Совершенствование технологии производства пряников повышенной пищевой и биологической ценности

     Проведенная диагностика существующей технологии получения корпуса пряников показала, что уровень целостности технологического потока, в том числе центральной подсистемы В₂ - подсистемы образования теста на первой стадии, в которой происходят основные массообменные процессы, определяющие показатели качества готового пряника, стремится к 1,0. Поэтому проведение разработок по совершенствованию существующей технологии производства корпуса пряников нецелесообразно.

     На  основании операторной модели расчет целостности проводили по формуле:

    Q = η_{С3 +} η_{С2/С3 +} η_{С1/С2С3 +} η_В/С1С2С3 – 3,                                                      (1)

    где: Q – целостность системы; η_С3 – стабильность подсистемы С₃ (подсистема получения раствора лимонной кислоты); η_С2/С3 – стабильность подсистемы С₂ (подсистема получения раствора сахарной пудры); η_С1/С2С3 – стабильность подсистемы С₁ (подсистема подготовки желатина); η_В/С1С2С3 – стабильность подсистемы В (подсистема получения сахарной глазури).

    Расчет  стабильности отдельных подсистем  представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Расчет стабильности отдельных  подсистем операторной модели существующей технологии получения глазури

    После расчета формула целостности  получения глазури примет вид:

    Q_час = 0,28 + 0,20 + 0,31 + 0,48 – 3 = - 1,75                                     

    Q_смена = 0,24 + 0,11 + 0,28 + 0,42 – 3 = - 1,95                                   

    Ввиду того, что уровень целостности  системы значительно сокращается  на протяжении смены, необходимо совершенствование технологии производства глазури.

    Анализ  данных стабильности существующей технологической  схемы показал, что показатели стабильности подсистем С₁ (подсистема подготовки желатина) и С₃ (подсистема получения раствора лимонной кислоты) изменяются незначительно. Это обуславливает целесообразность проведения исследований по влиянию вида желирующего сырья на структурные свойства глазури.

    Уровень стабильности подсистемы С₂ - подсистемы получения раствора сахарной пудры, снижается на протяжении смены в 1,8 раза, поэтому в первую очередь должна быть повышена стабильность данной подсистемы.

    3.2 Влияние видов  желирующих компонентов  на качество глазури  для отделки пряников. Для стабилизации подсистемы С₁ технологической системы получения глазури для отделки пряников проведены исследования по изучению влияния вида желирующих компонентов на структурные свойства глазури. По существующей технологии в качестве желирующего компонента при приготовлении глазури использовался желатин. В качестве объекта исследования нами выбраны модифицированные крахмалы, из-за их доступности и низкой стоимости.

      С учетом требований к качеству  глазури нами исследованы следующие  типы модифицированных крахмалов:  ОКСИАМИЛ ОПВ1, ОПВ2, ОПВ4, АМИЛАЦЕТАТ  АМ1, АС1, С2. При выборе модифицированного крахмала руководствовались основными физико-химическими показателями крахмала, характеризующими его желирующие свойства, которые должны быть максимально приближены к аналогичным показателям желатина. Исследования показали целесообразность использования крахмала марки ОПВ 1.

      3.3 Влияние технологических параметров процесса приготовления глазури на ее качество. Результаты проведенных исследований показали, что оптимальная температура горячей воды, используемой для заваривания модифицированного крахмала марки ОПВ 1, составляет 75⁰С. При данной температуре крахмальный раствор имеет вязкость 1,59 Па*с, оптимальную для дальнейшего ведения технологического процесса приготовления глазури с улучшенными структурными свойствами. Сахарная глазурь, равномерно распределяется по поверхности пряника, образуя тонкую корочку. При этом нет необходимости изменять существующие технологические режимы сушки и охлаждения пряников.

    Одним из значимых факторов, влияющим на вязкость крахмального раствора помимо температуры воды, является ее количество. Установлено, что при увеличении количества горячей воды температурой 75⁰С происходит заметное снижение вязкости полученного водного клейстера модифицированного крахмала (рисунок 2).

    Данные  проведенной сенсорной оценки пряников, представленные в таблице 2, показали, что для дальнейших исследований оптимальным является соотношение модифицированного крахмала и горячей воды 1 : 2,2, при котором процент дефектных пряников наименьший. 

Рисунок 2 – Изменение вязкости водного клейстера модифицированного крахмала ОПВ 1 в зависимости от соотношения модифицированного крахмала и горячей воды (температура 75⁰С). 

    Методика  заключалась в оценке членами  дегустационного совета внешнего вида пряников, отделанных глазурью, приготовленной с использованием в качестве желирующего компонента модифицированного крахмала ОПВ 1, заваренного разным количеством горячей воды. Проводили подсчет пряников с дефектами глазировки (присутствие оголенных мест, отслаивание, растрескивание глазури) и определяли их процентное содержание в общем объеме анализируемого образца.

Таблица 2 – Результаты сенсорной оценки глазированных пряников

    Исследована зависимость плотности студня модифицированного  крахмала от времени его набухания. Для установления зависимости производилось измерение плотности студня, образующегося в результате смешивания модифицированного крахмала ОПВ 1 и горячей воды, каждые 0,05 ч в течение 0,7 ч. При этом соотношение модифицированного крахмала и горячей воды поддерживали равным 1 : 2,2, температура горячей воды составляла 75⁰С.

    Установлено, что с увеличением продолжительности набухания модифицированного крахмала с 0,25 ч до 0,5 ч плотность образующегося студня повышается с 648 до 1108 кг/м³, а при набухании модифицированного крахмала более 0,5 ч она существенно не меняется. Таким образом, оптимальная продолжительность набухания модифицированного крахмала составляет 0,5 ч.

      Анализ результатов сенсорной  оценки пряников, представленных  в таблице 2, для отделки которых использовали глазурь, приготовленную из модифицированного крахмала ОПВ 1, показал, что требуемого качества готовых изделий не достигнуто.

    Исследована возможность использования при  приготовлении глазури для отделки  пряников композиции «модифицированный  крахмал – желатин». Количество вводимого желатина (к массе модифицированного  крахмала) изменяли от 0,08 до 0,18%. Экспериментально установлено, что при увеличении количества вводимого желатина к массе модифицированного крахмала от 0,08 до 0,18% вязкость глазури увеличивается с 0,89 до 1,86 Па*с (рисунок 3). Однако, улучшение структурных свойств глазури происходит при введении в ее рецептуру 0,12% желатина к массе модифицированного крахмала, при этом процент дефектности глазированных пряников, определенный методом сенсорной оценки, равен 0, а вязкость глазури составляет 1,26 Па*с.

    3.4 Улучшение органолептических и структурных свойств глазури путем введения в ее рецептуру сухого яичного белка. При использовании в качестве желирующего компонента для получения глазури, используемой для отделки пряников, композиции «модифицированный крахмал ОПВ 1 – желатин», структурные свойства, глазури улучшаются. Однако, глазурь имеет прозрачный цвет с сероватым оттенком, что ухудшает потребительские свойства готового изделия.

    Проведены исследования по изучению влияния различного количества вносимого сухого яичного  белка на органолептические показатели глазури и ее структурные свойства.

    Подготовку  сухого яичного белка проводили  традиционным способом. Сухой яичный белок замачивали в теплой воде 40-50⁰С на 0,3-0,5 ч, в соотношении сухого яичного белка и воды 1÷7.

    Количество  вводимого сухого яичного белка (к массе готового полуфабриката – глазури) изменяли в следующих пределах: от 0,16% до 0,28% с интервалом 0,2%. Экспериментальные данные по определению оптимального количества сухого яичного белка  приведены на рисунке 4.

    Установлено, что при изменении дозировки  сухого яичного белка в пределах 1,6 - 2,4 % цвет глазури улучшается только при внесении белка в количестве 2,4%.

    Дальнейшее  увеличение количества вводимого сухого яичного белка приводит к ухудшению  технологических характеристик  глазури, используемой для отделки пряников. Глазурь в процессе сбивания приобретает свойства устойчивой пены, при нанесении на корпус пряника трудно распределяется по его поверхности, теряет текучесть, растрескивается и осыпается с поверхности готового изделия. Это подтверждается также экспериментальными данными о прочностных характеристиках глазури, полученных на структурометре (рисунок 5).

    3.5 Снижение сахароемкости  пряников путем  введения кукурузного  крахмала в рецептуру  глазури. Проведенный системный анализ существующей технологической схемы производства глазури для отделки пряников показал, что подсистема С₃, отвечающая за сахароемкость глазури и готового пряника в целом, является нестабильной.

    Для повышения стабильности подсистемы С₃ исследована возможность частичной замены рецептурного количества сахара, идущего на приготовление сахарной глазури, крахмалом. Изучив основные характеристики используемых в кондитерской промышленности картофельного и кукурузного крахмала, выбрали для дальнейшего исследования кукурузный крахмал. Это обусловлено тем, что кукурузный крахмал в отличие от картофельного, при внесении его в концентрации до 40%, не дает изменения вкуса изделия. Картофельный крахмал при его внесении в дозировке 5% и более придает изделию специфический вкус. Кроме того, кукурузный крахмал богат белком.

    Проведены исследования по изучению влияния различного соотношения сахарной пудры и  крахмала кукурузного на массовую долю сахара в готовом полуфабрикате  – сахарной глазури. Установлено, что введение кукурузного крахмала в количестве от 0 до 40% к массе сахарной пудры способствует снижению массовой доли сахара в глазури, используемой для отделки пряников, с 98 до 86,2% (рисунок 6).