Введение
Майонез является одним из наиболее потребляемых продуктов питания в рационе россиян: он применяется как в домашней кулинарии в качестве приправы для улучшения вкуса приготовляемых блюд, так и в сетях общественного питания в натуральном и термически обработанном виде.
Майонезы в большинстве случаев являются прямыми концентрированными эмульсиями. Эмульсии относятся к классу дисперсных систем, состоящих из взаимно нерастворимых жидкостей, где одна жидкость распределена в другой в виде мельчайших капель. Такие системы состоят из двух фаз: диспергированной и непрерывной [3]. Вещество капель считается дисперсной, дискретной или внутренней фазой. Вещество, составляющее окружающую жидкость, называется дисперсионной, непрерывной, сплошной или внешней средой. Различают два типа эмульсий: прямые (или первого рода) и обратные (или второго рода). В прямых эмульсиях диспергируется масляная фаза, водная остается непрерывной, сплошной. Их обозначают м-в («масло в воде»). Например, молоко, сливки, майонез относятся к прямым эмульсиям. В обратных эмульсиях, наоборот, диспергируется водная фаза, а жировая основа остается непрерывной. Их обозначают в-м («вода в масле»). По концентрации дисперсной фазы эмульсии классифицируются как разбавленные, концентрированные и высококон-центрированные [4].
Процесс эмульгирования заключается в распределении капель дисперсной фазы в дисперсионной среде и их стабилизации в результате адсорбции на границе раздела фаз эмульгатора. Для достижения необходимой степени стойкости эмульсии в систему вводится эмульгирующий агент, который, распределяясь на поверхности раздела фаз, снижает поверхностное натяжение. Эмульгатор, предназначенный для изготовления устойчивых концентрированных эмульсий, должен обладать одновременно поверхностной активностью и способностью образовывать структурированные коллоидно-адсорбционные слои. Согласно правилу Гиббса [4], поверхностно-активное вещество (ПАВ) адсорбируется на межфазной поверхности с образованием адсорбционной оболочки, которая резко меняет интенсивность молекулярного взаимодействия соприкасающихся частиц. Поэтому при изготовлении эмульсий следует добавлять достаточное количество эмульгатора. Чем тоньше распределение масляных капелек в водной фазе, тем больше суммарная поверхность раздела фаз и тем больше, следовательно, требуется эмульгатора для создания адсорбционного слоя. Низкомолекулярные поверхностно-активные вещества обладают лучшими диспергирующими свойствами благодаря более значительному снижению поверхностного натяжения. У высокомолекулярных поверхностно-активных веществ более выражены стабилизи-рующие свойства за счет образования сетчатых структур на поверхности раздела фаз. Отсюда следует, что правильный выбор эмульгатора во многом определяет качество и стабильность эмульсий [5, 6].
Для изготовления майонезов в качестве эмульгаторов традиционно используется яичный желток, богатый белком, лецитином и другими фосфолипидами, которые обладают выраженными эмульгирующими свойствами. По сути, желток является совмещенным белково-фосфатидным эмульгатором, сочетающим преимущества низко- и высокомолекулярных поверхностно-активных веществ. Попытки применения для замены яичного желтка различных эмульгаторов, например моно- и диглицеридов, не дали положительного эффекта, т. к. сильно изменяли традиционную органолептику майонеза и снижали его пищевую ценность [12–14].
При использовании яичного желтка в промышленном производстве могут возникать проблемы, связанные с недостаточной температурной и механической устойчивостью продукта. На практике это приводит к тому, что при повышении температуры процесса или увеличении давления в гомогенизаторе яичный желток начинает резко утрачивать свои эмульгирующие свойства, что приводит к нарушению образования эмульсии [3, 13, 18, 19].
Кроме того, при изготовлении высокожирных майонезов не всегда удается достичь необходимой вязкости продукта, и приходится значительно увеличивать дозировку желтка либо активно использовать другие структурообразователи (например, гидроколлоиды), что не всегда экономически целесообразно.
В связи с вышеизложенным перед производителями майонеза стоит проблема поиска подходящей формы и способа внесения яичных продуктов, который, сохраняя традиционный вкус и запах майонеза, позволял бы получать стойкие эмульсии в высокотемпературных условиях,
с требуемой вязкостью и возможностью длительного хранения.
Основными эмульгирующими веществами яичных продуктов являются фосфолипиды. Повышенными эмульгирующими свойствами обладают лизоформы фосфолипидов, содержащие один остаток жирной кислоты, однако обычно их содержание в фосфолипидах невелико (3 %). Повысив в составе фосфолипидов содержание лизоформ, можно значительно увеличить их эмульгирующую способность и, как следствие, снизить общую дозировку этого ингредиента.
Возможны два способа модификации фосфолипидов: химический, осуществляемый гидролизом в присутствии химических катализаторов, и ферментативный – с помощью фосфолипаз (эстераз), катализирующих направ-ленное отщепление жирных кислот в первом или втором положении в молекуле фосфолипидов. Все приемы модификации фосфолипидов приводят к изменению гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), а следовательно, и к изменению их поверхностной активности в эмульсионных системах. ГЛБ немодифицированных фосфолипидов (лецитинов) равен 4, гидролизованных – 8. ГЛБ является мерой относительного притяжения эмульгатора к маслу, или воде, или к обеим фазам эмульсии. Эмульгатор, имеющий ГЛБ в интервале 2–6, образует эмульсии обратного типа «вода-в-масле». Водорастворимые эмульгаторы, имеющие ГЛБ от 11 и выше, образуют эмульсии прямого типа «масло-в-воде» [2, 5, 6].
Суть ферментативной модификации состоит в превращении лецитина яичного желтка путем гидролиза в лизолецитин под действием фермента фосфолипазы. Лизолецитин (1-ацилоглицеро-3-фосфорилхолин) – продукт отщепления от лецитина одной молекулы жирной кислоты во втором положении. Степень гидролиза может достигать 75 %. Для ферментативной модификации используют два основных вида фосфолипаз:
А1 – микробного происхождения (грибы рода Aspergillus oryzae) и А2 – животного происхождения. Отличие второго типа от первого заключается в том, что А2 отщепляет жирную кислоту во втором положении, а А1 – в первом. Процесс ферментации желтка осуществляется во время производственного цикла подготовки его к высушиванию (между стадиями фильтрации и пастеризации сырого продукта) в специальной емкости, где обеспечивается поддержание необходимой температуры и перемешивание желтковой массы, что необходимо для полноценного действия лецитазы. Процесс продолжается в течение нескольких часов. Количество фермента рассчитывается с учетом ферментной активности используемой лецитазы. После окончания ферментации желтковая масса пастеризуется и подается на сушильную колонну. Для улучшения термостабильности и сыпучести сухого яичного желтка в него добавляется небольшое количество хлорида натрия и сиропа глюкозы. Введение этих добавок позволяет также увеличить сроки хранения готового продукта [3].
Отличительной особенностью ферментирован-ного фосфолипазой желтка является способность образовывать прочные защитные оболочки на поверхности диспергированных в водной фазе капель масла. Создание таких оболочек позволяет сохранять стабильное состояние эмульсии даже при высоких температурах (выше 100 °С), когда молекулы образующих веществ существуют в высокоэнергетическом состоянии. Это дает возможность получать майонезную продукцию в широком температурном диапазоне, не нарушая процесс образования эмульсии. Кроме того, применение ферментированного желтка позволяет проводить стерилизацию готового майонеза при высоких температурах с целью получения продукта сверхдолгого хранения.
Подготовка ферментированного желтка к производственному циклу заключается в растворении его в водной фазе либо в предварительном смешивании с прочими ингредиентами в сухом виде. Производители сухого ферментированного желтка заявляют, что дозировка данного модифицированного сырья в производстве майонезов может быть снижена в два и более раза по сравнению с яичным порошком и неферментированным желтком, в связи с более выраженным эмульгирующим действием [3].
Целью настоящей работы является разработка и исследование рецептур майонеза с различными яичными продуктами с учетом современных тенденций совершенствования ассортимента
[15–17, 20].
Для реализации цели поставлены следующие задачи:
– исследование и сравнительный анализ химического состава различных яичных продуктов, используемых в технологии производства майонезов;
– разработка рецептуры майонеза с жирностью
67 % с выбором наиболее подходящих яичных продуктов;
– исследование влияния вносимых яичных продуктов на органолептические и физико-химические показатели качества майонезных эмульсий.
Объекты и методы исследования
В качестве объектов исследований использо-вались:
– различные яичные продукты, применяемые в технологии производства майонезов;
– образцы майонезов с применением различных яичных продуктов с массовой долей жира 67 %.
Исследования качества яичных продуктов осуществляли в соответствии с ГОСТ 31469-2012 «Пищевые продукты переработки яиц сельскохозяйственной птицы. Методы физико-химического анализа».
Массовую долю жира в яичных продуктах определяли ускоренным методом с использованием фильтрующей делительной воронки. Сущность метода заключается в растворении связанного и свободного жира анализируемой пробы экстрагирующей смесью этилового спирта и хлороформа, отделении раствора жира от остальной части пробы фильтрованием через стеклянный фильтр, выпаривании экстрагирующей смеси и взвешивании остатка после высушивания.
Массовую долю сухих веществ в жидких и сухих яичных продуктах определяли ускоренным методом, сущность которого заключается в измерении изменения массы пробы при ее высушивании в сушильном шкафу при температуре 105 °С.
Массовую долю белковых веществ определяли методом Кьельдаля. Сущность метода заключается в определении массовой доли общего азота, содержащегося в анализируемой пробе, путем ее минерализации (разложения) кипящей концентрированной серной кислотой с образованием солей аммония, превращении аммония в аммиак с помощью подщелачивания минерализата, отгонке аммиака горячим паром и определении количества отогнанного аммиака титриметрическим методом. Массовая доля азота пересчитывается на массовую долю белка с помощью коэффициента 6,25.
Исследования готовой продукции осуществляли в соответствии со стандартом ГОСТ 31761-2012. Отбор проб, определение органолептических показателей, массовых долей влаги, жира, яичных продуктов, показателей кислотности, эффективной вязкости, стойкости эмульсии, перекисного числа жировой фазы, рН – по ГОСТ 31762-2012.
Методом ближней инфракрасной спектро-скопии осуществляли определение массовых долей сухого яичного желтка, влаги, белка, жира и кислотности в готовой продукции на
БИК-спектрометре фирмы Вruker. Данный метод основан на регистрации спектров отражения анализируемых проб в ближней инфракрасной области 12500–4000 см-1 и определении в них массовой доли фосфора (с дальнейшим пересчетом на массовую долю сухого яичного желтка), массовых долей влаги и летучих веществ, липидов, белка. Расчет значений показателей производился по заранее созданным градуировочным моделям.
Результаты исследований и их обсуждение
В отечественной практике в качестве основных эмульгирующих компонентов при производстве майонезов используются такие виды яичных продуктов, как яичный порошок, гранулированный яичный продукт, сухой яичный желток. Яичные продукты должны соответствовать требованиям ГОСТ 30363-2013 «Продукты яичные жидкие и сухие пищевые. Технические условия» и вырабатываться по технологической инструкции по производству пищевых яичных продуктов с соблюдением санитарных и ветеринарных правил, действующих на территории государства, принявшего стандарт.
Яичные продукты для приготовления майонезов можно использовать как в свежем, так и в консервированном различными способами виде: замороженные, высушенные распылительной сушкой, засоленные. Допускается использование как цельнояичного сырья, так и изготовленного только из желтков. В России в основном используют только высушенные яйцепродукты [6].
Способы обработки яичных продуктов, используемые зарубежными производителями майонезов, более разнообразны. Это свежие желтки, отделенные от белков, свежие целые яйца, замороженные целые яйца и желтки, соленые пастеризованные жидкие желтки и др. В стандартах различных стран регламентируется массовая доля яичных продуктов в майонезе, а также содержание сухих веществ яичного желтка. В Российской Федерации продукт может называться майонезом, если в своем составе он содержит не менее 1 % сухих веществ яичного желтка. Уменьшение содержания яичных продуктов в майонезах ниже этого значения может привести к дестабилизации эмульсии, что требует применения добавок, обеспечивающих дополнительные условия стабилизации системы [5].
В табл. 1 представлены результаты исследования химического состава различных яичных продуктов, используемых в майонезном производстве. На основании полученных данных были рассчитаны минимальные дозировки яичных продуктов, достаточные для обеспечения 1 % сухих веществ яичного желтка в конечном продукте.
Расчетную массовую долю яичного порошка в рецептурах увеличили в среднем на 25 % с учетом того, что при переработке происходит частичная денатурация белка. Однако чрезмерное увеличение дозировки приведет к возникновению «яичного» привкуса в готовом продукте, поэтому важно соблюсти баланс.
Таблица 1 – Результаты исследований химического состава яичных продуктов
Table 1 – Results of egg products chemical analysis study
|
Яичный продукт |
Белок, % |
Липиды, % |
Фосфолипиды, % |
Сухие вещества желтка, % |
Рекомендуемая дозировка в майонезе, % |
|
Яичный порошок (сухой меланж) |
46,0 |
37,3 |
11,7 |
34,0 |
4,00 |
|
Сухой яичный желток |
31,1 |
52,2 |
16,8 |
95,0 |
1,50 |
|
Соленый пастеризованный жидкий желток |
16,2 |
31,2 |
8,6 |
46,0 |
2,20 |
|
Жидкое целое яйцо (меланж) |
12,7 |
11,5 |
3,39 |
18,5 |
7,30 |
|
Замороженный желток |
16,2 |
31,2 |
8,6 |
42,0 |
3,20 |
Для сравнения технологических свойств различных яичных продуктов были разработаны рецептуры майонезов, содержащие рассчитанное нами минимальное допустимое количество яичных продуктов по ГОСТ Р 31761-2012 «Майонезы и соусы майонезные. Общие технические условия».
Объектами исследований стали следующие образцы майонезов:
– образец 1: майонез с массовой долей жира 67 %, содержащий в рецептуре 4 % яичного порошка (сухого меланжа);
– образец 2: майонез с массовой долей жира 67 %, содержащий в рецептуре 1,5 % сухого желтка;
– образец 3: майонез с массовой долей жира 67 %, содержащий в рецептуре 1,2 % сухого желтка, обработанного фосфолипазой;
– образец 4: майонез с массовой долей жира 67 %, содержащий в рецептуре 7,3 % жидкого меланжа.
Рецептуры разработанных образцов представ-лены в табл. 2.
Стойкость эмульсии является определяющим качество показателем для майонезной продукции. После выработки опытных образцов определяли стойкость эмульсии методом центрифугирования при скорости вращения 3000 мин-1 в течение 5 мин. По ГОСТ стойкость майонезной эмульсии должна быть не менее 98 %.
Как показали исследования, наиболее устойчивые и вязкие эмульсии были получены при введении в рецептуру сухого яичного желтка, обработанного фосфолипазой на промежуточном этапе в приготовленную масляно-горчично-яичную фазу непосредственно перед смешиванием с водно-молочной фазой. При этом минимальной дозировки 1,2 % хватило для обеспечения стойкости в 99 % без внесения дополнительных эмульгаторов и стабилизаторов.
Поскольку кислотность также является нормируемым показателем для майонезов, представляло интерес исследование влияния различных яичных продуктов на кислотность майонеза сразу после выработки и в процессе хранения.
Таблица 2 – Экспериментальные рецептуры майонезов с различными яичными продуктами
Table 2 – Tested recipes of mayonnaise with different egg products
Наименование сырья |
Образец 1 |
Образец 2 |
Образец 3 |
Образец 4 |
|
Растительное масло |
65,4 |
65,4 |
65,4 |
65,4 |
|
Яичный порошок |
4,0 |
– |
– |
– |
|
Сухой яичный желток |
– |
1,5 |
– |
– |
|
Сухой яичный желток, обработанный фосфолипазой |
– |
– |
1,2 |
– |
|
Жидкий меланж |
– |
– |
– |
7,3 |
|
Сухое молоко |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
|
Горчичный порошок |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
|
Сахар |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
Соль |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
Сода |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
|
Уксусная кислота, 80 % |
0,55 |
0,55 |
0,55 |
0,55 |
|
Вода |
до 100 |
до 100 |
до 100 |
до 100 |
|
Итого |
100 |
100 |
100 |
100 |
Таблица 3 – Результаты исследований стойкости эмульсии майонезов с различными яичными продуктами
Table 3 – Results of emulsions stability analysis of the developed types of mayonnaise which contained different egg products
|
Значение показателя стойкости неразрушенной эмульсии, % |
Майонез, содержащий |
Майонез, содержащий |
Майонез, содержащий |
Майонез, содержащий в рецептуре 7,3 % жидкого меланжа |
|
97 |
98 |
99 |
96 |
Таблица 4 – Результаты исследований кислотности майонезов при хранении в различных температурных режимах
Table 4 – Results of mayonnaise acidity study when it was stored at different temperatures
|
№ п/п |
Образец |
Продолжительность хранения, сутки |
При комнатной температуре |
В холодильнике |
|
1 |
Майонез, содержащий в рецептуре 4 % яичного порошка (сухого меланжа) |
1 |
0,67 |
|
|
7 |
0,53 |
0,54 |
||
|
2 |
Майонез, содержащий в рецептуре 1,5 % сухого желтка |
1 |
0,71 |
|
|
7 |
0,58 |
0,56 |
||
|
3 |
Майонез, содержащий в рецептуре 1,2 % сухого желтка, обработанного фосфолипазой |
1 |
0,69 |
|
|
7 |
0,62 |
0,56 |
||
|
4 |
Майонез, содержащий в рецептуре 7,3 % жидкого меланжа |
1 |
0,66 |
|
|
7 |
0,52 |
0,52 |
||
Таблица 5 – Результаты исследований запаха и вкуса майонезов
Table 5 – Results of mayonnaise flavor and taste study
|
№ п/п |
Образец |
Внешний вид и цвет |
Консистенция |
Запах и вкус |
|
1 |
Майонез, содержащий в рецептуре 4 % яичного порошка (сухого меланжа) |
Масса однородная, |
Консистенция полужидкая, эмульсия однородная, |
Вкус слегка острый, кисловатый, без горечи, с запахом и привкусом горчицы и уксуса. Запах и вкус без посторонних привкусов |
|
2 |
Майонез, содержащий в рецептуре 1,5 % сухого желтка |
Масса однородная, |
Целостность эмульсии |
Вкус слегка острый, кисловатый, без горечи, |
|
3 |
Майонез, содержащий в рецептуре 1,2 % сухого желтка, обработанного фосфолипазой |
Масса однородная, |
Целостность эмульсии не нарушена, эмульсия не расслаивается, консистенция густая, однородная. Консистенция однородная типа густой сметаны |
Вкус слегка острый, кисловатый, без горечи, |
|
4 |
Майонез, содержащий в рецептуре 7,3 % жидкого меланжа |
Масса однородная, |
Консистенция полужидкая, эмульсия не расслаивается, консистенция однородная |
Вкус слегка острый, кисловатый, без горечи, |
Таблица 6 – Физико-химические показатели майонеза, содержащего сухой желток, обработанный фосфолипазой
Table 6 – Physical and chemical properties of mayonnaise containing dried egg yolk modified by phospholipase
|
Наименование показателя |
Характеристика разработанного майонеза 67 % |
Требования ГОСТ Р 31761-2012 |
|
Массовая доля жира, % |
67,0 ± 0,5 |
не менее 50 |
|
Массовая доля влаги, %, |
32,0 ± 0,5 |
в соответствии с ТУ |
|
Кислотность, % в пересчете на уксусную кислоту |
0,7 ± 0,1 |
не более 1,0 |
|
Стойкость эмульсии, % неразрушенной эмульсии |
99,0 ± 0,5 |
не менее 98 |
|
Водородный показатель (рН) при 20 °С |
4,2 ± 0,2 |
4,0–4,7 |
|
Перекисное число, ммоль акт. кислорода / кг |
2,0 ± 0,2 |
10 |
Исследования показали, что образцы майонезов, содержащие в своем составе яичные продукты, и белок, и желток, изначально имели меньшие значения кислотности, а в процессе хранения снизили данный показатель больше, чем образцы с чистым яичным желтком. Данное обстоятельство может быть связано с тем, что белок изначально имеет меньшую кислотность, чем желток, и с течением времени снижает ее.
В табл. 5 представлены результаты исследований органолептических показателей полученных образцов.
Результаты исследований органолептических показателей качества полученных майонезов показали, что внесение яичных продуктов в минимальных дозировках не влечет за собой существенного изменения вкуса и цвета вырабатываемой продукции. Однако образцы с внесением сухого желтка имеют более густую и плотную консистенцию, чем образцы с цельными яичными продуктами. Кроме того, использование яичного желтка, обработанного фосфолипазой, в дозировке 1,2 % не ухудшило показатели качества готового продукта.
Нами выработаны образцы майонезов с использованием сухого яичного желтка, обработанного фосфолипазой. Полученные образцы проанализированы на соответствие требованиям ГОСТ Р 31761-2012 «Майонезы и соусы майонезные. Общие технические условия». Данные анализа представлены в табл. 5.
Исследование физико-химических показателей разработанного майонеза показало, что продукт соответствует требованиям ГОСТ Р 31761-2012.
Таким образом, проанализированы различные яичные продукты, традиционно используемые в технологии производства майонезов. Рассчитаны минимальные дозировки яичных продуктов, достаточные для обеспечения качества майонеза, соответствующего требованиям стандарта.
Проведенные исследования позволили разработать рецептуры майонезов с массовой долей жира 67 % с использованием сухого яичного желтка, обработанного фосфолипазой. Данный вид обработки яичного желтка позволил обеспечить необходимую вязкость продукта, стойкость эмульсии, а также однородную кремообразную структуру. При этом потребовалось меньшее количество яичных продуктов без потери требуемых органолептических свойств традиционного майонеза. Исследовано качество новых эмульсионных продуктов на соответствие органолептических и физико-химических показателей требованиям стандарта.
Таким образом, применение сухого ферментированного желтка можно рекомендовать для производителей майонеза. Его использование позволит оптимизировать производственный процесс, снизить себестоимость продукции, а также получать майонезы с длительным сроком хранения и традиционной органолептикой, которая высоко ценится российским потребителем.
