Крахмал, сахар, кондитерские изделия и мед

Конспект лекций

Тема 1. Крахмал, сахар, кондитерские изделия и мед

 

Крахмал и  крахмалопродукты

 

Крахмал получают из запасающих органов растений (картофеля, зерновых культур), в которых он накапливается  как резервное вещество.

Товарный крахмал состоит  из отдельных крахмальных зерен, выделенных из растительных клеток.

По внешнему виду крахмал  – сыпучий порошок белого или  слегка желтоватого цвета. Крахмал  хорошо переваривается и легко усваивается  организмом.

Применение крахмала в чистом виде для пищевых целей обусловлено главным образом его способностью образовывать вязкие клейстеры, переходящие при достаточной концентрации в студни.

Комплексная переработка  крахмалсодержащего сырья осуществляется на крупных промышленных предприятиях. На долю крахмалопродуктов из кукурузы приходится около 75%.

Крахмало-паточная промышленность вырабатывает из крахмала разные крахмалопродукты: саго, модифицированные крахмалы, декстрин, патоку, глюкозу и др. Основной потребитель  крахмалопродуктов – кондитерская промышленность.

Ежегодное производство патоки достигает 400 тыс. т, сухого крахмала – 300 тыс. т., глюкозы – 30 тыс. т. Планируется дальнейший рост производства этих продуктов. Перспективно использование в качестве сырья зернового сорго.

Крахмал – полисахарид, состоит из α-Д-ангидридоглюкозных остатков. Общая формула крахмала – (С₆Н₁₀О₅)_n. В клетках растений крахмал находится в виде зерен, различающихся формой, строением, размерами. По их внешнему виду при микроскопировании устанавливают происхождение крахмала. При расщеплении молекулы крахмала образуются более простые углеводы – декстрины, мальтоза, глюкоза.

Крупные зерна картофельного  крахмала имеют овальную форму и  на поверхности бороздки. Мелкие зерна  круглые.

Зерна крахмала из кукурузы – многогранные и круглые с  большим круглым глазком на поверхности.

Для пшеничного крахмала характерно присутствие крупных  и мелких зерен. Они имеют плоскую  эллиптическую или круглую форму. Глазок, расположенный в центре, заметен только в крупных зернах.

Рисовый крахмал состоит  из наиболее мелких зерен имеющих многогранную форму.

В состав крахмальных  зерен входят две природные фракции  крахмала – амилоза и амилопектин. Амилоза имеет линейную структуру, в ней остатки глюкозы соединены  α-1,4-гликозидными связями.

Для амилопектина характерна разветвленная структура. В линейных участках остатки глюкозы связаны α-1,4-гликозидными, а в точках ответвлений – α-1,6-гликозидными связями.

Амилопектин имеет больший  удельный вес. В природных крахмалах  помимо углеводов содержится 2-4% других веществ: фосфорная кислота и жирные кислоты.

Важными физико-химическими  свойствами крахмала является набухание  и клейстеризация, вязкость и старение крахмального студня.

Набухание – это способность  крахмала медленно и ограниченно  набухать в холодной воде, не растворяясь  в ней.

При повышении температуры  набухание крахмала усиливается, структура  крахмального зерна изменяется –  наступает клейстеризация. Обычно температура  клейстеризации различных видов  крахмала находится в пределах 60-70⁰С.

Вязкость крахмальных  клейстеров имеет важное практическое значение, например при изготовлении соусов, киселей и пр. Наибольшей вязкостью отличается клейстер из картофельного крахмала.

Производство  крахмала. При переработке крахмалосодержащего сырья получают сырой крахмал. Из него вырабатывают сухой крахмал и крахмалопродукты. Рассмотрим на примере получения картофельного крахмала.

Для производства картофельного  крахмала выращивают картофель высокоурожайных  сортов, устойчивых к заболеваниям технических или универсальных  с повышенной крахмалистостью.

Производство крахмала включает следующие стадии:

1) тщательно отмытый  картофель тонко измельчают, чтобы  вскрыть клетки (измельченная масса  это смесь мезги, клеточного  сока и крахмальных зерен);

2) сок отделяют на  центрифугах (так как он способствует потемнению крахмала, снижению вязкости клейстера, развитию микробиологических процессов);

3) крахмал отделяют  от мезги на ситовых аппаратах  в несколько стадий;

4) крахмал отделяют  от жидкости на осадительных  центрифугах и снова промывают  водой для удаления остатков растворимых веществ, сока и механических примесей;

5) на последних стадиях  очистки крахмала вводят сернистую  кислоту (для улучшения цвета,  уменьшения количества крапин  – мелких темных включений);

6) после механического  отделения воды получают сырой крахмал с влажностью около 50%;

7) сырой крахмал перед  высушиванием дополнительно промывают;

8) сушка подогретым  воздухом (около 50⁰С);

9) просеивание для  отделения крупки (слипшихся оклейстеризованных  зерен), случайных примесей;

10) пропускают через магнитные сепараторы.

По качеству крахмал  делят на сорта: картофельный – экстра, высший, 1-й, 2-й; пшеничный – экстра, высший, 1-й; кукурузный – на высший и 1-й.

Картофельный крахмал 2-го сорта предназначается только для технических целей. Независимо от вида и сорта к крахмалу предъявляют ряд общих требований. Крахмал должен быть без посторонних запахов и привкусов. Не допускаются хруст при кулинарной пробе, присутствие свободных минеральных кислот, свободного хлора, тяжелых металлов. Крахмал каждого вида не должен содержать примеси крахмала других видов.

Органолептически в  крахмале определяют цвет (показатель по которому устанавливают сорт), блеск, запах, наличие хруста в кулинарной пробе.

Из физико-химических показателей крахмала нормируется  влажность, кислотность, зольность, крапины, содержание сернистой кислоты и протеина.

Крахмал следует хранить  при температуре около 10⁰С, не допуская резких колебаний температуры, и относительной влажности воздуха не более 75%. Не размещать вблизи с остро пахнущими товарами, так как он обладает высокой сорбционной способностью.

Продукты переработки  крахмала: искусственное саго, патока и модифицированные крахмалы.

Натуральное саго изготавливается из крахмала, содержащегося в сердцевине стволов саговых пальм. Сырьем для саго в нашей стране служит картофельный или кукурузный крахмал, поэтому саго называют искусственным.

Саго искусственное – это крупа, представляющая собой комочки крахмала шаровидной формы, оклейстеризованные с поверхности и высушенные. При варке крупинки сильно набухают, но не развариваются и не склеиваются. Саго хорошо усваивается. Его используют для приготовления каш, начинок и др.

По размеру зерен  саго делят на мелкое диаметром 1,5-2,1 мм и крупное – 2,1-3,1 мм. По качеству – на высший и 1-й товарные сорта. В саго 1 сорта допускаются сероватый оттенок, более высокая зольность и кислотность, большее содержание мелочи и склеенных зерен, несколько меньшая набухаемость.

Стандартом нормируется (независимо от сорта) влажность, содержание мелких зерен в крупном и крупных в мелком, зольность, кислотность, набухаемость саго. В саго не допускается наличие посторонних примесей, привкуса и запаха. Условия хранения те же, что и крахмала.

Патока – густая сиропообразная жидкость, представляющая собой смесь продуктов неполного расщепления (гидролиза) крахмала – глюкозы, мальтозы и декстринов.

В розничную торговлю патока не поступает.

Основной потребитель  патоки – кондитерская промышленность. Ее применяют для приготовления  карамели, конфет, халвы и других изделий.

Одним из важнейших свойств патоки является ее способность предупреждать кристаллизацию сахаров и замедлять черствение изделий.

Виды патоки различаются  соотношением декстринов и редуцирующих веществ (глюкозы и мальтозы). Редуцирующие вещества характеризуются очень  высокой гигроскопичностью. Поэтому для изделий с малой влажностью (карамели, халва) во избежании их увлажнения при хранении используют патоку с относительно невысоким содержанием редуцирующих веществ.

Крахмало-паточная промышленность в основном вырабатывает крахмальную патоку, получаемую осахариванием картофельного или кукурузного крахмала разбавленными кислотами с последующей очисткой сиропов и сгущением их до 78% сухих веществ.

В зависимости от состава  крахмальную патоку выпускают трех видов: карамельную низкоосахаренную, содержащую 30-34% редуцирующих веществ, карамельную – 34-44% редуцирующих веществ и глюкозную высокоосахаренную – 44-60% редуцирующих веществ.

В патоке нормируются  зольность, кислотность.

Модифицированные  крахмалы. Модификация нативных крахмалов – направленное изменение их свойств: растворимости, вязкости, прозрачности, стабильности клейстеров и другие. Модификацию осуществляют путем физического, химического, биологического воздействия на свойства нативного крахмала. Окисленные крахмалы образуют клейстеры с пониженной вязкостью и повышенной прозрачностью. Набухающие крахмалы способны набухать и растворяться в холодной воде.

 

Сахар

 

 Сахар – почти чистая сахароза со строго ограниченным содержанием других веществ и влаги.

Сахароза быстро и  легко усваивается. Расщепляясь под действием ферментов на глюкозу и фруктозу, она используется организмом человека как источник энергии и как материал для образования гликогена, жира.

Сахар получают в основном их сахарной свеклы. Ежегодно вырабатывается до 9 млн. тонн сахара из отечественного сырья, а также до 2-3 млн. тонн белого сахара из тростникового сахара-сырца. Потребление сахара на человека в год составляет в нашей стране до 42 кг при среднемировом потреблении около 17 кг.

Сахар выпускают двух основных видов: свекловичный сахар-песок и дополнительно очищенный сахар-рафинад.

Сахар-песок готовят их сахарной свеклы, содержащей 16-18, а иногда до 25% сахарозы. Сахароза находится в клеточном соке в растворенном состоянии наряду с другими веществами – пектиновыми, красящими, азотистыми, минеральными и другими, которые принято называть несахарами.

Сахарная свекла характеризуется  плохой лежкоспособностью, корнеплоды начинают загнивать и происходят потери массы из-за расходования части  сахара на дыхание. Поэтому весь запас сахарной свеклы перерабатывают в сахар-песок в течение 5-6 месяцев.

Для приготовления сахара-песка  сахарную свеклу

1) моют, превращают ее  в стружку, из которой извлекают  сахарозу горячей водой, получая  диффузионный сок;

2) диффузионный сок  очищают от несахаров и осветляют;

3) после чего полученный  сироп сгущают в вакуум-аппаратах  с целью кристаллизации сахарозы (приготовление утфеля);

4) отделяют кристаллы  сахара от межкристальной жидкости, промывают их водой для удаления  с поверхности пленки межкристальной жидкости, придающей сахару желтый оттенок;

5) сушат потоком горячего  воздуха до влажности не более  0,14%, просеивают и упаковывают.

Обыкновенный сахар-песок  содержит не менее 99,75% сахарозы на сухое  вещество. Таким образом, прочих веществ  в стандартном сахаре-песке может быть не более 0,25%. Однако и такое небольшое количество их может обусловить серовато-желтоватый оттенок и другие оттенки, а также своеобразные привкус и запах сахара, который иногда называют паточными (патокой в сахарном производстве называют межкристальную жидкость).

Сахар-рафинад характеризуется более высокой степенью очистки. Содержание сахарозы в нем должно быть не менее 99,9%.

К рафинированному сахару относят все разновидности литого и прессованного сахара-рафинада, а также рафинированный сахар-песок и рафинадную пудру.

Сырьем для всех видов  сахара-рафинада служит сахар-песок  стандартного качества.

Приготовление сахара-рафинада в зависимости от вида получаемого  сахара характеризуется рядом особенностей. Однако первые стадии производства – 1)  растворение сахара-песка, очистка и осветление полученного сиропа (для очистки используют адсорбенты); 2) уваривание сиропа в вакуум-аппаратах до образования кристаллов сахарозы – одинаковы для всех видов сахара.

Дальнейшую обработку  рафинадного утфеля производят по-разному, в зависимости от вида вырабатываемого сахара. Так, сахар-рафинад в виде кусков можно получать двумя способами: литьем и прессованием.

При получении  литого сахара горячий утфель заливают в конические формы высотой 60 см, медленно охлаждают, промывают чистым раствором сахара – клерсом, сушат, выбивают из форм, раскалывают на кусочки неправильной формы массой от 5 до 60 г. Литой рафинад отличается высокой крепостью, медленно растворяется в воде. Процесс  его получения трудоемкий, поэтому вырабатывают его в небольшом количестве.

При изготовлении прессованного рафинада утфель направляют на центрифуги. После отделения патоки кристаллы промывают клерсом, подсиненным ультрамарином. Влажные кристаллы образуют рафинадную кашку. На прессах из кашки формуют цельнопресованные кусочки сахара-рафинада.