6. Химические изменения, происходящие при нагревании, уваривании и томлении. Влияние рh среды на разложение сахара

При нагревании сиропов в результате воздействия высоких t происходят физико-химические изменения сахаров, составляющих эту смесь. При этом повышается цветность, увеличивается содержание РВ. Это приводит к ухудшению внешнего вида и снижению стойкости карамели при хранении. Состав продуктов изменения сахаров, образующихся при приготовлении карамели, будет различным в зависимости от степени и продолжительности теплового воздействия, рецептуры, реакции среды, присутствие примесей, концентрации сахара.

Сахароза → глюкоза+фруктоза → ангидриды → оксиметилфурфурол

Продукты риверсии Левуленовая Красящие

и муравьиная в-ва

кислота

При нагревании происходит инверсия сахарозы, при этом образуются глюкоза и фруктоза. При дальнейшем нагревании образуются ангидриды, которые соединяются друг с другом или с неизменной молекулой и образуют продукты реверсии, при этом реакция разложения сахарозы ускоряется. При продолжении нагревания отщепляется третья молекула воды и образуется оксиметилфурфурол, который распадается с нарушением углеводного скелета с образованием муравьиной и левулиновой кислоты или образовываются окрашенные соединения.

При изготовлении карамели основная часть продуктов изменения состовляют ангидриды, прдукты конденсации, реверсии и незначительная часть – продукты глубокого изменения сахаров (оксиметилфурфуров, муравьиная и левулиновая кислота). Продукты изменения сахаров, образующиеся при производстве карамели ухудшают ее качество, повышают гигроскопичность, однако смесь из ангидридов сахаров и продуктов конденсации повышает устойчивость карамели против кристаллизации. Томление – это процесс, при котором сироп выдерживают при 109ºC в течение 1 часа. Под воздействием высокой t глюкоза и фруктоза взаимодействуют с аминокислотами белков и образуют меланоидины. Они придают сиропу светло-коричневую окраску, специфический вкус и аромат.

Факторы влияющие на разложение сахарозы: 1. Продолжительность температурного воздействия. Чем больше продолжительность температурного воздействия, тем больше разложение сахарозы. 2. Концентрация сахарного сиропа. Чем выше концентрация сахарного сиропа, тем медленнее разложение сахарозы. 3. Температура. Чем выше t, тем быстрее идет разложение сахарозы. При повышении t может происходить самоинверсия сахарозы. 4. Реакция среды (рН). В кислой среде при нагревании быстрее происходит инверсия сахарозы. При появлении моносахаридов ускоряются процессы их дегидротации и образуются вещества имеющие кислый характер (левулиновая и муравьиная кислоты), которые повышают рН среды, что ускоряет процесс разложения сахарозы.

7. Физико-химические основы производства масс с аморфным составом сахарозы.

Сахар в виде твердого аморфного раствора находится в карамельной, молочной карамельной, тянутой карамельной, литой ирисной грильяжной массе, а также карамельной мессе для халвы.

Для аморфных тел которые получаются при переохлаждении растворов и расплавов характерным является переходжидкости в твердое состояние в широком интервале температур, а не при одной и той же температуре.

Карамельная масса представляет подкрашенное, подкисленное, ароматизированное пластичное тело, состоящее из сахарозы и антикристаллизаторов. В ней может присутствовать воздух и от этого она может быть прозрачной и непрозрачной.

Карамельная масса получается увариванием сахаро-паточного сиропа с содержанием сахара и патоки 8:1 и уваренную до содержания сухих веществ 96-99%.

Взамен патоки в качестве антикристаллизатора исполизуется инвертный сироп.

Качество карамельной массы зависит от количества продуктов разложения сахарозы (от количества РВ). Количество РВ зависит от рецептуры, от качества и состава патоки и инвертного сиропа, от температуры и продолжительности уваривания карамельного сиропа. Повышение содержания РВ ведет к повышению гигроскопичности и повышению цветности.

Карамельный сироп с содержанием CВ 85% РВ < 16% в универсальной варочной колонке до содержания CD 96-98% в зависимости от вида карамели: леденцовая 98,5-99%, тянутая – 96-98%. Для уваривания карамельной массы используют различную аппаратуру: универсальные вакуумный аппараты и т.д. Для леденцовой карамели при уваривании при атмосферном давлении достигается температура 150º С, в вакуум аппарате – температура 124-126 ºС. Карамель имеет небольшое количество РВ т.е. лучшего качества. Уваренный карамельный сироп выгружают в вакуум-колонну, а из нее на охлаждающий барабан, температура снижается до 85-90ºС. На охлаждающем барабане в массу вводятся краситель, кислота, эссенция. В процессе охлаждения карамельная масса переходит из жидкого состояния в вязкопластичное состояние и в этом состоянии ее подвергают протягиванию и проминке. Протягивание и проминка способствуют равномерному распределению вкусовых и ароматических веществ по всей массе. Обрабатывается 5-6 мин. При этом температура снижается на 5-7ºС и значительно увеличивается вязкость. В процессе обработки плотность уменьшается с 1,54 г/см³ до 0,93. В процессе перетягивания карамельная масса насыщается воздухом и в нее с воздухом попадает влага. Влажность карамельной массы увеличивается до 1% и масса из стекловидной становится матовой с шелковистым блеском. Это объясняется кристаллизацией сахара по всему объему . Если карамель с начинкой , то температура начинки на 10ºС меньше, чем карамельного батона. После изделие охлаждается до 30 – 35 ºС и завертывают.

Согласно теории Зубченко процесс кристаллизации обуславливается след. факторами: 1. Наличием частиц кристаллизующегося вещества; 2. Наличием частиц постороннего вещества; 3. Нестабильной работой аппаратов в линии. 1. Молекулы сахара распределенные неравномерно по всему объему под действием теплового движения при столкновении образуют зародыши и при достижении кристаллических размеров становятся центрами кристаллизации. 2. Центрами кристаллизации становится пылинки веществ или пыли, которые в процессе получения карамели попадают в массу. 3. Из-за высокой вязкости под действием соударений эти группы молекул образуют цунтры кристаллизации.

Устойчивость карамельной массы: чем больше вязкость массы, тем более устойчива система. Согласно теории Соколовского карамельная масса более устойчива в том случае, чем больше перепад температур при охлаждении массы. Самая опасная температура для кристаллизации сахара в карамельной массе -110-115ºС, т.е. когда она находится в вакуум аппарате и при этой структуре возможна кристаллизация массы непосредственно в аппарате. Основным условием повышения стойкости карамельной массы является быстрое охлаждение.

Основным сырьем для приготовления литой ирисной массы является сахар, патока молочные продукты, жиры. Рецептурную смесь с содержанием CВ 78-80% из сборника перекачивается в змеевиковую варочную колонку. Готовая ирисная масса с температурой 124-126ºС непрерывно вытекает из качающейся трубы на охлаждающийся барабан. Ирисная масса равномерно распределяется по барабану и стекает на наклонную плиту. Далее проходит складыватель, который подварачивает края ленты вовнутрь. Масса в виде сплошной толстой ленты подается на формование и завертку. Завернутые ирисные изделия охлаждаются на транспортере до 25-27ºС.

Грильяжная масса бывает мягкой и твердой. Мягкая получается увариванием фруктовой массы с орехами. Твердые получаются плавлением сахара-песка со сливочным маслом и дроблеными ядрами орехов. Орех составляет 30% от массы. Для плавления сахара используют открытые варочные аппараты и пленочные аппараты. Качественная масса получается в пленочных аппаратах, т.к. в ней меньше продуктов распада сахаров.

Из бака 1 карамельный сироп с долей CВ не менее 84% и температурой около 110ºС насосом 2 подается в змеевик 3 вакуум-аппарата для уваривания. Уваренный сироп с содержанием CВ 96-98% накапливается в вакуум камере 4. Уваривание можно производить и в аппаратах, работающих при атмосферном давлении, но в этом случае температура уваривания будет выше, а продолжительность пребывания в два раза меньше. Из вакуум-камеры через каждые две минуты уваренный сироп поступает в воронку 5 охлаждающей машины.

Воронка, валки 6 и плита 8 машины охлаждаются водой. Слои сиропа, прилегающие к холодным поверхностям, быстро охлаждаются и при температуре 90ºС становятся пластичными, не липнут к металлическим поверхностям.

Вследствие плохой теплопроводности карамели соседние слои получаются жидкие. На наклонной плите слой сиропа скользит со скоростью 5.5 м/мин и его верхняя поверхность разжижается за счет поступления теплоты из внутренних слоев. На верхнюю поверхность наносят краску, кислоту и эссенцию дозаторами 7. Края слоя сиропа завертывают две направляющие 9. Это делается для уменьшения улетучивания эссенции. Сложенный вдвое слой обминается валками 10. Транспортером 11 готовая карамельная масса подается к тянульной машине 12 для насыщения ее воздухом. Вытянутая камельная масса транспортером 13 направляется на формование.

Сироп уваривают до определенной доли CВ, которая зависит от способа формования массы.

При получении мелких простых карамелек прокаткой доля CВ составляет 0,98-0,99%, штампованием и резкой-0,972-0,985%.