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

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23649/JAE.2024.42.11
Issue: № 2 (42), 2024
Suggested:
20.01.2024
Accepted:
12.02.2024
Published:
19.02.2024
379
8
XML
PDF

Abstract

The application of spherification, as one of the techniques of molecular cuisine, is relevant and in demand at the catering enterprise, especially when serving out-of-season regional berries. However, there are specifics when using high-acid berries as raw materials, as well as preparing spheres as preserves, in connection with which the conducted research is topical. The article presents data on the influence of technological factors on the strength and storability of sea buckthorn spheres prepared by direct spherification method. It was found out that the optimal holding time of the flavouring liquid with alginate in calcium lactate solution from the point of view of elasticity of the obtained eggs is 90-120 seconds. The influence of the temperature of heating of eggs (from 600C to 900C) on elasticity and organoleptic characteristics was analysed. It was shown that the most optimal heating temperature in terms of elasticity and organoleptic characteristics is 750C. Heating from 600C to 700C led to a decrease in the elasticity of eggs, and above 750C – to loss of shape and structure. The storability of the samples of eggs with heating was correspondingly higher than without heating. Spherification elements can also be used in the production of alcoholic cocktails. The influence of alcohol concentration and time of exposure of sea buckthorn eggs in alcohol on their strength was analysed, which showed that the above-mentioned factors do not affect the deterioration of organoleptic parameters and allow to preserve the inherent "explosiveness" of eggs in the mouth with the flow of flavouring liquid from the shell.

1. Введение

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

. Одним из описанных в кулинарии способов прекращения реакции сферификации является нагревание сфер, что приводит также и к увеличению хранимоспособности сфер, однако в литературе не представлены оптимальные параметры нагревания сфер и исследований влияния нагревания на органолептические свойства сфер и их хранимоспособность.

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.

2. Объекты и методы  исследования

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=ξ0м *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.

3. Основные результаты

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.

Таблица 1 - Влияние времени выдерживания сфер в растворе лактата кальция на их упругость

Время выдерживания сферы в растворе, сек

Мгновенная деформация, 10-3 м

Максимальная деформация, 10-3 м

Упругость, %

Описание

60

-

-

-

Икринка не выдерживает нагрузку, оболочка разрывается

90

1,2+0,05

2,0+0,1

60

Икринка хорошо держит форму, в центре присутствовала вкусовая жидкость

120

2,0+0,1

2,3+0,11

86

Икринка хорошо держит форму, в центре присутствовала вкусовая жидкость

150

-

-

-

Икринка имела толстую гелевую оболочку, которая при раскусывании придавала ощущение кусочков желе, вкусовая жидкость в центре практически отсутствовала

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).

Таблица 2 - Влияние температуры нагревания сфер на их прочность

Температура, 0С

Мгновенная деформация, 10-3 м

Максимальная деформация, 10-3 м

Упругость, %

Описание

без нагревания

2,0+0,1

2,3+0,11

86

Икринка хорошо держит форму, в центре присутствовала вкусовая жидкость

60

1,4+0,06

1,8+0,09

77

Оболочка икринки держит сферическую форму, разрыва не происходит

65

1,6+0,07

2,0+0,1

80

70

2,5+0,11

3,0+0,15

83

75

2,7+0,13

3,1+0,15

87

80

1,2+0,05

-

0

Икринка не выдерживает нагрузку для определения максимальной деформации, оболочка разрывается

85

-

-

0

Икринка не выдерживает нагрузку, оболочка разрывается

90

-

-

0

Икринка не выдерживает нагрузку, оболочка разрывается

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.

Изменение упругости образцов в процессе хранения

Рисунок 1 - Изменение упругости образцов в процессе хранения

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).

Таблица 3 - Изменение органолептических показателей образцов в процессе хранения

Срок хранения, сут

Образец

Органолептические показатели

0

Контроль

Икринка хорошо держит форму, в центре присутствовала вкусовая жидкость

Образец 1

Образец 2

3

Контроль

Оболочка икры размягченная, не держит сферическую форму, присутствует слабовыраженный запах брожения, внутри икринки присутствуют пузырьки воздуха

Образец 1

Икринки хорошо держат форму, целые, выраженный облепиховый вкус и запах

Образец 2

Икринки хорошо держат форму, целые, ярко выраженный облепиховый вкус и запах

5

Контроль

Оболочка икры размягченная, не держит сферическую форму, наблюдается разрыв оболочек, растворение образцов во вкусовой жидкости, выраженный запах брожения, внутри икринки присутствуют пузырьки воздуха.

Образец 1

Икринки хорошо держат форму, целые, облепиховый вкус и запах неяркий

Образец 2

Икринки хорошо держат форму, целые, выраженный облепиховый вкус и запах

7

Контроль

Практически все образцы растворились во вкусовой жидкости, ярко выраженный запах брожения (рис. 1 а)

Образец 1

Икринки держат форму, целые, слабовыраженный запах брожения, внутри икринки присутствуют пузырьки воздуха (рис. 1 б)

Образец 2

Икринки держат форму, целые, запах облепиховый (рис. 1 в)

Внешний вид образцов

Рисунок 2 - Внешний вид образцов

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

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)

Влияние массовой доли спирта и времени выдерживания на упругость икринок

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

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.

4. Заключение

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.

Article metrics

Views:379
Downloads:8
Views
Total:
Views:379