VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Мороженое: есть или не есть?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шлёнкина П.А. 1

---

1МОУ "ГИМНАЗИЯ №5"

Фучеджи О.А. 1

---

1МОУ "ГИМНАЗИЯ №5"

Работа в формате PDF

1.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Мороженое является одним из самых любимых продуктов населения, особенно детей. Это объясняется не только высокими вкусовыми качествами, но и его пищевой и биологической ценностью. Мороженое содержит около 100 ценных для организма веществ: более 20 аминокислот белка, около 25 жирных кислот, 30 минеральных солей, 20 витаминов, а также очень важные для обмена веществ ферменты. Оно успокаивает нервную систему, поднимает настроение и позволяет лучше сосредоточиться. К мороженому можно подходить не только с потребительской, но и с исследовательской точки зрения, выбрав его в качестве объекта химического анализа.

Целью нашей работы является исследование химического состава мороженого и определение его химических характеристик.

Для достижения цели мы ставили следующие задачи:

• изучить технологию изготовления мороженого;

• определить химические характеристики мороженого разных видов (пломбир, шоколадное, ягодное);

• выявить пищевые добавки, входящие в состав мороженого;

выяснить, насколько полезен данный продукт.

Глава 1. Обзор литературы

История мороженого

Мы все привыкли, есть мороженое и, лакомясь им, наверное, никогда не задумываемся, а откуда собственно произошло это холодное лакомство? А между тем у этого лакомства очень давнее и занимательное прошлое.

История этого продукта уходит корнями в глубокую древность. В начале существовало то, что мы нынче называем сорбетом - замороженный фруктовый сок. Снег и фрукты – просто, как все гениальное. Еще за 3000 лет до новой эры в Китае смешивали фруктовые соки, кусочки апельсинов, лимонов и зернышки граната со снегом и льдом.

Затем холодное блюдо появилось на арабском Востоке, в Греции и Риме. В конце XIII века Марко Поло привез из очередного восточного путешествия рецепт удивительного десерта, и мороженое вошло в меню европейских королей. Рецепт приготовления мороженого приравнивался к государственной тайне, а само блюдо считалось чудесным и редким лакомством.

В 1649 году французский кулинар Жерар Тирсен придумал новый оригинальный способ приготовления мороженого с добавлением сливок и молока, и назвал его «неаполитанским мороженым». Так, после долгих лет царствования сорбета, родилось сливочное мороженое.

На Руси у мороженого была своя история. Со времён Киевской Руси подавали в качестве лакомства мелко наструганное замороженное молоко. При императоре Павле I мороженое всерьез обосновалось в России. С тех пор мы едим мороженое в любую погоду, и эта наша странность известна всему миру. Существует даже легенда о том, что Бисмарк, имея в виду Россию, как-то заметил: «Нельзя победить народ, который зимой ест мороженое».

Промышленное производство мороженого началось в XIX веке. Техника и технология промышленного производства мороженого постоянно совершенствовались. В ряде стран стали создаваться, специализированны фирмы по выпуску машин и оборудования для производства мороженого. По сей день мороженое остаётся излюбленным лакомством людей самого разного возраста и вкусов.

Мороженое делят на основные и любительские виды. К основным относят молочное, сливочное, плодово-ягодное, ароматическое, пломбир.

Молочное, сливочное мороженое и пломбир вырабатывают на молочной основе без наполнителей и с наполнителями (орехи, кофе, цукаты).

Плодово-ягодное мороженое изготовляют на плодово-ягодной основе, оно имеет следующий состав: массовая доля сахара – 27%, сухих веществ – 30%.

Приготовление смеси

Мороженого состоит из этапов подготовки водной фазы и смешения жировой фракции и сухих веществ смеси в потоке или периодическим способом. Для смешивания сырьевых компонентов при приготовлении смесей для мороженого используют универсальные теплообменные емкости, сыродельные ванны, ванны длительной пастеризации, резервуары для тепловой обработки молока и другое емкостное оборудование. Ванны, оборудованные рубашкой с паровым барботажем и качественным примешивающим устройством, можно использовать также для пастеризации и охлаждения смеси. Водную фазу смеси мороженого- молоко и/или воду предварительно подогревают до температуры +40-45°С, используя пластинчатые нагреватели или другое имеющееся теплообменное оборудование. Для выработки сухих веществ и жиров используют устройства типа диспергаторов. В зависимости от производительности участка подготовки смеси. используется соответствующее оборудование для автоматизации и упрощения процесса: После приготовления смесь фильтруют. Обычно используются двухсекционные емкостные фильтры. Процесс фильтрации принципиально необходим, т.к. последующее оборудование критично воспринимает присутствующие в смеси нерастворенные комочки сухих веществ, не говоря уже о мешковине и прочих производственной деятельности предприятия. Пастеризацию смеси на пластинчатой охладительной установке осуществляют при температуре 80-85°С с выдержкой в 50-60 сек. При пастеризации в емкостных теплообменных аппаратах периодического действия применяются следующие режимы: 68-72°С, выдержка 25-30 мин; 73-77°С,выдержка 15-20 мин; 83-87°С, выдержка 3-5 мин. Необходима для стабилизации эмульсии. Осуществляется при температуре близкой к температуре пастеризации. Чем больше массовая доля жира в смеси, тем меньше давление гомогенизации. При производстве мороженого рекомендуется использовать двухступенчатую гомогенизацию. В зависимости от вида смеси мороженого применяются следующие режимы гомогенизации - от 7до 12,5 МПа для первой ступени и 4,5-5,0 МПа - для второй ступени. Использование процесса гомогенизации смеси мороженого позволяет добиться требуемой степени взбитости и хорошей консистенции готового продукта. После гомогенизации происходит охлаждение смеси до +2-6°С. Для этой цели используют пластинчатые пастеризационно-охладительные установки, пластинчатые и кожух отрубные охладители, ВДП, сливкосозревательные ванны и др. Смесь охлаждают сначала проточной водой, затем ледяной водой с +1-2°Сили хладоносителем (рассолом) с t не выше -5°С. Смесь направляют в резервуары или сливкосозревательные ванны, где производят хранение при+4-6°С не более 24 час, при 0-4°С не более 48 час. Хранение является обязательной стадией технологического процесса только для смесей мороженого, приготавливаемых с использованием желатина (стабилизатора).Такие смеси требуется выдерживать при t не выше +6°С, 4-12 час. При фрезеровании смесь взбивается (насыщается воздухом), частично замораживается. Используются фрезеры непрерывного или периодического действия. Во фрезер смесь поступает с t +2-6°С, t мороженого на выходе должна быть не выше -3.5°С, за исключением мороженого, вырабатываемого с использованием эскимогенераторов. Взбитость мороженого составляет 40-60% взависимости от вида мороженого и используемого фрезера. После фрезерования мороженое сразу же в максимально короткий срок подвергается дальнейшему замораживанию (закаливанию). Фасованное мороженое закаливают в потоке воздуха в t от -25 до -37°С в специальных морозильных аппаратах, а также в металлических формах в эскимогенераторах.Температура мороженого после закаливания должна быть не выше -12°С.До закаливание производят в закалочных камерах или камерах хранения втечение 24-36 час. Закаленное мороженое помещают в камеру хранения.

Состав мороженого

Молочное мороженое, сливочное мороженое и пломбир принципиальных различий в составе сырья не имеют, их отличия — химический состав (массовая доля жира, массовая доля сухих веществ и т.д.). В состав мороженого согласно действующему сейчас ГОСТу 31457-2012 «Мороженое молочное, сливочное и пломбир» могут входить:

Молочные продукты (цельное молоко, сгущенное молоко, сливки, сухое цельное молоко, сухое обезжиренное молоко, сухая или сгущенная с сахаром пахта, сухая молочная сыворотка, сливочное коровье масло).

Куриные яйца или сухой яичный порошок.

Сахар, глюкоза или патока.

Наполнители для мороженого: овощи, фрукты и ягоды, а также пюре (варенье, джемы, повидло), соки или экстракты из них.

Твердые добавки: орехи, цукаты, мармелад.

Какао и его производные (шоколад, глазурь).

Мед.

Кукурузные хлопья.

Воздушный рис.

Кокосовая стружка.

Вафли, печенье, бисквит.

Топинги.

Кондитерские посыпки.

Кофе, чай.

Лимонная кислота.

Красители пищевые.

Ароматизаторы (в том числе ваниль или ванилин).

Стабилизаторы (импортные такие как кремодан, а также агар, желатин, мука, пектин).

Эмульгаторы.

Питьевая вода

Глава 2. Результаты исследования

2.1 Объект исследования

В результате долгих наблюдений за покупателями в магазине я обнаружила, что более обеспеченная часть населения смотрит на состав и выбирает более дорогой продукт, нежели экономящие. Поэтому, я решила исследовать разные типы мороженого и выявить, какое полезнее.

Объектом исследования были выбраны образцы различного вида мороженного. Образцы обозначили под номерами: объект 1, объект 2, объект 3, объект 4, объект 5, объект 6.

2.2 Органолептический метод

Качество продукта определяют органолептическим (исследование при помощи органов чувств) и физико-химическим способом. Органолептическая оценка не всегда позволяет определить натуральность мороженого, но она более доступна.

объект 1 - по текстуре: пенообразная масса розового цвета, очень хорошо ощущается малиновый вкус

объект 2 - творожистая невкусная масса, на языке ощущаются крупинки

объект 3 - имеет однородную структуру, очень сладкое и вкусное

4. объект 4 - мороженое имеет однородную массу со сладким привкусом

5. объект 5 - имеет однородную массу, вкусное

6. объект 6 - мороженое совпадает с цветом, заявленного вкуса, имеет однородную смесь.

2.3 Обнаружение белков в мороженом

В пробирку наливали 1 мл растаявшего мороженого и добавляли 5-7 мл воды, закрывали её пробкой и встряхивали. К 1 мл полученной смеси приливали 1 мл раствора NaOH и несколько капель 10%-ного раствора CuSO₄. Содержимое пробирки встряхивали. Появление ярко- фиолетового окрашивания, связанно с взаимодействием пептидных связей белковых молекул со свежеосажденным Cu(OH)₂ (биуретовая реакция).

Реакция имеет высокую чувствительность, поэтому даже при разбавлении белка 1 : 10 000 наблюдается положительный результат.

Полученные данные выявили, что белки содержат только образцы под номерами: 2, 4, 6 (рис. 2).

Рис. 2 Содержание белков в исследуемых образцах мороженого

2.4 Обнаружение остатков ароматических α-аминокислот

Помещали в пробирку 1 мл раствора, приготовленного в предыдущем опыте, и приливали к нему, соблюдая осторожность, 3-5 капель концентрированной азотной кислоты. Смесь нагревали. Появляется желтое окрашивание из-за нитрования остатков ароматических аминокислот (фенилаланин, тирозин и триптофан), образующих белки. После охлаждения добавляли к смеси 3-5 капель 25%-ного раствора аммиака. Происходило изменение цвета с желтого на оранжевый. Все исследуемые образцы показали положительный результат (рис. 3).

Рис. 3. Содержание остатков ароматических α-аминокислот

2.5 Обнаружение углеводов

Фильтровали 2 мл смеси, оставшейся после опыта 1, и добавляли к фильтрату 1 мл раствора NaOH и 2 - 3 капли 10% - процентного раствора CuSO₄. Пробирку встряхивали. Образуется ярко - синий раствор (качественная реакция на многоатомные спирты). Реакцию дают углеводы, входящие в состав мороженого, например лактоза и сахароза. Полученный раствор нагревали на спиртовке. Дисахарид лактоза, содержащийся в молоке, в альдегидной форме окисляется Cu(OH)₂ с образованием различных продуктов окисления и деструкции. Гидроксид меди (II) при этом восстанавливается до оранжевого CuOH, который затем разлагается до Cu₂O красного цвета. В ходе реакции может образоваться и медь («медное зеркало»). Полученные данные показали низкое содержание углеводов в образцах №1, №3 (рис. 4).

Рис. 4. Содержание углеводов в мороженом

В плодово-ягодное мороженое добавляют сахарозу. В пробирку наливали 1 мл такого мороженого и 1 мл раствора NaOH. Затем приливали 2 капли 10% раствора CuSO4. Должны наблюдать ярко-синее окрашивание. Исследуемый объект, малиновый сорбет, окрасился в тёмно-серый цвет (рис. 5).

Рис. 5. Содержание сахарозы в малиновом срорбете

2.6 Обнаружение крахмала в вафельном стаканчике из - под мороженого

Брали вафельный стаканчик и капали на него 1 – 2 капли спиртового раствора йода. Появлялось темно – фиолетовое окрашивание – качественная реакция на крахмал. Полученные данные показали содержание крахмала в рожках исследуемых образцах №3,5,6 (рис. 6). Также раствор йода капали на мороженное и фиолетового окрашивания не наблюдалось.

Рис. 6. Содержание крахмала в мороженом

2.7 Изменение цвета красителей, входящих в состав мороженого

В две пробирки помещали по 1 мл мороженого с красителем. В одну из них приливали 1 мл раствора NaOH, в другую – столько же раствора H₂SO_4. Отмечали, изменят ли краситель цвет в зависимости от среды. В результате исследования малиновый цвет сорбета в щелочной среде поменял свою окраску на зелёный рН 9-10 (рис. 7).

Рис. 7 Изменение цвета красителей, входящих в состав мороженого

2.8 Обнаружение лимонной кислоты

Помещали 1 каплю мороженого на индикаторную бумагу. По изменению окраски индикатора определяем кислую реакцию среды, в нашем случае это рН 2. Когда мы добавили в пробирку насыщенный раствор пищевой соды, наблюдали появление пузырьков, что свидетельствует о наличии углекислого газа (рис. 8).

Рис. 8 Содержание лимонной кислоты

Используя вышеописанную методику, мы получили следующие результаты:

Выводы

В результате биуретовой реакции на белки мы обнаружили их в мороженом. Больше всего белков приготовленным на молочной основе мороженом. Не содержится белков в объекте 3;

Ксантопротеиновая реакция помогла нам обнаружить остатки ароматических α – аминокислот, которые содержатся во всех исследуемых образцах;

В результате окисления моно- и дисахаридов, содержащихся в молоке, больше всего углеводов содержится в объектах 4 и 6. Самые низкие показатели у объектов 1 и 2;

Окрашивание индикатора и появление пузырьков углекислого газа (СО₂)говорит о том, что в плодово-ягодном мороженом содержится лимонная кислота;

Появление темно – фиолетового окрашивания подтверждает наличие крахмала в вафельных стаканчиках мороженого.

Список использованной литературы

1. https://sweetcold.ru/proizvodstvo-morozhenogo/iz-chego-delayut-morozhenoe.html.

2. sportal.ru/ap/library/drugoe/2014/02/26/morozhenoe-i-e.

3. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991.

4. Фримантл М. Химия в действии. – М.: Мир,1991.

5. https://zen.yandex.ru/media/id/595bcdf98146c14bcd82169c/iz-chego-delaiut-plombir-po-gostu-5b221db3581669db86d329b9.