Технология кондитерских изделий
Авторы: Драгилев А.И, Лурье И.С.
Источник: М.: ДеЛиПринт, 2001г.- 284с.
Глава 1. СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ
В производстве кондитерских
изделий используется основное и дополнительное сырье, вспомогательные и тароупаковочные
материалы.
Основным сырьем в производстве
кондитерских изделий являются сахар и сахаристые вещества, мука и крахмал,
патока, мед, фруктово-ягодное сырье и полуфабрикаты, жиросодержащие бобы и
семена, молоко и молочные продукты, яйца и яйцепродукты, жиры.
К дополнительному сырью относятся
пищевые кислоты, ароматические вещества, разрыхлители, студнеобразователи,
пенообразователи, эмульгаторы, консерванты и прочее сырье.
Вспомогательными материалами
являются парафин, воск, тальк, силиконы.
1.1. Основное сырье
1.1.1. Сахар и сахаристые вещества
Сахар. Сахар является основным видом сырья в
кондитерской промышленности. Его используют в производстве карамели, конфет,
шоколада, мармелада, пастилы, драже, печенья, пряников, тортов, пирожных и
других видов кондитерских изделий.
В таких изделиях, как карамель, помадные конфеты, сахарные сорта драже,
безе, доля сахара в сухом веществе продукта составляет 80-95%. В шоколаде,
многих видах конфет - около 50%, а в мучных кондитерских изделиях - значительно
меньше, но в отдельных видах доходит до 30, а иногда и до 40%.
В промышленности выпускают два
основных вида сахара: сахар-песок и сахар-рафинад.
Сахар-песок представляет собой
сыпучий сухой продукт, без комков, сладкого вкуса, состоящий из однородных
кристаллов. Его подразделяют на два типа: торговый и для промышленной переработки.
Сахар-рафинад представляет собой
дополнительно очищенный (рафинированный) сахар. Его выпускают трех видов:
рафинированный сахар-песок, кусковой литой и прессованный и сахарная пудра (измельченные
кристаллы).
К
сахару предъявляют следующие требования: вкус сладкий без посторонних привкусов
и запахов, растворимость в воде полная, раствор должен быть прозрачным, без
каких-либо нерастворимых примесей. Цвет для сахара-песка белый с блеском, а для
сахара-рафинада - белый чистый без пятен, допускается в растворе голубоватый
оттенок. Цветность растворов сахара-песка определяют объективным методом на
специальном приборе и она не должна превышать 1 усл. ед.; для сахара,
используемого для промышленной переработки, допускается до 1,8 усл. ед.
Кристаллы сахара-песка должны иметь размеры от 0,2 до 2,5 мм, однородное
строение, с ясно выраженными гранями, быть сыпучими, нелипкими, без комков.
Сухое вещество сахара-песка должно состоять не менее чем на 99,75% из сахарозы
(для промышленной переработки допускается до 99,55%), а сухое вещество сахара-рафинада
- не менее чем на 99,9%, т. е. сахар-рафинад представляет собой почти чистую
сахарозу, поэтому его допускают использовать в технохимическом контроле вместо
химически чистой сахарозы.
Сахар-песок
в отличие от чистой сахарозы из-за содержащихся в нем зольных веществ (массовая
доля золы не более 0,03%) имеет не слабокислую реакцию, а нейтральную или даже
слабощелочную. Это обстоятельство следует учитывать в производстве, так как
различные партии сахара могут иметь в зависимости от реакции среды различную
способность к кислотному гидролизу сахарозы. Количество ферропри-месей не
должно превышать 3 мг на 1 кг продукта. При этом величина отдельных частиц
ферропримесей не должна превышать 0,3 мм в наибольшем линейном размере.
Сырьем
для производства сахара-песка является сахарная свекла (страны с умеренным климатом)
и сахарный тростник (страны с тропическим климатом). В нашей стране основную
массу сахара производят из сахарной свеклы. Товарные и технологические свойства
сахара, полученного из разных видов сырья, практически не различаются.
Сахар-песок
и сахар-рафинад следует хранить в складах, где относительная влажность воздуха
должна быть на уровне нижних рядов штабеля для сахара-песка не выше 70%, а для
сахара-рафинада не выше 80%. При хранении сахара-песка в силосах относительная
влажность воздуха не должна превышать 60%. Сахар способен воспринимать
посторонние запахи, поэтому его нельзя хранить вместе с сырьем, имеющим сильный
запах. Чистый сахар сравнительно мало гигроскопичен, но входящая в его состав
примесь редуцирующих Сахаров обладает высокой гигроскопичностью и способствует
поглощению сахаром влаги из воздуха.
В нашей
стране сахар-песок получают следующим образом. Свекла поступает в производство
при помощи гидравлических транспортеров. По пути она частично очищается от
посторонних примесей. Окончательно ее очищают в моечном отделении. Затем свеклу
измельчают в тонкую стружку и подают на диффузию (извлечение сахара водой).
Вместе с сахаром в диффузионный сок переходят многие растворимые в воде вещества,
поэтому сок имеет темный цвет. Сок очищают в несколько стадий: дефекация
(обработка известковым молоком), при которой коагулируют и осаждаются многие
примеси; сатурация (обработка диоксидом углерода), при которой избыточная
известь удаляется в виде мелкокристаллического карбоната кальция, на
поверхности которого адсорбируются не удалившиеся при диффузии некоторые
красящие вещества. После фильтрования полученный сахарный раствор подвергают
сульфитированию (обработке диоксидом серы), при которой сок обесцвечивается.
Очищенный сок выпаривают, дополнительно очищают, и из него выкристаллизовывают
сахар. Сахар отделяют от маточного раствора на центрифугах, дополнительно
промывают и высушивают. Сахар-рафинад получают из сахара-песка путем
дополнительной очистки и кристаллизации.
При
производстве сахара-песка получают в виде отхода темный сироп-мелассу (кормовая
патока). Ее используют как сырье в производстве спирта, лимонной кислоты,
дрожжей и др. В кондитерском производстве мелассу не применяют.
На
кондитерские фабрики сахар-песок поступает двумя способами: в таре (мешках) или
бестарно (в специальных вагонах, контейнерах или автомобилях). Сахар-песок
хранят также двумя способами: в таре (в мешках) или в специальных складах в
бункерах для бестарного хранения.
К
сахару, предназначенному для бестарного хранения, предъявляются специальные
дополнительные требования: влажность должна быть в пределах 0,02-0,04%. На
практике возможно бестарное хранение сахара-песка, поступающего в мешках. При
этом перед поступлением на хранение его просеивают и подсушивают.
На рис.
1.1 приведена схема бестарного приема, хранения и транспортирования
сахара-песка с промежуточным подсушиванием. Контейнеры / снимаются с автомобиля
18 погрузчиком /7, раскрываются, и сахар-песок
поступает в ковшовый элеватор 5. Из разгрузочной головки элеватора 5 сахар-песок направляется в
цилиндрическую сушилку 7, куда поступает горячий воздух от калорифера 6. Увлажненный воздух из сушилки отсасывается вентилятором 8. Частички сахара, уносимые вентилятором,
осаждаются в рукавном фильтре 9.
|
Рис. 1.1. Схема бестарного
приема, хранения и транспортирования сахара-песка с промежуточным подсушиванием |
Подсушенный сахар песок из сушилки
через роторный питатель 11 разгружается в пневмосистему, смешивается с воздухом,
нагнетаемым воздуходувным устройством 10
(компрессором, воздуходувкой и др.), и переключателем 12 направляется в один из силосов 14, снабженных фильтрами 13. Силосы 14 разгружаются роторными питателями 15 в превмосистему, куда компрессором 16 подается воздух. Если сахар-песок поступает на
предприятие в бункере 4 сахаровоза
3, то в этом случае он
разгружается в весовой бункер 2, а затем поступает в ковшовый элеватор 5. Перед подачей в производство сахар-песок
просеивают через сито. При использовании его для приготовления сиропов сита
должны быть с |
отверстиями не более 5 мм, а при использовании в сухом
виде, в том числе и для изготовления сахарной пудры, - не более 3 мм.
Такое просеивание должно
сопровождаться пропусканием сахара-песка через магниты для улавливания
ферропримесей. Магнитные улавливатели устанавливают в токе движущегося
сахара-песка в местах, к которым имеется свободный доступ.
Сырьем для кондитерского
производства могут быть и растворы "сахара - так называемый «жидкий
сахар». Его выпускают на сахарорафинадных заводах специально для промышленной
переработки. Сырьем служит сахар-песок. Использование «жидкого сахара» имеет
ряд преимуществ. Например, на кондитерских фабриках исключается трудоемкая и
энергоемкая операция приготовления сахарных сиропов. Содержание сухих веществ в
«жидком сахаре» не должно превышать 64%, так как в более концентрированных
сиропах при охлаждении могут выпадать кристаллы сахара. «Жидкий сахар» должен
иметь нейтральную среду (рН 6,8-7,2). Перед выпуском с сахарного завода «жидкий
сахар» тщательно фильтруют и обесцвечивают при помощи специальных адсорбентов.
Существенным недостатком «жидкого сахара» является содержание в нем
значительного количества воды, которую в процессе производства приходится
выпаривать.
По этой причине в кондитерской
промышленности лучше использовать не чисто сахарный раствор, а сахароинвертный
с различным содержанием редуцирующих веществ. Такие растворы могут иметь более
высокую концентрацию без опасения выпадения кристаллов сахара.
При изготовлении многих видов
мучных кондитерских изделий используют сахарную пудру.
На кондитерских фабриках сахарную
пудру получают из сахара-песка. Для этой цели применяют молотковые быстроходные
мельницы. Измельчение сахара-песка происходит при многократных ударах быстро
движущегося молотка, а также при ударах частиц сахара-песка одна о другую и
ударов о стенки мельницы. Сахар-песок, предназначенный для размола в сахарную
пудру, должен иметь влажность не выше 0,14%.
В разных кондитерских
производствах используют различную по крупноте помола сахарную пудру. Для
производства мучных кондитерских изделий применяют крупную пудру.
Глюкоза и фруктоза.
В кондитерской промышленности применяют кристаллическую гидратную глюкозу,
которую иногда называют кукурузным сахаром. Ей соответствует формула C6H12O6-H2O.
Глюкозу используют вместо сахара при изготовлении многих видов
кондитерских изделий (шоколад, конфеты, мучные кондитерские изделия и др.).
Глюкоза широко распространена в
природе в натуральном виде. Она содержится в плодах многих растений, особенно
много ее в винограде. Однако получают ее не из глюкозосодержащего сырья, а как
продукт гидролиза (осахаривания) крахмала. Для этой цели наиболее широко
применяют кукурузный крахмал.
Такое
осахаривание ведут чаще всего путем нагревания крахмальной суспензии в присутствии
соляной, а иногда и серной кислоты. Процесс идет при температуре выше 100° С в
автоклавах под давлением 150-300 кПа (1,5-3 атм). Находит практическое
применение получение глюкозы с осахариванием крахмала ферментами. Этот способ
иногда комбинируют с кислотным. Из полученного кислотным, ферментативным или
комбинированным способом гидролизата после его очистки выкристаллизовывают
глюкозу.
Сладость
глюкозы по сравнению со сладостью сахарозы составляет 60%. Это дает возможность
при использовании глюкозы получить кондитерские изделия меньшей сладости.
Глюкоза растворяется в воде с поглощением тепла. Поэтому при использовании
изделий, содержащих глюкозу, ощущается «холодящий» вкус. Это придает изделиям
особые потребительские качества.
К
поступающей в производство кристаллической глюкозе предъявляются следующие требования.
По внешнему виду глюкоза должна представлять собой белый кристаллический
порошок, сладкий, без постороннего привкуса, с запахом свойственным глюкозе
(без постороннего). Массовая доля влаги не должна составлять более 9%, золы -
0,07, железа - 0,003%. Растворы образцов глюкозы в воде должны иметь
определенное значение цветности и прозрачности. Этот показатель контролируют
фотоэлектрокалориметрически. Кристаллы глюкозы не должны содержать свободных
минеральных кислот и их размеры не должны превышать 1,5 мм. При просеве через
металлическое сито с отверстиями 1,5 мм не должно быть остатка на сите.
Глюкозу
кристаллическую надо хранить в сухих, чистых и проветриваемых складах. Мешки с
глюкозой укладывают на стеллажах, покрытых брезентом, или другой тканью так,
чтобы краями можно было закрыть по бокам первый ряд мешков. Относительная
влажность воздуха в складе не должна превышать 75%.
Фруктоза
не является сырьем для кондитерского производства. Однако она входит в состав
многих кондитерских изделий. Ее вводят как составную часть сырья (мед.
фруктово-ягодные заготовки и др.) или она образуется из сахарозы в процессе
производства.
Сладость
фруктозы в 1,5 раза превышает сладость сахарозы. Температура плавления ее кристаллов
104° С. Фруктоза очень гигроскопична, и это свойство она передает кондитерским
изделиям и полуфабрикатам, в которых содержится. В технологии кондитерских
производств
следует
учитывать сравнительно малую стойкость фруктозы при нагревании. Кислотность
среды имеет большое влияние на этот процесс, при рН около 3 фруктоза наиболее
устойчива. С увеличением рН процесс разложения фруктозы при нагревании
значительно интенсифицируется.
Инвертный сироп. Его используют в
кондитерском производстве как заменитель патоки в качестве антикристаллизатора.
Инвертный
сироп представляет собой водный раствор равных количеств глюкозы и фруктозы. Такую
смесь называют инвертным сахаром.
Инвертный
сироп приготовляют, подвергая водный раствор сахара нагреванию в кислой среде.
Процесс
идет по уравнению:
С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6
+ С6Н12О6.
Сахароза Вода Глюкоза
Фруктоза
Молекула дисахарида - сахароза при присоединении молекулы воды дает две
молекулы моносахаридов: молекулу глюкозы и молекулу фруктозы. Кислота и
нагревание катализируют эту реакцию.
Как
видно из уравнения реакции, масса полученных в равных количествах глюкозы и
фруктозы больше массы исходной сахарозы. Из 342 массовых частей сахарозы
получается 360 массовых частей глюкозы и фруктозы, т. е. масса сахарозы
составляет 0,95 (342/360) от суммарной массы образующихся глюкозы и фруктозы.
Разные
кислоты по-разному воздействуют на скорость гидролиза сахарозы. В присутствии
сильных кислот (соляная, серная) процесс идет с большей скоростью, а в
присутствии слабых кислот (молочной, уксусной) гораздо медленнее.
Сладость
инвертного сахара по сравнению с сахарозой составляет 120%. Инвертный сахар
хорошо растворим в воде. С повышением температуры растворимость значительно
увеличивается. Глюкоза и фруктоза обладают высокой гигроскопичностью. При их
повышенном содержании продукт быстро присоединяет воду из воздуха и теряет
товарный вид. Это свойство ограничивает применение их в некоторых отраслях
кондитерского производства: карамельном, открытых помадных конфет, халвы,
мармелада, пастилы и т. п.
При
нагревании инвертный сироп подвергается разложению с образованием продуктов повышенной
цветности. Особенно интенсивно идет этот процесс в щелочной среде.
Для
получения инвертного сиропа на кондитерских фабриках подвергают гидролизу сахарные
растворы высокой концентрации (около 80%). Процесс ведут при 80-90° С.
Используют котлы с мешалкой, оборудованные змеевиком, в котором может
циркулировать горячая вода для поддержания нужной температуры и холодная вода
для охлаждения. Если процесс ведут в присутствии соляной кислоты, ее вводят в
виде 10 %-ного раствора в количестве около 3 л на 1000 кг сахара, или 0,03% в
пересчете на хлористый водород к массе сахара. Кислоту вводят небольшими
порциями при перемешивании сиропа. Через 20-30 мин сироп должен содержать
65-75% редуцирующих веществ, т. е. около 90% сахарозы гидролизуется. Введенную
кислоту нейтрализуют 8 %-ным раствором гидрокарбоната натрия. Его вводят с
таким расчетом, чтобы нейтрализовать 85-90% введенной кислоты, небольшими
порциями, медленно после охлаждения сиропа и сопровождают интенсивным перемешиванием.
Это необходимо, чтобы избежать даже кратковременного местного образования
щелочной среды. Это позволяет уменьшить потемнение сиропа в результате разложения
продуктов гидролиза сахарозы, особенно фруктозы. Если для гидролиза сахарозы
используют молочную кислоту, то процесс ведут, нагревая сироп до кипения, в
течение 40-50 мин. Кислоту (40 %-ной концентрации) вводят в количестве 4 л на 1
т сахара. Гидрокарбонат натрия рекомендуется вводить небольшими порциями в виде
раствора после охлаждения сиропа (не выше 70° С). Качество инвертного сиропа,
приготовленного с применением молочной кислоты, ниже, чем качество сиропа,
приготовленного при использовании соляной кислоты.
Лактоза. Лактозой называют
молочный сахар. Он содержится в молоке всех млекопитающих. В коровьем молоке он
составляет 4—5%. По химической структуре лактоза является дисахаридом. Ей соответствует
формула С12Н22О11. При ферментативном или кислотном
гидролизе лактоза дает галактозу и глюкозу: она обладает редуцирующей
способностью. Редуцирующая способность ее значительно ниже, чем у глюкозы и
фруктозы. Лактоза кристаллизуется в виде кристаллогидрата с одной молекулой
воды. При температуре 202° С она плавится, что значительно превышает температуру
плавления других Сахаров. Сладость лактозы по сравнению с сахарозой составляет
около 15%. Растворимость лактозы в воде значительно ниже, чем сахарозы. При 20°
С концентрация насыщенного раствора равна всего 16%. С повышением температуры
растворимость увеличивается, но значительно меньше, чем у сахарозы. При 70° С
концентрация насыщенного раствора составляет 44%, а при 80° С - всего 51%.
Товарную
лактозу (молочный пищевой сахар) получают из молочной сыворотки в виде кристаллов
размером от 50 до 300 мкм. Цвет кристаллов белый, однородный. Вкус и запах не
должны иметь соответственно постороннего вкуса и запаха. Содержание воды не
должно превышать 2,5%.
Лактозу
хранят в чистых сухих хорошо проветриваемых складах при температуре не выше 20°
С и относительной влажности воздуха не выше 80%. При этих условиях гарантийный
срок хранения один год.
В
кондитерском производстве лактозу используют для повышения пищевой ценности
кондитерских изделий.
Патока крахмальная. Она
является одним из основных видов сырья в кондитерской промышленности. Ее
используют в производстве карамели, конфет, халвы, ириса, драже, пастилы, мармелада
и некоторых видов мучных кондитерских изделий. Она применяется как
антикристаллизатор. Путем введения ее можно изменять гигроскопичность
кондитерских изделий и полуфабрикатов.
Крахмальная
патока представляет собой сладкий, вязкий, некристаллизующийся, почти бесцветный
сироп. Патоку получают путем неполного гидролиза кукурузного или картофельного
крахмала. Пшеничный, рисовый и другие виды крахмала используют значительно
реже.
Гидролиз производят разбавленными
растворами минеральных кислот (соляной, серной) или ферментами. Кислотный
гидролиз ведут при повышенной температуре, что достигается применением
избыточного давления. Некоторые виды патоки получают комбинацией кислотного и
ферментативного гидролиза. Полученный крахмальный гидролизат очищают и
уваривают до концентрации сухих веществ около 80%. Сухие вещества патоки состоят
из углеводов (декстринов, мальтозы и глюкозы). Соотношение этих составляющих,
так же как и свойства патоки (сладость, вязкость и др.), в значительной степени
зависит от продолжительности и интенсивности процесса гидролиза крахмала.
Полный гидролиз крахмала может быть представлен следующим уравнением реакции:
(С6Н10О5)n
+ nН2О = nС6Н12О6
Крахмал Вода
Глюкоза
Патоку вырабатывают различной степени
осахаривания, т. е. процесс гидролиза ведут с различной глубиной. Степень
глубины процесса характеризует массовая доля редуцирующих веществ в полученной
патоке.