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 - и -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.
Качество пенообразных структур характеризуется объёмной концентрацией дисперсной фазы, структурно-механическими свойствами.
Дисперсность пенообразной структуры определяет вкусовые ощущения и зависит от концентрации пенообразователя и его природы. Увеличение доли сахара в кондитерской пенообразной массе повышает её вязкость, благодаря чему замедляется её разрушение, но затрудняется пенообразование.
Пектиновые вещества яблочного пюре, адсорбируясь на плёнках воздушных пузырьков, повышают прочность и стойкость пенообразной массы и практически не влияют на дисперсность. Патока является антикристаллизатором и предотвращает засахаривание изделий.
1.5.3 Производство фруктово-ягодного мармелада
Процесс получения фруктово-ягодного мармелада состоит из следующих стадий: подготовки сырья, подготовки рецептурной смеси, уваривание мармеладной массы, разделки массы, отливки формы (формовой) или лотки (пластовый), сушки (формовой), выстойки (пластовый), упаковки.
Подготовка сырья. Смешивают (купажируют) различные партии яблочного пюре в зависимости от качественных показателей (содержание сухих веществ, студнеобразующая способность, кислотность, цветность и др. показатели). Полученную смесь протирают через сита с отверстием диаметром не более 1 мм, купажирование производят в емкостях из нержавеющей стали, оборудованных мешалками. Кристаллические пищевые кислоты растворяют в воде в соотношении 1:1 и фильтруют через тонкую ткань или несколько слоев марли. Фильтруют и молочную кислоту, которая поступает в виде раствора обычно в концентрации 40%. Сахар протирают через сита с отверстием диаметром не более 3 мм и пропускают через магниты для удаления металлопримесей.
Патоку процеживают в подогретом состоянии через фильтры с отверстием диаметром не более 2 мм.
Приготовление рецептурной смеси. Рецептурную смесь получают путем смеси купажированного, протертого яблочного и ягодного пюре с сахаром-песком и патокой. Обычно соотношение пюре и сахара составляет 1:1. При изготовлении ягодных видов мармелада (сливового, ежевичного и др.) яблочному пюре без введения пюре др. видов полученную массу называют яблочной, а полученный из нее мармелад — яблочным.
Предусмотренное унифицированными рецептурами количество пюре, вводимое в рецептурную смесь, корректируют по данным лабораторного анализа в зависимости от содержания в нём сухих веществ и студнеобразующей способности. Студнеобразующая способность пюре обусловливается в значительной степени качеством и количеством содержащегося в нём пектина. Для образования хорошего мармеладного студня в нём должно содержаться 0,8 - 1,2 % пектина, 65-70% сахара и 0,8-1 % кислоты (в пересчёте на яблочную). Эти соотношения могут несколько изменяться в зависимости от качества пектина, содержащегося в пюре. В связи с этим на производстве обычно оптимальное соотношение основных компонентов рецептуры уточняют путём проведения пробных варок.
В рецептурную смесь кроме основных видов сырья (пюре, сахар, патока) вводят соли-модификаторы: лактат натрия или динатрийфосфат, возможно применение и других солей, например цитрата натрия и татрата натрия. При введении этих солей снижаются скорость и температура застудневания мармеладной массы, вязкость массы при уваривании. Вследствие этого при внесении солей-модификаторов возможно уваривание до более высокого содержания сухих веществ, что обусловливает значительное сокращение продолжительности сушки. В результате продолжительность всего производственного цикла изготовления фруктово-ягодного мармелада намного сокращается. Соли-модификаторы, кроме того, оказывают положительное воздействие, значительно снижая интенсивность процесса гидролиза сахарозы и в некоторой степени пектина и других веществ. При введении солей-модификаторов процесс образования редуцирующих веществ под воздействием кислоты, содержащейся в пюре, существенно замедляется. Оптимальная дозировка солей-модификаторов, вводимых в рецептурную смесь, зависит от кислотности используемого пюре. Чем выше кислотность, тем больше необходимо ввести солей-модификаторов. Соли-модификаторы вносят в рецептурную смесь непосредственно в фруктово-ягодное пюре до введения сахара. Рецептурную смесь приготовляют периодическим способом в ёмкостях, оборудованных мешалками. После введения всех компонентов массу тщательно перемешивают и подают на уваривание.