Инвертный сахар

Инвертный сахарИнвертный сахар

Мы уже выше отмечали, что дисахариды расщепляются гидролизом в кислой среде или под действием ферментов, на чем и основано производство инвертного сахара, используемого в кондитерских изделиях. Первоначально кондитерами ис­пользовался следующий метод: из сахара приготовляли сироп и его кипятили с до­бавлением лимонной, винной или уксусной кислоты в течение 30-45 мин. Количе­ство используемой кислоты могло быть достаточно большим (до 1%), и в ходе такой обработки цвет продукта становился заметно темнее. инвертный сахар

Значительно лучше другой метод, при котором используется соляная кислота, позволяющая инвертировать сахар высокого сорта при более низкой концентрации кислоты. Для этого существуют две различные технологии: технология А представ­ляет собой реакцию продолжительностью 2 ч, и получаемый в результате сироп практически так же бесцветен, как и использованный сахарный сироп; по техноло­гии В процесс происходит быстрее, но получаемый сироп имеет легкий коричнева­тый оттенок.

Инвертный сахар, приготовленный по технологии В, может использоваться для выпуска многих видов кондитерских изделий, но для белых помадок или продук­ции, которая должна иметь более бледный цвет, предпочтительнее использовать си­роп, приготовленный по технологии А.инвертный сахар

Технология А. Цилиндрический резервуар объемом около 900 кг оборудуется месильным органом и паровым змеевиком; кроме того, для удобства эксплуатации имеет смысл установить терморегулятор. Над отметкой, обозначающей 900 кг, должно оставаться около 30 см свободного пространства. В резервуар за­ливается 230 кг воды, запускается в ход мешалка и включается обогрев. Необходи­мое количество сахара (около 640 кг) медленно добавляется до тех пор, пока сироп не достигнет концентрации 70-72 %.

Термостат устанавливается на 71 °С, и когда сироп достигает этой температуры, весь сахар должен раствориться; для более быстрого растворения сахар можно рас­творить при более высокой температуре в 88 °С и затем охладить до 71 °С. Для этого требуется, чтобы либо через паровой змеевик, либо через рубашку резервуара цир­кулировала вода; когда твердых частиц сахара станет не видно, добавляется 0,1% со­ляной кислоты в виде свободной кислоты. Это важно, поскольку техническая вода обычно обладает естественной жесткостью, частично нейтрализующей кислоту. Нейтрализующее действие воды может быть определено с помощью титрования, после чего соответственно увеличивают количество кислоты, используемой для ин­вертирования. В качестве альтернативы применяют следующий способ: путем ла­бораторных опытов определяют рН сахарного сиропа, приготовленного на химиче­ски нейтральной дистиллированной воде, а затем с помощью индикатора рН, уста­новленного на резервуаре для инвертирования, можно добавлять кислоту до достижения необходимого рН. Для эффективного инвертирования требуется рН 2,15, определяемый на растворе сиропа в равном количестве дистиллированной воды. После достижения необходимой кислотности и температуры нагрев продол­жают в течение 2 ч, после чего инвертирование должно завершиться. То, что оста­точная сахароза составляет менее 4%, подтверждается лабораторным контролем.

Остаточная кислотность нейтрализуется путем добавления рассчитанного ко­личества бикарбоната натрия, что приводит к выделению небольшого количества пузырьков газа (для чего в резервуаре должно хватать свободного пространства над уровнем жидкости).

Технология В. Сироп готовится так же, как и при технологии Л, но термостат ус­танавливается на 96 °С. При этой температуре кислота добавляется так же, как и ра­нее, но инвертирование завершится примерно через 15 мин, после чего сироп ней­трализуется. Для такого ускоренного варианта инвертирования может потребо­ваться больше кислоты, но при использовании данной технологии возможно применение сахара более низких сортов, после чего производится обесцвечивание с помощью активированного угля.

Инвертный сахар из сахара низких сортов или из отходов кондитерского про­изводства. Сиропы, приготовленные из сахара низких сортов или отходов конди­терского производства, зачастую содержат небольшие количества растворенных минеральных солей, которые по отношению к кислотному инвертированию облада­ют явным буферным действием. В результате проводимое описанными выше мето­дами инвертирование сахарозы замедляется или же требуется кислота в значитель­но большей концентрации.

Более приемлемым для инвертного сахара представляется метод инвертирования с использованием ферментной инвертазы. Концентрат инвертазы — это препарат, используемый в ос­новном для размягчения центра помадки после того, как собственно помадка от­формована и покрыта шоколадом; кроме того, концентрат инвертазы успешно при­меняется для повторного использования отходов кондитерского производства в форме инвертированного сиропа (методы использования отходов кондитерского производства мы рассмотрим в другой главе). Хотя большая часть таких отходов повторно применяется в виде сиропа, переработка отходов в инвертный сахар озна­чает, что полученный сироп может храниться и использоваться в качестве ингреди­ента, благодаря чему отпадает необходимость закупать инвертный сахар или произ­водить инвертный сахар с помощью описанных выше методов (за исключением случаев, когда требуется светлый сироп).

Технология с применением инвертазы. Эффективность инвертирования саха­ра с помощью инвертазы зависит от концентрации сиропа, рН и температуры, а так­же от качества используемой инвертазы. Эти факторы подробно рассмотрены в раз­деле «Концентраты инвертазы».

Наиболее распространенная технология использования отходов кондитерского производства представлена ниже.

С помощью одного из методов, описанных в разделе «Использование отходов производства», из кондитерских отходов получают прозрачный обесцве­ченный сироп, который доводится до 50%-ной концентрации. Для этого применяют чан, похожий на резервуар для производства инвертного сахара, но с терморегуля­тором; кроме того, требуется добиться строго определенного рН.

Термостат устанавливается на 60 °С, и когда сироп достигает этой температуры, обеспечивается рН 5,0 ±0,1. Затем добавляют концентрат инвертазы в количестве, равном 0,15% от количества сиропа, однако при этом следует руководствоваться тех­нической документацией, поскольку активность препаратов инвертазы, поставляе­мых разными производителями, неодинакова. При выполнении этих условий через 8 ч инвертирование завершается и сироп либо сразу же используется, либо отправля­ется на хранение, для чего его концентрируют до содержания растворимых СВ 75 %.

Для сохранения цвета желательно концентрировать сироп в вакуумной уста­новке, но в любом случае для предотвращения дальнейшей активности инвертазы его необходимо нагреть; исключение составляют те производственные технологии, где на последующих этапах предусмотрено кипячение. инвертный сахар

Снижение содержания влаги в процессе инверсии. Иногда забывают, что в процессе инвертирования сахара абсорбция одной молекулы воды сказывается на концентрации сиропа:

С12Н22 о11+H2о-»с6н12о66н12о6

сахароза декстроза фруктоза

Мол. вес -> 342 + 18 -> 180 + 180=360

В случае полного инвертирования из-за абсорбции воды содержание Сахаров повышается более чем на 5 %, и это следует учитывать при проведении осахаривания, а также при использовании инвертазы в помадках. Тем не менее если в других случаях сахароза выкристаллизовывается из растворов при 75%-ной концентра­ции, то при наличии в растворе декстрозы и фруктозы (как в инвертном сахаре) при нормальных температурах никакой кристаллизации не происходит.

Если концентрацию растворимых сухих веществ в инвертном сиропе довести примерно до 80%, то декстроза в конечном итоге выкристаллизуется из раствора, особенно если его охладить и ввести кристалл-затравку. Затем образуется тестооб­разная масса, напоминающая закристаллизовавшийся мед, но для большинства кондитерских рецептур больше подходит прозрачный сироп.

Мед

В современных кондитерских рецептурах мед используется в основном из-за его вкусо-ароматических свойств. В прошлом он использовался и в качестве ув­лажнителя, а также был источником некристаллизующегося сахара в составе из­делия и средством повышения содержания растворимых сухих веществ. В настоя­щее время для обеспечения этих свойств применяется намного более дешевый ин­вертный сахар.

Типичный состав меда складывается из 74% инвертного сахара (из них 39% фруктозы и 35% декстрозы), 1,8% сахарозы, 0,2% золы, 1,5% декстрина, 0,4% белков и воска и 18% влаги.

В работе  приведен состав многих американских видов меда, где даны следую­щие усредненные показатели: содержание влаги — 17,2 %, фруктозы — 38,2%, декст­розы — 31,3 %, сахарозы — 1,3 %, мальтозы — 7,3%, прочих Сахаров — 1,5 %, рН — 3,9.

Натуральный мед всегда содержит фруктозы больше, чем декстрозы, и по пред­лагаемому стандарту это соотношение может составлять примерно 1,15-1,35. У ис­кусственного инвертного сахара это соотношение составляет около 0,9. В зависимо­сти от происхождения меда его состав может слегка различаться, при этом аромат в большой степени зависит от того, с каких цветов пчелы собирали нектар. Важно и содержание влаги, которое не должно превышать 20%, — в противном случае актив­ность осмофильных дрожжей может привести к брожению. Натуральный мед со­держит активные ферменты (амилазу, инвертазу) и ферменты, деятельности кото­рых способствует высокое содержание влаги, поэтому важно исключить воздейст­вие этих микроорганизмов на все содержащие мед изделия. Инактивировать большую часть присутствующих микроорганизмов позволяет термическая обра­ботка при 71 °С; в случаях же, когда мед является второстепенным ингредиентом (то есть составляет менее 10%), температуру можно доводить до 88 °С. Считается, что при нагреве до температуры свыше 50 °С чистый мед теряет свои лечебные свойства, а отчасти и вкус.

Мед используют из-за его особого специфического аромата, и в США предпочи­таются при этом сорта с более сильным вкусом/ароматом — например поставляе­мые из Центральной и Южной Америки (Мексика, Чили, Гватемала, Ямайка). Как правило, столовые сорта меда имеют слишком слабовыраженный вкус. Из-за того, что мед является натуральным продуктом, его вкус/аромат и качество могут значи­тельно отличаться, даже если поставки имеют одно и то же происхождение, и поэто­му крупнейшие поставщики меда считают необходимым смешивать импортный мед до достижения некоторого стандартного вкуса/аромата.

В нуге, монтелимаре*, кокосовых конфетных пастах и помадках вкус меда хоро­шо заметен, но его можно дополнительно усилить с помощью медового ароматиза­тора — одного из множества существующих искусственных ароматизаторов, сход­ных с натуральными. Мед считается лечебным средством — известно, что он смяг­чает боль в горле, в связи с чем его используют в качестве ингредиента пастилок, жевательных резинок и т. п.

Присутствие натурального меда в составе продукта дает и рекламный эффект, так как даже тогда, когда продукту не приписывается каких-либо конкретных це­лебных свойств, само упоминание меда в списке ингредиентов или соответствую­щие изображения на упаковке внушают мысль о высоком качестве, с которым ассо­циируются обычно представления о натуральных продуктах.

Фальсификация меда. Чтобы выявить добавку искусственного инвертного са­хара, приходится полагаться на методику выявления фурфурала по методу Фихе (Fiehe), но при этом не следует полностью доверять полученным результатам, по­скольку слишком сильно нагретый мед может также вступать в реакцию, тогда как инвертный сахар, полученный с помощью инвертазы, при такой проверке в реак­цию не вступает. Однако за отсутствием других способов приходится обращаться к этому методу.

Метод Фихе. Данный способ выявления в составе меда инвертного сахара осно­ван на появлении красного окрашивания, происходящего при реакции альдегида с резорцинолом. Несколько модифицированный способ проведения этого анализа, приписываемый Лампитту (Lampitt) [6], приведен ниже.

Растворите 20 г меда в 20 мл холодной воды и слегка взболтайте с 40 мл эфира. Декантируйте эфир и выпарите его при комнатной температуре. Растворите осадок в 10 мл эфира и к 2 мл этого эфирного экстракта добавьте 2 мл свежеприготовленно­го 1%-ного раствора резорцинола в концентрированной соляной кислоте. О поло­жительной реакции будет свидетельствовать немедленное окрашивание слоя ки­слоты в розовый цвет. Окрашенная жидкость затем темнеет, и через 20 мин линия соприкосновения слоев приобретает темно-вишневый цвет. Затем для подтвержде­ния результатов опыта следует с помощью выпаривания в фарфоровой чашке при комнатной температуре удалить из меда (8 мл) остатки эфирного экстракта, а затем к осадку добавить 2 мл свежеприготовленного раствора ацетата анилина (1 мл ани­лина вторичной перегонки + 4 мл ледяной (кристаллической) уксусной кислоты). О положительной реакции будет свидетельствовать то, что в течение 15 мин веще­ство приобретет розовый или оранжевый цвет. В [6] указано на то, что как резорци­новый, так и анилиновый тест дадут положительную реакцию при наличии в соста­ве меда 5% промышленного инвертного сахара.

Другие способы контроля качества меда. Вращение плоскости поляризации. Вращение плоскости поляризации меда может составлять от +50° до -150°, но вра­щение вправо (+) встречается довольно редко. После инверсии вращение плоско­сти поляризации изменяется лишь незначительно. Определить это можно с помо­щью раствора, приготовленного следующим образом.

Растворите 10 г пробы в дистиллированной воде, используя для этого мерную колбу объемом 100 мл; добавьте 0,5 мл нашатырного спирта (0,880), 5 мл раствора нейтрального ацетата свинца и 5 мл алюминооксидной эмульсии. Соблюдая эти со­отношения, наполните колбу до 100 мл. Сильно взболтайте и отфильтруйте.

Сахароза. К раствору, используемому для определения вращения плоскости поляризации, добавьте 0,5 г моногидрата оксалата калия, дайте ему раствориться, размешайте и отфильтруйте. Определите содержание сахарозы по методу Герц- фельда.

Редуцирующие сахара. Разбавьте 10 мл раствора, используемого для опреде­ления содержания сахарозы, до 250 мл дистиллированной водой, и определите об­щее содержание редуцирующих Сахаров по методу Лейна-Эйнона.

Исследование под микроскопом. Разбавьте образец меда водой, вдвое превы­шающей количество меда по объему, и оставьте на 24 ч. Соберите осадок с помощью пипетки и изучите под микроскопом. Настоящий мед содержит пыльцевые зерна, частицы воска, а также зачастую фрагменты тел насекомых.

Кленовый сахар

Этот натуральный сахар также считается полезным для здоровья. Кленовый си­роп обладает очень приятным вкусом/ароматом и пользуется огромной популярно­стью в США и Канаде, где его и производят, собирая весной сок из надрезов в коре сахарного клена (Acer saccharum) в течение 3-4 недель. Полученный сироп содер­жит до 3% сахара. Количество сиропа, получаемого за сезон с одного клена, соответ­ствует примерно 1,8 кг кленового сахара. Сироп выпаривают, получая кристалличе­скую пастообразную массу, содержащую около 83% сахарозы; если кленовый сироп остается в жидком состоянии, он считается пригодным только для домашнего поль­зования. Концентрация растворимых Сахаров в таких сиропах составляет от 70 до 75 %.

Применение кленового сиропа. Для приготовления кленовой помадки исполь­зуют кленовый сахар и около 10% глюкозного сиропа; такой сироп можно сгущать и взбивать так же, как и обычный помадный сироп. Полученная помадная кондитер­ская масса может служить начинкой или ингредиентом в различных кондитерских изделиях и чаще всего используется в сочетании с грецкими орехами (например в орехово-сливочной помадке).

Выпускаются, как и в случае с медом, хорошие искусственные ароматизаторы, имитирующие вкус кленового сахара.

Солодовый экстракт

Солодовый экстракт можно отнести к подсластителям, используемым в конди­терской промышленности. Особенно ценны его вкусовые качества, обеспечившие популярность такой продукции, как соложеные молочные шарики. Солод также применяется для производства карамели и шоколадных напитков. Промышленно выпускаемый солодовый экстракт может представлять собой либо тягучий густой сироп с различными цветом и интенсивностью вкуса/аромата, либо гигроскопич­ный порошок, содержащий около 2% влаги.

Производство солода. Для производства солодового экстракта замачивают вы­сокосортный ячмень, после чего ему дают прорасти, сохраняя регулируемый темпе­ратурный и влажностный режим в течение примерно 7 сут.

В ходе солодоращения крахмал растворяется, а белки распадаются на пептиды и аминокислоты. После этого осуществляется горячая печная сушка, а также его про­сеивание для удаления пыли и проросших ростков, но натуральные ферменты при этом сохраняются. Затем полученный продукт экстрагируется с водой, после чего проводится фильтрование, и затем жидкость конденсируют до тех пор, пока общее содержание сухих веществ в экстракте не достигнет 80%. Затем экстракт для произ­водства порошка можно подвергнуть вакуумной сушке.

Состав. Общее содержание сухих веществ в солодовом экстракте составляет около 80 %. Из Сахаров в его составе преобладает мальтоза, составляющая 55%. Дру­гие сахара представлены примерно в следующих количествах: сахароза —4 %; декст­роза и фруктоза — по 2%, декстрины —13%.

На рынке представлено множество видов солодового экстракта, в связи с чем бы­вает полезно получить от поставщика установленный им состав солода определенно­го сорта. Поскольку в кондитерские изделия для получения заданного вкуса/аромата приходится включать весьма значительные количества солода, необходимо пере- смотеть долю других Сахаров (например глюкозного сиропа).

Глюкозный сироп, кукурузный сироп, жидкая глюкоза, подсластители на основе кукурузы

Примерно 160 лет назад русский химик Готлиб Сигизмунд Кирхгоф обнару­жил, что при нагревании крахмала в присутствии разбавленной кислоты образуется сладкое вещество. Позже в работах других химиков было установлено, что крахмал является полимером D-глюкозы и что этот полимер в процессе гидролиза может распадаться. Так были заложены основы производства сахаристых веществ из ку­курузы. В Европе его развитию способствовали наполеоновские войны, поскольку британская блокада мешала импорту тростникового сахара.

Подсластители, называемые кукурузным сахаром, в середине XIX в. производи­лись в Европе из картофельного крахмала, а в США — из кукурузы (маиса). После второй мировой войны благодаря внедрению ферментативного осахаривания тех­нологии начали быстро развиваться, значительно расширив ассортимент различ­ных продуктов гидролиза. На одном конце этого ряда находится кристаллический гидрат декстрозы, на другом — продукты с очень низкой степенью осахаривания (мальтодекстрины). В некоторых подотраслях (например в производстве безалко­гольных напитков) сахаристые вещества из кукурузы из-за недостаточно сладкого по сравнению с сахаром вкуса применялись меньше, чем в других.

В 1970-е гг. решить эту проблему позволили новые разработки, в частности вне­дрение промышленных технологий ферментативного катализа изомеризации дек­строзы до более сладкого сахара — фруктозы. В настоящее время на рынке пред­ставлены высокофруктозные кукурузные сиропы, а совсем недавно появилась и кристаллическая фруктоза.

Определения

Выбор названия для продукта гидролиза крахмала вызвал значительные разно­гласия, так что синоним гидрата декстрозы, слово «глюкоза», связывалось с опреде­ленными представлениями о целебных свойствах этого продукта, считающегося легко усвояемым сахаром, помогающим снимать усталость.

Нижеприведенные определения были приняты Управлением по контролю за продуктами и лекарственными препаратами США (FDA) и соответствуют рекомен­дациям Codex Alimentarius.

Кукурузный сироп (глюкозный сироп) является очищенным концентрирован­ным водным раствором пищевых сахаридов, полученных из пищевого крахмала и имеющих декстрозный эквивалент (ДЭ) 20 или более.

Сухая кукурузная патока (сухой глюкозный сироп) представляет собой куку­рузный сироп, из которого частично удалена вода.

Моногидрат декстрозы — это очищенная и кристаллизованная D-глюкоза, в ко­торой на каждую молекулу D-глюкозы приходится одна молекула кристаллизаци­онной воды.

Безводная декстроза — это очищенная и кристаллизованная D-глюкоза, не со­держащая кристаллизационной воды.

Мальтодекстрином называют очищенный концентрированный водный раствор пищевых сахаридов, полученных из пищевого крахмала, либо сухой продукт, полу­ченный из такого раствора и имеющий декстрозный эквивалент менее 20.

В соответствии с определением, принятым в Директиве ЕЭС от 27.12.73 «О сахарах», под предмет настоящего раздела подпадают «очищенные и сгущенные вод­ные растворы пищевых сахаридов, полученных из кукурузного или картофельного крахмала, имеющие следующие характеристики: сухое вещество (по массе) — не менее 70% (обычно 80-82%); декстрозный эквивалент — не менее 20; сульфатный зольный остаток — не более 1,0% от массы СВ; диоксид серы — обычно менее 20 ppm, но для кондитерского применения допускается его содержание до 400 ppm (при условии, что это допускается принятыми в конкретной стране нормами)».

Декстроза является одной из составляющих глюкозного сиропа, а этот сироп является важным ингредиентом кондитерских изделий из сахара и мучных конди­терских изделий, безалкогольных, а также и некоторых алкогольных напитков. В связи с этим различного рода рекламные агентства быстро воспользовались сло­жившимися представлениями о целебных свойствах декстрозы для повышения объема продаж различных пищевых продуктов и содержащих ее напитков.

Глюкозный сироп является одним из основных и наиболее ценных ингредиен­тов кондитерских изделий, не говоря уже о его энергетической ценности. Он обла­дает большей растворимостью, чем сахароза, и если к раствору сахарозы добавить глюкозный сироп, это замедляет кристаллизацию. Поскольку смесь сахарозы и глюкозного сиропа обладает большей растворимостью, чем отдельно взятая сахаро­за, содержание растворимых сухих веществ легко может поддерживаться на уровне выше 75%, а это препятствует активности микроорганизмов. По той же самой при­чине поддерживается низкий уровень равновесной влажности, что предотвращает засыхание, но в зависимости от степени гидролиза глюкозного сиропа это свойство может проявляться в разной мере.
Продолжение раздела.  
Начало раздела

Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий

Календарь

« Декабрь 2016 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

Рекомендуемые материалы