Ниже мы рассмотрим некоторые стандарты на качество сахаров, согласованные в рамках ЕЭС (ныне ЕС).
Нормативные акты по изделиям, содержащим сахар
Директива ЕЭС 73/437/ЕЕС, принятая в декабре 1975 г., определяющая сорта сахара, в настоящее время признана всеми странами Евросоюза.
В Великобритании действует Положение о технических характеристиках сахарной продукции (Specified Sugar Products Regulations) от 1976 г. (SI 509) с изменениями от 1982 г. (SI255), определяющее определенные категории сахара и другой сахарной продукции, а также требования к их составу.
Продукция, описываемая каким-либо из этих нормативных актов, по своему составу должна соответствовать определенным требованиям, наиболее важными из которых являются цвет (в растворе), зольность и цветность (visual color), воспринимаемая визуально.
В некоторых случаях результат анализа переводится в баллы, а именно:
| Цвет (в растворе) | 7,5 ед. ICUMSA* = 1 балл |
| Зольность | 0,0018%= 1 балл |
| Визуальная цветность (по шкале Института Брунсвик) |
0,5 ед. = 1 балл |
* Единицы цвета, установленные Международной комиссией по унификации методов анализа сахара (International Commission for Uniform Methods of SugarAnalysis).
Физико-химический состав некоторых наиболее важных сахаросодержащих продуктов приведен в табл. 8.9. Методы анализа описаны в поправке к Положению от 1982 г.
| Таблица 8.9. Физико-химические показатели определенных видов сахаросодержащей продукции | ||||||
| Сахар «белый экстра» | Белый сахар |
Мягкий сахар | Сахарный раствор |
Раствор инвертного сахара |
Сироп инвертного сахара |
|
| Цвет (в растворе), max | 3 балла = 22,5 ICUMSA | — | — | 45 | _ | _ |
| Зольность (проводимость), макс. | 6 баллов = 0,0108% | — | 0,1% СВ | 0,4 СВ |
0,4 СВ | |
| Цветность визуальная, макс | 4 балла = 2,0 ед. | 12 баллов =6,0ед. |
— | — | — | — |
| Всего баллов, макс | 8 баллов | — | — | — | — | — |
| Поляризация, мин. | 99,7 | 99,7 | — | — | — | — |
| Потери при сушке,макс. | 0,1 % | 0,1% | 4,5% | — | — | — |
Требования к составу сахарной пудры и сахарной глазури те же, что и для белого сахара, за исключением того, что в них разрешается включение до 1,5% добавки, предотвращающей слипание разрыхлителя.
Мезофильные микроорганизмы. Среднее содержание мезофильных бактерий в последних 20 пробах при обычных анализах должно составлять не более 100 КОЕ на 10 г сухого сахарного эквивалента, а показатель более 200 КОЕ на 10 г могут иметь не более 5% проб, хотя такие образцы могут вычитаться при подсчете среднего.
Плесени. Среднее содержание в последних 20 пробах при обычных анализах должно составлять не более 10 КОЕ на 10 г сухого сахарного эквивалента. Не более 5% проб могут иметь показатель более 18 КОЕ на 10 г, хотя такие образцы могут вычитаться при подсчете среднего.
Для сахарного песка нормативное количество вдвое выше, чем для жидкого сахара.
Инвертный сахар
Мы уже выше отмечали, что дисахариды расщепляются гидролизом в кислой среде или под действием ферментов, на чем и основано производство инвертного сахара, используемого в кондитерских изделиях. Первоначально кондитерами использовался следующий метод: из сахара приготовляли сироп и его кипятили с добавлением лимонной, винной или уксусной кислоты в течение 30-45 мин. Количество используемой кислоты могло быть достаточно большим (до 1%), и в ходе такой обработки цвет продукта становился заметно темнее.
Значительно лучше другой метод, при котором используется соляная кислота, позволяющая инвертировать сахар высокого сорта при более низкой концентрации кислоты. Для этого существуют две различные технологии: технология А представляет собой реакцию продолжительностью 2 ч, и получаемый в результате сироп практически так же бесцветен, как и использованный сахарный сироп; по технологии В процесс происходит быстрее, но получаемый сироп имеет легкий коричневатый оттенок.
Инвертный сахар, приготовленный по технологии В, может использоваться для выпуска многих видов кондитерских изделий, но для белых помадок или продукции, которая должна иметь более бледный цвет, предпочтительнее использовать сироп, приготовленный по технологии А.
Технология А. Цилиндрический резервуар объемом около 900 кг оборудуется месильным органом и паровым змеевиком; кроме того, для удобства эксплуатации имеет смысл установить терморегулятор. Над отметкой, обозначающей 900 кг, должно оставаться около 30 см свободного пространства (рис. 8.1). В резервуар заливается 230 кг воды, запускается в ход мешалка и включается обогрев. Необходимое количество сахара (около 640 кг) медленно добавляется до тех пор, пока сироп не достигнет концентрации 70-72 %.
Термостат устанавливается на 71 °С, и когда сироп достигает этой температуры, весь сахар должен раствориться; для более быстрого растворения сахар можно растворить при более высокой температуре в 88 °С и затем охладить до 71 °С. Для этого требуется, чтобы либо через паровой змеевик, либо через рубашку резервуара циркулировала вода; когда твердых частиц сахара станет не видно, добавляется 0,1% соляной кислоты в виде свободной кислоты. Это важно, поскольку техническая вода обычно обладает естественной жесткостью, частично нейтрализующей кислоту. Нейтрализующее действие воды может быть определено с помощью титрования, после чего соответственно увеличивают количество кислоты, используемой для инвертирования. В качестве альтернативы применяют следующий способ: путем ла-
Рис. 8.1. Производство инвертного сахара бораторных опытов определяют pH сахарного сиропа, приготовленного на химически нейтральной дистиллированной воде, а затем с помощью индикатора pH, установленного на резервуаре для инвертирования, можно добавлять кислоту до достижения необходимого pH. Для эффективного инвертирования требуется pH 2,15, определяемый на растворе сиропа в равном количестве дистиллированной воды. После достижения необходимой кислотности и температуры нагрев продолжают в течение 2 ч, после чего инвертирование должно завершиться. То, что остаточная сахароза составляет менее 4%, подтверждается лабораторным контролем.
Остаточная кислотность нейтрализуется путем добавления рассчитанного количества бикарбоната натрия, что приводит к выделению небольшого количества пузырьков газа (для чего в резервуаре должно хватать свободного пространства над уровнем жидкости).
Технология В. Сироп готовится так же, как и при технологии Л, но термостат устанавливается на 96 °С. При этой температуре кислота добавляется так же, как и ранее, но инвертирование завершится примерно через 15 мин, после чего сироп нейтрализуется. Для такого ускоренного варианта инвертирования может потребоваться больше кислоты, но при использовании данной технологии возможно применение сахара более низких сортов, после чего производится обесцвечивание с помощью активированного угля.
Инвертный сахар из сахара низких сортов или из отходов кондитерского производства. Сиропы, приготовленные из сахара низких сортов или отходов кондитерского производства, зачастую содержат небольшие количества растворенных минеральных солей, которые по отношению к кислотному инвертированию обладают явным буферным действием. В результате проводимое описанными выше методами инвертирование сахарозы замедляется или же требуется кислота в значительно большей концентрации.
Более приемлемым представляется метод инвертирования с использованием ферментной инвертазы. Концентрат инвертазы — это препарат, используемый в основном для размягчения центра помадки после того, как собственно помадка отформована и покрыта шоколадом; кроме того, концентрат инвертазы успешно применяется для повторного использования отходов кондитерского производства в форме инвертированного сиропа (методы использования отходов кондитерского производства мы рассмотрим в другой главе). Хотя большая часть таких отходов повторно применяется в виде сиропа, переработка отходов в инвертный сахар означает, что полученный сироп может храниться и использоваться в качестве ингредиента, благодаря чему отпадает необходимость закупать инвертный сахар или производить его с помощью описанных выше методов (за исключением случаев, когда требуется светлый сироп).
Технология с применением инвертазы. Эффективность инвертирования сахара с помощью инвертазы зависит от концентрации сиропа, pH и температуры, а также от качества используемой инвертазы. Эти факторы подробно рассмотрены в разделе «Концентраты инвертазы» (глава 16).
Наиболее распространенная технология использования отходов кондитерского производства представлена ниже.
С помощью одного из методов, описанных в разделе «Использование отходов производства» (глава 19), из кондитерских отходов получают прозрачный обесцвеченный сироп, который доводится до 50%-ной концентрации. Для этого применяют чан, похожий на резервуар для производства инвертного сахара, но с терморегулятором; кроме того, требуется добиться строго определенного pH.
Термостат устанавливается на 60 °С, и когда сироп достигает этой температуры, обеспечивается pH 5,0 ±0,1. Затем добавляют концентрат инвертазы в количестве, равном 0,15% от количества сиропа, однако при этом следует руководствоваться технической документацией, поскольку активность препаратов инвертазы, поставляемых разными производителями, неодинакова. При выполнении этих условий через 8 ч инвертирование завершается и сироп либо сразу же используется, либо отправляется на хранение, для чего его концентрируют до содержания растворимых СВ 75 %.
Для сохранения цвета желательно концентрировать сироп в вакуумной установке, но в любом случае для предотвращения дальнейшей активности инвертазы его необходимо нагреть; исключение составляют те производственные технологии, где на последующих этапах предусмотрено кипячение.
Снижение содержания влаги в процессе инверсии. Иногда забывают, что в процессе инвертирования сахара абсорбция одной молекулы воды сказывается на концентрации сиропа:
В случае полного инвертирования из-за абсорбции воды содержание сахаров повышается более чем на 5 %, и это следует учитывать при проведении осахарива- ния, а также при использовании инвертазы в помадках. Тем не менее если в других случаях сахароза выкристаллизовывается из растворов при 75%-ной концентрации, то при наличии в растворе декстрозы и фруктозы (как в инвертном сахаре) при нормальных температурах никакой кристаллизации не происходит (см. раздел «Растворимость смесей сахаров», глава 20).
Если концентрацию растворимых сухих веществ в инвертном сиропе довести примерно до 80%, то декстроза в конечном итоге выкристаллизуется из раствора, особенно если его охладить и ввести кристалл-затравку. Затем образуется тестообразная масса, напоминающая закристаллизовавшийся мед, но для большинства кондитерских рецептур больше подходит прозрачный сироп.
Мед
В современных кондитерских рецептурах мед используется в основном из-за его вкусо-ароматических свойств. В прошлом он использовался и в качестве увлажнителя, а также был источником некристаллизующегося сахара в составе изделия и средством повышения содержания растворимых сухих веществ. В настоящее время для обеспечения этих свойств применяется намного более дешевый инвертный сахар.
Типичный состав меда складывается из 74% инвертного сахара (из них 39% фруктозы и 35% декстрозы), 1,8% сахарозы, 0,2% золы, 1,5% декстрина, 0,4% белков и воска и 18% влаги.
В работе [14] приведен состав многих американских видов меда, где даны следующие усредненные показатели: содержание влаги — 17,2 %, фруктозы — 38,2%, декстрозы — 31,3 %, сахарозы — 1,3 %, мальтозы — 7,3%, прочих сахаров — 1,5 %, pH — 3,9.
Натуральный мед всегда содержит фруктозы больше, чем декстрозы, и по предлагаемому стандарту это соотношение может составлять примерно 1,15-1,35. У искусственного инвертного сахара это соотношение составляет около 0,9. В зависимости от происхождения меда его состав может слегка различаться, при этом аромат в большой степени зависит от того, с каких цветов пчелы собирали нектар. Важно и содержание влаги, которое не должно превышать 20%, — в противном случае активность осмофильных дрожжей может привести к брожению. Натуральный мед содержит активные ферменты (амилазу, инвертазу) и ферменты, деятельности которых способствует высокое содержание влаги, поэтому важно исключить воздействие этих микроорганизмов на все содержащие мед изделия. Инактивировать большую часть присутствующих микроорганизмов позволяет термическая обработка при 71 °С; в случаях же, когда мед является второстепенным ингредиентом (то есть составляет менее 10%), температуру можно доводить до 88 °С. Считается, что при нагреве до температуры свыше 50 °С чистый мед теряет свои лечебные свойства, а отчасти и вкус.
Мед используют из-за его особого специфического аромата, и в США предпочитаются при этом сорта с более сильным вкусом/ароматом — например поставляемые из Центральной и Южной Америки (Мексика, Чили, Гватемала, Ямайка). Как правило, столовые сорта меда имеют слишком слабовыраженный вкус. Из-за того, что мед является натуральным продуктом, его вкус/аромат и качество могут значительно отличаться, даже если поставки имеют одно и то же происхождение, и поэтому крупнейшие поставщики меда считают необходимым смешивать импортный мед до достижения некоторого стандартного вкуса/аромата.
В нуге, монтелимаре[1], кокосовых конфетных пастах и помадках вкус меда хорошо заметен, но его можно дополнительно усилить с помощью медового ароматизатора — одного из множества существующих искусственных ароматизаторов, сходных с натуральными. Мед считается лечебным средством — известно, что он смягчает боль в горле, в связи с чем его используют в качестве ингредиента пастилок, жевательных резинок и т. п.
Присутствие натурального меда в составе продукта дает и рекламный эффект, так как даже тогда, когда продукту не приписывается каких-либо конкретных целебных свойств, само упоминание меда в списке ингредиентов или соответствующие изображения на упаковке внушают мысль о высоком качестве, с которым ассоциируются обычно представления о натуральных продуктах.
Фальсификация меда. Чтобы выявить добавку искусственного инвертного сахара, приходится полагаться на методику выявления фурфурала по методу Фихе (Яе/ге), но при этом не следует полностью доверять полученным результатам, поскольку слишком сильно нагретый мед может также вступать в реакцию, тогда как инвертный сахар, полученный с помощью инвертазы, при такой проверке в реакцию не вступает. Однако за отсутствием других способов приходится обращаться к этому методу.
Метод Фихе. Данный способ выявления в составе меда инвертного сахара основан на появлении красного окрашивания, происходящего при реакции альдегида с резорцинолом. Несколько модифицированный способ проведения этого анализа, приписываемый Лампитту (ЬатрШ) [6], приведен ниже.
Растворите 20 г меда в 20 мл холодной воды и слегка взболтайте с 40 мл эфира. Декантируйте эфир и выпарите его при комнатной температуре. Растворите осадок в 10 мл эфира и к 2 мл этого эфирного экстракта добавьте 2 мл свежеприготовленного 1%-ного раствора резорцинола в концентрированной соляной кислоте. О положительной реакции будет свидетельствовать немедленное окрашивание слоя кислоты в розовый цвет. Окрашенная жидкость затем темнеет, и через 20 мин линия соприкосновения слоев приобретает темно-вишневый цвет. Затем для подтверждения результатов опыта следует с помощью выпаривания в фарфоровой чашке при комнатной температуре удалить из меда (8 мл) остатки эфирного экстракта, а затем к осадку добавить 2 мл свежеприготовленного раствора ацетата анилина (1 мл анилина вторичной перегонки + 4 мл ледяной (кристаллической) уксусной кислоты). О положительной реакции будет свидетельствовать то, что в течение 15 мин вещество приобретет розовый или оранжевый цвет. В [6] указано на то, что как резорциновый, так и анилиновый тест дадут положительную реакцию при наличии в составе меда 5% промышленного инвертного сахара.
Другие способы контроля качества меда. Вращение плоскости поляризации. Вращение плоскости поляризации меда может составлять от +50° до -150°, но вращение вправо (+) встречается довольно редко. После инверсии вращение плоскости поляризации изменяется лишь незначительно. Определить это можно с помощью раствора, приготовленного следующим образом.
Растворите 10 г пробы в дистиллированной воде, используя для этого мерную колбу объемом 100 мл; добавьте 0,5 мл нашатырного спирта (0,880), 5 мл раствора нейтрального ацетата свинца и 5 мл алюминооксидной эмульсии. Соблюдая эти соотношения, наполните колбу до 100 мл. Сильно взболтайте и отфильтруйте.
Сахароза. К раствору, используемому для определения вращения плоскости поляризации, добавьте 0,5 г моногидрата оксалата калия, дайте ему раствориться, размешайте и отфильтруйте. Определите содержание сахарозы по методу Герц- фельда.
Редуцирующие сахара. Разбавьте 10 мл раствора, используемого для определения содержания сахарозы, до 250 мл дистиллированной водой, и определите общее содержание редуцирующих сахаров по методу Лейна-Эйнона.
Исследование под микроскопом. Разбавьте образец меда водой, вдвое превышающей количество меда по объему, и оставьте на 24 ч. Соберите осадок с помощью пипетки и изучите под микроскопом. Настоящий мед содержит пыльцевые зерна, частицы воска, а также зачастую фрагменты тел насекомых.
Дополнительную информацию о составе меда и его исследовании можно найти в работах [3, 9].
Кленовый сахар
Этот натуральный сахар также считается полезным для здоровья. Кленовый сироп обладает очень приятным вкусом/ароматом и пользуется огромной популярностью в США и Канаде, где его и производят, собирая весной сок из надрезов в коре сахарного клена (Асег засскагит) в течение 3-4 недель. Полученный сироп содержит до 3% сахара. Количество сиропа, получаемого за сезон с одного клена, соответствует примерно 1,8 кг кленового сахара. Сироп выпаривают, получая кристаллическую пастообразную массу, содержащую около 83% сахарозы; если кленовый сироп остается в жидком состоянии, он считается пригодным только для домашнего пользования. Концентрация растворимых сахаров в таких сиропах составляет от 70 до 75 %.
Применение кленового сиропа. Для приготовления кленовой помадки используют кленовый сахар и около 10% глюкозного сиропа; такой сироп можно сгущать и взбивать так же, как и обычный помадный сироп. Полученная помадная кондитерская масса может служить начинкой или ингредиентом в различных кондитерских изделиях и чаще всего используется в сочетании с грецкими орехами (например в орехово-сливочной помадке).
Выпускаются, как и в случае с медом, хорошие искусственные ароматизаторы, имитирующие вкус кленового сахара.
Солодовый экстракт
Солодовый экстракт можно отнести к подсластителям, используемым в кондитерской промышленности. Особенно ценны его вкусовые качества, обеспечившие популярность такой продукции, как соложеные молочные шарики. Солод также применяется для производства карамели и шоколадных напитков. Промышленно выпускаемый солодовый экстракт может представлять собой либо тягучий густой сироп с различными цветом и интенсивностью вкуса/аромата, либо гигроскопичный порошок, содержащий около 2% влаги.
Производство солода. Для производства солодового экстракта замачивают высокосортный ячмень, после чего ему дают прорасти, сохраняя регулируемый температурный и влажностный режим в течение примерно 7 сут.
В ходе солодоращения крахмал растворяется, а белки распадаются на пептиды и аминокислоты. После этого осуществляется горячая печная сушка, а также его просеивание для удаления пыли и проросших ростков, но натуральные ферменты при этом сохраняются. Затем полученный продукт экстрагируется с водой, после чего проводится фильтрование, и затем жидкость конденсируют до тех пор, пока общее содержание сухих веществ в экстракте не достигнет 80%. Затем экстракт для производства порошка можно подвергнуть вакуумной сушке.
Состав. Общее содержание сухих веществ в солодовом экстракте составляет около 80 %. Из сахаров в его составе преобладает мальтоза, составляющая 55%. Другие сахара представлены примерно в следующих количествах: сахароза —4 %; декстроза и фруктоза — по 2%, декстрины —13%.
На рынке представлено множество видов солодового экстракта, в связи с чем бывает полезно получить от поставщика установленный им состав солода определенного сорта. Поскольку в кондитерские изделия для получения заданного вкуса/аромата приходится включать весьма значительные количества солода, необходимо пере- смотеть долю других сахаров (например глюкозного сиропа).
Глюкозный сироп, кукурузный сироп, жидкая глюкоза, подсластители на основе кукурузы
Примерно 160 лет назад русский химик Готлиб Сигизмунд Кирхгоф обнаружил, что при нагревании крахмала в присутствии разбавленной кислоты образуется сладкое вещество. Позже в работах других химиков было установлено, что крахмал является полимером D-глюкозы и что этот полимер в процессе гидролиза может распадаться. Так были заложены основы производства сахаристых веществ из кукурузы. В Европе его развитию способствовали наполеоновские войны, поскольку британская блокада мешала импорту тростникового сахара.
Подсластители, называемые кукурузным сахаром, в середине XIX в. производились в Европе из картофельного крахмала, а в США — из кукурузы (маиса). После второй мировой войны благодаря внедрению ферментативного осахаривания технологии начали быстро развиваться, значительно расширив ассортимент различных продуктов гидролиза. На одном конце этого ряда находится кристаллический гидрат декстрозы, на другом — продукты с очень низкой степенью осахаривания (мальтодекстрины). В некоторых подотраслях (например в производстве безалкогольных напитков) сахаристые вещества из кукурузы из-за недостаточно сладкого по сравнению с сахаром вкуса применялись меньше, чем в других.
В 1970-е гг. решить эту проблему позволили новые разработки, в частности внедрение промышленных технологий ферментативного катализа изомеризации декстрозы до более сладкого сахара — фруктозы. В настоящее время на рынке представлены высокофруктозные кукурузные сиропы, а совсем недавно появилась и кристаллическая фруктоза.
Определения
Выбор названия для продукта гидролиза крахмала вызвал значительные разногласия, так что синоним гидрата декстрозы, слово «глюкоза», связывалось с определенными представлениями о целебных свойствах этого продукта, считающегося легко усвояемым сахаром, помогающим снимать усталость.
Нижеприведенные определения были приняты Управлением по контролю за продуктами и лекарственными препаратами США (FDA) и соответствуют рекомендациям Codex Alimentarius.
Кукурузный сироп (глюкозный сироп) является очищенным концентрированным водным раствором пищевых сахаридов, полученных из пищевого крахмала и имеющих декстрозный эквивалент (ДЭ) 20 или более.
Сухая кукурузная патока (сухой глюкозный сироп) представляет собой кукурузный сироп, из которого частично удалена вода.
Моногидрат декстрозы — это очищенная и кристаллизованная D-глюкоза, в которой на каждую молекулу D-глюкозы приходится одна молекула кристаллизационной воды.
Безводная декстроза — это очищенная и кристаллизованная D-глюкоза, не содержащая кристаллизационной воды.
Мальтодекстрином называют очищенный концентрированный водный раствор пищевых сахаридов, полученных из пищевого крахмала, либо сухой продукт, полученный из такого раствора и имеющий декстрозный эквивалент менее 20.
В соответствии с определением, принятым в Директиве ЕЭС от 27.12.73 «О сахарах», под предмет настоящего раздела подпадают «очищенные и сгущенные водные растворы пищевых сахаридов, полученных из кукурузного или картофельного крахмала, имеющие следующие характеристики: сухое вещество (по массе) — не менее 70% (обычно 80-82%); декстрозный эквивалент — не менее 20; сульфатный зольный остаток — не более 1,0% от массы СВ; диоксид серы — обычно менее 20 ppm, но для кондитерского применения допускается его содержание до 400 ppm (при условии, что это допускается принятыми в конкретной стране нормами)».
Декстроза является одной из составляющих глюкозного сиропа, а этот сироп является важным ингредиентом кондитерских изделий из сахара и мучных кондитерских изделий, безалкогольных, а также и некоторых алкогольных напитков. В связи с этим различного рода рекламные агентства быстро воспользовались сложившимися представлениями о целебных свойствах декстрозы для повышения объема продаж различных пищевых продуктов и содержащих ее напитков.
Глюкозный сироп является одним из основных и наиболее ценных ингредиентов кондитерских изделий, не говоря уже о его энергетической ценности. Он обладает большей растворимостью, чем сахароза, и если к раствору сахарозы добавить глюкозный сироп, это замедляет кристаллизацию. Поскольку смесь сахарозы и глюкозного сиропа обладает большей растворимостью, чем отдельно взятая сахароза, содержание растворимых сухих веществ легко может поддерживаться на уровне выше 75%, а это препятствует активности микроорганизмов. По той же самой причине поддерживается низкий уровень равновесной влажности, что предотвращает засыхание, но в зависимости от степени гидролиза глюкозного сиропа это свойство может проявляться в разной мере.
Производство глюкозного сиропа
Глюкозный сироп чаще всего производят из кукурузы, но некоторые европейские производители используют в качестве сырья картофельный крахмал. После его отделения от исходного сырья крахмал путем кислотного осахаривания превращается в глюкозу, после чего может проводиться дополнительное ферментативное осахаривание. Кислотное осахаривание производится под давлением, а степень осахаривания регулируется путем изменения температуры, продолжительности обработки, pH и давления. В последние годы был разработан и другой способ осахаривания, называемый ферментно-ферментативным (enzyme/enzyme conversion).
В наши дни выпуск многих изделий осуществляется с помощью механизиро- ванных технологий. Не является исключением и производство глюкозного сиропа, причем процесс осахаривания может регулироваться настолько точно, что стало возможным выпускать любые виды сиропа с достаточно жесткими требованиями к их составу. Еще несколько лет назад выпускался только один вид глюкозы, известный как «ДЭ 42», а продукция разных производителей заметно отличалась по качеству.
В наши дни регулировать состав глюкозного сиропа существенно способствует применение современных методов анализа. С помощью жидкостной хроматографии высокого разрешения уже через 15 мин можно получить данные о составе сиропа относительно сахаридов [5].
Процесс производства глюкозного сиропа вкратце можно описать следующим образом.
Из поставляемого кукурузного зерна удаляют посторонние примеси (частицы пыли, стебли, солому и камни) с помощью просеивания и воздушного сепарирования. Очищенную кукурузу вымачивают в теплой воде, содержащей двуокись серы, в течение примерно 48 ч, при этом зерно разбухает и размягчается, а Б02 предотвращает активность микроорганизмов (кроме того, на этом этапе удаляются растворимые белки и минеральные соли). Затем размягченные зерна измельчают во влажном состоянии, что позволяет удалить ростки, не повредив их, и в результате образуется суспензия из несвязанного крахмала, клейковины, ростков и некоторого количества волокон. Ростки отделяют от этой смеси с помощью центрифуги и затем подвергают отдельной обработке для экстрагирования кукурузного масла (в настоящее время это масло приобретает все большую популярность в домашнем хозяйстве).
После этого из суспензии волокон, крахмала и клейковины с помощью нескольких сетчатых фильтров удаляют волокна, оставляя только крахмал и клейковину. Затем на высокоскоростных центрифугах удаляется и клейковина, а оставшееся крахмальное молоко проходит дальнейшую очистку и затем автоматически сгущается в ходе центрифугировани, осуществляемого в непрерывном режиме.
Очищенная крахмальная суспензия (крахмальное молоко) направляется в оса- хариватели; первоначально в качестве осахаривателей применялись большие автоклавы, но в настоящее время применяют преимущественно осахариватели непрерывного действия.
Очень важно, чтобы крахмал был очищен от белков еще до осахаривания, так как присутствие белка в готовом глюкозном сиропе при варке может привести к пе- нообразованию, что при производстве некоторых карамельных изделий крайне нежелательно.
Благодаря каталитическому действию находящейся под давлением кислоты крахмал превращается в осахаривателях в декстрозу, мальтозу, мальтотриозу, маль- тотетрозу, а также в разнообразные олигосахариды. Эта технология известна как традиционный метод кислотного осахаривания. В настоящее время применяют также кислотно-ферментативное и многоэтапное ферментативное осахаривание.
При использовании кислотно-ферментативной технологии крахмальное молоко под воздействием кислоты подвергается частичному гидролизу до достижения требуемого ДЭ, свидетельствующего о небольшом содержании декстрозы. Затем производится завершение гидролиза с помощью того или иного фермента (как правило, используется (3-амилаза, позволяющая получить мальтозную патоку). При использовании многоэтапной ферментативной технологии крахмальное зерно вначале проходит клейстеризацию, а затем полимерная структура крахмала распадается под действием а-амилазы. С помощью различных технологий можно производить многочисленные виды сиропов, обладающих различной вязкостью, степенью сладости, гигроскопичностью и сбраживаемостью.
Для производства сиропов с высоким содержанием фруктозы сначала с помощью одной из вышеописанных технологий изготовляют сироп с высоким ДЭ, а затем его подвергают воздействию фермента изомеразы, преобразующего часть декстрозы во фруктозу.
Мальтодекстрины производятся тем же способом, что и глюкозные сиропы, но процесс осахаривания прерывается так, чтобы ДЭ не превышал 20.
После гидролиза все сиропы фильтруют, обесцвечивают и сгущают. Некоторые сиропы проходят дальнейшую очистку ионообменными смолами.
Промышленные сорта глюкозного сиропа. Из краткого описания применяемых технологий становится понятно, что физико-химические свойства различных сиропов значительно отличаются, что определяет и способ их применения.
С сортами глюкозного сиропа связаны и определенные торговые термины, и технологу кондитерского производства необходимо понимать их значение.
Декстрозный эквивалент (ДЭ) представляет собой содержание редуцирующих сахаров по сухому веществу (в %) в пересчете на декстрозу или содержание чистой декстрозы (в %), при этом полученный результат тот же, что и доля всех редуцирующих сахаров в глюкозном сиропе. Чем выше ДЭ, тем более глубокий процесс осахаривания, в результате чего уменьшается содержание высших углеводов и снижается вязкость.
Плотность по шкале Боме (Байте). Производители глюкозного сиропа предпочитают для простоты иметь дело не с удельной массой, а пользоваться шкалой Боме. Начинающим этот метод описания плотности вещества может показаться непонятным. Соотношение шкалы Боме с удельной массой можно представить в виде следующего уравнения:
На практике данные по шкале Боме снимают при температуре 60 °С (140 °Б) с помощью специального ареометра, на котором нанесена шкала в 10° Боме с шагом делений по 0,10. Чаще всего сообщают «технический показатель по шкале Боме», отношение которого к наблюдаемому показателю при 60 °С выглядит следующим образом:
Технический показатель по шкале Боме = Наблюдаемый показатель по шкале Боме при 60° + 1.
Следует отметить, что в некоторых странах уже отказались от измерения плотности по шкале Боме.
Вращение плоскости поляризации. Вращение плоскости поляризации жидкости получают путем деления наблюдаемого вращения плоскости поляризации света на высоту столба жидкости и на удельную массу жидкости.
Удельное вращение плоскости поляризации αD20сахара определяется следующим образом:
где α— наблюдаемое вращение плоскости поляризации света при 20 °С при освещении натриевой лампой с длиной волны D; с — концентрация сахара в растворе (г/100 мл раствора); t— высота столба раствора.
Удельное вращение плоскости поляризации глюкозного сиропа может составлять примерно от 90 (для сиропов с высокой степенью осахаривания) до 130 (для сиропов с низкой степенью осахаривания).
Классификация и свойства (по [2]). Относительно просто классифицировать глюкозные сиропы в соответствии с их ДЭ;
- мальтодекстрин — менее 20;
- глюкозные сиропы с низкой степенью осахаривания — от 20 до 38;
- глюкозные сиропы со средней степенью осахаривания — от 39 до 58;
- глюкозный сироп с дэ 42 называют «обычным» или «стандартным»;
- глюкозные сиропы с высокой степенью осахаривания — от 59 до 65;
- глюкозные сиропы с высоким содержанием фруктозы — от 75 до 96.
Все эти сиропы состоят исключительно из углеводов, легко усвояемы и питательны, причем степень осахаривания в значительной степени влияет на их физические свойства.
По мере возрастания степени осахаривания сиропы становятся более сладкими и менее вязкими, легче сбраживаются и обладают большей гигроскопичностью. Сиропы с меньшей степенью осахаривания обладают большей вязкостью и занимают больший объем, что задерживает кристаллизацию, и действуют как антивспенива- тели (см. рис. 8.2).
Направление стрелки указывает направление изменения данного свойства в зависимости от степени осахаривания.
Рис. 8.2. Типы глюкозного сиропа в зависимости от степени осахариванияСостав глюкозных сиропов. Разные производители глюкозных сиропов дают разным типам особые фирменные названия, причем состав сиропов даже с одинаковым декстрозным эквивалентом может слегка отличаться.
Соотношение между ДЭ, методом осахаривания и составом сахаридов приведено в табл. 8.10 (по данным [11]).
Таблица 8.10. Глюкозные сиропы по ДЭ и методу осахаривания
| дэ | Метод осахаривания |
Содержание декстрозы, % | Содержание фруктозы,
% |
Содержание дисахаридов (мальтозы), % | Содержание тригепта сахаридов, % |
Содержание полисахаридов (выше гептасахаридов), % |
| 28 | Кислотный | 9 | — | 8 | 32 | 51 |
| 37 | Кислотный | 15 | — | 12 | 39 | 34 |
| 37 | Кислотный + + β-амилаза | 5-10 | — | Около 40 | Около 25 | Около 25 |
| 42 | Кислотный | 18 | — | 14 | 42 | 26 |
| 45 | α-амилаза + + β-амилаза |
5-10 | — | Около 50 | Около 20 | Около 20 |
| 50 | Кислотный | 26 | — | 17 | 42 | 15 |
| 60-65 | Кислотный + + β-амилаза |
30-35 | — | 35-40 | 10 | 20 |
| 75 | Кислотный + + β-амилаза + + изомераза |
Около 35 | Около 20 | Около 20 | Около 10 | Около 15 |
| 96 | α-амилаза + + амилоглю- козидаза + + изомераза |
48-50 | 42-44 | 7-8% | Пренебрежимо мало |
Мальтодекстрины
Мальтодекстрины — это продукты с низким ДЭ (от 3 до 20), получаемые ферментативным осахариванием (обычно используется а-амилаза). Как правило, они представлены в виде порошков распылительной сушки (с содержанием влаги менее 5%), поскольку у соответствующих жидких продуктов очень высокая вязкость и при хранении они зачастую мутнеют.
Состав сахаридов в промышленных мальтодекстринах приведен в табл. 8.11 (по [11]). Мальтодекстрины с очень низким ДЭ выпускаются из крахмала, полученного из кукурузы восковой спелости, — это натуральный крахмал, почти полностью представляющий собой амилопектиновый полимер.
Сухие глюкозные сиропы
Глюкозные сиропы с ДЭ от 20 до 65 могут подвергаться распылительной сушке, что позволяет получить порошок с содержанием влаги менее 5%. Такие порошки могут служить заменой сахара (сахарозы) в сухих кондитерских изделиях или в шоколаде, тем самым понижая их сладость и (иногда) себестоимость. Эти порошки очень гигроскопичны, что может затруднять работу с ними при производстве кондитерских изделий.
Применение глюкозных сиропов и мальтодекстринов
Сиропы с низким ДЭ и мальтодекстрины характеризуются высокой вязкостью и пониженной сладостью. Они препятствуют кристаллизации сахарозы и выступают в роли стабилизаторов в пористых (аэрированных) продуктах (например в маршмеллоу).
Глюкозные сиропы и мальтодекстрины обладают очень низкой гигроскопичностью и могут использоваться в качестве защитной глазури на карамели и других кондитерских изделиях, а благодаря своей вязкости они придают продукции способствующую жеванию текстуру. В некоторых случаях мальтодекстрины могут заменять гуммиарабик (аравийскую камедь).
Стандартным считается глюкозный сироп ДЭ 42 универсального применения. Его характеристики можно менять путем смешивания с сиропами с высокой или низкой степенью осахаривания. При бестарном хранении глюкозного сиропа ДЭ 42 его смешивание зачастую используют для производства небольших объемов рецептурных изделий. Для этой цели удобно использовать сухие глюкозные сиропы или мальтодекстрины.
Глюкозный сироп высокой степени осахаривания (ДЭ 50) характеризуется большей сладостью вкуса и более текучей консистенцией, чем стандартный сироп, но той же способностью замедлять кристаллизацию. Повышенная текучесть может быть полезна, например, в рецептурах помадок для наполнения шоколада, предотвращая появление отеков.
Глюкозный сироп с повышенным содержанием мальтозы (ДЭ 45, мальтозная патока) — это сироп, получаемый кислотно-ферментативным гидролизом; при этом используются ферменты, приводящие к образованию в основном дисахарида мальтозы, а не декстрозы. Его сладость сравнима со сладостью стандартного сиропа ДЭ 42; он характеризуется высокой способностью удерживать влагу, малой склонностью к потемнению, а также нейтральным вкусом. Такой сироп бывает полезен при выпуске карамельных изделий в условиях высокой влажности.
Декстроза, виноградный сахар, порошок глюкозы, D-глюкоза
При полном гидролизе крахмала под воздействием кислоты в результате кристаллизации результирующим сухим веществом является моносахарид декстроза (химическое название — D-глюкоза, что зачастую вносит нежелательную путаницу). Этот наиболее распространенный в природе вид сахара в большом количестве содержится в большинстве ягод и фруктов, а также в меде.
Производство декстрозы
В настоящее время в кондитерской промышленности в основном применяется моногидрат декстрозы, С6Н12О6 • Н20. До 1960 г. декстроза производилась путем кислотного гидролиза крахмала, но в настоящее время практически всю ее производят по ферментативным технологиям. Хотя ферментативная технология была запатентована еще в 1942 г., широкое промышленное применение она получила лишь после изобретения способов разведения, необходимых для производства фунгамила (грибковой амилазы). Кроме того, требовалось найти способ правильного отбора ферментных препаратов и удаления тех из них, которые препятствовали получению больших выходов.
Перед обработкой осахаривающими ферментными препаратами крахмальное молоко разбавляют, для чего может использоваться кислота или фермент; при этом происходит частичный переход вещества в форму сложной промежуточной декстринообразной субстанции.
Окончательное осахаривание происходит тогда, когда pH оказывается равным 4,0-4,5; при температуре от 55-60 °С реакция занимает до 72 ч. Осахаренный сироп фильтруют для удаления небольших количества остаточных белков, жиров и не подвергшегося гидролизу крахмала. Затем сироп обесцвечивают активированным углем и снова фильтруют. Раствор сгущают, а процесс кристаллизации контролируют с помощью введения кристаллов-затравок, перемешивания и охлаждения, в результате чего образуется чистый моногидрат декстрозы.
Физико-химические свойства гидрата α-декстрозы. Содержание влаги (теоретически) — 9,1% (в промышленном варианте — около 8,5%); вращение плоскости поляризации при температуре 20 °С — +52,6; температура плавления — 85 °С; растворимость при 10 °С — 41%, при 15,6 °С — 45%, при 20 °С — 48 %, при 30 °С — 55%, при 50 °С — 70%. Кристаллическая структура представляет собой зернистые шестигранники. Теплоемкость составляет минус 25 кал/г при 25 °С. Из-за этого, а также из-за быстрой растворимости, при растворении вещества во рту возникает чувство прохлады.
Кристаллические формы декстрозы. Существуют три кристаллические формы декстрозы, которые химически описываются следующим образом:
- α-D-глюкозы гидрат (а-декстрозы гидрат) — кристаллы образуются из концентрированных растворов при температуре ниже 50 °С;
- безводная α-D-глюкоза — кристаллы образуются из концентрированных растворов при температуре выше 50 °С и ниже 110 °С;
- безводная β- D-глюкоза, которая выделяется из раствора в случае, если кристаллизация происходит при температурах выше 110 °С (точнее, выше 115 °С).
Растворимость декстрозы. В растворе декстроза может существовать в а- и Р-формах. Гидрат декстрозы легко растворяется в воде при температуре 25 °С до достижения 30%-ной концентрации. Добавляемые после этого порции декстрозы будут растворяться значительно медленнее до тех пор, пока не образуется насыщенный раствор, концентрация которого составляет 51%. Эта особенность возникает по причине постепенного перехода исходной α-формы в более растворимую β-форму, и в итоге образуется насыщенный раствор, состоящий из смеси α- и β-форм, в котором также содержится твердый гидрат декстрозы. Безводные α- и β-D-глюкозы первоначально характеризуются растворимостью свыше 51%, но в растворе они все же в итоге кристаллизуются и их содержание становится равновесным содержанию гидрата декстрозы.
При повышении температуры растворимость декстрозы увеличивается, и при 50 °С достигается 70%-ная концентрация, что почти на 20% выше, чем при температуре 25 °С. При температуре выше 50 °С растворимость возрастает еще более, но затем безводная α-декстроза приобретает устойчивую кристаллическую форму и выпадает в осадок при охлаждении насыщенного раствора, например, с 93 до 50 °С. При дальнейшем охлаждении в осадок будут выпадать кристаллы а-гидрата, а безводная а-форма преобразуется в гидрат.
Ниже рассматривается применение декстрозы в кондитерской промышленности. Для производства помадки на декстрозе или любых иных кондитерских изделий, где требуется кристаллизация декстрозы, важна регулировка температуры.
Вращение плоскости поляризации декстрозы. Поскольку в растворе переход α-декстрозы в β-форму происходит медленно, наблюдается явление, известное как мутаротация. В ходе приготовления раствора гидрата α-декстрозы его удельное оптическое вращение плоскости поляризации первоначально составляет 112, а затем постепенно снижается, доходя в итоге до постоянного значения 52,5. Аналогичный процесс происходит с β-D-глюкозой, которая сразу после растворения характеризуется поворотом плоскости поляризации, равным 19, после чего этот показатель постепенно растет и достигает того же самого постоянного уровня (52,5). Равновесие быстро достигается с помощью добавления щелочей, а при проведении аналитических исследований с этой целью добавляют аммиак.
Фруктоза (левулоза)
Фруктоза уже упоминалась выше как одна из составляющих меда, инвертного сахара и глюкозных сиропов с высоким содержанием фруктозы. Она широко распространена в природе и присутствует во фруктах, овощах и в меде. Первоначально фруктоза была доступна только в виде раствора, но в последние годы были разработаны технологии производства кристаллической фруктозы, содержание влаги в которой составляет менее 0,1%.
Фруктоза играет важную роль в составе диетических (диабетических) пищевых продуктов.
Сладость — калорийность. Фруктоза в 1,3-1,7 раз слаще сахара (сахарозы).
Сладость фруктозы считается, как правило, очень приятной, причем при приготовлении большинства продуктов фруктоза успешно смешивается с другими ингредиентами.
Диабетическое питание. Фруктоза является источником легко усваиваемых углеводов, не создавая дополнительной потребности в инсулине.
Гигроскопичность. Кристаллическая фруктоза, как и ее концентрированные растворы, характеризуется высокой гигроскопичностью. Применение чистой фруктозы в качестве ингредиента, например, при производстве шоколада, требует особых мер предосторожности с целью предотвращения впитывания влаги. Включение фруктозы в состав кондитерских изделий, у которых центр характеризуется высокой влажностью, препятствует их высыханию, но при ее использовании для производства продукции с пониженной влажностью (например, леденцов) происходит прямо противоположное. Инверсия сахарозы в леденцах, приводящая к образованию некоторого количества фруктозы, вредна, так как изделия становятся липкими.
Неферментативное потемнение. Фруктоза является редуцирующим сахаром, и при нагревании в ней появляется коричневый пигмент, являющийся результатом реакции Майяра с белками молока. Этот фактор влияет на интесивность вкуса и аромата молочных конфет.
Сорбит
Сорбит является многоатомным спиртом; он широко распространен в природе, и наиболее богата этим веществом рябина ликерная или обыкновенная, но для производства природные запасы сорбита не имеют значения. В настоящее время он производится путем химического редуцирования глюкозы (декстрозы). Сорбит ценится в производстве диабетических шоколадных и кондитерских изделий, так как, в отличие от некоторых сильных подсластителей, он обладает не только сладостью, но и большим объемом. В этом отношении его можно считать примерно равноценным глюкозе. Сорбит промышленно выпускается как в кристаллической форме, так и в виде сиропа. Кристаллический сорбит применяется в производстве шоколада, причем решающую роль играют чистота его состава и содержание влаги, так как в противном случае возникают технологические проблемы.
Жидкий сорбит используется в изготовлении различных продуктов, в том числе и кондитерских изделий, в качестве пластификатора и «античерствителя». Он применяется в производстве кондитерских изделий и жевательной резинки, не содержащих сахара.
Сорбит полиморфен и может иметь три кристаллических состояния, причем устойчивой является лишь его гамма-форма. Остальные формы неустойчивы и переходят в устойчивую под воздействием влаги или тепла.
Равновесная относительная влажность сорбита (активность воды). О сорбите часто говорят как об увлажнителе, и хотя в этом качестве он применяется для производства бумажных, текстильных, табачных, хлебобулочных и других изделий, его ценность для производства обычной кондитерской продукции не следует переоценивать. Эксперименты по использованию сорбита в качестве ингредиента конфетной массы с тертым орехом, а также сливочной помадки типа фаджа, свидетельствуют о том, что его увлажняющие свойства мало отличаются от характеристик инверт- ного сахара, который обходится дешевле. Примерно половину инвертного сахара составляет фруктоза, обладающая очень хорошими увлажняющими свойствами. Входящий в некоторые рецепты сорбитный сироп благодаря своей вязкости задерживает кристаллизацию. В этих случаях сорбит может придать кондитерским изделиям дополнительное увлажнение, а также смягчить их текстуру.
Производители сорбита публикуют данные о равновесной влажности его растворов различной концентрации, но к сорбиту относится то же правило, что и к любым другим ингредиентам с увлажняющими свойствами: всегда необходимо убедиться, что он действительно дает желательный эффект в готовом изделии. Сорбит в растворе обладает явно выраженным охлаждающим действием и, кроме того, он характеризуется высокой растворимостью.
Диетическое применение сорбита. Доказано, что усваивается 98% употребляемого в пищу сорбита, а оставшиеся 2% выводятся из организма. Сорбит не токсико- генен. Данные медицинской литературы свидетельствуют о том, что сорбит, используемый в диабетических продуктах, является предшественником (прекурсором) гликогена и, следовательно, фруктозы, но при этом благодаря задержке в преобразовании сорбита во фруктозу не происходит перегрузки ослабленной поджелудочной железы. Сорбит обладает слабительным действием, и употреблять его рекомендуется не более трех унций (93,3 г) в сутки.
Маннит
Маннит широко распространен в природе — он содержится, например, в сельдерее, коре лиственницы, причем особенно много его в манном ясене (Ргсюйпт отш). Высохший сок последнего называют «манной».
Искусственно маннит производится путем гидрогенизации фруктозы и является многоатомным спиртом. Применяемый в промышленности маннит представляет собой кристаллический порошок без запаха, он негигроскопичен и характеризуется низкой растворимостью.
Сладость маннита составляет 0,6 от сладости сахарозы. Применение маннита ограничено его низкой растворимостью, но он ценится как ингредиент жевательной резинки «без сахара», а также (из-за своей низкой гигроскопичности) шипучих порошков. Маннит применяется также в производстве таблетированной фармацевтической продукции.
Ликазин 80/55
Права на ликазин принадлежат запатентовавшей его фирме «Братья Рокетт» (Roquett Frères); это гидрогенизированный глюкозный сироп, получаемый с помощью ферментативного гидролиза крахмала. Ликазин представляет собой жидкость с 75%-ным содержанием сухих веществ. В его составе присутствует примерно 7% сорбита.
Это вещество обладает некоторыми характерными свойствами, полезными в производстве кондитерских изделий и жевательной резинки.
Кристаллизация. Продукт не кристаллизуется даже при низких температурах.
Гигроскопичность. Продукт гигроскопичен и полезен в качестве увлажнителя.
Сладость. Сладость ликазина составляет около 0,75 сладости сахарозы.
Вязкость. При производстве кондитерских изделий низкая вязкость позволяет легко обрабатывать смесь с включением ликазина.
Всесторонние исследования показали, что ликазин играет важную роль в профилактике кариеса.
Применение ликазина. Ликазин может использоваться для производства твердой карамели с очень низким содержанием влаги (1%), при этом не происходит инверсии или потемнения. При производстве жевательной резинки «без сахара» ликазин может заменять глюкозный сироп и содержащиеся в рецептуре сахара.
Смесью ликазина и сорбита осуществляют рыхлую накатку при дражеровании, а одним сорбитом — твердую накатку.
Ксилит
Ксилит является пятиосновным спиртом с пятью атомами углерода, и этим он отличается от декстрозы и фруктозы, обладающих шестью атомами углерода. Ксилит содержится во многих натуральных веществах — например во фруктах, овощах и грибах; его можно извлечь и из древесины березы.
Это вещество известно уже много лет, но именно в последние годы он стал предметом исследований биологов и широко доступным в промышленных масштабах. Ксилит представляет собой белый гигроскопичный и термостойкий кристаллический порошок.
При употреблении ксилита в пищу он, хотя и медленно, но без остатка впитывается кишечником, причем для обеспечения обмена веществ не требуется инсулина и, следовательно, ксилит не вызывает у диабетиков изменения уровня сахара в крови. Он не метаболизируется кариогенными бактериями, благодаря чему он обладает особой ценностью как некариогенный подсластитель. По интенсивности сладости ксилит близок к сахару, то есть его сладость примерно вдвое выше сладости сорбита или глюкозного сиропа. Ксилит не токсикогенен, но употребление слишком больших доз может вызвать болезненные проявления. Как и сорбит, он обладает слабительным действием (при единовременном употреблении 30-40 г). В кондитерской промышленности ксилит особо полезен в случаях, когда требуется некариогенный подсластитель (например в продуктах вязкой консистенции — жевательной резинке и молочных конфетах).
Синтетические подсластители (не имеющие пищевой ценности)
Синтетических подсластителей, веществ, даже небольшой объем которых обладает сильным сладким вкусом, производится довольно много, но имеются подозрения, что некоторые из них вредны для здоровья. Ниже мы рассмотрим наиболее важные из них.
Сахарин
Сахарин был открыт более 100 лет назад, и он широко применяется уже более 80 лет. Впервые запрет на его использование (без каких-либо серьезных оснований) был наложен в США в 1912 г., но во время первой мировой войны сахарин снова вошел в употребление. В 1977 г. вновь заговорили о возможных канцерогенных свойствах сахарина, и FDA предложило его запретить. Это, однако, вызвало такое возмущение, что подобный запрет так и не вступил в силу, но в результате начались поиски других подсластителей.
Сахарин — ортосульфобензимид — является аммонийным производным от О-сульфобензойной кислоты. Он представляет собой белый кристаллический порошок, примерно в 300 раз более сладкий, чем сахароза; в воде он растворяется не очень хорошо. Имид водорода может быть замещен натрием, и в этом случае образуется растворимая соль.
При полной замене сахара сахарином изделие получает довольно горький привкус, который многим не нравится.
Цикламаты
Термин «цикламаты» обозначает группу веществ, включающую цикламаты натрия и кальция, а также цикламиновую кислоту. Цикламаты обладают очень чистым и сильным сладким вкусом, весьма напоминающим сладость сахара, и не дают послевкусия горечи. Они могут быть в 30-60 раз слаще сахара, в зависимости от носителя и других присутствующих вкусо-ароматических веществ. Синергический эффект на их сладость производят лимонная кислота, другие продукты из цитрусовых и сахарин.
сульфамат циклогексила натрия
HN • S03 Na
Цикламат натрия — белый кристаллический порошок без запаха, очень сладкий.
Промышленное производство цикламатов началось в период 1942-1950 гг., и п- редназначались они в основном для фармацевтической промышленности. В 1950 г. цикламаты общего применения в США были одобрены FDA, а в 1955 г. — в Великобритании (Комитетом по пищевым стандартам — Food Standards Committee).
В 1970 г., после того, как возможное канцерогенное действие цикламатов получило дополнительные подтверждения, их применение для производства пищевых продуктов было запрещено в США, а затем и в других странах.
АЦЕСУЛЬФАМ К (АЦЕСУЛЬФАМ КАЛИЯ)
Это вещество было впервые получено в 1967 г. в Германии, в лабораториях концерна Hoechst. Оно представляет собой белый кристаллический порошок, являющийся калиевой солью 6-метил-1,2,3-оксатиацин 4(3-Н)—1,2,2 диоксида. Он в 130-200 раз (в зависимости от способа применения) слаще сахарозы. Наиболее удачный вкус достигается при его смешивании с другими подсластителями — например с сахарозой. Отрицательного его влияния на организм человека не наблюдается.
АСПАРТАМ (НУТРАСВИТ, КАНДЕРЕЛЬ)
Аспартам был разработан в США компанией Searle. Он представляет собой 3-амино-Ы-(карбоксифенил)-метиловый эфир янтарной кислоты — белый кристаллический порошок без запаха, в 200 раз слаще сахара.
В 1980 г. он был одобрен в США FDA, а затем и в других странах, и в настоящее время нашел широкое применение.
ТАЛИН
Это вещество появилось сравнительно недавно и производится британской компанией «Tate andLyle». Талин относится к полностью натуральным подсластителям; выделяют его из плодов африканского рстения катемфе (Thaumattococcus daniellï). Это самое сладкое из известных веществ (его сладость примерно в 2000 раз выше, чем у сахарозы). Талин очень легко растворяется в холодной воде, но нестоек к нагреванию при pH менее 5,5.
Применение талина разрешено для производства любых пищевых продуктов.
Нормативные акты
Мы лишь кратко упомянули нормативные акты, касающиеся описанных выше подсластителей. Оценка ситуации на начало 1980-х гг. представлена в [7], но пред
приятиям, использующим те или иные подсластители, всегда следует иметь самые последние данные.
приятиям, использующим те или иные подсластители, всегда следует иметь самые последние данные.
Растворимость сахаров и сахарозаменителей
Сравнительная растворимость сахарозы, декстрозы, фруктозы, сорбита приведена на рис. 8.3.
Рис. 8.3. Сравнительная растворимость фруктозы, сорбита, декстрозы и сахарозы. По [11] Сладость сахаров
Степень сладости синтетических сахарозаменителей должна быть указана в описании этих веществ. Относительная сладость различных сахаров, применяемых для производства кондитерских изделий, действительно «относительна», так как вкусовое восприятие может сильно отличаться, а точное его измерение невозможно. На относительную сладость сахара влияет его концентрация, и, кроме того, при сочетании сахаров с другими веществами может наблюдаться синергический (усиливающий) эффект.
Приведенные ниже данные собраны из различных источников и представляют относительную сладость наиболее распространенных сахаров:
| сахароза | 100 |
| инвертный сахар | 115 |
| фруктоза (левулоза) | 130 |
| глюкозный сироп (ДЭ 42) | 45 |
| глюкозный сироп (ДЭ 55) | 55 |
| глюкозный сироп (ДЭ 65) | 65 |
| мальтоза | 33 |
| лактоза | 16. |
Литература
- The Industrial Sugars of С andH/ California and Hawaiian Sugar Co. — San Francisco, Calif., 1983.
- Nutritive Sweeteners from Com/Corn Refiners Association, Inc. — Washington, D.C., 1979.
- Egan, H., Kirk, R.,Sawyer, H. Pearson’s Chemical Analysis of Foods. — Edinburgh, Scotland: Churchill-Livingstone, 1981.
- Hoynak, P., and Bollenback, G. This is Liquid Sugar. — Tenefly, New York, USA: Corn Products Co., 1966.
- Jackson, E. B. Glucose Symp. — London: Confectionery Production, 1984.
- Lampitt, L. H // Analyst. — London, 1929.
- Users Guide to Newly Permitted Sweeteners / Leatherhead Food Research Association. — Surrey, England: Loatherhead, 1983.
- Lees, R. Books of Historic Significance to the British Sweet and Chocolate Industry. — London: Confectionary Production, 1967.
- Lees, R. Honey and Its Uses. — London: Confectionery Production, 1975.
- Lees, R., Jackson, E. B. Sugar Confectionery and Chocolate Manufacture. — Surbiton, Surrey, England: Specialized Publications Ltd., 1973.
- Hydrolysis Products / Roquette Freres. — Lille, France, 1984.
- Biscochoc Dictionary. Handbook of the Confectionery Industry, — Vol. 1/11/ Silesia-Essenenfabrik. — Gerhard Hanke K.G., W. Germany: Neuss, 1984.
- Industrial Sugars, Liquid Sugars, Brewing Sugars / Tate & Lyle Refineries. — 1984.
- White, J. W. Composition of American honeys // Tech. Bull. 1261.
[1] Разновидность нуги. — Примеч. пер.