Производство карамели. Приготовление карамельных сиропов
Карамель — изделие, изготовленное из карамельной массы (с начинкой и без нее).
Карамельная масса при комнатной температуре представляет собой твердый раствор сахарозы. Для перевода сахарозы в аморфное состояние в рецептуру карамельной массы вводят патоку — 0,5 части на 1 часть сахара. Расход инвертного сиропа, заменяющего патоку, зависит от содержания в нем редуцирующих веществ. Технологические стадии изготовления карамели следующие: приготовление карамельных сиропов, получение карамельной массы, приготовление начинок, формование, охлаждение, защита поверхности карамели, завертка, фасовка, упаковка.
Приготовление карамельных сиропов
Карамельные сиропы представляют собой сахаро-паточные или сахаро-инвертные растворы, со стабильными технологическими параметрами: влажностью не выше 16%, содержанием редуцирующих веществ не выше 14%.
Изготовление карамельных сиропов производится непрерывными (на сироповарочной станции, представленной на рис. IV—1, или в секционных растворителях) или периодическими (в диссуторах) способами. При непрерывных способах сироп изготавливается растворением сахара и патоки или сахара и инвертного сиропа. При периодических способах используется также метод накопления редуцирующих веществ кислотным гидролизом. Для этого в сахарный раствор вводят 40%-иый раствор молочной кислоты (до 3,5 л на 1 т сахара) и раствор кипятят в течение 10—20 мин, до остаточной влажности 16%.
Содержание редуцирующих веществ непрерывно контролируется во время приготовления сиропа. Этот метод дает светлый карамельный сироп, но не обеспечивает постоянного содержания в нем редуцирующих веществ.
Карамельные сиропы температурой 90—95°С через фильтры
Чем отличаются способы приготовления карамельного сиропа
Информационно-аналитический портал для крестьянских фермерских хозяйств
Главная
Доска объявлений
Новости
Аграрные форумы
Зерно-Weekly
Каталог организаций
Подписка
Контакты
Виды деятельности
Растениеводство
Хранение урожая
Кормопроизводство
Животноводство
Птицеводство
Звероводство
Рыбоводство
Сельхозтехника
Удобрения
Кондитерские изделия
Ноу хау
Авторизация
30 Ноябрь 2012 г. 13:50
Приготовление карамельных сиропов и карамельной массы
Приготовление карамельных сиропов и карамельной массы
В зависимости от принятых технологических схем и используемого оборудования допускается изменение соотношения сахара и патоки, предусмотренного унифицированной рецептурой. При полной обеспеченности предприятия патокой рекомендуется увеличивать ее расход до 70 % (по отношению к сахару). При недостаточном количестве патоки используется инвертный сироп.
Уваривание карамельной массы происходит в различного вида варочном оборудовании:
змеевиковых варочных колонках;
различных варочных аппаратах с газовым или электрическим обогревом.
Рекомендуется уваривать сироп до следующих значений содержания сухих веществ (в %) карамельной массы:
Карамель леденцовая, формуемая на агрегатах ИЗМ-2……………………96-96 5
Карамель с начинками:
При данных значениях содержания сухих веществ карамельная масса остается аморфной.
Температура карамельной массы при выгрузке ее из вакуум-аппарата в зависимости от рецептуры и требуемой влажности колеблется в пределах 100-120° С (при соотношении сахара и патоки 100:60), 102-125° С (при соотношении сахара и патоки 100:50) и 115- 149° С (при пониженном содержании патоки или на одном инвертном сиропе).
Для количественного определения сахара (в случае положительной качественной реакции испытуемой воды) из отобранного количества воды берут 1 л и уваривают его до 100 мл. Дальнейшую работу проводят по обычной методике определения общего сахара.
Перед началом работы, а также после длительной остановки вакуум-аппарат продувают паром и в случае необходимости промывают водой. По окончании работы и в случае засахаривания карамельной массой аппарат промывают водой с последующей продувкой паром.
Промывка вакуум-аппарата водой осуществляется через поворотную трубку, присоединенную фланцем на барашках к наружному конусу выпарной камеры. Стекающая по трубопроводу замывная вода направляется в промежуточный сборник, установленный рядом с аппаратом, откуда по коммуникации отводится в общий сборник сладкой воды. При замкнутом способе замывки аппарата устраняется разбрызгивание сладкой воды. Для сбора сладкой воды могут применяться также и переносные емкости.
Чтобы сократить число приемных сборников замывной воды, рекомендуется производить уваривание сладкой воды.
Воду после замывки вакуум-аппаратов пропускают через сито с размером ячеек не более 1,5 мм и используют для растворения сахарного песка или возвратных отходов.
При непрерывном способе протравки аппарата применяется 5-6%-ный раствор каустической соды. Его подают в аппарат по замкнутой системе путем рециркуляции в течение 30-40 мин. Раствор загружается в сборник, установленный под вакуум-аппаратом, и прокачивается сиропным насосом. При включении насоса перекрывают краны на коммуникациях, соединяющих сиропный насос с приемным сборником карамельного сиропа и индивидуальный сборник сладкой замывной воды с общим сборником замывной воды. После протравки аппарат тщательно промывают горячей водой и пропаривают змеевики.
Карамельную массу также можно получать в пленочных аппаратах, работающих при атмосферном давлении.
Карамельную массу с добавлением желатина получают увариванием карамельного сиропа в тонкостенном теплообменнике при давлении греющего пара 0,3-0,4 МПа. Уваренная карамельная масса влажностью не более 8 %, пройдя через пароотделитель, поступает в приемную воронку охлаждающей машины, на охлаждающей плите которой в массу вносят ароматические и вкусовые добавки.
Периодический способ приготовления карамельного сиропа
Получение карамельной массы состоит из двух технологических процессов:
— приготовления карамельного сиропа;
— уваривания карамельной массы.
На фабриках применяют периодический и непрерывный способы приготовления карамельного сиропа. При периодическом способе используются в основном следующие две схемы:
— растворение сахара в нагретой воде с последующим увариванием сахарного раствора с патокой до нужной концентрации.
Рис. Ш-6. Диссутор со змеевиковым обогревателем
По первой схеме карамельный сироп готовят следующим образом. Патоку, подогретую до температуры 60-65°С, перекачивают насосом в мерник, откуда дозируют в диссутор (рис. III-6). Туда же загружают просеянный через сита с отверстиями 3-5 мм и освобожденный от металлических частиц сахар. Обычно на 100 частей сахара берут 50 частей патоки.
Наружные стенки диссутора покрыты теплоизоляционным материалом 4. Через трубу 5 удаляется вторичный пар, образовавшийся при кипении сиропа. Через патрубок 6 и конденсатотводчик 7 отводится конденсат.
После загрузки в диссутор патоки и сахара, в барботер подают пар под давлением 100-200 кПа и добиваются растворения сахара в патоке. После растворения сахара подачу пара в барботер прекращают и пускают пар давлением 400-500 кПа в змеевик. Сахаро-паточную смесь уваривают до концентрации 84-86 % сухих веществ. В карамельном сиропе, приготовленном с добавлением патоки, содержание редуцирующих сахаров не должно превышать 12-14 %. Нарастание редуцирующих веществ в процессе приготовления карамельного сиропа по этой схеме обычно составляет от 4 до 5 %. Продолжительность одного цикла около 30 мин.
Подготовленный сироп самотеком поступает в приемник, где фильтруется через металлические сетки с диаметром отверстий от 3 до 0,5 мм, и перекачивается насосом в сборники, расположенные у вакуум-аппаратов.
По второй схеме карамельный сироп готовят следующим образом.
При недостатке или временном отсутствии патоки карамельный сироп готовят с частичной или полной заменой патоки инвертным сиропом.
Входящие в состав инвертного сиропа сахара глюкоза и фруктоза быстро разлагаются при длительном нагревании и температуре более 100°С. Поэтому карамельный сироп с частичной или полной заменой патоки инвертным сиропом лучше готовить по второй схеме. Добавляемое количество инвертного сиропа определяется с учетом содержания в нем редуцирующих веществ и необходимого их присутствия в карамельном сиропе (15- 16%).
Технологический цикл рассмотренных выше периодических способов приготовления карамельного сиропа длится 30-45 мин, в течение которых сахаро-паточные, сахаро-инвертные растворы увариваются при температуре выше 100°С.
Сахара, входящие в рецептурную смесь карамельного сиропа, неустойчивы при продолжительном воздействии высоких температур. Глюкоза и фруктоза быстро распадаются на ангидриды, оксиметилфурфурол, органические кислоты, красящие вещества. Продукты распада сахаров понижают значение pH сиропов, что ускоряет процесс гидролиза сахарозы, повышают цветность сиропов, ухудшают их качество.
Разработаны и на большинстве кондитерских фабрик внедрены непрерывные способы приготовления карамельных и чисто сахарных сиропов. В основу их положен принцип непрерывного дозирования рецептурных компонентов, их растворения и уваривания до нужной концентрации. Это значительно сокращает производственный цикл приготовления сиропов (до 5 мин), ликвидирует ручной труд, повышает производительность установок и обеспечивает более высокое качество сиропов.
Наиболее прогрессивным признан непрерывный способ уваривания карамельных сиропов под избыточным давлением. Это позволяет повысить температуру кипения сиропа в аппарате и, следовательно, больше растворить сахара в единице массы воды. Такой способ осуществляется в универсальном сироповарочном агрегате ШСА-1 (рис. III-7).
Рис. III-7. Сироповарочиый агрегат ШСА-1
В состав агрегата входят: сборники для воды, инвертного сиропа, патоки 1 и сахара песка 2, растворитель непрерывного действия 3, плунжерные насосы-дозаторы 4 и 8, варочная колонка 5, пароотделитель 6 и сборник сиропа 7.
Агрегат оснащен приборами технологического контроля и автоматическими регуляторами, системой автоматической продувки паром оборудования и трубопроводов. Электрическая аппаратура дистанционного управления, приборы и регуляторы установлены на щите управления и контроля.
На агрегате можно готовить сахаро-паточные, сахаро-инвертные и чисто сахарные сиропы.
Смеситель 3 состоит из полуцилиндрического корпуса с паровой рубашкой. По горизонтальной оси проходят два вала с лопастями. Валы вращаются навстречу друг другу с частотой 60 об/мин.
Смеситель предназначен для растворения сахара и образования однородного раствора с патокой и инвертным сиропом. За счет обогрева паровой рубашки паром давлением 100 кПа в смесителе под держивается температура 65-70°С. Время смешивания рецептурных компонентов 3,0-3,5 мин.
Кратковременное смешивание, невысокая температура, влияние веществ патоки и инвертного сиропа на растворимость сахарозы не обеспечивают полного растворения сахара в смесителе. Образуется сироп концентрации 82-83 % сухих веществ и частью нерастворенных кристаллов. Полученная смесь стекает в промежуточный сборник, откуда плунжерным насосом 4 подается в змеевик варочной колонки 5.
Варочная колонка обогревается паром давлением 450-550 кПа. Время уваривания 1,0-1,5 мин. На выходе из греющей колонки змеевик соединен с расширителем, внутри которого установлен диск с отверстиями диаметром 10-15 мм. Диск оказывает сопротивление движущемуся сиропу, создавая избыточное давление в змеевике в пределах 170-200 кПа. Температура кипения сиропа с ростом давления повышается. Этим обеспечивается полное растворение кристаллов сахара в малом количестве воды и уваривание карамельного сиропа до высокой концентрации (86- 88 % сухих веществ). Благодаря кратковременному (1-1,5 мин) воздействию высокой температуры в сиропе накапливается незначительное количество редуцирующих веществ. С учетом их содержания в патоке и инвертнои: сиропе, которые входят в состав карамельного сиропа, общее содержание редуцирующих веществ не превышает 14 %.
Карамельная масса при температурах выше 100°С представляет собой гомогенную, многокомпонентную вязкую жидкость, в состав которой входят сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза, декстрины и другие олигосахариды, вода.
Карамельную массу можно рассматривать как сплав разнородных веществ, в котором разрозненно распределены гидратированные молекулы воды. Молекулы сахарозы, глюкозы, мальтозы и других веществ, входящих в состав карамельной массы, представляют компактную упаковку частиц, связанных силами молекулярного взаимодействия. Эти силы достаточно велики, о чем можно судить по высокой вязкости массы (110 Пас при 115°С).
При охлаждении уваренной карамельной массы вязкость ее сильно возрастает, при 90-80°С она переходит в полутвердое пластическое состояние. В таком состоянии масса подвергается механической обработке и формованию, так как легко воспринимает любую форму.
В зависимости от химического состава карамельного сиропа, изготовленного с добавлением к сахару крахмальной патоки или инвертного сиропа, карамельная масса будет иметь в среднем следующий химический состав:
— карамельная масса на патоке содержит (в %): сахарозы 58, декстринов 20, глюкозы 10, мальтозы 7, фруктозы 3, воды 2;
— карамельная масса на инверте содержит (в %): сахарозы 78-80, инвертного сахара (глюкозы+фруктозы) 18-20, воды 2.
Кроме того, в карамельной массе присутствует некоторое количество продуктов распада сахаров, образовавшихся в процессе приготовления карамельного сиропа и уваривания карамельной массы.
Скорость реакций распада сахаров зависит от состава рецептурной смеси, pH среды, температуры и продолжительности нагревания.
Особенно быстро протекают процессы распада моносахаридов при нагревании и уваривании сахаро-инвертных сиропов. Энергия активизации реакции распада фруктозы меньше, чем у глюкозы. В зависимости от pH среды константа скорости распада фруктозы в 7-10 раз больше, чем у глюкозы. При распаде фруктозы образуются диангидриды, фурфурол, красящие вещества. Они отличаются высокой гигроскопичностью и цветностью.
Чтобы избежать глубокого распада сахаров, процесс уваривания карамельной массы должен быть кратковременным при возможно низкой температуре. Эти условия достигаются при использовании змеевиковых варочных аппаратов с выносной вакуум-камерой. При разрежении около 0,1 МПа температура карамельной массы, уваренной до содержания сухих веществ 98 %, колеблется в пределах 124-130°С в зависимости от ее химического состава. Продолжительность уваривания 3-4 мин.
Кроме змеевиковых используются пленочные аппараты, работающие при атмосферном давлении или разрежении. Процесс уваривания карамельной массы в них длится 10-15 с.
Несмотря на кратковременность уваривания (3-4 мин) в карамельной массе под воздействием высокой температуры протекают рассмотренные выше процессы: гидролиз сахарозы, распад моносахаридов и других промежуточных продуктов последовательной реакции. Количество редуцирующих веществ увеличивается на 1,5-3,0 %, цветность повышается на 30-34 %. Высокая концентрация сахаров способствует образованию ангидридов и продуктов конденсации (реверсии).
Анализируя способы приготовления карамельных сиропов и уваривания карамельной массы, необходимо оценивать их применимость с точки зрения качества карамели как пищевого продукта, в котором не должна быть снижена пищевая ценность исходного сырья.
Для уваривания карамельного сиропа до карамельной массы на наших фабриках в основном применяются змеевиковые вакуум-аппараты непрерывного действия. Вакуум-аппарат является основным оборудованием карамелеварочной станции, в которую входят также: сборник сиропа, плунжерный насос-дозатор, конденсатор и мокровоздушный насос.
Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат (рис. III-8) состоит из трех частей: греющей I, выпарной II и сепаратора-ловушки III. Греющая и выпарная части соединены между собой трубопроводом. Ловушка установлена на трубопроводе, соединяющем выпарную камеру с конденсатором смешения и мокровоздушным насосом.
Греющая часть аппарата представляет собой змеевиковую стальную колонку 1 со съемной крышкой 2. Внутри корпуса смонтирован медный змеевик 3, в который через штуцер 9 непрерывно подается плунжерным насосом карамельный сироп. Колонка обогревается паром давлением 600 кПа. Для контроля давления греющею пара на крышке 2 установлены манометр 6 и предохранительный клапан 7. Нагревая движущийся по змеевику сироп, пар конденсируется. Конденсат выводится через штуцер 8. Для продувки колонки служит кран 10.
Выпарная часть аппарата состоит из вакуум-камеры 11 и приемника 16, разделенных клапаном 15. Конусная часть вакуум-камеры 13 обогревается паром, циркулирующим по змеевику 14. В нижней части приемника имеется паровая рубашка 17. Выход из приемника закрывается клапаном 18.
Рис. ПІ-8. Унифицированный змеевнковый вакуум-аппарат 33-А с ручной выгрузкой массы
Уваренная карамельная масса вместе со вторичным паром поступают из варочной колонки в вакуум-камеру по трубопроводу 4. Пространство вакуум-камеры связано трубопроводом через ловушку III с конденсатором. В конденсаторе вторичный пар смешивается с холодной водой и, конденсируясь, резко сокращается в объеме, что вызывает разрежение в вакуум-камере. Из конденсатора водовоздушная смесь непрерывно откачивается мокровоздушным вакуум-насосом. Для контроля за разрежением предусмотрен вакуумметр 23.
Сепаратор-ловушка III предназначен для задержания капелек карамельной массы, уносимых вторичным паром. Из ловушки частицы карамельной массы выводятся через нижний патрубок для переработки.
По мере накопления готовой массы в вакуум-камере ее периодически (через каждые 2 мин) выгружают вручную или с помощью специального автомата. Наблюдают за выходом массы через смотровое окно 25. Для сообщения воздушного пространства вакуум-камеры с приемником и приемника с атмосферой предусмотрена соединительная труба с кранами 21 и 20.
Для выгрузки уваренной карамельной массы из приемника 16 закрывают верхний клапан 15, открывают воздушный кран 20, соединяют приемник с атмосферой, затем открывают клапан 18. По окончании выгрузки закрывают клапан 18 и кран 20, открывают кран 21, выравнивают давле-ниє в приемнике и вакуум-камере, затем открывают клапан 15. Процесс уваривания продолжается с использованием полного объема обеих частей вакуум-камеры.
На наших фабриках используются непрерывнодействующие варочные станции фирмы «ter braak» (Голландия). Они включают дозирующую, весовую и смесительную установку I и карамелеварочную станцию II (рис. III-9). Последняя может состоять из змеевикового варочного аппарата ТВК-5 с выносной вакуум-камерой 6, конденсатора смешения 7, мокровоздушного насоса 8, смесителя 10, насосов-дозаторов 11 для подачи эссенции, растворов кислоты и красителя, двух ротационных насосов 4 и 9 (рис. Ш-9а).
Рис. Ш-9. Схемы иепрерывнодействующих варочных станций фирмы «ter braak»
В зависимости от конструкции греющей части аппарата (1 или 2 змеевика) производительность станции изменяется от 750 до 1300 кг/ч карамельной массы. (
Принцип работы варочных станций следующий. Каждая станция имеет дозирующую, весовую и смесительную установку Кулмикс, которая осуществляет автоматическое дозирование 1 сахара, воды и глюкозного раствора в котел 2, установленный на автоматических весах. После набора в котел необходимой массы рецептурных компонентов их подача прекращается, включается мешалка, содержимое котла 2 перемешивается и через автоматический клапан выпускается в накопитель 3.
Емкость накопителя в 2,5 раза больше емкости взвешивающего котла 2, что обеспечивает непрерывную работу варочной станции. В накопителе рецептурная смесь интенсивно перемешивается мешалкой, что ускоряет растворение сахара.
Из вакуум-камеры 6 ротационным насосом 9 карамельная масса качается через смеситель 10 на охлаждающий конвейер для обработки и подготовки ее к формованию. Дозирующими насосами 11 в смеситель 10 подаются эссенция, растворы кислоты и красителя.
Периодически (1-2 раза в смену) происходит засахаривание карамельной массы в варочном аппарате. Закристаллизованная масса теряет свои пластические свойства после охлаждения, ее невозможно дальше обрабатывать на машинах поточной линии.
В таких случаях варочный аппарат останавливают, промывают водой, пропаривают паром. Образующуюся при этом сладкую воду собирают в сборник и используют для приготовления карамельного сиропа.
При этом снижается производительность труда, растут потери сахара.
Если карамельную массу рассматривать как расплав (или, точнее, сплав) сахаров, то сахароза в этой массе даже при температурах 130-150°С находится в переохлажденном состоянии.
Переохлаждением называется явление образования метастабильного состояния жидкости, охлажденной ниже температуры плавления соответствующей твердой фазы. Как известно, температура плавления кристаллов сахарозы лежит в пределах 186-188°С. Свободная энергия вещества в кристаллическом состоянии всегда меньше, чем переохлажденной жидкости. Поэтому ниже температуры плавления термодинамически равновесной является только кристаллическая модификация.
Этим и объясняется способность карамельной массы к кристаллизации сахарозы как преобладающего компонента, так как необходимым условием образования центров кристаллизации и их роста является переохлаждение массы.
Для кристаллизации необходимо, чтобы молекулы кристаллизующегося вещества расположились в единице объема расплава в определенном порядке. Достаточная для этого подвижность молекул возможна только при определенных соотношениях между энергией теплового движения и энергией взаимодействия молекул.
В варочном аппарате при температурах 130-150°С карамельная масса обладает недостаточно высокой вязкостью, чтобы препятствовать перегруппировке и столкновению молекул сахарозы, ведущих к образованию центров кристаллизации.
Согласно флуктуационной теории скорость возникновения центров новой фазы в переохлажденной жидкости определяется уравнением:
J = Be, A»‘RTVDiT, AT, (Ш-7)
Если допустить, что зародыш критического размера имеет форму куба, то связь между его размером и параметрами переохлажденной жидкости выражается следующим соотношением:
Из уравнений (III-8 и III-7) следует, что величина критического размера зародыша новой фазы, когда он становится центром кристаллизации, обратно пропорциональна переохлаждению расплава, а скорость образования центров кристаллизации находится в экспоненциальной зависимости от величины переохлаждения.
Таким образом, величина переохлаждения молекул сахарозы в сваренной карамельной массе является движущей силой процесса кристаллизации и основной причиной засахаривания карамельной массы в варочном аппарате.
Многочисленными опытами установлено, что образование центров кристаллизации в расплаве облегчается посторонними частицами. Затравками центров новой фазы могут служить: пылинки сахарной пудры, частицы других веществ, изоморфных с кристаллизующимся веществом, частицы вещества, которые на своей поверхности адсорбируют молекулы сахарозы.
Промышленная фильтрация сахаро-паточных сиропов, поступающих на уваривание карамельной массы, явно недостаточна, чтобы избежать попадания в массу посторонних примесей. В трещинах примесей могут оставаться мельчайшие кристаллики сахара. Для их растворения требуются более высокая температура и более продолжительный нагрев, чем для обычной массы кристаллов. Эти остатки нерастворенного сахара служат готовыми центрами кристаллизации. Кроме того, в горячей карамельной массе они катализируют образование новых центров. Подготовленный карамельный сироп перекачивают в открытые сборники у вакуум-аппаратов. В них из воздуха могут оседать пылинки сахарной пудры.
Следующей причиной засахаривания горячей карамельной массы являются частое изменение дозировки сиропа в варочный аппарат, неравномерное разрежение в вакуум-камере, многократное попадание воздуха в вакуум-камеру при ее разгрузке, изменение давления греющего пара. Эти причины вызывают встряхивание пересыщенного карамельного сиропа и карамельной массы, удары ее о стенки аппарата. В результате создаются условия для образования центров кристаллизации, постепенно они вырастают до видимых кристалликов, и масса засахаривается.
Химические изменения углеводов при уваривании карамельных сиропов и карамельной массы предопределяются их химическим составом, концентрацией, а также зависят от температуры, продолжительности нагревания и pH среды.
Углеводный и минеральный состав сиропов, карамельной массы зависят от рецептуры, качества сахара, вида и сорта крахмальной патоки, химического состава инвертного сиропа.
В рецептурной смеси сахаро-паточных сиропов всегда присутствуют: сахароза, глюкоза, мальтоза, декстрины и минеральные вещества, вносимые сахаром и патокой. В сахаро-инвертных сиропах присутствуют: сахароза, глюкоза, фруктоза и минеральные вещества.
Установлено, что основные химические изменения сахаров, происходящие при нагревании их водных растворов в кислой и нейтральной средах, протекают по следующей упрощенной схеме последовательной реакции:
Эти процессы идут одновременно, но с разной скоростью, что зависит от следующих факторов: концентрации и строения ангидридов, pH и температуры раствора, времени нагревания, общей концентрации сиропа и др.
Продукты реверсии более легко образуются на нагревании концентрированных сиропов, например, инвертного, карамельного, при кислотном гидролизе крахмала, при плавлении сахаров.
Оксиметилфурфурол обладает высокой реакционной способностью и может изменяться в зависимости от условий реакции в двух направлениях: при гидролизе распадается на более простые вещества: муравьиновую и левулиновую кислоты; при
Рис. Ш-11. Кривые поглощения света растворами сахара песка при содержании в нем сахарозы, %:
дегидратации соединяться и образовывать более сложные вещества, в том числе красящие (гуминовые).
Под красящими веществами понимают обычно аморфные продукты различной глубины полимеризации, коричневого и черного цвета. По мере обезвоживания красящие вещества отличаются по молекулярной массе, растворимости в воде, спиртах и другим свойствам. Они могут образовывать соли и комплексные соединения с железом и другими металлами. Подобно сахарам, красящие вещества реагируют с аминокислотами и обладают редуцирующей способностью. Они отличаются высокой окрашивающей способностью.
Повышение цветности инвертного сиропа, патоки, карамельных полуфабрикатов обусловлено присутствием в них небольших количеств красящих веществ и указывает на то, что последовательная реакция распада сахаров прошла до конца и, следовательно, в этих полуфабрикатах присутствуют все промежуточные вещества распада.
Установлено, что кривые поглощения света растворами разных партий сахара песка и крахмальной патоки в ультрафиолетовой области спектра и величина оптической плотности значительно отличаются (рис. III-10, III-11), хотя по принятым качественным показателям эти виды сырья отвечают требованиям ГОСТа.
Из рисунка ІІІ-10 видно, что кривые поглощения света патокой имеют максимум при длине волны 220 и 282 нм, что указывает на присутствие ангидридов глюкозы и ОМФ. Последние накапливаются в патоке при кислотном гидролизе крахмала. Количественные и качественные отношения образовавшихся при этом химических веществ зависят от условий гидролиза. В растворах низкоосахаренной патоки, полученной ферментатив-
Рис. 111-10. Кривые поглощения света растворами патоки:
ным гидролизом крахмала, кривая поглощения 2 не имеет экстремумов, что свойственно для растворов чистых сахаров.
Кроме того, проанализированные образцы патоки отличались и по другим физико-химическим показателям: титруемая кислотность изменялась от 10,3 до 17,3 град, pH от 4,8 до 5,8; цветность от 0,15 до 0,43 ед.; содержание ОМФ от 0,19 до 0,68 %.
Как видно из рис. Ill-11, образцы сахара песка также отличаются по химическому составу, что зависит от степени очистки сахара. На поверхности кристаллов сахара и внутри них могут содержаться различные зольные элементы (К, Na, Са, Fe, Си, Mg, и др.), которые повышают адсорбцию света в ультрафиолетовой и видимых областях спектра, влияют на реакцию инверсии сахарозы, ее растворимость и скорость образования красящих веществ.
От степени очистки сахара песка зависит величина pH его растворов, цветность, содержание редуцирующих веществ и вязкость. Эти факторы необходимо учитывать при получении инвертного и карамельных сиропов.
Таким образом, в исходном сахаро-паточно-инвертном растворе уже содержится некоторое количество ангидридов сахаров, ОМФ, красящих и других веществ, вносимых вместе спатокой, сахаром, инвертным сиропом. При дальнейшем нагревании и уваривании карамельных сиропов гидролизсахарозы, декстринов и мальтозы начинается при температуре 100°С. С повышением температуры до 115-125°С и продолжительном нагревании эти процессы ускоряются, происходит также распад моносахаридов.
Устойчивость сахаров и образовавшихся веществ при их распаде сильно зависит от величины pH среды. Сахароза наиболее устойчива в слабощелочной среде (pH 7,8-8,3). Изокаталитическая точка для глюкозы и фруктозы соответствует pH 3,5-4,0. Величина pH карамельного сиропа может изменяться от 6 до 7. При такой кислотности константа скорости распада глюкозы в 200-250 раз выше, чем при pH 3,5-4,0.
Большое влияние на скорость накопления продуктов распада сахаров оказывает состав рецептурной смеси. Особенно быстро рассмотренные выше процессы протекают при нагревании сахаро-инвертных сиропов. Энергия активации реакции распада фруктозы меньше, чем у глюкозы. В зависимости от pH среды константа скорости распада фруктозы в 7- 10 раз больше, чем у глюкозы. Вещества, образовавшиеся при распаде фруктозы, отличаются высокой гигроскопичностью и цветностью.
растворами карамели, приготовленной ^ ш_13 к поглощення света