Физико-химические свойства карамельной массы и карамели. Стойкость карамели при хранении

                                   Лабораторная работа 1

 

Тема: Физико-химические свойства карамельной массы и 

                 карамели. Стойкость карамели при  хранении

                                             Содержание

1. Оценка физико-химических свойств карамельной массы в                      

зависимости от вида используемого  антикристаллизатора по реологическим  показателям (вязкость, растекаемость);

2. Наблюдение за изменением температуры  и переходом

карамельной массы из жидкого  состояния в пластичное и, далее, в твердое;

3. Определение гигроскопичности карамели, изготовленной

на основе различных антикристаллизаторов ( крахмальная патока различного углеводного  состава, инвертный сироп,

их смеси).

 

     Цель работы: 1. Ознакомление с основными реологическими                                

                                 показателями (вязкость, пластичность, растекаемость),

                                 определяющими технологические  свойства карамельной 

                                 массы при ее обработке;

                              2.Изучение физико-химических процессов,  протекающих  в 

                                  в карамели при хранении (кристаллизация  сахарозы,

                                  поглощение влаги), понимание причин, их вызывающих;

                               3.Освоение метода оценки  реологических  свойств 

                                  карамельной массы  по коэффициенту  растекания

                                  (растекаемость);

                                4.Освоение метода определения  гигроскопичности 

                                   карамели и оценки стойкости  карамели при хранении.

Теоретическая часть:

     1.Физико-химические  свойства карамельной массы отличаются  от физико-

Химических свойств используемой рецептурной смеси  и карамельного сиропа по целому ряду показателей, в  том числе ,  по реологическим.

     Карамельная  масса, получаемая увариванием  карамельного сиропа до остаточной  влажности 1-4%, представляет  собой  прозрачную жидкую массу высокой  вязкости. Величина вязкости зависит  от вида применяемого антикристаллизатора,  состава патоки, от остаточной  влажности, от температуры.

      При понижении  температуры карамельной массы  после уваривания вязкость возрастает. Так при температуре  125^оС карамельная масса, приготовленная по нормальной рецептуре (соотношение сахара-песка и патоки 2:1) с влажностью около 3% имеет вязкость около 8 Па.с. и обладает свойствами жидкости. При температуре около 120^оС вязкость повышается до 60 Па.с. и карамельная масса  обладает не только текучестью, но и некоторой пластичностью. Близкую к указанной вязкость при температуре 120^оС имеет карамельная масса, приготовленная  из 100 весовых частей сахара-песка и 35весовых частей патоки, но при остаточной влажности 2.3%. При охлаждении этой карамельной массы до температуры  75^оС вязкость ее возросла до 95 тыс. Па.с.

     Вязкость карамельной  массы, изготовленной из сахара-песка  и инвертного сиропа ниже. Так  при температуре 125,5^оС вязкость массы с влажностью 3.14-3.24% составляет  3.8-1.1 Па.с. Поэтому обрабатывать ее в ходе технологического процесса сложнее.

        При   температуре  75-85^оС происходит переход карамельной массы из жидкого состояния в пластичное. Это дает возможность обрабатывать ее  и придавать любую форму. При дальнейшем охлаждении, переходя из пластичного состояния в твердое аморфное, карамель сохраняет эту форму.

      Исследованиями  установлено, что вязкость карамельной  массы, обладающей текучестью  и пластичностью при температуре  120^оС, должна  быть около 60Па.с. При нормальной рецептуре  карамельной массы такая вязкость достигается при достижении остаточной влажности 2.6-2.7%. При снижении  содержания патоки до 35 частей оптимальная вязкость карамельной массы достигается  при меньшей влажности – при 1.9-2.0%. При 15 частях патоки требуется уваривать карамельную массу до 1.7-1.8%.

    Таким образом  рецептура, влажность карамельной  массы  и температура позволяют   регулировать ее вязкостные свойства, исходя из требований производства.

    Определение вязкости  карамельной массы связано с  определенными трудностями из-за  необходимости использования высоких  температур. Поэтому для оценки  вязкостных свойств карамельной  массы применяют показатель –  коэффициент растекания или растекаемость.

     2. Технология  приготовления карамельной массы   и используемые рецептуры направлены  на получение карамели стойкой  при хрпнении против кристаллизации  и увлажнения, Содержащиеся в  карамели редуцирующие вещества, дектрины и первичные продукты  распада моносахаров (ангидриды,  продукты реверсии) препятствуют  кристаллизации сахарозы  в процессе  производства ( приготовление карамельного  сиропа, уваривание сиропа до  карамельной массы и др.). Одновременно  редуцирующие вещества, вторичные   и конечные продукты распада  моносахаров (оксиметилфурфурол,  гуминовые вещества, муравьиная  и левулиновая кислоты, повышающие  кислотность и гидролиз сахарозы) обусловливают гигроскопичность  карамели, т.е. способность при  определенных условиях поглощать  из воздуха влагу. В результате  этого процесса поверхность карамели  становится липкой. Увеличение влажности  карамели приводит к растворению  сахаров и  последующей кристаллизации. Из-за появления мелких кристаллов  карамель становится мутной, ухудшается  не только вкус, но и внешний  вид. Гигроскопичность карамели  зависит от вида, количества и  рН используемого антикристаллизатора,  определяющего углеводный состав  карамели, от содержания сухих  веществ в карамели, от способа  обработки карамельной массы  (нетянутая прозрачная, тянутая непрозрачная), способа обработки поверхности  карамели или качества завертывания, от условий хранения (относительная влажность воздуха, температура). Гигроскопичность возрастает при повышении исходной влажности карамели, относительной влажности воздуха, температуры при упаковке, а также при хранении в закрытом пространстве. Карамель, изготовленная на инвертном сиропе, более гигроскопична, чем карамель на патоке. Обработка карамельной массы на тянульной машине сопровождается  ростом гигроскопичности. Однако, стойкость при хранении карамели из тянутой карамельной массы выше, лучше сохраняется внешний вид и товарные качества. Это объясняется образованием при вытягивании карамельной массы капиллярной структуры и.адсорбцией влаги из воздуха на внутренней поверхности капилляров, а не на поверхности изделия. С течением времени при хранении карамели на внутренней поверхности капилляров образуются микрокристаллики сахарозы и изменяется вкус карамели, она становится  более мягкой и напоминает помаду.

      Все вышесказанное  показывает, что гигроскопичность  карамели является важным физико-химическим  показателем, характеризующим   ее стойкость при хранении.

 

     Содержание работы:

1. Оценка физико-химических свойств карамельной массы, изготовленной на основе различных антикристаллизаторов  по реологическим показателям  (вязкость, растекаемость)

    По заданию  преподавателя студент должен  изготовить карамельную массу  по рецептуре леденцовой карамели  на основе заданного антикристаллизатора  (карамельная патока, низкоосахаренная  патока, инвертный сироп, смесь  патоки и инвертного сиропа) и,  в зависимости от возможностей  лаборатории, определить вязкость  карамельной массы при температуре  120^оС на ротационном вискозиметре, имеющем соответствующий обогрев, или коэффициент растекания, как косвенный показатель вязкости.

       Метод определения растекаемости карамельной массы

Растекаемость карамельной  массы характеризуется коэффициентом  растекания, который рассчитывают по формуле:

                                       К= S / р,                                             (1)

           где К – коэффициент растекания, см² /г;

                  S – площадь, занимаемая пластом карамельной массы (площадь

                        круга), вылитой на плиту при  температуре 108^оС, см^2;

                            Р – масса порции карамельной массы, г.

       Для  подсчета величины  коэффициента  растекания определяют диаметр  как среднее значение двух  взаимно перпендикулярных диаметров,  рассчитывают площадь круга (S=пD²/4), определяют взвешиванием массу отлитой на плиту массы. По достижении пластичности отформовать карамель массой 3-5г и использовать для определения ее гигроскопичности (пункт 3 задания). Для карамельной массы, изготовленной по нормальной рецептуре на патоке коэффициент растекания равен 1.353 для массы, содержащей 20% инвертного сиропа – 1.60. С целью увеличения вязкости карамельной массы на инвертном сиропе  снижают ее  влажность.

     Задание: Наименование изделия………………………..…………………….

                    Наименование антикристаллизатора………………………………...

                    Соотношение сахара-песка и антикристаллизатора………………..

                    Влажность карамельной массы, %.

                    Диаметр круга карамельной массы,  см……………………………...

                    Масса круга карамельной массы,  г…………………………………..

                    Площадь круга карамельной массы,  см²…………………………….

                    Коэффициент растекания, см²/г……………………………………...

     Следует сравнить  коэффициенты растекания, полученные  студентами группы, для карамельной  массы на основе различных  антикристаллизаторов и сделать  выводы.

      Выводы:………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.Наблюдение за  изменением температуры и переходом  карамельной массы из жидкого  в пластичное и, далее, в  твердое

 

      По окончании  уваривания  карамельной массы  замерить температуру и сделать  запись о ее консистенции, вылить  массу на плиту и после замеров  диаметра круга  продолжить  замеры температуры термопарой  или термометром, защищенным сеткой. Отметить температуру, при которой  масса стала пластичной. Отметить  состояние карамельной массы  после охлаждения до комнатной  температуры. Сделать соответствующие  записи и выводы.

        Выводы:…………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

     3.Определение гигроскопичности  карамели, изготовленной на основе различных антикристаллизаторов (крахмальная патока различного углеводного состава, инвертный сироп, их смеси)

     Для определения  гигроскопичности карамели использовать  кусочки карамели, полученные при  выполнении работы по пункту 1 и 2.

    Метод определения  гигроскопичности карамели

Охлажденную карамель ( 2-3 штуки  по 3-5г) взвесить на аналитических весах  на предварительно просушенном и  взвешенном часовом стекле и поместить  в эксикатор с определенной относительной  влажностью воздуха. С этой целью  его предварительно заполняют насыщенным раствором определенной соли. Насыщенный раствор NH₄NO₃ создает влажность воздуха 62.7%.

     Карамель взвешивают  вместе с часовым стеклом после  выдерживания в течение нескольких  суток (через 1, 2, 3, 5)  на каждом  лабораторном занятии. 

     Привес влаги,  отнесенный к массе навески,  выраженный в процентах, и будет  характеризовать гигроскопичность  карамели. Во время проведения  наблюдений и определения гигроскопичности  в процессе хранения карамели  необходимо следить за изменением  внешнего вида (засахаривание, помутнение, расплывание) изделий.