Мороженое представляет собой замороженную молочно-сахарную смесь, по­этому для его характеристик одинаково важное значение имеют молочные ингре­диенты и сладкие вещества.

От функциональных свойств белков, входящих в состав мороженого, в большой степени зависят его термостойкость, скорость таяния, вкус и формоустойчивость. Благодаря своим влагосвязывающим, желеобразующим, эмульгирующим и пенообразующим свойствам белки участвуют в стабилизации жировых шариков, пузырь­ков воздуха и структурировании водной фазы, поэтому для качества мороженого принципиально важны как содержание белков, так и их качественный состав.

В состав смеси для мороженого часто входит сухое цельное и обезжиренное мо­локо, а в составе сухих смесей для мороженого его содержание составляет до 50%. В производстве мороженого (закаленного, мягкого, сухих смесей для мороженого) 10-15% сухих веществ обезжиренного молока можно заменить сухой сывороткой, а при использовании безлактозной деминерализированной сухой сыворотки или СБК - до 30% сухих веществ, что не оказывает отрицательного влияния на вкус и аромат, текстуру или внешний вид готового продукта [49, 112, 118]. Более того, сы­воротка и сывороточные продукты способствуют образованию в процессе фризерования большого числа мелких кристаллов льда, обеспечивая тем самым высокое качество мороженого, прежде всего его органолептические характеристики и до­статочное время таяния. Замена части сухих веществ мороженого сывороточными белковыми концентратами, полученными диафильтрацией, приводит к более плот­ной консистенции, однородной (бархатистой) текстуре мороженого, увеличивает температуру замерзания [77]. Важной целью применения сывороточных продуктов в производстве мороженого и замороженных десертов является также снижение се­бестоимости сырья. При правильном выборе сывороточных продуктов и их дозиро­вок удается достичь более чем существенного экономического эффекта.

Хорошие влагосвязывающие свойства сывороточных белков способствуют уве­личению вязкости смеси для мороженого и замедлению таяния готового продукта благодаря затруднению фазовых переходов вода-лед-вода. В результате сохраня­ются приемлемые органолептические характеристики мороженого даже при коле­баниях температуры хранения, например, в торговых сетях. Различные виды сыво­роточных продуктов придают белизну, «молочность» смесям и готовым заморожен­ным продуктам. Сывороточные белки улучшают текстуру замороженных десертов: придают им «тело», улучшают вкусовые ощущения при надкусывании и разжевыва­нии. Десерт приобретает более кремовый наполненный мягкий вкус, сглаживается ощущение льдистости.

Сывороточные продукты обладают вкусом и запахом сладкой молочной сыво­ротки или практически неощутимыми собственными вкусом и ароматом. Слишком высокие дозировки сывороточных продуктов могут привести к появлению их вкуса и запаха в конечных продуктах. Особенно это важно для мороженого и заморожен­ных десертов обычной жирности. В низкожирном мороженом органические кисло­ты (лимонная, яблочная, молочная), ванилин и фруктовые ароматизаторы хорошо маскируют сывороточные привкусы и запахи. При разработке рецептуры заморо­женного десерта всегда можно подобрать такую дозировку сывороточного продук­та, которая позволит добиться оптимального вкуса и аромата готового продукта.

Введение в рецептуру мороженого сывороточных продуктов не влияет на про­цессы пастеризации, фризерования и закаливания, но технологический процесс производства мороженого с сывороточными продуктами имеет некоторые особен­ности, которые следует учитывать, чтобы получить готовый продукт надлежащего качества.

Сывороточные продукты добавляют в смесь вместе с другими компонентами до пастеризации, чтобы обеспечить микробиологическую чистоту готовой смеси. Сухие сывороточные продукты следует добавлять в жидкую смесь при высокой ско­рости перемешивания, чтобы избежать образования комков. В этом случае отпа­дает необходимость в предварительном смешивании сыворотки с другими сухими ингредиентами (например, сахаром) и циркуляции смеси через насос для улучше­ния диспергирования. В любом случае необходимо предотвратить пенообразование в смеси, являющееся следствием хороших пенообразующих свойств сывороточных белков. Из-за высокого пенообразования снижается производительность фризера, выход готового продукта, увеличивается его себестоимость, возможны также другие нежелательные эффекты. Пенообразование контролируют, меняя режимы подго­товки смеси.

Благодаря своим эмульгирующим свойствам сывороточные белки облегчают образование стабильных эмульсий и могут использоваться для полной или частич­ной замены химических эмульгаторов в замороженных молочных десертах. Кроме того, жир сывороточных продуктов, относительно богатый фосфолипидами (ле­цитином), усиливает эмульгирующие свойства белков, а белки взаимодействуют с другими высокомолекулярными веществами смеси для мороженого (крахмалы, гидроколлоиды). Нельзя исключать и взаимодействие компонентов сыворотки и стабилизаторов-эмульгаторов (например, ионов кальция с низкометоксилированным пектином).

При замене в рецептуре мороженого сухого обезжиренного молока сухими мо­лочными и сывороточными продуктами рекомендуется выдерживать такое же соот­ношение белка, лактозы и золы, как в СОМ (табл. 40). Нарушение этого соотноше­ния, особенно относительно высокое содержание лактозы, может слишком силь­но понизить температуру замерзания смеси и увеличить риск образования порока песчанистости [123]. При разработке рецептуры следует учитывать абсорбционные свойства белков сыворотки. Как и многие другие высокомолекулярные соединения, они могут абсорбировать различные химические соединения, в том числе некото­рые вкусоароматические вещества добавленного в мороженое или замороженный десерт ароматизатора, например, ванильного экстракта. В результате может немно­го измениться профиль вкуса и аромата готового продукта.

Хорошее качество мороженого достигается при использовании смеси казеина, казеината кальция и сухой сыворотки в соотношении 7: 3:15 [112]. Гидролизаты ка­зеина улучшают взбитость мороженого и его устойчивость к тепловому удару [118].

Таблица 40.

Химический состав некоторых сухих молочных продуктов и соотноше­ние в них белка, лактозы и золы

Казеинат натрия используется в мороженом и замороженных десертах для улучше­ния взбиваемости, консистенции, текстуры и для стабилизации продукта. Он так­же обеспечивает хорошее эмульгирование жира, но может привести к образованию эмульсии, слишком устойчивой для обеспечения требуемой степени частичной коалесценции жира. Обычно казеинат натрия используют в количестве 0,5-1,0%, если это не приводит к появлению нежелательного привкуса и запаха [77].

Долгие годы для создания структуры мороженого и придания ему сладости ис­пользовали только сахарозу. В последние годы наметилась тенденция к получению необходимой структуры и сладости за счет смешивания сахарозы с другими под­сластителями (табл. 41). Подслащивающие вещества, снижающие температуру за­мерзания смеси для мороженого, способствуют образованию более мелких кристал­лов льда, что положительно сказывается на структуре мороженого [7]. Кроме того, они позволяют увеличить содержание сухих веществ в мороженом без превы­шения допустимого предела сладости [77].

Понижение температуры замерзания раствора выражается формулой [7]:

где D- понижение температуры замерзания раствора, °С; К- коэффициент, харак­теризующий растворитель; G - концентрация растворенного вещества в растворе, г/кг; М- молекулярная масса растворенного вещества.

Таблица 41.

Некоторые характеристики подслащивающих веществ для мороженого и замороженных десертов [77, 85]

Для снижения температуры замерзания и смягчения консистенции в мороже­ном практикуется частичная замена сахара глюкозой (декстрозой) [7, 77]. В произ­водстве мороженого декстроза снижает температуру замерзания намного лучше, чем сахароза (см. табл. 41). При этом полная замена сахарозы на декстрозу недопустима, )   так как мороженое будет вязким, тягучим, недостаточно сладким. Кроме того, оно

будет слишком быстро таять [7]. При использовании глюкозы ею обычно заменяют не более 30% сахарозы. Применение сахарозы как единственного подсластителя во фруктовом мороженом или шербете при их замораживании может привести к обра­зованию корочки из кристаллов на поверхности. Этого можно избежать, добавляя на 3,5 части сахарозы одну часть декстрозы [77].

Использование в мороженом глюкозных сиропов не только снижает температу­ру замерзания смеси, но и оказывает влияние на целый ряд других важных характе­ристик мороженого [77,103]. Обычно в рецептуре мороженого используют 10-12% сахарозы и 3-5% сухого глюкозного сиропа. Замена части сахара на сухие глюкозные сиропы обеспечивает однородность и более плотную текстуру мороженого, улучшает характеристики таяния, выявляет и усиливает фруктовый вкус и аромат низкожирного и обезжиренного мороженого, уменьшает последствия теплового удара, способствуя увеличению срока хранения готового продукта, а также обес­печивает экономичный источник сухих веществ [77]. В зависимости от необходи­мости снижения температуры замерзания выбирают глюкозные сиропы с разными значениями ГЭ (см. табл. 21). Использование сиропов с низкой и средней степенью гидролиза позволяет уменьшить вероятность образования крупных кристаллов льда при фризеровании и закаливании, придать мороженому более плотную консистен­цию, снизить его сладость и риск образования порока мучнистости. В производстве весового мороженого рекомендуется использовать сиропы с высокой степенью гид­ролиза, которые существенно понижают температуру замерзания [103].

Мальтодекстрины могут использоваться в производстве низкожирного мороже­ного с пониженным содержанием сухих веществ в качестве наполнителей. Маль­тодекстрины с ГЭ 5-10 являются эффективными стабилизаторами мороженого. Они предотвращают формирование крупных кристаллов льда, замедляют таяние, улучшают консистенцию и устойчивость к тепловому удару. Способность форми­ровать полимерные сетки позволяет мальтодекстринам выступать в роли замени­телей жира, имитирующих ряд его свойств, а также придавать маложирному мо­роженому сливочный вкус. Заменители жира для мороженого получают и из СБК, подвергая концентраты термической гомогенизации под воздействием сдвиговых усилий. При этом образуются частицы размером 0,5-2 мкм, которые способствуют получению «сливочной» текстуры [77]. Изучение реологических свойств, процессов замораживания и плавления образцов молочного мороженого, изготовленного с за­менителями жира на основе мальтодекстрина и белка, показало, что заменители на основе белка позволяют получить продукцию, более сходную со сливочным моро­женым, чем заменители на основе углеводов [159]. По-видимому, это обусловлено эмульгирующими и пенообразующими свойствами сывороточных белков.

В рецептуре мороженого 1% стандартного инулина может заменить 1% жира. При этом мороженое, сохраняя характеристики взбитости, приобретает более равномерную текстуру, инулин замедляет его таяние и рост кристаллов льда при замо­раживании и размораживании [84]. Последнее позволяет уменьшить нежелатель­ные последствия неправильного хранения мороженого в торговых сетях.

Применение в производстве мороженого находят и глюкозно-фруктозные сиро­пы. Они намного слаще сахарозы и понижают температуру замерзания значительно сильнее, чем сахароза (см. табл. 23, 41). Наиболее широко применяется глюкозно-фруктозный кукурузный сироп, содержащий 42% фруктозы, 52% глюкозы, 6% по­лисахаридов.

Правильным подбором различных сахаристых крахмалопродуктов можно пол­ностью заменить сахарозу в рецептурах мороженого. Если сахар в смеси для моро­женого заменяют интенсивным подсластителем, то для компенсации потери массы в смесь можно вводить полидекстрозу или олигофруктозу [77, 84]. Растворы поли­декстрозы более вязкие, чем сахарные сиропы, а более высокая вязкость способ­ствует получению органолептического ощущения «сливочности» [77]. При эквива­лентных уровнях замены сухих веществ полидекстроза с сорбитом в соотношении 60 : 40 обеспечивает ту же степень понижения температуры замерзания, что и са­хароза [77]. Олигофруктоза маскирует послевкусие интенсивных подсластителей, обеспечивая продукту привычный вкус, а во фруктовом мороженом - подчеркивая фруктовый вкус [84].