Технология производства и товароведная оценка разных сортов мармелада

p> Условия образования пектинового студня зависят в основном от структуры пектина, от содержания влаги в растворе, рН среды и температуры.
Вода, как правило, обеспечивает полную растворимость пектина, и для образования пектинового студня необходимо разбавить ее каким-либо
«нерастворителем» или плохим растворителем. Таким нерастворителем в условиях мармеладного производства является сахар. По данным других исследователей, сахар является дегидратирующим веществом, способствующим созданию необходимой концентрации пектина для перевода его из золя в гель.

Студнеобразующая сила пектина зависит, прежде всего, от энергии взаимосвязи его молекул, а также от количества сахара, введенного для уменьшения энергии сольватации.

Характеристикой студнеобразующей способности пектина является количество сахара, необходимое для застудневания определенного количества
1%-ного раствора пектина при прочих равных условиях. Показателем студнеобразующей способности пектина является количество пектина, которое должно быть введено в сахарный сироп определенной концентрации для получения студня данной концентрации. Чем «сильнее» пектин, тем больше сахарного сиропа он может связать, поэтому концентрация сильного пектина в студне ниже, чем слабого. При хорошем фруктовом пюре, содержащем сильный пектин, каркас студня укрепляется, а от избытка сахара студень становится твердым.

Студнеобразующая способность пектина зависит от его молекулярной массы или степени полимеризации его молекул, а также от химических особенностей его молекул или от содержания в молекуле свободных карбоксильных групп и степени замещения их водородов теми или иными катионами.

Желирующая способность пектина проявляется в кислой среде, и присутствие кислоты имеет большое значение для процесса студнеобразования пектина. Как известно, кислота в определенных количествах ускоряет процесс студнеобразования, однако ее роль в этом процессе пока недостаточно изучена.

Пектиновые кислоты, находящиеся в пектиновом комплексе фруктово- ягодного пюре, содержат наряду с метоксилированными карбоксильными группами, определенное количество карбоксильных групп, в которых водород замещен ионами металлов из золя пюре. Эти соли пектиновых кислот не участвуют в процессе студнеобразования. Кислота, вводимая в студнеобразующий раствор, вытесняет пектиновые кислоты из их солей, в результате чего свободные пектиновые кислоты получают способность к образованию пектинового студня. Количество кислоты, необходимой для студнеобразования, зависит от природы кислоты, от количества и качества пектина и от содержания сахара в мармеладной массе. Следует отметить, что в условиях мармеладного производства количества кислоты, содержащегося в яблочном пюре из зимних сортов яблок, бывает, как правило, достаточно для образования прочного студня.

Мармеладный студень получается из водных растворов пектина при условии, если в растворе содержится определенное количество пектина, сахара и кислоты при рН 2,8—3,2. В мармеладном производстве возможны различные соотношения сахара, пектина и кислоты. Для образования студня необходимо
0,8—1,2% пектина, 0,8— 1% кислоты (в пересчете на яблочную) и 65—70% сахара. Желирующее яблочное пюре содержит примерно 1,1 1,2% пектина,
0,6—1,0% кислоты (в пересчете на яблочную), 6—10% сахара и около 85—90% воды. Пектина и кислоты в пюре вполне достаточно для образования мармеладного студня, тогда как сахара не хватает, а воды излишек. Поэтому в процессе производства к яблочному пюре добавляется сахар в отношении: 1 часть сахара на 1 часть пюре.

При указанных соотношениях пюре и сахара, т. е. при загрузке 100 частей пюре и 100 частей сахара и содержании пектина и кислоты в пюре по
1%, содержание пектина в рецептурной смеси составит 0,5%, содержание кислоты—0,5%. Этого количества пектина и кислоты недостаточно, но при уваривании смеси до содержания влаги 30% вместо имеющихся 45% содержание пектина в мармеладном студне возрастает до 0,8% и кислоты до 0,8%, что вполне достаточно для образования желе.

В зависимости от содержания пектина в пюре и его качества соотношение пюре и сахара может колебаться в небольших пределах. На 1 часть пюре добавляют 0,8—1,2 частей сахара. Указанное соотношение зависит не только от содержания пектина в пюре, но и от количества кислоты. Некоторое влияние на рецептуру оказывает содержание в пюре дубильных веществ, золы и других веществ. Обычно наряду с определением содержания пектина в пюре делают в лаборатории мармеладную пробу и на основании этого устанавливают рецептуру.

По новой схеме мармеладного производства, разработанной на московской кондитерской фабрике, в пюре до добавления сахара вводится лактат натрия
NаC3H5O3 или цитрат натрия Nа3C6H5O7. Указанные соли получаются нейтрализацией молочной или лимонной кислоты двууглекислой содой NaHCOз или кальцинированной содой Nа2CO3.

Применение лактата натрия или цитрата натрия дает возможность сдвинуть начало студнеобразования в сторону меньшей остаточной влажности, а также уменьшить нарастание инвертного сахара в процессе варки. Без применения лактата натрия массу приходилось уваривать до влажности 38—40%.

Количество добавляемого лактата натрия зависит от кислотности яблочного пюре, а также от желаемой длительности студнеобразования. Чем выше кислотность пюре, тем больше надо вводить лактата натрия, и чем дольше должно происходить студнеобразование мармеладной массы, тем больше надо вводить лактата. При уваривании яблочно-сахарной смеси до остаточной влажности 30% и при длительности студнеобразования около 30 мин добавляют от 0,15 до 0,35% лактата натрия к рецептурной смеси при содержании кислоты в яблочном пюре от 0,5 до 0,9 %. Так как лактат натрия и другие буферные соли сдвигают рН среды, то добавление их задерживает инверсию сахарозы в процессе варки, поэтому часто происходит засахаривание мармеладной массы от недостатка инвертного сахара. Для предупреждения засахаривания мармелада и образования грубой корочки в рецептурную смесь вводят заранее приготовленный инвертный сахар.

Введение буферных солей смещает рН в щелочную сторону на 0,3-0,8, вследствие этого ослабляется физиологическое ощущение кислотности и приходится добавлять кислоту в готовую мармеладную массу.

Гигроскопичность. Это свойство выражается в способности твердых и жидких тел при известных условиях поглощать водяные пары, находящиеся в воздухе. Гигроскопичность — свойство, присущее в той или иной степени всем растворимым в воде веществам, а также коллоидным капиллярно-пористым телам.

Явления гигроскопичности объясняются физико-химическими законами.
Основное значение имеют упругость паров воды, находящихся в воздухе, и упругость паров воды над растворами гигроскопического вещества.

В процессе увлажнения различных продуктов, состоящих в основном из растворимых в воде веществ, например, при увлажнении мармелада, сахара и т.п. изделий, различают несколько стадий: первая стадия — сорбция водяных паров поверхностью продукта; вторая — частичное растворение продукта в поверхностном слое в поглощенной влаге и образование на поверхности слоя насыщенного раствора, имеющего при данной температуре определенную упругость пара; третья — взаимодействие образовавшегося слоя с окружающим воздухом. Если упругость паров над раствором поверхностного слоя меньше, чем упругость паров окружающего воздуха (РрРв), то происходит потеря влаги.
Если же упругости паров воздуха и паров над насыщенным раствором равны
(Рр=Рв), то не будет ни поглощения, ни потери влаги в поверхностном слое.

Наряду с указанными стадиями в гигроскопичных продуктах рассматриваемого типа будут происходить вторичные процессы. Если образовавшийся на поверхности слой раствора насыщенный, он может растворять находящийся под ним продукт с образованием пересыщенного раствора. Если раствор будет ненасыщенным, в нем может происходить диффузия влаги с поверхности внутрь с дальнейшим растворением находящегося внутри продукта.
Образованию пересыщенных растворов будут способствовать колебания температуры в помещении, где хранятся изделия. При повышении температуры раствор, особенно если в нем преобладает сахароза, будет становиться ненасыщенным, так как растворимость сахарозы и большинства других растворимых углеводов с повышением температуры значительно возрастает. При понижении температуры раствор сделается перенасыщенным. В нем будет происходить кристаллизация сахара.

Если относительная влажность окружающего, воздуха настолько высока, что упругость паров воздуха больше упругость паров над насыщенным раствором, поверхностный слой раствора будет поглощать влагу из воздуха до тех пор, пока упругости паров воздуха и раствора не станут одинаковыми. В этом случае наступит динамическое равновесие по влажности между поверхностным слоем и окружающим воздухом. Однако поверхностный слой уже не будет насыщенным, в нем происходит диффузия воды, которая растворяет находящийся внутри продукт. Изменение (повышение) концентрации раствора вызовет нарушение равновесия между ним и окружающим воздухом, что поведет к дальнейшему поглощению влаги и, следовательно, растворению продукта. В результате при этих условиях продукт будет все больше увлажняться, вплоть до полного его растворения.

Протекание процессов увлажнения гигроскопичных продуктов в практических условиях может усложняться. Так, если температура окружающего воздуха выше, чем у продукта, то при достаточно высокой относительной влажности может происходить конденсация влаги из воздуха на более холодном продукте с образованием на поверхности раствора. Дальнейшие процессы происходят в соответствии с указанным выше.

Процесс сорбции пара (поглощение паров воды коллоидным капиллярно- пористым телом)—сложный процесс. Он состоит из процесса диффузии пара из окружающей среды к Поверхности вещества (сорбента), процесса внутренней диффузии пара по капиллярно-пористой системе сорбента и адсорбции-явления самопроизвольного сгущения в поверхностном слое массы вещества, понижающего своим присутствием поверхностное натяжение.

Здесь уже не происходит вторичных процессов собственно растворения вещества в поверхностном слое. Однако после адсорбции влаги обычно следуют явления ее капиллярной конденсации и осмотического поглощения сложно построенными коллоидными частицами. Капиллярная конденсация в процессе сорбции основана на понижении давления насыщенного пара над вогнутыми менисками капилляров, присущих этим коллоидным телам. Наибольшее количество влаги, которое может принять материал, находясь в атмосфере влажного воздуха, является максимальной сорбционной влагоемкостью пористого сорбента в паровоздушной среде. Эта максимальная сорбционная влагоемкость называется гигроскопической, или равновесной, влажностью.

Высыхание ряда изделий происходит в тех случаях, когда влажность их выше, чем гигроскопическая влажность, чем упругость паров над раствором, входящим в состав изделий (Рр>Рв). Высыхание изделий часто сопровождается кристаллизацией сахаров— засахариванием.

Кристаллизация сахаров. Засахаривание наблюдается во многих кондитерских изделиях. На образование кристаллов сахара, как и других растворимых в воде кристаллизующихся веществ, влияет ряд факторов, что видно из следующего уравнения для скорости кристаллизации:

[pic] где К— скорость кристаллизации;

Т — температура (абсолютная);

С—концентрация сахара в кристаллизующемся пересыщенном растворе; с—концентрация сахара в насыщенном растворе;

[pic]—вязкость среды; r—путь диффундирования сахара между зонами раствора с концентрациями
С и с; k—некоторая постоянная величина.

Скорость кристаллизации тем больше, чем выше температура, больше избыточное пересыщение (С—с), меньше вязкость раствора и путь диффундирования сахара. Скорость кристаллизации понижается при увеличении количества примесей (не сахаров). Содержание сухих веществ в насыщенном сахарном растворе тем больше, чем больше примесей содержится в нем, поэтому и вязкость таких растворов больше.

Необходимым условием кристаллизации является наличие достаточного количества центров кристаллизации, иначе даже сильно пересыщенный раствор не будет кристаллизоваться. Центры кристаллизации, если их нет в жидкой среде, могут самопроизвольно возникать в ней при некоторых условиях благодаря наличию в жидкости гетерофазных флуктуаций—небольших участков, имеющих такое же расположение молекул, как в кристалле. Они могут возникать и на посторонних примесях.

Переход вещества при его охлаждении из расплавленного состояния в стеклообразное облегчается в ряде случаев. Имеет значение величина энергии, затрачиваемой на образование поверхности раздела между жидкой и твердой фазами. Если кристаллик меньше некоторого критического размера, эта поверхностная энергия превышает выигрыш в энергии, связанный с переходом в более устойчивое состояние. Поэтому энергетически более выгодным и, следовательно, вероятным будет разрушение кристаллика. При больших переохлаждениях жидкости скорость роста кристалликов становится для ряда веществ практически равной нулю, что соответствует переходу в стеклообразное состояние. Необходимым условием такого перевода является малая подвижность в это время молекул в данном веществе.

Ряд факторов способствует кристаллизации и ускоряет ее. Понижение температуры ускоряет кристаллизацию из раствора, так как растворимость сахаров при этом значительно уменьшается и влияет сильнее, чем повышение вязкости и прямое действие понижения температуры в соответствии с уравнением. Уменьшение влажности изделий, их высыхание тоже ускоряет кристаллизацию, так как при этом увеличивается концентрация сахара и, следовательно, степень перенасыщения. Изделия с большим содержанием других, кроме сахара, компонентов засахариваются медленнее, задерживается кристаллизация и в изделиях, отличающихся высокой вязкостью или наличием антикристаллизаторов. К последним относятся обычно вещества, не имеющие кристаллической структуры, с высоким молекулярным весом и повышенной вязкостью растворов.

Обычно при засахаривании изделий происходит образование кристаллов сахарозы, однако в некоторых случаях кристаллизуется глюкоза; это характерно для глюкозного засахаривания. Фруктоза не кристаллизуется в кондитерских изделиях вследствие большой ее растворимости.

При изготовлении кондитерских изделий с молочными продуктами могут иметь место и превращения молочного сахара-лактозы, дисахарида, в состав которого входят глюкоза и галактоза. Существует две формы этого сахара—[pic]-лактоза и [pic]-лактоза. Лактоза малорастворимая в воде, она наименее растворима из всех сахаров. При температуре ниже 93,5°С кристаллизуется [pic]- форма лактозы с одной молекулой воды, а при более высоких температурах выпадает безводный [pic] -изомер лактозы. При охлаждении растворов [pic]-формы лактоза переходит в [pic]-форму. При уваривании кондитерских масс, содержащих молоко, равновесие перемещается в сторону образования [pic]-формы, а при охлаждении [pic]-форма опять преобразуется в [pic]-форму, которая может выкристаллизовываться как менее растворимая. Растворимость [pic]-формы примерно в 1,5 раза больше, чем
[pic]-формы и зависит от температуры (например, при 20° С растворимость
[pic]-формы 6,2%, [pic]-формы—9,9%).

При концентрации лактозы в растворе ниже 3% опасность в се кристаллизации отпадает. Если лактоза находится в смеси с другими сахарами, то она несколько снижает растворимость сахарозы и глюкозы.

Изменение углеводов при нагревании. Процессы изменения углеводов при нагревании весьма многообразны. Возможно образование многих соединений в зависимости от исходных интенсивности и режима нагревания, реакции среды, присутствия соединений, играющих роль катализаторов и антагонистов реакции тех или иных типов.

При нагревании сахаров в слабокислой или нейтральной среде, т. е. в условиях обычно встречающихся в производстве кондитерских изделий, образуется сложная по составу смесь продуктов изменения сахаров.

Если нагревание водных растворов сахаров (например, при уваривании карамельной массы) вести при значительно повышенных температурах или, что более вероятно, в условиях местного перегрева (при температуре выше
150—160°С), слишком длительной температурной обработки, может произойти значительная деструкция углеводов, для характеристики которой применяется термин «карамелизация».

При выпечке мучных кондитерских изделий, например, штампованного печенья, чрезмерно высокая температура печи (намного выше 260°С) или увеличенная продолжительность выпечки (значительно более 6—8 мин) вызывают сильное потемнение, образование подгорелых мест. Эти процессы происходят в результате изменения растворимых сахаров, входящих в состав теста для мучных кондитерских изделий: сахарозы, глюкозы, фруктозы (из сахарозы, меда и т. п.), лактозы (из молочных продуктов). Деструкция крахмала под влиянием высоких температур, как известно, тоже ведет к образованию ангидридов глюкозы, карамелизации углеводов.

Продукты изменения сахаров при их нагревании в обычных, близких к нормальным, условиях производства могут содержать главным образом следующие соединения: ангидриды сахаров; оксиметилфурфурол и другие карбонильные соединения — диоксиацетон, глицериновый альдегид и др.; кислые продукты изменения—левулиновую, муравьиную, молочную кислоты; окрашенные соединения—гуминовые и красящие вещества и др. Нагревание глюкозы в нейтральной или слабокислой среде, прежде всего, вызывает дегидратацию сахара с выделением одной или двух молекул воды. Ангидриды сахаров могут частично соединяться один с другим или с неизмененным сахаром и образовывать так называемые продукты реверсии—конденсации. Дальнейшее тепловое воздействие вызывает отделение третьей молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола и последующими реакциями. При обычной тепловой обработке углеводы, вероятно, не претерпевают глубоких изменений, а образуются в основном их ангидриды.

Превращение сахаров при нагревании, по-видимому, идет через форму с открытой карбонильной группой (оксоформу).

Глюкоза при нагревании может дать соединение (левоглюкозан), в отличие от нее вращающее плоскость поляризации влево.

Левоглюкозан не обладает восстанавливающими свойствами и в присутствии кислоты снова превращается в глюкозу. Фруктоза в присутствии щелочей и кислот разлагается очень быстро. Она, возможно, является основным источником образования молочной кислоты при нагревании. Фруктоза способна к образованию диангидридов. Один из них — дигетеролевулезан — может образовываться при сравнительно мягких условиях реакции. В этом случае вода удаляется из двух молекул фруктозы.

При нагревании сахарозы в нейтральной или слабокислой среде наряду с инверсией (образованием глюкозы и фруктозы) происходит накопление соединений с различной молекулярной массой.

При нагревании сахарозы в сухом виде до 150°С происходит разрыв глюкозидной связи и образуется глюкоза и остаток фруктозида, который может образовывать [pic]- и [pic]-фруктозидные связи с сахарозой и глюкозой. При приготовлении инвертного сиропа из сахарозы образуются не только глюкоза и фруктоза, но и продукты их изменения. При получении инвертного сиропа в присутствии инвертазы в сиропе, например, обнаружена кестоза—соединение фруктозы с сахарозой.

Производство изделий губчатой структуры (пастилы, зефира, сбивных конфет). Сбивной слой имеет губчатую структуру. Такие изделия формуют из пенообразных масс, в которых дисперсионной средой является сахаро-фруктово- белковый, сахаро-пектиново-белковый или сахаро-агаро-белковый золь, способный при определенных условиях переходить в гель или студень, а дисперсной фазой - недоформированные пузырьки воздуха.

Пены являются ячеисто-пленчатыми дисперсионными системами, образованными большим количеством пузырьков воздуха, разделенных тонкими пленками дисперсионной среды. Под влиянием силы притяжения дисперсионная среда течет, пленки пены становятся более тонкими, и пузырьки воздуха лопаются, или объединяются, пена коалесцирует, т.е. оседает. Для получения пены необходимы затраты энергии для преодоления силы поверхностного натяжения дисперсионной среды.

В кондитерской промышленности для введения в массу воздуха применяется сбивание. Для облегчения процесса сбивания и получения более устойчивых пен вводят пенообразователи. Наиболее распространенным пенообразователем в кондитерском производстве является свежий или замороженный белок куриных яиц. Можно применять и сухой, полученный при температуре не выше 45 С.

Дисперсность воздушных пузырьков зависти от природы пенообразователя, его доли и других факторов.

Например, средний размер воздушных пузырьков в пастильной массе, сбитой с яичным белком, равен 15-25 мкм, размер пузырьков в этой же массе, сбитой в тех же условиях, но с молочным гидролизатом, - 30-40 мкм.

При повышении концентрации пенообразователя масса приобретает более высокую дисперсность, структурно-механические свойства ее изменяются: уменьшается текучесть и увеличивается предельное критическое напряжение сдвига.

Чем выше и меньше вязкость раствора, тем лучше пенообразование, меньше плотность пенообразной массы. Например, при увеличении концентрации пенообразователя от 1 до 3,75% (при концентрации сахара 75%) содержание воздуха в сбитой массе при одинаковых условиях сбивания повышается от 34 до
59%, плотность массы уменьшается с 905 до 580 кг/м3. Средний радиус пузырьков воздуха уменьшается с 12 до 2,5-3,5 мкм.

На пенообразующую способность яичных белков большое влияние оказывают сахар, яблочное пюре, патока, агар (и др. желирующие вещества) и прочие добавки.

Характеристика пенообразователей и условия получения пенообразных масс.

Пенообразующая способность яичных белков сильно снижается, если к белку добавить жиры (с желтком) или вещества с более высокой поверхностной активностью.

Соли кальция, магния снижают действие пенообразователей. Сухой белок вырабатывается в виде порошка белого цвета и стекловидной крошки жёлтого цвета. В целях повышения пенообразующей способности этот белок до сушки подвергают ферментативному гидролизу.

Во ВНИИ молочной промышленности разработаны новые пенообразователи из гидролизатов молочного белка, в которых содержатся остаточный казеин и промежуточные продукты распада.

В Голландии вырабатывают пенообразователь хайфоама, являющийся также продуктом гидролиза казеина.

Все пенообразователи, изготовленные на основе молочного белка, довольно хорошо образуют пену лишь в нейтральных и слабо кислых средах.
Поэтому они применяются при изготовлении некоторых сбивных сортов конфетных масс и неподкисляемых сбивных масс для многослойного желейного мармелада.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8