Новости

1.06.2014

Начал работу завод ООО «Пречистенский молочный продукт», расположенный в Первомайском районе Ярославской области, производит сыр "Моццарелла" и другую молочную продукцию.
подробнее >

31.01.2013

Декстроза и сухие растительные сливки - новые ассортиментные позиции, которые ИНТЕРПРОДУКТ рад предложить своим покупателям
подробнее >

Сывороточные ингредиенты в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий

Л. А. Сарафанова, к.х.н.

Достаточно давно известно о благотворном влиянии сыворотки на качество хлебобулочных изделий. Замена ею воды, идущей на замес теста, используется хлебопеками для увеличения удельного объема изделий, улучшения их вкуса и аромата. Свежевыработанная сыворотка может храниться всего несколько часов, поэтому гораздо удобнее использовать сухую сыворотку или сывороточные продукты. Их получают в процессе переработки сладкой сыворотки (рис. 1). Под сывороточными продуктами понимают следующие сухие продукты:

  • сладкую молочную (подсырную) сыворотку;
  • сыворотку со сниженным содержанием лактозы;
  • деминерализованную сыворотку с деминерализацией 40 – 90 %;
  • сывороточный пермеат (сыворотку с пониженным содержанием белка);
  • сывороточные белковые концентраты (СБК) с содержанием белка 25 – 80 %;
  • сывороточные белковые изоляты (СБИ, содержание белка 90 %);
  • лактозу;
  • другие специальные виды сыворотки и обогащенные кальцием сывороточные продукты.

Применение сыворотки в хлебопечении

Рис. 1. Классификация сывороточных продуктов
По внешнему виду все они представляют собой порошки от белого до желтоватого или коричневатого цвета. Сывороточные белковые концентраты и изоляты представляют собой тонкодиспресные порошки, остальные сывороточные продукты содержащие много частично закристаллизованной лактозы (табл. 1) часто имеют крупинчатую структуру. Вкус сывороточных продуктов разнообразен: обычная сыворотка имеет кисловато-солоновато-горьковатый вкус, деминерализованная сыворотка менее соленая и горькая, чем обычная, пермеаты наоборот более горькие и соленые, сывороточные белковые концентраты, как правило, имеют невыраженный вкус.
Таблица 1. Состав некоторых видов сухих сывороточных продуктов


Массовая доля, %

Сухая сыворотка

Деминерализованная сухая сыворотка

Сухой пермеат

СБК 80

Влага

4 – 5

4 – 5

4 – 5

4

Белок

10 – 12

12 – 13

2,5 – 4

80

Лактоза

72 – 74

75 – 80

83 – 87

3

Зола (минеральные соли)

7 – 8

0,8 – 4

7 – 8

3

Жир

1 – 2

1 – 2

1

7

Состав белков сывороточных белковых концентратов и изолятов значительно отличается от состава белков молока (табл. 2), в частности, в СБК и СБИ практически отсутствует казеин. Зато в них содержатся фракции глобулярных белков, которые выполняют важные биологические функции (табл. 3).
Таблица 2. Содержание в коровьем молоке основных белков


Белок

Концентрация, г/л молока

Общий белок

30 – 35,8

В том числе:
казеины

 

αs1-казеин

9 – 15

β- казеин

9 – 11

κ-казеин

3 – 4

αs2-казеин

3 – 4

сывороточные белки

 

β-лактоглобулин

2 – 4

α-лактальбумин

0,7 – 1,5

иммуноглобулины

0,6 – 1,0

альбумин сыворотки крови

0,1 – 0,4

протеозопептоны

0,6 – 1,8

Таблица 3. Основные биологические функции сывороточных белков


Белки

Доля в общем количестве белков, %

Основные биологические функции

β-лактальбумин

50 – 55

Транспорт жирорастворимых витаминов в кишечник. Один из лучших источников незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью.

α-лактальбумин

20 – 25

Противораковая активность за счет высокого уровня триптофана. Снижает восприимчивость к стрессу. Один из лучших источников незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью

Иммуноглобулины

10 – 15

Нейтрализуют вредное действие чужеродных белков (защитные свойства). Иммуномодулирующая активность.

Альбумин сыворотки крови

5 – 10

Источник незаменимых аминокислот

Гликомакропептиды

2 – 5

Иммуномодулирующая активность и обеспечение местной защиты кишечника новорожденных от возбудителей кишечных заболеваний, вирусов и токсинов. Стимулируют выработку гормона холецистокинина, отвечающего за чувство насыщения после еды. Источник белка для больных фенилкетонурией (благодаря низкому содержанию фенилаланина)

Лактоферрин

1 – 2

Антагонистическая активность к патогенной микрофлоре кишечника. Стимулирует рост полезной микрофлоры кишечника. Иммуномодулирующая, антивирусная, противораковая активность. Антимикробное, антиоксидантное действие, активирует синтез белков ДНК для обновления клеток, регулирует содержание ионов железа в крови.

Для производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий представляют интерес специфические функциональные свойства сывороточных белков и других сывороточных продуктов. Сывороточные белки способны связывать (абсорбировать) воду и растворяться в ней, образуя вязкие растворы, которые могут образовывать гели. Кроме того они обладают свойствами эмульгаторов и пенообразователей. Благодаря большинству этих свойств сывороточные белки в рецептурах хлебобулочных и мучных кондитерских изделий не только являются источником полезных для здоровья веществ, но и облегчают механическую обработку теста и улучшают качество готовых изделий.

Преимущества использования сывороточных продуктов заключаются в улучшении цвета хлебной корочки за счет усиления реакции Майяра, появления приятного молочного привкуса и аромата, увеличения удельного объема изделий и срока их хранения. Привлекательным является возможность снижения количества дорогостоящего сырья: яиц, жира, сахара, сухого молока. Сывороточные белки повышают биологическую ценность хлебобулочных изделий благодаря высокому содержанию в них аминокислоты лизина, которой обеднен пшеничный белок. В результате сочетания сывороточных и пшеничных белков оптимизируется аминокислотный состав хлеба.

Сывороточные белковые концентраты обладают множеством полезных функциональных свойств, большая часть из которых объясняется наличием в них сывороточных белков и чем выше содержание белков, тем ярче проявляются их функциональные свойства. На функциональные свойства сывороточных белковых концентратов влияют источник получения сыворотки, температура ее обработки, содержание жиров и минеральных веществ. Функциональные свойства СБК зависят от конформации сывороточных белков, определяемой изменением их глобулярной структуры. Эффективность сывороточных белков при выработке различных продуктов зависит от концентрации, состояния белков, кислотности среды (рН), ионной силы, температуры обработки, присутствия жиров. Нативные сывороточные белки хорошо растворимы, проявляют эмульгирующие и пенообразующие свойства. Нагревание сывороточных белков может привести к их денатурации. Денатурированные сывороточные белки в большой степени теряют технологические свойства нативных белков, прежде всего, растворимость, особенно в области рН 4,0 – 6,5.

Степень денатурирования сывороточных белков характеризуют показателем «азот неденатурированного сывороточного белка (WPNI=Whey Protein Nitrogen Index)», измеряемым в мг/г. Чем выше этот показатель, тем ниже степень денатурирования сывороточных белков. Этот показатель используют и для характеристики качества сухого обезжиренного молока.
Контролируя температурную денатурацию белков, можно сохранять их эмульгирующие свойства. По мере разворачивания белковых спиралей гидрофобные остатки аминокислот расправляются и меняют способность белков ориентироваться на границе раздела фаз «масло/вода». Присутствие солей в процессе эмульгирования оказывает влияние на конформацию сывороточных белков и их растворимость. Нативные сывороточные белки могут образовывать прочные гели, связывая воду и жир, и поддерживая структурные характеристики продукта.

Контролируемое ионами кальция образование дисульфидных мостиков и ионных связей определяет структуру геля. Способность сывороточных белков связывать воду позволяет снижать себестоимость изделий. Пенообразующие свойства тем лучше, чем меньше денатурирован белок, нативные сывороточные белки вполне выдерживают конкуренцию с другими поверхностно-активными веществами на границе раздела воздух/жидкость, поскольку их действие усиливается повышенной вязкостью жидкости. Сывороточные белки вступают в реакцию Майяра с лактозой и другими редуцирующими сахарами, присутствующими в системе, способствуя образованию коричневых соединений, окрашивающих корочку выпекаемого изделия.
Собственный вкус сывороточных белковых концентратов выражен слабо, но используемые в качестве ингредиентов, они усиливают и гармонизируют вкус и аромат хлебобулочных изделий. Модифицированная сыворотка может также улучшать вкус, аромат и текстуру хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Сывороточные белковые концентраты повышают пищевую ценность пищевых продуктов не только благодаря высокому содержанию определенных, в том числе незаменимых аминокислот, но и ряда минеральных веществ, прежде всего кальция.

В производстве хлебобулочных изделий чаще всего используют сывороточные белковые концентраты с содержанием белка 34, 50 или 80 % (СБК34, СБК50, СБК80) (табл. 4). СБК34 благодаря наиболее низкой концентрации кальция позволяет получать изделия с самым мягким мякишем. Ионы кальция играют заметную роль в процессе черствения хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Цепи сывороточных белков, не связанные ионами кальция, располагаются между цепями крахмала, замедляя его ретроградацию. Увеличение содержания лактозы в тесте также продлевает срок сохранения свежести выпеченных изделий, что объясняется лучшим эмульгированием жира. Кроме того, кристаллы лактозы в готовых изделиях проявляют влагоудерживающую способность (табл. 5).

При использовании сывороточных белковых концентратов в рецептуре хлебобулочных изделий продолжительность замеса теста следует увеличивать. Сывороточные белки связывают воду не так, как белки муки, поэтому расход воды на замес теста может измениться. При использовании сывороточного пермеата может потребоваться увеличение дозировки дрожжей. Для повышения удельного объема изделий могут использоваться сывороточные продукты с повышенным содержанием лактозы (пермеаты) или повышенным содержанием белков (СБК) (табл. 6). Так как зарумянивание корочки происходит быстрее в присутствии сывороточных продуктов, может потребоваться уменьшение продолжительности и температуры выпечки.

В результате исследования влияния дозировки СБК34 на выход и качество хлебобулочных изделий установлено, что дозировка 4 % обеспечивает наибольший выход и наибольший удельный объем изделий. Контролируемая термообработка СБК34 с целью частичной денатурации белков позволяет улучшать текстуру и продлевать свежесть изделий.

Сокращать время брожения при использовании СБК не следует, поскольку это приводит к ухудшению качества изделий. СБК34 с частично денатурированными белками улучшает качество готовых изделий примерно так же, как сухое обезжиренное молоко с частично денатурированными сывороточными белками (high heat: WPNI<1,5 мг/г) в сочетании со стеароиллактилатом натрия (Е481i). Сывороточные белки концентратов увеличивают удельный объем изделия, частично выполняя технологический эффект сходный с яичным продуктом.

В кексах и бисквитах белок нужен для образования прочного мякиша, структура которого зависит от клейстеризации крахмала и денатурации белка. При получении теста для кексов и бисквитов яйцепродукты можно частично или полностью заменить сывороточными белковыми концентратами. Для замены яичного белка предпочтителен СБК с высоким содержанием белков (СБК80). СБК увеличивают вязкость жидкого теста для кексов и бисквитов, помогают удерживать в тесте воздух при взбивании и углекислый газ, образующийся в результате действия разрыхлителя. Они также могут способствовать удержанию влаги в готовых изделиях. Добавка около 2 % СБК80 в рецептуру низкожирных кексов позволяет увеличивать их объем, получая более нежное изделие, дольше сохраняющее свежесть, аромат и вкус.

В рецептуре сдобного печенья сывороточные белковые концентраты можно использовать как для замены сухого обезжиренного молока, так и для замены яиц. Сыворотку добавляют в тесто для печенья как недорогой источник сухих веществ молока. При этом и СБК34, и СБК80 улучшают цвет, снижают плотность и облегчают разжевываемость печенья. В печенье со сниженным содержанием жира сочетание СБК80, модифицированного крахмала, эмульгаторов и воды может успешно заменить жир и яйцепродукты. При такой замене сохраняются структурно-механические свойства теста, вкус и запах готовых изделий. Текстура же их становится более нежной.

В отличие от сдобного печенья крекеры если и содержат сахар, то совсем немного. Для их производства предпочтительно использовать муку с высоким содержанием белка. Для ее замены в дрожжевых крекерах могут использоваться сывороточные белковые концентраты. В крекерах они выполняют те же технологические функции, что и в хлебобулочных изделиях. Причем СБК34 демонстрирует лучшие результаты, чем СБК80.

В тесто для пирогов и пирожков добавляют сыворотку или лактозу. Сыворотка в дозировке примерно 2 – 3 % или лактоза в дозировке 6 – 8 % от веса муки способствуют эмульгированию жира. Это позволяет снижать его дозировку, сохраняя при этом мягкость и текстуру готового изделия. Кроме того, такая замена сопровождается улучшением аромата и цвета корочки.
Глазури для выпечки, изготовленные на основе СБК и казеинатов, имеют ряд преимуществ по сравнению глазурями, изготовленными из яиц и воды. Глазури на основе сыворотки меньше подвержены микробиологической порче. Они менее требовательны к условиям хранения. Кроме того, эти глазури обеспечивают лучшую адгезию семян, крошек и других видов обсыпки.

Особое место среди сывороточных продуктов занимает лактоза. Т.к. лактозу выделяют из сыворотки ее можно назвать сывороточным продуктом. С другой стороны, лактоза (молочный сахар) – сахарид, подобный сахарозе или фруктозе. По сравнению с другими сахарами лактоза имеет меньшую сладость (Ксл≈ 0,3), и используется в хлебопечении для замены сахарозы, причем как в форме лактозы, так и в форме пермеата. Лактоза усиливает окрашивание корочки, негигроскопична, улучшает аромат. При замене более 50 % сахара лактозой (пермеатом) можно улучшить текстуру и продлить свежесть, увеличить удельный объем, снизить рецептурное количество жира, улучшить газообразование, вкус и аромат готовых изделий.

Введение лактозы в рецептуру хлебобулочных изделий сокращает время расстойки тем больше, чем выше дозировка сахара. Тесто, содержащее лактозу, обычно поднимается быстрее в начале расстойки, более стабильно и обладает лучшей газоудерживающей способностью. Лактоза легко взаимодействует с белками (реакция Майара) и карамелизуется при нагревании, позволяя выпекать изделия с более ярко выраженными вкусом и ароматом, равномерно и интенсивно окрашенной корочкой. В присутствии лактозы корочка приобретает приятный золотисто-коричневый цвет быстрее и при более низкой температуре выпечки. Это особенно привлекательное свойство для изделий, которые предполагается доводить до готовности или разогревать в микроволновой печи (тесто для пиццы). Лактоза обладает уникальным сродством к вкусо-ароматическим веществам. Она способна менять профиль аромата, связывая одни вкусо-ароматические вещества и усиливая действие других. Лактоза способствует более равномерному распределению жира в тесте. Это свойство тем важнее, чем меньше жира в рецептуре. Поскольку лактоза не разлагается в результате жизнедеятельности пекарских дрожжей, она проявляет свои свойства в тесте, выпеченном изделии и при его хранении.

Таблица 4. Рекомендуемые дозировки использования сухих сывороточных продуктов в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий


Изделия

Рекомендуемые дозировки, %

Преимущества от использования сухих сывороточных продуктов

СБК 34 – СБК50

СБК80

Деминерализованная сухая сыворотка

Сухой сывороточный пермеат

Пшеничный хлеб

1 – 5

1 – 4

1 – 3

2 – 6

Замедление черствения, улучшение структуры мякиша и цвета корочки

Сдоба

2 – 5

1 – 4

1 – 3

2 – 6

Замедление черствения, улучшение структуры мякиша и цвета корочки

Сдобное печенье

1 – 5

1 – 5

1 – 4

2 – 5

Улучшение цвета поверхности, текстуры, частичная замена яйцепродуктов

Крекеры

1 – 5

1 – 4

1 – 3

2 – 6

Улучшение цвета поверхности и предотвращение ломкости крекеров

Тесто для пиццы

1 – 5

1 – 4

1 – 3

2 – 6

Улучшение структуры, стойкости к замораживанию, цвета поверхности

Кексы и бисквиты

1 – 6

1 – 4

1 - 33

1 – 6

Улучшение структуры мякиша, частичная замена яйцепродуктов, улучшение цвета поверхности

Глазури и наполнители

1 – 3

1 – 2

1 – 2

1 – 3

Частичная замена сахара, ослабление сладкого вкуса, упрочнение глазурей за счет улучшения связывания влаги

Мучные изделия с пониженным содержанием сахара и/или жира

2 – 101

3 – 92

3 – 52

2 – 101

Частичная замена сахара и/или жира, улучшение связывания влаги, некоторое улучшение эмульгирования, ослабление сладкого вкуса

1 Заменяет до 25 % сахара
2 Заменяет до 50 % жира
3 Заменяет до 50 % яичного белка

Таблица 5. Преимущества использования лактозы в хлебобулочных и мучных кондитерских изделиях.


Продукт

Дозировка, % к массе муки

Преимущества от использования лактозы

Хлебобулочные изделия

3 – 4

Золотисто-румяный цвет корочки
Увеличение удельного объема, замедление черствения
Улучшение структуры мякиша (без добавки хлебопекарных улучшителей)
Улучшение вкуса и аромата

Сдобные изделия

4 – 5

Золотисто-румяный цвет корочки
Усиление вкуса и аромата
Увеличение удельного объема, замедление черствения
Возможность снижения дозировки жира на 50 % при замене до 50 % сахарозы

Пироги и пирожки

8

Образование крепкой, хрустящей, равномерно окрашенной золотисто-румяной корочки
Улучшение структурно-механических свойств теста
Обеспечение большей независимости от качества муки
Снижение дозировки жира (дозировка жира в целом может быть снижена примерно на 5 %)
Идеальное распределение жира в тесте при минимальном перемешивании

Кексы и бисквиты

10 – 15

Максимум мягкости без чрезмерной сладости
Золотистая ароматная вкусная корочка
Увеличение удельного объема, улучшение структуры мякиша
Усиление вкуса и аромата

Сдобное печенье

3 – 5

Улучшение структурно-механических свойств теста
Облегчение отделения теста от стенок и лопастей смесителя
Гарантированное идеальное распределение жира
Контроль уровня сладости
Оптимальная мягкость и идеальный цвет поверхности
Богатые вкусовые ощущения, усиление вкуса и аромата