Влияние технологических факторов на структуру пастилы
К технологическим факторам, влияющим на структуру пастилы, относятся состав и соотношение сырья, влажность рецептурной смеси, рН среды, вид и концентрация пенообразователя и студнеобразователя, температура и условия сбивания пастильной массы, режим сушки.
Пастильные изделия по структуре представляют собой полутвердый пенообразный студень. При изготовлении пастильных масс последовательно протекают два основных процесса: пенообразование и студнеобразование. Эти процессы, предопределяющие структуру пастилы, должны быть обеспечены необходимым сырьем и оптимальными технологическими условиями его переработки.
Клеевая пастила представляет, в основном, агаровый студень, а заварная пастила — пектиновый студень.
При производстве пастильных масс используется яблочное и другие виды пюре: абрикосовое, рябиновое, клюквенное, мандариновое, а также фруктово-ягодные припасы.
С увеличением концентрации сухих веществ рецептурной смеси за счет плотного остатка студнеобразующего яблочного пюре пенообразование, как правило, улучшается. Полагают, что растворимый пектин яблочного пюре адсорбируется в пленке воздушных пузырьков пены и способствует повышению прочности пленок. Поэтому пригодность яблочного пюре для производства пастилы оценивается, в основном, по его студнеобразующей способности.
В качестве пенообразователя обычно используется белок куриного яйца. Преобладающей составной частью протеинов яичного белка является овальбумин (около 50 % к массе всех белковых веществ). Как отмечено выше, максимальная пенообразующая способность белков проявляется в изоэлектрической точке, которая соответствует рН среды около 7.
Молекулу белка в изозлектрическом состоянии считают нейтральной. Условно в этом состоянии ее можно изобразить следующим образом:
ОН+ + NHT -R-СООГ + н+.
Поскольку белок обычно является более сильной кислотой, чем основанием, то его изоэлектрическая точка соответствует рН ниже 7. Для достижения изоэлектрической точки в растворе белка должно содержаться некоторое количество кислоты, подавляющее избыточную ионизацию кислотных групп. Так как в изоэлектрической точке число взаимодействующих ионизированных основных и кислотных групп одинаково, то гибкая молекула белка в этом состоянии свертывается в клубок.
На форму макромолекул белка влияет не только изменение рН среды, но и введение в раствор индифферентного электролита. Эти факторы влияют и на те свойства раствора, которые зависят от формы растворенных макромолекул, например, вязкость. При добавлении электролитов происходит сдвиг изоэлектрической точки, одновременно с этим смещается и максимум пенообразования.
Яблочное пюре отличается высокой кислотностью (рН 3,2 — 3,8). В таких сильнокислых средах пенообразующая способность белков резко снижается. Поэтому при изготовлении пастильных масс необходимо использовать низкокислотное яблочное пюре, а в рецептурную смесь вводить щелочные препараты (например, лактат натрия).
Пенообразующая способность белковых препаратов с увеличением их концентрации повышается. Однако оптимальная, так называемая, критическая концентрация мицеллообразования для белковых пенообразователей еще не установлена. Она несомненно будет зависеть от рН среды.
При получении пастильной массы свежий яичный белок добавляют в количестве 1,9 % от массы рецептурной сахарояблочной смеси.
При работе с хорошим по качеству яблочным пюре процесс ценообразования протекает интенсивно при влажности яблочно-сахарной смеси 41 -43 %. Такая влажность достигается при смешивании пюре с сахаром в соотношении 1:1. В этом случае используется уплотненное до содержания сухих веществ 16-18 % яблочное пюре. Это достигается или увариванием обычного пюре, или растворением в нем сухого пектина.
На ценообразование большое влияние оказывает температура. С повышением температуры яблочно-сахарной смеси уменьшается поверхностное натяжение и вязкость жидкой фазы, что благоприятствует подъему пены, но образовавшаяся пена легко коалесцирует. Низкая температура массы в процессе сбивания нежелательна ввиду повышения вязкости и задержки подъема пены.
В процессе сбивания пастильных масс следует различать начальную температуру, которая определяется, главным образом, температурой пюре и сахара в момент загрузки машины. Во время сбивания смеси происходит постепенное нарастание температуры за счет механической работы сбивальной машины. Установлено, что наиболее благоприятными температурами сбивания пастильных масс являются 18-20°С в начальный период и 30-32°С в конце сбивания.
Продолжительность сбивания массы зависит от конструкции машины, частоты вращения вала, формы лопастей и их расположения, от размеров загрузки. С увеличением времени сбивания объем пены повышается, улучшается ее дисперсность, а следовательно, и устойчивость. Однако продолжительность сбивания имеет свой предел, выше которого объем пены уменьшается, ухудшается ее качество и устойчивость. Оптимальное время сбивания составляет 10-15 минут.
Увеличение концентрации сахара уменьшает пенообразующую способность белков. При замене части сахара на яблочное пюре пенообразующая способность белка повышается. Аналогичное воздействие оказывает крахмальная патока, в состав которой входят декстрины, обладающие свойствами поверхностно-активных веществ. Кроме того, патока значительно повышает вязкость пенных пленок и замедляет отток жидкости из пены.
Частичная замена сахара патокой снижает степень пересыщения жидкой фазы пастилы и тем самым замедляет процесс кристаллизации сахарозы, что положительно сказывается на структуре пастилы. Однако повышенная дозировка патоки нежелательна, так как она может ухудшить консистенцию пастилы и замедляет процесс сушки.
Вторым после пенообразования процессом, предопределяющим структуру пастилы, является студнеобразование.
Чтобы зафиксировать пенную структуру, придать массе необходимую для формования механическую прочность, пенообразную массу смешивают с горячим агаро-сахаро-паточным сиропом или горячей мармеладной массой. В первом случае студнеобразователей является агар, а во втором — пектин. Как отмечено выше, условия студнеобразования этих веществ значительно отличаются, особенно по температуре, значению рН среды, концентрации сахара в жидкой фазе.
При смешивании клеевой сироп или мармеладная масса с растворенным пектином заполняют пространство между воздушными пузырьками, покрытыми адсорбционным слоем белковых молекул. Происходит значительное утолщение пенных пленок и обогащение их студнеобра- зующими молекулами агара или пектина. Температура массы после смешивания повышается до 50°С. Она близка к температуре денатурации яичного альбумина. В результате свертывания белка вокруг воздушных пузырьков образуется слой в виде плотного коагулята.
Дальнейшее охлаждение массы в процессе формования пастилы соответствует температурным условиям желирования агара. Однако скорость студнеобразования значительно замедляется из-за высокой кислотности массы (рН 3,2 — 3,8), а, следовательно, малой концентрации потенциалопределяющих ионов ОН», от которых зависит потенциал на поверхности молекул агара.
Если в пенные пленки сбитой массы вместо агара введен пектин, то концентрация сахара, рН среды в них являются оптимальными для желирования. Однако медленный процесс студнеобразования пектина обусловлен низкой температурой массы (50°Си ниже). Как известно, пектин быстро желирует в растворах при температуре 70°С.