Influence of Technological Factors on the Spherification Process of Buckthorn Juice in Molecular Gastronomy

Общественное питание – сфера, в которой инновационный подход является основополагающим. С увеличением в регионы туристического потока перед предприятиями общественного питания стоит важнейшая задача по развитию гастрономического туризма. И одной из современных техник, применяемой в гастрономии, является молекулярная кухня, способная донести до потребителя ранее известные вкусы в новой форме и новых текстурах

Включение блюд с элементами молекулярной кухни позволяет удивить потребителя и придать неординарность популярным блюдам. Современный шеф-повар использует множество методов, способных придать обычному на вид продукту незнакомый внешний вид и текстуру, при этом сохранив вкус и аромат продукта.

Одна из наиболее простых техник, позволяющая получить нетрадиционную по консистенции продукцию – сферификация. В молекулярной кухне сферификация является приемом, позволяющим получить из вкусовых жидкостей съедобные сферы любого размера, которые могут подаваться как полноценное блюдо, являться его составляющим в виде гарнира или декором для коктейлей, десертов и др.

Сферы представляют собой вкусовые жидкости, заключенные в тонкую гелевую оболочку. Лучшими с точки зрения органолептических показателей являются сферы с тонкой и одновременно плотной оболочкой, которая практически незаметна во рту и позволяет «взрываться» заключенной внутри гранулы вкусовой жидкости, при этом является достаточно устойчивой и позволяет держать их форму

Существует два метода получения сфер: прямая сферификация и обратная сферификация. Однако одним из особенностей прямой сферификации является необратимое, быстрое гелеобразование сфер, в результате которого икринка полностью застывает за счет реакции альгината натрия с кальцием. Формообразование идет достаточно быстро, поэтому важное значение имеет разработка и обоснование технологических приемов получения сфер с плотной оболочкой без полного гелеобразования

Предварительные заготовки продуктов необходимы на профессиональных производствах и в ресторанах, так как они значительно ускоряют приготовление и отдачу блюд.  Поэтому разработка технологических приемов, позволяющая готовить сферы заранее, использовать возможность отложенной подачи, является актуальной.

В приготовлении блюд на предприятиях общественного питания и производства продуктов питания актуальны приемы сферификации для создания сфер из региональных ягод, например, морошки, облепихи, смородины, позволяющие познакомить потребителя с местной кухней, вне зависимости от сезонности. Одна из наиболее специфичных ягод, принадлежащая нескольким региональным кухням – облепиха, имеющая не только низкую кислотность, но и специфический химический состав.

В связи с вышеизложенным, целью  работы являлось изучение влияния технологических факторов на прочность и хранимоспособность сфер.

Объектами исследований являлись сферы, полученные методом прямой сферификации с использованием следующих основных видов сырья и материалов: облепиха замороженная (ТР ТС 021/2011, ТР ТС 022/2011, ГОСТ 33823-2016 Фрукты быстрозамороженные. Общие технические условия), лактат кальция (ГОСТ 31905-2012, ТР ТС 021/2011, ТР ТС 029/2012), альгинат натрия (ТР ТС 021/2011, ТР ТС 029/2012).

Все используемое сырье, материалы и образцы, полученные в ходе проведения эксперимента, соответствовали нормативной документации по требованиям безопасности.

Для изучения влияния технологических факторов на прочность сфер и их хранимоспособность были приготовлены  образцы гранул  методом прямой сферификации, который предусматривает внесение во вкусовой раствор (соотношение облепихового сока и воды – 1:1) цитрата натрия в качестве регулятора кислотности рН (массовая доля в растворе 0,8%), равномерное растворение альгината натрия (массовая доля в растворе 0,8%) в капсулируемой среде с помощью погружного блендера,  выдерживание и  охлаждение для удаления пузырьков воздуха, погружение капель в подготовленный раствор лактата кальция (1%) и выдерживание в нем полученных образцов сфер 1, 1,5 и 2 минуты (для обоснования времени выдерживания сфер в растворе). Полученные образцы сфер погружались в воду и нагревались до температуры 60, 65, 70, 75, 80, 85 и 900С. Для изучения влияния концентрации спирта было приготовлено 2 образца – икринки, нагретые до температуры 750С и без нагревания. Икринки погружались в спиртовые растворы (концентрация 10, 15 и 20 %) и выдерживались в нем 3, 5 и 10 минут.

Образцы икринок были заложены на холодильное хранение (температура хранения 3+10С). Контрольным образцом являлись образцы без нагревания, которые помещались в предварительно нагретую до 1000С и охлажденную вкусовую жидкость и плотно укупоривались. Образец 1 и 2 – икринки, нагретые до температуры 750С, помещенные в емкость без вкусовой жидкости (образец 1) и в предварительно нагретую до 1000С и охлажденную вкусовую жидкость (образец 2), плотно укупоренные. Во всех образцах определяли прочность гранул и органолептические показатели.

Прочность гранул определяли по разработанной на кафедре Технологии продуктов питания ФГБОУ ВО КГТУ методике, в основе которой лежит определение значения величины упругости. Упругость вычисляли по формуле:

 У=ξ0/ξм *100,

где ξ0 – значение мгновенной деформации, 10-3 м; ξм – величина максимальной деформации, 10-3 м (через 3 минуты).

Математическая обработка полученных результатов проводилась при помощи программного пакета Microsoft Office 2016.

При выборе вкусовой жидкости для капсулирования необходимо учитывать, что альгинатная оболочка формируется в растворе с рН среды выше 4,1. В качестве основного сырья для производства сфер используются, как правило, высококислотные овощные или фруктовые соки, рН доводится до значения 4,6-4,7 регулятором кислотности, например, цитратом натрия. В качестве сырья для получения вкусовой жидкости для модельных образцов была выбрана облепиха, являющаяся региональным сырьем Калининградской области. В составе содержится яблочная, лимонная, винная и другие кислоты, влияющие на рН сока, что относится к факторам, снижающим гелееобразование. Вкусовая жидкость для производства образцов представляла собой смесь облепихового сока и воды с соотношением 1:1 с рН 4,0. Для регулирования уровня кислотности во вкусовую жидкость добавлялся цитрат натрия, рН раствора составила 4,7.

Время выдерживания икринок в растворе лактата кальция является важным технологическим параметром, поскольку на данном этапе происходит формирование гелевой оболочки, позволяющей получить изделия идеальной формы без дальнейшего слипания и деформации. Однако в случае слишком долгого выдерживания может получиться икринка без жидкого центра, полностью превращенная в гель за счет связывания всех молекул альгината. В табл. 1 представлены данные значения величины упругости сфер в зависимости от времени выдержки их в растворе лактата кальция.

Из представленных в таблице данных видно, что при выдерживании икринки в растворе лактата кальция более 1,5 минут образовывались облепиховые сферы с прочной оболочкой и жидким центром. Образцы, выдержанные более 2,5 минут, не имели желаемых органолептических показателей и были исключены из эксперимента. Наилучшими показателями упругости обладали модельные образцы икринок, выдержанные в растворе лактата кальция 2 минуты. Поэтому данные образцы были использованы в дальнейшем для обоснования технологических решений, влияющих на хранимосопособность икринок и позволяющих использовать возможность отложенной подачи. На втором этапе было изучено влияние температурной обработки на их прочность в процессе нагрева (табл. 2) и дальнейшего хранения (табл. 3).

Из представленных в табл. 1 и 2 данных видно, что при нагреве образцов прочность альгинатной оболочки уменьшается на 10,5%. Однако при дальнейшем нагревании до температуры 75+10С наблюдается постепенное увеличение прочности оболочки до первоначальных значений. При повышении температуры до 80+10С икринки теряют форму сферы и не выдерживают нагрузку максимальной деформации. Образцы, нагретые до температуры выше 850С имели мажущуюся консистенцию, не держали сферическую форму и при нагрузке мгновенно разрывались. Полученные данные показывают, что оптимальной является температура нагрева икринок до 75+10С.

Образцы икринок, полученные по выше обоснованным режимам, были заложены на хранение. Изменение органолептических показателей образцов и упругости в процессе хранения представлены в табл.1, рис. 1 - 2.

Рисунок 1 - Изменение упругости образцов в процессе хранения

DOI:10.23649/JAE.2024.42.11.3

Из рис. 1 видно, что показатель упругости образцов снизился на 25%, однако икринки хорошо держали форму и не разрушались во время измерения. В контрольном образце уже на 3 сутки хранения при определении максимальной деформации оболочка разрывалась, образец не выдерживал нагрузку. Полученные данные коррелируют с органолептической характеристикой образцов в процессе хранения (табл.3).

Рисунок 2 - Внешний вид образцов

Примечание: а – контроль, б – образец 1, в – образец 2

DOI:10.23649/JAE.2024.42.11.5

Из представленных в табл. 3 и на рис. 1 данных видно, что нагревание образцов сфер позволяет сохранить образцы в течение трех суток хранения без существенного снижения их органолептических показателей. Однако для обоснования сроков хранения заготовок необходимо проведение дополнительных микробиологических исследований.

Сферификация – один из приемов молекулярной кухни, позволяющий получить сферы из различных вкусовых жидкостей, которые в дальнейшем могут являться декором для украшения напитков и коктейлей, в состав которых входит спирт. Было изучено влияние концентрации спирта в растворе и время выдержки на плотность оболочек икринок и их органолептическое восприятие. Образцами являлись икринки, которые подвергались тепловой обработке (нагревание до 750С) и без нагревания (рис. 3)

Рисунок 3 - Влияние массовой доли спирта и времени выдерживания на упругость икринок

Примечание: а – образцы без тепловой обработки; б - образцы, предварительно нагретые до температуры 75+10С

DOI:10.23649/JAE.2024.42.11.6

Из представленных данных видно, что упругость образцов икринок сначала незначительно уменьшалась, затем восстанавливалась до первоначальной в процессе выдерживания в спиртовом растворе. Все образцы икринок (независимо от температурной обработки) имели тонкую прочную оболочку с жидким центром внутри. Полученные данные показывают, что изучаемая концентрация спирта в растворе и время выдерживания не влияют на ухудшение органолептических показателей и ощущение «взрываемости» вкусовой жидкости, характерное для икринок.

Изучено влияние технологических факторов на процесс сферификации сока облепихи. Определено, что тепловая обработка позволяет удлинить хранимоспособность сфер, что позволит использовать их в качестве заготовок для отложенной подачи. Показано, что оптимальная температура нагревания сфер, позволяющая получить икринки с оптимальными органолептическими показателями и прочной оболочкой составила 75+10С. Нагревание от 600С до 700С приводит к снижению упругости икринок, а свыше 750С – к потере формы и структуры.

Изучено влияние концентрации спирта (10, 15 и 20%) и времени выдержки икринок из облепихи на их органолептические показатели и  прочность, которое показало, что вышеупомянутые факторы не влияют на их прочность и позволяют сохранить присущую икринкам «взрываемость» во рту с вытеканием вкусовой жидкости из оболочки, что говорит нам о возможности применения сфер в качестве элементов декора в алкогольных напитках.