WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA NA WŁACIWOCI FIZYCZNE I STABILNO KAKAO Z DODATKIEM KWASU L-ASKORBINOWEGO

Transkrypt

1 YWNO. Nauka. Technologia. Jako, 26, 1 (46), 83-9 JOLANTA KOWALSKA, ANDRZEJ LENART, JUSTYNA DOBROWOLSKA WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA NA WŁACIWOCI FIZYCZNE I STABILNO KAKAO Z DODATKIEM KWASU L-ASKORBINOWEGO S t r e s z c z e n i e Kakao instant wzbogacone w witamin C łczy w sobie cechy produktu podanego przez konsumenta, jest ródłem witamin i składników mineralnych, charakteryzuje si unikalnym aromatem i barw, a take jest szybkie i łatwe w przygotowaniu. Znajomo zmian zawartoci witaminy C, w zalenoci od czasu składowania badanego produktu w okrelonych warunkach, umoliwia przewidywanie jej stabilnoci przechowalniczej w kakao instant. Kwas askorbinowy odgrywa bardzo wan rol w technologii ywnoci, zarówno jako czynnik witaminowy, jak i czynnik chronicy inne składniki ywnoci, które w trakcie procesu technologicznego czy przechowywania mog ulega niekorzystnym zmianom, głównie procesom utleniania. Celem pracy była analiza wpływu czasu przechowywania na właciwoci fizyczne i stabilno kakao instant z dodatkiem kwasu L-askorbinowego. Zakres pracy obejmował równie analiz wpływu składu surowcowego, aglomeracji oraz sposobu wprowadzenia kwasu L-askorbinowego do kakao na właciwoci fizyczne badanych produktów. Materiał badawczy stanowiły produkty w proszku: cukier instant cukier puder, kakao alkalizowane, maltodekstryna, mleko w proszku odtłuszczone, lecytyna sojowa, kwas L-askorbinowy. Przechowywanie wpłynło na pogorszenie właciwoci mieszanin i aglomeratów, bez wzgldu na sposób wprowadzania kwasu L-askorbinowego. Najwiksze rónice otrzymano podczas analizy sypkoci i zwilalnoci badanych produktów spoywczych w proszku. Słowa kluczowe: aglomeracja, sypko, zwilalno, granulacja, kakao, kwas L-askorbinowy Wprowadzenie ywno w proszku stanowi form produktów prostych w przygotowaniu, niejednokrotnie gotowych do spoycia, o stosunkowo duej trwałoci, wygodnych i łatwych w dalszych operacjach technologicznych oraz w obrocie i transporcie, które po odtworzeniu w cieczy (wodzie lub mleku) s gotowe do spoycia. Właciwoci Dr in. J. Kowalska, prof. dr hab. A. Lenart, mgr in. J. Dobrowolska, Katedra Inynierii ywnoci i Organizacji Produkcji, Wydz. Technologii ywnoci, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Nowoursynowska 159 c, Warszawa, kowalskaj@alpha.sggw.waw.pl

2 84 Jolanta Kowalska, Andrzej Lenart, Justyna Dobrowolska fizyczne proszków bardzo czsto decyduj o jakoci gotowego produktu, std te sypka forma ywnoci w proszku i wszystkie cechy zwizane z tym stanem (wielko czstek, gsto nasypowa, sypko, higroskopijno, właciwoci rekonstytucyjne) s przedmiotem zainteresowania technologów ywnoci [4]. Proszek kakaowy bez dodatków tylko czciowo rozpuszcza si w wodzie. Lepsz rozpuszczalno, jak i zwilalno, np. w mleku, mona osign przez zmian hydrofobowego charakteru proszku na bardziej hydrofilowy, np. po dodaniu emulgatorów w rodzaju lecytyny albo destylowanych mono- lub diacylogliceroli [9]. Lepsz odtwarzalno wykazuj proszki kakaowe z dodatkami, oferowane w formie napojów, poddawane procesowi aglomeracji, który umoliwia nadanie produktom w proszku cech korzystnych z punktu widzenia jakoci ywnoci popraw zdolnoci do płynicia oraz odtwarzania. Aglomeracja stwarza równie moliwo kreowania nowego produktu atrakcyjnego dla konsumenta [3]. Prawidłowe odywianie w znacznym stopniu warunkuje dobry stan zdrowia, natomiast złe nawyki ywieniowe mog prowadzi do niedoborów składników odywczych. Wzbogacanie ywnoci w te składniki daje moliwo likwidacji ich niedoboru, a take podnosi warto odywcz produktów [8]. Najbardziej popularn wród konsumentów ywnoci wzbogacon jest ywno z dodatkiem witamin, sporód których najczciej stosowana jest witamina C oraz witaminy z grupy B [7]. Kwas askorbinowy odgrywa bardzo wan rol w technologii ywnoci, zarówno jako czynnik witaminowy, jak i czynnik ochronny innych składników ywnoci, które w trakcie procesu technologicznego czy przechowywania mog ulega niekorzystnym zmianom, głównie poprzez utlenianie [1]. Kakao instant wzbogacone w witamin C łczy w sobie cechy produktu podanego przez konsumenta, jest ródłem witamin i składników mineralnych, charakteryzuje si unikalnym aromatem i barw, a take jest szybkie i łatwe w przygotowaniu. Znajomo zmian zawartoci witaminy C w czasie pozwala na przewidywanie jej stabilnoci podczas przechowywania kakao instant w okrelonych warunkach. Celem pracy była analiza wpływu czasu przechowywania na właciwoci fizyczne i stabilno kakao instant z dodatkiem kwasu L-askorbinowego. Zakres pracy obejmował równie analiz wpływu składu surowcowego, aglomeracji oraz sposobu wprowadzenia kwasu L-askorbinowego na właciwoci fizyczne badanych produktów. Materiał i metody bada Materiał badawczy stanowiły nastpujce produkty spoywcze w proszku o nazwach handlowych: cukier instant cukier puder, kakao alkalizowane, maltodekstryna rednioscukrzona, mleko w proszku odtłuszczone, lecytyna sojowa, kwas L-askorbinowy. Wszystkie surowce przechowywano w szczelnie zamknitych opakowaniach, w suchym, zaciemnionym pomieszczeniu, w temp o C.

3 WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA NA WŁACIWOCI FIZYCZNE I STABILNO KAKAO Metody technologiczne obejmowały dwa procesy: mieszanie i aglomeracj, które zostały przeprowadzone w aglomeratorze fluidyzacyjnym typu STREA 1 firmy Niro Atomizer A/S. Technologia otrzymywania aglomeratów polegała na wymieszaniu składników o masie,2 kg w zbiorniku urzdzenia przez 2 min po wprowadzeniu ich w stan fluidalny, a nastpnie nawilaniu wod przez 15 min, przy nateniu przepływu cieczy kg/s oraz cinieniu spronego powietrza w dyszy rozpylajcej,2 MPa. Po zakoczeniu nawilania otrzymany aglomerat dosuszano przez 15 min w temp. 68 o C. Badano produkty o nastpujcym składzie surowcowym: A 2% kakao + 8% cukru, B 2% kakao + 4% cukru + 4% maltodekstryny, C 2% kakao + 4% cukru + 4% mleka w proszku, D 2% kakao + 4% maltodekstryny + 4% mleka w proszku. Do kadego produktu dodawano lecytyn w iloci,1% oraz kwas L-askorbinowy w iloci 8 mg/1 g produktu, który wprowadzano dwoma sposobami. Pierwszy polegał na dodaniu kwasu L-askorbinowego w postaci proszku do mieszaniny, któr aglomerowano wod. Druga metoda polegała na aglomerowaniu mieszaniny wodnym roztworem kwasu L-askorbinowego. Metody analityczne obejmowały oznaczanie: składu granulometrycznego [2], gstoci nasypowej lunej i utrzsionej [6], sypkoci [2], zwilalnoci [2], rozpuszczalnoci ogólnej [5]. Wszystkie analizy wykonywano w trzech powtórzeniach. Wyniki i dyskusja Wpływ czasu przechowywania na właciwoci ogólne mieszanin Analiza składu granulometrycznego badanych mieszanin po upływie trzech miesicy przechowywania wykazała wzrost wielkoci czstek wikszoci produktów w porównaniu z mieszaninami badanymi bezporednio po ich wyprodukowaniu. Warto mediany wzrosła od około 3% w przypadku mieszaniny o podstawowym składzie (A) do około 9% w odniesieniu do produktów zawierajcych w składzie mleko w proszku (produkty C i D). Właciwoci płynicia mieszanin po upływie trzech miesicy znacznie si pogorszyły (rys. 1). Czas wysypu mieszanin zawierajcych w składzie mleko w proszku (C i D) z obracajcego si naczyka był najdłuszy i wzrósł o około 34% w porównaniu z wartociami pocztkowymi. Czas wysypu mieszaniny o standardowym składzie A był dłuszy o około 38%, natomiast czciowe zastpienie cukru maltodekstryn (B) skróciło ten czas o około 25%. Analiza właciwoci rekonstytucyjnych wykazała pogorszenie zwilalnoci produktów po trzech miesicach przechowywania (rys. 2). Czas zwilania mieszaniny o standardowym składzie (A) wydłuył si o około 21%, za produktów B i C o około 18%, natomiast produktu D o około 15% w porównaniu z wartociami uzyskanymi

4 86 Jolanta Kowalska, Andrzej Lenart, Justyna Dobrowolska bezporednio po wyprodukowaniu mieszaniny. Natomiast nie uzyskano istotnego wpływu przechowywania na rozpuszczalno, która obniyła si o około 3 4% we wszystkich badanych produktach. Sypko [s] / Flowability [s] bezporednio po wyprodukowaniu - directly after producktion po 3 miesicach przechowywania - after three months of storage Rys. 1. Fig. 1. Wpływ czasu przechowywania na sypko mieszanin kakao w proszku. The influence of storage time on flowability of mixed cacao powder. Zwilalno [s] / Wettability [s] bezporednio po wyprodukowaniu - directly after production po 3 miesiacach przechowywania - after three months of storage Rys. 2. Fig. 2. Wpływ czasu przechowywania na zwilalno mieszanin kakao w proszku. The influence of storage time on wettability of mixed cacao powder. Wpływ czasu przechowywania na właciwoci ogólne aglomeratów Analiza składu granulometrycznego wszystkich aglomeratów, które wytworzono z dodatkiem kwasu L-askorbinowego w proszku, przechowywanych przez trzy miesice, wykazała zmniejszenie wielkoci czstek. Warto rednicy dominujcej frakcji aglomeratu o podstawowym składzie - A zmniejszyła si o około 15%,

5 WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA NA WŁACIWOCI FIZYCZNE I STABILNO KAKAO natomiast produktu B o około 3%. Aglomerat C i D wykazał obnienie udziału dominujcej frakcji o około 32%. Po trzech miesicach przechowywania czas wysypu aglomeratów A i B wydłuył si o około 12%. Natomiast sypko pozostałych produktów nie uległa istotnym zmianom (rys. 3). Sypko [s] / Flowability [s] bezporednio po wyprodukowaniu / directly after production po 3 miesicach przechowywania / after three months of storage Rys. 3. Fig. 3. Wpływ czasu przechowywania na sypko aglomeratu kakao w proszku z dodatkiem kwasu L-askorbinowego (dodanego do mieszaniny w postaci proszku). The influence of storage time on flowability of agglomerated cacao powder with L-ascorbic acid added to powder mix. Zwilalno [s] / Wettability [s] bezporednio po wyprodukowaniu - directly after production po 3 miesiacach przechowywania - after three months of storage Rys. 4. Fig. 4. Wpływ czasu przechowywania na zwilalno aglomeratu kakao w proszku z dodatkiem kwasu L-askorbinowego (dodanego do mieszaniny w postaci proszku). The influence of storage time on wettability of agglomerated cacao powder with L-ascorbic acid added to powder mix. Analiza właciwoci rekonstytucyjnych wykazała dłuszy czas zwilania wszystkich aglomeratów przechowywanych przez trzy miesice. Najwiksze zmiany stwierdzono w aglomeratach C i D, zawierajcych w swoim składzie mleko w proszku,

6 88 Jolanta Kowalska, Andrzej Lenart, Justyna Dobrowolska których czas zwilania wydłuył si prawie piciokrotnie w porównaniu z wartociami pocztkowymi (rys. 4). W pozostałych produktach badana wielko była około dwukrotnie wysza po trzech miesicach przechowywania. Zmiany te nie spowodowały jednak utraty cech instant przez produkty. Analiza składu granulometrycznego wszystkich aglomeratów po upływie trzech miesicy przechowywania wykazała zmniejszenie wielkoci czstek w porównaniu z wartociami pocztkowymi. Warto rednicy dominujcej frakcji aglomeratu A o podstawowym składzie zmniejszyła si o około 27%, natomiast produktu B o około 56% w porównaniu z wartoci pocztkow. Natomiast aglomerat C wykazał warto rednicy dominujcej frakcji nisz o około 46% w odniesieniu do wartoci otrzymanej bezporednio po wyprodukowaniu aglomeratu. Sypko aglomeratów po upływie trzech miesicy przechowywania obniyła si w zalenoci od mieszaniny: o około 25% produkt D, 2% produkt C oraz o około 14% pozostałe badane materiały (rys. 5). Sypko [s] / Flowability [s] bezporednio po wyprodukowaniu / directly after production po 3 miesicach przechowywania / after three months of storage Rys. 5. Fig. 5. Wpływ czasu przechowywania na sypko aglomeratu w proszku z dodatkiem kwasu L-askorbinowego (wprowadzonego do produktu w wodnym roztworze aglomerujcym). The influence of storage time on flowability of agglomerated cacao powder with water solution of L-ascorbic acid added. Analiza właciwoci rekonstytucyjnych wykazała istotny wzrost czasu zwilania wszystkich aglomeratów po trzech miesicach przechowywania. Prawie siedmiokrotnie dłuszy czas zwilania otrzymano w przypadku aglomeratu C (rys. 6), natomiast w produkcie nie zawierajcym cukru (D) czas zwilania wzrósł prawie czterokrotnie. Czas zwilania pozostałych aglomeratów był około dwukrotnie dłuszy w porównaniu z wartociami otrzymanymi bezporednio po wyprodukowaniu aglomeratów.

7 WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA NA WŁACIWOCI FIZYCZNE I STABILNO KAKAO Zwilalno [s] / Wettability [s] bezporednio po wyprodukowaniu - directly after production po 3 miesicach przechowywania - after three months of storage Rys. 6. Fig. 6. Wpływ czasu przechowywania na zwilalno aglomeratu kakao w proszku z dodatkiem kwasu L-askorbinowego (wprowadzonego do produktu w wodnym roztworze aglomerujcym). The influence of storage time on wettability of agglomerated cacao powder with water solution of L-ascorbic acid added. Wnioski 1. Przechowywanie wpłynło na pogorszenie badanych właciwoci mieszanin i aglomeratów kakao w proszku bez wzgldu na sposób wprowadzania kwasu L-askorbinowego. Wiksze rónice stwierdzono w produktach nieaglomerowanych. 2. Najwiksze zmiany odnotowano w odniesieniu do sypkoci i zwilalnoci. Najmniejsz sypko miały mieszaniny zawierajce mleko w proszku, natomiast najdłuszy czas zwilania stwierdzono w odniesieniu do produktu o podstawowym składzie. Pomimo tych zmian sypkoci i zwilalnoci aglomeraty nie utraciły cech produktów instant. Literatura [1] Borenstein B., La Roche H.: The role of ascorbic acid in food. Food Technol., 1987, 41(11), [2] Domian E.: Studia nad właciwociami sorpcyjnymi mieszanin proszków spoywczych, praca doktorska. Katedra Inynierii i Maszynoznawstwa Przem. Spo. SGGW. Warszawa, [3] Domian E.: Aglomeracja w przemyle spoywczym. Przem. Spo., 22, 8, [4] Domian E. Lenart A.,: Adsorpcja pary wodnej przez ywno w proszku. ywno. Nauka. Technologia. Jako, 2, 4 (25), [5] PN 92 A Mleko i przetwory mleczarskie. Mleko w proszku. [6] PN ISO 846/99. Kawa rozpuszczalna. Oznaczenie gstoci nasypowej swobodnej i gstoci nasypowej ubitej. [7] Sikorski Z.: Chemiczne i funkcjonalne właciwoci składników ywnoci. WNT. Warszawa 1996, s

8 9 Jolanta Kowalska, Andrzej Lenart, Justyna Dobrowolska [8] Waszkiewicz Robak B.: Rynkowe produkty spoywcze o wzbogaconej wartoci odywczej. Przem. Spo., 22, 8, [9] Zaki H.: Sukces suchych mieszanek. Przem. Spo., 23, 1, INFLUENCE OF STORAGE TIME ON GENERAL PROPERTIES AND STABILITY OF CACAO POWDER WITH L-ASCORBIC ACID ADDED S u m m a r y Cacao instant enriched in vitamin C has desired properties by consumer, constitutes source of vitamins, minerals and is characterized by selected aroma and colour and is quick and easy to prepare. The knowledge of vitamin C content changes in time permits to expect vitamin C stability in cocoa instant during storage time in specified conditions. The ascorbic acid is very important in food technology as vitamin factor and as a factor witch protects different food components. The oxidation process of food components can cause unfavourable changes during the technological process and storage. The aim of this research was to analyse the storage time influence on physical properties and the stability of instant cacao with L-ascorbic acid added. The range of the research assumed also the influence of the raw material composition, agglomeration, as well as the way of L-ascorbic acid insertion to cacao on physical properties of the analyzed products. Investigated materials consists powders products like: instant sugar powdered sugar, alkalized cacao, maltodextrin, non-fat milk powder, soy lecithin and L- ascorbic acid. The storage process deteriorated the mixtures and agglomerate properties, without regard on the way of L-ascorbic acid insert. The largest differences of the powder products were received during flowability and wettability analysis. Key words: agglomeration, flowability, wettability, granulation, cacao, L-ascorbic acid