Influence of formulation ingredients of dry fat semi-finished products for whipping on mechanical strength of foam masses

Authors

  • Олег Володимирович Котляр Kharkiv State University of Food Technology and Trade Str. Klochkivska, 333, Kharkiv, Ukraine, 61051, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4818-4967
  • Андрій Богданович Горальчук Kharkiv State University of Food Technology and Trade Str. Klochkivska, 333, Kharkiv, Ukraine, 61051, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2442-7642
  • Ольга Олексіївна Гринченко Kharkiv State University of Food Technology and Trade Str. Klochkivska, 333, Kharkiv, Ukraine, 61051, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-9549-8678

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24662

Keywords:

foam, mechanical strength, foam-emulsion, surface-active substances, stabilizer, offset stress

Abstract

The mechanical strength of foam-emulsion systems based on formulation ingredients of dry fat semi-finished products for whipping was studied. Experimental studies of the influence on the mechanical strength of the foam-emulsion systems of a stabilizer, surface-active substances (GMS, lecithin’s) and sunflower oil are presented.

The patterns concerning the influence of concentration of kappa-carrageenan, surface-active substances, sunflower oils on the mechanical strength of foam-emulsion systems were defined in the paper for the first time. It was found that using GMS at the concentration rate of 1...6% increases the value of the boundary stress of foam offsets in foam-emulsion systems “sodium caseinate-GMS-oil” with the sodium caseinate content varying between 1.0 and 2.0% and the oil content fluctuating from 2.5 to 10.0%. Using the lecithin’s in foam-emulsion systems of “sodium caseinate-GMS-lecithin’s-oil” at the concentration ranging within 0.1...0.2% increases the mechanical strength, while at higher concentrations reduces it. It was found that for increasing the mechanical strength of foam-emulsion systems, it is appropriate to use kappa-carrageenan, which enhances the foam strength that is caused by the increase in viscosity and the formation of a gel-like structure. The rational concentration of kappa-carrageenan in the system (0.5...1.0%) was estimated, which increases the offset boundary stress by 1.5...1.6 times, i.e. amounting to 1120...1270 Pa, and the foaming capacity from 640 ± 1 % to 780...800%.

The obtained results allowed developing a fundamentally new technology of dry fat semi-finished products for whipping by means of spraying a fat blend on a powder-like filler with high technological properties, which are gained at the determined concentrations of sodium caseinate, kappa-carrageenan, GMS, lecithin’s.

Author Biographies

Олег Володимирович Котляр, Kharkiv State University of Food Technology and Trade Str. Klochkivska, 333, Kharkiv, Ukraine, 61051

Applicant

Андрій Богданович Горальчук, Kharkiv State University of Food Technology and Trade Str. Klochkivska, 333, Kharkiv, Ukraine, 61051

Candidates of Technical Sciences, Associate Professor

Ольга Олексіївна Гринченко, Kharkiv State University of Food Technology and Trade Str. Klochkivska, 333, Kharkiv, Ukraine, 61051

Doctor of Technical Sciences, Professor

References

  1. Іноваційні технології виробництва харчової продукції масового споживання [Текст] : монографія / за заг. ред. П. П. Пивоварова. – Х. : ХДУХТ, 2011. – 444 с.
  2. Milner, J. A. Functional foods and health: a US perspective [Text] / J. A. Milner // British J. Nutrition. – 2002. – Vol. 88. – P. 151–158.
  3. Калашников Г. В. Ресурсосберегающие технологии пищевых концентратов [Текст] / Г. В. Калашников, А. Н. Остриков. – М. : ДеЛи принт, 2001. – 356 с.
  4. Юрченко, Н. А. Растительно-белковые концентраты и продукты на их основе [Текст] / Н. А. Юрченко // Вестник КрасГАУ. – 2007. – № 4. – С. 226–227.
  5. Malysa, K. Relationship between foam stability and surface elasticity forces: Fatty acid solutions [Text] / K. Malysa, R. Miller, K. Lunkenheimer // Colloids Surf. – 1991. – № 53. – Р. 47–62.
  6. De Mann, Y. M. Reology and Texture in Food Quality [Text] / Y. M. De Mann. – The AVI Publisching Company, Inc., 1976. – 588 p.
  7. Scohorsh, C. Phase behavior of pure micellar caseinк – carrageenan systems in milk salt ultrafiltrate [Text] / C. Scohorsh, M. G. Janes, I. T. Norton // I I Food Hydrocoll, 2000. – № 14. – P. 347–358.
  8. Kerstens, S. Influence of ionic surfactants on the microstructure of heat-set-lactoglobulin-stabilized emulsion gels [Text] / S. Kerstens, C. Mugnier, B.S. Murray, E. Dickinson // Food Biophysics. – 2006. – № 1 (3). Р. 133–143.
  9. Krog, N. Food emulsifiers and their chemical and physical properties. In Food Emulsions [Text] / N. Krog, S. E. Friberg, K. Larsson // New York : Marcel Dekker. – 1997. – Part 4. – P. 141–187.
  10. Горальчук, А. Б. Технологія десертів молочних із використанням карагінанів [Текст] : монографія / А. Б. Горальчук та ін. – ХДУХТ, 2013 – 122 с.
  11. Гинзбург, А. С. Основы теории и техники сушки пищевых производств [Текст] / А. С. Гинзбург. – М. : Пищевая промышленность, 1993. – 528 с.
  12. Товма, Л. Ф. Стабілізація структури повітряно-горіхових напівфабрикатів поверхнево-активними речовинами [Text] / Л. Ф. Товма, А. Б. Горальчук, О. О. Гринченко // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2014 – Т. 1, № 10 (67). – С. 48–53.
  13. Котляр, О. В. Дослідження піноутворюючої здатності білоквмісної молочної сировини та поверхнево-активних речовин в технології сухого збивного напівфабрикату [Text] : Зб. наук. пр. / О. В. Котляр, А. Б. Горальчук, О. О. Гринченко // Прогресивна техніка та технології харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі. – 2013. – Вип. 2 (14). – С. 3–9.
  14. Белов, В. В. Напитки и десерты со стабилизационными системами [Текст] / В. В. Белов, A. B. Носков // Молочная промышленность. – 1994. – № 1. – С. 28–29.
  15. Шевченко, А. Г. Влияние стабилизирующих систем на структурообразование молочных десертов [Текст] / А. Г. Шевченко, Н. И. Дунченко, Е. Н. Леонова, Э. С. Токарев // Молочная промышленность. – 1997. – №8. – С. 20–21.
  16. Pyvovarov, P. P. (2011). Inovacijni tehnologii vyrobnyctva harchovoi produkcii masovogo spozhyvannja. Harkiv, 444.
  17. Milner, J. A. (2002). Functional foods and health: a US perspective. British J. Nutrition, 88, 151–158.
  18. Kalashnikov, G. V., Ostrikov, A. N. (2001). Resursosberegajushhie tehnologii pishhevyh koncentratov. Moskva, 356.
  19. Jurchenko, N. A. (2007). Rastitel'no-belkovye koncentraty i produkty na ih osnove. Vestnik KrasGAU, 4, 226–227.
  20. Malysa, K., Miller, R., Lunkenheimer, K. (1991). Relationship between foam stability and surface elasticity forces: Fatty acid solutions. Colloids Surf., 53, 47-62.
  21. De Mann, Y. M. (1976). Reology and Texture in Food Quality. The AVI Publisching Company, Inc., 588.
  22. Scohorsh, C, Janes, M. G. (2000). Phase behavior of pure micellar caseinк – carrageenan systems in milk salt ultrafiltrate. Norton I.T.I I Food Hydrocoll, 14, 347–358.
  23. Kerstens, S., Mugnier, C., Murray, B. S. (2006). Dickinson E. Influence of ionic surfactants on the microstructure of heat-set-lactoglobulin-stabilized emulsion gels. Food Biophysics, 1 (3), 133–143.
  24. Krog, N. Friberg, S. E., Larsson, K. (1997). Food emulsifiers and their chemical and physical properties. In Food Emulsions. New York: Marcel Dekker, 4, 141–187.
  25. Goralchuk, A. B. (2013). Tehnologija desertiv molochnyh iz vykorystannjam karaginaniv : monografija. Harkiv, 122.
  26. Ginzburg, A. S. (1993). Osnovy teorii i tehniki sushki pishhevyh proizvodstv. Moskva, 528.
  27. Tovma, L. F., Goralchuk, A. B., Grynchenko, O. O. (2014). Stabilizacija struktury povitrjano-gorihovyh napivfabrykativ poverhnevo-aktyvnymy rechovynamy. Eastern-European Journal of Enterprise Techologies, Vol. 1, № 10 (67), 48–53.
  28. Kotlіar, O. V., Goralchuk, A. B., Grynchenko, O. O. (2013). Doslidzhennja pinoutvorjujuchoi zdatnosti bilokvmisnoi molochnoi syrovyny ta poverhnevo-aktyvnyh rechovyn v tehnologii suhogo zbyvnogo napivfabrykatu. Harkiv, 2 (14), 3–9.
  29. Belov, V. V., Noskov, A. B. (1994). Napitki i deserty so stabilizacionnymi sistemami. Molochnaja promyshlennost', 1, 28–29.
  30. Shevchenko, A. G., Dunchenko, N. I., Leonova, E. N., Tokarev, Je. S. (1997). Vlijanie stabilizirujushhih sistem na strukturoobrazovanie molochnyh desertov. Molochnaja promyshlennost', 8, 20–21.

Published

2014-06-20

How to Cite

Котляр, О. В., Горальчук, А. Б., & Гринченко, О. О. (2014). Influence of formulation ingredients of dry fat semi-finished products for whipping on mechanical strength of foam masses. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(10(69), 45–49. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24662

Issue

Section

Technology and Equipment of Food Production