаторы или отдушки, традиционно используемые в замороженных сладких продуктах, например ваниль или шоколад.

Замороженные сладкие продукты согласно изобретению могут содержать обезжиренные сухие вещества молока, подслащивающие вещества, жир и воду. Пропорциональное соотношение ингредиентов, таких как крахмал и обезжиренные сухие вещества молока, позволяет достигнуть повышенной стабильности продуктов, а также значительного снижения цен на продукты. Эта экономия затрат достигается за счет частичной замены традиционно используемых обезжиренных сухих веществ молока крахмалом. При этом органолептические свойства замороженных композиций согласно изобретению не ухудшаются по сравнению с традиционными продуктами. Сливочный вкус и маслянистая консистенция продуктов улучшаются и, в частности, лучше сохраняются в период хранения. В замороженных композициях согласно изобретению использование крахмала вместо части обезжиренных сухих веществ молока позволяет достигнуть снижения скорости расплавления готовых продуктов и повышения их устойчивости к температурным перепадам.

Замороженные композиции согласно изобретению могут иметь содержание сухих веществ от 25 до 45%, предпочтительно от 30 до 40%, более предпочтительно от 33 до 36%. Композиции согласно изобретению могут дополнительно (не обязательно) содержать такие добавки, как, например фрукты или кусочки фруктов, либо орехи или фундук, цельные или тертые.

Настоящее изобретение относится к способу производства замороженных сладких продуктов, включающему следующие стадии:

- диспергирование, тепловую обработку и гомогенизацию ингредиентов, входящих в рецептуру замороженного сладкого продукта согласно настоящему изобретению, при температуре, давлении и в течение периода времени, достаточных для гидратации и клейстеризации крахмала и пастеризации смеси,

- охлаждение смеси до температуры от 2 до 8°С,

- созревание смеси при температуре от 2 до 6°С без перемешивания,

- фризерование при температуре от -3 до -7°С, обеспечивающей степень взбитости от 70 до 130%,

- закаливание смеси глубоким замораживанием до температуры от -20 до -40°С.

Стадия созревания смеси может проводиться (не обязательно) с перемешиванием.

Ингредиенты, входящие в состав замороженного сладкого продукта согласно настоящему изобретению, могут диспергироваться, например, при температуре примерно 60-70°С в течение примерно 15-30 минут. Смесь может подвергаться тепловой обработке и гомогенизации, например, при температуре примерно 70-75°С и давлении порядка 140-220 бар. Стадии диспергирования, тепловой обработки и гомогенизации позволяют обеспечить гидратацию и набухание крахмала.

Затем смесь можно пастеризовать известными специалистам методами, например, при температуре примерно 80-90°С в течение 10-30 секунд. Стадию гомогенизации - тепловой обработки можно проводить при температуре пастеризации, которая собственно и обеспечит пастеризацию смеси. Затем смесь можно охладить до примерно 2-8°С известными методами. После этого можно проводить созревание смеси, например, в течение от 4 до 48 часов при температуре примерно 2-6°C в условиях перемешивания или без перемешивания. После стадии созревания смесь можно фризеровать при температуре от примерно -3 до -7°С в условиях перемешивания с инжектированием газа до достижения степени взбитости порядка 70-130%, например. Затем замороженную смесь можно подвергать закаливанию путем замораживания при температуре от примерно -20°С до -40°С, например.

После стадии созревания замороженные композиции можно, например, подвергнуть экструзии в форме кнелей с большей или меньшей степенью взбитости, в экструдере с системой охлаждения, который используется при промышленном производстве мороженого, с инжектированием или без инжектирования газа.

Для оценки влияния частичной замены обезжиренных сухих веществ молока крахмалом можно проводить различные микроскопические и макроскопические исследования текстуры продуктов.

Измерение плавления мороженого

Пробы на плавление проводятся как на образцах, хранившихся при -30°С, так и на образцах, которые подвергались температурным перепадам.

Стандартный температурный перепад: образцы, первоначально хранившиеся при -30°С, подвергаются в течение 7 дней температурному циклу -10/20°С. Спустя 7 дней оценивают параметры плавления образцов, которые подвергались температурному перепаду.

Температура при проведении пробы на плавление устанавливается на уровне 20°С в камере, насыщенной влагой. Перед проведением пробы образцы темперируют в течение ночи при -20°С. Каждый образец мороженого вынимают из формы и размещают на решетке поверх весов. Продолжительность теста составляет примерно от 30 до 240 минут. Масса нерасплавленного продукта регистрируется во времени. Измеряемые параметры следующие:

М: количество продукта в мас.%, которое протекло через решетку в конце теста.

S: время, необходимое для стекания 1% от начальной массы продукта.

Измерение вязкости смесей для замороженных сладких продуктов

Измерение вязкости смеси проводится в ходе ее созревания, например, при температуре примерно 4°С. Измерительный щуп вводится в смесь и подсоединяется к электродвигателю, который приводит ее во вращение с заданной постоянной скоростью.

Вязкость можно измерять при температуре примерно 4°С с помощью вискозиметра Brookfield LVT-DV2. Скорость вращения образца можно установить, например, около 30 оборотов в минуту.

Значение вязкости считывают с дисплея вискозиметра. Эта вязкость может быть выражена в Па·с или как кратное.

Размеры кристаллов льда в мороженом и их распределение по размерам

Аликвотное количество мороженого смешивают с эквивалентным количеством глицерина и наблюдают под микроскопом при температуре -10°С. Измерения можно проводить в камере при -10°С, оборудованной микроскопом и фотокамерой. Именно таким методом можно измерить средний диаметр кристаллов (в мкм) в готовых продуктах и в продуктах, которые были подвергнуты температурному перепаду. Зная средний диаметр кристаллов, можно легко оценить рост кристаллов, происходивший в продукте.

Варианты изобретения включают, например, замороженные батончики, мороженое, замороженный йогурт и любые замороженные сладкие продукты или десерты с большей или меньшей степенью взбитости.

Поэтому можно наблюдать, что образцы, содержащие, например, 1,5% крахмала и 6% обезжиренных сухих веществ молока имеют однородную вязкость по сравнению с контрольным образцом, традиционно содержащим 10% обезжиренных сухих веществ молока и не содержащим крахмала. Смесь после стадии созревания не показывает тенденции к разделению на фазы и никаких признаков формирования желеобразной структуры, ее можно перекачивать насосом.

Что касается устойчивости к температурному перепаду, то измеренные параметры свидетельствуют о замедлении скорости плавления образцов, содержащих крахмал, по сравнению с традиционным продуктом.

Замороженные сладкие продукты согласно изобретению характеризуются повышенной стабильностью и органолептическими свойствами, сравнимыми со свойствами традиционных продуктов. Продукты согласно изобретению сохраняют свои органолептические свойства, т.е. сливочный вкус и маслянистую текстуру, в процессе их хранения в замороженном состоянии, транспортировки, реализации и, что особенно важно, при температурных перепадах, которые отрицательно сказываются на указанных органолептических свойствах. В этих продуктах на самом деле наблюдается снижение роста кристаллов по сравнению с традиционными продуктами, что обусловливает их маслянистую консистенцию, сохраняющуюся даже при неблагоприятных условиях хранения, являющихся причиной образования кристаллов льда, которые могут приводить к формированию кристаллизационной и песчанистой структуры. Эта функциональность позволяет прогнозировать производство, хранение и реализацию продуктов согласно изобретению по времени, объемам и емкостям камер для хранения.

Следовательно, замороженный сладкий продукт согласно настоящему изобретению отличается тем, что он сохраняет маслянистую консистенцию и характеризуется снижением роста кристаллов при температурном перепаде с последующим повторным замораживанием.

Под выражением «снижение роста кристаллов» следует понимать увеличение среднего диаметра кристаллов льда менее чем на 50% после температурного перепада (см. таблицу 4).

Ниже приводятся описание настоящего изобретения, конкретные неограничивающие примеры его осуществления и варианты рецептур. Однако возможны различные упрощения и/или модификации изобретения в рамках заявленной формулы. Производство различных образцов

Приводятся различные примеры производства замороженного сладкого продукта, составляющего предмет настоящего изобретения, в соответствии с рецептурами, указанными в таблице 1 (см. ниже).

Различные ингредиенты диспергируют при 65°С, а затем подвергают гидратации при 60°С в течение 20 минут. Смесь предварительно нагревают до температуры 72°С, при которой происходит клейстеризация присутствующего крахмала, что собственно и является целью нагрева. Затем смесь гомогенизируют под давлением 180 бар в гомогенизаторе, традиционно используемом в производстве мороженого, после чего пастеризуют при 86°С в течение 20 секунд. После охлаждения до 5°С смесь созревает в течение 24 часов при 4°С без перемешивания. В заключение смесь замораживается при температуре примерно -5°С со степенью взбитости 100%. Полученное мороженое закаливают при -30°С традиционными способами.

Таблица 1
	Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5
Nollibel	10	6	6	6	0
Сухое обезжиренное молоко	0	0	0	0	10
Оксипропилированный картофельный крахмал	0	1,5	0	0	0
Оксипропилированный крахмал тапиоки	0	0	0	1,5	0
Нативный кукурузный крахмал	0	0	1,5	0	0
Cremodan	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Растительный жир Polawar	8	8	8	8	8
Сахар	14	15	15	15	14
Глюкозный сироп с декстрозным эквивалентом DE 38-42	4	5	5	5	4
Вода	63,5	64,5	64,5	64,5	63,5

Nollibel: смесь сухого молока и функциональных сывороточных белков.

Cremodan: смесь эмульгаторов и стабилизаторов.

Polawar: смесь фракционированного и частично гидрогенизированного растительного жира из ядер кокосового ореха (копры).

Колебания вязкости смесей

На чертеже показаны значения вязкости смесей и пределы ее колебаний на стадии созревания при 4°С.

Все смеси являются однородными спустя 24 часа созревания, т.е. в них не наблюдается разделения на фазы, несмотря на отсутствие перемешивания. Смеси остаются текучими, т.е. их можно перекачивать насосом, и не образуют геля. Можно заметить лишь незначительное увеличение вязкости за тот промежуток времени, в который проводятся измерения. Кроме того, диапазон значений вязкости очень узок и лежит в пределах значений вязкости в контрольных примерах (примеры 1 и 5).

Тесты на плавление:

Таблица 2
Образцы, хранившиеся при -30°С
	Содержание сухих веществ (%)	S (мин)	Предел колебаний	М (%)	Предел колебаний
Пример 1	36,5	31		30
Пример 2	35,6	31	0,00%	24	-20,00%
Пример 3	35,9	49	58,06%	21	-30,00%
Пример 4	35,9	48	54,84%	19	-36,67%
Пример 5	36,5	50	61,29%	40	33,33%
Таблица 3
Образцы после температурного перепада
	Содержание сухих веществ (%)	S (мин)	Предел колебаний	М (%)	Предел колебаний
Пример 1	36,5	26,5		51
Пример 2	35,6	44	66,04%	40	-21,57%
Пример 3	35,9	52	96,23%	34	-33,33%
Пример 4	35,9	43	62,26%	25	-50,98%
Пример 5	36,5	40	50,94%	53	3,92%

Таблицы 2 и 3 показывают, что все образцы, содержащие крахмал, начинают плавиться позднее (значения S всегда выше, увеличение может составлять до 100%, или равны), чем контроль, и процентная доля расплавленного продукта в конце теста всегда меньше, чем в контроле. Эти выводы справедливы не только для продуктов, хранившихся при -30°С, но, что особенно важно, также для продуктов, подвергавшихся температурному перепаду.

Размер кристаллов и рост кристаллов

	Таблица 4
Средний диаметр кристаллов льда (мкм)	Рост после температурного перепада
	Хранение при -30°С	После температурного перепада	мкм	%
Пример 1	32	49	16	53
Пример 2	30	45	15	49
Пример 3	32	42	10	31
Пример 4	31	44	13,5	43
Пример 5	30	50	19,5	67

Таблица 4 показывает средний диаметр кристаллов льда в различных замороженных продуктах. Можно наблюдать, что в продуктах, содержащих крахмал, средний диаметр кристаллов льда меньше, чем в контроле, особенно после температурного перепада. В образцах с крахмалом проявляется тенденция к увеличению размера кристаллов, но в значительно меньшей степени, чем в контроле. Анализ размеров и распределения кристаллов льда по размерам показывает, что частичная замена обезжиренных сухих веществ молока крахмалом повышает стабильность образцов при температурном перепаде.

Сенсорный анализ

Текстуру и вкусовые качества пяти образцов оценивала группа специально обученных дегустаторов.

Распространенный среди членов группы опросный лист содержал описательные признаки для:

- текстуры

- сладкого вкуса

- запаха.

Все характеристики текстуры содержат полное описание ее сенсорного восприятия, отражающего различия между продуктами. Судя по описаниям вкуса и запаха продукты, по-видимому, существенно не различались по этим показателям. Более того, образцы с крахмалом получили более высокую балльную оценку за отмеченный в них сливочный вкус.

Образцы с крахмалом (по сравнению с контрольными образцами) характеризуются более выраженным послевкусием, имеют несколько более твердую и однородную консистенцию, плавились не столь быстро, были менее холодными и несколько более резинистыми, что, вероятно, свидетельствует о присутствии кристаллов в контрольном образце. Тем самым подтверждается, что образцы, содержащие крахмал, могут лучше противостоять температурным перепадам.

1. Замороженный сладкий продукт, содержащий по массе от 2 до 12% жира, от 10 до 25% подслащивающих веществ, от 2 до 15% обезжиренных сухих веществ молока, от 0,5 до 3% крахмала и от 45 до 85% воды, полученный путем фризерования при температуре от -3 до -7°С, обеспечивающей степень взбитости от 70 до 130%.

2. Замороженный сладкий продукт по п.1, отличающийся тем, что крахмал выбирается из группы, включающей нативный крахмал картофеля, кукурузы, тапиоки или риса или их смесь.

3. Замороженный сладкий продукт по п.1, отличающийся тем, что крахмал представляет собой химически или физически модифицированный крахмал.

4. Замороженный сладкий продукт по п.1, содержащий один или более эмульгаторов.

5. Замороженный сладкий продукт по п.1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один стабилизатор, выбираемый из следующей группы: мука из бобов рожкового дерева или гуаровая мука, альгинаты, целлюлоза, ксантан, каррагинаны.

6. Замороженный сладкий продукт по п.1, отличающийся тем, что обезжиренные сухие вещества молока выбирают из группы, включающей сухое или сгущенное обезжиренное молоко, сухую или сгущенную обезжиренную сладкую сыворотку, выпускаемую промышленностью смесь из сухого молока и сывороточных белков.

7. Замороженный сладкий продукт по п.1, отличающийся тем, что подслащивающие вещества выбираются из группы, включающей сахарозу, глюкозу, фруктозу или глюкозные сиропы либо их смесь.

8. Замороженный сладкий продукт по п.7, отличающийся тем, что глюкозные сиропы имеют декстрозный эквивалент DE от 20 до 40.

9. Замороженный сладкий продукт по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что он сохраняет свою маслянистую консистенцию и характеризуется снижением роста кристаллов льда при температурном перепаде с последующим повторным замораживанием.

10. Способ производства замороженного сладкого продукта по любому из пп.1-9, предусматривающий следующие стадии:

диспергирование, тепловую обработку и гомогенизацию ингредиентов, входящих в состав замороженного сладкого продукта при температуре, давлении и в течение периода времени, достаточных для гидратации и клейстеризации крахмала и пастеризации смеси,

охлаждение смеси до температуры от 2 до 8°С,

созревание смеси при температуре от 2 до 6°С без перемешивания,

фризерование при температуре от -3 до -7°С, обеспечивающей степень взбитости от 70 до 130%,

закаливание смеси глубоким замораживанием до температуры от -20 до -40°С.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что стадия созревания смеси проводится с перемешиванием.