Изучение процессов, происходящих при хранении пен нативного и сухого яичного белка

В процессе хранения пены происходит процесс выделения жидкости – синерезис. Скорость синерезиса зависит от гидродинамических характеристик пены (размера и формы каналов Гиббса-Плато, вязкости жидкой фазы, градиента давления и др.), высоты столба пены, кратности пены, вида и концентрации пенообразователя, наличия добавок и т.д.

Были изучены кратность и стойкость пены нативного и восстановленного белка. Результаты представлены на рисунках 3-4.

Как видно из рисунка 3, наибольшая кратность пены (8-10) отмечена в образцах с содержанием сухих веществ белка 15 и 19% и в нативном белке, наименьшая (6) – в образце с концентрацией белка 12%.

Как видно из рисунка 4, наименьшей стойкостью обладает пена, образованная белком с содержанием сухих веществ 12%, что подтверждается минимальной кратностью пены и наименьшей концентрацией белка в ней. В течение 60 мин. стойкость образца снизилась на 40%, затем в течение следующего часа ещё на 10% и достигла 50%.

Стойкость пены контрольного образца и образцов с содержанием сухих веществ 15-19% в течение 1 часа хранения изменялась практически одинаково и снизилась до 85%. В течение следующего часа выстойки стойкость пены образца с содержанием сухих веществ 15% и пены нативного белка снизилась до 70-75%. Эти же образцы обладают максимальной кратностью пены. Далее отмечено снижение стойкости пены в образцах с концентрацией белка 17 и 19%, которая после 2-часовой выстойки составила 57 и 63% соответственно.

Рисунок 3. Кратность пены нативного белка и растворов сухого белка с различным содержанием сухих веществ

Рисунок 4. Динамика изменения стойкости белковых пен

 

Далее было исследовано влияние основных рецептурных компонентов на процессы пенообразования пастильных изделий. Соотношение компонентов в системах было принято аналогично соотношению в рецептуре зефира «Ванильный» (№130) [5].

При изучении процессов пенообразования в системах белок-сахар (сахар использовался в виде сахарной пудры) отмечено, что пенообразующая способность данных систем ниже аналогичного показателя для пен на основе белка вследствие дегидратирующего действия сахарозы. Это также связано с повышением сахарозой поверхностного натяжения в среде. Наибольшей пенообразующей способностью (100%) обладали системы с содержанием сухих веществ белка 12 и 15%, что превышает аналогичный показатель для системы с нативным белком на 25%. Массы, полученные при взбивании систем с содержанием сухих веществ 17 и 19%, обладали низкой пенообразующей способностью (25-50%) и, как следствие, кремообразной консистенцией.

Одним из основных компонентов пастильных масс является фруктовое пюре. В производственных условиях применяется яблочное пюре с содержанием сухих веществ 10-11% и уплотнённое пюре с содержанием сухих веществ 15%. Влияние влажности яблочного пюре на пенообразующую способность системы белок-сахар-яблочное пюре представлено на рисунке 5.

Рисунок 5. Пенообразующая способность систем белок-сахар-яблочное пюре

 

Как видно из рисунка 5, системы на уплотнённом яблочном пюре обладают большей пенообразующей способностью (на 25-33%), меньшей продолжительность сбивания до достижения максимума пенообразования (на 15-20%), что обусловлено большей концентрацией в них белка.

Анализ плотности систем показал, что массы на уплотнённом пюре обладают меньшей плотностью (на 10-25 кг/м³) вследствие более высокой пенообразующей способности. Максимальная плотность (430-440 кг/м³) отмечена в системах с содержанием сухих веществ белка 12%, что обусловлено их наименьшей пенообразующей способностью. Минимальная плотность (370-390 кг/м³) характерна для систем с содержанием сухих веществ белка 15%, что связано с их высокой способностью к пенообразованию.

В пастильном производстве очень важным показателем является сохранение формы и узора на поверхности изделия при формовании зефирной массы. Поэтому в системах белок-сахар-яблочное пюре был исследован показатель растекаемости массы, определенный аналогично коэффициенту растекаемости карамельной массы. В результате было установлено, что растекаемость систем на стандартном пюре превышает растекаемость систем на уплотнённом пюре на 0,14-0,54 см²/г. При этом с увеличением доли сухих веществ белка в массе коэффициенты растекания снижаются.

В образцах систем белок-сахар-яблочное пюре была изучена кратность пены. Результаты представлены на рисунке 6.

Как видно из рисунка 6, максимальной кратностью пены (3-3,2) обладают системы на нативном белке независимо от влажности используемого пюре. Наиболее близкое к контролю значение кратности пены имеют образцы с содержанием сухих веществ белка 15%. Кратность пены систем на уплотнённом пюре не зависимо от содержания сухих веществ белка превышает аналогичный показатель для систем на яблочном пюре с содержанием сухих веществ 11%.

 

Рисунок 6. Кратность пены систем белок-сахар-яблочное пюре

 

Также была изучена стойкость массы, образованной системой белок-сахар-яблочное пюре (15% СВ). Результаты представлены на рисунке 7.

Рисунок 7. Динамика изменения стойкости масс

белок-сахар-яблочное пюре (15% СВ)

 

Как видно из рисунка 7, стойкость систем варьирует в диапазоне 70-84% и снижается с уменьшением концентрации белка в массе. Наибольшая стойкость пены (84%) отмечена в массах с содержанием сухих веществ белка в растворе 19%, наименьшая (74%) – в системах на нативном белке. Более высокая стойкость пен систем белок-сахар-яблочное пюрепо сравнению с белковыми пенами обусловлена, согласно [6, с. 219], наличием в среде твёрдых частиц яблочного пюре, которые увеличивают шероховатость стенок воздушных пузырьков, и образованием локальных «заторов» из частиц, не прилипших к пузырькам, а также образованием студнеобразного каркаса из пектиновых веществ и органических кислот пюре и сахара, закрепляющего ячеистую структуру белка.