В этой главе мы рассмотрим происхождение и свойства этих веществ, что даст возможность технологам более ясно представлять различные описанные в других главах технологии, в которых используются эти ингредиенты.
Агар
Название «агар-агар» происходит от наименования морских водорослей, и при описании ингредиентов используют его сокращенный вариант — агар. До 1939 г. единственным поставщиком агара была Япония, где его извлекали из красных морских водорослей Gelideum. Некоторое время агар даже называли «японским рыбьим клеем», хотя настоящий рыбий клей производится из отходов рыбопереработки.
После прекращения поставок агара из Японии специалисты начали искать другие возможности получения этого продукта, и в результате агар приемлемого качества был получен из различных морских водорослей (Gigartina, Gracilaria, Furcellaria, Chondrus), распространенных в водах Австралии, Новой Зеландии, Южной Африки, Дании, Испании и Марокко.
Химический состав агара зависит от места его сбора, но согласно в основном агар представляет собой сложный сернокислый эфир длинноцепочечного галактана. Агар экстрагируют из водорослей кипячением и процеживанием, после чего его экструдируют в ленты — форму, характерную для промышленно выпускаемого агара. Выпускается и порошкообразный агар, который ценят за то, что при растворении его не надо слишком долго замачивать.
Агар обладает очень высокой студнеобразующей способностью — 0,2%-ный раствор застывает, а 0,5%-ный раствор превращается в плотное желе.
Желе получают кипячением замоченных в воде лент или порошка агара. Само кипячение почти не отражается на прочности студня, но в присутствии ароматических кислот прочность студня значительно снижается. При работе с промышленным агаром для удаления инородных нерастворимых веществ горячие растворы агара следует фильтровать.
Прочность студня можно определить на 0,5%-ном или 1%-ном растворе при помощи гелеметра Блума (см. ниже раздел «Желатин»), но при этом следует учитывать, что свойства партий агара разного происхождения могут значительно отличаться. По этой причине свойства поставляемого сырья необходимо регулярно проверять, так как в противном случае кондитерские изделия на основе агара будут неодинакового качества.
Данные о разнообразии свойств агара приведены в табл. 12.1.
Таблица 12.1. Отличия в свойствах агара различного происхождения
|
Хотя для приготовления желе часто используется только агар, необходимую текстуру изделия обеспечить лишь им одним можно не во всякой рецептуре. Кроме того, срок годности его ограничен и возможно разрушение геля, в результате чего происходит синерезис. По этим причинам агар зачастую применяют вместе с другими желирующими веществами — например с крахмалом, желатином, пектином и аравийской камедыо.
Альгинаты и каррагенан
После открытия альгиновой кислоты в 1883 г. английским химиком Стэнфор- дом (Stanford), изучавшим проблему использования морских водорослей в качестве источника йода, производство альгинатов достигло огромных масштабов. Только в США у калифорнийского побережья механическим способом собирают большое количество бурой водоросли (Macrocystis pyrifera).
Морская водоросль является многолетним растением, дает до четырех урожаев за год и может собираться непрерывно. Если ее не собирать, то старая поросль отрывается от стеблей, выбрасывается волнами на берег и там гниет. На гниющие водоросли слетаются мухи, что может вызвать серьезные проблемы.
Поля водорослей у берегов Калифорнии находятся под контролем властей штата, но собирают водоросли и частные компании — с помощью многочисленных судов со специальными косилками, работающими на глубине около 1 м. Водоросли отправляют на перерабатывающие предприятия, где их промывают и перемалывают, а затем обрабатывают горячим раствором щелочи. После осветления добавляют хлорид кальция, в результате чего альгинаты кальция выпадают в осадок, а образовавшуюся жидкость сливают. После этого альгинат кальция обрабатывают кислотой — и образуется альгиновая кислота. На следующей стадии обработки с использованием углекислого натрия образуется альгинат натрия.
Описание сложной структуры альгиновой кислоты, различных ее солей и их применения можно найти в изданиях фирмы «Келко».
Предприятия используют в основном альгиновую кислоту и альгинаты натрия, калия, аммония и кальция. В последние годы этот список дополнил и альгинат пропи- ленгликоля, который в настоящее время широко применяется в пищевой промышленности как стабилизатор, эмульгатор или загуститель для мороженого, шоколадно- молочных напитков, глазури и начинки пирожных, а также шоколадного сиропа.
Одна из важных сфер применения альгинатов — производство желейных .конфет типа Chellies, основанное на образовании кальциевых гелей при реакции раствора альгината натрия с раствором хлорида кальция. Студни на основе альгинатов не тают во рту так, как студни на основе пектинов или желатина, и об этом необходимо помнить, составляя рецепты с использованием альгината натрия.
Помимо использования в пищевой продукции альгинаты применяются и во многих других отраслях промышленности.
Карраген (ирландский мох)
Карраген также вырабатывается из водорослей — в данном случае используются водоросли Chondrus crispus и Gigartina stallata. По своим химическим свойствам он напоминает агар и его можно отнести к линейным полисахаридам (с неразветв- ленной цепочкой). Существуют три основные его разновидности, которые отличаются друг от друга по своей структуре, — каппа-, йота- и лямбда-каррагены.
Карраген образует гель при добавлении его в воду, и концентрация при этом может быть достаточно низкой, начиная от 0,5%; на свойства гелей влияет присутствие солей (особенно калия). Карраген и способы его применения подробно описаны в фирменных материалах «Genu Kobenhavns Pektinfabrik» (датское отделение американской компании Hercules Inc.).
В пищевой промышленности каррагены обычно используются в качестве стабилизаторов. В кондитерском производстве их добавляют в шоколадные сиропы.
Ксантановая камедь
Ксантановая камедь производится путем биополимеризации и относится к натуральным высокомолекулярным полисахаридам; она образуется в результате аэробного брожения, для которого используется микроорганизм «черная гниль крестоцветных» {Xanthomonas campestris). Среда брожения состоит из глюкозного сиропа, фосфатов и азотных соединений, а также включает немного других элементов.
Реологические свойства растворов ксантановой камеди уникальны, что делает ее особенно ценным стабилизатором и загустителем при производстве жидкой продукции, паст и сиропов. У таких растворов камеди имеется определенный предел текучести. При перемешивании массы вязкость снижается пропорционально интенсивности перемешивания (коэффициенту сдвига), но как только оно прекращается, первоначальная вязкость немедленно восстанавливается. Это свойство особенно ценится при производстве напитков и пищевых продуктов. В кондитерских технологиях возможности применения ксантановой камеди реализованы еще недостаточно.
Ксантановую камедь можно смешивать с гуаровой камедью и камедью из царьградских стручков (плодов рожкового дерева), благодаря чему обеспечивается большая вязкость состава, полезная при производстве начинки хлебобулочных изделий.
Желатин
Желатин извлекают из костей и шкур скота, в том числе свиных. Его вырабатывают путем обезжиривания, известкования и многократного экстрагирования с помощью горячей воды, после чего полученный раствор фильтруют. Наилучший пищевой желатин получается в ходе первого экстрагирования — у него более светлый оттенок и большая желирующая способность; в ходе последующих экстракций получают непищевой желатин и клеи.
При первом экстрагировании возникает нерастворимый коллаген, который под воздействием горячей воды превращается в растворимый желатин. Кости деминерализуются с помощью разбавленной кислоты; при этом удаляется фосфат кальция и получается костный коллаген, известный как оссеин.
В фармакопее США желатин определяется как «продукт, производимый частичным гидролизом коллагена, содержащегося в шкурах, соединительной ткани и костях животных». Принято выделять два основных типа желатина:
• тип А, для производства которого прекурсор с изоэлектрической точкой, находящейся в диапазоне кислотности (рН) 7-9, обрабатывают кислотой;
• тип В, для производства которого прекурсор с изоэлектрической точкой, находящейся в диапазоне рН 4,5-4,7, обрабатывают щелочью.
Промышленный желатин поставляется в виде листов, хлопьев, кубиков или порошка. Наилучшие его сорта не имеют цвета, вкуса и запаха. При замачивании в холодной воде он набухает, а при нагревании растворяется — полученный раствор при охлаждении застывает, образуя студень. При нагревании этот студень плавится, и при приготовлении некоторых пищевых продуктов температура плавления имеет особенное значение (для некоторых сортов желатина установлена строго определенная температура плавления).
Способ выработки желатина и используемое для этого сырье (кости и шкуры) могут приводить к загрязнению продукта, и поэтому необходимо контролировать наличие в составе желатина примесей металлов (особенно меди, свинца, цинка и мышьяка).
Желатин применяется в приготовлении многих видов пищевых продуктов, в том числе кондитерских изделий. Хотя пищевой желатин вполне безвреден для здоровья, у некоторых он вызывает неприятие из-за того, что сырьем для него служат кости и шкуры. Кроме того, желатин создает благоприятную среду для роста микроорганизмов, и при приготовлении и хранении его растворов следует соблюдать необходимые меры предосторожности.
При кипячении желатин частично разрушается, и по этой причине его никогда не кипятят вместе с приготовляемой порцией кондитерских изделий, а добавляют в нее только по окончании кипячения в виде раствора или замоченным. При этом существует небольшой риск, что некоторые виды микроорганизмов не будут уничтожены.
Во многих рецептурах желатин можно заменять другими желирующими веществами растительного происхождения — например пектином или агаром. Благодаря их использованию зачастую удается увеличить срок годности изделий. Следует отметить, что из желатина, в отличие от многих других желирующих веществ, образуется термообратимый гель, и это является одним из важных достоинств желатина.
Производство желейных конфет на желатине не вызывает особенных затруднений при условии соблюдения в ходе приготовления уже упомянутых несложных профилактических мер.
Помимо производства желирующих кондитерских ингредиентов желатин применяется и в других областях пищевой промышленности (одним из наиболее распространенных является производство сладких желе). Желатин также широко используется для приготовления наполнителей мороженого и начинки хлебобулочных изделий.
Характеристики и контроль качества желатина
Содержание влаги: 9-10%.
Растворимость. Желатин растворим не только в воде, но и в водных растворах многоатомных спиртов — глицерина, пропиленгликоля и т. п.
Защитные коллоидные свойства. Желатин ценится в качестве стабилизатора, предотвращающего кристаллизацию и разделение эмульсий.
Вязкость. Поскольку вязкость раствора желатина может быть определена и должна соответствовать определенным показателям, во многих случаях это оказывается полезным.
Прочность. Прочность студня, произведенного на основе определенного желатина, определяется по шкале Блюма. Для этого используется инструмент, называемый гелеметром Блюма. Вкратце процедуру определения прочности студня можно представить следующим образом. В специальной бутыли с широким горлом тщательно готовится водный раствор с 6,67% желатина. Затем ее на 17 ч помещают в охладительную ванну, в которой поддерживается температура 10 ± 0,1 °С. По истечении этого периода прочность образовавшегося студня определяется с помощью телеметра, который вдавливает стандартный поршень (диаметром 12,7 мм) в поверхность студня на глубину 4 мм. Вдавливание осуществляется путем расхода определенного количества свинца (свинцовых шариков) с контролируемой скоростью, и в нужный момент вдавливание прерывается с помощью электромагнита. Масса, (г) вещества, требуемого для вдавливания, считается прочностью студня для тестируемого желатина по шкале Блюма. Чем больше его требуется, тем выше прочность студня. У промышленного желатина этот показатель составляет от 50 до 300 В1. В кондитерской промышленности чаще всего используется желатин с показателем Блюма от 180 до 220; исключением является приготовление основы конфетных масс вязкой консистенции — в этом случае более подходит желатин с более низким показателем по шкале Блюма.