Technology of flour confectionery products using emulsion obtained in conditions of cavitation processing

Abstract

The idea of using the cavitation energy in food industry appeared in the middle of the last century, but due to absence of efficient machineries and developed process theory this method was not used. The attractiveness of using the effects of cavitation in the food industry lies in the possibility of a significant intensification of such most labour and energy-consuming processes as grinding, homogenization, dispersion, emulsification of food disperse systems. Nowadays, lots of works all around the world are dedicated to this phenomenon. This scientific direction has gained it's actuality with the world rate technic development allowing to create the more powerful machineries, capable to processing large volume of liquid. The development of new researching method has made the problem of using the cavitation energy – which has both hydrodynamic and acoustic nature – more attractive. The advantages of using the effects of cavitation on food media have been presented. The expediency of using cavitation in various sectors of the food industry: baking industry, meat industry and dairy industry has been proved. Specific examples have been given and the prospects of using this type of influence have been shown to ensure the stability of food emulsions. This study has shown how the change in the type, intensity and duration of the cavitation processing makes it possible to control the quality of the emulsion, test and finished bakery confectionery products. The optimal parameters of intensity and duration of ultrasound exposure have been determined: Imax = 1.24·106 cm2·s–3, t = 7 minutes, during which the maximum dispersion of all three phases (S-L-G) has been provided and the stability of the emulsion structure has been improved, which is confirmed by a decrease in the amount of undissolved sugar and formed foam. It has been established that the physicochemical effect of high energies leads not only to a decrease in the entropy of the leading processes and technological systems in general, but also to an increase in production efficiency and quality stabilization of the finished product.

Идеи использования энергии кавитации в пищевой промышленности появились в научных кругах в середине прошлого столетия, но отсутствие эффективных аппаратов и разработанной теории процесса приводило к тому, что метод не использовался. Привлекательность использования эффектов кавитации в пищевой промышленности заключается в возможности значительной интенсификации таких наиболее трудо- и энергозатратных процессов, как измельчение, гомогенизация, диспергирование, эмульгирование пищевых дисперсных систем. Поэтому в настоящее время вопросам использования энергии кавитации посвящено множество работ во всем мире. Рассмотрены преимущества использования эффектов кавитации в пищевых средах. Показана целесообразность применения кавитации в различных отраслях пищевой промышленности: хлебопекарной, мясной, молочной. Приведены конкретные примеры и установлена перспективность использования данного вида воздействий для обеспечения устойчивости пищевых эмульсий. На примере мучных кондитерских изделий показано, каким образом изменение вида, интенсивности и продолжительности кавитационной обработки обеспечивает возможность управления качеством эмульсии, теста и готовых изделий. Определены оптимальные параметры интенсивности и продолжительности ультразвукового воздействия: Imax = 1,24·106 см2·с–3, t = 7 минут, в течение которых обеспечивается максимальное диспергирование трех фаз (Т-Ж-Г) и повышение стабильности структуры эмульсии, что подтверждается снижением количества нерастворенного сахара-песка и образовавшейся пены. Ожидаемые положительные эффекты связаны с физико-химическим воздействием высоких энергий, благодаря которым обеспечивается уменьшение энтропии ведущих процессов и технологических систем в целом, что, в свою очередь, способствует повышению эффективности производства и стабилизации качества готовой продукции.