Характеристика основного сырья для мармелада

Основным сырьем для производства мармеладо-пастильных изделий являются сахар, фруктово-ягодные полуфабрикаты. Кроме того, используют разнообразные виды дополнительного сырья, такого как студнеобразователи, ароматизаторы, красители, пищевые кислоты и др.

К фруктово-ягодным полуфабрикатам относятся: пульпа, фруктово-ягод-ное пюре, подварки и припасы. (Характеристика фруктово-ягодных полуфабрикатов приведена в главе 2). Фруктово-ягодные полуфабрикаты способны придавать изделиям особую студнеобразную структуру, а также сообщать им вкус и запах натуральных фруктов и ягод.

Способность фруктово-ягодных полуфабрикатов образовывать студнеобразную структуру зависит от присутствия в них пектина, способного при определенных условиях формировать прочный студень. Этим требованиям в большей степени отвечает яблочное пюре. Реже используют абрикосовое, сливовое, клюквенное пюре. Пюре других видов используют в основном в качестве вкусовых добавок.

Изготавливают фруктово-ягодное пюре в основном из свежих фруктов и ягод на предприятиях консервной промышленности. В условиях кондитерских фабрик пюре получают из пульпы.

Перед пуском в производство пюре подвергают десульфитации прошпариванием и протирке.

Структура мармелада определяется процессом студнеобразования, который во многом зависит от строения и свойств пектиновых веществ, входящих в состав используемого сырья.

Пектиновые вещества широко распространены в растительном мире, являясь составной частью стенок клеток и межклеточной ткани многих плодов, овощей и других растений.

Пектиновые вещества относятся к углеводам и являются гидрофильными полимерами. Они представляют собой неоднородную физическую смесь пектиновых молекул с различной степенью полимеризации с сопутствующими веществами (пентозанами, гексозанами и др.). По принятой в настоящее время номенклатуре к пектиновым веществам относятся: протопектин, пектин, пектиновые и пектовая кислоты.

Протопектин - это нерастворимое в холодной воде пектиновое вещество, входящее в состав материала клеточных стенок плодов и растений.

Пектин - это вещество, возникающее и накапливающееся в растительной ткани в результате первой стадии естественного протопектина. Пектин растворим в воде, свободен от целлюлозы, состоит из многих остатков D-гала-ктуроновой кислоты, большинство из которых насыщено радикалами метилового спирта.

Важными в кондитерском производстве являются такие свойства пектиновых веществ, как: растворимость в воде, гидрофильность, степень диссоциации, вязкость растворов, коагуляция, студнеобразующая, эмульгирующая и пенообразующая способности.

Студнеобразующая способность пектинов неодинакова, она определяется следующими факторами:

- длиной цепи пектиновых молекул, т.е. степенью полимеризации (для пектинов с хорошей студнеобразующей способностью молекулярная масса должна быть не менее 10 000);

- степенью метоксилированности остатков галактуроновых кислот метиловым спиртом (степень этерификации должна быть более 50 %);

- наличием балластных веществ, т.е. веществ, не участвующих в процессе студнеобразования (чем меньше балластных веществ, тем выше студнеобразующая способность).

К группе студнеобразователей относятся агар, агароид, фурцелларан, сухой пектин, модифицированные крахмалы.

Агар является основным структурообразователем в производстве мармелада, пастилы и зефира. Его получают из морских водорослей анфельции или из водорослей фурцеллярии путем длительного вываривания в горячей воде с добавлением щелочи. Полученный отвар фильтруют, охлаждают до полного застудневания, режут на бруски и сушат до влажности не более 18 %.

Агар представляет собой высокомолекулярное соединение типа полисахаридов, подобно пектину имеет цепеобразную молекулу. Молекулярная масса растворимых фракций агара колеблется в пределах 11000-25000.

Агар нерастворим в холодной воде, но набухает в ней как коллоид. При кипячении агар почти полностью переходит в раствор. При охлаждении водного раствора агара концентрацией более 0,2 % образуется желеобразная масса, а при концентрации до 1 % образуется прочный студень со стекловидным изломом. Прочность студня увеличивается при добавлении в раствор агара сахара. Кислоты при температурах 60-70 °С вызывают гидролиз агара с потерей им студнеобразующей способности. Подщелачивание, наоборот, увеличивает прочность студней из агара.

Агар представляет собой порошок либо хлопья от белого до светло-коричневого цвета с влажностью не более 18-20 %.

Агароид и фурцелларан также получают из морских водорослей разных видов. Студнеобразующая способность агароида и фурцелларана меньше, чем агара, поэтому их расход в рецептурах в несколько раз больше, чем расход агара. Формирование студня из агароида и фурцелларана требует создания технологических режимов, учитывающих особенности их структурообразования.

Сухой пектин получают из отходов переработки яблок, корочек цитрусовых плодов, корзинок подсолнечника, свекловичного жома.

Сухой пектин представляет собой линейный полисахарид, состоящий из остатков галактуроновой кислоты, соединенных α-глюкозидной связью. Значительная часть карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом. Товарный сухой пектин представляет собой порошок белого или серого цвета с влажностью не более 14 %.

Модифицированные крахмалы получают в результате различных видов воздействия (физического, химического или биологического) на полисахариды нативного крахмала, в результате чего его свойства изменяются. Модифицированные крахмалы отличаются степенью гидрофильности, способности к клейстеризации и студнеобразованию.

Крахмалы, окисленные перманганатом калия, при высокой концентрации образуют клейстеры, способные при загустевании образовывать прочные студни. Однако модифицированный крахмал имеет ограниченное применение как студнеобразователь, так как для образования клейстера требуется 10-12-крат-ное количество воды, которую необходимо затем выпарить при сушке, а также из-за длительного процесса студнеобразования (3-4 часа). Это делает невозможным использование модифицированного крахмала для производства на поточно-механизированных линиях.

 

 

7.2. Условия образования пектиновых студней

 

В пюре пектиновые вещества находятся в растворенном состоянии и образуют коллоидный раствор - золь. Они окружены молекулами воды, которые образуют сольватные оболочки. Карбоксильные группы пектиновых веществ диссоциируют на ионы в растворе. Значительная часть пектиновых веществ представляет собой высокомолекулярные анионы с отрицательным зарядом, которые отталкиваются друг от друга, что препятствует студнеобразованию. При уваривании мармеладной массы под действием теплового движения молекулы пектина беспорядочно перемещаются в дисперсионной среде, которой является водный раствор сахара, органических кислот, экстрактивных веществ пюре.

Для образования пектинового студня необходимо создание определенных условий (температура, концентрация сухих веществ и др.), а также присутствие студнеобразующего пектина в количестве около 1 %, сахара в количестве 60-65 %, кислоты в количестве около 1 %.

Сахар при образовании пектинового студня играет роль дегидратирующего (водоотнимающего) вещества. Растворимость пектина в сахарном растворе уменьшается, так как под влиянием сахара происходит разрушение сольватных оболочек вокруг молекул пектина. При этом образуется некоторое количество оголенных участков молекул, лишенных заряда. Молекулы пектина ассоциируются друг с другом через участки, слабо или совершенно не защищенные сольватными оболочками с образованием в основном водородных связей между карбоксильными и гидроксильными группами смежных молекул пектина. Кроме того, сахар повышает поверхностное натяжение водного раствора, что увеличивает способность частиц дисперсной фазы к ассоциации и агрегированию.

Роль кислоты состоит в том, что она снижает рН пектинового раствора до рН 3,0-3,2 и вытесняет ионы металла из солей пектина. Освобожденные от ионов металла карбоксильные группы пектиновых веществ образуют межмолекулярные водородные связи. Это повышает студнеобразующую способность.

В результате вышеописанных изменений из молекул пектина образуется ячеистая структура, пронизывающая всю мармеладную массу. Свободное пространство структурного каркаса заполняется дисперсионной средой, которая адсорбционно связана с сеткой каркаса и при охлаждении отвердевает вместе с дисперсной фазой в одну сплошную массу без видимого разделения фаз, т.е золь переходит вгель. После формирования студня происходит постепенное упрочение каркасной сетки за счет взаимодействия полярных групп макромолекул.