Пищевые кислоты. Ароматизаторы. (СК)

Кислоты добавляют при производстве некоторых кондитерских изделий для придания им вкуса, присущего фруктам и ягодам.

Для этой цели применяют винную (виннокаменную), лимонную, молочную и яблочную кислоты. Все эти кислоты, за исключе­нием молочной, кристаллические.

Товарная молочная кислота представляет собой раствор с концентрацией молочной кислоты 40—70%.

Употребляемые в кондитерской промышленности кристалличе­ские кислоты взаимозаменяемы; применение молочной кислоты ограничено. Она употребляется в таких изделиях, где введение в продукт влаги вместе с кислотой не ухудшает его качества и не усложняет технологического процесса, например, для подкисления фруктовых масс в конфетном производстве, мармеладном и фрук­товых карамельных начинок.

Ощущение кислого вкуса объясняется наличием ионов водо­рода. Тем не менее при определении коэффициентов взаимозаме­няемости различных кислот нельзя исходить только из степени их диссоциации. Установлено, что чем слабее кислота, тем ниже кон­центрация водородных ионов, при которой начинает ощущаться кислый вкус (порог ощущения).

В табл. 87 приведены значения порога ощущения (по Писа­реву) и константы диссоциации кислот, применяющихся в кондитерском производстве.

Таблица 87.  Порог ощущения кислот и константы диссоциации

Относительные концентрации кислот, определяющие порог ощущения, могут сдвигаться в кондитерских изделиях с более ин­тенсивным вкусом и при наличии в них веществ, маскирующих кислый вкус. Поэтому для подкисления тех или иных кондитерских изделий различными кислотами дозировку их следует устанавли­вать практически.

Приводим дозировку кислот (по Писареву) в карамели, даю­щих идентичный вкус (табл. 88).

Таблица 88.  Дозировка кислот в карамели

Инвертирующая способность кислот различна, что следует учи­тывать при подкислении кондитерских изделий и особенно кара­мельной массы. Для ориентировочной оценки инвентирующей спо­собности кислот в табл. 89 даны коэффициенты инверсии различ­ных кислот по Оствальду. Числа этой таблицы представляют собой относительные величины констант скорости инверсии, при­чем значение для соляной кислоты принято за сто.

Таблица 89. Коэффициент инверсии различ­ных кислот по Оствальду

Для приготовления инвертного сиропа, заменяющего крах­мальную патоку, в качестве катализатора применяют соляную кислоту с последующей ее нейтрализацией.

Для этого должна применяться химически чистая или техни­ческая соляная кислота, получаемая электролитически (ГОСТ 857-41).

Техническая кислота должна содержать:

а) соляной кислоты не менее 31%;

б) железа не более 0,01%;

в) мышьяка не более 0,0002%;

г) серной кислоты в пересчете на SO₄ не более 0,005%.

Винная кислота

Винная (виннокаменная) кислота (С₄Н₆О₆) — двуосновная диоксикислота. Товарная винная кислота представляет собой право­вращающий ее изомер. Кристаллизуется она в виде бесцветных прозрачных призм моноклинической системы. Не имеет запаха, вкус резко выраженный кислый. Удельный вес 1,7598, молекуляр­ный вес 150,09. Водный раствор вращает плоскость поляризации вправо. Для 20%-ного раствора угол вращения α_D²⁰— 12°.

Температура плавления винной кислоты 170°. Расплавленная кислота при застывании переходит в аморфную модификацию. При нагревании выше 170° две молекулы правой винной кислоты, от­щепляя молекулу воды, переходят в двувинную, представляющую собой смолообразную массу.

Температура кипения при 1 атм 25%-ного раствора винной кислоты 102,2°, для 50 %-ного — 106,7°.

Винная кислота очень хорошо растворима в воде. Ее раствори­мость увеличивается с повышением температуры (табл. 90). В спирте она растворяется, но хуже. В эфире практически не рас­творима.

Таблица 90.  Растворимость винной кислоты в зависимости от температуры

Зависимость удельного веса водных растворов винной кисло­ты от концентрации приводится в табл. 91.

Таблица 91. Зависимость удельного веса водных растворов винной кислоты от концентрации

В табл. 92 приводится показатель преломления чистых раство­ров винной кислоты.

Таблица 92. Показатель преломления чистых растворов винной кислоты различных концентраций при температуре 20°

Технические условия на винную кислоту. По стандарту

винная кислота должна удовлетворять следующим требованиям.

1. Внешний вид — бесцветные или со слабо-желтоватым от­тенком, крупные или мелкие кристаллы и порошок.
2. При растворении кислоты в дистиллированной воде должен получаться прозрачный раствор, не содержащий механических примесей и без запаха.
3. Содержание винной кислоты в пересчете на сухое вещество не менее 99%.
4. Посторонние примеси:

а) содержание золы не более 0,5%;

б) содержание тяжелых металлов не более 0,0005%, в том числе мышьяка не более 0,00014%;

в) содержание свободной серной кислоты не более 0,05%;

г) содержание соляной кислоты не более 0,02%;

д) соли свинца не допускаются.

Условия хранения. Хорошо высушенную винную кислоту сле­дует хранить в сухом месте. Влажная винная кислота и ее рас­творы быстро разрушаются под действием различных микроорга­низмов.

Лимонная кислота

Лимонная кислота (С₆H₈O₇) — трехосновная оксикислота, кристаллизуется из водных растворов с одной молекулой воды в виде бесцветных прозрачных ромбических призм. Не имеет запаха, вкус явно выраженный кислый. Удельный вес безводной кислоты 1,54, молекулярный вес 192,12, молекулярный вес водной кислоты 210,14.

Температура плавления водной лимонной кислоты 70—75°, безводной—153°. При 100° водная кислота полностью теряет кри­сталлизационную воду. Обезвоженная лимонная кислота при пере­кристаллизации получается снова в безводной форме. При нагре­вании до 175° от молекулы лимонной кислоты отделяется одна молекула воды, и кислота превращается в ненасыщенную оканитовую кислоту.

Лимонная кислота хорошо растворима в воде, растворимость ее увеличивается с повышением температуры (табл. 93). Лимон­ная кислота растворима в спирте; в 100 частях 80%-ного спирта при 15° растворяется 87 частей водной лимонной кислоты; в 100 частях абсолютного спирта растворяется 43 части безводной кис­лоты.

Таблица 93. Растворимость лимонной кислоты в зависимости от температуры

Зависимость удельного веса водных растворов лимонной кис­лоты от концентрации приводится в табл. 94.

Технические условия на лимонную кислоту. По стандарту (ГОСТ 908-41) лимонная кислота должна удовлетворять следую­щим требованиям.

 В зависимости от способа кристаллизации пищевая лимон­ная кислота выпускается:

а) в мелких кристаллах;

б) в крупных кристаллах.

 Кислота лимонная пищевая должна представлять собой бесцветные или со слабо-желтоватым оттенком кристаллы; слабые растворы (1—2%-ные) приятного кислого вкуса.

 При растворении кислоты в дистиллированной воде дол­жен получаться прозрачный раствор без запаха.

Зависимость удельного веса водных растворов лимонной кислоты от концентрации

 Содержание лимонной кислоты должно быть не менее 99% во взятой навеске в пересчете на лимонную кислоту с одной мо­лекулой кристаллизационной воды (С₆Н₈0₇) • Н₂О.

 Посторонние примеси:

а) золы не более 0,5%;

б) серной кислоты (свободной) не более 0,05%;

в) мышьяка не более 0,00014%;

г) не должно содержаться алкалоидов и ионов: тяжелых ме­таллов, железистосинеродистоводородной кислоты, бария и щаве­левой кислоты.

Условия хранения.  Лимонная кислота должна храниться в

сухом помещении. При транспортировке необходимо предохра­нять от увлажнения.

Яблочная кислота

Яблочная кислота (С₃H₆O₅) или оксиянтарная—двуосновная оксикислота, получаемая из растительного сырья (махорки), пред­ставляет собой левовращающий ее изомер. Она кристаллизуется в виде игл с температурой плавления 100°. Хорошо растворима в воде.

Синтетическая яблочная кислота представляет собой рацеми­ческое соединение правой и левой яблочных кислот. Она кристал­лизуется легче левовращающей, менее растворима в воде, плавит­ся при более высокой температуре (130—131°). Молекулярный вес 134,09; удельный вес левовращающей 1,595, рацемиче­ской 1,601. Левовращающая разлагается при нагревании свыше 140°, а рацемическая свыше 150°. Растворимость рацемической модификации в воде при 26° — 144 весовых частей в 100 весовых частях растворителя, а при 79°—411. В спирте и эфире легко растворяется.

Технические условия на яблочную кислоту те же, что и на лимонную.

Молочная кислота

Молочная кислота (С₃Н₆0₃) — одноосновная оксикислота. Су­ществует два вида молочной кислоты: α-оксипропионовая или

этилиден-молочная кислота (СН₃СНОНСООН) и β-оксипропионовая или этилиден-молочная кислота (СН₂ОНСН₂СООН). Промыш­ленное значение имеет этилиден-молочная кислота, получающаяся при молочнокислом брожении в виде рацемической смеси. Моле­кулярный вес молочной кислоты 90,08.

В кристаллическом виде молочная кислота может быть полу­чена при осторожном выпаривании под высоким вакуумом водно­го раствора молочной кислоты. Кристаллы при атмосферном дав­лении плавятся, образуя бесцветную сиропообразную жидкость удельного веса 1,21, без запаха с резко кислым вкусом.

Молочная кислота является нестойким химическим соедине­нием. В зависимости от условий производства и хранения она легко образует продукты дегидратации, обычно объединяемые под общим названием ангидридов молочной кислоты.

Все продукты дегидратации, за исключением димолочной кис­лоты, являются соединениями менее ценными во вкусовом отно­шении, чем свободная молочная кислота, так как кислые свой­ства ее обусловливаются свободной карбоксильной группой.

При нагревании молочной кислоты до 90° образуется глав­ным образом лактилмолочная кислота, до 100—110° в значитель­ных количествах ди-, три-, тетра- и пенталактилмолочные кисло­ты, а при нагревании в вакууме до 180—250° — лактид.

Водный раствор молочной кислоты представляет собой равновесную систему

Состав смеси зависит от концентрации молочной кислоты: чем она выше, тем большее количество в ней ангидридов.

Молочная кислота и ее ангидриды растворяются в воде, спирте и эфире во всех отношениях. Удельный вес химически чис­той молочной кислоты при 18° 50%-ной — 1,16; 90%-ной — 1,21.

На кондитерские фабрики молочная кислота поступает в виде водных растворов с концентрацией кислоты 40—70% и в виде пасты, в которой около 10% кислот связано в кристаллический лактат кальция, который механически связывает молочную кис­лоту в твердую пасту.

Технические условия на молочную кислоту. По стандарту (ГОСТ 490-41) молочная кислота по качественным показателям, независимо от концентрации, подразделяется на кислоту І, II и III сорта.

Кислота должна удовлетворять следующим требованиям.

 Быть прозрачной, без мути осадка (допускается для кисло­ты II и III сорта наличие опалесценции или осадка, исчезающих при разведении дистиллированной водой 1:1).

 Цвет:

а) кислота I сорта должна быть бесцветной или слабо-жел­того цвета;

б) кислота II сорта может иметь цвет от желтого до желто­коричневого;

в) кислота III сорта может иметь цвет от желтого до темно- коричневого.

 Запах и вкус:

а) кислота не должна иметь неприятного острого запаха, обусловленного присутствием в ней примесей летучих кислот;

б) в 1%-ном водном растворе кислота должна обладать чис­тым кислым вкусом без постороннего привкуса.

 Химические показатели:

а) в зависимости от концентрации и сорта кислота характе­ризуется показателями, которые приведены в табл. 95.

Таблица 95

Примечание. Цветность определяется сравнением окрас­ки молочной кислоты с окраской раствора, полученного смеше­нием 0,1 N раствора йода и дистиллированной воды в соотноше­ниях, указанных в табл. 95;

б) при реакции на свободную серную кислоту с метилвиоле- том в растворе молочной кислоты не должен появляться зеленый оттенок;

в) железа в пересчете на Ре203 и 100%-ную молочную кисло­ту должно быть не более 0,05%;

г) кислота молочная не должна содержать цианистоводород­ной кислоты, мышьяка, солей тяжелых металлов (свинца, меди) и солей железистосинеродистоводородной кислоты.

Использованная литература

Журавский Г. И., Новоселова Л. В., Елисеев М. И., Вулихмаи А. А., Захарова Г. С., Производство пищевых кислот, Пищепромиздат, 1953.

Кислота лимонная пищевая ГОСТ 908-41.

Кислота молочная пищевая ГОСТ 490-41.

Писарев Н. С., Кислоты и вопросы инверсии, гигроскопич­ности и цветности в карамельном производстве, издание ВНИТО кондитеров, 1938.

Справочник химика, т. I, Госхимиздат, 1951.

Чичибабин A. E., Органическая химия, Гостехиздат, 1953.

Landolt-Börnstein, Zahlenwerte und Functionen aus Physik, Chemie, Astronomie Geophysik und Technik, Berlin, 1952.

Ароматизаторы

Характеристика ароматизаторов

Аромат кондитерским изделям сообщается натуральными аро­матизирующими и синтетическими веществами. При введении аро­матических веществ изделиям сообщается определенный вкус.

К натуральным ароматическим и вкусовым веществам отно­сятся изделия из бобов какао (тертое какао, шоколад, порошок какао), жареное кофе, орехи, ваниль, фруктово-ягодные припасы и вина. К натуральным ароматическим веществам относятся и эфирные масла, выделенные из различных эфироносов раститель­ного происхождения.

К синтетическим душистым веществам относятся ароматизато­ры, полученные методами органической химии из полуфабрикатов растительного происхождения и полностью синтетических продуктов.

Некоторые ароматические вещества могут быть отнесены как к натуральным, так и к синтетическим, в зависимости от способа их получения.

Пищевыми ароматическими эссенциями называются аромати­заторы, представляющие собой спиртовые, водно-спиртовые или ацетиновые растворы смесей натуральных и синтетических души­стых веществ. Они составляются по рецептурам, утвержденным Министерством промышленности продовольственных товаров Украины по согласованию с Государственной санитарной инспекцией Украины.

Эссенции для кондитерской промышленности выпускаются од­нократной, двукратной и четырехкратной концентрации.

Пищевые эссенции должны храниться в плотно закрытой стеклянной таре в условиях, исключающих доступ солнечных лучей.

Длительность хранения пищевых эссенций 6 месяцев.

Эссенции разливают в стеклянные бутыли емкостью до 25 л. Бутыли помещают в корзины, клетки или деревянные ящики с крышками и прокладывают соломой, стружками или опилками.

Установление запаха и вкуса

Запах и вкус ароматизаторов устанавливается при дегустации изготовляемых изделий. При этом запах и вкус эссенций лучше все­го определять при дегустации (в сахарном сиропе) 0,2% раствора эссенции, а эфирных масел и синтетических душистых веществ — 0,03% раствора или взвеси.

Эфирные масла

В кондитерской промышленности можно применять следующие эфирные масла, если они входят в рецептуру.

Анисовое масло получают из плодов аниса. В состав масла входит до 90% анетола. Содержится в количестве 2,2—3,2% к ве­су плодов.

Грейпфрутовое масло получают из свежей кожуры плодов. В состав масла входит около 90% d-лимонена. Масло содержится в количестве 0,06% к весу цельных плодов.

Померанцевое масло извлекают из кожуры плодов Citrus aurantium L. subsp. amara L. в количестве 0,15% к весу кожуры. Масло содержит более 90% d-лимонена.

Апельсиновое масло получается из кожуры плодов Citrus sinensis в количестве 0,3%. Масло содержит более 90% d-лимонена.

Мандариновое масло извлекают из кожуры мандаринов. Вы­ход масла составляет 0,75—0,85% к весу цельных плодов. Это мас­ло состоит главным образом из d-лимонена.

Масло перечной мяты отгоняют из перечной мяты. Выход от 0,3 до 1,0%. Оно содержит не менее 50% ментола.

Масло кудрявой мяты получают из кудрявой мяты в количест­ве от 0,7 до 1,5%. Оно содержит карвон, линалоол и линалилацетат.

Кориандровое масло получают из высушенных семян в коли­честве 0,8—1,1%. Основной составной частью масла является ли­налоол (60—80%)\

Отдельные ароматизаторы

Ванилин (4-окси-З-метоксибензальдегид)

(плавления 80,5—81,5°,

Температура  кипения 285° (не разлагается в токе углекислого газа).

Растворяется в водных растворах углекислого и двууглекисло­го натрия. Перекристаллизовывается из воды.

Бурбонал (ванилаль) (4-окси-З-этоксибензальдегид)

Температура плавления 77—78°.

Для кондитерских изделий не рекомендуется вследствие цве­точного запаха.

Диацетил

СН₃ — СО — со — CH₃.

Применяется в кондитерском производстве для сообщения про­дуктам запаха коровьего масла. Со спиртом и эфиром смешивается во всех отношениях. Растворяется при 15° в 4 объемах воды.

Изоамиловый эфир коричной кислоты

(СН₃)₂ = СН — СН₂— СН₂ — О — ОС — СН — СН — С₆Н₅.

Применяется для усиления аромата бобов какао.

Ментол

   Т плавления 42,5°,

Температура  кипения 216°

Кристаллизуется в бесцветных иглообразных и колонкообраз­ных кристаллах гексагональной системы, которые обладают ха­рактерным мятным запахом и охлаждающим вкусом. В воде рас­творяется плохо, в спирте, серном эфире, хлороформе, жирных и эфирных маслах — хорошо.

Кумарин

Обладает запахом сена. Плавится при 67°. Применяется как добавка к другим ароматизаторам для получения характерного аромата.

Использованная литература

Горяев М. И., Характеристика химических соединений, вхо­дящих в состав эфирных масел, под ред. проф. Г. В. Пигулевского, АН Казахской ССР, 1953.

Кондрацкий А. П. и Сокольников Н. П., Руковод­ство для лаборантов эфиромасличных предприятий, Пищепромиз- дат, 1953

Обухов А. Н. и Кондрацкий А. П., Технология эфи­ромасличного производства, Пищепромиздат, 1946.

 Студнеобразователи

Студнеобразующие вещества (студнеобразователи) применя­ются в кондитерской промышленности для приготовления студне­образных изделий (мармеладов, пастилы, зефира, «желейных» конфет).  

В кондитерской промышленности Советского Союза в качестве студнеобразователей используются агар, пектин и агароид.

Зарубежные кондитерские фабрики в качестве студнеобразо­вателей применяют также желатин, альгиновую кислоту (и ее со­единения), карраген-экстракт и др.

Характерной чертой веществ этой группы является их способ­ность к образованию при определенных условиях студней (гелей), особенность которых заключается в том, что они легко принима­ют любую придаваемую им форму, образуя при этом более или менее прочную структуру.

Агар

Агар — растительный клей, содержащийся в багряных морских водорослях (рода Анфельтиа, Гелидиум и др.), произрастаю­щих в прибрежных водах Белого моря и Тихого океана.

Для извлечения агара предварительно подготовленные водо­росли (подсушенные, очищенные от песка и ила, от моллюсков и ракушек, замоченные и промытые), вываривают в горячей воде с добавлением щелочи. Полученный отвар (агаровый бульон) фильт­руют, охлаждают до полного застуденения, подвергают резке, дополнительной очистке и последующему обезвоживанию сушкой или вымораживанием.

В химическом отношении агар представляет высокополимерное соединение типа полисахаридов, имеющее цепеобразную молекулу. Отдельные звенья ее состоят из остатков галактозы.

В составе рыночных препаратов агара, кроме галактозы, при­сутствуют обычно кальций, магний, сера (органически связанная), калий, натрий, фосфор и азот в виде тех или иных соединений.

После деминерализации агара (удаления Са, Мg, K, Nа) полу­чается сложный органический комплекс, состоящий, по предполо­жениям, основанным на данных исследований последнего времени, из серного эфира линейного полисахарида, имеющего следующую формулу:

В агаровую цепь входят 9 остатков d-галактозы, связанных между собой 1 : 3 глюкозидной связью. Цепь заканчивается остат­ком L-галактозы, который связан с предшествующими звеньями цепи через свой атом углерода 4, шестой же атом углерода его эфиризован серной кислотой.

Агар почти нерастворим в холодной воде, но набухает в ней как коллоид ограниченного набухания (при этом воздушно-сухой агар связывает воду в 4—10-кратном количестве к его весу).

При кипячении в воде агар растворяется почти полностью.

Из водных растворов агар может быть осажден спиртом, аце­тоном и электролитами.

Горячий водный раствор агара (золь) переходит при остыва­нии в студень (гель), отличающийся стекловидным изломом. Для получения прочного студня, поддающегося резке ножом, достаточ­но от 0,3 до 1% агара к весу водного раствора (в зависимости от способности к студнеобразованию данного образца агара).

При введении в агаро-водный раствор сахара получаются студ­ни, прочность которых возрастает с повышением концентрации са­хара и с уменьшением содержания воды.

Агаро-сахаро-водные студни обладают известной устойчивостью в отношении нагревания. При подкислении этих студней стойкость их в отношении нагревания резко снижается. В присутствии кисло­ты в студне происходит гидролиз агара, который ослабляет его способность к студнеобразованию. Деградация студнеобразующей способности агара в кислой среде развивается особенно интенсивно при повышении температуры среды, начиная с 60—70°.

Согласно действующему ГОСТу 6470-53 агар может выпускать­ся в продажу в виде пористых пластин толщиной не более 20 мм, пленки толщиной не более 0,5 мм, крупки, хлопьев, порошка.

Цвет его от белого (для высшего сорта) до желтого и светло- коричневого (для I сорта).

Агар и его водные растворы не должны иметь постороннего запаха и вкуса.

Влажность агара должна быть не более 18%. Для агара, по­лученного методом вымораживания, влажность допускается до 20%

Содержание золы в агаре высшего сорта должно быть не бо­лее 4,5%, в I сорте—не более 7%.

Количество азотистых веществ соответственно до 1 и 2%.

Способность агара к студнеобразованию характеризуется по нагрузке, которую выдерживает стандартный студень (0,85% абсо­лютно сухого агара, 70% сахара, 29,15% воды). Она должна быть не менее 1000—1400 г по прибору Валента для определения проч­ности студня.

Температура плавления 0,85%-ного водного студня агара долж­на быть не ниже 80°, а температура застуденения его не ниже 30°.

В условиях кондитерского производства температура застудене­ния 1%-ного студня агара, содержащего 60—70% сахара (и око­ло 1% винной или лимонной кислоты), находится в пределах 35— -40°.

Важное значение при использовании агара в кондитерской про­мышленности имеет высокая степень очистки его, в частности — отсутствие окраски (что необходимо для создания бесцветного фо­на изделий), отсутствие постороннего запаха и вкуса.

Агар должен быть упакован в деревянные ящики (выложенные внутри плотной бумагой), вес нетто которых не более 20 кг, или в картонные коробки весом нетто не более 10 кг.

Агар нужно хранить в сухом, хорошо проветриваемом складе, не имеющем резких колебаний температуры и при относительной влажности не более 80%

Срок хранения агара один год.