Сахара и сиропы.
Сахара и сиропы — это основные и очень важные ингредиенты большинства видов мучных кондитерских изделий. Кроме того, что они дают сладость, они положительно влияют на их текстуру и вкус.
Сладкая пища всегда пользовалась спросом, и первым источником сахаров, который использовал человек, был, видимо, мед. Сахар присутствует в тканях многих растений, но в промышленных масштабах используют только сахарный тростник, Saccharum officinarum, и сахарную свеклу, Beta vulgaris. В обоих случаях получаемый сахар — это сахароза. Есть сведения, что сахарный тростник использовали уже в 1700 г. Сахар из сахарной свеклы впервые получили в 1798 г., и процесс получения сахара в промышленном масштабе стали использовать сначала во Франции и Германии. Наполеон поощрял развитие этой отрасли как способ бойкотировать тростниковый сахар из британских колоний. Сахар и какао были первыми продуктами, которые производили промышленными методами. Рафинированный сахар стали производить к 1850 г. В очищенном виде различие между сахарозой из тростника и свеклы очень мало.
При разложении сахара образуются другие сахара, большинство из которых обладают сладостью. Это разложение происходит в результате деятельности ферментов. Именно так образуется солод при прорастании злаков. Технология осахаривания крахмала в настоящее время хорошо развита, и путем комбинации ферментативного и кислотного гидролиза в соответствии с требованиями заказчика из крахмала могут быть получены сахара и смеси менее сладких углеводов. Примером могут служить сиропы глюкозы. Получены также обладающие значительной сладостью соединения — такие, как сахарин, аспартам, цикламат и т. д., перечисленные в разделе 17.7.
10.1.1 .Функции сахаров в МКИ
Сахара и сиропы — это основные и очень важные ингредиенты большинства видов МКИ. Кроме того, что они дают сладость, они положительно влияют на их текстуру и вкус.
Сахароза
Сахароза
В тесте, сбраживаемом дрожжами, сахароза является питанием для дрожжей и увеличивает скорость газообразования. Сахароза в бисквитном тесте растворяется полностью или частично (в зависимости от количества присутствующей воды), а затем пе- рекристаллизуется или образует после выпечки аморфную стеклоподобную массу (переохлажденную жидкость). Сахароза сильно влияет на текстуру выпеченного изделия — если количество сахарозы велико, оно будет твердым. Размер кристаллов сахарозы, а следовательно, скорость их растворения при нагревании тестовой заготовки в печи влияет на расплываемость песочного теста при выпечке, а также на внешний вид и свойство изделия хрустеть после выпечки.
Сахароза, растворяясь, переходит в жидкую фазу теста, поэтому до насыщения раствора сахарозы ее введение снижает количество воды, необходимое в тесте. Сахароза смещает точку клейстеризации крахмала в область более высоких температур, давая тесту в печи больше времени на подъем. Имеются сведения, что сахароза служит антиоксидантом, увеличивая тем самым срок хранения печенья за счет замедления прогоркания жира. Мелко измельченная сахароза является основным наполнителем кремов на жировой основе.
Сахароза в виде кристаллов различной формы и размеров может быть использована для украшения поверхности изделия. В некоторых случаях сахароза, которой обсыпают поверхность, плавится при выпечке, придавая привлекательный блеск или образуя глазурь.
Сахароза — основной компонент шоколада, джемов, желе и карамели, где ее концентрация влияет на активность воды, и тем самым на устойчивость к росту микроорганизмов и консистенцию. Сахароза является основным компонентом глазурей, применяемых для покрытия некоторых видов изделий после выпечки. Побочными продуктами очистки сахарозы являются сиропы с сильным, в основном приятным вкусом, которые весьма ценны для иготовления печенья.
Жженый сахар называют карамелью; он горьковатый на вкус и темный по цвету, что позволяет его использовать при приготовлении МКИ и как краситель, и как вкусовое вещество.
Редуцирующие сахара
Сахароза — это дисахарид, то есть она состоит из двух молекул моносахаров. При гидролизе сахарозы (инвертировании) молекула расщепляется на два компонента — моносахариды глюкозу (декстрозу) и фруктозу (левулозу). Все моносахариды являются редуцирующими сахарами, то есть реагируют с раствором Фелинга (Fehling), меняя цвет из-за осаждения меди. Наряду с моносахаридами, такими как глюкоза и фруктоза, дисахариды, такие как мальтоза (солодовый сахар) и лактоза (молочный сахар), также являются редуцирующими сахарами. Редуцирующие сахара соединяются с аминокислотами белков в ходе реакции Майяра, которая протекает при выпечке с образованием темных веществ, улучшающих цвет поверхности готовых изделий. В основном по этой причине обычно 10-20% сахара, используемого в муке для печенья, являются редуцирующими сахарами.
Смеси редуцирующих сахаров и сахарозы в растворе в джемах и желе влияют на кристаллизацию. Фруктоза гораздо слаще на вкус, чем сахароза; фруктоза и глюкоза при растворении во рту дают холодящий эффект. Эти свойства оказываются полезными для рецептур некоторых видов МКИ или их компонентов.
Сиропы
Сиропы — это растворы сахаров (обычно редуцирующих) с концентрацией около 70 или 80%. При более высокой концентрации сахара начинают кристаллизоваться при температуре окружающего воздуха. Сиропы используются в производстве МКИ благодаря их характерному вкусу. Также используются они в качестве гигроскопических веществ (материалов, задерживающих влагу в пище), препятствуя возникновению жесткой и хрупкой текстуры после выпечки. Сиропы удобны для введения редуцирующих сахаров в рецептуру, что, в свою очередь, усиливает реакцию Майяра при выпечке.
Сахара легко всасываются в кишечнике человека и служат ценным источником энергии. Иногда высказывают беспокойство, что мы потребляем слишком много сахара, а богатые сахаром продукты способствуют кариесу. Приведенное ниже описание функций сахара в МКИ показывает, что уменьшение содержания сахара ниже обычного уровня приводит в большинстве случаев к значительному ухудшению текстуры и вкусовых свойств изделий.
10.2. Сахар (сахароза)
Сахар, носящий химическое название «сахароза», получают почти исключительно из сахарного тростника или сахарной свеклы. В чистом виде он обычно поставляется в виде белых кристаллов, но может также быть приобретен в виде водного раствора. Сахароза с примесями в виде кристаллов, покрытых темным сиропом, известна как неочищенный сахар (сахар-сырец, желтый сахарный песок, коричневый сахар). Сахароза — это дисахарид и нередуцирующий сахар.
10.2.1. Кристаллический рафинированный сахар
Кристаллический рафинированный сахар (сахарный песок) поставляется в виде кристаллов различного размера и является очень чистым веществом. В табл. 10.1 представлен типичный химический состав кристаллического белого сахара. Размер кристаллов задается на рафинадном заводе при кристаллизации из маточного раствора. Это означает, что всегда имеется некоторый диапазон размеров кристаллов, который может быть уменьшен просеиванием (оно, однако, в большинстве случаев не используется при производстве). Обычно поставлятся сахарный песок гранулированный или кристаллический. Частицы сахарной пудры очень малы и получаются путем помола более крупных частиц. Диапазон размеров кристаллов обычно выражают через среднее отверстие (МЛ) и коэффициент вариации (CV).Среднее отверстие — это размер отверстия сита (выражаемый здесь в микронах, мкм), пропускающего 50% пробы; это средний диаметр частиц. Коэффициент вариации связан со стандартным отклонением (CKO, SD) размера частиц уравнением
| Таблица 10.1. Типичные химические параметры кристаллического белого сахара Поляризация 99,8 мин Инвертный сахар 0,30% макс Влагосодержание 0,04% — Сульфатированнаязола 0,04% — Медь 1,0 частейна миллион(ррт) Свинец 0,5 частейна миллион(ррт) Мышьяк 1,0 частейна миллион(ррт )
|
Разброс размеров частиц сахарного песка, поступающего с различных рафинадных заводов, может быть очень большим; можно ожидать МЛ от 475 до 670 мкм.
Сахарную пудру получают помолом и просеиванием более крупных кристаллов сахара. Поскольку частицы получаются очень мелкие и их трудно разделить на много фракций по размеру, обычно выражают размер частиц через максимум частиц, остающихся на 100 мкм сите = 6%, и максимум частиц, задерживаемых на 60 мкм сите = 13%. Чем меньше частицы, тем быстрее сахар растворится во рту. Частицы крупнее 40 мкм будут восприниматься как песок во рту, а частицы больше 20 мкм могут быть обнаружены языком. Чтобы способствовать свободному течению сахарной пудры, широко используют добавление небольшого количества фосфата кальция Са3(Р04)2. При его присутствии следует на него указывать; добавляемое количество составляет обычно до 1,5%.
10-2.1.1. Вычисление среднего отверстия и стандартного отклонения пробы кристаллического сахара
Пробу сахара аккуратно просеивают через ряд сит с различным размером ячеек.
Номинальная ширина отверстий сит обычно указана на ситах. Сита могут иметь номера, соответствующие серии стандартной английской системы сит British Standard Sieve Series(BS 410). Соотношение этих номеров и номинальной ширины отверстия в мкм (1/ 1000 мм) приведено ниже:
| №16 | 1000 мкм; |
| №22 | 710 мкм; |
| №30 | 500 мкм; |
| № 44 | 355 мкм; |
| №60 | 250 мкм. |
На рис. 10.1 это соотношение представлено графически.
После просеивания масса пробы (оставшаяся на каждом сите, а также прошедшая через самое мелкое сито) определяется взвешиванием. Суммарные данные проходящей пробы (в %) последовательно от мелкого сита к крупному 
Рис. 10.1. Соотношение между размером отверстия сита и номером сита (по BritishStandardSieveSeriesBS 410, 1962)
Рис. 10.1. Соотношение между размером отверстия сита и номером сита (по BritishStandardSieveSeriesBS 410, 1962)наносятся на бумагу для вероятностного графика. Предполагается, что диапазон размеров кристаллов по обе стороны от среднего подчиняется нормальному распределению, поэтому при нанесении результатов просеивания сахара на логарифмическую бумагу будет получена прямая линия. Если график суммарных данных не является прямой линией, можно предположить, что проба является либо смесью нескольких сортов сахара, либо сахар просеян для изменения естественного диапазона размеров кристаллов. Например, сахар подвергся грубому помолу, а часть пыли или крупных частиц затем была удалена. График для такого сахара на логарифмической бумаге не будет прямой линией.
Получив анализ просеивания пробы сахара, можно сопоставить его с данными поставщика. Например, сахарный песок имеет параметры МЛ 570-635 мкм и СУ 26- 30%. Сначала составьте таблицу значений по уравнениям СУ = БО/МЛ х 100 или 50 = (СУ х МЛ)/100. В результате получится:
| СУ | МА (50%) | SD(s ) | МА – 1,965 | МА -s | МА +s(84%) | МА +1,965 |
| (2,5%) | (16%) | (97,5%) | ||||
| 26 | 570 | 148 | 280 | 422 | 718 | 860 |
| 30 | 570 | 171 | 235 | 399 | 741 | 905 |
| 26 | 635 | 165 | 312 | 470 | 800 | 958 |
| 30 | 635 | 190 | 263 | 445 | 825 | 1007 |
Нанесите эти значения на логарифмическую бумагу, как показано на рис. 10.2. Фактически получается четыре графика нормального распределения в виде четырех прямых линий. Условия на сахар указывают, что проба будет находиться в области, ограниченной этими четырьмя линиями. Типичная проба может иметь следующие результаты просеивания:
| Сходы 16меш | = 0,5 % Суммарно |
| 22 | = 23,5% проходы 16 = 99,5% (1000 мкм) |
| 30 | = 50,0% 22 = 76,0% (710 мкм) |
| 44 | = 20,5% 30 = 26,0% (500 мкм) |
| 60 | = 4,3% 44 = 5,5% (355 мкм) |
| Сходы 60 меш | = 1,2% 60 = 1,2% (250 мкм) |
Рис.10.2. Типичные характеристики сахарного песка с графиком для пробы: МА= 570-635 мкм; СУ-26-30%
Эти суммарные проценты нанесены на график на рис. 10.2. Среднее отверстие этой пробы определяется по 50%-ной линии, и можно видеть, что оно составляет 600 мкм.
На рис. 10.3 показаны типичные характеристики сахарной пудры и график для пробы дробленого (молотого) сахара. Можно видеть, что дробленый сахар имеет среднее отверстие 235 мкм (50%-ная линия) и стандартное отклонение 215 (235-20). Это означает, что хотя размер среднего отверстия близок к условиям на сахарную пудру,
Рис.10.3. Типичные характеристики сахарного песка с графиком для пробы: МА= 276-300 мкм; СУ-16-26%в нем будет присутствовать значительно больше мелких и крупных частиц, чем было бы в ней обнаружено. Анализ просеиванием пробы дробленого сахара показал:
| Сходы 500 мкм = 350 мкм = | 13,3% 15,0% | Суммарно проходы 500 | = 86,7% |
| 250 мкм = | 15,8% | 350 | = 71,7% |
| 150 мкм = | 19,6% | 250 | = 55,9% |
| 100 мкм = | 7,3% | 150 | – 36,3% |
| 75 мкм = | 8,2% | 100 | = 29,0% |
| Сходы 75 мкм = | 20,8% | 75 | = 20,8% |
10.2.1.2. Транспортировка и хранение сахарного песка
Влагосодержание кристаллической сахарозы очень низко — около 0,4%, но каждый кристалл покрыт тонкой пленкой влаги, сиропа. Если снизить содержание этой влаги, например, нагреванием, сахар кристаллизуется, и его соседние зерна сплавятся. При этом образуются комки или сахар прилипнет к стенкам бункера (силоса). Поэтому очень важно хранить сахар при равномерной температуре и низкой влажности. Эта температура должна быть близка к температуре сахара в момент его доставки.
На слеживание сахара, особенно в бункерах, влияет также локальная концентрация мелкого порошка, который образуется при транспортировке (как механической, так и пневматической), и обычно снижает текучесть сахара. При движении сахара, поскольку он относительно сухой, образуется статическое электричество. Этот процесс особенно активен при пневматической транспортировке, поэтому трубы и контейнеры должны быть очень тщательно заземлены. Смеси «сахар-воздух» легковоспламеняемы, и электрическая искра может вызвать взрыв.
При пневматической транспортировке кристаллы сахара в большей или меньшей степени разрушаются. Поскольку расплываемость песочного теста при выпечке связана с размером частиц сахара, все, что вызывает изменение этих размеров при смешивании ингредиентов или замесе теста, следует тщательно учитывать. Этот вопрос рассматривается также в разделе о бестарной транспортировке ингредиентов (см. главу 32).
При помоле сахара всегда существует взрывоопасность из-за появления в воздухе сахарной пыли, поэтому перед мельницей целесообразно обеспечить хорошую магнитную защиту для исключения попадания в нее мелких металлических частиц, которые могут вызвать искры.
Помол сахара для получения сахарной пудры требует больших затрат механической работы, поэтому сахарная пудра на выходе мельницы весьма теплая, что создает две проблемы. Во-первых, как отмечалось выше, при охлаждении влага перераспределяется, и может произойти образование комков или слеживание. Во-вторых, объем сахарной пудры при хранении постепенно уменьшается по мере того, как воздух в ней охлаждается и статические электрические заряды рассеиваются. Наличие этих двух проблем обусловливает использование сахарной пудры после помола как можно быстрее. При необходимости ее хранения желательно охладить пудру в сухой атмосфере при осторожном перемешивании. Как отмечалось выше, добавление до 1,5% порошка фосфата кальция Са3(Р04)2 способствует снижению слеживания сахарной пудры при хранении.
10.2.1.3. Неочищенный сахар
Очищенную сахарозу выделяют из сиропа или сока, полученного из тростника или свеклы. Примеси имеют вид темного сиропа. В случае тростникового (но не свекловичного) сахара, сироп имеет сильный и приятный вкус. Кристаллы сахара отделяются от сиропа, но некоторое количество сиропа остается на них, и этот остающийся сироп очень темный. Сироп, остающийся в конце рафинирования, называют мелассой. Кристаллы сахара, покрытые сиропом, называют нерафинированным или неочищенным (коричневым, желтым) сахаром. Цвет сиропа бывает различным, поэто
му неочищенный сахар может быть золотисто-коричневым или весьма темным. Чем темнее цвет сахара, тем сильнее привкус. Неочищенный сахар имеет влажность 2-4%, поэтому он липкий и склонен к слеживанию и образованию комков при хранении. Для сахара, имеющего различные оттенки от желтоватого до темно-коричневого, часто используются такие названия, как Barbados, Muscovado(неочищенный тростниковый сахар), Demerara, Brown, Fourths, Thirds, Pieces, Soft.
му неочищенный сахар может быть золотисто-коричневым или весьма темным. Чем темнее цвет сахара, тем сильнее привкус. Неочищенный сахар имеет влажность 2-4%, поэтому он липкий и склонен к слеживанию и образованию комков при хранении. Для сахара, имеющего различные оттенки от желтоватого до темно-коричневого, часто используются такие названия, как Barbados, Muscovado(неочищенный тростниковый сахар), Demerara, Brown, Fourths, Thirds, Pieces, Soft.
Неочищенный сахар широко используется при выпечке вследствие его характерного вкуса. Такой сахар может иметь различный цвет и размер частиц. Сироп при этом богат инвертными (редуцирующими) сахарами. Для стандартизации размеров кристаллов и получения вкуса неочищенного сахара сортовой неочищенный сахар в настоящее время часто получают, смешивая в смесителе рафинированный сахар с нужным размером частиц и сироп. Для придания вкуса выпеченному продукту или для придания темного цвета мякишу, экономичнее использовать рафинированный сахар и сироп соответствующего вкуса, чем решать проблемы, возникающие при использовании неочищенного сахара.
10.2.1.4. Плотность сахара
Отдельные кристаллы имеют удельную массу 1,58. Кристаллический сахар имеет объемную плотность 0,7-0,9 г/см3. Объемная плотность свежей сахарной пудры значительно ниже этих значений.
10.2.2. Жидкий сахар
Очень часто в производстве МКИ сахарозу удобно использовать в виде раствора, в связи с чем стали популярны поставки сахара в виде раствора, а не в кристаллическом виде, так как работа с раствором и его дозирование проще. Жидкий сахар может
Рис.10.4. Кривая насыщеного раствора для сахарозы в воде при различных температурах.быть получен от поставщика, но можно готовить раствор сахара и на фабрике по производству МКИ. Преимущества жидкого сахара заключаются в том, что:
♦ его можно дозировать точнее и дешевле, чем кристаллический сахар, и первая стадия производства (растворение сахара) завершается до смешивания ингредиентов;
♦ капитальные затраты на установку значительно ниже.
На рис. 10.4 приведена кривая насыщенного водного раствора сахарозы при различных температурах. Покупаемый жидкий сахар обычно содержит 67% твердых веществ и может иметь низкое (не превышающее 5%) содержание инвертированного сахара для предотвращения кристалли
зации. При температуре окружающего воздуха это сироп, с которым удобно работать, причем достаточно концентрированный для предотвращения микробиологической порчи. Однако в установках для раствора сахара, там, где может произойти конденсация, приводящая к возникновению более низких концентраций, которые допускают брожение под действием дрожжей из воздуха, рекомендуется использовать стерильные фильтры. Лучше хранить раствор сахара при температуре не ниже 20 °С для предотвращения кристаллизации. В табл. 10.2 приведены типичные характеристики раствора сахара.
зации. При температуре окружающего воздуха это сироп, с которым удобно работать, причем достаточно концентрированный для предотвращения микробиологической порчи. Однако в установках для раствора сахара, там, где может произойти конденсация, приводящая к возникновению более низких концентраций, которые допускают брожение под действием дрожжей из воздуха, рекомендуется использовать стерильные фильтры. Лучше хранить раствор сахара при температуре не ниже 20 °С для предотвращения кристаллизации. В табл. 10.2 приведены типичные характеристики раствора сахара.
Таблица 10.2. Типичный химический состав жидкого сахара
|
10.2.2.1. Измерение концентрации сахара в растворе.
Обычно концентрация сахара в растворе определяется косвенными физическими методами. Для контроля на производстве широко применяется рефрактометр, измеряющий коэффициент преломления раствора. Этот коэффициент для сиропа зависит от состава твердых веществ, их концентрации и температуры. Существуют справочные таблицы, в которых по коэффициенту преломления сиропа можно определить содержание в нем твердых веществ. Можно приобрести рефрактометры, градуированные непосредственно в процентном содержании сахара в растворе (см. рис. 10.5).
Концентрация сахара в сиропе также определяется по удельной массе. Для растворов сахарозы специально разработанный сахарный ареометр (шкала Брикса) при 20 °С дает показания, почти равные массе сахарозы в растворе. Таким образом “Брикса (Brix) — это практически концентрация сахара в растворе.
10.2.2.2. Инвертирование сахара
Сахара оптически активны, то есть вращают плоскость поляризации света. Угол вращения зависит от разновидности сахара, его концентрации, температуры и расстояния, которое свет проходит в растворе. Направление вращения также зависит от типа сахара.
Раствор сахарозы вращает свет вправо (положительное направление), а после гидролиза сахарозы кислотой или ферментами на редуцирующие сахара направление вращения меняется на противоположное (левое, отрицательное направление). Этот происходит потому, что смесь двух получаемых сахаров глюкозы (декстрозы) и ле-
Рис. 10.5. Ручной рефрактометр.вулозы (фруктозы) вращает площадь поляризации влево (поэтому гидролиз сахарозы называется «инвертированием», а получаемая смесь простых сахаров — инверт- ным сахаром).
10.3. Сиропы
Сиропы делятся на два типа:
♦ сиропы на основе сахарозы, полученной в результате рафинирования сахара, или частичного (или полного) инвертирования;
♦ сиропы, полученные гидролизом из крахмалистых материалов, особенно картофельного крахмала.
Во всех случаях важно количество и качество молекул сахара с короткими цепями, и поэтому существует много разновидностей сиропов обоих типов.
10.3.1. Сиропы из сахарозы/инвертные сиропы
Это смеси (в разных пропорциях) сахарозы и инвертного сахара с другими веществами, образующимися из сиропа (оттока) тростникового сахара во время рафинирования. Эти вещества дают золотистый и более темные цвета и характерный вкус, обычно усиливающийся с усилением цвета. Сиропы бывают разного цвета — от светлой и янтарной патоки до мелассы или рафинированной патоки почти черного цвета. Рекомендуется применять их в производстве МКИ, так как они имеют приятный вкус, сохраняющийся при выпечке.
Комбинируя сахарозу и инвертные сахара, можно получить более концентрированные сиропы, которые устойчивее к кристаллизации, чем сиропы из чистой сахарозы. Обычно сиропы содержат около 80% сухого вещества. В обычном темном сиропе, используемом при производстве печенья, около 60% СВ составляют инвертные сахара, 40% — сахароза и 1-2% — другие вещества. pH большинства сиропов, содержащих инвертный сахар, около 5,5. Эти сиропы значительно более вязкие, чем сироп сахарозы, и поэтому для облегчения перекачивания используются в теплом виде примерно при 40 °С.
Некоторые из темных сиропов (меласса, рафинадная патока) содержат небольшие количества нерастворимого вещества, осаждающегося со временем. Поэтому чтобы не происходило избыточного накопления осадка, необходимо регулярно опорожнять бункеры для хранения и мыть их горячей водой.
Все сиропы привлекают насекомых, особенно ос. Необходимо тщательно убирать вытекший сироп и обеспечить защиту вентиляционных труб от насекомых. В качестве дополнительной меры предосторожности можно использовать стерильные фильтры для уменьшения риска брожения в свободном пространстве бункера, как это описано для жидкого сахара.
10.3.2. Инвертный сироп
Получить инвертный сироп относительно просто. Раствор сахарозы подкисляют и нагревают. Обычно используют разведенную соляную кислоту (pH 2, примерно 1%-ный раствор НС1), и через 1 ч при температуре 75 °С инвертирование завершается на 95%. Для нейтрализации кислоты добавляют бикарбонат натрия и получают инвертный сироп, содержащий некоторое количество солей. Сахароза гидролизуется в глюкозу (декстрозу) и фруктозу (левулозу). Из-за потребления воды при гидролизе содержание сахаров в инвертном сиропе по сравнению с исходным содержанием сахарозы увеличивается примерно на 5%. Гидролиз также можно осуществить с помощью фермента инвертазы.
Сироп представляет собой прозрачную жидкость и имеет сладкий вкус без посторонних специфических привкусов. Обычно приобретают сироп, содержащий 80% СВ, и для предотвращения кристаллизации его следует хранить при температуре не ниже 30 °С.
10.3.3. Мед
Это специфический (и дорогой) сироп используется при выпечке благодаря его вкусовым свойствам. Состав и вкус меда зависит от вида цветов, но содержание компонентов должно находиться в пределах, указанных в табл. 10.3.
Очевидно, что с химической точки зрения мед можно считать инвертным сиропом, и он может быть воспроизведен весьма точно с применением соответствующих компонентов и вкусовых веществ. Согласно нормативным актам запрещено назы-
| Вода | 17,7% | ±2,8 |
| Инвертный сахар | 74,7% | ±4,4 |
| Сахароза | 1,85% | ±2,5 |
| Зола | 0,16% | ±1,0 |
| Прочие компоненты | 4,18% | ±2,8 |
вать медом синтетический мед, и для определения фальсификации могут быть использованы соответствующие аналитические методы.
Проблемы применения меда связаны в основном с изменениями вкуса и подверженности кристаллизации при хранении. Вкус можно регулировать путем смешивания нескольких образцов меда, но проблему кристаллизации преодолеть труднее. Кристаллы образуются на затравочных частицах или кристаллах, и поэтому перед хранением меда следует обеспечивать растворение всех кристаллов сахара и разрушение природных дрожжей и спор. Обычно используют пастеризацию, но перегрев может ухудшить вкус.
Хранение в холодном месте также способствует кристаллизации. Мед обычно поставляют в бочках или контейнерах среднего размера. Мед никогда не транспортируют без тары (как из-за его высокой стоимости, так и из-за склонности к кристаллизации и, следовательно, закупориванию клапанов и труб). Применение кристал- лизованого (засахаренного) меда может привести к появлению пятен в изделиях из песочного теста. Если мед закристаллизовался, кристаллы могут быть снова растворены путем нагревания.
10.3.4. Кленовый сироп
Кленовый сироп получают из коры определенных видов клена. Кленовый сок содержит около 3% сахарозы и имеет специфический вкус. Этот сок концентрируют до 70-75% сахарозы. Кленовый сироп довольно дорог и используется в основном в качестве вкусовой добавки.
10.4. Сахара и сиропы из крахмалов — глюкозные сиропы
Обычно в качестве сырья для получения крахмала используют кукурузу, но может также применяться пшеница, картофель или тапиока и т. д. Крахмал разлагают с помощью кислотного гидролиза, специальных ферментативных процессов, или путем сочетания этих двух методов. Конечным продуктом разложения очень длинных молекул крахмала является глюкоза (декстроза), но реакцию можно остановить на разных этапах. Спектр присутствующих углеводов очень важен для физических свойств и сладости. Получаемые сиропы обычно называют глюкозными сиропами, а в Америке — кукурузными сиропами.
В ходе гидролиза крахмала он превращается в растворимый и все более сладкий продукт. В таблице 10.4 приведены значения относительной сладости некоторых продуктов гидролиза крахмала в сравнении с сахарозой. Следует подчеркнуть, что эти значения даются комиссиями дегустаторов. Абсолютная величина сладости измерена быть не может.
Таблица 10.4. Относительная сладость продуктов гидролиза крахмала в сравнении с сахарозой и другими подсластителями (по [5])
| Фруктоза | 173 |
| Инвертный сироп | 105 |
| Сахароза | 100 |
| Декстроза | 74 |
| Глюкоза 62 ДЭ | 60 |
| Мед | 60 |
| Мальтоза | 32 |
| Глюкоза 42 ДЭ | 30 |
| Лактоза | 16 |
| Цикламат натрия | 10 000 |
| Сахарин, около | 40 000 |
| Примечание: дополнительная информация по искусственным подсластителям приведена в гл. 17. |
10.4.1. Декстрозная эквивалентность
Значение редуцирующих сахаров в реакции Майяра при выпечке уже рассматривалось выше. Декстроза — это моносахарид и редуцирующий сахар, а крахмал — это полисахарид, состоящий примерно из 10 ООО глюкозных остатков. Молекулы глюкозы соединяются так, что на конце цепи остается только одна молекула с редуцирующей способностью, поэтому крахмал не считают восстанавливающим соединением.
В ходе превращения молекулы крахмала в глюкозу образуются все более короткие молекулы, и каждая имеет восстанавливающий элемент. Если процесс довести до конца, останутся только молекулы декстрозы, но обычно реакция до конца не доходит.
Чтобы показать, насколько глубоко прошел процесс осахаривания крахмала, используется понятие декстрозной эквивалентности (ДЭ), которая служит мерой восстановительной способности сиропа. Так, если 100 г сухого вещества из сиропа глюкозы имеет ДЭ 42, то это означает, что сухое вещество обладает восстановительной способностью 42 г декстрозы. Помимо декстрозы могут присутствовать молекулы мальтозы, декстринов, олиго- и полисахаридов и т. д. Чем больше молекула, тем ниже растворимость и меньше сладость.
Используя фермент изомеразу, можно осахарить крахмал с получением помимо глюкозы некоторого количества фруктозы. В результате получается «глюкоза» значительно слаще обычной. Такие сиропы ближе к инвертным и широко используются в производстве безалкогольных напитков, но малопригодны для производства МКИ.
Их называют сиропами с высоким содержанием фруктозы, но уровень фруктозы в них не выше, чем в инвертном сиропе.
Применение глюкозных сиропов в производстве МКИ ограничено. Они дают редуцирующие сахара для улучшения цвета в результате реакции Майяра, а также обеспечивают хрустящую текстуру без значительной сладости в любительских видах печенья. В мягком печенье глюкозные сиропы улучшают текстуру. Сиропы глюкозы — это удобные и экономичные продукты для регулирования равновесной относительной влажности, относительной сладости, а в сахарных кондитерских изделиях и джемах/ вареньях — для кристаллизации сахарозы.
Широко применяются два типа сиропа глюкозы — со средним (42) и высоким (65) декстрозными эквивалентами. Их типичные характеристики приведены в табл. 10.5. Диоксид серы (сернистый газ), указанный в таблице, появляется в результате процесса получения крахмала из кукурузы, но служит для предотвращения обесцвечивания, особенно при хранении сиропа при высокой температуре. Можно также приобрести продукт, не содержащий диоксид серы.
Градусы Боме (°Ваише, °Ве) служат мерой удельной массы сиропа глюкозы. Наиболее распространено определение градусов Боме с помощью веретенного гидрометра, и это наиболее удобный метод для определения СВ в сиропе глюкозы. Из- за вязкости градус Боме обычно определяют при 60 °С. Существуют справочные
| Таблица 10.5. Типичные характеристики двух традиционно применяемых сиропов глюкозы
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
таблицы, связывающие градусы Боме с содержанием СВ при различных значениях ДЭ. Широко доступны сиропы со значениями 42/43 °Ве, то есть около 81% СВ. Эти сиропы при температуре 40 °С имеют вязкость, приемлемую для большинства применений.
10.4.2. Сухие глюкоза, декстрины, декстроза и фруктоза
Из большинства описанных выше сиропов методом распылительной сушки получают сыпучие тонкие белые порошки. Порошки с ДЭ < 65 имеют содержание влаги до 7%. При производстве печенья широко применяется мальтодекстрин, ДЭ которого составляет 17-20% и он имеет слегка сладковатый вкус. Поставляется мальтодекстрин в виде сиропов или сухих порошков. Моногидрат декстрозы (ДЭ 99,5) производится путем кристаллизации и обычно имеет следующие характеристики:
- форма белый кристалический тонкий порошок;
- влажность шах 9,5%;
- удельное вращение (сухая основа) +53°; диоксид серы 10 ррт.
- Декстроза обычно используется в виде белого очень мелкого порошка и в виде кристаллического моногидрата. Можно приобрести ее в безводной форме. При растворении на языке декстроза дает ощущение прохлады. Поэтому, а также потому, что она менее сладкая, чем сахароза, декстроза используется в ограниченных количествах в начинках на жировой основе при производстве МКИ. Содержание влаги ограничивает ее применение, поскольку при миграции влаги в слои печенья с начинкой они часто отделяются. Растворимость моногидрата декстрозы в воде при различных температурах приведена на рис. 10.6.
Сухая кристаллическая фруктоза на 73% слаще сахарозы. Она относительно дорога, но является безопасным и приемлемым подсластителем для диабетиков. Фруктоза полезна в начинках для печенья, но не дает такой текстуры, которую дает сахароза в готовом печенье.
Рис. 10.6. Кривая насыщенного раствора безводной декстрозы при различных температурах10.5. Солодовые экстракты
Ферментативно неактивные солодовые экстракты получают, концентрируя водный раствор солода из ячменя или пшеницы. Это вязкий сироп темно-коричневого цвета с сильным характерным вкусом. Основным сахаром в нем является мальтоза, являющаяся редуцирующим сахаром. Состав и вкус меняются в зависимости от источника, но типичный состав солодового экстракта приведен в табл. 10.6.
Таблица 10.6. Химический состав недиастатических сиропов солодовых экстрактов
| Сухое вещество | 80% ±3 |
| Общее содержание редуцирующих сахаров | 55% ±5 |
| Белок | 5% ±1 |
| Зола | 2% ±0,5 |
| pH | 6±1 |
10.6. Реакция Майяра
Реакция Майяра между редуцирующими сахарами и, в основном, свободными аминокислотами и пептидами (обычно из белков) происходит при нагревании. В сущности термин «реакция Майяра» ошибочен, так как это не одна реакция, а целый комплекс реакций, пути и выходы которых определяются такими факторами, как pH и температура, однако для наших целей она представляет механизм, позволяющий изделиям подрумяниваться при значительно более низких температурах, чем необходимо для карамелизации сахаров. Эту реакцию также называют реакцией неферментативного потемнения и образования меланоидинов. Формирование коричневатой окраски в результате реакции Майяра происходит быстрее в щелочной, чем в кислой среде, а также при средней активности воды. Реакция достигает максимума при активности воды (Ат) 0,6-0,7. Реакция также зависит от длительности и температуры. Так, медленная выпечка при низких температурах дает те же цвета, что и быстрая выпечка при высоких температурах — при условии, что воздух вокруг изделия не становится слишком сухим.
Реакция Майяра очень важна для получения коричневатых оттенков на поверхности печенья после выпечки. Введение в тесто для печенья глюкозы или инвертного сиропа обеспечивает необходимое протекание реакции Майяра. При избыточной реакции Майяра может оказаться сложным высушить изделие без излишнего его потемнения. Иногда белки вводятся в печенье в виде сухого молока, которое содержит лактозу, являющуюся редуцирующим сахаром.
Реакция Майяра имеет существенное значение для формирования вкуса готовых изделий, и стоит отметить, что она приводит к появлению приятного вкуса выпеченных изделий и образованию антиокислительных соединений (которые могут быть важны для продления срока хранения). Вместе с тем эта реакция снижает питательную ценность продуктов. Было обнаружено, что собакам не нравятся привкусы, образующиеся в результате реакции Майяра, поэтому печенье для собак не следует выпекать так, чтобы оно имело такой же вид, как печенье для людей.
10.7. Полиолы (высокомолекулярные спирты)
Обработка редуцирующего сахара водородом в присутствии катализатора приводит к образованию вещества, известного как альдитол. Альдитолы и полиолы из других сахаров — это сладкие вещества, сорбит, ксилит, маннит (маннитол), мальтитол, лактитол и изомальт, которые используются в промышленном производстве продуктов питания. Эти вещества также известны как сахарные спирты, они не являются редуцирующими сахарами и не участвуют в реакции Майяра. Так, глицерин — это трехуглеродный полиол, являющийся основой пищевых масел и жиров.
Таблица 10.7.Относительная степень сладости различных сахарных спиртов(полиолов)
|
Подслащивающая способность и калорийность у всех полиолов ниже, чем у сахарозы, в связи с чем их часто применяют в продуктах с пониженной калорийностью, включая шоколад. Сорбит и ксилитол встречаются в натуральном виде во фруктах и ягодах. Наряду с другими полиолами они являются подсластителями, пригодными для диабетиков, у которых существуют затруднения с усвоением сахарозы и других сахаров из-за подъема содержания в крови глюкозы (см. раздел 30.4.4). Полидекстроза используется как несладкий наполнитель, пригодный для диабетиков.
Полиолы оказывают слабительное действие и вызывают метеоризм (при потреблении 20-50 г в день). Ксилитол — самый сладкий из полиолов, и имеются сведения, что он предотвращает порчу зубов. Применение полиолов регулируется нормативными актами, и в Европе некоторые из этих веществ не разрешены к применению для выпечных продуктов.
Табл. 10.7 дает представление об ожидаемой относительной сладости полиолов по сравнению с сахарозой.
Дополнительная литература
- STRONG, L. A. G. (1954) The story of sugar.Weidenfeld & Nicolson.
- ANON (1955) This is Liquid Sugar,Refined Syrups and Sugars, Inc., Yonkers, N.Y.
- STARE, F. J. (1975) «Sugar in the Diet of Man», World Review of Nutrition and Dieteticsvol. 22, pp. 237-326.
- BIRCH, G. G. and PARKER, K. J. (1979) Sugar Science and Technology,Applied Science Publishers, London.
- SEIB, P. A. (1980) Sweeteners.55th Technical Conference of Biscuit and Cracker Manufacturers’ Association, USA.
- CABATEC (1988) An introduction to Sugar,An audio-visual open learning module Ref. Cl, The Biscuit, Cake, Chocolate and Confectionery Alliance, London.
- AMES, J. M. (1995) «Applications of the Maillard reaction in the food industry». Confection,p. 40.
- MANLEY, D. J. R. (1998) Biscuit, cookie and cracker manufacturing manuals, Manual 1 Ingredients.Woodhead Publishing, Cambridge.
Останні коментарі