Отчет по практике в ООО «Калинов Мост»

Средний размер кристаллов льда в готовом (закаленном) мороженом зависит от температуры продукта при выходе из фризера (при t= -2...-4 размер кристаллов льда составляет 120-150 мкм).

Закаливание производят при температуре -30 .

 

3.8 Лактоза в молочной смеси и  мороженом [4]

В основных видах мороженого на молочной основе массовая доля лактозы составляет 5,4% при содержании в продукте 10% СОМО.

При пересчете массовой доли лактозы на ее концентрацию в водной фазе, с учетом наличия в продукте не растворяющей связанной воды, оказалось, что в молочной смеси массовая доля лактозы в растворе составляет 0,089кг/кг, в сливочной – 0,013кг/кг, а в пломбирной – 0,129 кг/кг.

Сопоставляя эти результаты с данными растворимости лактозы в воде, установили, что состояние насыщения раствора лактозы в пломбирной смеси достигается приблизительно при температуре 10 , в сливочной – при 0 , а в молочной  насыщение раствора достигается даже при криоскопической температуре (-2,31 ).

Микроскопические исследования показали, что хотя в пломбирной смеси температура насыщения раствора лактозы составляет 100С, формирование кристаллов не наблюдается даже при 00С. В процессе фризерования смесей в связи с понижением температуры и вымерзанием части влаги пересыщенность растворов лактозы резко возрастает. В результате уже при температуре –1 начинается образование кристаллов, в основном размером до 3 мкм, а к концу фризерования (-5 ) наблюдалось не только увеличение числа кристаллов, но и возрастание их среднего размера.

Органолептически кристаллы лактозы размером до 10 мкм не ощущаются. При их размерах от 10 до 25 мкм отмечается порок “мучнистость”, а если размеры кристаллов превышают 25 мкм – порок “песчанистость”. При этом число крупных кристаллов может не превышать 0,8 – 1,0 % от их общего числа.

При закаливании мороженого происходит дальнейшее понижение температуры и увеличение доли вымороженной воды, а, следовательно, вновь возрастает пересыщенность раствора и повышается вероятность появления новых кристаллов и укрупнения ранее образованных. Но при этом происходит и повышение вязкости раствора, что является определенным препятствием для кристаллизации лактозы. Отмечено также, что чем меньше содержание влаги в мороженом и больше массовая доля жира, тем крупнее образующиеся кристаллы. В первом случае это происходит из-за повышенного содержания лактозы в растворе. При повышении же содержания жира, как можно предполагать, он инактивирует часть образовавшихся кристаллов лактозы, в связи с чем, остальные растут быстрее.

Решающее влияние на укрупнение кристаллов лактозы оказывает температура длительного хранения  мороженого: чем она ниже, тем медленнее происходит укрупнение кристаллов. Объясняется это тем, что лактоза в водном растворе содержится в виде и -форм, первая из которых менее растворима, а скорость перехода - формы в - форму определяется температурой раствора: при –20 она в 46 раз, а при –30 в 170 раз меньше, чем при –10 .

Исходя из этих данных, был сделан вывод о том, что при хранении при -12 в течение допустимых сроков нельзя хранить мороженое всех трех основных видов на молочной основе. При –18 возможно хранение молочного и сливочного мороженого и существует опасность  формирования крупных кристаллов лактозы в пломбире. При –30 можно хранить мороженое всех видов без опасения появления органолептически ощутимых пороков структуры, связанных с укрупнением кристаллов лактозы.

 

3.9 Вода в смеси и мороженом [4]

Вода в мороженом составляет основную часть продукта. Величиной массовой доли влаги и ее фазовыми превращениями в процессе холодильной обработки и хранения продукта в значительной степени обуславливаются его качественные показатели – вкус, структура и консистенция, теплофизические характеристики.

Вода находится  в связанном и свободном состояниях.

Связанная вода. Эта вода связана с другими компонентами системы и отличается по свойствам от свободной воды. Это влияет на ход льдообразования при замораживании продукта.

Плотность связанной воды вдвое больше плотности свободной воды. Молекулы связанной воды пространственно ориентированы, поэтому ее диэлектрическая постоянная значительно меньше, чем свободной воды (соответственно 2,2 и 81,0). Связанная вода с трудом поддается кристаллизации и удалению высушиванием. Она не является растворителем. Удельная теплоемкость ее меньше, чем свободной воды.

Свойство связанной воды не являться растворителем положено в основу ее количественного определения  с помощью индикаторных методов (криоскопического и рефрактометрического). Наиболее ценным и перспективным является кинетический электрокалориметрический метод, основанный на непрерывной компенсации теплоты, расходуемой на испарение  влаги (то есть на превращение воды в пар и разрыв связи ее молекул с материалом) в процессе сушки при непрерывно изменяющейся ее скорости. В случае его применения становится возможным связанную воду характеризовать не только по массе, но и по энергии связи отдельных ее групп.

В смесях мороженого вода связывается стабилизаторами, молочными белками, лактозой, сахарозой. В жиросодержащих продуктах (цельное молоко, смеси мороженого) содержание связанной воды относят к содержанию сухого обезжиренного вещества.

Как показали экспериментальные исследования и расчеты, приблизительно 1/3 от общей массовой доли связанной воды, характеризующаяся весьма слабой энергией связи, принимает участие в растворении, в то время как остальные 2/3 от общего содержания связанной воды не являются растворителем, что должно учитываться при расчетах фактических концентраций растворенных веществ в смесях мороженого.

При фризеровании смесей и закаливании мороженого происходит замерзание не только свободной, но и части связанной воды. При этом, чем больше энергия связи влаги, тем при более низкой температуре происходит ее отрыв от вещества материала.

Вымороженная вода. Замораживание любых влагосодержащих материалов и, в частности, смесей мороженого начинается с момента достижения криоскопической температуры (температуры начала замерзания), величина которой зависит от концентрации в растворе низкомолекулярных веществ и их молекулярных масс.

Применительно к смесям и мороженому знание криоскопических температур необходимо для обоснования режимов их охлаждения, замораживания, хранения и транспортирования. Эти данные нужны также при тепловых расчетах и вычислении доли вымороженной воды в мороженом при различных температурах.

Под термином “вымороженная вода” понимается массовая доля льда при данной температуре, отнесенная к суммарной массовой доле воды и льда, содержащихся в продукте при той же температуре. Долю вымороженной воды выражают в долях единицы или в процентах от общей массовой доли воды в продукте.

Сведения о доле вымороженной воды нужны для установления распределения влаги в мороженом при отрицательных температурах (вода в растворе, вымороженная вода, связанная вода различных по энергии связи групп), а также для определения фактической концентрации растворенных веществ.

В результате исследований было установлено, что в диапазоне от криоскопических температур до –6…-7 для мороженого на молочной основе наблюдается интенсивное образование льда (зона максимального льдообразования), в результате чего доля вымороженной воды достигает 60 – 50%). При дальнейшем понижении температуры интенсивность льдообразования резко снижается. При –18, -24, и –30 доли вымороженной воды в мороженом на молочной основе составляют соответственно 79 – 71%, 82 - 74%, 85 – 76%.

 

3.10 Молочный жир в смеси и мороженом [4]

Вкусовые достоинства, структура и консистенция мороженого на молочной основе во многом определяются размерами жировых шариков в смесях и готовом продукте.

Дисперсность жировых  частиц в негомогенизированной смеси зависит от того, какие жиросодержащие компоненты (сливки, сливочное масло, сгущенное и сухое молоко) входят в состав смеси. Обычно наибольший средний диаметр жировых шариков наблюдается в случае использования в качестве одного из компонентов сливочного масла.

В хорошо гомогенизированной смеси мороженого диаметры подавляющего числа жировых шариков не должны превышать 2 мкм. Размер жировых частиц в такой смеси колеблется в пределах от 0,5 до 4 мкм при среднем диаметре около 1 мкм.

Жировые шарики ориентируются частично вокруг воздушных ячеек в виде цепочек в незамороженной части мороженого. Имеет место определенное соотношение жир – воздух, которое может изменяться в зависимости от взбитости и доли жира в продукте.

В смесях мороженого, даже гомогенизированных, при их краткосрочном хранении перед фризерованием наблюдается отстаивание жира, обусловленное всплыванием наиболее крупных жировых шариков (диаметром более 3 мкм).

Стабильность смесей мороженого зависит от стабильности жировой эмульсии и стабильности белков. Жировые шарики в гомогенизированной смеси окружены белково-липоидными оболочками. В процессе фризерования, особенно при использовании промышленных фризеров периодического действия и фризеров для мягкого мороженого, когда вначале охлажденный, а затем частично замороженный продукт подвергается сравнительно длительному механическому воздействию, происходит дестабилизация жировых шариков. Лишенные полностью или частично оболочек жировые частицы агломерируются (укрупняются, слипаются), дисперсность их уменьшается. Они начинают ощущаться органолептически (порок “крупчанистость”), жировые частицы  налипают на внутренней поверхности цилиндра фризера. а мороженое приобретает “водянистый” привкус.

Особенно сильная дестабилизация жира происходит в том случае, если температура выходящего из фризера мороженого понижается с –5 до –8 .

Вследствие дестабилизации жира ухудшается способность смесей к взбиванию; смесь, получаемая при таянии мороженого, водянистая, неоднородная по составу.

Добавление цитрата натрия и динатрийфосфата в смесь до гомогенизации уменьшает образование жировых скоплений, понижает вязкость смеси, улучшает ее взбиваемость. Динатрийфосфат, тетрапирофосфат, гексаметофосфат и цитрат натрия оказывают стабилизирующее действие на воздушные пузырьки и жировые частицы мороженого.

При закаливании и хранении мороженого степень дестабилизации жировых шариков также увеличивается, возрастает их средний диаметр. Это является следствием увеличения доли вымороженной воды при закаливании, а также повышения в молочном жире доли глицеридов в твердом состоянии и связанного с этим нарушения белково-липоидных оболочек жировых шариков. Чем выше содержание жира в мороженом, тем более существенным изменениям подвергаются его жировые частицы при закаливании и хранении. Размеры жировых частичек могут достигать 18 – 22 мкм.

 

3.11 Воздух в мороженом [4]

Роль воздуха в мороженом очень важна. Он препятствует быстрому таянию продукта во время его употребления, предохраняет полость рта от излишнего охлаждения, способствует формированию мелкокристаллической структуры мороженого и улучшению консистенции.

О количественном содержании воздуха в мороженом судят на основании специального показателя – взбитости, который представляет собой отношение приращения объема смеси после фризерования к ее первоначальному объему.

На основании микроскопических исследований было установлено, что размер воздушных пузырьков в мороженом находится в пределах 30 - 150 мкм при среднем размере 60 мкм. Средний диаметр воздушных пузырьков в мороженом тем меньше, чем больше его вязкость, также размер пузырьков воздуха зависит от вида используемого стабилизатора. В процессе фризерования диаметр воздушных пузырьков уменьшается. Вначале расстояния между ними доходят до 100 мкм, к концу фризерования составляют 20 – 30 мкм.

Было отмечено, что во фризерах непрерывного и полунепрерывного действия взбитость увеличивается до достижения мороженым температуры -3 . Дальнейшее понижение температуры приводит  к некоторому снижению взбитости, по-видимому, в связи с резким увеличением вязкости продукта. Хотя взбитость мороженого в процессе фризерования при достижении температуры -5…-6 несколько снижается, дисперсность воздушных пузырьков в этот период самая высокая. Более глубокое замораживание во фризере (до -8…-9 ) приводит к дальнейшему существенному уменьшению взбитости продукта, что является нежелательным, не говоря уже об одновременно происходящей дестабилизации жировых шариков.

С увеличением  размера воздушных пузырьков консистенция и вкусовые достоинства продукта ухудшаются, а с уменьшением – улучшаются.

Увеличение взбитости способствует образованию более нежной и однородной консистенции мороженого. Однако чрезмерно большая взбитость способствует появлению порока структуры “снежистость”. Считается, что во избежание этого величина взбитости не должна более чем втрое превышать долю сухих веществ в мороженом (и то и другое – в долях единиц). Излишне большая взбитость приводит также к ослаблению ощущения полноты вкуса и уменьшению интенсивности окраски продукта (для цветных видов).

Изменение массовой доли СОМО в мороженом в пределах 8 – 12% не оказывает значительного влияния на взбиваемость смесей, хотя имеет место тенденция некоторого замедления взбивания при увеличении содержания СОМО. При доле СОМО в смесях ниже 6% скорость взбивания уменьшается незначительно, но максимальная взбиваемость  уменьшается весьма заметно. Цитрат натрия и динатрийфосфат улучшают взбиваемость смесей, а соли кальция понижают ее. Взбиваемость смесей возрастает с увеличением доли сахарозы до 12%, а при больших долях – понижается. Взбиваемость мороженого также уменьшается при введении в смесь какао-порошка, шоколада, плодово-ягодного сырья.

Чем больше в смеси массовая доля молочного жира, тем ниже дисперсность воздуха в мороженом и ниже его взбиваемость. Лучше взбиваются смеси с использованием сливок, нежели сливочного масла. Старение смесей улучшает их взбиваемость и оказывает благотворное влияние на структуру и консистенцию мороженого.

Стабилизация воздушной фазы мороженого обусловлена наличием слоя кристаллов жира вокруг пузырьков воздуха и тонких пластин замороженной жидкости между пузырьками воздуха.

В результате анализа данных о химическом составе и физико-химических превращениях компонентов смеси мороженого можно сделать следующие выводы. Процесс фризерования  (основной процесс, определяющий структуру, консистенцию мороженого) должен осуществляться при температурах -1…-5 . Более высокие температуры приводят к пересыщенности кристаллов лактозы в смеси, это вызывает порок консистенции “мучнистость”, “песчанистость”. Кроме того при температуре фризерования меньше -5 происходит дестабилизация жировых шариков, что отрицательно сказывается на консистенции мороженого. Для сохранения структуры жировых частиц в смесь вводят цитрат натрия и динатрийфосфат. Более низкая температура приводит к уменьшению взбитости и объему воздушных пузырьков. Взбитость не должна превышать более чем в 3 раза содержание сухих веществ в мороженом, иначе образуется порок “снежистость”.