Možnosti využití vybraných hydrokoloidů a směsí různých fosforečnanů při výrobě tavených sýrů

Ing. Gabriela NAGYOVÁ

Doctoral thesis

Possibilities of selected hydrocolloids and different phosphates application during processed cheese spread production

Abstract:

Cílem práce bylo studovat vliv různé koncentrace vybraných hydrokoloidů (alginát sodný, agar, kappa-karagenan, pektiny s různým stupněm esterifikace), vliv tavicích solí s různou délkou fosforečnanového řetězce a kombinací ternárních směsí fosforečnanových tavicích solí na texturní vlastnosti tavených sýrů. Předmětem studie byly také změny optické hustoty pro ověření hypotézy, podle které je možné texturní změny tavených sýrů v závislosti na použitých tavicích solích vysvětlit pouze s použitím údajů o intenzitě dispergace kaseinových proteinů v matrici jednotlivými fosforečnany. Tavicí soli pro výrobu modelových vzorků tavených sýrů a disperzí odtučněného mléka druhé části praktické disertační práce sestávaly ze sodných solí hydrogenfosforečnanu (P1; Na2HPO4), difosforečnanu (P2; Na4P2O7), trifosforečnanu (P3; Na5P3O10) a polyfosforečnanů s různou střední délkou řetězce ((NaPO3)n), kde n představuje střední hodnotu počtu fosforů lineárně vázaných v molekule 5, 9, 13, 20 a 28. Ternární směsi tavicích solí byly tvořeny kombinacemi P1:P2:Pn a P1:P3:Pn, vzniklo tak tedy 10 variant kombinací ternárních směsí tavicích solí. Z naměřených výsledků je patrné, že v případě narůstajícího přídavku hydrokoloidů došlo ke zvýšení hodnot tvrdosti tavených sýrů. V některých případech přídavků byla nalezena hraniční koncentrace, při níž došlo k výrazné změně trendu nárůstu hodnot tvrdosti. Tvrdost tavených sýrů se zvyšovala s narůstající délkou řetězce jednotlivě přidané fosforečnanové tavicí soli. Po přídavku ternárních směsí tavicích solí byl nalezen specifický poměr mezi hydrogenfosforečnanem a difosforečnanem sodným 1:1-3:4 (při obsahu polyfosforečnanů nižším než 60 %), který výrazně zvyšoval hodnoty tvrdosti tavených sýrů. Srovnáním polyfosforečnanů s různou délkou řetězce v ternárních směsích bylo zjištěno, že použitý typ polyfosforečnanu ovlivnil absolutní hodnoty tvrdosti, zejména při relativním obsahu polyfosforečnanu v ternárních směsích 20-50 %, přičemž s klesajícím počtem monomerů lineárně vázaných v polyfosforečnanu rostly absolutní hodnoty tvrdosti. Intenzivnější dispergace kaseinových bílkovin bylo dosaženo při použití tavicí soli s delším fosforečnanovým řetězcem a optická hustota klesala s nárůstem fosforečnanového řetězce a množstvím polyfosforečnanu v ternární směsi přidané do disperzí odtučněného mléka. Jelikož nedošlo k nalezení specifického poměru mezi hydrogenfosforečnanem a difosforečnanem sodným, který by výrazně snižoval hodnoty optické hustoty, jak tomu bylo u tavených sýrů, lze konstatovat, že procesy dispergace kaseinových bílkovin po přídavku tavicích solí nejsou pouze jediným faktorem ovlivňujícím texturní vlastnosti tavených sýrů.

Abstract:

The aim of this work was to study the effect of different concentrations of selected hydrocolloids (sodium alginate, agar, kappa-carrageenan pectins with different esterification degrees) and the effect of emulsifying salts with different chain length and combinations of ternary mixtures of phosphate emulsifying salts on the textural properties of processed cheese. The objects of this study were the changes of optical density to verify the hypothesis, according to which the textural changes of processed cheese depending on emulsifying salts used are possible to explain only with the data of casein dispergation intensity in matrix using individual emulsifying salts. The emulsifying salts for production of processed cheese model samples and model skim milk dispersions in the second part of practical work were composed of sodium salts of hydrogenphospate (P1; Na2HPO4), diphosphate (P2; Na4P2O7), triphoshpate (P3; Na5P3O10) and polyphosphates with different middle chain length ((NaPO3)n), where n indicates the middle value of phosphates amount linearly bound in molecule 5, 9, 13, 20 and 28. The ternary mixtures of emulsifying salts were formed by P1:P2:Pn and P1:P3:Pn combinations, therefore 10 combinations of ternary emulsifying salts mixtures were produced. The results indicate that with increasing hydrocolloids addition the hardness of processed cheese increased, although the trend of increase was not linear for all samples. In some cases of addition a marginal concentration was found, in which a noticeable change in hardness increase trend was observed. The hardness of processed cheese increased with increasing chain length of phosphate emulsifying salts addition. After an addition of ternary mixtures of emulsifying salts a specific ratio between hydrogenphosphate and diphosphate sodium was found - 1:1-3:4 (if the amount of polyphosphate was lower than 60%), which rapidly increased the hardness values of processed cheese. The comparison between polyphosphates with different chain length in ternary mixtures shows that the applied type of polyphosphate influenced the absolute values of hardness, especially if relative amount of polyphosphate was 20-50% and with decreasing amount of monomers linearly bound in polyphosphate increased the absolute hardness values. The intensive dispergation of casein proteins was gained if emulsifying salts with longer chain length were applied and the optical density decreased with increasing phosphate chain and amount of polyphosphate in ternary mixtures applied in skim milk dispersions. Because a specific ratio between hydrogenphosphate and diphosphate sodium which intensively decreased the optical density values like in processed cheese was not found, it can be stated, that casein dispergation processes after emulsifying salts addition are not the only factors, which influence textural properties of processed cheese.

Keywords

Tavený sýr, disperze odtučněné mlék, hydrokoloidy, tvrdost, optická hustota.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 9. 2014

Accessible from:: 2. 9. 2014

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Food Chemistry and Technology / Food Technology