1.2 technologia i analiza margaryny


3.2. Technologia i analiza margaryny

Anna Żbikowska, Krzysztof Krygier

Podstawy teoretyczne Wprowadzenie

W drugiej połowie XIX wieku Napoleon III ogłosił konkurs na tłuszcz tań­szy i trwalszy od masła. Jego wynalazca miał otrzymać 100 000 ówczesnych [franków w złocie, co dziś odpowiada około 2 min euro. Konkurs wygrał i nagro­dę odebrał francuski chemik z Paryża Hippolyte Mege-Mouries, opracowując fw 1869 roku metodę otrzymywania oleomargaryny (z greckiego: margaro - per­ła) z łoju wołowego i mleka.

W pierwszym okresie produkcji margaryna była pod każdym względem podobna do masła, z czasem stała się rozpoznawalna przez konsumentów jako odrębny produkt i używana ze względu na swoje nowe właściwości użytkowe i pywieniowe. Dotyczyło to szczególnie stosowanych tłuszczów zwierzęcych, tktóre zostały zastąpione przez różne tłuszcze roślinne.

lifffl&ny w składzie margarynyzwiązane są również z zapotrzebowaniem na produkty o ściśle ^preeyzowahym przebaczeniu: do smarowania (szczegól­nie po wyjęciu z lodówki), smażenia, pieczenia, również margaryna stosowana w innych branżach przemysłu spożywczego, na przykład: ciastkarstwo, cukier­nictwo, produkcja lodów.

Nrednića!kropli fazy wfodnej [jim]

Udział w emulsji [%]

1-5

i.^95-

5-10

około 4

10-20

<1

Źródło: Klukowski 1976.

1 Margaryna jest emulsją rafinowanych jadalnych tłuszczów lub mieszanin tłuszczów roślinnych i zwierzęcych (niekiedy rybich) / wodą bądź mlekiem oraz podatkiem związków p'alśftojącydL cechy semoiyczne, wartość żywieniową i prwałość produktu. Margaryna jest.emulsją wody w oleju (w/o). Przez defini- cjęlemułsji rozumiemy jednorodny układ dyspersyjny dwóch niemieszających sięRrsófeą cieczy Jedna z tych cieczy występuje w postaci drobnych, oddziel­nych kuleeeek i stanowi tak zwaną fazę zdyspergowan ą, aozproszoną albo we- wnęfeną, natomiast druga ciec/, w której Xawjea 3.5. Dyspersja wody w dobrej emulsj i są Uwieszone/kńleczki, nosi nazwę fazy margarynowe] dyspergującej, ciągłej- albo zewnętrznej.<-1 Wilkszość kropelek fazy wodnej margaryn ny ma średnice kilku mikrometrów, a ich liczba wynosi 10 20 min wig produktu. w tabeli 3.5 przedstawiono typowe spek­trum dyspersji wody w dobrej margarynie,to znacź^Sbafakteryzujsię dobrymi walorami serisorycznymi i dużątrwa- łościąemulsji.

Według obowiązujących dzisiaj przepisów margaryna to produkt w formie stałej^miękkiej emu!śj.i, zasadniczo typu woda;w oleju, pozyskiwana ze stałyth j/lub płynn^fch tłuszczów roślinnych i/lub zwierzęcych nadających się do spo^j życia prze& człowieka, o zawartości tłuszczu raleczofgo nie większej niż. Zgodnie z dyj^fe^yWąUnii Europejskiej nr 2991/94 z dnia 5 grudnia 1994 rokjl margaryna obstała podzielona w -zależności od zawartości tłusziMi naL:

Określenie „substancje do smarowaniaffjest tłumaczeniem angielskiego sło­wa spreads z Oryginału powyższej dyrektywy.

Składniki margaryny

Składniki margaryny zostały podzielone na dwie grupy — fazę tłuszczową (tzw. osnowa margarynowa) i fazę wodną.

Fazę tłuszczową margaryny (osnowę) tworzy na ogół mieszanina olejów ciekłych i tłuszczów stałych wraz z rozpuszczonymi w nich dodatkami. Stosunek olejów ciekłych do tłuszczów stałych jest zmienny i zależy od rodzaju margary­ny, właściwości osnowy tłuszczowej, warunków klimatycznych i od pory roku. Zawartość olejów ciekłych w osnowie może wynosić nawet 80%.

Najczęściej stosowane oleje ciekłe to oleje rafinowane (patrz rozdz. 3.1) -m w Polsce przede wszystkim rzepakowy oraz słonecznikowy i sojowy. Jak wia­domo, są one bogatym źródłem wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, w tym niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT). Ma to szcze­gólnie duże znaczenie ze względów żywieniowych. NNKT między innymi obni- żająpoziom cholesterolu we krwi, a tym samym zmniejszają ryzyko wystąpienia chorób związanych z niedokrwieniem mięśnia sercowego, sprzyjają naturalnym mechanizmom odpornościowym. Margaryna w swym składzie może zawierać nawet 60% NNKT, natomiast dla porównania masło zawiera ich jedynie 3%. Ponadto margaryna jako zasadniczo produkt czysto roślinny praktycznie nie za* wiera cholesterolu.


Najczęściej wykorzystywanym w produkcji margaryny tłuszczem stałym jest uwodorniony („utwardzony") olej rzepakowy, sojowy lub palmowy. W pro­cesie uwodornienia zostają wysycane wodorem wiązania nienasycone w łańcu­chu kwasów tłuszczowych i w efekcie z oleju ciekłego uzyskuje się tłuszcz stały. Proces technologiczny polega na mieszaniu tłuszczu w temperaturze 180-200°C przez kilka godzin przy nadciśnieniu wodoru. Katalizatorem procesu jest nikiel (dziś najczęściej na nośniku), który oddziela się po zakończeniu procesu przez fil­trację. Proces uwodornienia prowadzi do głębokich zmian w chemicznej budowie oleju, a w konsekwencji w jego cechach fizycznych oraz wartości żywieniowej. W trakcie procesu zachodzi izomeryzacja geometryczna polegająca na zmianie konfiguracji przestrzennej wiązań podwójnych i prowadząca do przechodzenia aktywnych biologicznie form cis w formę trans, będącą jedynie źródłem energii. Izomery trans są niekorzystne ze względów żywieniowych, ponieważ, podobnie jak kwasy tłuszczowe nasycone, podnoszą stężenie cholesterolu we krwi. Z tego powodu obecnie coraz częściej produkuje się margarynę - szczególnie tak zwaną kubkową - praktycznie bez izomerów trans. W tym przypadku stosuje się naj­częściej tak zwaną stearynę palmową, czyli stałą frakcję oleju palmowego.

Powyższe tłuszcze poddaje się bardzo często procesowi przeestryfikowania. Następuje w nim wymiana reszt kwasów tłuszczowych w cząsteczkach triacy- logliceroli. W efekcie nie zmieniając niczego w składzie kwasów tłuszczowych (nie tworzą się izomery trans), uzyskuje się inny tłuszcz. „Inny", czyli z inną -strukturą krystalizacyjną, a w efekcie bardziej plastyczny i smarowny, jak rów­nież mogący utrzymać w swej strukturze bardzo dużą ilość oleju ciekłego (nawet do 82%), uzyskując korzystną żywieniowo margarynę o bardzo dużej zawartości fNNKT.

Do fazy tłuszczowej margaryny wprowadza się następujące dodatki roz­puszczalne w tłuszczach:

^■Lecytyna (322) - najczęściej sojowa rzadziej rzepakowa, głównie jako czyn- K nik przeciwrozpryskowy, ale również smakowy i dyspergujący.

■ Przeciwutleniacze - stosowane w celu zahamowania niekorzystnych zmian oksydacyjnych, czego efektem jest przedłużenie okresu przydatności do spo- I życia. Przeciwutleniacze najczęściej stosuje się w margarynie o dużej zawar­tości NNKT.

Faza wodna margaryny składa się z wody, mleka lub obu tych składników! oraz dodatków rozpuszczalnych w wodzie.

Ilościowo podstawowym składnikiem jest woda, najczęściej z różnorodnymi! dodatkami mlecznymi: ukwaszone mleko, jogurt, serwatka, które mają istotny] wpływ na właściwości smakowo-zapachowe margaryny. Do margaryny dodawa­ne są również aromaty najczęściej naturalne lub identyczne z naturalnymi.

Sól kuchenna i kwas cytrynowy są stosowane głównie jako dodatki smako­we. Ponadto kwas cytrynowy pełni rolę regulatora kwasowości, wpływając na trwałość mikrobiologiczną produktu. Do margaryny mogą być dodawane także środki konserwujące, jak kwas sorbowy (E 200) lub benzoesowy (E 210), lub ich sole. Wobec faktu, że współczesne rodzaje margaryny są w zasadzie steryłj ne, konserwanty te są bardziej potrzebne już po otwarciu i długim użytkowaniu przez konsumentów.

Do fazy wodnej w margarynie niskokalorycznej dodawane mogą być ponad­to białka mleka oraz niektóre hydrokoloidy, szczególnie alginian sodu (E 401), który wspomaga emulgowanie oraz wzmacnia strukturę margaryny.

Produkcja margaryny

Technologia produkcji margaryny jest procesem ciągłym i w pełni zautomat tyzowanym, obejmującym następujące etapy:

    1. Zestawienie składników margaryny - odbywa się przy użyciu wielogłowi­cowej pompy dozującej, która w sposób automatyczny pobiera poszczegól­ne składniki zgodnie z zadaną recepturą. W stosunku do wcześniejszego,: ręcznego odważania składników, gwarantuje zarówno higieniczne, jak i pre-l cyzyjne ich odmierzanie.

    2. Pasteryzacja emulsji - dziś w produkcji margaryny jest stosowana powszech­nie. Tym samym przyczynia się do wzrostu bezpieczeństwa mikrobiologicz­nego produktu.

    3. Zestalanie emulsj i margarynowej - odbywa się w schładzaczu rurowym, daw­niej nazywanym rotatorem (rys. 3.2). Spasteryzowana i schłodzona wstępnie emulsja o temperaturze 30-34°C zostaje przepompowana pod ciśnieniem do schładzacza. Jest on od zewnątrz chłodzony amoniakiem o temperaturze -20°C, wewnątrz zaś obraca się (kilkaset obr/min) wał ze skrobakami, któ­re usuwają zestalającą się emulsję margarynową jednocześnie intensywnie mieszając składniki margaryny. Zwykle emulsja margarynowa przechodzi przez trzy takie schładzacze.

    4. Uplastycznianie margaryny - wstępnie zestalona emulsja margarynowa jest następnie przekazywana do urządzeń działających na różnych zasadach, ale służących temu samemu celowi: maksymalnemu rozbiciu kryształów zesta­lonego tłuszczu dzięki, czemu uzyskuje się ostatecznie, gładką i smarowną konsystencję margaryny.

izolacja

0x01 graphic

Rysunek 3.2. Schładzacz rurowy (Źródło: Opracowanie własne.

    1. Pakowanie margaryny - margaryna do smarowania (z dużą zawartością ole­jów ciekłych) pakowana jest w kubki z tworzyw sztucznych, zwykle z poli­propylenu (PP). Margaryna kostkowa zawierająca więcej tłuszczów stałych jest pakowana na ogół w folie aluminiowe laminowane papierem pergami­nowym.

    2. Rekrystalizacja - bardzo intensywne uplastycznianie margaryny kubkowej powoduje, że w momencie pakowania ma ona bardzo luźną, kremową kon- systencję. Z tego powodu nie może być kierowana bezpośrednio do dystry­bucji (groziłoby to deformacją i uszkodzeniem opakowań), ale jest pozosta­wiana na 24 godziny w celu częściowej rekrystalizacji, czyli odtworzenia struktury krystalicznej margaryny.

[Zastosowaniu margaryny

Margaryna ma niezwykle szerokie zastosowanie - od najbardziej popularne­go smarowania pieczywa, poprzez margarynę do pieczenia czy innych zabiegów kulinarnych, aż po różnorodne zastosowanie przemysłowe w wielu branżach przemysłu spożywczego.

Margaryna kubkowa jest zasadniczo przeznaczona do smarowania pieczy­wa. Charakteryzuje się na ogół wysoką wartością żywieniową: dużą zawartością olejów ciekłych, a co za tym idzie - niezbędnych nienasyconych kwasów tłusz­czowych, brakiem cholesterolu i często małą (40%), a nawet bardzo małą (20%) zawartością tłuszczu. Dodatkowo margaryna ta ma bardzo dobrą smarowność, szczególnie w niskiej temperaturze. Margaryna ta może być również, z wyjąt­kiem niskotłuszczowej, stosowana do innych celów kulinarnych.

Margaryna kostkowa o twardej konsvstetH.il jest zasadniczo przeznaczona do rozlicznyęfa-zabiegów kulinarnych,, takich jak smażenie (najlepiej jednorazo­we), szeroko-pjzumiane pieczenie czy prodiAilltsfcrUipw. Niektóre lSiii mar~ garyny są ukierunkowane na konkretne zastosowanie, na przykład do pil|zerjiJ ciast.

Margaryna ciekła jest zasadniczo przeitłliiitea do smażenia: Jej #3wM zaletą jest korzystny skład żywieniowy, gdyż część tłuszczowa to;w ponad 90% oleje ciekłe,:

Margaryna przemysłowa to produkt przeznaczony dla innych branż prze­mysłu spożywczego, Margaryna taka (podobnie jak czyste tłuszcze) ma bardzaj szerokie zastosowanie między innymi w piekarstwie, ciastkarstwie, cukierni­ctwie, produkcji lodów, kremów, koncentratów spożywczych. Zasadniczo roz­różnia się tu dwie kategorie margaryny - uniwersalną ogólnego przeznaczeniaJ lub o specyficznym składzie^ nakierowaną na konkretne produkty, na przykład margaryna do ciast francuskich. ?

Miksy (mixy) to "mieszanki tłuszczów roślinnych ze zwierzęcymi. Wyróżnia się tu dwie grupy tych produktów - margaryna z dodatkiem masła, zasadniczo w celti polepszenia smaku, lub masło z dodatkiem olejów roślinnych, zasadniczo w celu polepszenia wartości żywieniowej i polepszenia smarowności, ale rów­nież (lub przede wszystkim) obniżenia ceny.

Margaryna funkcjonalna (prozdrowotna) to margaryna zawierająca składniki zmniejszające ryzyko pewnych chorób. Najbardziej znana to margał ryna ze stanolami lub sterolami obniżająca poziom cholesterolu we krwi, a tym samym zmniejszająca ryzyko chorób układu krążenia.

Część praktyczna

Celem części praktycznej jest zapoznanie studentów z procesem produkcyj­nym, właściwościami, wymaganiami jakościowymi oraz podstawowymi meto­dami oceny margaryny.

Zakres obejmuje następujące zadania:

      1. Otrzymanie w warunkach laboratoryjnych kilku rodzajów margaryny róż-' niących się przede wszystkim zawartością i charakterystyką tłuszczu, jak również innych składników, na przykład emulgatorów, barwników czy aro­matów.

      2. Przeprowadzenie oceny sensorycznej margaryny otrzymanej w laborato-j rium oraz margaryny handlowej, porównanie wyników oceny i wyciągnię­cie wniosków.

      3. Przeprowadzenie podstawowej analizy fizykochemicznej margaryny han­dlowej i porównanie otrzymanych wyników z zaleceniami normy.


Otrzymywanie margaryny w warunkach laboratoryjnych

Każdy zespół wytwarza margarynę, stosując przykładowe receptury (tab. 3.6),

według następującego schematu:

Tabela 3.6. Przykładowe receptury margaryny [g na 100 g produktu]

Składniki

Typ margaryny

I

II

m

IV

[Tłuszcze stałe

25

30

57

20

Oleje ciekłe

58

53

25

30

Emulgator*

0,5

-

0,3

0,7

(Lecytyna

0,2

[Barwnik

2 krople

fAromat

1 kropla

Sól kuchenna

szczypta (0,15)

[Cukier

0,2

1 Kwas cytrynowy

0,05

| Mleko/woda

dopełnić do 100 g

| Witaminy

0,002-0,003

rZastosować odpowiedni emulgator w zależności od zawartości tłuszczu w margarynie. jŹródło: ZPT w Warszawie.

Ocena sensoryczna margaryny

Przy ocenie jakości margaryny ocena sensoryczna jest niezwykle ważnym elementem. Z tego względu istnieje odrębna norma, która szczegółowo podaje sposób przeprowadzenia takiej oceny Metoda ta polega na ustaleniu poziomu jakości każdej z cech (wyróżników) jakościowych, za pomocą wartości licz­bowych, według przyjętej w normie skali punktowej, oraz określeniu jakości całkowitej produktu na podstawie ocen cząstkowych. Skala ocen obejmuje 5 za­sadniczych poziomów jakości dla każdej z cech: 5 - bardzo dobra, 4 - dobra, 3 - dostateczna, 2 - niedostateczna, 1 - zła.

Sposób przeprowadzenia oceny. Należy ocenić jakość zarówno margaryny otrzymanej w laboratorium, jak i margaryny handlowej i wyciągnąć wnioski. W tym celu wytworzoną margarynę należy wyjąć z metalowego pojemnika na tackę, a z margaryny handlowej wykroić części o wymiarach około 4x2x1 cm i umieścić na osobnych oznakowanych płytkach Petriego. Ocenę wykonują wszyscy członkowie zespołów, składających się co najmniej z 3 osób. Ocenie podlegają następujące wyróżniki: smakowitość, barwa, konsystencja - rozpusz­czalność w ustach i smarowność.

Ocenę punktową poszczególnych cech należy przeprowadzić, opierając się na informacji zawartej w tabeli 3.7.

Ocenę smakowitości dokonać, biorąc pod uwagę zarówno typ, jak i pożąda­ny smak.

Ocenę barwy przeprowadzić na przekroju, biorąc pod uwagę jednocześnie odcień, intensywność i wyrównanie.

Ocenę konsystencji przeprowadzić oddzielnie - dla rozpływalności w us­tach oraz smarowności. Smarowność margaryny ocenić przez jej rozsmarowanie nożem na tekturze lub pieczywie. Powierzchnia margaryny powinna być wy­gładzona za pomocą nie więcej niż trzykrotnego pociągnięcia noża. W ocenie konsystencji należy stosować wyłącznie noty 1, 3, 5.

Wyznaczenie oceny ogólnej (jakości ogólnej) przeprowadzić po skomple­towaniu ocen wszystkich cech. Należy obliczyć średnie dla poszczególnych wyróżników z ocen wszystkich członków zespołu, a następnie pomnożyć przez współczynniki ważkości i zsumować uzyskane iloczyny. Współczynniki ważko­ści dla poszczególnych cech wynoszą:

Tak obliczona punktowa ocena ogólna odpowiada określonej jakości mar­garyny:

Ogólna ocena jest również niedostateczna, jeżeli dowolna cecha jakościowa oceniona była na poziomie niedostatecznym.


Techn^gia;itóiiiza,laa3^l*pf'' l-fl

Tabela MM S^ś;oryczna:oei6is^S^p|% W:śfeii 5-punktowej

Wyróżniki ...

Skala punktową

śjakęśti

5

4

3

1

'Smaków i tość

bardzo jBżą-

pożądana,

obojętna,

niepożądana.

bardzo nie-

dana, typowa,

typowa, przy­

typowa, słabo

nietypowa,

pożądana,

zdecydowanie

jemna o umiar­

wyczuwal­

bez smaku lub.

przyjemna.

kowanym

na lub zbyt

wyraźnie prze-

smak zdecydo­

harmonijna

ińteiSywna,

aromatyzowa-

wanie kwaśny,

o umiarjtelia-

stym aromacie,

nieco niety­

na, smakjełkij ;

zjełczały, pleś­

nym nasileniu

słabym smaki!

pową, bez

przypalony,

niowy. si^ehły, -

lecytynowym,

smaku lub

zbyt słodki,

obcy

słodkawym lub

o zbyt silnym

mo@iy smak

lekko kwaś-

aromacie,

lecytyny, meta­

Ł- "i

smaku kwaś­

liczny, obcy

nym, olej GS

wym, lekko

przypalonym,

lecytyno­

wym, słod­

kim

Barwa

kremowa,

kremowożółta,

żółta, biaława

wyraźnie żółta

intensywnie

całkowicie

lub z lekkim

lub o odcieniu

żółta lub o od­

wyrównana

odcieniem

różowym albo

cieniu szarym,

różowym,

zielonkawym,

liczne plamy,

pojedyncze

białe smugi,

cętki lub smugi

białe plamy,

cętki lub pla­

cętki lub

my

smugi

p||l|fysteBija:

natychmia­

nieco opó^-

zdecydowanie

stowa

rtiońa --

opóźniona

w ustach

H^., smarow-

daje się łatwo

nieco za

: trudno daje się

jfe.WSĆ

miękka lub

rozsmarować

nie za rffllgkka;

za

powierzchnia ■

■f

sic, ppmerzch-

gładka, błysz­

IffiteiMe-

cząca, jednór :

jednorostna,

rodna

"śAs^s .r

pgfiffiillL^

Kodie: fB-A-86936:1997.


Przykład obliczenia oceny ogólnej (ocenę przeprowadził zespół 4-oso- bowy): Ocena ogólna

4,4 • 0,7 + 4,5 • 0,1 + 4,0 • 0,1 + 4,4 • 0,1 = 4,4 punktu Z tego wynika, że jakość przykładowej margaryny została oceniona jako dobra.

Oznaczenie temperatury poślizgu

Oznaczenie to jest najprostszym sposobem oceny konsystencji margaryny. W temperaturze poślizgu nasycony roztwór chlorku sodu wypiera margarynę ze znormalizowanego, zanurzonego w nim metalowego pierścienia pomiarowego.

Pierścienie pomiarowe należy dokładnie napełnić tłuszczem przez wbicie ich w schłodzoną do temperatury +4°C margarynę. Usunąć nadmiar tłuszczu z obu stron, przymocować do termometru tak, aby znajdowały się na wysokości środka zbiorniczka z rtęcią po czym zanurzyć w zlewce z nasyconym roztwo­rem NaCl w temperaturze o 10°C niższej od przewidywanej temperatury pośliz­gu. Roztwór ogrzewać z szybkością nie wyższą niż 1°C na minutę. W momencie wypłynięcia tłuszczu zanotować temperaturę.

Analiza chemiczna osnowy tłuszczowej

W wydzielonej z emulsji margarynowej fazie tłuszczowej oznaczyć:

Wyodrębnienie fazy tłuszczowej przeprowadzić metodą wirówkową: około 50 g margaryny stopić w łaźni wodnej o temperaturze 50°C, odwirować, schło­dzić do zestalenia, w warstwie tłuszczowej zrobić dwa otworki i wylać fazę wod­ną. Pozostały tłuszcz stopić, dodać bezwodnego siarczanu sodu w celu osuszenia i przesączyć w temperaturze 50°C przez miękki sączek.

Wszystkie otrzymane wyniki należy umieścić w sprawozdaniu (w tabeli) i wyciągnąć wnioski.

Literatura

CHRYSAM M.M.: Margarines and spreads. [In:] Bailey's industrial oil and fat products.

Y.H. Hui (ed.). John Wiley and Sons, Inc., 1996. KLUKOWSKI A.: Produkcja margaryny. [W:] Poradnik inżyniera - przemysł tłuszczowy.

Praca zbiorowa. WNT, Warszawa 1976,282-289. NIEWIADOMSKI H.: Technologia tłuszczów jadalnych. WNT, Warszawa 1993, 353-403. Prawda o tłuszczach. J. Gawęcki (red.). Instytut Danone - Fundacja Promocji Zdrowego Żywienia, 1997, 17-24.

166

166

168 A. Żbikowska, K. Krygier

Technologia i analiza margaryny 169

174 A. Żbikowska, K. Krygier

Technologia i analiza margaryny 171


Wyszukiwarka