Варка мармеладной массы

Рецептурную яблочно-сахарную смесь направляют по мере надобности на варку.

Основная задача варки мармеладной массы заключается в гом, чтобы удалить избыток воды и создать наиболее благо­приятные для студнеобразования соотношения пектина, сахара, кислоты.

В процессе варки происходит перевод в растворимое состоя­ние пектиновых веществ фруктово-ягодного пюре, включая и ту часть их, которая осталась в нерастворенном виде после непол­ного гидролиза протопектина во время шпарки плодов. Однако условия варки должны быть рассчитаны так, чтобы не допустить чрезмерного расщепления пектиновых веществ до разры­ва полигалактуроновой цепи и получения продуктов распада, потерявших способность к студнеобразованию. В этом отноше­нии наиболее отрицательное действие оказывает продолжитель­ная варка и высокая температура кипения массы.

При варке фруктово-сахарной смеси происходит быстрое и полное растворение сахара.

Важное значение в процессе варки имеет инверсия сахарозы, которая развивается под действием нагревания и органических кислот фруктов, остаточной сернистой кислоты, присутствую­щей в пюре в качестве консерванта.

Присутствие известных количеств инвертного сахара и дру­гих редуцирующих веществ в составе мармеладной массы яв­ляется необходимым. Редуцирующие сахара играют при этом роль «антикристаллизатора» в отношении сахарозы.

Механизм действия редуцирующих сахаров в составе марме­ладной массы в качестве антикристаллизатора, или фактора, за­держивающего кристаллизацию сахарозы, можно представить следующим образом. Содержание сахарозы, вводимой в рецеп­туру, составляет около 65% по весу массы, что превышает кон­центрацию насыщения водного раствора сахарозой при комнат­ной температуре. Замещение части сахарозы (сахара-песка) про­дуктами ее инверсии во время варки призодит к понижению концентрации сахарозы во фруктово-сахарной смеси и к устра­нению состояния насыщения (и пересыщения) раствора саха­розой.

Известно также, что совместное присутствие в водном рас­творе нескольких сахароз способствует повышению общего ко­личества сахаров; удерживаемых в растворе, что также уменьшает опасность кристаллизации раствора, в данном случае — выделения сахарозы в твердую фазу. Между тем излишек инвертного сахара при низких концентрациях сахарозы в составе фруктово-сахарной массы также может привести к насыщению (и пересыщению) раствора за счет глюкозы, которая обладает более слабой растворимостью по сравнению с сахарозой и фрук­тозой. В этом случае создается возможность засахаривания мас­сы вследствие кристаллизации глюкозы.

Данные многих исследований и имеющийся опыт показыва­ют, что при наличии в составе мармеладной массы 14—-16% ре­дуцирующих веществ обеспечивается такое состояние равнове­сия, которое практически устраняет кристаллизацию какого-ли­бо сахара из данной среды.

Следует также отметить, что накопление инвертного сахара в процессе варки свыше указанной нормы ведет к повышению гигроскопичности мармелада и отражается отрицательно на его стойкости в хранении.

При пользовании яблочным пюре с нормальным содержани­ем кислоты количество получаемого в процессе варки инверт­ного сахара не превышает требуемой нормы.

Повышенному накоплению инвертного сахара способствует главным образом продолжительность варки. Ввиду этого необ­ходимо добиваться более быстрой варки, в особенности в слу­чае работы с пюре, имеющим высокую кислотность или сильно сульфитированным.

Исследование ВКНИИ указало на эффективное средство для управления инверсией сахарозы при варке мармеладной массы в вакуум-аппаратах — регулирование степени разреже­ния в варочном пространстве. Поэтому при варке в вакуум- аппаратах рекомендуется менять разрежение в зависимости от желаемого накопления инвертного сахара. Вполне очевидно, что при необходимости усиления инверсии следует снизить разре­жение и наоборот.

Для предотвращения излишнего накопления инвертного са­хара в процессе варки мармеладной массы (а также в после­дующем процессе сушки мармелада) в последнее время практикуется введение в рецептурную смесь щелочных или буфер­ных солей. Однако последние при работе со слабокислым пюре, даже при небольших дозировках этих солей, приводят к необ­ходимости введения в мармеладную массу инвертного сахара извне в виде инвертного сиропа.

В процессе варки мармеладной массы из пюре, консервиро­ванного сернистой кислотой, достигается также удаление SO₂ из увариваемой массы. Десульфитация идет успешнее при вар­ке массы в вакуум-аппаратах, в особенности если последние оборудованы мешалками.

С другой стороны, в процессе варки происходит также уле­тучивание ароматических веществ фруктово-ягодного пюре. Для уменьшения потери ценных летучих составных частей сырья необходимо также избегать затягивания варки.

При варке фруктово-сахарной массы ее готовность опреде­ляется по состоянию влажности массы.

Влажность увариваемой массы контролируется с помощью рефрактометра, который дает возможность определить ее в те­чение 1—2 мин. с точностью до 0,5%.

Для контроля степени уваривания массы используют также термометр, показывающий или сигнализирующий температуру кипения массы. Контроль варки по температуре кипения массы достаточно точен при работе в открытых котлах или в вакуум- аппаратах, если в последних к концу варки поддерживают одно и то же разрежение.

Для варки мармеладной массы на крупных предприятиях служат непрерывно действующие змеевиковые варочные аппара­ты; при небольших размерах выработки пользуются сферически­ми или универсальными варочными вакуум-аппаратами.

Непрерывный процесс варки мармеладной массы разработан и осуществлен на московской кондитерской фабрике «Ударни­ца» на основании исследований ВКНИИ и коллектива фабрики. Для этой цели приспособлена змеевиковая колонка карамель­ного вакуум-аппарата системы завода имени Ярославского (без вакуум-камеры). Яблочно-сахарную смесь с начальной влаж­ностью 43—45% направляют в сборник перед варочной уста­новкой. Питание змеевика варочной колонки осуществляется плунжерным насосом, с помощью которого можно регулировать подачу рецептурной смеси.

Уваривание смеси в змеевике ведется под атмосферным дав­лением до конечной влажности 31—-33%. Конец варки можно контролировать по термометру на выходе массы. Продолжи­тельность пребывания массы в змеевике составляет 1—2 мин. температура массы, выходящей из/змеевика, 106—108°.

Сваренная масса поступает из змеевика в приемный конус, который играет роль пароотделителя, для освобождения ее от пузырьков пара.

Производительность одной варочной колонки с поверхностью нагрева 7,5 м2 составляет около 6 г в смену по мармеладной массе или 5,3 т по готовому мармеладу.

Высокая производительность непрерывной варки мармелад­ной массы и кратковременное нагревание рецептурной смеси наилучшим образом разрешают вопрос о сохранении студнеоб­разующей способности пектина и регулировании инверсии саха­розы. Непрерывная варка позволяет производить более глубо­кое уваривание массы, не нанося ущерба пектину, а также на­туральному вкусу и цвету яблочного пюре, и создает необходи­мые условия для (полной автоматизации контроля и регулиро­вания процесса.

На небольших предприятиях пользуются для быстрой вар­ки мармеладной массы универсальным варочным вакуум-аппа­ратом. Загружают (в верхний варочный котел) яблочно-сахар­ную смесь в количестве, рассчитанном на выход массы 25— 40 кг.

Производят уваривание массы под давлением греющего па­ра 4—5 ати до конечной влажности 31—33% в течение 6—8 мин.

Перепускают массу в нижнюю вакуум-чашу, в которой мас­су дополнительно сгущают до влажности 29—31% в течение 1— 2 мин. Содержание редуцирующих веществ в сваренной массе 14—16%, общая продолжительность варки составляет 7— 10 мин.

При пользовании сферическим вакуум-аппаратом устанавли­вают разрежение от 400 до 600 мм по вакуумметру. Давление греющего пара не ниже 4 ати.

Засасывают из сборника-смесителя яблочно-сахарную смесь в количестве, обеспечивающем окончание варки при данных условиях в течение 12 мин.

Обработка (разделка) мармеладной массы

По окончании варки мармеладную массу направляют в сбор­ник-смеситель, установленный над разливочным механизмом. Добавляют по установленным лабораторией дозировкам кра­сители, ароматизирующие вещества (припасы или эссенции) и тщательно перемешивают. В перемешанную массу вводят кислоту в зависимости от необходимости (подкисления.

Количество добавляемой кислоты следует регулировать по указаниям лаборатории на основании данных pH мармеладной смеси и pH яблочного пюре.

В производстве часто практикуют введение некоторого ко­личества сахара к концу или после окончания варки. Такой порядок работы дает в руки производственника дополнительное средство для управления моментом студнеобразования. При этом из загрузки на варку мармеладной массы выключается часть сахара, необходимого для образования студня. Этим устраняется преждевременное выпадение пектинового геля из мармеладной массы (свертывание). Такая опасность возникает в момент, когда в мармеладной массе в результате чрезмерно­го сгущения создаются необходимые для студнеобразования соотношения сахара, кислоты и пектина.

Преждевременное студнеобразование весьма нежелательно оно имеет своим следствием то, что образовавшийся тут же после варки студень при дальнейших манипуляциях (разделке массы, перемешивании и разливке ее) разрушается и восста­новление его как студня без повторной варки уже невоз­можно.

Благодаря тому, что введение части требуемого количества сахара отодвигается к концу варки, достигается также некото­рое снижение температуры мармеладной массы во время вар­ки, так как точка кипения массы находится в зависимости от концентрации сахара.

В значительной мере указанные трудности устраняются при переходе на непрерывную варку мармеладной массы, так как в условиях кратковременного нагрева и быстрой циркуляции рецептурной смеси гидролиз пектина и инверсия сахарозы сво­дятся к минимуму.

Разливка массы

Мармеладную массу после подкраски и ароматизации с тем­пературой около 80—85° и влажностью 30—31% разливают в формы с помощью разливочного механизма, расположенного над формующим транспортером, несущим мармеладные фор­мы. Во избежание застудневания массы необходимо изолиро­вать трубопроводы по пути ее следования до бункера разли­вочной головки. Последний снабжен водяным обогревом, кото­рый позволяет темперировать массу в пределах 78—80°, т. е. несколько выше точки застудневания смеси (~70°).

Формы для мармелада изготовляют из нержавеющей ста­ли, фарфора или из керамики.

При отсутствии механической разливки разливают массу ручным способом в формы, установленные на конвейере или на столах. Для этой цели пользуются специальными воронками из нержавеющей стали с одним или несколькими сливными отвер­стиями. При работе с периодически действующими варочными аппаратами необходимо рассчитать работу таким образом, что­бы разливка массы из каждого котла длилась не более 10 мин., или надо теплоизолировать стенки сборника, в который слита масса, во избежание застудневания ее.

Начало застудневания яблочного пектина в данных усло­виях, т. е. при содержании 1% пектина и около 65% сахара, наступает при температуре 70°. Если горячую массу разливают в формы раньше, чем она успела остыть до указанной темпе­ратуры, то разливается она свободно и легко. В противном слу­чае масса частично застудневает, теряет способность свободно вытекать из воронки и плохо формуется.

Процесс садки мармелада

Находящаяся в формах мармеладная масса быстро остывает, главным образом в результате соприкосновения с холодными стенками ячеек форм. В этих условиях температура мармелада снижается в течение 4—6 мин. до 60—70°, т. е. достигает точки застудневания пектина.

Процесс застудневания носит в производственной практике название «садки» мармелада. Охлаждение мармелада сопро­вождается нарастанием степени пересыщения мармеладной массы сахаром. Благодаря сильному дегидратирующему дей­ствию избытка сахара происходит быстрое формирование кар­каса студня. Последний постепенно крепнет и становится проч­нее. Через некоторое время мармеладный студень легко выни­мается из формы, поддается резке ножом и т. д.

Собственно процесс садки заканчивается обычно в течение 10 мин. Таким образом, время пребывания мармелада в фор­мах составляет в сумме около 15 мин. Продолжительность садки имеет важное значение для производства, так как от нее за­висит оборачиваемость форм и размер потребной для этого уча­стка производственной площади.

При слабом пектине, неправильной варке, недостаточной кислотности или неправильной рецептуре садка мармелада мо­жет затянуться в формах до 30—40 мин. и более.

Продолжительность садки зависит главным образом от кис­лотности, вернее от pH массы. Чем выше концентрация водо­родных ионов, тем скорее проходит садка.

Чем сильнее уварена мармеладная масса, тем скорее разви­вается процесс садки (при условии, что в процессе уваривания

пектин особенно не пострадал). На ускорении садки при этом сказывается влияние высокой степени пересыщения раствора (мармеладкой массы) сахаром.

Скорость садки зависит и от качества пектина. Нормально студнеобразующий яблочный пектин дает постепенную садку при температуре не выше 70°. Между моментом окончания вар­ки и началом садки при этом остается достаточно времени для сливания массы, перекачки и разливки ее в формы.

Для процесса садки мармелада важное значение имеет венти­лирование открытой поверхности мармелада в формах, которое способствует свободному испарению воды из студня и лучшему остыванию массы. Температура окружающего воздуха также играет при этом свою роль. Важное значение имеет и теплопроводность материала форм.

По данным исследований ВКНИИ, рекомендуются следую­щие параметры воздуха, пропускаемого в зону формующего транспортера: скорость ~ 5 м/сек, температура  20°, относи­тельная влажность 60—70%.

Роль щелочных и буферных солей

В целях регулирования скорости студнеобразования пекти­на в практике производства искусственного (желейного) мар­мелада, желейных корпусов конфет и желе на пектиновой осно­ве широко применяли за рубежом буферные соли. Наиболее типичные из них: кремотартар, (кислый виннокислый калий С₄Н₅0₆К), диаммоний фосфат (NН₄)2НР0₄, однозамешенный лимоннокислый натрий NаС₆Н₇О₇ и др. Добавление этих солей ведет к замедлению садки пектина. Введение буферных солей в желейную пектино-сахарную массу дает возможность раздви­нуть сроки разливки, т. к. масса сохраняет жидкое состояние и во время остывания ее.

В СССР по предложению Гильдебрандт и др. регламенти­ровано применение солей для производства натурального фрук­тово-ягодного мармелада. На практике в настоящий момент пользуются молочнокислым натрием NаС₃Н₅О₃, а также Nа₂НР0₄ с дозировкой от 0,1 до 0,35% к весу рецептурной сме­си, причем дозировку соли меняют в зависимости от общей (титруемой) кислотности яблочного пюре [20].

Выбор указанных щелочных натриевых солей обусловлен их доступностью. Эти соли позволяют свободно проводить меха­ническую перекачку мармеладной массы без особых мер предо­сторожности; отпадает необходимость строго ограничивать сро­ки разливки массы, что особенно важно при отсутствии теплоизоляции трубопроводов для массы и при ручной ее раз­ливке.

Добавление солей в рецептурную яблочно-сахарную смесь освобождает от необходимости постоянного перемешивания ее для предотвращения выпадения ионносвязанного геля до вар­ки смеси. Оно играет положительную роль в направлении умень­шения продолжительности сушки мармелада, так как позво­ляет вести более глубокое уваривание мармеладной массы до влажности 31—32% вместо 36—38%.

Главные недостатки внесения солей в натуральный, фруктово-ягодный мармелад заключаются в следующем.

Добавление динатрийфосфата, лактата натрия и других со­лей, имеющих щелочной характер, в количестве от 0,1 до 0,35% к весу рецептурной смеси смещает pH последней в щелочную сторону, значение pH возрастает при этом на 0,3—0,8. Это ве­дет к снижению физиологического ощущения естественной кислотности, которое характеризует натуральный вкус фруктов и ягод. В результате создается необходимость обязательного добавления кислоты в мармеладную массу. Однако при этом трудно добиться восстановления первоначальной кислотности яблочно-сахарной смеси, так как в подщелоченной или забуференной среде искусственное подкисление дает слишком слабый сдвиг pH.

Добавление натриевых солей, имеющих щелочной характер, вызывает пептизацию пектина и поэтому влияет отрицательно на консистенцию мармелада. Имеющийся опыт показывает, что при этом, в частности, ухудшается способность мармелада к вы­борке его из форм.

Введение щелочных солей натрия свыше 0,1% по весу ре­цептурной смеси задерживает инверсию сахарозы при варке мармеладной массы и сушке мармелада в такой мере, которая вызывает большей частью необходимость введения инвертного сиропа в мармелад.

Замедление процесса садки мармелада, вызываемое добав­лением солей, снижает производительность разливочно-формующего оборудования.

Выборка мармелада из форм

По окончании садки мармелада он готов для выборки из форм и раскладки на решета. Специальный механизм произво­дит операцию выборки мармелада и раскладывает его на пер­форированные алюминиевые решета.

Работниками московской кондитерской фабрики «Ударница» создан специальный агрегат, позволяющий в условиях крупно­го производства механизировать разливку, садку, выборку и раскладку мармелада на решета (рис. 13).

Готовая к разливке горячая мармеладная масса поступает самотеком или при помощи насоса в бункер разливочной головки машины 1.

Поступая в поршневые наполнители 8, масса выдавливается в ячейки прямоугольных форм из нержавеющей стали, установ­ленных на транспортере 2.

Заполненный формовочный транспортер 2, проходя через ко­роб 3 охлаждается, встречая на своем пути поток кондициони­рованного воздуха.

Рис. 13. Схема агрегата для разливки, садки, выборки и раскладки мармелада.

Огибая концевой барабан, формовочный транспортер прохо­дит через нижний короб 4, где дополнительно испаряется влага с поверхности мармелада.

Под подогревательными плитами 9 металлические формы нагреваются со своей тыльной стороны; при этом между марме­ладом и поверхностью ячейки форм образуется тонкая прослой­ка сиропа, ослабляющая сцепление между ними.

Далее формовочный транспортер 2 приходит в соприкосно­вение с ленточным транспортером 5, полотно которого, прижи­маемое резиновым валиком 10 к формовочному транспортеру, вдавливается в ячейки форм и извлекает из них мармелад, так как последний прилипает к резиновому слою полотна.

Полотно, ленточного транспортера, огибая под острым углом концевой валик И, перекладывает отделяющийся от него мар­мелад на решета 12, движущиеся на цепном транспортере 6.

Решета с мармеладом снимаются с цепного транспортера и на тележках отвозятся в сушилку.

Моечная коробка 7 служит для периодического промывания форм водяными струями, направленными снизу вверх. Четы­рехступенчатый вариатор скоростей позволяет регулировать число циклов отливки и скорость взаимодействующих между собой транспортеров. Производительность машины меняется в зависимости от времени садки мармелада.

При отсутствии механизма выборки мармелада из форм его выбирают из них по окончании садки с помощью вилок (оди­нарных, сдвоенных, строенных).

Теми же вилками раскладывают мармелад на решета рисун­ком вверх, ровными рядами.

Описанный механизм выборки мармелада из форм не оправдал себя полностью на практике. Поэтому в настоящее время разрабатываются дру­гие способы выборки.