способ производства кондитерской массы с дисперсной структурой

Формула изобретения

1. Способ производства кондитерской массы с дисперсной структурой, в составе которой содержится трехкомпонентная жировая фаза, состоящая из орехового масла, какао-масла и заменителя какао-масла, характеризующийся тем, что для определения количественного состава жировой фазы по компонентам вначале определяют для различных количественных составов жировой фазы температуры переохлаждения с выделением оптимальных температур, соответствующих температурам кристаллизации состава, и продолжительности застывания, затем по правилу фаз Гиббса для трехкомпонентных систем в двух одинаковых равносторонних треугольниках ведут построение двух контурных карт диаграмм, на первой из которых по оси аппликат откладывают заданные значения температур кристаллизации смеси в зависимости от состава жировой фазы, а на второй - на оси аппликат продолжительность застывания смеси, при этом на обоих картах диаграмм на соответствующих сторонах треугольника откладывают количественные значения компонентов каждой жировой фазы, в каждой из карт отделяют эвтектическую зону, первая из которых соответствует минимальным значениям температур кристаллизации смеси, а вторая - максимальным значениям продолжительности застывания, накладывают одну карту на другую с совмещением сторон треугольника одной карты и другой и отделяют общую эвтектическую зону, а определение количества каждого компонента жировой фазы проводят на соответствующих сторонах равностороннего треугольника по общим точкам полученных на картах двух поверхностей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения себестоимости готовой продукции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения твердости готовой продукции.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения пластичности массы, преимущественно для кондитерской глазури, а именно при производстве шоколадной глазури.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что показатель температуры кристаллизации массы учитывают при определении температуры формования массы.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что температура кристаллизации массы на 4-5°С выше температуры формования массы.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что показатель продолжительности застывания массы учитывают при выборе температуры в охлаждающем шкафу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к кондитерской ее отрасли, и может быть использовано для приготовления кондитерской массы типа пралине и шоколадной массы, в частности для производства шоколадной глазури.

Известен способ производства дисперсной кондитерской массы, в составе которой содержится трехкомпонентная жировая фаза, состоящая из орехового масла, какао-масла и заменителя какао-масла, характеризующийся тем, что для определения количественного состава жировой фазы по компонентам определяют для различных количественных составов жировой фазы зависимость содержания твердых фракций жиров заменителей от температуры и изменение содержания твердой фракции смеси какао-масла с заменителем жира при разных температурах (см. Зубченко "Физико-химические основы технологии кондитерских изделий", Воронеж - 2001, 141-144).

Недостатками известного способа является получение готовой массы с недостаточно высокими физико-химическими характеристиками, в частности пластичности, и быстрое проявление в изделии возможности миграции жира на его поверхность. Кроме того, недостатком известного способа является невозможность варьирования для различных видов изделий в зависимости от заданной себестоимости, температуры кристаллизации массы, а также времени ее застывания, содержания жировых компонентов в жировой фазе кондитерской массы.

Задачей предлагаемого изобретения является получение дисперсной кондитерской массы с улучшенными качественными показателями, в части повышения ее пластичности и замедления процесса миграции жира, а также снижения себестоимости готовых изделий из нее.

Для достижения поставленной заявителем задачи способ приготовления кондитерской массы с дисперсной структурой, в составе которой содержится трехкомпонентная жировая фаза, состоящая из орехового масла, какао-масла и заменителя какао-масла, характеризуется тем, что для определения количественного состава жировой фазы по компонентам вначале определяют для различных количественных составов жировой фазы температуры переохлаждения с выделением оптимальных температур, соответствующих температурам кристаллизации составов, и продолжительности застывания, затем по правилу фаз Гиббса для трехкомпонентных систем в двух одинаковых равносторонних треугольниках ведут построение двух контурных карт диаграмм, на первой из которых по оси аппликат откладывают заданные значения температур кристаллизации смеси в зависимости от состава жировой фазы, а на второй - на оси аппликат продолжительность застывания смеси, при этом на обоих картах диаграмм на соответствующих сторонах треугольника откладывают количественные значения компонентов каждой жировой фазы, в каждой из карт отделяют эвтектическую зону, первая из которых соответствует минимальным значениям температур кристаллизации смеси, а вторая - максимальным значениям продолжительности застывания, накладывают одну карту на другую с совмещением сторон треугольника одной карты и другой и отделяют общую эвтектическую зону, а определение количества каждой фазы жировой фазы проводят на соответствующих сторонах равностороннего треугольника по общим точкам полученных на картах двух поверхностей.

Возможно при определении количественного состава жировой фазы вести построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения себестоимости готовой продукции.

Возможно также при определении количественного состава жировой фазы вести построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения твердости готовой продукции.

При определении количественного состава жировой фазы можно вести построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения твердости готовой продукции.

При определении количественного состава жировой фазы также возможно вести построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают температуру формования массы.

При этом температуру кристаллизации массы устанавливают на 4-5°С выше температуры формования массы.

Показатель продолжительности застывания массы учитывают при выборе температуры в охлаждающем шкафу.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в том, что при таком способе производства кондитерской массы, т.е. в котором используется трехкомпонентная жировая фаза и определяется количественное содержание компонентов в ней по вышеуказанной методике, достигается совместимость заменителя какао-масла с какао-маслом с заменой какао-масла на заменитель какао-масла до 20%.

При этом готовые изделия обладают повышенным блеском и устойчивостью блеска во время хранения (более чем в два раза) по сравнению с вышеуказанным аналогом, что гарантирует продукту высокую органолептическую оценку.

Также обеспечивается более эффективная сопротивляемость кондитерского изделия жировому поседению, и как следствие увеличиваются сроки хранения этого изделия.

Изделие также обладает повышенной теплостойкостью, улучшенными характеристиками плавления, с минимальным остаточным содержанием твердых жиров при температуре 35°С, что позволяет производить изделия высокого качества, с улучшенными органолептическими показателями.

При этом такой подбор заменителя какао-масла обеспечивает то, что кондитерская масса имеет более короткое время кристаллизации. Это позволяет повысить эффективность производства, что особенно актуально в летний период.

Способ приготовления кондитерской массы с дисперсной структурой осуществляется следующим образом:

Смешивают компоненты, предусмотренные рецептурой, и в эту смесь вводится трехкомпонентная жировая фаза, которая состоит из орехового масла, какао-масла и заменителя какао-масла.

При этом предварительно определяют количественный состав жировой фазы по компонентам. Для чего сначала определяют для различных количественных составах жировой фазы температуры переохлаждения с выделением оптимальных температур, соответствующих температурам кристаллизации состава, и продолжительность застывания.

Затем по правилу фаз Гиббса для трехкомпонентных систем (см. В.Ю.Конюхов, К.И.Попов "Физико-химические основы пищевых производств", М., 2002, с.115-117) в двух одинаковых равносторонних треугольниках ведут построение двух контурных карт диаграмм.

На первой контурной карте по оси аппликат откладывают заданные значения температур кристаллизации смеси в зависимости от состава жировой фазы, а на второй - на оси аппликат продолжительность застывания смеси. На обоих картах диаграмм на соответствующих сторонах треугольника откладывают количественные значения фаз каждой жировой фазы. В каждой из карт отделяют эвтектическую зону, первая из которых соответствует минимальным значениям температур кристаллизации смеси, а вторая - максимальным значениям продолжительности застывания. После чего накладывают одну карту на другую с совмещением сторон треугольника одной карты и другой и отделяют общую эвтектическую зону. Определение количества каждой фазы жировой фазы проводят на соответствующих сторонах равностороннего треугольника по общим точкам полученных на картах двух поверхностей.

При определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения себестоимости готовой продукции.

При определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения твердости готовой продукции.

При определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения пластичности массы.

Показатель температуры кристаллизации массы учитывают при определении температуры формования массы.

Температуру кристаллизации массы устанавливают на 4-5°С выше температуры формования массы.

Показатель продолжительности застывания массы учитывают при выборе температуры в охлаждающем шкафу.

Температуру застывания лучше всего установить графически, изображая процесс остывания жира во времени. Температура, при которой будет наблюдаться наибольшее замедление процесса охлаждения жира, или наивысшая температура, отмеченная при ее повышении в процессе охлаждения, принимается за температуру кристаллизации.

Температура кристаллизации жира и смеси жиров является важным показателем количественного соотношения легкоплавких и тугоплавких глицеридов. В зависимости от температуры кристаллизации жировых смесей, входящих в состав дисперсной кондитерской массы, необходимо изменять и температурный режим на стадиях охлаждения и формования самих масс.

Для определения характеристики застывания жиров было проведено планирование эксперимента в специальной симплексной (треугольной) системе координат, в которой относительное содержание каждого компонента откладывается вдоль соответствующих сторон треугольника.

В каждой вершине треугольника содержание одного из компонентов равно 100%.

Изучение трехкомпонентных смесей проводилось аналогично изучению отдельных жиров. На основе каждого из жиров - заменителей готовились смеси.

Согласно правилам симплексного планирования на каждом поле рецептур были выбраны точки, характеризующиеся определенным жировым составом точки 1-7 (см. фиг.1).

Опыты для заполнения матриц симплекс решетчатого планирования проводились на приборе Дженсена. Результатом проведенного опыта была таблица, отражающая зависимость температуры смеси жиров от продолжительности опыта. Графическим выражением зависимости температуры смеси жиров от продолжительности опыта является кривая охлаждения. По значениям параметров в точках экстремумов кривых охлаждения заполнялись соответствующие строки матриц планирования эксперимента.

Пример 1.

Количественный выбор компонентов трехкомпонентной фазы жиров на основе жира Acopol E.

Матрица симплекс решетчатого планирования для эксперимента с жиром Acopol Е приведена в таблице 1.

Для заполнения матриц симплекс решетчатого планирования по кривым охлаждения определялись следующие характеристики:

- температура переохлаждения;

- температура кристаллизации;

- продолжительность застывания.

С помощью компьютерной обработки данных были получены поверхности отклика температуры и времени кристаллизации трехкомпонентных смесей жиров.

Каждую поверхность отклика можно спроецировать на плоскость в виде диаграмм линий постоянного уровня, соответствующих определенному значению исследуемого параметра. Кроме того, для каждой поверхности были получены уравнения, описывающие кинетику исследуемого параметра. В качестве независимых переменных х, у и z в уравнениях выступали содержание жира - заменителя, какао-масла и масло фундука (в долях единицы) соответственно.

Построение диаграмм и расчет коэффициентов уравнений регрессии производился в программе Statistica.

На фиг.2 приведена контурная карта кинетики температуры кристаллизации трехкомпонентной смеси, состоящей из масла фундука, какао-масла и жира Akopol E. Температура кристаллизации трехкомпонентной смеси, состоящей из масла фундука, какао-масла и жира-заменителя Akopol E, описывается следующим уравнением:

t_кр=31,07·x+30,77·у+0,27·z-24,794·x·у+29,806·x·z+34,806·у·z,

где t_кр - температура кристаллизации смеси жиров, °С;

х - содержание жира Akopol E, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Это полиномиальное уравнение второго порядка, в котором отброшены все эффекты факторов, не выходящие за пределы доверительного интервала.

Абсолютные значения коэффициентов позволяют судить о влиянии отдельных компонентов. Так, отрицательный эффект фактора при четвертом члене полинома (т.е. влияние совместного присутствия как жира Akopol E (х), так и какао-масла (у)) говорит о снижении температуры кристаллизации смеси при увеличении содержания обоих жиров. Эффекты факторов при пятом и шестом членах говорят о том, что скорость снижения температуры кристаллизации двухкомпонентных смесей с маслом фундука для жира Akopol Е больше, чем для какао-масла.

Поверхность отклика представляет собой гиперболический параболоид, антиградиент которого направлен в сторону увеличения доли масла фундука.

Максимальная температура кристаллизации соответствует 100% содержанию Akopol Е (30,8°С) и чуть ниже - 100% содержанию какао-масла (30,5°С). При добавлении к Akopol E какао-масла или масла фундука наблюдается снижение температуры кристаллизации. Так у смеси 50% Akopol E и 50% масла фундука температура кристаллизации составляет 23°С, а у смеси 50% Akopol Е и 50% какао-масла - 25,8°С. На данной диаграмме хорошо видна область достаточно больших размеров, где температура кристаллизации остается примерно одинаковой (и составляет порядка 25,5°С) даже при значительном изменении соотношений жиров. В этой области, где содержание какао-масла и Akopol E колеблется в пределах 32-50%, а содержание масла фундука не превышает 30%, образуются эвтектические смеси.

Из полученной диаграммы четко видно, что если точка, характеризующая рецептуру изделия, будет находиться в зоне эвтектических смесей, возможно значительно ухудшение качества изделий, появление брака при формовании и структурообразовании за счет значительного снижения температуры кристаллизации (˜5°С).

На фиг.3 представлена контурная карта времени кристаллизации трехкомпонентной смеси, состоящей из Akopol E, какао-масла и масла фундука.

Зависимость времени кристаллизации от содержания каждого из компонентов описывается следующим уравнением:

=47,28·х+84,28·у+197,28·z+208,394·х·у-17,606·x·z-91,606·у·z,

где - продолжительность кристаллизации смеси жиров, мин;

х - содержание жира Akopol E, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Это полиномиальное уравнение второго порядка, в котором отброшены все эффекты факторов, не выходящие за пределы доверительного интервала.

Коэффициент при третьей переменной (содержание масла фундука) значительно превосходит по величине эффекты факторов х и у, что означает заметное увеличение длительности кристаллизации при возрастании содержания орехового масла. Отрицательные коэффициенты при четвертом и пятом членах полинома говорят о том, что увеличение длительности кристаллизации при добавлении к какао-маслу масла фундука идет быстрее, чем для жира Akopol E.

Поверхность отклика для данной смеси представляет собой гиперболический параболоид, градиент которого направлен в сторону увеличения доли масла фундука.

Минимальное время кристаллизации соответствует 100% Akopol E (50 минут). На графике также отчетливо видна область, где образуются эвтектические смеси. Если на диаграмме температуры кристаллизации эта область располагалась в зоне практически равного соотношения какао-масла и Akopol E, то на данной диаграмме заметно смещение в сторону увеличения доли какао-масла. Время кристаллизации для этой зоны составляет 110 минут.

Время кристаллизации жиров и их смесей имеет большое технологическое и экономическое значение. Чем меньше время кристаллизации смеси, тем короче производственный цикл и меньше энергетические затраты на охлаждение конфетной массы.

Увеличение продолжительности кристаллизации для смеси из какао-масла и жира Akopol E в соотношении 50:50 до 110 мин по сравнению с продолжительностью кристаллизации какао-масла 87 мин и Akopol E 50 мин означает, что рецептурная смесь, в которой жиры содержатся в таком соотношении, будет иметь аномально длительную кристаллизацию.

Если совместить диаграммы времени и температуры кристаллизации, можно выявить область на рецептурном поле, для которой будет наблюдаться как аномально низкая температура кристаллизации, так и аномальная длительность процесса.

Область образования эвтектических смесей в отношении времени кристаллизации соответствует содержанию до 70% какао-масла, 10-40% Akopol E и 10-30% масла фундука и значительно перекликается с областью эвтектических смесей в отношении температуры кристаллизации. Так для смесей с содержанием 7-30% масла фундука, 35-50% какао-масла и 25-45% Akopol E будет наблюдаться как аномально высокая продолжительность кристаллизации, так и аномально низкая температура кристаллизации.

Для производителей крайне нежелательно получить рецептурную смесь, которая характеризуется точкой в области эвтектических смесей, так как это может привести к получению брака и снижению качества производимой продукции.

На основании полученных диаграмм можно рекомендовать использование жира Akopol E для замены до 15% какао-масла.

Пример 2.

Количественный выбор компонентов трехкомпонентной фазы жиров на основе жира Akoprime E.

Аналогично жиру Akopol E проводились эксперименты с жиром Akoprime E.

Опыты также проводились на приборе Дженсена, по результатам опытов строились кривые охлаждения для смесей жиров.

По данным кривых охлаждения составлялась матрица симплекс решетчатого планирования, на основе которой, после компьютерной обработки, строились контурные карты температуры (см. фиг.4) и продолжительности (см. фиг.5) кристаллизации смесей жиров.

В таблице 2 представлена матрица планирования эксперимента для жира Akoprime E.

Свойства смесей с жиром Akoprime E аналогичны описанным выше для жира Akopol Е. Поверхность отклика также представляет собой гиперболический параболоид, максимальная скорость снижения температуры кристаллизации наблюдается в направлении увеличения доли масла фундука.

Поверхность отклика описывается следующим уравнением:

t_кр=30,665·х+30,765·у+0,265·z-23,503·х·у+29,297·х·z+34,897·у·z,

где t_кр - температура кристаллизации смеси жиров, °С;

х - содержание жира Akoprime Е, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Максимальная температура кристаллизации соответствует 100% какао-маслу и лишь на 0,1°С ниже температура 100% Akoprime Е (соответственно 30,5°С и 30,4°С).

На диаграмме температуры кристаллизации 4 также отчетливо видна область образования эвтектических смесей. Температура кристаллизации в этой области составляет около 25,9°С.

Область соответствует содержанию в практически равном соотношении какао-масла и Akoprime Е по 25-50% и 10-25% орехового масла.

Для примера: жир Akoprime Е имеет температуру кристаллизации 30,4°С, какао-масло - 30,5°С, а смесь этих жиров в соотношении 50:50 - 25,9°С, что на 4,5°С ниже, чем меньшая из температур кристаллизации отдельных жиров.

На диаграмме времени кристаллизации смесей с жиром Akoprime Е (см. фиг.5) минимальная продолжительность кристаллизации соответствует 100% Akoprime E и равна 70 минутам. Поверхность отклика представляет собой гиперболический параболоид, градиент направлен в сторону увеличения доли орехового масла.

Уравнение, описывающее поверхность отклика, имеет вид

=66,871·x+83,871·у+196,871·z+180,576·x·у-97,424·x·z-83,424·у·z,

где - продолжительность кристаллизации смеси жиров, мин;

х - содержание жира Akoprime E, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

На диаграмме значительную область занимает зона эвтектических смесей, для которых время кристаллизации равно 115 минутам. Эта область соответствует смесям с содержанием 40-55% какао-масла, 15-45% Akoprime E и 8-30% масла фундука. Как и в случае, описанном выше, для жира Akoprime E можно выделить область на рецептурном поле, где будет наблюдаться явление эвтектики как в отношении температуры, так и в отношении продолжительности кристаллизации. Эта область соответствует смесям, содержащим по 30-50% какао-масла и жира Akoprime Е и 8-25% масла фундука.

Эта область будет характеризоваться аномально низкой температурой кристаллизации и аномальной длительностью процесса.

На основании полученных контурных карт можно рекомендовать использование жира Akoprime E для замены до 20% какао-масла. Введение в рецептуру большего количества жира - заменителя будет отрицательно сказываться на показателях качества изделий.

Пример 3. Количественный выбор компонентов трехкомпонентной фазы жиров на основе жира Akomel S.

Изучение процесса кристаллизации проводилось на приборе Дженсена аналогично исследованию смесей на основе жира Akopol Е. В таблице 3 представлена матрица планирования эксперимента для жира Akomel S. Поверхность отклика представляет собой гиперболический параболоид, антиградиент направлен в сторону увеличения доли масла фундука.

Уравнение, описывающее данную поверхность имеет вид

t_кр=30,485·х+30,782·у+0,282·z-27,244·х·у+29,356·х·z+34,556·у·z,

где t_кр - температура кристаллизации смеси жиров, °С;

х - содержание жира Akomel S, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Максимальная температура кристаллизации (см. фиг.6) соответствует 100% какао-масла и составляет 30,5°С. При добавлении к какао-маслу Akomel S или масла фундука температура кристаллизации снижается.

Если добавить к какао-маслу 25% Akomel S, то температура смеси составит 25,9°С, а при добавлении такого же количества орехового масла - 29,4°С.

На диаграмме, как и в случае с жиром Akopol Е, присутствует область, где образуются эвтектические смеси. Она соответствует содержанию 15-27% масла фундука, 25-60% Akomel S и 25-50% какао-масла. Эта область значительно меньше по сравнению с областью образования эвтектических зон при использовании жира Akopol Е и ей соответствует температура 25,5°С.

Контурная карта для трехкомпонентной смеси этих жиров интересна тем, что для рецептур, содержащих масло фундука и либо какао-масла и заменителя какао-масла, поверхность отклика представляет собой гиперболический параболоид, антиградиент направлен в сторону увеличения доли масла фундука.

Уравнение, описывающее данную поверхность, имеет вид

t_кр=30,485·х+30,782·у+0,282·z-27,244·х·у+29,356·х·z+34,556·у·z.

где t_кр - температура кристаллизации смеси жиров, °С;

х - содержание жира Akomel S, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Максимальная температура кристаллизации соответствует 100% какао-масла и составляет 30,5°С.При добавлении к какао-маслу Akomel S или масла фундука температура кристаллизации снижается.

Если добавить к какао-маслу 25% Akomel S, то температура смеси составит 25,9°С, а при добавлении такого же количества орехового масла - 29,4°С.

На диаграмме, как и в случае с жиром Akopol E, присутствует область, где образуются эвтектические смеси. Она соответствует содержанию 15-27% масла фундука, 25-60% Akomel S и 25-50% какао-масла. Эта область значительно меньше по сравнению с областью образования эвтектических зон при использовании жира Akopol E и ей соответствует температура 25,5°С.

Контурная карта для трехкомпонентной смеси этих жиров интересна тем, что для рецептур, содержащих масло фундука и либо какао-масло, либо жир Akomel S, наблюдаются одинаковые температуры кристаллизации. То есть в отсутствие какао-масла жир Akomel S по свойствам очень близок к какао-маслу.

На фиг.7 представлена диаграмма для времени кристаллизации смесей с жиром Akomel S. Поверхность отклика представляет собой гиперболический параболоид, градиент которого направлен в сторону увеличения доли масла фундука.

Минимальное время кристаллизации соответствует 100% Akomel S и составляет 54 минуты. Уравнение поверхности имеет вид:

=51,477·х+84,477·у+197,477·z+176,455·х·у-97,545·х·z-95,545·у·z,

где - продолжительность кристаллизации смеси жиров, мин;

х - содержание жира Akomel S, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

При увеличении доли масла фундука от 30% и более наблюдается неуклонное увеличение продолжительности времени кристаллизации. Если же доля масла фундука не превышает 30%, содержание Akomel S составляет 20-40%, а какао-масла - 35-60%, образуются эвтектические смеси.

Как и в случае с жиром Akopol E, область образования эвтектических смесей для времени кристаллизации частично перекликается с областью образования эвтектических смесей для температуры кристаллизации. Для рецептур, содержащих 50-60% какао-масла, 25-40% Akomel S и 15-25% орехового масла будет наблюдаться как аномально высокая продолжительность кристаллизации, так и аномально низкая температура кристаллизации.

Исходя из полученных данных, следует отметить, что введение в рецептуру изделий жира Akomel S в количестве более 15% от массы какао-масла будет приводить к заметному снижению температуры кристаллизации такой смеси.

Пример 4.

Количественный выбор компонентов трехкомпонентной фазы жиров на основе жира Akomic 2000.

Изучение процесса кристаллизации проводилось на приборе Дженсена аналогично исследованию смесей на основе жира Akopol E. Матрица планирования эксперимента для жира Akomic 2000 представлена в таблице 4.

На фиг.8 представлена контурная карта температуры кристаллизации для смесей с жиром Akomic 2000. Поверхность отклика представляет собой гиперболический параболоид, антиградиент направлен в сторону увеличения доли масла фундука.

Максимальная температура кристаллизации соответствует 100% какао-маслу (30,5°С), температура 100% жира Akomic 2000 заметно ниже и составляет 29,3°С.

Уравнение, описывающее поверхность отклика, имеет вид:

t_кр =29,441·х+30,741·у+0,241·z-27,418·x·у+25,582·x·z+35,832·у·z,

где t_кр - температура кристаллизации смеси жиров, °С;

х - содержание жира Akomic 2000, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

На диаграмме присутствует область, где образуются эвтектические смеси. Температура кристаллизации таких смесей ниже, чем для жиров, описанных выше, и составляет 24,7°С. Эта область соответствует смесям, состоящим из 30-60% Akomic 2000, 18-50% какао-масла и 15-25% масла фундука.

В отличие от контурной карты для температуры кристаллизации смесей с жиром Akopol E, на которой область образования эвтектических смесей располагалась в центральной части основания треугольника, зона эвтектических смесей для жира Akomic 2000 смещена ближе к вершине, где содержание жира Akomic 2000 составляет 100%.

Отличительной особенностью диаграммы времени кристаллизации для смесей с жиром Akomic 2000, представленной на фиг.9, является отсутствие области образования эвтектических смесей. Антиградиент поверхности направлен в сторону увеличения доли жира Akomic 2000, а градиент - в сторону увеличения доли масла ореха фундук.

Уравнение поверхности отклика имеет вид:

=30,629·х+85,629·у+198,629·z+61,424·х·у-224,576·х·z-118,576·у·z,

где - продолжительность кристаллизации смеси жиров, мин;

х - содержание жира Akomic 2000, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Минимальное время кристаллизации соответствует 100% жира Akomic 2000 (32 минуты) и такое же время кристаллизации имеет смесь, состоящая из жира Akomic 2000 с добавлением до 25% масла ореха фундук. Это говорит о том, что состав жира Akomic 2000 подобран таким образом, чтобы оптимально сочетаться с жидкими маслами орехов.

Пример 5.

Количественный выбор компонентов трехкомпонентной фазы жиров на основе жира Akomic 2800.

Изучение процесса кристаллизации проводилось на приборе Дженсена аналогично исследованию смесей на основе жира Akopol E. Матрица планирования эксперимента для изучения смесей с жиром Akomic 2800 представлена в таблице 5.

На фиг.10 представлена диаграмма температуры кристаллизации смесей с жиром Akomic 2800. Этот жир относится к семейству, представитель которого (Akomic 2000) был описан выше. Поверхность отклика температуры кристаллизации для смесей с Akomic 2800 представляет собой гиперболический параболоид, антиградиент которого направлен в сторону увеличения доли масла фундука. Максимальная температура кристаллизации соответствует 100% Akomic 2800 и составляет 30,75°С.

Поверхность отклика описывается следующим уравнением:

t _кр=31,058·х+30,808·у+0,308·z-26,259·х·у+33,141·x·z+34,141·у·z

(2.12),

где t_кр - температура кристаллизации смеси жиров, °С;

х - содержание жира Akomic 2800, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Как и для всех жиров - заменителей, на данной диаграмме присутствует область, где образуются эвтектические смеси. Это рецептуры, содержащие 25-55% какао-масла и Akomic 2800 и 15-25% орехового масла. Область располагается точно в центре нижней части треугольника.

Температура кристаллизации эвтектических смесей составляет 26,3°С.

На фиг.11 представлена контурная карта продолжительности кристаллизации для смесей с жиром Akomic 2800.

Как и для другого представителя жиров этого семейства - Akomic 2000, на диаграмме отсутствует область эвтектических смесей. Градиент поверхности направлен в сторону увеличения доли масла ореха фундук, а антиградиент - в сторону увеличения доли Akomic 2800.

Поверхность описывается уравнением:

=19,167·x+86,167·у+199,167·z+26,667·х·у-239,333·x·z-129,333·у·z,

где - продолжительность кристаллизации смеси жиров, мин;

х - содержание жира Akomic 2800, в долях единицы;

у - содержание какао-масла, в долях единицы;

z - содержание масла фундука, в долях единицы.

Минимальное время кристаллизации соответствует 100% жира Akomic 2800 (20 минут) и изменяется незначительно при добавлении к жиру Akomic 2800 до 30% орехового масла.

Аналогично описанному ранее жиру Akomic 2000 жир Akomic 2800 был специально разработан для использования в массах, содержащих значительное количество жидких масел (чаще всего масел арахиса и ореха фудук). Диаграмма времени кристаллизации для жира Akomic 2800 доказывает, что действительно использование этого жира позволяет провести процесс кристаллизации очень быстро даже в случаях, когда содержание масла ореха достигает 50%.

Это очень важно, так как время кристаллизации является важным технологическим и экономическим параметром, позволяющим сократить продолжительность производственного цикла, производственные площади и расход энергетических ресурсов, а значит снизить себестоимость продукции.

Выбор вида жира на основе анализа контурных карт по вышеуказанным примерам.

Для каждого жира-заменителя (Akopol E, Akoprime E, Akomel S, Akomic 2000, Akomic 2800) были построены диаграммы температуры и времени кристаллизации для смесей с какао-маслом и маслом фундука. С помощью компьютера были рассчитаны коэффициенты в полиномиальных уравнениях, описывающих поверхность отклика.

Все исследуемые жиры относятся к группе заменителей какао-масла, поэтому диаграммы температур кристаллизации этих жиров отличаются незначительно. На всех диаграммах температуры кристаллизации присутствует область эвтектических смесей, в которых значение параметра составляет в среднем около 25,5°С (наибольшее значение для жира Akomic 2800 - 26,3°С, наименьшее для жира Akomic 2000 - 24,7°С). Практически на всех диаграммах область эвтектических смесей располагается по центру нижней зоны рецептурного поля и в среднем соответствует равным соотношениям какао-масла и жира - заменителя и 15-25% орехового масла. Это объясняется тем, что жиры - заменители отличаются от какао-масла по триглицеридному составу и не могут смешиваться с ним в любых количествах подобно жирам - эквивалентам какао-масла, имеющим идентичный триглицеридный состав.

Анализируя уравнения, описывающие поверхности отклика (приводятся выше для каждого жира в отдельности), можно сделать вывод, что в отношении температуры кристаллизации все жиры ведут себя практически одинаково. Это подтверждается тем, что эффекты факторов в уравнениях различаются крайне незначительно (в среднем не более чем на 5%).

Интересной особенностью диаграммы температур кристаллизации для жира Akomic 2800 является ее практически полная симметричность относительно высоты, проведенной из вершины, в которой содержание орехового масла составляет 100%. Это говорит о том, что при равных соотношениях какао-масла - масла фундука и жира Akomic 2800 - масла фундука температура кристаллизации одинакова.

Особое внимание следует уделить точкам, располагающимся в центре треугольника и характеризующимся равным соотношением трех жиров, так как эти точки оказывают значительное влияние на величины эффектов факторов уравнений поверхности отклика.

Среди трехкомпонентных смесей при равном соотношении масла фундука, какао-масла и жира - заменителя максимальные температуры кристаллизации имеют смеси с Akoprime E и Akopol E (22,7°С), чуть ниже температура кристаллизации трехкомпонентной смеси с жиром Akomic 2800 (22,5°С). Относительно времени кристаллизации трехкомпонентных смесей, составленных из равных соотношений жиров, можно выделить смесь с жиром Akomic 2800 (71 мин) и Akomic 2000 (86 мин). Эти результаты говорят о том, что жиры группы Akomic, рекомендуемые производителем для использования в массах с высоким содержанием жидкого масла орехов, действительно позволяют сократить время кристаллизации.

Контурные карты времени кристаллизации исследуемых жиров следует разделить на две группы. Жиры - классические заменители какао-масла, такие как Akopol E, Akoprime E, Akomel S выявили схожие тенденции. Для всех жиров этой группы на диаграммах присутствовала значительных размеров область эвтектических смесей, продолжительность кристаллизации которых составляет 107-115 минут. Эта область на всех диаграммах располагалась в нижней зоне треугольника и была несколько смещена в сторону увеличения доли какао-масла. Такое явление несимметричности объясняется различиями в продолжительности кристаллизации чистых жиров (минимальное время кристаллизации для всех трех контурных карт наблюдалось соответственно для 100% содержания жиров Akopol E, Akoprime E, Akomel S). Из этой группы можно выделить жир Akopol E, время кристаллизации которого возрастало несколько медленнее при увеличении доли какао-масла по сравнению с жирами Akoprime E и Akomel S. Так, жиры-заменители Akopol E, Akoprime E, Akomel S в чистом виде кристаллизуются за 50 мин, 50 мин, 54 мин соответственно, а при внесении 50% орехового масла за 82 мин, 90 мин и 95 мин соответственно.

Диаграммы времени кристаллизации жиров Akomic 2000 и Akomic 2800 значительно отличались от описанных выше. Главным отличием является отсутствие эвтектических зон и монотонное увеличение длительности кристаллизации при движении от вершины с содержанием 100% Akomic 2000 или Akomic 2800 по всем направлениям.

Эти жиры также показали заметно более быстрое протекание процесса кристаллизации по сравнению с классическими заменителями какао-масла. Так при добавлении к жирам Akomic 2000 и Akomic 2800 50% орехового масла время кристаллизации составило 60 и 50 минут соответственно, что на 60% быстрее, чем средняя продолжительность кристаллизации жиров Akopol E, Akoprime E, Akomel S с добавлением 50% какао-масла.

Сравнение контурных карт температур кристаллизации не выявляет значительных преимуществ какого-либо одного из исследуемых жиров перед остальными. Температуры кристаллизации в большинстве случаев различались незначительно, что не позволяет сделать однозначный выбор. Иная картина наблюдается в отношении продолжительности кристаллизации, где различия между жирами очевидны.

Образование эвтектических смесей, которое наблюдалось только для жиров Akoprime E, Akomel S и Akopol E, приводило к значительному увеличению длительности кристаллизации. Так продолжительность кристаллизации жира Akoprime Е составляет 70 минут, продолжительность кристаллизации какао-масла - 86 минут, а их смеси в соотношении 1:1 - 108 минут. Это явление также следует учитывать при выборе жира, ведь слишком большая длительность процесса кристаллизации приведет к тому, что за время, предусмотренное технологией производства для кристаллизации, этот процесс не будет завершен, что неминуемо приведет к получению бракованной продукции на этапе формования или в дальнейшем на этапах глазирования и упаковывания.

Наименьшим временем кристаллизации характеризовались жиры семейства Akomic: 20 минут для жира Akomic 2800 и 32 минуты - для жира Akomic 2000. Другие жиры - заменители имели несколько большую продолжительность кристаллизации, однако все они кристаллизовались быстрее, чем чистое какао-масло.

Так как продолжительность кристаллизации имеет очень важное значение как с позиции технологии, так и в отношении экономической эффективности, основываясь на полученных результатах можно рекомендовать использование в разрабатываемой рецептуре пралине жир Akomic 2800, который показал наилучшие результаты по длительности процесса кристаллизации и значениям температуры кристаллизации.

Разработка рецептуры массы пралине на основе жира Akomic 2800.

Жир Akomic 2800 был специально разработан для использования в массах, содержащих значительное количество жидких масел орехов.

На фиг.12 приведена традиционная и разработанная на основе жира Akomic 2800 рецептура конфет "Белочка" на контурной карте температуры кристаллизации, а на фиг.13 - традиционная и разработанная на основе жира Akomic 2800 рецептура конфет "Белочка" на контурной карте продолжительности кристаллизации.

Пример 6.

Осуществляют как в примере 1 или 2, или 3, или 4, или 5, только при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения себестоимости готовой продукции.

Пример 7.

Осуществляют как в примере 1 или 2, или 3, или 4, или 5, только при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения твердости готовой продукции.

Пример 8.

Осуществляют как в примере 1 или 2, или 3, или 4, или 5, только при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают заданные значения твердости готовой продукции.

Пример 9.

Осуществляют как в примере 1 или 2, или 3, или 4, или 5, только при определении количественного состава жировой фазы ведут построение дополнительной контурной карты аналогично построению основных карт, на оси аппликат которой откладывают температуру формования массы. При этом температуру кристаллизации массы устанавливают на 4-5°С выше температуры формования массы.

Пример 10.

В примерах 1 или 2, или 3, или 4, или 5 показатель продолжительности застывания массы учитывают при выборе температуры в охлаждающем шкафу.

Таблица 1 Матрица планирования и результаты эксперимента с использованием трехфазной смеси жиров с заменителем Akopol Е
	Состав трехкомпонентной смеси, %			Характеристики кристаллизации смеси
№п/п	Akopol E (x)	какао-масло (у)	масло фундука (z)	tпереохл	tкрист	крист
1	100	0	0	25,05	30,8	50
2	0	100	0	23,35	30,5	87
3	50	0	50	20,15	24,2	82
4	50	50	0	22,95	25,8	107
5	0	50	50	21	25,3	107
6	33,3	33,3	33,3	20,5	22,7	134
7	0	0	100		-3	200

Таблица 2 Матрица планирования и результаты эксперимента с использованием трехфазной смеси жиров с заменителем Akoprime E
	Состав трехкомпонентной смеси, %			Характеристики кристаллизации смеси
№п/п	Akoprime E (х)	Какао-масло (у)	Масло фундука (z)	tпереохл	tкрист	крист
1	2	3	4	5	6	7
1	100	0	0	23,4	30,4	70
2	0	100	0	23,35	30,5	87
3	50	0	50	19,3	23,85	95
4	50	50	0	22,2	25,9	108
5	0	50	50	21	25,3	107
6	33,3	33,3	33,3	20	22,7	144
7	0	0	100		-3	200

Таблица 3 Матрица планирования и результаты эксперимента с использованием трехфазной смеси жиров с заменителем Akomel S
	Состав трехкомпонентной смеси, %			Характеристики кристаллизации смеси
№п/п	Akomel S (х)	Какао-масло (у)	Масло фундука (z)	tпереохл	tкрист	крист
1	100	0	0	25,2	30,2	54
2	0	100	0	23,35	30,5	87
3	50	0	50	20,3	23,85	90
4	50	50	0	22,9	24,95	102
5	0	50	50	21	25,3	107
6	33,3	33,3	33,3	20,5	22,05	132
7	0	0	100		-3	200

Таблица 4 Матрица планирования и результаты эксперимента с использованием трехфазной смеси жиров с заменителем Akomic 2000.
	Состав трехкомпонентной смеси, %			Характеристики кристаллизации смеси
№п/п	Akomic 2000 (х)	Какао-масло (у)	Масло фундука (z)	tпереохл	tкрист	крист
1	100	0	0	27,05	29,2	32
2	0	100	0	23,35	30,5	87
3	50	0	50	22,35	22,2	53
4	50	50	0	21,85	24,2	68
5	0	50	50	21	25,3	107
6	33,3	33,3	33,3	20,6	21,7	86
7	0	0	100		-3	200

Таблица 5 Матрица планирования и результаты эксперимента с использованием трехфазной смеси жиров с заменителем Akomic 2800.
	Состав трехкомпонентной смеси, %			Характеристики кристаллизации смеси
№п/п	Akomic 2800 (х)	Какао-масло (у)	Масло фундука (z)	tпереохл	tкрист	крист
1	100	0	0	29,2	30,75	20
2	0	100	0	23,35	30,5	87
3	50	0	50	23,2	25,2	46
4	50	50	0	23,25	25,6	56
5	0	50	50	21	25,3	107
6	33,3	33,3	33,3	21,1	22,5	71
7	0	0	100		-3	200