ВведениеНесмотря на увеличение спроса во всем мире напродукты функциональной направленности, высокойпопулярностью у потребителей пользуется мороженоепломбир (за рубежом – мороженое премиум-класса).Эта разновидность мороженого характеризуетсявысокими потребительскими показателями из-засвоего сбалансированного химического состава ивысокой массовой доли жира [1]. Входящие в составмороженого жиры, белки и сахара выполняют своюфункциональную роль в технологии и формированиипоказателей качества.Сахара в мороженом представлены добавленнымсахаром – сахарозой и входящей в состав СОМОлактозой. Доля сахарозы в мороженом пломбирпревышает 35 %. Она выполняет роль не толькосухого вещества в мороженом, но и усилителя вкусажира и источника сладости.В связи с высоким содержанием сахарозымороженое относят к продуктам со среднимгликемическим индексом (ГИ), что можетограничивать его потребление. ГИ – это показательскорости насыщения крови сахаром после приематого или иного продукта питания [6]. Все продуктыпитания можно разделить на три категории погликемическому индексу: низкий – не более 55,средний – от 56 до 69, высокий – свыше 70. Заменасахарозы компонентами с низким ГИ может статьальтернативным способом производства мороженогодля лиц, ограничивающих потребление сахарозы.ТР ТС 033/2013 предусмотрена возможностьиспользования в производстве мороженого другихсахаров вместо сахарозы на том же уровне.Еще одним важным показателем, учитываемымпри решении вопросов здорового питания, являетсягликемическая нагрузка (Glycemic Load – GL).Данный показатель позволяет судить о фактическомуровне гликемической нагрузки при потребленииконкретного количества углеводов в одной порциии в суточном пищевом рационе [7].За рубежом в качестве замены сахарозыиспользуют продукты переработки крахмалов изкартофеля, кукурузы, пшеницы и тапиоки. К нимотносятся и глюкозно-фруктозные сиропы (ГФС)© T.V. Shobanova, A.A. Tvorogova, 2021Abstract:Introduction. As functional products with a low glycemic index are becoming more and more popular, sucrose is graduallyleaving food formulations. Glucose-fructose syrups (GFS) serve as substitutes for sucrose because they have a low glycemicindex. The present research objective was to prove that GFS can be used for industrial production of functional foods, e.g.Plombières ice-cream with a low glycemic index. The list of technologically significant quality indices to be studied includeddynamic viscosity, overrun, thermal and dimensional stability, and dispersion of the air phase and ice crystals. The experimentconfirmed the synergistic effect of the mass fraction of fat and GFS on the dynamic viscosity, thermal and dimensional stabilityof the product, and a decrease of cryoscopic temperature.Study objects and methods. The research featured Plombières ice-cream. The control sample had a mass fraction of sucrose14%; the experimental samples had a partial (3 and 5%) and complete replacement (14%) of sucrose. Rheological researchmethods helped to determine the dynamic viscosity; thermometric methods were used to measure the cryoscopic temperatureof the mix and the temperature at unloading ice cream from the freezer, weighing methods – to determine the overrun,thermostatic methods – to establish thermal and shape stability, calculating methods – to define the share of frozen water,glycemic index, glycemic load, and sweetness.Results and discussions. The glycemic index of the test samples was 38–57, of the control sample – 60. The glycemic loadper portion of 70 g was 5.3–7.8 (8.5 for control). The dynamic viscosity of ice cream mixes was 580–640 mPa·s (control –563 mPa·s), the cryoscopic temperature –2.52–3.48°C, (control –2.32°C), and the temperature of unloading of the ice creamfrom the freezer at the share of frozen water of 50% was –5–7°С (control –4.6°С). As for thermal stability, after 90 min, themass fraction of melt in the control sample was 35%, while in the sample with a complete replacement of sucrose, it wasonly 2%. In all the test samples, the structural elements had almost the same size. The diameter of air bubbles did not exceed30 μm after hardening; the average size of ice crystals was 30–34 μm. The experimental data revealed no negative effect ofreplacing sucrose with GFS on the quality indicators of Plombiè res ice-cream.Conclusion. Glucose-fructose syrups can completely or partially replace sucrose while maintaining the quality parameters ofPlombières ice-cream, e.g. dynamic viscosity, thermal and dimensional stability, dispersion of the air phase and ice crystals.The glycemic index decreased 1.6 times with a complete replacement of sucrose. Therefore, GFS can lower the glycemicindex of Plombières ice-cream.Keywords. Ice cream, sucrose, glucose-fructose syrup, cryoscopic tempera ture, glycemic index, frozen waterFor citation: Shobanova TV, Tvorogova AA. The Effect of Replacing Sucrose with Glucose-Fruit Syrup on the QualityIndicators of Plombières Ice-Cream. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):604–614. (In Russ.).https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-604-614.606Shobanova T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 604–614с низким гликемическим индексом. Кроме того,в небольших количествах для восполнения сухихвеществ сахарозы используют мальтодекстрины,сухие глюкозные сиропы, патоку и пищевыеволокна [8]. Эффективным заменителем сахарозы посладости является фруктоза, характеризуемая низкимзначением ГИ 20.При подборе заменителей сахарозы учитываютсяих молекулярные массы, т. к. растворимость углеводови их сладость находятся в обратной зависимости отих молекулярной массы, а вязкость их растворов впрямой. В мороженом внесенные сахара пребываютв виде истинного раствора, что оказывает влияние накриоскопическую температуру, от которой зависитдоля вымороженной влаги. В таблице 1 представленыданные по влиянию молекулярной массы сахаров накоэффициент понижения точки замерзания [9, 10].Сахара с высокой молекулярной массой, посравнению с сахарозой, повышают количествоцентров кристаллизации влаги за счет увеличениядоли вымороженной воды при фризеровании.При использовании сахаров с меньшеймолекулярной массой, чем у сахарозы, впроизводстве смесей для мороженого понижаетсяих криоскопическая температура. Следовательно,доля вымороженной влаги в процессе фризерованиятоже становится ниже [11, 12].В настоящее время на российских предприятиях,производящих пищевую продукцию, используются вбольшом ассортименте различные заменители сахара.Большинство из них относятся к пищевым добавкам,что вызывает недоверие у потребителей [13].Глюкозно-фруктозные сиропы получаютизомеризацией части D-глюкозы в D-фруктозус итоговым содержанием фруктозы от 20 до50 % от массовой доли сухого вещества. ГФС,которые содержат более 50 % фруктозы в своемсоставе, называется высокофруктозным [10, 14].Благодаря высокому содержанию фруктозы ГФСнезначительно слаще сахарозы, они меньшесклонны к кристаллизации и хорошо растворимыв воде. Глюкозно-фруктозные сиропы, которыесодержат от 55 до 60 % фруктозы, более устойчивы ксамопроизвольной кристаллизации при температуре10–15 °С. Это делает возможным их хранение бездополнительного подогрева [15, 16].За счет схожего вкусового профиля и уровнясладости с сахарозой и дешевизны, по сравнениюс тростниковым и свекловичным сахаром, ГФСшироко используют в производстве различныхнапитков, мучной и кондитерской продукции, атакже мороженого и ряда других изделий [17–19].Производство и внедрение ГФС в пищевуюпромышленность началось с конца 1960-х в США,где они производились из кукурузного крахмалаи назывались high-fructose corn syrup (HFCS)(кукурузные сиропы с высоким содержаниемфруктозы). Их производили с содержанием фруктозы42 (HFCS-42) или 55 % (HFCS-55), реже с болеевысокой массовой долей. В России, как и в странахЕвропы, для производства ГФС в качестве заменителякукурузы используется пшеница [20].Разновидность ГФС – концентрат фруктозныйпшеничный (ГФС-70). Его получают из пшеничногокрахмала посредством ферментативного гидролиза,последующего осахаривания до высокого содержанияглюкозы и частичной изомеризации ее во фруктозу,концентрирования и упаривания. Массовая доля сухихвеществ в ГФС-70 составляет не менее 76,0 %. Изних на долю фруктозы приходится не менее 73,0 %,глюкозы – не менее 22,0 %, других сахаров – неболее 5,0 %.Фруктоза и глюкоза являются моносахарами иобладают сладостью по отношению к сахарозе – 1,75и 0,75 соответственно. Расчетная относительнаясладость ГФС-70 составляет 1,05.Гглюкозно-фруктозные сиропы являютсяполноценными заменителями сахарозы как посладости, так и по сухому веществу. Также ониобладают рядом преимуществ, такими как быстроеусвоение организмом и более низкая стоимость [13,21, 22].За счет сладости этих продуктов, котораяблизка к сладости сахарозы, можно говорить оцелесообразности их применения в мороженом дляполной и частичной замены сахарозы по сладости исухому веществу. Применение заменителей сахарозы снизкой молекулярной массой отрицательно влияет наформирование структуры и дисперсность структурныхэлементов. Учитывая структурирующую роль жира,можно сделать вывод о целесообразности проведениязамены сахарозы на низкомолекулярные сахара вмороженом с высокой массовой долей жира [2–5].Таблица 1. Молекулярная масса сахарови коэффициент понижения ими точки замерзанияTable 1. Molecular weight of sugars and the coefficientof lowering their freezing pointСахара Молеку-лярнаямассасахаровКоэффициентпониженияточкизамерзанияМальтодекстрин (ДЭ 10) 504 0,21Кукурузная патока (ДЭ 43) 428 0,80Мальтоза 342 0,98Сахароза 342 1,00Лактоза 342 1,00ГФС-42 180 1,76ГФС-55 180 1,78Декстроза (глюкоза) 180 1,86Фруктоза 180 1,92Галактоза 180 1,92607Шобанова Т. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 604–614Целью исследования являлось изучение влияниязамены сахарозы глюкозно-фруктозными сиропамина технологически значимые показатели качествамороженого пломбир: динамическую вязкость,взбитость, термо- и формоустойчивость, дисперсностьвоздушной фазы и кристаллов льда для обоснованияприменения сиропов в промышленных условиях дляпроизводства продукта с низким гликемическиминдексом.Объекты и методы исследованияОбразцы мороженого пломбир были выработанына экспериментальном стенде ВНИХИ в лабораториитехнологии мороженого в соответствии с тради-ционной схемой производства мороженого.Для определения гликемического индекса игликемической нагрузки (ГН) применялись расчетныеметоды. При расчете ГИ мороженого учитывалигликемический индекс каждого из углеводов и ихдолю в общей массовой доле углеводов. При расчетеГН продукта учитывали значение ГИ углеводов иих долю.Определение динамической вязкости смесейдля мороженого проводили на вискозиметреBrookfield DV-II+Pro с программным обеспечениемRheocalc V3.1-1 с измерительным шпинделемSC4-31. Исследования выполняли при постояннойтемпературе смеси 4 ± 0,5 °С.Для определения температуры замерзания смесейприменяли прибор для определения температурызамерзания – криоскоп ОСКР-1.Для определения взбитости мороженогоиспользовали расчетный метод, основанный наизмерении масс смеси и мороженого. Взбитостьмороженого (В, %) вычисляли по формуле:В = ( М2 – М3 / М3 – М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ563660637580500540580620660№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, мПа·сОбразец–2,32–2,52–2,71–4 –3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 Криоскопическаятемпература, °СНомер образца020406080Массовая доля плава, %0,0000,0060,0120,0180,0240,030Плотность вероятности(1),где М1 – масса стакана, г; М2 – масса стакана,заполненного смесью, г; М3 – масса стакана,заполненного мороженым, г.Термоустойчивость мороженого определялипри температуре 20 ± 0,5 °С в течение 2 ч. Образецмороженого (mмор) с температурой –18 °С взвешивалии помещали на сито в термостат. По прошествии60 мин взвешивали массу плава в чашке (mпл),установленной под ситом. Затем определялимассу плава через каждые 10 мин в течение часа.Данный метод основан на способности мороженогосопротивляться таянию в процессе его выдерживанияпри температуре 20 ± 0,5 °С.За конечный результат принимали массовую долюплава (W) в % в каждой точке измерения, которуювычисляли по формуле 2:= ( М2 – М3 / М3 – М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ563660637580580620660–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца(2)Формоустойчивость образцов определяли притемпературе 20 ± 0,5 °С в течение 60 мин. Подготовкупробы мороженого проводили следующим образом:из исследуемого образца с температурой –18 °Сметаллическим пробником, предварительновыдержанным не менее 4 ч при температуре –18 °С,отбирали пробу, помещали ее в заранее охлажденнуюдо температуры –18 °С чашку Петри и затемпереносили в термостат. Данный метод основанна способности мороженого сохранять форму впроцессе выдерживания образца при температуре20 ± 0,5 °С. Образцы оценивались визуально. Дляэтого каждые 10 мин их фотографировали сверхуи под углом 45°.Состояние воздушной фазы и кристалловльда определяли с помощью микроскопическихисследований с использованием микроскопа OlympusCX 41 со встроенной фотокамерой, а также термо- икрио-столиком PE 120. Проводили качественную(микроструктурную) и количественную оценку(по кривым распределения частиц по размерам,их среднему размеру и количественной доли до50 мкм (порог органолептической ощутимостидля кристаллов)) дисперсности воздушной фазыи кристаллов льда. Полученные изображенияобрабатывались с помощью програмного обеспеченияImageScorpe M. Полученные данные обрабатывали спомощью средств MS Excel и TableCurve 2D v5.01.Для каждого образца обсчитывалось не менее 3-хфотографий. Определяли кривую распределения имодель с коэффициентом детерминации не менее 0,9.Результаты и их обсуждениеОбоснование композиционного состава экспери-ментальных партий мороженого пломбир. Приисследовании возможности различной степени заменысахарозы ГФС-70 в мороженом пломбир учитывалиналичие в нем высокой массовой доли жира и сухихвеществ, оказывающих положительное влияние наформирование структуры и вкусовых ощущений.При исследовании влияния ГФС-70 на показателикачества мороженого увеличение массовой долистабилизационной системы и массовой доли общихсухих веществ в связи с увеличением моносахаровв составе продукта не было предусмотрено.В таблице 2 представлены характеристики мороженогопломбир с м.д.ж. 12 %.Были изготовлены экспериментальные образцы:№ 1 – контроль, содержащий 14 % сахарозы;№ 2 – 11 % сахарозы и 3 % ГФС-70; № 3 – 11 %сахарозы, 5 % ГФС-70 и 8 % СОМО; № 4 – образец сполной замены сахарозы на ГФС-70 (14 %). Во всехобразцах продукта суммарная массовая доля сахаровсоставляла не менее 14 %, что позволило относитьэтот продукт к категории «мороженое пломбир».Определение гликемического индекса и гликеми-ческой нагрузки в экспериментальных образцахмороженого пломбир. Гликемический индекс608Shobanova T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 604–614100 г мороженого определяли расчетным путем сучетом гликемического индекса углеводов и доликаждого из них в общей массовой доле углеводов.Результаты расчета приведены в таблице 3.Как следует из данных, приведенных в таблице 3,при частичной замене сахарозы на ГФС-70гликемический индекс снизился не более чем в1,1 раза, при полной замене – более чем в 1,5 раза.При этом во всех образцах с ГФС-70 расчетнаясладость была не ниже, чем при использованиисахарозы.При расчете гликемической нагрузки продуктамассой 70 г учитывали значение ГИ и долю углеводовв нем. ГН образцов мороженого пломбир (массапорции 70 г) представлена в таблице 4.Как следует из данных таблицы 4, гликемическаянагрузка 1 порции мороженого пломбир приполной замене сахарозы на ГФС снижаетсяв 1,6 раза. А ГН при потреблении порции мороженогопломбир без сахарозы составляет 6,6 % отрекомендуемого уровня низкого значения этогопоказателя (80 %).Исследование физических показателей моро-женого пломбир. С целью определения техноло-гических параметров процесса производства вэкспериментальных образцах определяли:– динамическую вязкость смесей для мороженогопломбир;– криоскопическую температуру смесей длямороженого;– температуру мороженого на выходе из цилиндрафризера;– взбитость мороженого на выходе из фризера.Определение динамической вязкости смесейдля мороженого. Увеличение вязкости смеси длямороженого является желаемым и положительновлияет на дисперсность структурных элементов(воздушные пузырьки и кристаллы льда).Полученные результаты исследования дина-мической вязкости при градиенте сдвига на срез0,83 с–1 представлены на рисунке 1.Исследования динамической вязкости показали,что замена сахарозы глюкозно-фруктозным сиропомприводит к повышению динамической вязкости на3–17 %. При этом наибольший синергизм сахарозыТаблица 2. Химический составмороженого пломбир с м.д.ж. 12 %Table 2. Chemical composition of Plombièresice-cream with mass fraction of fat = 12%Массовая долясух. в-в, %Образец№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Молочный жир 12 12 12 12СОМО 10 10 8 10Сахароза 14 11 11 –Стабилизатор 0,45 0,45 0,45 0,45ГФС-70 – 3 5 14Итого 36,0 36,0 36,0 36,0Таблица 3. Гликемический индекси степень сладости образцовTable 3. Glycemic index and sweetnessОбразец ГликемическийиндексСтепень сладостиотносительно сахарозы№ 1(контроль)60 1,00№ 2 57 1,02№ 3 55 1,18№ 4 38 1,09Таблица 4. Гликемическая нагрузка образцовTable 4. Glycemic loadОбразец Содержание углеводов, г Гликемический индекс, % Гликемическая нагрузка на порцию 70 г№ 1 (контроль) 13,7 62 8,5№ 2 13,7 57 7,8№ 3 14,3 56 8,0№ 4 13,7 39 5,3Рисунок 1. Динамическая вязкость смесейв исследуемых образцахFigure 1. Dynamic viscosity of the Plombières mixesВ = ( М2 – М3 / М3 – М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ563660637580500540580620660№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, мПа·сОбразец–4 –3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,50Криоскопическаятемпература, °С02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,030Плотность вероятности0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4609Шобанова Т. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 604–614и ГФС по этому показателю отмечен при замене3 % сахарозы.Исследование влияния ГФС-70 на криоско-пическую температуру смесей, температуру выгрузкииз фризера и взбитость мороженого. Результатыопределения криоскопической температуры смесейпредставлены на рисунке 2. В связи с увеличениемв продукте содержания моносахаров (фруктозыи глюкозы) и по мере повышения доли заменысахарозы на ГФС-70 криоскопическая температураснижалась. Этот показатель в образце с полнойзаменой сахарозы на ГФС-70 (№ 4) был ниже в1,5 раза, чем в контрольном образце (№ 1).Определена температура мороженого на выходеиз фризера с учетом криоскопической температурысмесей и необходимости достижения во фризерене менее 50 % доли вымороженной воды (табл. 5).М3 / М3 – М1) ×Д1о0л0я %вым𝑊𝑊оро𝑊женной воды ( 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ5636606375801 (контроль) № 2 № 3 № 4Образец–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца0,0000,0060,0120,0180,0240,0300 20 40 60 80 100Плотность вероятности, %) – относительноеколичество воды, превратившееся в лед призамораживании. Количество вымороженной водыопределяли по формуле Рауля-Чижова:– М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ660637580контроль) № 2 № 3 № 4Образец–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца0,0060,0120,0180,0240,030Плотность вероятности(3)где × 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ580№ 4–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца0,0240,030вероятности– криоскопическая температура, °С;Т – температура, при которой определяется долявымороженной воды, °СФизические показатели смеси и мороженогопредставлены в таблице 5.Как следует из данных, приведенных в таблице 5,температура мороженого с полной заменой саха-розы на ГФС-70 и контрольного образца, как икриоскопическая температура, отличались в 1,5 раза.Взбитость мороженого с использованием ГФС-70как для полной, так и для частичной замены сахарозынезначительно отличалась от взбитости контрольногообразца. Однако тенденция снижения способностисмеси к насыщению воздухом по мере повышениясодержания ГФС-70 прослеживалось.Исследование влияния ГФС-70 на термо- иформоустойчивость мороженого. Определеновлияние ГФС-70 на термоустойчивость мороженогопломбир. Динамика таяния исследуемых образцовмороженого отражена на рисунке 3.Рисунок 2. Криоскопическая температура смесейдля мороженого пломбирFigure 2. Cryoscopic temperature of the Plombières mixesТаблица 5. Физические показатели образцовпри фризерованииTable 5. Physical indicators during freezingПоказатель № 1(контроль)№ 2 № 3 № 4Температура смеси, °С 5,4 5,7 5,5 5,0Температура мороженогопри выгрузке из фризера,°С–4,6 –5,0 –5,4 –7,0Взбитость, % 76 68 68 62Рисунок 3. Влияние ГФС-70 на термоустойчивостьмороженого пломбирFigure 3. Effect of GFS-70 on the thermal stabilityof Plombières ice-cream𝑚𝑚плмор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ580№ 4–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца100 110 120мин3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 20 40 60 80 100Плотность вероятностиДиаметр воздушных пузырьков, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 460 80льда, мкм3 № 4500540№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость Образец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2Криоскопическаятемпература, 02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 Плотность вероятности№ 1 (контроль) 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4563500540580№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, Образец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2Криоскопическаятемпература, 02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 Плотность вероятности№ 1 (контроль) 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4563500540580№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, Образец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2Криоскопическаятемпература, 02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 Плотность вероятности№ 1 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4563500540580№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, Образец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2Криоскопическаятемпература, 02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 Плотность вероятности№ 1 (контроль) 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4a bРисунок 4. Форма порций мороженого пломбир:a – в начале; b – через 60 мин выдерживания притемпературе 20 °СFigure 4. Form of ice cream portions: a – at the onset;b – after 60 min of exposure to 20°С№ 1 (контроль)№ 3 № 4№ 2610Shobanova T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 604–614500 мкм 500 мкм500 мкм 500 мкм500 мкм500 мкм 500 мкм500 мкмРисунок 5. Микрофотографии состояния воздушнойфазы в мороженом после закаливанияFigure 5. Micrographs of the air phase after hardening№ 1 (контроль) № 2№ 3 № 4Рисунок 6. Микрофотографии кристаллов льдапосле закаливанияFigure 6. Micrographs of ice crystals after hardening№ 1 (контроль) № 2№ 3 № 4Как следует из данных, приведенных на рисунке 3,все образцы мороженого характеризуются высокойтермоустойчивостью. При этом, несмотря наувеличение содержания моносахаров в образцах сГФС-70, количество плава в них было меньше, чем вконтрольном образце. По истечении 90 мин массоваядоля плава в контрольном образце составила 35 %,а при полной замене сахарозы всего 2 %.На рисунке 4 представлено состояние формыобразцов мороженого пломбир с различнымимассовыми долями сахарозы и ГФС-70 в процессевыдерживания. По формоустойчивости образцы счастичной (№ 2, 3) и полной (№ 4) заменой сахарозысиропом незначительно отличались от контрольногообразца (№ 1).Исследование дисперсности воздушной фазыи кристаллов льда в мороженом. Проведенакачественная и количественная оценка дисперсностивоздушных пузырьков и кристаллов льда. Качествен-ная оценка дисперсности воздушной фазы икристаллов льда представлена на рисунках 5 и 6.Количественную оценку дисперсности возду-шной фазы и кристаллов льда в процессе храненияпроводили с учетом среднего диаметра этихструктурных элементов и распределения их поразмерам (рис. 7 и 8).Установлено, что во всех образцах как с частичной,так и с полной заменой сахарозы сиропом диаметрвоздушных пузырьков после закаливания не отличалсяи составлял 30 мкм, как и в контрольном образце.Рисунок 7. Кривые распределения воздушныхпузырьков через 3 месяца хранения мороженогоFigure 7. Curves of distributionof air bubbles after 3 months of storageРисунок 8. Кривые распределения кристаллов льдачерез 3 месяца хранения мороженогоFigure 8. Curves of ice crystal distributionafter 3 months of storage× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ580№ 4–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца110 120№ 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 20 40 60 80 100Плотность вероятностиДиаметр воздушных пузырьков, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 460 80мкм№ 4В = ( М2 – М3 / М3 – М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ563660637580500540580620660№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, мПа·сОбразец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 Криоскопическаятемпература, °С02040608060 70 80 90 100 110 120 Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 Плотность вероятности№ 1 (контроль) 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ580№ 4–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца100 110 120мин№ 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 20 40 60 80 100Плотность вероятностиДиаметр воздушных пузырьков, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 460 80мкм№ 4𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ580№ 4–2,32–2,52–2,71–4 –3,48–3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 2 3 4Криоскопическаятемпература, °СНомер образца100 110 120мин3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 20 40 60 80 100Плотность вероятностиДиаметр воздушных пузырьков, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 460 80льда, мкм№ 3 № 4В = ( М2 – М3 / М3 – М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ563660637580500540580620660№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, мПа·сОбразец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 Криоскопическаятемпература, °С02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,0300 Плотность вероятности№ 1 (контроль) 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4В = ( М2 – М3 / М3 – М1) × 100 % 𝑊𝑊 𝑊 𝑚𝑚пл𝑚𝑚мор× 100 𝜔𝜔 = 1 − 𝑡𝑡крТ563660637580500540580620660№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4Вязкость смеси, мПа·сОбразец–2,32–4 –3,5–3–2,5–2–1,5–1–0,501 Криоскопическаятемпература, °С 02040608060 70 80 90 100 110 120Массовая доля плава, %Время выдержки, мин№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 40,0000,0060,0120,0180,0240,030Плотность вероятности№ 1 0,000,010,020,030,040,050,060 20 40 60 80Плотность вероятностиРазмер кристаллов льда, мкм№ 1 (контроль) № 2 № 3 № 4611Шобанова Т. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 604–614Таблица 6. Уравнение кривых распределенияTable 6. Equation of distribution curvesОбразец Уравнение Коэффициент R2а b с d№ 1 (контроль) lny = a+bx+cx2+dx3 –5,85133 0,14772251 –0,00241 3,95E-09 0,99№ 2 –6,22416 0,16273642 –0,00249 3,56E-10 0,99№ 3 –6,30314 0,17304089 –0,0027 –5,30E-09 0,99№ 4 –6,90247 0,18125873 –0,00247 2,40E-09 0,99Таблица 7. Площади на интервалах под кривыми распределения возд ушных пузырьковTable 7. Areas at intervals under the curves of distribution of air bubblesОбразец СрокхраненияПлощадь на интервалеменее 50 мкм, ед.2Площадь на интервалеот 50 до 70 мкм, ед.2Площадь на интервалеболее 70 мкм, ед.2№ 1 (контроль) 3 мес 0,91 0,09 ~ 0№ 2 0,89 0,11№ 3 0,91 0,09№ 4 0,82 0,18Наименьший средний диаметр воздушных пузырьковпосле закаливания отмечен в образце с 5 % сиропа– не более 26 мкм.Определены уравнения кривых распределениявоздушных пузырьков по размерам (табл. 6) иплощади под кривыми распределения на интервалахдо 50 мкм, от 50 до 70 мкм и более 70 мкм (табл. 7).Из полученных данных следует, что количествопузырьков воздуха размером менее 50 мкм вэкспериментальных образцах доминирует. При этомдоля площади под кривой распределения для этойгруппы структурных элементов составляет 82–92 %,в контрольном образце 91 %.В образце № 4 (с полной заменой сахарозы)через 3 месяца хранения произошло снижениедисперсности воздушных пузырьков. Количественнаядоля пузырьков размером до 50 мкм составила около82 %, пузырьков размером до 70 мкм было большена 9 %, чем в контрольном образце (№ 1). При этомсредний диаметр не превышал 35 мкм.Установлено, что средний размер кристаллов льдаво всех образцах мороженого после закаливания неотличался и составил 30–34 мкм. По данным плотностивероятности распределения размеров кристаллов льдаследует, что наибольшая дисперсность кристалловльда достигнута в образцах № 3 и 4 (с массовымидолями ГФС-70 5 и 14 % соответственно) (рис. 8).Такая же тенденция отмечена при анализе долейплощади под кривой распределения кристалловльда (табл. 9), описываемых уравнениями (табл. 8).Таблица 8. Уравнение кривых распределенияTable 8. Equation of distribution curvesОбразец Уравнение Коэффициент R2а b с d№ 1 (контроль) lny = a+bx+cx2+dx3 –11,814351 0,52639044 –0,00786 1,90E-09 0,99№ 2 –11,221225 0,5217306 –0,00825 –2,44E-09№ 3 –11,4062 0,57859946 –0,09821 1,09E-10№ 4 –10,988349 0,5493637 –0,00934 –6,67E-10Таблица 9. Площади на интервалах под кривыми распределения крис таллов льда через 3 месяца храненияTable 9. Areas at intervals under the curves of distribution of ice crystals after 3 months of storageОбразец Площадь на интервалеменее 50 мкм, ед.2Площадь на интервалеот 50 до 70 мкм, ед.2Площадь на интервалеболее 70 мкм, ед.2№ 1 (контроль) 0,98 0,02 0№ 2 0,99 0,01№ 3 1 0№ 4 1 0612Shobanova T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 604–614Как следует из данных, приведенных на рисунках6 и 8 и таблицах 8 и 9, использование ГФС-70 врецептурах мороженого пломбир приводит кувеличению дисперсности кристаллов льда.Увеличение содержания сиропа в продукте приводитк формированию более мелких кристаллов льда. Через3 месяца хранения количественная доля кристал-лов льда размером не более 50 мкм (порогорганолептической ощутимости) в образцах № 3 и4 составила 100 %. Это влияет на положительноерешение вопроса о возможности изготовлениямороженого пломбир в производственных условиях.ВыводыВ ходе исследований выявлены закономерностивлияния замены сахарозы в мороженом пломбир наглюкозно-фруктозный сироп:– отмечена положительная тенденция к увеличениюдинамической вязкости смеси (на 3–17 %) иустойчивости к таянию;– высокая способность смеси к насыщению воздухом;– формирование кристаллов льда и воздушныхпузырьков с высокой дисперсностью;– понижение криоскопической температуры на0,2–1,2 °С и температуры выгрузки мороженогоиз фризера на 0,4–2,4 °С для достижения доливымороженной воды не менее 50 %.Установлено, что при замене сахарозы глюкозно-фруктозными сиропами снижается гликемическийиндекс продукта в 1,6 раза при полной заменесахарозы.Критерии авторстваА. А. Творогова – постановка и научное руко-водство исследованиями. Т. В. Шобанова – обзорлитературы, проведение и обработка результатовэкспериментальных исследований.Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionA.A. Tvorogova defined the goal and supervisedthe research. T.V. Shobanova reviewed scientificpublications, conducted the research, and processedthe experimental results.Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interestregarding the publication of thi s article.