В учебном пособии приводится классификация и ассортимент кондитерских изделий, включая изделия функционального назначения. Подробно рассматриваются основные виды сырья, в том числе новые, вопросы технологии изготовления кондитерских изделий, требования к качеству и условия хранения. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 35.11.00 «Товароведение и экспертиза товаров» (область применения: товароведная оценка качества товаров на этапах товародвижения, хранения и реализации), а также для слушателей курсов повышения квалификации. Книга может быть полезна всем практическим работникам, чья деятельность связана с товароведением и экспертизой товаров.
Содержание
Введение
Глава 1. Сырье для производства кондитерских изделий
1.1. Загустители и гелеобразователи
1.2. Фруктово-ягодные полуфабрикаты
1.3. Пищевые кислоты
1.4. Ароматизаторы
1.5. Пищевые красители
1.6. Пенообразователи
1.7. Эмульгаторы
1.8. Консерванты
1.9. Антиоксиданты
1.10. Разрыхлители
1.11. Специальные жиры для кондитерской промышленности
Глава 2. Крахмал и крахмалопродукты
2.1. Крахмал
2.2. Крахмалопродукты
2.3. Продукты гидролиза крахмала
2.4. Саго
Глава 3. Сахар и заменители сахара
3.1. Сахар-песок
3.2. Сахар-рафинад
3.3. Упаковка, маркировка и хранение сахара-песка и сахара-рафинада
3.4. Особые виды сахара
3.5. Современный ассортимент сахара
3.6. Заменители сахара
Глава 4. Мед
4.1 Классификация меда
4.2. Химический состав меда
4.3. Свойства меда
4.4. Товарная обработка меда
4.5. Показатели качества меда
4.6. Требования к маркировке, упаковке, хранению меда
4.7. Фальсификация меда
Глава 5. Фруктово-ягодные кондитерские изделия
5.1. Мармелад
5.2. Пастильные изделия
5.3. Варенье
5.4. Джем
5.5. Конфитюр
5.6. Повидло
5.7. Цукаты
5.8. Желе
Глава 6. Продукты переработки какао-бобов
6.1. Какао-бобы
6.2. Какао-порошок
6.3. Шоколад
6.4. Шоколадные и ореховые пасты
6.5. Кондитерские и сладкие плитки
Глава 7. Карамель
7.1. Классификация и ассортимент карамели
7.2. Производство карамели
7.3. Показатели качества карамели
7.4. Упаковка и хранение карамели
Глава 8. Конфеты
8.1. Формование конфетных масс
8.2. Помадные конфетные массы
8.3. Жидкие конфетные массы
8.4. Сбивные конфетные массы
8.5. Кремовые конфетные массы
8.6. Молочные конфетные массы
8.7. Ореховые конфетные массы
8.8. Грильяжные конфетные массы
8.9. Фруктовые конфетные массы
8.10. Глазирование конфет
8.11. Показатели качества конфет
8.12. Упаковка и хранение конфет
Глава 9. Ирис
9.1. Классификация ириса
9.2. Производство ириса
9.3. Показатели качества ириса
9.4. Упаковка и хранение ириса
Глава 10. Драже
10.1. Классификация и ассортимент драже
10.2. Производство драже
10.3. Показатели качества драже
10.4. Упаковка и хранение драже
Глава 11. Халва
11.1. Производство халвы
11.2. Показатели качества халвы
11.3. Упаковка и хранение халвы
Глава 12. Мучные кондитерские изделия
12.1. Печенье
12.2. Пряники
12.3. Крекеры
12.4. Галеты
12.5. Вафли
12.6. Кексы, рулеты, ромовые бабы
12.7. Торты и пирожные
Глава 13. Восточные сладости
13.1. Восточные сладости мучные
13.2. Восточные сладости типа карамели
13.3. Восточные сладости типа мягких конфет
13.4. Упаковка и хранение восточных сладостей
Глава 14. Жевательная резинка
Глава 15. Кондитерские изделия функционального назначения
Приложения
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Список литературы
Глава 1.
Сырье для производства кондитерских изделий
Сырье, используемое в производстве кондитерских изделий, можно разделить на основное и дополнительное. Основное сырье формирует определенную структуру кондитерских изделий с необходимыми механическими и реологическими свойствами. Основным сырьем являются сахар, патока, какао-бобы, орехи, фруктово-ягодные полуфабрикаты, пшеничная мука, крахмал, жиры, на долю которых приходится 90% всего применяемого сырья.
Дополнительное сырье, не изменяя своих реологических свойств, придает кондитерским изделиям пикантность, эстетичный внешний вид, улучшает структуру, удлиняет сроки хранения. К дополнительному сырью относятся студнеобразователи, пищевые кислоты и красители, ароматизаторы, эмульгаторы, пенообразователи, влагоудерживающие добавки и др.
1.1. Загустители и гелеобразователи
Загустители и гелеобразователи — это вещества, используемые в малых количествах, увеличивают вязкость пищевых продуктов, создают желеобразную структуру мармеладных изделий и конфет с желейными корпусами, а также стабилизируют пенную структуру пастильных изделий, сбивных корпусов конфет. Четкое разделение между загустителями и гелеобразователями не всегда возможно, так как есть вещества, обладающие в разной степени как свойствами загустителей, так и свойствами гелеобразователей. Некоторые загустители при определенных условиях могут образовывать прочные гели.
К загустителям относят: модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлозу Е466, камедь рожкового дерева Е410, гуаровую камедь Е412, ксантановую камедь Е415, аравийскую камедь Е414. Эти продукты являются веществами с очень высокой степенью связывания воды, гидроколлоидами с сильным загущающим действием и различным уровнем стабилизирующей активности. Желирующие вещества: агар-агар Е406, животный желатин, каррагинан Е407, пектин Е440, альгинат натрия Е401. Эти вещества также являются гидроколлоидами с длинной цепью полимера, обладают высокой желирующей активностью, превышающей их загущающую активность, а также имеют различный уровень стабилизирующей активности.
Большинство загустителей и гелеобразователей относятся к полисахаридам. Исключение составляет гелеобразователь желатин, имеющий белковую природу.
Классификация полисахаридов со свойствами загустителей и гелеобразователей в зависимости от источника выделения представлена на рис. 1.
Пектины Е 440 представляют собой группу высокомолекулярных полисахаридов, входящих в состав клеточных стенок и межклеточных образований совместно с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином. Пектины — пищевые растительные волокна, которые сорбируют и выводят из организма токсичные продукты обмена, радионуклиды, тяжелые металлы, шлаки; нормализуют работу желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы; снижают уровень глюкозы в крови.
Наибольшее количество пектина содержится в плодах и корнеплодах. В пищевой промышленности пектин получают из яблочных выжимок, из свекловичного жома и корзинок подсолнечника. Цитрусовые пектины вырабатывают из выжимок цитрусовых плодов: апельсинов, лимонов и т. п.
К пектиновым веществам относят: пектовые кислоты — остатки галактуроновой кислоты, связанные a-1,4-гликозидной связью в длинные цепи, они малорастворимы в воде, не обладают студнеобразующей способностью; пектаты — соли пектовой кислоты; пектиновые кислоты — это пектовые кислоты, у которых небольшая часть карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом; пектинаты — соли пектиновых кислот; протопектин — пектиновые кислоты, у которых значительная часть карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом. Именно протопектин обладает желирующей способностью.
Гелеобразующая способность пектина зависит от молекулярной массы (20 тыс.–50 тыс.), а также от количества метильных групп, входящих в состав молекулы, и содержания свободных карбоксильных групп и замещения их металлами. В зависимости от степени этерификации карбоксильных групп различают низкоэтерифицированные и высокоэтерифицированные пектины, полученные из исходного сырья либо кислотной или щелочной экстракцией, либо путем ферментативного расщепления. Лучшие пектины получают из кожуры цитрусовых и яблок, а пектины из свекловичного жома отличаются более низким качеством.
Высокоэтерифицированный (высокометоксилированный) пектин применяется в кондитерской промышленности главным образом для приготовления фруктовых изделий (мармелада, пастилы, желе, джемов), ароматизированных составными частями естественных фруктов или синтетическими ароматизаторами. Пектин с высоким содержанием метоксильных групп является хорошим стабилизатором для пенообразных кондитерских изделий: пастилы, зефира, сбивных конфетных масс.
Высокоэтерифицированные пектины применяют в качестве студнеобразующего вещества в производстве фруктовых соков, мороженого, рыбных консервов и майонеза.
Низкоэтерифицированные пектины применяют при изготовлении овощных и фруктовых желе, паштетов и студней. Этот вид пектина, не требующий добавления кислоты для студнеобразования, применяется для получения желейных изделий и начинок (например, желейных изделий с мятным или коричным вкусом), в которых неприемлем низкий диапазон рН, необходимый для студнеобразования высокометоксилированного пектина. Низкоэтерифицированный (низкометоксилированный) пектин при низких концентрациях может придавать кондитерским начинкам тиксотропную текстуру. При повышенных концентрациях можно получать холодное студнеобразование, если происходит диффузия ионов кальция в начинку.
Для производства желейных кондитерских изделий различного ассортимента расход пектина колеблется от 8 кг для цитрусового до 26 кг для свекловичного пектина на 1 т готовой продукции.
По сравнению с другими желирующими агентами, обычно используемыми для приготовления кондитерских изделий, пектин требует, чтобы строго соблюдались рецептурные и производственные параметры. С другой стороны, пектин дает такие преимущества, как очень хорошую текстуру и вкусовые ощущения во рту; кроме того, пектин из-за относительно быстрого и регулируемого студнеобразования выгодно использовать в современном непрерывном технологическом процессе.
На рынке сырья для кондитерской промышленности широко представлены различные виды пектина иностранных фирм-производителей. Около 80% зарубежного пектина составляет пектин из крупноплодных цитрусовых. Основным производителем пектина из цитрусовых является американская фирма Gercules Inc. , имеющая около 150 дочерних предприятий в разных странах мира. Крупнейшее предприятие Kopenhagen pectin fabric (Дания) вырабатывает около 20 типов пектинов с торговой маркой «GENU» для различных областей пищевой промышленности. Яблочный пектин производится в основном в Англии, Франции, Австрии, Швейцарии, Германии, Мексике, Италии. Крупнейшими фирмами по выработке пектина из сушеных яблочных выжимок являются Grill & Grossman, Grinstedt, Herbsrtreit & Fox KG, Cesalpina.
Желатин (от лат. gelatus — замерзший, застывший) — белковый продукт, представляющий собой смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой животного происхождения. Желатин изготовляют из костей, сухожилий, хрящей и прочего путем длительного кипячения с водой. При этом коллаген, входящий в состав соединительной ткани, переходит в глютин. Полученный раствор выпаривают, осветляют и охлаждают до превращения в желе, которое разрезают на куски и высушивают. Выпускают листовой желатин и измельченный.
Готовый сухой желатин — без вкуса, запаха, прозрачный, почти бесцветный или слегка желтый. В холодной воде и разбавленных кислотах сильно набухает, но не растворяется. Набухший желатин при нагревании растворяется, образуя клейкий раствор, который застывает в студень.
Желатин широко используется при изготовлении желе, зельца, мороженого, для производства желе, мармелада и других кондитерских изделий, а также в кулинарии. Кроме того, он применяется в технологиях приготовления пива и вина для их осветления. Обычные дозировки желатина составляют 0,5–8% от массы продукта. В пищевом производстве применяются различные марки желатинов, что обусловлено видом продукта и технологическими особенностями его производства.
Модифицированный крахмал. Процесс желирования крахмала достаточно продолжительный, и он используется для изготовления желейных корпусов конфет. Модифицированный крахмал применяется на мелких предприятиях, так как требует для образования студня большого количества воды (10–12-кратного), которую затем необходимо удалить. В НИИ кондитерской промышленности разработано производство модифицированного горохового крахмала. Конфеты, сделанные с использованием горохового сырья, нисколько не отличаются от традиционных по рецептуре (выработанных с использованием агара) ни по вкусу, ни по цвету, ни по запаху. При этом цена российского материала в 20 раз ниже заграничного.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), или натриевая соль КМЦ, используется как стабилизатор консистенции. Чистый продукт представляет собой белые или кремовые волокнистые гранулы или порошок, которые гигроскопичны, не имеют запаха, устойчивы, растворимы в воде и нерастворимы в кислоте, метиловом спирте, этаноле, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. КМЦ не подвержена воздействию животных или растительных масел яркого света.
Карбоксиметилцеллюлоза используется лишь в нескольких отраслях пищевой промышленности. Она применяется при производстве мороженого, кондитерских изделий (желе, мусс, мармелад, джемы, фруктово-ягодные начинки, крем, паста, выпечка, макаронные изделия), соусов и мясных продуктов, входит в состав средств для капсулирования и таблетирования.
Преимущества КМЦ перед другими стабилизаторами — это ее эффективность при незначительных концентрациях, способность значительно улучшить консистенцию, существенно снизить влияние термических перепадов, полная совместимость со всеми компонентами продуктов, в том числе и с другими гидроколлоидами.
КМЦ имеет следующие характеристики:
легко растворяется в воде, способствует загустению всех водных растворов;
вязкость не изменяется в течение длительного времени;
удерживает воду;
обладает устойчивыми стабилизирующими и связывающими свойствами;
проявляет эффект синергизма с биополимерами белковой природы (казеин, соевый протеин);
образует прозрачную и прочную пленку;
не растворяется в органических растворителях, маслах и жирах; не имеет запаха и вкуса, физиологически безвредна и признана безопасной пищевой добавкой.
Отечественной фирмой «Гиорд» производятся различные пищевые добавки с использованием КМЦ: «Бланоза», «Аквасорб А-500», «Стабилан СМ» — натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Е 466).
Повышенной влагоудерживающей способностью обладает «Аквасорб»: одна его часть способна связать 100 частей воды. Эти добавки находят свое применение не только в составе тестовых заготовок, они также эффективно могут использоваться для загущения и термоустойчивости фруктовых начинок, для предотвращения засахаривания шоколадной глазури, для стабилизации меренг и зефира.
Использование «Стабилана» позволяет:
получить продукт с густой консистенцией, в том числе не содержащий сахара или с пониженным содержанием сахара;
сохранить структуру и внешний вид готового продукта при хранении;
избежать отделения влаги.
Экстракты из водорослей. В красных водорослях главными углеводами являются полисахариды, аналогичные по строению амилопектину. Группа ученых из Норвегии, США и России предложила новую номенклатуру для полисахаридов различных красных морских водорослей. Полисахариды, содержащие остатки только D-галактозы, стали называть каррагинанами, а те, в которых есть и L-галактоза, — агаранами. Если один из остатков галактозы замещен в полисахаридах на остаток 3,6-ангидрогалактозы, то названия заменяются на «каррагиноза» и «агароза» соответственно. К агарозам относятся агар-агар и агароид.
Агар-агар получают из наиболее дорогих морских водорослей (анфельция, геллидиум, грациллярия, эухеум). Еще в начале 1990-х гг. в России было свернуто производство студнеобразователя агар-агара, который в настоящее время практически полностью закупается за рубежом.
Основными производителями агар-агара являются следующие фирмы: Volf & Olsen, Algas Marinas S. A., B & V, Setexam, Instrimpex consfit import & export company и др. Основные поставки агар-агара осуществляются из таких стран, как Германия, Чили, Испания, Италия, Марокко, Китай и др.
Агар — самый сильный желирующий агент. Способность агара образовывать студни уменьшается при его нагревании в присутствии кислот. Водный раствор агара образует студни при охлаждении до 45 оС. Температура плавления водного студня — 80–90 оС. Агар используют в кондитерской промышленности при производстве мармелада, желе, при получении мясных и рыбных студней, при изготовлении мороженого, где он предотвращает образование кристалликов льда, а также при осветлении соков. Студни, приготовленные на основе агар-агара в отличие от всех других студнеобразователей характеризуются стекловидным изломом.
Применение агара в пищевой промышленности не лимитировано, а его количество, добавляемое в пищевые продукты, обусловлено рецептурами и стандартами на эти продукты.
Ориентировочная дозировка в кондитерских изделиях составляет 1–1,2% к массе готового продукта. В зависимости от содержания основного вещества желирующая способность агара, или прочность геля (концентрация 1,5%), может изменяться от 500 до 930 г/см при 20 оС по Никону. Желирующая способность определяет тип агара: 600, 700, 800, 900.
Агароид (черноморский агар) получают из водорослей филлофлоры, растущих в Черном море. Как и агар, агароид в холодной воде плохо растворим, в горячей образует коллоидный раствор, при охлаждении которого образуется студень затяжистой консистенции. Студнеобразующая способность агароида в 2–3 раза ниже, чем у агара.
Студни, полученные с применением агароида, имеют затяжистую консистенцию и не имеют стекловидного излома, характерного для агара. Температура застудневания у студней на агароиде значительно выше, чем у студня, приготовленного с применением агара. Также агароид образует студни с более слабой водоудерживающей способностью, поэтому он имеет пониженную стойкость к высыханию и засахариванию. В пищевой промышленности агароид находит аналогичное агару применение.
Каррагинаны получают водной экстракцией из нескольких видов красных морских водорослей. Широкое применение каррагинанов в пищевой промышленности обусловлено их уникальными стабилизирующими и уплотняющими свойствами, они способствуют улучшению структуры продукта, увеличивают выход готового продукта, придают эластичность и упругость, устойчивость к синерезису. Эти свойства каррагинанов позволяют применять их в производстве вареных колбас, сосисок и сарделек, ветчинных колбас, цельномышечных продуктов из свинины и говядины. В зависимости от вида сырья, рецептуры вырабатываемого продукта, соотношения мышечной, жировой и соединительной ткани, уровня использования немясных ингредиентов дозировка каррагинанов в мясных продуктах может составлять 0,2–2 кг на 100 кг несоленого сырья.
Каррагинаны широко используются в качестве вяжущего компонента при приготовлении пудингов и фруктовых йогуртов, диетических маргаринов и сливочного мороженого. Каррагинанами осветляют пиво и пропитывают ткани; его добавляют в самые разные изделия: в корм для кошек и собак, в облатки пилюль, в туалетное мыло и шампунь. Каррагинаны превращают жидкости в кремы или прозрачные желе, придают шоколадным напиткам тягучий вкус. Кроме того, благодаря каррагинанам мы не видим на замороженных продуктах кристалликов льда. В США и странах Юго-Восточной Азии это вещество добавляют даже в шницели и бифштексы, чтобы кусок мяса казался пышным, воздушным. Присутствие каррагинанов в продуктах питания показывает маркировка «E407», встречающаяся на упаковке.
Вид водоросли влияет на тип и свойства получаемого каррагинана, которые зависят от содержания полисахаридов.
Каррагинан, полученный из красной водоросли Eucheuma cottonii, предназначен для использования в качестве желирующего вещества в жидких желейных десертах. Данный вид каррагинана дает чистый коллоидный раствор, формирует прозрачный гель и может образовывать упругий гель с камедью рожкового дерева.
Используется также в мясоперерабатывающей промышленности, увеличивает выход готовых мясных продуктов.
Каррагинан получают также из ирландского мха (хондрус) — Chуndrus crispus (L.), произрастающего на северо-западном побережье Ирландии и американского штата Массачусетс. В Ирландии заготовку водорослей проводят осенью, а в Америке — летом. По химическому составу хондрус близок к агару и содержит 55–80% полисахаридов-каррагинанов. Основными являются a-, b- и g-каррагинаны, отличающиеся по количеству 3,6-ангидро-D-галактозы. Кроме того, ирландский мох, или хондрус, содержит около 10% белка, богат солями галогенов (йода, брома, хлора), карбонатом кальция. Особенностью ирландского мха в отличие от агара является высокое содержание серы.
Из балтийской водоросли фурцеллярии получают каррагинан под названием фурцелларан. Структурная формула фурцелларана аналогична формуле каррагинанов. Хотя фурцелларан содержит меньше серы, ему характерны все свойства, присущие каррагинану. Прочность студня фурцелларана меньше, чем у агара, но больше, чем у агароида.
Производство каррагинанов как важного сырья для медицинской, пищевой и некоторых других отраслей промышленности развито в основном в США, Франции, Канаде, Англии, Швеции, Норвегии, Ирландии, Португалии, Филиппинах и некоторых других странах. Мировое потребление каррагинанов составляет более 14 000 т в год и увеличивается на 1–3% ежегодно.
Производство агароида в бывшем СССР было налажено в прибалтийских странах и на Украине. Добывали его из красных водорослей фурцеллярии и филлофоры. В связи с почти полным отчуждением от России Балтийского и Черноморского бассейнов страна лишилась этих источников сырья. Одним из крупных поставщиков фурцелларана в Российскую Федерацию является эстонская фирма Est-Agar. На Дальнем Востоке и Белом море налажена переработка анфельции и получение из нее агар-агара. Для этих же целей в Южном Приморье используется грацилярия, введенная в марикультуру. В течение ряда лет предпринимаются попытки наладить выпуск каррагинанов из хондруса шиповатого, но его производство фактически отсутствует.
Агар-агар, каррагинаны и пектины являются схожими по назначению пищевыми добавками, но ограниченно взаимозаменяемыми. Из-за более низкой желирующей способности каррагинанов и пектинов для получения кондитерского изделия с заранее заданными свойствами их требуется в несколько раз больше, чем агар-агара.
Альгинаты. Среди всех получаемых полисахаридов из морских водорослей самая большая доля приходится на альгинаты — натриевые, калиевые, кальциевые соли альгиновой кислоты, экстрагируемые из бурых водорослей. Высокая потребность в альгинатах объясняется тем, что они находят самое широкое применение в целом ряде производств и отраслей промышленности. Альгинаты представляют собой полисахарид, состоящий из остатков D-маннуроновых и L-гулуроновой кислот. Альгинаты были изучены на людях. В результате исследований не было выявлено негативного влияния альгинатов на усвоение кальция из рациона питания. По данным экспертов ФАО/ВОЗ, допу-стимая суточная доза потребления альгинатов составляет до 50 мг на 1 кг веса тела человека, а это существенно выше той дозы, которая может поступить в организм с пищевыми продуктами.
Основным свойством альгинатов является способность образовывать особо прочные коллоидные растворы, отличающиеся кислотоустойчивостью. Растворы альгинатов безвкусны, почти без цвета и запаха. Они не коагулируют при нагревании и сохраняют свои свойства при охлаждении, при замораживании и последующей дефростации. Поэтому наиболее широко альгинаты применяются в пищевой промышленности в качестве студнеобразующих, желирующих, эмульгирующих, стабилизирующих и влагоудерживающих компонентов.
Добавление 0,1–0,2% альгината натрия в соусы, майонезы, кремы улучшает их взбиваемость, однородность, устойчивость при хранении и предохраняет эти продукты от расслаивания. Введение 0,1–0,15% альгината натрия в варенье и джемы предохраняет их от засахаривания. Альгинаты вводятся в состав мармеладов, желе, разнообразных заливных блюд. Их добавление в состав различных напитков предупреждает выпадение осадка. Альгинат натрия может использоваться также в качестве замутнителя при производстве безалкогольных напитков. Сухой порошкообразный альгинат натрия используют для ускорения растворения сухих порошкообразных и брикетированных пищевых продуктов (растворимые кофе и чай, порошкообразное молоко, кисели и т. д.). Альгинаты применяются для приготовления формованных продуктов — аналогов рыбного филе, фруктов и т. д., широко используются для приготовления гранулированных капсул, содержащих текучие пищевые продукты. Водные растворы солей альгиновой кислоты используют для замораживания филе мяса, рыбы и морских беспозвоночных животных. За послед-ние десятилетия особенно быстро росло потребление альгината для приготовления сливочного мороженого, которому он придает нежную консистенцию и значительно увеличивает стабильность при хранении.
Кроме пищевой промышленности альгинаты широко применяются в медицине, текстильной, целлюлозно-бумажной, горнодобывающей и других отраслях промышленности. В фармацевтической промышленности альгиновую кислоту и ее соли применяют в качестве склеивающего и разрыхляющего вещества при производстве таблеток, драже, пилюль. Благодаря способности альгинатов поглощать 200–300-кратное количество воды с образованием лишенных вкуса, цвета и запаха вязких стабильных гелей, их применяют в качестве компонентных основ для различных мазей и паст. Альгиновые гели используют также как носители антибиотиков и других лекарственных препаратов.
Одним из наиболее ценных и перспективных свойств растворимых альгинатов является их способность задерживать всасывание радиоактивного стронция в кишечнике человека, предотвращая таким образом накопление этого радионуклеида в организме. Они препятствуют также накоплению солей тяжелых металлов. На основе альгината создан перевязочный материал — альгипор, который наряду с влагопоглощающими и ранозаживляющими свойствами оказывает четко выраженное антисептическое воздействие. В связи с этим альгипор может применяться при лечении открытых обширных раневых поверхностей, возникающих при ожогах и лучевых поражениях.
В настоящее время широкое распространение получили некоторые зарубежные и отечественные препараты из водорослей. Они обладают иммуностимулирующими и гепатопротекторными свойствами, снижают уровень холестерина и липидов в крови, способны стимулировать кроветворение, имеют энтеросорбирующий и онкопрофилактический эффект. Наиболее широкую известность получил отечественный препарат Кламин, вырабатываемый из липидной фракции ламинариевых водорослей.
Широко применяются альгинаты в текстильной и бумажной промышленности. В текстильной промышленности они используются для загущения красок, а также как заменители крахмала при шлихтовании пряжи. К перспективным направлениям использования альгинатов относится их применение при производстве особо прочных и эластичных искусственных волокон и влагонепроницаемых тканей.
В целлюлозно-бумажной промышленности альгинаты используются для поверхностной обработки картона и специальных сортов бумаги для перфолент, а также бумаги с пленочным покрытием. Альгинаты также используются в производстве ламинированных декоративных пленок для покрытия древесно-стружечных плит.
В России промышленное производство альгинатов налажено на Архангельском опытно-водорослевом комбинате. До недавнего времени выпуск пищевого альгината составлял около 35 т в год (0,6% существовавшей потребности), а технического — около 150 т в год (около 3% потребности). Это производство основано на переработке сырья Белого и Баренцева морей, запасы которого в настоящее время уже не удовлетворяют потребностям и восполняются частично за счет местной марикультуры и ввоза.
На Дальнем Востоке промышленное производство альгинатов отсутствует, хотя начиналось строительство альгинатного завода в г. Партизанске Приморского края. Общий спад экономического развития в стране не позволил в полном объеме осуществить этот проект. В настоящее время в ряде НИИ Академии наук налажено лабораторное производство альгинатов и выпускаются небольшие партии продукции. Для получения альгинатов используется ламинария японская, на которую и разработана вся существующая в настоящее время нормативно-техническая документация, и некоторые другие виды бурых водорослей.
Камеди. Камеди, или гумми (от греч. kommidion, kommi), представляют собой растворимые в воде или набухающие в ней полимеры моносахаридов — глюкозы, галактозы, арабинозы, маннозы, рамнозы, глюкуроновых кислот.
Камеди можно условно разделить на три вида в зависимости от происхождения: экссудаты (смолы, выделяемые растениями); гидроколлоиды различных семян; биосинтетические коллоиды — полисахариды микроорганизмов, в частности накапливаемые в культуральной жидкости, производные, получаемые модификацией полисахаридов природного происхождения (например, клетчатки, крахмала).
Экссудаты представляют собой сок, вытекающий весной из определенных пород деревьев; сок этот густой, прозрачный, безвкусный; на воздухе он постепенно застывает. Камедь получается в виде кусочков различных размеров, которые легко измельчаются в белый пылящий порошок. Вишневым клеем называется камедь, вытекающая из некоторых плодовых деревьев: слив, вишен; она отличается темным цветом. Камеди представляют собой соли полиуроновых кислот, они растворяются в воде, образуя вязкие и клейкие растворы, некоторые камеди в воде растворяются не полностью, а только набухают. К экссудатам относится гуммиарабик, карайя, тракагант, гатти.
Гидроколлоиды семян называют также галактоманами, так как их полисахаридные структуры состоят из маннозных остатков, соединенных между собой связями b-1,4, к части которых присоединены галактозные остатки связями a-1,6. Большинство галактоманнанов не расщепляются в желудочно-кишечном тракте, поэтому они относительно безвредные пищевые добавки. Уровень их содержания в пищевых продуктах определяется технологическими задачами и регламентируется технологическими инструкциями. Практически единственное исключение составляет камедь карайи, для которой установлены нормативы ее введения в пищевой промышленности (от 5,0 г/кг в жевательной резинке, начинках, глазури и до 10,0 г/кг — в эмульгированных соусах).
Гуммиарабик, или аравийскую камедь (Gummi arabicum), собирают из естественных трещин или из надрезов стволов сенегальской акации (acacia senegal L.) или acacia seyal, а также других родственных разновидностей акации, лучшие сорта получают путем надрезов шестилетних культивируемых деревьев. Гуммиарабик является самым старым и наиболее известным из всех гидроколлоидов, открытых более 5 тыс. лет назад древними египтянами. Слово «Gummi» («гумми») происходит от древнеегипетского названия этого продукта «Kami». Сегодня словом «гумми» обозначаются все камеди.
Состоит гуммиарабик из вещества арабина. Арабин медленно, но полностью растворяется в двойном количестве холодной воды, образуя густую клейкую жидкость, которая является прекрасным обволакивающим и создающим объем средством. При кислотном гидролизе арабин (кальцевые, калиевые, магниевые соли арабиновой кислоты) расщепляется на арабинозу, галактозу, рамнозу и глюкуроновую кислоту.
Для использования в пищевой и фармацевтической промышленности экссудат после размола подвергают дополнительной очистке путем растворения в воде, ультрафильтрации и пастеризации, а затем высушивают методом распылительной сушки. Полученный продукт нетоксичен, легко растворим в воде, бесцветен, не обладает выраженным вкусом и запахом и, что очень важно, не искажает вкуса и запаха пищевой системы.
Важнейшим направлением использования гуммиарабика является получение замутняющих агентов в напитках и сухих смесях для напитков. Смеси получают распылительной сушкой комбинаций растительных масел и гуммиарабика. Гуммиарабик используют также для стабилизации искусственной фруктовой пульпы при получении имитированных фруктовых напитков, а также в производстве пива. Пивная пена, или «шапка», — одно из основных свойств этого продукта, влияющих на его потребительский спрос. Количество образовавшейся пены и время, в течение которого она сохраняется, зависит от количества углекислого газа, выделяющегося в течение и после разлива пива, количества и типа белков в нем. Карбоксилат-ионы гуммиарабика, взаимодействуя с заряженными аминогруппами белков пива, стабилизируют пену и влияют на ее адгезию к стенке стакана. Гуммиарабик добавляют в пиво после процесса ферментации до начала созревания. Раствор гуммиарабика 0,1%-ной концентрации можно использовать в качестве альтернативы каррагенанам для осветления пива дорогих сортов.
Низкоконцентрированные растворы гуммиарабика используют в производстве красного вина для стабилизации цвета.
Гуммиарабик нашел широкое применение как материал для микрокапсулирования липофильных веществ, в том числе ароматизаторов, а именно природных эфирных масел. Получение ароматизаторов в форме сыпучего порошка позволяет решить задачу равномерного распределения ароматизатора в объеме пищевой системы (сухих смесях, фаршах, тестовых и сырных массах и т. д.).
Гуммиарабик, использовавшийся в кондитерской промышленности в течение сотен лет, до сих пор сохраняет свою привлекательность благодаря уникальным функциональным свойствам. Важнейшие функции, выполняемые гуммиарабиком при производстве кондитерских изделий, следующие:
предотвращение кристаллизации сахара;
создание защитной пленки при глазировании;
улучшение текстуры;
эмульгирование жира и его равномерное распределение в продукте; источник пищевых волокон.
Гуммиарабик широко используют в процессе дражирования, от покрытия орехов и изюма до дражирования сахаром, шоколадом, йогуртом и нанесения заключительного покрытия на готовый продукт, причем любой из этих процессов может быть в большей или меньшей степени улучшен при использовании гуммиарабика. Основные функции гуммиарабика в составе раствора для дражирования следующие: контроль за перемещением жировой фракции; контроль активности воды; предотвращение кристаллизации сахара; наполнение образующихся в продукте полостей; улучшение внешнего вида готового изделия.
Гуммиарабик используется в жевательных конфетах и пастилках, чтобы предотвратить кристаллизацию сахара и как связующий компонент индивидуально (при концентрации 10–45%) и в комбинации с другими загустителями типа крахмала, желатина, агара или пектина. В зависимости от концентрации загустителя, типа используемого сахара и остаточной влажности в кондитерских изделиях может быть изменена текстура изделий в пределах от мягких жевательных конфет до пастилок твердой консистенции.
Традиционные фруктовые жевательные конфеты первоначально производились исключительно на основе гуммиарабика, обеспечивающего большую по сравнению с другими гидроколлоидами прозрачность продукта, улучшая его форму и текстуру, повышая температуру плавления, уменьшая адгезию к форме.
Гуммиарабик выполняет ряд функций при изготовлении жевательной резинки: инкапсулянт ароматизаторов; контроль за удерживанием и высвобождением ароматизаторов; улучшение текстуры; глазирование готовых изделий.
Гуммиарабик устойчив к действию ферментов желудочно-кишечного тракта человека и может служить источником пищевых волокон, удовлетворяя потребность человеческого организма в клетчатке.
Компания Agrisales Ltd производит рафинированный гуммиарабик на основе трех видов сырья, которые имеют отличия по физическим свойствам: а) «Agrigum HPS» — высушенный, специально отобранный (вручную) и очищенный механически экссудат из ствола и веток акации сенегал (имеет отрицательное оптическое вращение); б) «Agrigum Lump Cleaned» — высушенный и очищенный механически экссудат из ствола и веток акации сенегальской (имеет отрицательное оптическое вращение); в) «Agrigum Lump Talha» — высушенный и очищенный механически экссудат из ствола и веток Acacia seyal (имеет положительное оптическое вращение).
В зависимости от происхождения сырья продукты компании «Агрисейлс» имеют различное функциональное назначение:
1. «Agrigum Spray R» — получают из раствора «Lump Cleaned» (акация сенегальская) методом ультрафильтрации и распылительной сушки. Универсальный продукт для применения в кондитерской, фармацевтической, косметической промышленности в качестве стабилизатора, эмульгатора и связующего компонента (изменение объемных свойств продукта).
2. «Agrigum Spray R-HPS» — получают из раствора «Agrigum HPS» методом ультрафильтрации и распылительной сушки. Используется при приготовлении высококачественных эмульсий с размером частиц до 1мкм.
3. «Agrigum Spray R/E» — получают из раствора Lump Cleaned методом ультрафильтрации и распылительной сушки. Используется как универсальный стабилизатор при приготовления эмульсий. По сравнению с «Agrigum Spray R-HPS» дает более крупный размер частиц эмульсии и имеет другие параметры преломления света.
4. «Agrigum Emulsive 1192K» и «Agrigum Emulsive 2000» — получают из «Lump Cleaned». Это специальная разработка фирмы для использования в качестве стабилизаторов эмульсий. От «Agrigum Spray R-HPS» и «Agrigum Spray R/E» отличаются более высокой вязкостью. Используются в меньшей концентрации по сравнению с «Agrigum Spray R/HPS» и «Agrigum Spray R/E».
5. «Agrigum Spray GMH» — получают из раствора «Agrigum Lump Talha» (Acacia seyal) методом распылительной сушки. Используется в кондитерской и фармацевтической промышленности как агент для глазирования.
6. «Agrigum Spray MGH» — получают из раствора «Agrigum Lump Talha» (Acacia seyal) и фармацевтической промышленности как агент для глазирования и как инкапсулянт ароматизаторов. По сравнению с «Agrigum Spray GMH» имеет более низкий показатель вязкости. Применяется в кондитерской и фармацевтической промышленности.
7. «Agrigum Powder 1AS» — получают из «Lump Cleaned» методом механической очистки, проходит тепловую обработку. Применяется в кондитерской промышленности.
Камедь карайи — природный, частично ацетилированный полисахарид, содержащий L-рамнозу, D-галактозу и D-остатки галактуроновой кислоты. Растворяется в воде. Засохший экссудат образуется на поврежденной коре тропических деревьев семейства Sterculiaceae, дикорастущих в Индии. Капли смолы собирают руками и разделяют на разные сорта, в зависимости от окраски и остатков коры. Очистка осуществляется растворением в горячей воде, фильтрацией и осаждением спиртом или распылительной сушкой.
Камедь карайи используется вместо дорогостоящего трагаканта, хотя карайя не обладает такой кислотостойкостью и вкусовой нейтральностью (раствор имеет слабокислый запах). Способность набухать при низких температурах и усиление желирующей способности в присутствии молочного белка делает камедь карайи перспективной при использовании в молочной промышленности, а также специальных мясопродуктах.
В косметике камедь карайи используется в переработанном виде (концентрация 0,3–1%). Совместима с достаточно высоким содержанием этанола и солей, дает вязкие растворы и мягкие гели в интервале рН 3–7. Раствор имеет слабокислый запах. Используется в средствах по уходу за кожей и волосами, зубных пастах, румянах, компактной пудре.
Камедь трагакант выступает из естественных трещин и надрезов стволов колючих кустарников — Астрагалов трагакантовых. В зависимости от вида режущего инструмента вытекающая камедь, застывая, принимает форму веерообразных, листовидных и другого вида лент. В случае уколов коры толстым шилом камедь приобретает вид длинных закрученных толстых нитей (вермишельный, или ленточный, трагакант). Собранную камедь сортируют по окраске на высшие сорта — бесцветные прозрачные или белые ленты, и технические сорта — желтоватые, желтые и бурые ленты.
Источниками получения коммерческой камеди служат 12–15 видов астрагалов.
Мировыми центрами сбора гуммитрагаканта являются Иран и Турция. Длительное время наша страна импортировала значительные количества трагаканта из Ирана. В 1930-е гг. в результате интенсивных поисков и детального изучения отечественных астрагалов в Туркмении и Армении были обнаружены большие заросли трагакантовых астрагалов, на базе которых развилась собственная добыча камеди. На рынках Европы фигурируют два сорта трагакантовых камедей: персидский трагакант (чаще) и анатолийский трагакант. Из определенного вида астрагалов (A. Strobiliferus), растущих на границе Пакистана, Индии и Афганистана, получают камедь, известную как камедь читрала (Chitral gum).
Основную часть трагаканта (60–70%) составляют набухающие кислые полисахариды, в состав которых входят галактуроновая кислота, галактопираноза, фукоза, арабофураноза и ксилопираноза. Эта часть полисахаридов называется бассорином. Растворимого полисахарида — арабина — в камеди содержится 8–10%. Трагакант содержит крахмал, слизистое вещество, сильно набухающее в воде, красящие вещества, следы органических кислот и азотистых веществ.
В пищевой промышленности трагакант используется в разнообразных жидких начинках, бисквитных эмульсиях, соусах как ки-слотоустойчивый стабилизатор. Находит применение в различных отраслях промышленности (лакокрасочная, кожевенная, бумажно-полиграфическая). В текстильной промышленности используется для закрепления красок и с этой целью заготавливается в большом объеме. В фармацевтической промышленности употребляется в качестве связующего компонента (взамен гуммиарабика) при изготовлении пилюль, лепешек, таблеток.
Гуаровая камедь — это углеводородный полимер, содержащий галактозу и маннозу, который дает линейную цепочку с расположенными на равном расстоянии друг от друга боковыми ответвлениями. Обычное соотношение этих двух сахаров примерно 2 : 1. Камедь содержится в эндосперме зерен стручкового растения (циамопсиса), которое произрастает в основном в Индии и Пакистане; его выращивают на протяжении многих веков и используют как в пищу человека, так и в качестве корма для скота. Урожай собирают с октября по декабрь. Эндосперм отделяют в процессе дробления, просеивания и размалывания в мелкий порошок. В нем может присутствовать небольшое количество шелухи и зерновых зародышей из-за некоторой малоэффективности обработки. Можно получить сорта гуара более высокой вязкости путем изменения технологических условий, так чтобы увеличить фракцию галактоманнана.
Мука гуара после крахмала и гуммиарабика является наиболее распространенным гидроколлоидом в производстве пищевых и кормовых продуктов. Ее мировое потребление составляет около 25 000 т в год.
Гуаровая камедь — это натуральный растительный полимер, разбухающий в холодной воде. Гуару не требуется нагревания для достижения полной вязкости. Полученный раствор на вид мутный из-за присутствия в нем нерастворяемых частиц эндосперма. Гуаровая камедь часто используется в сочетании со многими другими камедями, в особенности с ксантановой камедью, и при этом происходит синергическая реакция. Например, смеси гуаровой камеди и ксантановой камеди имеют намного более высокую степень вязкости, чем отдельно взятые камеди, и используются для стабилизации салатных приправ и соусов, супов и т. д. Гуаровую камедь также часто смешивают с каррагинаном и камедью из зерен рожкового дерева для изготовления мороженого; камедь гуара применяется в кондитерском производстве при изготовлении пастилы, зефира и других продуктов, в других отраслях промышленности.
Камедь бобов рожкового дерева (Е410) вырабатывается из эндосперма семян растения Garatonia siligua L., произрастающего в странах Средиземноморья (также называют Carob Tree). Она частично растворима в холодной воде и требует последующего нагрева для достижения максимальной вязкости. Относится к классу полисахаридов (отношение маннозы к галактозе 4 : 1). В отличие от гуара, который гидратирует полностью в холодной воде, камедь бобов рожкового дерева для полной гидратации требует нагрева до 80 °С.
Для получения наибольшей эффективности как загустителя лучше всего предварительно диспергировать камедь бобов рожкового дерева в горячей воде (при 80 °С), а затем охладить раствор до 25 °С.
Камедь бобов рожкового дерева применяется в производстве мороженого (в качестве стабилизатора), сыров (увеличивает скорость коагуляции), мясных продуктов (колбасы, салями, сосисок) как связывающий и стабилизирующий агент, гомогенизирующий и улучшающий структуру и качество, хлебобулочных изделий (способствует улучшению водоудерживающих свойств, удлиняет срок хранения), сухого молока для улучшения вязкости без увеличения калорийности, фруктовых кондитерских изделий, диетического питания.
Камедь тары, или камедь семян перуанского дерева, получают измельчением в муку эндосперма семян Caesalpina spinosa (Tara-strauch). Состоит из остатков D-маннозы и D-галактозы. Камедь тары используется вместо гуаровой камеди или камеди рожкового дерева. Основное применение камедь тары находит в желирующих смесях с ксантаном, гелланом, каррагинаном.
Камедь гхатти получают из экссудатов произрастающих в Индии деревьев вида Anogeissus latifolia семейства Combretaceae. Камедь гхатти — это коричневатые, стекловидные частицы или красновато-серый порошок. По химическому составу представляет собой полисахарид, состоящий из остатков L-арабинозы, D-галактозы, L-рамнозы, D-маннозы и D-глюкуроновой кислот. Главная цепь состоит из остатков галактозы, связанных b-1,6-гликозидными связями. Камедь Гхатти оказывает хорошее стабилизирующее действие на эмульсии и дисперсии, применяется вместе с гуммиарабиком или вместо него.
Ксантановая камедь (Е 415) используется как загуститель — стабилизатор консистенции, увеличивает вязкость, обладает желирующими свойствами. По химической природе ксантановая камедь представляет собой биосинтетический коллаид — полисахарид, полученный путем ферментации с использованием бактерии Xanthomonas campestris. Ксантановая камедь хорошо растворима при комнатной температуре, способна улучшать консистенцию готового продукта в комбинации: ксантановая камедь + каррагинан. Рекомендуется использование ксантановой камеди при производстве полуфабрикатов (фарш, пельмени, котлеты), так как она придает вязкость и эластичность. Дозировка ксантановой камеди при использовании в мясном производстве составляет 0,2–0,5% к массе несоленого сырья. Благодаря своим уникальным свойствам (устойчивость к ферментам, которые разрушают целостность продукта, к уровню рН (2–12), действию высокой температуры) формированию хорошей структуры, долгосрочно стабилизирует продукт и удлиняет сроки его хранения. Хорошие результаты получены при использовании в соотношении (1 : 9) ксантановой камеди с каррагинаном в рассолах для ветчин. Ксантановая камедь в этом случае удерживает негидрируемую часть каррагинана, кроме того, способствует равномерному распределению его в мышцах и большему поглощению воды.
Ксантановая камедь широко используется в производстве соусов, молочных продуктов, мороженого, десертов, хлебобулочных изделий, напитков. Рекомендуемые дозировки ксантановой камеди: наполнители — 0,2–0,5%; напитки — 0,05–0,2%; сметана, творог, плавленый сыр, йогурт — 0,05–0,3%; майонез — 0,2–0,5%; сухие смеси, заправки, соусы — 0,1–0,2%; замороженные продукты, соусы, подливы — 0,1–0,3%; хлебобулочные изделия — 0,05–0,25%; сиропы — 0,2–0,4%. Ксантановая камедь — эффективный стабилизатор эмульсий и пены; обеспечивает высокую вязкость при низких концентрациях; обладает псевдопластическими свойствами; предотвращает синерезис; тиксотропный эффект отсутствует; стабильна в кислой и щелочной средах; устойчива к высоким температурам; совместима с высококонцентрированными растворами солей; проявляет синергический эффект с галактоманнанами (гуаровая камедь, камедь рожкового дерева) и глюкоманнанами (коньячная камедь).
Геллановая камедь представляет собой полисахарозы линейного строения, которые являются продуктами метаболизма бактерий Psedomonas elodea. Молекулы геллановой камеди характеризуются молекулярной массой около 500 000, состоят из тетрасахаридных единиц, включающих связанные между собой линейные пирпанозные кольца b-1,3-D-глюкозы, b-1,4-D-глюкуроновой кислоты, b-1,4-D-глюкозы и a-1,4-L-рамнозы. Уникальная способность геллановой камеди состоит в том, что она формирует гели почти со всеми ионами, включая водородные (кислая среда). Наиболее прочные студни образуются с ионами Са и Мg. Используют геллановую камедь в молочных десертах, в пастильных изделиях, в джемах. Дозировка в пищевых продуктах составляет 0,1–1,0%
Товароведение и экспертиза кондитерских товаров. / С. Малютенкова - СПб: Питер, 2004. - 480 с.
|