Изучение процесса вымораживания воды в мороженом различного химического состава

Abstract

Исследована природа образования льда в мороженом с различным химическим составом. Установлено, что в производстве мороженого оправдано использование зерновых, фруктового и овощного пюре как влагосвязывающих добавок. Проанализировано состояние водной фазы мороженого с низким содержанием жира и плодоовощного при низких температурах. Результаты показали, что яблочное и тыквенное пюре являются технологически активными ингредиентами, значительно влияющими на характер льдообразования в мороженом. Для зерновых было установлено, что наиболее технологически эффективными являются зародыши пшеницы, а наименее эффективной - овсяная мука. Подтверждено, что в смеси мороженого вода вымораживается наиболее эффективно (более 50%) при температуре процесса замораживания (от точки замерзания до минус 5-6 ºC) и дальнейшем охлаждении мягкого мороженого до минус 10 ºС. Льдообразование практически заканчивается при низкой температуре (минус 35-40 ºC). Подобный ход льдообразования наблюдался для всех видов мороженого. В то же время, более низкие температуры замораживания могут использоваться, главным образом, для мороженого с более низкой криоскопической температурой (мороженое на молочной основе со стабилизаторами, молочно-овощное и мороженое на молочной основе с фруктовым и овощным пюре). Установлено, что наибольший риск формирования грубой кристаллической структуры имеет мороженое на молочной основе с овсяной мукой из-за крайне высокого содержания свободной воды. На основании этого результата был сделан вывод, что для улучшения такого мороженого необходимо дополнительно использовать влагосвязующие добавки. Изменения соотношения "свободная вода / вымороженная вода" в мороженом изучены в технологически значимых температурных пределах. Приведены графики, показывающие изменение состояния водной фазы в мороженом при температурах ниже нуля, а также перед процессом замораживания. The nature of ice formation in ice cream with different chemical compositions was established. It was found that there are good reasons to use cereal, fruit and vegetable purees as moisture-binding ingredients in the ice cream production. The water phase condition in low fat and vegetable-containing ice cream was analyzed at low temperatures. The results showed that apple and pumpkin purees are technologically active ingredients which significantly affect the nature of ice formation in ice cream. As for cereals, wheat germ was found to be the most efficient technologically, while oatmeal − the least efficient. It was confirmed that water is frozen in ice cream mixes most effectively (more than 50 %) at the freezing process temperature (from freezing point to minus 5-6 ºC) and further cooling of soft ice cream to minus 10 ºC. Practically, ice formation stops at low temperature hardening (minus 35−40 ºC). Moreover, the same nature of ice formation was observed for all kinds of ice cream samples. At the same time, lower temperature conditions of hardening can be used, primarily, for lower freezing point ice cream (milk-containing ice cream with a stabilization system, vegetable and milk-containing ice cream with fruit and vegetable purees). The greatest risk of coarse crystal structure formation was established for milk-containing ice cream with oatmeal due to extremely high content of free water. On the ground of this result, the conclusion has been drawn that it is necessary to improve this kind of ice cream by means of additional use of moisture-binding agents. Changes of the ratio “free water/frozen water” in ice cream were studied at technologically significant temperatures. Figures that show changes of water phase aggregation in ice cream at temperatures below zero as well as before freezing process are given in this paper.