Пищевые красители
В кондитерской промышленности для окрашивания изделий (карамели, конфет, драже, мармеладно-пастильных изделий, некоторых мучных кондитерских изделий) применяются красители, безвредные в пищевом отношении.
Кондитерская промышленность пользуется преимущественно синтетическими (искусственными) красителями — амарантом, индиго-кармином, нафтол-желтым.
Из естественных красителей используются (в ограниченных количествах) кармин и сафлор. Некоторые другие безвредные естественные красители (хлорофилл, мальвин, шафран, орлеан, соки съедобных ягод — клюквы, малины, смородины и др.) могут быть тоже использованы для подкрашивания пищевых продуктов, однако в кондитерском производстве они не применяются.
Для окрашивания изделия достаточно трех красителей— красного, желтого, синего. Нужный цвет получается смешиванием в тех или иных соотношениях двух (или трех) красителей. Для получения зеленого цвета следует смешивать желтый и синий краситель, оранжевого — желтый и красный краситель и т. д.
Пищевой синтетический краситель амарант (C20H11O10N2S3Na3), выпускаемый в виде пасты, получается очисткой технического красителя кислотный красный С и применяется для подкрашивания пищевых продуктов в красный цвет. Молекулярный вес 604,27.
Пищевой синтетический краситель нафтожелтый (C10H4O8N2SNa2), выпускаемый в виде пасты, представляет собой двунатровую соль
динитросульфо-альфанафтола. Получается очисткой технического красителя нафтол-желтый (паста) и применяется для подкрашивания пищевых продуктов в желтый цвет. Молекулярный вес 358,10.
Пищевой синтетический краситель индиго — кармин (C10H8O8N2S2Na2), выпускаемый в виде пасты, представляет двунатровую соль индиго-дисульфокислоты. Получается из индиго сульфированием крепкой серной кислотой и применяется, для подкрашивания пищевых продуктов в синий цвет. Молекулярный вес 466,18.
В табл. 102 приведены технические условия на синтетические пищевые красители.
Консерванты
Консерванты—вещества, предохраняющие продукты от порчи, вызываемой микробиологическими процессами.
В кондитерской промышленности консерванты применяются для фруктово-ягодных заготовок (свежих фруктов и ягод, пульпы, пюре и др.).
Органами здравоохранения в СССР разрешены два консерванта — бензойная и сернистая кислоты. Салициловая кислота и ее соединения, муравьиная, борная, фтористоводородная кислоты также могут применяться как консерванты, но вследствие их вредного действия на организм человека в Советском Союзе употребление их запрещено.
Особо должны быть выделены консервирующие средства, относящиеся к антибиотикам, получаемым из микро- или макроорганизмов. К ним относятся пенициллин, биомицин и др. Они обладают бактерицидным действием, вызывая гибель микроорганизмов. Таким же действием обладают фитонциды — вещества (открытые Токиным), встречающиеся в луке, чесноке, редьке и многих других растениях.
Бензойная кислота
Бензойная кислота (С6H5СООН) может быть использована при консервировании фруктово-ягодных заготовок. Она оказывает значительное бактерицидное действие, особенно на дрожжи, в продуктах с малым содержанием азотистых веществ и с кислой
Технические условия на синтетические пищевые красители Таблица. 102
Показатели |
Амарант ВТУ/ НКПП*152 |
Нафтол-желтый ВТУ/НКПП *153 |
Индиго-кармин ВТУ/НКПП *154 |
Внешний ВИД | Красновато-черная нерасслаивающаяся паста | Светло-желтая нерасслаивающаяся паста | Синевато-черная нерасслаивающаяся паста |
Растворимость в воде | Растворяется, образуя фуксино-красный раствор | Растворяется, образуя раствор желтого цвета | Растворяется, образуя раствор чисто синего цвета |
Действие насыщенного раствора хлорной извести | Быстрое обесцвечивание водного раствора красителя | Обесцвечивание водного раствора красителя при стоянии | Нет обесцвечивания |
Действие: Этилового 96%-ного спирта |
Мало растворяет | — | — |
Едкого натра 32°Вё Едких щелочей на водные растворы (до ясно щелочной реакции) |
Растворяет, образуя коричнево-красный раствор | Не меняет цвета раствора | Меняет цвет раствора в зеленовато-желтый |
Уксуснокислого свинца (основного) | Осаждает краситель; средняя соль свинца не осаждает | Дает оранжево-желтый осадок | — |
Амилового спирта с едким натром | Не извлекает | — | — |
Амилового спирта с соляной кислотой | Частично извлекает | Зеленоватое извлечение | Полное извлечение |
Амилового спирта | — | Не извлекает | Не извлекает |
Соляной кислоты концентрированной | — | — | Зеленое окрашивание |
Содержание: | |||
Сухого остатка в пасте,не менее в % | 35 | 45 | 35 |
Химически чистого красителя в сухом остатке, не менее в % | 45 | 85 | 70 |
Не растворимых в воде примесей в сухом остатке, не более в % | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Хлористого натрия в сухом остатке, не более в % | 40 | 14,5 | 10 |
Мышьяка в сухом остатке, не более в % | 0,0014 | 0,0014 | 0,0014 |
Меди в сухом остатке, не более в % | 0,0025 | 0,0025 | 0,0025 |
Свинца | Отсутствует | ||
Несульфитированных полинатропродуктов |
Отсутствуют | ||
Допускается примесь сернокислого и углекислого натрия (на сухое вещество), не более | 14,5 | Сернокислого натрия при соответствующем уменьшении содержания хлористого натрия | 19,5%, а при отсутствии хлористого натрия 29,5% |
реакцией, оптимально—при pH 2,5—3,5. Обычная доза, достаточная для консервирования яблочного пюре и других фруктово-ягодных заготовок, около 0,1%. В готовых пищевых продуктах—мармеладе, пастиле и др. кондитерских изделиях (при условии, что яблочное пюре входит в рецептуру наряду с другими компонентами— сахаром, патокой и др.) — допускается не более 0,07% бензойной кислоты.
Если бензойная кислота попадает вместе с пищей в организм человека в небольших дозах, она не оказывает вредного действия, так как не задерживается в нем. Она вступает в реакцию с одной из распространенных аминокислот — гликоколем — и превращается в гиппуровую кислоту, которая образуется в почках и выводится из организма с мочой. Реакция идет по уравнению
С6Н5СООН + СН2(NН2)СООН = СН2[NН(С6Н5СО)]COOH + Н20
Бензойная кислота имеет молекулярный вес 122,13, температуру плавления 122,5°, температуру кипения 250° (возгоняется выше 100°). Небольшие кристаллы моноклиномерной системы белого цвета. Растворимость в воде — 0,30 частей в 100 частях воды (на холоду), при нагревании растворяется хорошо; в спирте и эфире растворяется хорошо.
Натриевая соль бензойной кислоты отличается хорошей растворимостью в воде — 63 части в 100 частях воды. Поэтому при консервировании фруктового пюре, особенно с высокой кислотностью, предпочитают употреблять не бензойную кислоту, а бензоат натрия. Содержащиеся в кислом пюре свободные кислоты вытесняют из бензоата натрия в свободном виде бензойную кислоту, более слабую, чем кислота плодов.
Бензойнокислый натрий можно получать, смешивая бензойную кислоту с раствором бикарбоната натрия, взяв их примерно в соотношении 122 : 84 (или около 10 : 7) в соответствии с уравнением С6Н5СООН + NаНС03 = С6Н5СООNа + Н2С03.
Бензойная кислота может давать некоторые соединения и производные, которые тоже обладают консервирующим действием, иногда даже более сильным. К ним относятся: эфиры бензойной кислоты — этиловый, пропиловый и др., парахлорбензойная кислота (С6H4ClСООН). Ее натриевая соль (С6Н4С1СОONa) носит название микробин и имеет более сильные, чем бензойная кислота, консервирующие свойства против плесеней.
Сернистая кислота
Сернистая кислота Н2SO3 широко применяется как консервант для фруктово-ягодных заготовок. Она обладает сильным бактерицидным действием как на дрожжи, так и на плесени. Обычная доза кислоты, достаточная для консервирования яблочного пюре и других фруктово-ягодных заготовок, 0,10—0,12%. Для некоторых видов плодов и заготовок эта дозировка должна быть повышена, например до 0,15% —для черной смородины и абрикосов, 0,20% — для земляники, малины и черешни.
Сернистая кислота вреднее для организма (в тех же дозировках), чем бензойная. Она не выводится из организма человека и по мере ее потребления накапливается в организме (имеет кумулятивное действие). Вследствие этого в пищевых продуктах в разрешаются значительно меньшие дозировки ее, чем бензойной кислоты,— не более 0,002% в пересчете на SO2 (не более 20 мг SO2 на 1 кг готового продукта). Большая часть сернистой кислоты, содержащейся в полуфабрикате (фруктово-ягодной заготовке) разрушается при термической переработке (варке, сушке).
Сернистая кислота образуется при растворении в воде сернистого ангидрида: SO2+Н2O → Н2SО3 (табл. 103).
Таблица 103 Растворимость S02 в воде при атмосферном давлении
Температура в °С | Один объем воды растворяет объемов газа | Температура в °С | Один объем воды растворяет объемов газа |
0 | 79,789 | 13 | 50,849 |
1 | 77,210 | 14 | 49,033 |
2 | 74,691 | 15 | 47,276 |
3 | 72,230 | 16 | 45,578 |
4 | 69,780 | 17 | 43,91 |
5 | 67,485 | 18 | 42,39 |
6 | 65,200 | 19 | 40,78 |
7 | 62,973 | 20 | 39,37 |
8 | 60,805 | 21 | 37,98 |
9 | 58,697 | 22 | 36,59 |
10 | 56,647 | 23 | 35,30 |
11 | 54,655 | 24 | 33,94 |
12 | 52,723 | 25 | 32,76 |
Сернистый ангидрид (SO2), молекулярный вес 64,07—бесцветный газ, температура кипения—10°. В жидком виде удельный вес 1,46.
*Для консервирования фруктовых заготовок применяются обычно 3—6%-ные водные растворы сернистой кислоты. Концентрацию сернистой кислоты в растворе можно определить не только химически, но и с помощью ареометра — по удельному весу (табл. 104).
Сернистая кислота в консервируемых продуктах оказывает не только чисто бактерицидное (на микрофлору), во и химическое действие. Сернистый ангидрид обладает восстанавливающими свойствами, окисляясь в серный ангидрид:
SO2+О —► SO3.
Применение сернистой кислоты в качестве консерванта благоприятствует сохранению цвета консервированного продукта во время.
Удельный вес раствора SO2 при 15°С | Содержание SO2 в растворе в % | Удельный вес раствора SO2 при 15°С | Содержание SO2 в растворе в % |
1,0028 | 0,5 | 1,0248 | 4,5 |
1,0056 | 1,0 | 1,0275 | 5,0 |
1,0085 | 1,5 | 1,0302 | 5,5 |
1,0113 | 2,0 | 1,0328 | 6,0 |
1,0141 | 2,5 | 1,0358 | 6,5 |
1,0168 | 3,0 | 1,0377 | 7,0 |
1,0194 | 3,5 | 1,0401 | 7,5 |
1,0221 | 4,0 |
хранения (потемнение происходит вследствие окислительных процессов) и ее добавление дает отбеливание продукта. Кроме того, в сульфитированных продуктах, благодаря восстанавливающему действию сернистой кислоты, хорошо сохраняется (не окисляется) аскорбиновая кислота (витамин С); однако витамин В1 (тиамин) в присутствии сернистой кислоты менее стоек и быстрее разрушается. В результате восстанавливающего действия сернистой кислоты в консервированном продукте она частично окисляется в серный ангидрид (переходит в серную кислоту). Поэтому, а также вследствие частичного улетучивания сернистого ангидрида в сульфитированных продуктах при их хранении общее количество сернистой кислоты постепенно уменьшается. Кроме общего количества сернистой кислоты, в продукте различают количество свободной и связанной сернистой кислоты (в сумме они дают общее количество сернистой кислоты). Связанной называется та сернистая кислота, которая входит в соединения с некоторыми веществами консервируемого продукта, главным образом с моносахаридами — глюкозой, фруктозой. Чем большая доля сернистой кислоты находится в виде связанной, тем ниже бактерицидное действие консерванта (при тех же концентрациях общей сернистой кислоты).
Сернистый ангидрид получают обыкновенно путем сжигания серы. Его хранят в металлических (чугунных) баллонах, где он находится в жидком состоянии под давлением. Раствор сернистой кислоты получают, пропуская из баллона сернистый газ (образующийся при открывании редуктора —снижении давления до атмосферного) по резиновым шлангам в бутыли с водой или в бочки. По сульфитометру, установленному на баллоне с сернистым ангидридом, отмеривают (по объему жидкого ЭСЬ) и выпускают по шлангу такое количество сернистого ангидрида, которое требуется для получения в бутылях или бочках раствора сернистой кислоты требуемой концентрации.
По стандарту сернистый ангидрид, идущий для консервирования пищевых продуктов, должен быть достаточно чистым и свободным от посторонних примесей» особенно мышьяка,
Тальк
Молотый тальк находит в кондитерском производстве применение как вспомогательный материал при выработке карамели и драже. Тальк не смачивается водой, его добавление уменьшает трение (повышается скольжение) изделий — драже, карамели — и прилипание карамельной массы и изделий.
Тальк—минерал, приближающийся по химическому составу к формуле 4SiO2 • ЗМgО • Н2О. Тальк обычно входит как основной компонент в горную породу—талькит, которую и подвергают размолу, получая товарный молотый тальк. Месторождения талькита встречаются в разных районах, наиболее крупные — на Урале (Миасс), в Армении, Карелии.
Тальк имеет вид чешуйчатых сланцевых агрегатов с ясно выраженной листоватой спайностью. Может иметь белый, зеленоватый или желтоватый цвет.
При производстве талька в зависимости от степени чистоты (количество примесей), исходного материала (талькита) и способа переработки получают тальк четырех марок: А, Б, В и медицинский. Для кондитерского производства идет тальк марки А особой чистоты, он имеет дополнительную маркировку «пищевой». Тальк марки А должен иметь гарантированную высокую белизну: I сорта — белизна не менее 80% (по сравнению с белизной баритовой пластинки), II сорта—не менее 70%.
Основные свойства талька следующие. При обычном прокаливании он теряет в весе мало, не более б—8%, температура его плавления — около 1200°. Влажность талька молотого (марки А) — не более 0,5%. Очень мало растворяется в кислотах и щелочах. По стандарту I сорт талька марки А после прокаливания и обработки соляной кислотой должен давать остаток (в % к взятому) не менее 87% (для II сорта этот показатель не нормируется).
Удельный вес талька 2,7—2,8. Удельная теплота (для температуры 0—100°) 0,21. Теплопроводность малая.
Для кондитерского производства тальк должен быть тонко размолот: I сорт на сите № 75 не должен давать более 5% остатка, II сорт на сите № 90 — не более 2% остатка.
Тальк обычно содержит некоторые примеси: железо (в виде окислов до 6—8%), марганец, никель, кальций (менее 1% СаО) и др. В тальке марки А содержание этих примесей очень невелико, по стандарту не нормируется. Важное значение для кондитерской промышленности имеет отсутствие примеси мышьяка в тальке: по стандарту допускается не более 0,0014%.
Парафин
Парафин в кондитерском производстве довольно широко применяется как вспомогательный материал. Он входит непременным компонентом в состав «глянца» для дражирования кондитерских изделий. Парафин часто содержат и смазки (например, для тазов, в которые наливается карамельная масса, для карамельных формующих машин), применяемые с целью устранения прилипания карамельной массы. Парафин применяется для парафинирования бумаги, идущей на завертку и упаковку кондитерских изделий.
Парафин представляет собор смесь предельных углеводородов ряда метана с общей формулой СnН2n +2. Парафин добывают из тяжелой фракции нефти (парафинистого мазута), а также из продуктов, получающихся при сухой перегонке бурого угля, горючих сланцев, из каменноугольного и торфяного дегтя. Для кондитерского производства идет дополнительно очищенный парафин.
Пищевой (очищенный) парафин представляет собой бесцветную или белую, более или менее прозрачную массу, твердую, хрупкую (в холодном состоянии), слегка жирную на ощупь, без вкуса и запаха. Температура плавления парафина 49—60°. Удельный вес (при 15°) 0,907—0,915.
Парафин хорошо растворяется в эфире, хлороформе, бензоле, петролейном эфире, сероуглероде и минеральных маслах и легко смешивается (в жидком, нагретом состоянии) с растительными маслами, расплавленным воском и т. п. Парафин не растворим в воде.
Как предельный углеводород парафин очень устойчив к химическим реагентам, не окисляется, не прогоркает. Кислоты, щелочи, окислители не оказывают действия на парафин.
Воск
Воск пчелиный применяется в кондитерском производстве как вспомогательный материал. Он входит непременным компонентом в состав «глянца» для дражирования кондитерских изделий и часто содержится в смазках, например, для котлов и тазов, в которые наливается карамельная масса, и для карамельных формующих машин; смазки эти применяются с целью устранения прилипания карамельной массы.
Воск имеет сложный состав, в него входят: сложные эфиры кислот (пальмитиновой, церотиновой и мелиссиновой) и одноатомных спиртов (церилового и мирицилового); количество сложных эфиров в воске около 70—75%; предельные углеводороды находятся в количестве 12—15%; свободные кислоты — в количестве около 15%.
Воск представляет собой твердое тело с зернистым изломом, белого или чаще желтого цвета со своеобразным, слабоароматическим запахом. При нагревании он сначала плавится, затем делается вязким и воспламеняется (при 242—250°), горит светящимся пламенем.
Воск растворяется в эфире, бензине, бензоле, ацетоне, амиловом спирте и других растворителях для жиров. В расплавленном (нагретом) состоянии смешивается (взаимно растворяется) с растительными маслами, жирами и парафином. Воск не растворим в воде и холодном спирте.
Физико-химические показатели воска
Плотность | 0,960-0,970 |
Коэффициент преломления (при 75°) | 1,4398—1,4451 |
Температура плавления | 62,5—70,0° |
Температура застывания | 60,5—64,0° |
Кислотное число | 18,0-22,0 |
Число омыления | 88,0-99,0 |
Йодное число | 7,8-11,0 |
Число Рейхерта-Мейссля | 0,34-0,54 |
Вследствие низкого йодного числа воск устойчив к химическим изменениям, к окислению, он не прогоркает.
Воск получают, перетапливая соты с водой (сырой воск). Для очистки и отбеливания воска применяют солнечное отбеливание его или обработку расплавленного воска адсорбентами (например, животным углем). Свежеотбеленный воск не окрашен, на воздухе через некоторое время желтеет.
Кроме пчелиного, известны воски и другого происхождения. Они состоят из сложных эфиров высокомолекулярных жирных кислот и одноатомных высокомолекулярных спиртов.
Некоторые воски могут найти применение в кондитерском производстве для тех же целей, что и пчелиный воск, а также и в качестве компонентов для приготовления пищевых лаков (для шоколадных фигур, для покрытия фольги, целлофана и др.).
К растительным воскам относятся карнаубский воск (собираемый с листьев пальмы Crypha cerifera L., растущей в Южной Америке). Главная составная часть его — эфир мирицилового спирта и церотиновой кислоты. Плавится при 83—86°, застывает при 80—81°. Растворим в спирте (кипящем) и эфире. Пальмовый воск, который покрывает ствол пальмы (Сеroxylon оndiсо1а). Плавится при 102—105°. Растворим в спирте и эфире.
Из восков животного происхождения особое значение для кондитерского производства имеет спермацет. Его получают из разновидности морских китов-кашалотов, у которых в верхней части головы содержится жир. После извлечения из кашалота жир подвергают вытапливанию, затем при охлаждении отделяют от него жидкую фракцию — спермацетовое масло и твердую — спермацет. Спермацет очищают, подвергая обработке слабым раствором щелочи.
В состав спермацета входят сложные эфиры жирных кислот (пальмитиновой, лауриновой, миристиновой, стеариновой и др.), главным образом—пальмитино-цетиловый эфир.
Спермацет имеет вид твердого тела, почти прозрачного, со своеобразным перламутровым блеском и слабым запахом. Его константы:
Плотность | 0,945-0,960 |
Температура плавления | 44-45° |
Температура застывания | 42—44,5° |
Кислотное число | 0,09-0,77 |
Число омыления | 324,8-136,3 |
Йодное число | 3,8—9,3 |
Спермацет как показывает практика дражейного производства, является ценным компонентом «глянца», идущего для дражирования.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Козин Н. И., проф., Химия и товароведение пищевых жиров, Госторгиздат, 1949.
Технология кондитерского производства, под ред. проф. А. Л. Рапопорта, часть I, Пищепромиздат, 1951.