1. Студнеобразователи растительного происхождения

Студнеобразователи – вещества, способные к образованию при определенных условиях студней (гелей), особенность которых заключается в том, что они легко принимают любую придаваемую им форму, образуя при этом более или менее прочную структуру.
Агар – растительный клей, содержащийся в багряных морских водорослях, которые произрастают в прибрежных водах Тихого океана и Белого моря. Агар получают из водорослей, предварительно просушенных, путем вываривания в горячей воде при добавлении щелочи (получают клеевые бульоны). Затем растворы фильтруют, охлаждают до полного застудневания и обезвоживают сушкой или вымораживанием.

В химическом отношении агар – высокополимерное соединение типа полисахаридов, имеющее цепеобразную молекулу, состоящую из галактозы.

Агар является полиэлектролитом. Он почти не растворим в холодной воде, но набухает. В процессе набухания связывает от 4-х до 10-кратное количество воды к собственной массе. При нагревании агар растворяется полностью, осаждается спиртом или ацетоном.
Агар применяется в кондитерской области не только за счет высокой студнеобразующей способности, но главным образом за счет низкой температуры застудневания (30 оС). Поэтому процесс введения вкусовых добавок, содержащих органические кислоты, можно осуществлять при более низкой температуре, не боясь гидролитического расщепления. Кислоты вводят при температуре 50 оС.

Агар образует стандартный студень при соотношении:

• 0,85 % агара;
• 70 % сахара;
• остальное количество составляет вода.

Температура плавления 80 оС, температура застудневания 30 оС.
При введении сахара агаровый студень укрепляется.
Агароид получают из багряных водорослей, произрастающих на северо-западной части Черного моря. Студнеобразующая способность агароида близка по физико-химическим свойствам к агару, иногда к пектину.

Агароид обладает низкой студнеобразующей способностью (в 2-3 раза ниже, чем у агара). Агароид имеет высокую температуру застудневания 70 – 75 оС, обладает меньшей химической устойчивостью к действию органических кислот и обладает повышенной зольностью. В состав агароида входят галактоза, глюкоза, фруктоза, сера, натрий, калий, магний, йод.

Агароид хорошо растворим в холодной воде, гидрофильные свойства выражены слабее, чем у агара и пектина. Поэтому стойкость агароидных студней к высыханию и засахариванию в процессе хранения ниже, чем у агара и пектина.

Агароид образует стандартный студень при соотношении:

• 3 % агароида;
• 67 % сахара;
• остальное количество составляет вода.

Температура застудневания агароидного студня в присутствии кислоты составляет 70 – 75 оС, температура плавления – 25 – 30 оС.
При подкислении агароидных студней, для того чтобы избежать гидролитического расщепления студнеобразующих веществ и сахарозы, вводят буферные соли, которые снижают температуру застудневания агароидного студня и блокируют действие кислот.

Пектиновые вещества – представляют собой углеводы высшего порядка, состоящие из остатков галактуроновой кислоты, соединенных гликозидной связью, и являющиеся составной частью фруктов, ягод, овощей, стеблей, листьев, корней. Пектин используется в нативном состоянии и в виде высушенного препарата.
К пектиновым веществам относятся пектин, протопектин, пектовая и пектиновая кислоты. Все эти вещества, у которых первичная спиртовая группа окислена в карбоксильную группу – степень этерефикации. Молекулы пектиновых веществ имеют линейную структуру и построены из остатков галактуроновой кислоты.

Пектин хорошо растворим в воде, при нагревании растворимость увеличивается. Пектин хорошо разрушается при действии щелочей, аскорбиновой кислоты, ультрафиолетовых и рентгеновских излучений.
Студнеобразующая способность пектина обусловлена свойствами высокомолекулярного соединения, растворимого в воде. Она зависит от молекулярной массы, от степени полимеризации молекул, содержания свободных карбоксильных групп и степени замещения их водорода, который может быть замещен теми или иными катионами (катионами кальция, натрия).

Особенности пектина в образовании студня заключается в следующем: пектин образует студни только в присутствии сахара и кислоты.

Молекулы пектина заряжены отрицательно. За счет того, что пектин обладает свойством гидрофильности, отрицательные молекулы имеют гидратную оболочку. Чтобы они были готовы к образованию студня, надо лишить их гидратной оболочки, для этого в раствор вводится кислота, которая диссоциирует на ионы водорода, посредством которых происходит соединение одноименно заряженных молекул пектина. Образование пектинового каркаса происходит за счет ионов водорода. Регулируя количество сахара и кислоты, можно регулировать прочность студня.

Рисунок 30 – Схема образования структуры пектина

Только в том случае, если в пектине карбоксильные группы метоксилированы, пектин имеет способность образовывать студни.
Нормальный пектин (содержание метоксилированных групп не ниже 5 – 8 %) имеет способность образовывать студень при 60 % сахара в растворе. Если содержание метоксилированных групп ниже 60 %, то достаточно будет 35 % сахара в растворе для того, чтобы пектин образовал студень. Упрочнение студня пектина можно получить за счет введения поливалентных металлов (соли кальция и магния).

Пектин образует стандартный студень при соотношении:

• 0,8…1,2 % – содержание пектина;
• 0,8…1,0 % – кислотность в пересчете на яблочную кислоту.
• 65…70 % сахара;
• рН от 3-3,8;
• температура застудневания 70 оС.

Модифицированный крахмал получают из обыкновенного крахмала путем слабокислого или ферментативного гидролиза, при этом молекулярная масса крахмала, температура его клейстеризации и вязкость крахмального раствора снижаются.
После выстойки крахмального студня (3-4 часа) образуется более или менее прочная структура. Модифицированный крахмал образует студень при 10%-ной концентрации его в растворе, массу необходимо уваривать до содержания сухих веществ 80…90 %.

Альгинат (альгиновая кислота) получают из бурых водорослей вида ламинарии (морская капуста). Альгиновая кислота нерастворима
в спирте и органических кислотах, разрушается при нагревании (теряет способность к студнеобразованию). Альгиновая кислота приме-
няется при производстве майонеза, мороженого.

Фурцеларан – желирующее вещество, полученное из фурцеллярии, близок к агароиду по содержанию золы и сульфат-ионов. Одна сульфогруппа приходится у фурцеларана на 3-4 галактозных остатка.
В гидролизатах фурцеларана содержится D-галактоза и α-галактоза, глюкоза, фруктоза, ксилоза.
По химическому составу и свойствам он близок к агароиду.

Прочность студня в 1,25 – 1,5 раза меньше, чем у агара, но больше, чем у агароида. Фурцеларан лучше растворяется в горячей воде, менее чувствителен к кислоте, чем агароид.

2. Студнеобразователи животного происхождения

Желатин получают путем выпаривания костных тканей, хрящей.
Основой желатина является глютин – сложное белковое соединение, получаемое в результате теплового гидролиза коллагена, который содержится в костных хрящах.
Желатин не растворим в воде; эфире; при нагревании размягчается, а затем обугливается. В холодной воде желатин набухает, а при нагревании переходит в раствор. Температура плавления 15 оС, температура застудневания 8…10 оС. Для образования стандартного студня необходимо до 10 % желатина. При температуре более 60 оС желатин теряет способность к студнеобразованию. Желатин чувствителен к действию органических кислот (гидролиз).

3. Полуфабрикаты, содержащие студнеобразователи.

Производство фруктово-ягодного пюре
На рис. 31 представлена технологическая схема процесса производства фруктово-ягодного пюре.

Рисунок 31 – Технологическая схема производства фруктово-ягодного пюре 

Яблоки в ящиках 1 взвешивают на весах 2 и направляют на транспортер 3, где их отбирают и сортируют по размерам. Цель сортировки состоит в том, чтобы удалить непригодные для производства плоды, разделить яблоки по степени зрелости, окрашенности и по размерам. Затем яблоки моют в ваннах 4 или под душем 5. Окончательная мойка осуществляется в установке 7. В ней вода интенсивно перемешивается воздухом, нагнетаемым вентилятором 6. В результате мойки поверхность плодов очищается от загрязнений, микрофлоры и веществ, которыми опрыскивали плодовые деревья.

После мойки яблоки замачивают в больших чанах в холодной воде в течение 8 – 24 ч. Свежие яблоки, находящиеся в воде, получают
значительно меньше питания кислородом извне, чем плоды, находящиеся в воздухе. При этих условиях дыхание плодов происходит в
основном за счет кислорода, содержащегося в самой ткани плодов. В результате уменьшается окисление витамина С и дубильных веществ
(ферментативные процессы, для которых нужен воздух), что способствует получению более светлого пюре.

Затем яблоки поступают в валковую дробилку 9 по нории 8, где они дробятся. Дробленые яблоки поступают в шпаритель 10. Внутри шпарителя находится перфорированная трубка 11, в которую подается пар под избыточным давлением 110 – 120 кПа, яблоки ошпариваются в течение 15 – 25 мин. Под действием высокой температуры содержащейся в яблоках яблочной кислоты происходит гидролиз протопектина, который затем превращается в пектин, обладающий студнеобразующей способностью. Более длительная обработка разрушает пектин. Процесс необходимо вести так, чтобы вызвать гидролиз протопектина и не допустить разрушение пектина.

Тепловая обработка стерилизует продукт, убивает микрофлору.
На поверхности яблок могут находиться дрожжевые грибки, плесневые бактерии. Они разрушают ценные составные части яблока (сахар, пектин, кислоты). При температуре 100 оС дрожжи и микроорганизмы погибают, а при температуре 115 – 120 оС и продолжительном нагреве погибают и споры. Под действием высоких температур предотвращается ферментативное окисление дубильных веществ и яблоки не темнеют. Разрушаются ферменты, которые вызывают гидролиз пектиновых веществ. Вот почему при нормальном хранении студнеобразующая способность пюре сохраняется.

Ошпаренные яблоки поступают в протирочную машину 12 с диаметром отверстий перфорированного барабана 2 и 1 мм. В ней дробленая мякоть продавливается лопастями через отверстия внутреннего перфорированного барабана и при этом отделяется от семян и семенных коробок. Далее ее охлаждают до температуры 35 оС, чтобы предотвратить инверсию сахара.

Консервирование пюре сернистым ангидридом: в пюре подаетсясернистый ангидрид (SO2) в количестве до 0,2 % от массы пюре, продолжительность сульфитации 2 мин. Сернистый ангидрид, соединяясь с водой пюре, образует сернистую кислоту (H2SO3), которая выступает в роли консерванта.
Для консервирования пюре вместо сернистого ангидрида можноприменять натриевую соль и аммонийную соль бензойной кислоты (так как бензойная кислота не растворима в воде, то используют ее соли) в виде 10 – 20 %-ного горячего раствора с температурой 70 – 80 оС в количестве от 0,07 до 0,1 %. А также можно применять сорбиновую кислоту в количестве 0,07 % к массе пюре.

Также в производстве используют уплотненное или сухое пюре,которое получают из яблочного пюре путем уваривания до 15 – 17 % или при сушке до содержания сухих веществ 90 – 95 %.
Пульпа – это плоды или ягоды, целые или нарезанные, с неудаленной или удаленной сердцевиной, залитые раствором консерванта, 70 %-ным раствором сахара, замороженные или стерилизованные (стерилизация производится в самой таре после закупоривания).

Приготовление подварок

Подварки получают путем уваривания фруктового или ягодного пюре с сахаром до содержания сухих веществ не менее 69 %. При содержании в полуфабрикате 65 % сухих веществ задерживается развитие микробиологических процессов, вызывающих их порчу. Консервирующим средством является сахар.

Перед увариванием пюре вторично протирают на протирочной машине через сито с диаметром отверстий 0,6-1,0 мм и смешивают с просеянным сахаром в соотношении 1:1. Смесь уваривают в вакуумаппаратах. Уваренную массу необходимо быстро охладить до температуры 30 оС, чтобы избежать глубокого распада сахаров, продукты
которых вызывают потемнение подварки, а также улетучивание ароматических веществ. Для охлаждения применяют мешалки с водяным охлаждением.

Приготовление припасов

Ягоды освобождают от плодоножек, осторожно моют в холодной воде и протирают в машинах без предварительной шпарки. Цитрусовые плоды моют, сортируют, калибруют. Затем с плодов снимают цедру и используют для изготовления припасов, а остальную часть плодов – для приготовления подварок.
Припасы готовят горячим и холодным способом. При горячем способе свежеприготовленное пюре смешивают с сахаром в соотношении 1:1, заливают в стеклянные или жестяные банки и стерилизуют теплом. Содержание сухих веществ – 55 – 60 %.

При консервировании холодным способом для повышения микробиологической стойкости добавляют пищевую кристаллическую кислоту, чтобы кислотность пюре была не менее 5 %. Смешивают с сахаром в соотношении 1:1,5 или 1:2,0 (1:5,0) в зависимости от содержания влаги в пюре.
Цедру цитрусовых плодов смешивают с сахаром в соотношении 1:1,5 и перетирают на гранитных вальцовых машинах.

Хранение фруктово-ягодных полуфабрикатов

Хранение фруктово-ягодных полуфабрикатов в бочковой таре осуществляется в складских помещениях при температуре 1-2 оС и относительной влажности воздуха 70 – 80 %. Бочки укладывают в штабеля по 2, 3, 4, 5 рядов с перестилкой ярусов бочек деревянными досками. Между штабелями или рядами, в которых сложены отдельные партии пюре, а также вдоль стен, оставляются проходы шириной около 0,75 м.

Подварки, припасы, затаренные в бочки, бутыли, жестяные банки, хранят в холодильных камерах при температуре 6 – 8 оС.
При хранении фруктово-ягодных полуфабрикатов необходимо периодически контролировать содержание сухих веществ, консерванта и микроорганизмов. При необходимости своевременно проводить
доконсервирование.