На сайте используются многочисленные термины, связанные с технологией кондитерского производства. По рекомендациям постараемся разъяснить все термины в одной главе, не ограничиваясь имевшимися ссылками к другим источникам.
По этой причине мы расширили часть, в которой рассматриваются вопросы порчи продукции, включив в нее разъяснения специализированной терминологии, часто используемой в этой отрасли. Мы надеемся, что в результате вы сможете лучше понять термины, используемые при описании различных технологических процессов.
Растворимость, насыщенные и перенасыщенные растворы
Большинство твердых веществ в определенной степени растворяются в воде. Предельное количество вещества, которое можно растворить, определяет его растворимость. Поскольку при повышении температуры большинство твердых веществ растворяются в большей степени, при определении растворимости необходимо также учитывать температуру.
Пример. Растворимость сахара при 20 °С составляет 67,1%масс. После растворения такого количества при данной температуре раствор считается насыщенным, то есть при температуре 20 °С больше сахара растворится не сможет.
Некоторые вещества способны давать перенасыщенные растворы, в том числе и сахар.
Если взять насыщенный раствор сахара, имеющий температуру 20 °С и нагреть его, то в нем можно будет растворить еще некоторое количество сахара, после чего раствор станет насыщенным уже при более высокой температуре.
Если дать такому раствору остыть, не перемешивая его, то сахар останется в растворенном состоянии, и такой раствор будет считаться перенасыщенным. Перенасыщенные растворы неустойчивы, и при перемешивании такого раствора излишек сахара быстро выпадает в осадок. На этом основана технология производства помадных конфет и фаджа. Разные виды сахара, обладают разной растворимостью; смесь разных Сахаров растворяется лучше, чем один отдельно взятый вид сахара.
Концентрация жидкой фазы сиропа
Во многих видах кондитерских изделий присутствуют различные «фазы». Твердая фаза обычно представлена кристаллами сахара, но может также включать сухой молочный остаток, какао-порошок и тому подобные вещества. Эти твердые вещества диспергированы в жидкой фазе, представляющей собой насыщенный раствор различных Сахаров. В ней также могут, в небольшом количестве, присутствовать другие растворимые ингредиенты, например, вещества, полученные из фруктов. Важным фактором является концентрация жидкой фазы; в настоящее время повсеместно признается, что она должна представлять собой раствор Сахаров с незначительным добавлением других веществ, концентрация которых составляет не менее 75%, что определяется по показаниям рефрактометра при температуре 20 °С. В этом случае создается среда, препятствующая большинству видов микробиологической порчи продуктов, и обеспечивается высокая сохранность продукта. Однако некоторые ферменты способны вступать в реакцию даже в таких условиях. В качестве примера можно привести липазу (фермент, расщепляющий жиры), а также некоторые ингредиенты, такие как какао-порошок, орехи и ореховая масса, яичный альбумин, в которых могут содержаться активные ферменты. При покупке ингредиентов необходимо убедиться, что липаза в них не содержится либо в том, что она полностью разложилась. При этом следует помнить, что для разрушения присутствующей в сухих порошках липазы требуется высокая (до 110 °С) температура. В кондитерских изделиях могут присутствовать жир и воздух. Некоторые виды жиров очень склонны к прогорклости, а воздух, содержащийся в продукте в виде мелких пузырьков, может ускорить процесс образования прогорклости, кроме того, в результате окисления появляется нежелательный привкус.
Относительная влажность, температура точки росы, давление насыщенного пара, активность воды, равновесная относительная влажность
Все эти факторы оказывают значительное влияние на то, насколько успешным будет производство и хранение шоколада и кондитерских изделий.
Относительная влажность, температура точки росы
Говоря об относительной влажности, подразумевают сравнение количества водных паров, присутствующих в воздухе, и количества водных паров, необходимых для того, чтобы насытить воздух парами при той же температуре. Относительная влажность воздуха, насыщенного водными парами, равна 100%. Если воздух насыщен на 60%, то и относительная влажность составляет 60%.
В кондитерском производстве относительная влажность относится к числу важнейших факторов. Необходимо представлять, сколько составляет относительная влажность в помещениях, где осуществляется упаковка и хранение продукции, в горячих цехах и особенно в охлаждающих шкафах для шоколада, и регулировать этот уровень.
При повышении температуры воздуха относительная влажность будет снижаться, но воздух при более высокой температуре будет содержать больше влаги.
Следовательно, если сравнить воздух при температуре 20 и 50 °С, относительная влажность которого в каждом случае составляет 70%, то окажется, что количество влаги, которое содержится в воздухе при 50 °С, окажется значительно больше.
Теперь рассмотрим обратный процесс: по мере охлаждения воздуха относительная влажность повышается, и в определенный момент достигается температура, при которой она составляет 100%, и тогда влага осаждается. Температура, при которой это происходит, называется точкой росы.
С практической точки зрения это особенно важно учитывать в охлаждающих шкафах для шоколада, поскольку в случае, если шоколад, поступающий из шкафа, будет охлажден слишком сильно, то его температура окажется ниже температуры точки росы для воздуха в помещении, где шоколад упаковывается. В результате на шоколаде будет осаждаться влага, а позднее возникнет «сахарное поседение».
Давление насыщенного пара, равновесная относительная влажность, активность воды
Всем водным растворам, а также самой воде свойственно определенное давление насыщенного пара. Давление насыщенного пара того или иного раствора зависит от того, какое вещество в нем растворено и в каком количестве.
Насыщенные растворы различных солей обладают различным давлением насыщенного пара, то есть в закрытом контейнере относительная влажность над поверхностью этих растворов для каждой отдельной соли при определенной температуре будет постоянной.
В кондитерском деле давление насыщенного пара зависит от того, какое количество различных Сахаров содержится в растворе; в определенной степени оно связано с концентрацией жидкой фазы сиропа и с содержанием влаги.
Равновесная относительная влажность, активность воды
Эти два термина обозначают одно и то же явление, но активность воды выражается в долях от единицы (1,0), а равновесная относительная влажность (РОВ) — в процентах (100%).
Как уже было отмечено выше, растворы сахара обладают определенным давлением насыщенного пара, при этом к числу «растворов» мы будем относить и продукцию с низким влагосодержанием, например, леденцовую карамель. Если кондитерские изделия поместить в закрытый контейнер, то они, как и растворы солей, создадут в окружающем воздухе некоторый уровень относительной влажности. Через какое-то время будет достигнуто равновесие, при котором кондитерское изделие будет находиться в равновесном состоянии по влажности с окружающим воздухом, и в этом случае относительная влажность и будет равновесной относительной влажностью (РОВ).
Существует и другой способ: в большом количестве небольших закрытых контейнеров с помощью растворов специальных солей создается разная относительная влажность. В контейнер помещают небольшие пробы кондитерских изделий, и вскоре можно определить, какие из них в условиях разной влажности теряют свою массу или увеличивают ее. Построив график, отражающий изменение массы, можно рассчитать РОВ.
РОВ кондитерского изделия представляет собой такую относительную влажность, при которой масса продукта не увеличивается и не уменьшается.
Знать эту характеристику необходимо для того, чтобы выбрать наиболее подходящий вид упаковки и определить условия хранения.
РОВ различных продуктов определяет то, насколько приемлемо использовать их в непосредственном контакте друг с другом.
Вопросы производства кондитерских батончиков с разными наполнителями рассматриваются в разделе «Кондитерские изделия». Способы определения РОВ приводятся в Приложении.
рН, концентрация водородных ионов
Определение рН многим кажется непонятным. Возможно, наиболее удачным термином для кондитерского производства будет «истинная кислотность»; понимание рН очень важно при производстве такой продукции, как пектиновое желе.
Диапазон значений рН охватывает показатели как кислотных, так и щелочных свойств, хотя в кондитерском производстве с щелочными свойствами сталкиваться приходится редко. Исключением является обработанное щелочами какао, а также пористые продукты, в состав которых входит двууглекислая сода, — они обладают слегка щелочными свойствами.
С научной точки зрения значение рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации водородных ионов. В присутствии кислот вода Н20 диссоциирует на положительные, водородные, и отрицательные, гидроксильные ионы, а произведение концентрации ионов Н+ и O FT всегда составляет 10“‘”.
На этом и основана хорошо известная шкала рН из 14 единиц, где от 0 до 7 представлены вещества с кислотными свойствами, а от 7 до 14 — с щелочными. рН 7 соответствует нейтральным свойствам.
Кислоты существуют сильные и слабые. В кондитерском производстве для ароматизации продукции используются слабые кислоты, такие как лимонная и винная. Сильные кислоты (например соляная) используются только в особых случаях, например, для инвертирования сахара.
Таблица 20.1. Кислотность различных кондитерских изделий
|
Таблица 20.2. Соотношение между рН и вкусовыми качествами
Весовые части, необходимые для обеспечения
одинакового снижения рН одинаково кислого вкуса
|
рН и концентрация этих кислот определенным образом взаимосвязаны, и чтобы получить кислый раствор, имеющий рН 2,0, концентрацию лимонной кислоты нужно довести до 2,4%, тогда как при использовании соляной кислоты достаточно будет концентрации 0,03%. При использовании естественной кислоты, содержащейся в уксусе (уксусной кислоты, которая относится к слабым кислотам), потребуется концентрация 2,0%. Полезно будет ознакомиться с представленными в табл. 20.1 приблизительными соотношениями, применимыми к кондитерским изделиям.
Помимо фактической кислотности необходимо учитывать вкусовые особенности каждой конкретной кислоты. Если наиболее часто используемую в кондитерском производстве лимонную кислоту заменить другой кислотой, то при том же показателе рН продукт будет иметь другой оттенок кислого вкуса.
В табл. показано приблизительное соотношение рН и вкуса продукции. На фактор вкуса в определенной степени влияет тип кондитерского изделия.
Измерение рН
Хотя рН возможно измерить с помощью окрашивающейся реактивной бумаги, при работе с сильно окрашенными продуктами или с веществами, обладающими повышенной вязкостью, полагаться на результаты такого теста не следует.
Единственным методом, дающим достоверные результаты, является использование электроизмерительного прибора с погружным электродом. Измерения следует проводить на 50% дисперсии кондитерского изделия, при этом температура всегда должна составлять 20 °С.
Буферные соли
При использовании многих технологий обработки пищевых продуктов необходимо выдерживать определенный уровень истинной кислотности (рН), и с этой целью используются соли сильных щелочей и слабых кислот, так называемые буферные соли. В кондитерском производстве чаще всего используется лимоннокислый натрий (цитрат натрия), хотя, в достаточно редких случаях, применяются и фосфатные соединения.
В качестве наиболее наглядного примера действия буферных солей можно привести регулирование скорости застывания пектинового желе. В случае добавления только кислоты застывание происходит так быстро, что это препятствует нормальной отливке в формы. Благодаря добавлению буфера этот процесс замедляется, но характер желе при этом остается тем же.
Редуцирующие сахара
Этот термин применяется при описании состава сахарного сиропа. Так, например, присутствие инвертного сахара в леденцовой карамели определяется по наличию в ней редуцирующих Сахаров. Свое название они получили из-за того, что в индикаторном растворе Фелинга сернокислая медь восстанавливается до закиси меди.
Наиболее распространенными редуцирующими сахарами являются моносахариды (инвертный сахар), декстроза и фруктоза, дисахариды, лактоза и мальтоза.
Сахароза, являющаяся дисахаридом, не входит в число редуцирующих Сахаров. В молекуле редуцирующих Сахаров присутствует альдегидная группа. Связанные с этим химические явления подробно рассматриваются в книгах, посвященных анализу состава сахара.
Оптическая активность
Этот термин также связан с методами анализа. Оптической активностью называется присущее многим веществам и растворам (в том числе растворам Сахаров) свойство поворачивать плоскость проходящего через них луча поляризованного
света. На основе этого явления можно определять концентрацию и состав сахарных сиропов, а также чистоту состава эфирных масел. Поляризованным светом называется такой свет, в котором колебания волн происходят в одной плоскости.
Растворы некоторых Сахаров разворачивают плоскость в одном направлении, а других — в противоположном. Например, декстроза является правовращающей, а левулоза (фруктоза) — левовращающей.
Удельное вращение плоскости поляризации — декстрозный эквивалент
Каждому виду сахара присуще определенное вращение плоскости поляризации света, на основе которого, в соотношении с его удельной массой и концентрацией раствора, определяется удельная оптическая активность.
При анализе состава сахарного сиропа количество редуцирующих Сахаров под- считывается как количество декстрозы, хотя в действительности эти сахара могут ею не являться. Такой количественный показатель называют декстрозным эквивалентом (ДЭ).
Подробные определения этих терминов можно найти в разделе «Кондитерские сахара».
Лабораторные инструменты
Для регулирования производственного процесса на предприятиях все больше используются научные приборы. Их описание приводится в «Приложении» и в других главах, где дается описание конкретных технологий.
Таблица 20.3. Использование научных средств измерения
Применение
Рефрактометр
Используется для определения сухих веществ сахарных растворов
Вискозиметр
Используется для контроля текучести шоколада и глазури, а также используется при производстве некоторых видов сиропов и суспензий (см. раздел «лецитин, эмульгаторы, шоколад») Гигрометр Для измерения относительной влажности на складах, в производственных помещениях и в охладителях
Ареометр
Предназначен для измерения плотности сиропов. В настоящее время вместо него часто используется рефрактометр Термометр Традиционный термометр (стеклянная трубочка со ртутью) является надежным инструментом, но дает показания достаточно медленно. В настоящее время используются контактные датчики-термометры для определения температуры как на отдельных стадиях производства, так и в непрерывных технологических потоках Гранулометр Микрометры, микроскопы (визуальные и проекционные), а также
специальные приборы типа счетчика Культера рН Существует много измерительных средств, в том числе портативных и обеспечивающих непрерывную запись
Проблемы порчи
Большинство пищевых продуктов портятся. Общеизвестно, как недолго могут храниться такие свежие продукты, как мясо или рыба, и при необходимости их хранения их приходится консервировать, замораживать или сушить.
Другие продукты дольше хранятся, поскольку прошли обработку сахарным сиропом или солью, либо обладают низкой влажностью. Порча внешнего вида или вкусовых качеств таких продуктов может происходить из-за хранения в неблагоприятных условиях или из-за каких-либо упущений, допущенных в управлении технологическим процессом.
Поскольку шоколад и кондитерские изделия принято считать продуктами, потребляемыми ради удовольствия, они должны соответствовать самым высоким стандартам качества.
Поседение шоколада
Причины поседения шоколада, состав, из которого образован этот налет, а также пути предотвращения поседения часто становятся предметом полемики. Существует два типа поседения шоколада: жировое, вызванное изменениями используемого в составе шоколада жира, и сахарное, возникающее под воздействием влаги на имеющийся в составе сахар.
Поседение шоколада портит его внешний вид, но на вкусовых качествах оно не сказывается, если не считать тех случаев, когда продукция хранилась в крайне плохих условиях. В этих случаях шоколад может иметь затхлый вкус, а если он хранился в слишком влажных условиях, то на поверхности появляется плесень.
Жировое поседение
Жировое поседение проявляется в виде сероватого налета на поверхности шоколада как молочного, так и темного, хотя на темном шоколаде такой налет заметнее. По внешнему виду поседение напоминает беловатый налет на кожице некоторых спелых фруктов, например, слив или винограда; если до налета на шоколаде дотронуться пальцем, то он приобретает жирный вид; налет легко удаляется с поверхности. Под микроскопом можно разглядеть крошечные кристаллы жира.
Причинами его возникновения являются:
• плохо проведенное темперирование шоколада на соответствующем этапе технологического процесса;
• некорректные способы охлаждения, в том числе нанесение шоколадной глазури на холодную начинку;
• наличие в начинке шоколадного изделия жиров с низкой точкой плавления;
• хранение в теплых помещениях;
• добавление в шоколад жиров, использование которых в сочетании с какао- маслом недопустимо;
• царапины и следы от пальцев на шоколаде, что особенно нежелательно в теплых условиях.
В литературе проблемам возникновения и предотвращения жирового поседения уделяется значительное внимание. Такое отношение к поседению во многом объясняется тем, что в те времена, когда о полиморфизме какао-масла и о том, какое влияние может оказать включение в состав шоколада других жиров (помимо какао-масла), было почти ничего неизвестно, производители шоколада несли огромные убытки. Даже после того, как стали известны свойства жиров, инженерно- технический персонал зачастую избегал рассмотрения этой проблемы; устанавливалось оборудование, обеспечивавшее большую скорость, но совершенно не учитывалась необходимость подготовить какао-масло и дать ему отстояться.
В Англии проблеме поседения уделялось особое внимание, особенно в те годы, когда летом стояла необычно жаркая погода, например, в 1921 г.; в те же самые годы была введена дополнительная механизация производства.
Тогда же в состав шоколада начали, помимо масла какао, включать и другие жиры. Впоследствии оказалось, что многие из этих жиров несовместимы с ка- као-маслом, и в результате их применения возникало жирное поседение и поседение шоколада. При использовании ранее применявшихся технологий ручного производства шоколада, в особенности методов темперирования, в состав шоколада удавалось включить стабильные формы какао-масла, благодаря чему шоколад сохранялся лучше.
Многие специалисты проводили значительные исследования, посвященные поседению, его причинам и путям предотвращения.
О выводах, сделанных ими в своих работах, мы расскажем несколько позже.
Образование жирового поседения тесно связано с полиморфизмом какао-масла, о котором шла речь в главе 3.
Существует четыре основных полиморфных формы. Сведения о них, включая температуры плавления, приведены ниже.
у-форма, 17 °С — при любых температурах сохраняется очень недолго;
а-форма, 21-24 °С — при любых температурах сохраняется недолго;
(З’-форма, 27-29 °С — при обычных температурах постепенно переходит в Р-форму (34-35 °С), которая является устойчивой.
Различными исследователями отмечалось, что существуют и другие формы, но повсеместно признается, что с практической точки зрения достаточно учитывать четыре вышеперечисленных.
Поседение возникает из-за перехода полиморфных модификаций, имеющих более низкие температуры плавления, в устойчивую p-форму. Производство хорошего шоколада возможно только при таких технологиях, которые обеспечивают отсутствие в составе готовой продукции всех полиморфных форм какао-масла, кроме устойчивой.
На практике достаточно редко удается достичь полного перехода всех форм в устойчивую форму, но современные методы темперирования и охлаждения позволяют в значительной степени к этому приблизиться.
Подчеркивается, что для производства шоколада особенно важны следующие моменты:
1. Неустойчивые формы какао-масло, обладающие более низкой температурой плавления, образуются при темперировании и охлаждении жидкого шоколада при слишком низких температурах.
2. Затравочные кристаллы устойчивой формы какао-масло должны равномерно распределяться в массе жидкого шоколада. Это способствует образованию устойчивой формы жидкого какао-масло, которому еще предстоит перейти в твердое состояние в процессе охлаждения, после глазирования изделия шоколадом или отливки шоколада в формы.
Следовательно, можно сделать вывод, что в значительной степени помогают предотвратить жирное поседение корректное введение затравочных кристаллов и умеренные темпы охлаждения шоколада.
Во втором издании этой книги приводятся данные, полученные в результате научной работы, проводимой автором и его сотрудниками. Мы включили их в текст данной главы, поскольку эти результаты определенным образом сказываются на других исследованиях в этой области, содержание которых изложено ниже.
Рассматриваемые далее публикации включены в список литературы, приводимый в конце главы. Основные выводы, которые делают авторы в отношении проблемы поседения шоколада, выглядят следующим образом:
Тщательное исследование состава жирного поседения показало, что оно состоит из фракций какао-масло с более высокими температурами плавления и более низким йодным числом [5].
Следющие краткие выводы.
1. Поседение возникает в результате прорастания на поверхности шоколада крупных кристалов какао-масла, происхождение которых связано с тем, что в составе шоколада все еще сохранились неустойчивые формы.
2. Первым условием, способствующим производству шоколада, устойчивого к поседению, является корректное проведение темперирования. Какао-масло должно кристаллизоваться в устойчивой p-форме. Это может обеспечиваться путем введения в состав шоколадной массы предварительно оттемперированной и заставшей шоколадной стружки, или с помощью специального перемешивания и охлаждения.
3. Темперирование с помощью перемешивания и охлаждения должно проводиться с учетом температуры плавления жира. При производстве молочного шоколада это должно делаться при более низких температурах, что обусловлено присутствием молочного жира. В случае, когда присутствует жир иллипе, требуются более высокие температуры.
4. В шоколаде, темперированном надлежащим образом, первоначально какао- масло существует в p’-форме, но сразу же начинается его переход в p-форму. Это достаточно противоречивый вывод (замечание автора).
5. Для надлежащим образом темперированного шоколада скорость его охлаждения не имеет решающего значения. С этим утверждением можно поспорить. Оказывают влияние такие факторы, как сокращение в размере и возможное образование неустойчивых форм; эти вопросы рассматриваются в других источниках.
6. Предположение, что жировое поседение может образовываться в результате выделения тепла при переходе неустойчивых форм какао-масла в устойчивые верно только в тех случаях, когда шоколадные изделия плотно упаковываются в ящики до их окончательного застывания.
7. Жировому поседению способствует применение чужеродных жиров типа орехового масла, приводящее к понижению диапазона температур плавления какао-масла. Исключением является молочный жир. Как правило, жиры, благодаря которым повышается температура плавления, способствуют предотвращению поседения. Если жиры не сочетаются, то этого может и не произойти.
Исследования по вопросам полиморфизма какао-масла были продолжены с использованием дифференциального сканирующего калориметра .
В подобном исследовании, посвященном предотвращению поседения, рассматривается влияние влажности и температурного режима на возникновение поседения. Описываются эксперименты на шоколаде с различными добавками, предотвращающими или задерживающими появление поседения. Одной из эффективных добавок назван молочный жир, который в настоящее время широко применяется на производстве. Несмотря на результаты, приводимые в некоторых исследованиях, оказалось, что Span 60, Tween 60 и глицерилмоностеарат желаемого эффекта не дают. В этой работе показана также ценность тепловой обработки, описываемой ниже.
Были проведены многочисленные исследования, в которых подробно рассматривались вопросы темперирования шоколада и характеристики какао-масла в ходе этого процесса .
Была также проанализирована ценность некоторых ингредиентов, эквивалентных какао-маслу и позволяющих сократить возможное поседение шоколада. Утверждается, что эффект замедления, который обеспечивает молочный жир, связан с тем, что этот жир задерживает трансформацию кристаллов какао-масла неустойчивой p’-формы в устойчивую р-форму.
Многие из вышеупомянутых наблюдений были подтверждены автором и его сотрудниками. Как уже говорилось, некоторые утверждения вызвали несогласие.
В данную главу мы сочли целесообразным включить и сведения о других экспериментах, проводившихся несколько лет назад и посвященных поведению масла какао, масла иллипе и молочного жира. Насколько нам известно, подобные данные ранее нигде представлены не были.
Считается, что возникновение поседения связано с характеристиками этих жиров. Эксперименты затрагивали:
1. Изменения температуры плавления темперированного и нетемперированного какао-масла после его хранения при различных температурах сроком до шести месяцев.
2. Разделение на фракции какао-масла, молочного жира и масла иллипе. Определение фракций и температур их плавления.
Останні коментарі