Xreferat.com » Рефераты по технологии » Технология производства и товароведная оценка разных сортов мармелада

Технология производства и товароведная оценка разных сортов мармелада

семейства имбирных. На кондитерские фабрики куркума поступает в виде высушенных кусков или тонко измельченного порошка. Куркума не растворяется в воде, поэтому используется в виде спиртового настоя.

Студнеобразователи — вещества, применяемые в кондитерской промышленности в качестве специальных агентов для получения студнеобразной структуры мармеладных изделий и желейных конфет, а также для стабилизации пенной структуры пастильных изделий, корпусов сбивных конфет. Основное требование, предъявляемое к студнеобразователям, заключается в том, чтобы при введении в незначительных количествах образовывать достаточно прочные кондитерские студни, не влияя в то же время на вкус, запах и цвет готового продукта. К ним относят агар, агароид, фурцеллоран, пектин.

Агар — это студнеобразователь, получают его из морских водорослей анфельция, произрастающих в Белом море и Тихом океане.

Агар представляет собой полисахарид, основой которого является галактоза. Кроме того, в состав агара входят сера, кальций, магний, фосфор и др. элементы. Агар очень незначительно растворяется в холодной воде, но набухает в ней. При этом воздушно-сухой агар связывает воду в 4-10-кратном количестве к его массе. В горячей воде агар образует коллоидный раствор. Такие растворы при остывании превращаются в студень. Студни, приготовленные на основе агара, в отличие от всех других студнеобразователей обладают стекловидным изломом. Способность растворов агара образовывать студни значительно уменьшается при нагревании их в присутствии кислот.

Получение агара из водорослей ведут следующим образом. Водоросли очищают от механических примесей, промывают и замачивают в воде. Затем их вываривают при добавлении щелочи. Полученный отвар (экстракт) профильтровывают и охлаждают до образования студня. Студень режут и обезвоживают вымораживанием. Вместо застудневания, резки и вымораживания иногда применяют сушку экстракта на барабанных или распылительных сушилках. В кондитерской промышленности агар используют для получения желейного мармелада, в т.ч. лимонных и апельсиновых долек, производстве пастилы, зефира и некоторых видов конфетных корпусов.

Сам агар и его водный раствор не должны иметь постороннего запаха и вкуса. Важнейший показатель качества агара — это студнеобразующая способность, которую определяют по прочности получающегося студня.

Агар упаковывают в бумажные (3-5-слойные) мешки или ящики. Его необходимо хранить в чистом, сухом, хорошо проветриваемом складе, без резких колебаний температуры, при относительной влажности воздуха не выше 80%.

Фурцелларан. В последние годы из водорослей типа фурцеллярия, которые произрастают в Балтийском море, начато производство студнеобразователя, который называют фурцеллараном. Химическая природа этого студнеобразователя сходна с природой агара и агароида.

В основе молекулы фурцеллорана лежит цепочка из галактозы. Количество сульфатных групп у фурцеллорана меньше, чем у агароида, но больше, чем у агара.

По качеству этот студнеобразователь значительно уступает агару. Для получения прочного студня необходимо вводить его в кондитерские изделия в 1,5-2 раза больше, чем агара. Фурцеллоран используют в производстве желейного мармелада и желейных конфет.

Агароид (черноморский агар). Этот студнеобразователь получают из водорослей филлофора, произрастающих в Чёрном море. Как и агар, агароид плохо растворим в холодной воде, в горячей образует коллоидный раствор. Его способность к студнеобразованию значительно уступает студнеобразующей способности агара.

Студни, полученные с применением агароида, имеют затяжистую консистенцию и не имеют стекловидного излома, характерного для агара. Температура застудневания у студня на агароиде значительно выше, чем у студня. Приготовленного с применением агара. Для снижения температуры застудневания в рецептуру вводят лактат натрия или кислый фосфат натрия. Водоудерживающая способность у агароида слабее, чем у агара, поэтому стойкость его студня к высыханию и засахариванию ниже, чем у студня, приготовленного на агаре. Технологическая схема производства агароида близка к схеме производства агара. Агароид, как и агар, представляет собой полисахарид, построенный на основе галактозы. Основное отличие агароида от агара в химическом составе выражается значительно большим содержанием серы. Требования к упаковке и хранению агароида аналогичны требованиям для агара.

Пектин. Пектиновые вещества широко распространены в природе. Они являются составной частью растительной ткани и входят в состав стеблей, корней, плодов, листьев и др. частей растений. В некоторых частях растений пектиновые вещества составляют до 35% сухого вещества. Пектиновые вещества являются сложными полисахаридами, главным структурным компонентом которых является галактуроновая кислота. Значительная часть остатков галактуроновой кислоты соединены с метильными группами. Молекулярная масса пектина колеблется от 25000 до 1000000. В растениях содержатся два основных вида пектиновых веществ: протопектин, нерастворимый в воде, спирте и эфире, и пектин, растворимый в воде. При гидролизе, которым сопровождается созревание плодов, протопектин частично превращается в пектин. Пектин - белый порошок, который в воде образует коллоидный раствор большой вязкости. Пектин может быть выделен из раствора спиртом или ацетоном.

В кондитерской промышленности используется свойство пектина образовывать в присутствии кислоты и сахара прочные студни.

Студнеобразующая способность у пектинов различной природы значительно отличается. Лучший пектин можно получить из яблок и корочки цитрусовых. В промышленности пектин производят из яблочных выжимок и вытерок, из корочки цитрусовых и свекловичного жома. Значительную часть пектина вырабатывают из свекловичного жома. При извлечении пектина из сырья протопектин разрушают нагреванием с соляной кислоты и образующийся при этом пектин осаждают спиртом или другим методом. Студнеобразующая способность пектина зависит от длины полисахаридной цепочки, т.е. от молекулярной массы и степени его метоксилирования (от количества метоксильных групп, входящих в состав его молекулы). По сравнению с агаром пектин менее чувствителен к нагреванию в присутствии кислоты. Порошкообразный пектин упаковывают в деревянную, жестяную или картонную тару. Пектин хранят при температуре 18-20°С и относительной влажности воздуха не более 75%.

Яйца и яйцепродукты широко применяются в кондитерском производстве. Используют как натуральные яйца, так и различные яйцепродукты (меланж, яичный порошок, яичный белок, яичный желток и др.). Особенно велико применение яиц и яйцепродуктов в производстве мучных кондитерских изделий. Наряду с повышением питательных и вкусовых достоинств введение яиц придаёт изделиям, особенно таким, как различные виды печенья и вафель, пористость, хрупкость, рассыпчатость. Желток яйца содержит лецитин, являющийся эмульгатором. Благодаря этому структура теста и изделий из него значительно улучшаются. Яичный белок является хорошим пенообразователем, поэтому его широко применяют в производстве пастилы и зефира, сбивных конфет, безе и других изделий и полуфабрикатов.

В кондитерском производстве широко используют куриные яйца. Утиные и гусиные яйца применяют значительно реже и только для изделий, в технологию которых входит выпечка.

Яйцо представляет собой крупную яйцеклетку, которая содержит питательные вещества, необходимые для развития зародыша. Яйцо состоит из трёх основных частей (в %): белка — около 58, желтка — около 31, скорлупы — около 11. Яйцо имеет эллипсоидальновытянутую форму, отношение длины к его наибольшему диаметру колеблется в довольно значительных пределах и составляет в среднем 1,3. Цвет скорлупы от белого до темно-коричневого. Масса яиц зависит от вида, породы, возраста птицы, условий её кормления, а также содержания и колеблется в широких пределах (чаще всего от 40 до 60г).

Белок содержит большое количество воды, а сухое вещество его почти полностью состоит из белковых веществ, также в белок входят в незначительных количествах глюкоза, соли, ферменты. Если белок нагреть до 58-65°С, он свёртывается. Желток содержит большое количество жира и значительное количество белковых веществ. Кроме того, в состав желтка входят фосфатиды (лецитин) и в небольших количествах глюкоза, соли, красящие вещества витамины и ферменты.

Яйца в зависимости от срока хранения, качества и массы подразделяются на диетические и столовые. К диетическим относят яйца массой 44г и более в течение 7 суток после снесения. К столовым относят яйца массой 43 г независимо от срока хранения и массой 44г и более по истечении 7 суток после снесения. В свою очередь, столовые яйца в зависимости от условий и сроков хранения подразделяют на три типа: свежие, холодильниковые и известкованные. Свежие яйца отличаются от холодильниковых температурой и сроком хранения: свежие хранятся при температуре от -1 до -2°С в продолжение 30 суток, а холодильниковые хранят при температуре от-1 до -2°С более 30 суток. Известкованные яйца хранят в известковом растворе. Яйца массой менее 43г носят название «мелкие»; их на категории не подразделяют и применяют для промышленной переработки. Также для промышленной переработки могут быть использованы яйца с загрязнённой скорлупой.

Яйца следует хранить при температуре от -1 до -2°С при относительной влажности воздуха 85-88%. Яйца упаковывают в ящики или в специальные короба.

Яичные мороженые продукты. К яичным мороженым продуктам относят яичный меланж, желток и белок. Яичный меланж представляет собой освобождённую от скорлупы смесь яичных белков и желтков в естественной пропорции, профильтрованную, тщательно перемешанную и замороженную в специальной таре. Иногда в меланж вводят 0,8% поваренной соли или 5% сахара. Яичный желток мороженный представляет собой освобождённый от скорлупы и желтка белок, профильтрованный, перемешанный и замороженный в специальной таре.

Химический состав мороженых яичных продуктов (меланж, желток, белок) аналогичен химическому составу соответствующих частей куриного яйца, из которого они приготовлены.

Желток и соответственно в некоторой части меланж при замораживании подвергаются небольшим изменениям. Этот необратимый процесс носит название «желатинизация» желтка. Желток превращается в густую губчатую вязкую массу. Это связано с потерей лецитино—белковым комплексом значительного количества воды, которая теряется при оттаивании. При длительном хранении этот процесс усиливается. Введение поваренной соли и сахара уменьшает интенсивность этого процесса. При этом получается меланж более яркого цвета и более жидкой яркого цвета и более жидкой консистенции.

К качеству яичных мороженых продуктов предъявляются следующие требования. Цвет в мороженом состоянии у меланжа тёмно-оранжевый, к желтка палево-жёлтый, у белка от беловато-палевого до желтовато-зелёного. Вкус и запах, свойственные данному продукту без посторонних. Консистенция — в мороженом состоянии твёрдая. После дефростации, у меланжа — жидкая, однородная, у желтка — густая, но текучая масса; у белка — жидкая. Вкус меланжа, изготовленного с поваренной солью, слегка солоноватый, а у меланжа, изготовленного с сахаром, сладковатый, цвет более яркий, консистенция более жидкая, массовая доля соли не должна превышать 0,8, а сахара 5%.

Мороженый меланж, белок и желток следует хранить при минусовых температурах. Для оттаивания применяют ванны с тёплой водой (45, с продолжительностью 2,5-3ч). После вскрытия банок с продуктом его перецеживают через сита с ячейками размером не более 3мм и сразу используют в производстве.

Сухие яичные продукты. К сухим яичным продуктам относят яичный порошок, высушенный без разделения, сухой белок и сухой желток. Высушивание производят на вальцовых или распылительных сушилках.

Малая влажность сухих яичных продуктов позволяет хранить их продолжительное время. Сухие яичные продукты применяют в основном для различных мучных кондитерских изделий. Сухой белок широко используют в производстве пастильно-мармеладных изделий, сбивных конфет, сбивных карамельных начинок. Наиболее широко применяют яичный порошок, для которого используют свежие или холодильниковые яйца.

Яичный порошок получают высушиванием яичной массы в распылительных сушилках. Температура воздуха в таких сушилках достигает 130-135°С. Однако, яичная масса при сушке быстро теряет влагу, и её температура при этом не превышает 44-47°С, что очень важно для последующего использования яичного порошка, так как при этих условиях белок яйца не свёртывается, а яичная масса при смешивании с тёплой водой хорошо восстанавливается.

Яичный порошок гигроскопичен. Он интенсивно поглощает воду из воздуха, в результате качество его резко снижается. В нём образуются крупинки и комки. Ухудшаются органолептические показатели (вкус и запах). Также отрицательно влияют на качество яичного порошка кислород воздуха и свет. Влажный яичный порошок плесневеет.

Срок хранения яичного порошка зависти от условий: при температуре ниже 20°С и относительной влажности воздуха 65-75% — 6 месяцев, а при температуре ниже 2°С и относительной влажности воздуха 60-70% — 2 года со дня выработки.

К качеству яичного порошка предъявляются следующие требования. Вкус и запах — свойственные высушенному яйцу, без посторонних привкусов и запаха. Цвет — от светло-желтого до ярко-жёлтого, однородный по всей массе. Структура — порошкообразная, допускаются комочки, которые легко раздавливаются. В яичном порошке нормируется массовая доля влаги, жира, белковых веществ, кислотность и растворимость.

Подготовка яичных продуктов к производству. Распаковка яиц, поступающих в ящиках, должна производиться в специально отведенном месте, изолированном от производственных участков. При выборке яиц из ящика их тщательно очищают и укладывают в решета для санитарной обработки. Обработка осуществляется в трехкамерной ванне. В первом отделении ванны яйца в решетах выдерживают в чистой теплой воде 9-10 мин. При сильном загрязнении скорлупы ее моют волосяными щетками. Во втором отделении ванны яйца выдерживают 20 мин. в аммиачном растворе азотнокислого серебра (2 мг раствора на 1 л. воды) или в 2%-ном растворе хлорной извести в течение 5 мин. В третьей ванне яйца хорошо промываются 2%-ным раствором питьевой соды и ополаскиваются теплой проточной водой в течение 5 мин.

Обработанные яйца разбивают и выливают отдельными порциями по 5 штук в специальные чашки. Это делается для того, чтобы по запаху и отсутствию частиц скорлупы определить их пригодность к употреблению. Далее их сливают через сито (размер ячеек сита не более 3 мм.) в боле емкую посуду.

В случае если отделяют белки от желтков, их также тщательно проверяют и процеживают через сито с размером ячеек не боле 3 мм.

Банки с замороженным меланжем, белком и желтком перед размораживанием тщательно обмывают щетками в ванне с теплой водой, а затем ставят в другую ванну с горячей водой на 2-3 ч. для оттаивания (температура воды не выше 45 °С).

Размороженный меланж, белок или желток, процеживают через сито с размером ячеек не боле 3 мм или протирают на протирочной машине с таким же размером ячеек и сливают в специальные бидоны.

Размороженные яичные продукты должны быть использованы в течение 3-4 ч.

1.5 Процессы, происходящие в изделиях при изготовлении и хранении

1.5.1 Общие физико-химические свойства кондитерских товаров

Большинство кондитерских изделий имеет некоторые общие физико-химические свойства. При изготовлении и хранении этих изделий в них происходят процессы в соответствии с рядом общих физико-химических закономерностей. Это обусловливается их составом: значительным содержанием сахаров, наличием жиров и азотистых веществ.

Особое значение имеют такие свойства, как желирование, гигроскопичность, способность находящихся в изделиях сахаров к кристаллизации, жиров — к прогорканию, азотистых веществ и углеводов — к изменению при нагревании и хранении. Эти свойства кондитерских изделий влияют на их качество, изменения при хранении.

1.5.2 Процессы, происходящие при изготовлении мармелада

Процессы желирования. Мармеладный студень представляет собой полутвердое тело, проявляющее од­новременно свойства твердого и жидкого тела. При разрезании ножом образует гладкие несклеивающиеся поверхности. Марме­ладный студень образуется в результате перехода золя пектина в гель.

Пектиновые вещества представляют собой сложные органиче­ские вещества — полимеры, относящиеся к группе углеводов. В со­став пектина входят цепеобразно соединенные молекулы галактуроновой кислоты С6Н10О7, которые частично этерифицированы ме­тиловым спиртом СН3ОН. Молекулярная масса пектина колеблет­ся от 20000 до 200000 и зависит от количества молекул галактуроновой кислоты, образующих удлиненную цепь. В зависимости от количества метоксильных групп СНз, включенных в молекулу пектина, пектины разделяют на низкометоксильные и высокометоксильные.

Особенностью пектиновых веществ является их способность об­разовывать при определенных условиях студни. Пектиновые веще­ства во фруктовом пюре, применяемом для изготовления мармела­да, находятся в растворенном состоянии. Однако равновесие, су­ществующее в таком растворе, зависит от энергии притяжения— сольватации — цепных молекул растворенного вещества, то есть пектина, к молекулам растворителя — воды и может быть наруше­но в результате изменения состава растворителя и температуры.

Если средняя энергия сцепления между молекулами полимера больше средней энергии их притяжения к растворителю и энергии теплового движения, то статически возникающие и распадающиеся в растворе полимеры, ассоциенты цепных молекул, превращаются в стойкие агрегаты с низкой растворимостью. В зависимости от степени концентрации и других условий такая система представ­ляет собой студень или плотный коагулянт. Студень имеет твердый каркас, состоящий из тонких нитей, представляющих собой частич­но ориентированные молекулы пектина. Объем каркаса может со­ставлять незначительную часть от объема студня, но придавать ему значительную твердость. Внутри каркаса находится жидкая фаза, в мармеладе состоящая из воды и сахара, в которой ионы электролитов движутся свободно, так же как и в растворе.

Условия образования пектинового студня зависят в основном от структуры пектина, от содержания влаги в растворе, рН среды и температуры. Вода, как правило, обеспечивает полную раствори­мость пектина, и для образования пектинового студня необходимо разбавить ее каким-либо «нерастворителем» или плохим раствори­телем. Таким нерастворителем в условиях мармеладного произ­водства является сахар. По данным других исследователей, сахар является дегидратирующим веществом, способствующим созданию необходимой концентрации пектина для перевода его из золя в гель.

Студнеобразующая сила пектина зависит, прежде всего, от энер­гии взаимосвязи его молекул, а также от количества сахара, вве­денного для уменьшения энергии сольватации.

Характеристикой студнеобразующей способности пектина яв­ляется количество сахара, необходимое для застудневания опреде­ленного количества 1%-ного раствора пектина при прочих равных условиях. Показателем студнеобразующей способности пектина является количество пектина, которое должно быть введено в са­харный сироп определенной концентрации для получения студня данной концентрации. Чем «сильнее» пектин, тем больше сахарного сиропа он может связать, поэтому концентрация сильного пектина в студне ниже, чем слабого. При хорошем фруктовом пюре, содер­жащем сильный пектин, каркас студня укрепляется, а от избытка сахара студень становится твердым.

Студнеобразующая способность пектина зависит от его молеку­лярной массы или степени полимеризации его молекул, а также от химических особенностей его молекул или от содержания в мо­лекуле свободных карбоксильных групп и степени замещения их водородов теми или иными катионами.

Желирующая способность пектина проявляется в кислой среде, и присутствие кислоты имеет большое значение для процесса студнеобразования пектина. Как известно, кислота в определенных количествах ускоряет процесс студнеобразования, однако ее роль в этом процессе пока недостаточно изучена.

Пектиновые кислоты, находящиеся в пектиновом комплексе фруктово-ягодного пюре, содержат наряду с метоксилированными карбоксильными группами, определенное количество карбоксиль­ных групп, в которых водород замещен ионами металлов из золя пюре. Эти соли пектиновых кислот не участвуют в процессе студ­необразования. Кислота, вводимая в студнеобразующий раствор, вытесняет пектиновые кислоты из их солей, в результате чего сво­бодные пектиновые кислоты получают способность к образованию пектинового студня. Количество кислоты, необходимой для студне­образования, зависит от природы кислоты, от количества и качест­ва пектина и от содержания сахара в мармеладной массе. Следует отметить, что в условиях мармеладного производства количества кислоты, содержащегося в яблочном пюре из зимних сортов яблок, бывает, как правило, достаточно для образования прочного студня.

Мармеладный студень получается из водных растворов пектина при условии, если в растворе содержится определенное количество пектина, сахара и кислоты при рН 2,8—3,2. В мармеладном произ­водстве возможны различные соотношения сахара, пектина и кис­лоты. Для образования студня необходимо 0,8—1,2% пектина, 0,8— 1% кислоты (в пересчете на яблочную) и 65—70% сахара. Желирующее яблочное пюре содержит примерно 1,1 1,2% пектина, 0,6—1,0% кислоты (в пересчете на яблочную), 6—10% сахара и около 85—90% воды. Пектина и кислоты в пюре вполне достаточно для образования мармеладного студня, тогда как сахара не хва­тает, а воды излишек. Поэтому в процессе производства к яблоч­ному пюре добавляется сахар в отношении: 1 часть сахара на 1 часть пюре.

При указанных соотношениях пюре и сахара, т. е. при загрузке 100 частей пюре и 100 частей сахара и содержании пектина и кис­лоты в пюре по 1%, содержание пектина в рецептурной смеси со­ставит 0,5%, содержание кислоты—0,5%. Этого количества пекти­на и кислоты недостаточно, но при уваривании смеси до содержа­ния влаги 30% вместо имеющихся 45% содержание пектина в мармеладном студне возрастает до 0,8% и кислоты до 0,8%, что вполне достаточно для образования желе.

В зависимости от содержания пектина в пюре и его качества соотношение пюре и сахара может колебаться в небольших преде­лах. На 1 часть пюре добавляют 0,8—1,2 частей сахара. Указанное соотношение зависит не только от содержания пектина в пюре, но и от количества кислоты. Некоторое влияние на рецептуру оказы­вает содержание в пюре дубильных веществ, золы и других ве­ществ. Обычно наряду с определением содержания пектина в пюре делают в лаборатории мармеладную пробу и на основании этого устанавливают рецептуру.

По новой схеме мармеладного производства, разработанной на московской кондитерской фабрике, в пюре до добавле­ния сахара вводится лактат натрия NаC3H5O3 или цитрат натрия Nа3C6H5O7. Указанные соли получаются нейтрализацией молочной или лимонной кислоты двууглекислой содой NaHCOз или кальци­нированной содой Nа2CO3.

Применение лактата натрия или цитрата натрия дает возмож­ность сдвинуть начало студнеобразования в сторону меньшей оста­точной влажности, а также уменьшить нарастание инвертного са­хара в процессе варки. Без применения лактата натрия массу при­ходилось уваривать до влажности 38—40%.

Количество добавляемого лактата натрия зависит от кислот­ности яблочного пюре, а также от желаемой длительности студне­образования. Чем выше кислотность пюре, тем больше надо вво­дить лактата натрия, и чем дольше должно происходить студнеобразование мармеладной массы, тем больше надо вводить лактата. При уваривании яблочно-сахарной смеси до остаточной влаж­ности 30% и при длительности студнеобразования около 30 мин добавляют от 0,15 до 0,35% лактата натрия к рецептурной смеси при содержании кислоты в яблочном пюре от 0,5 до 0,9 %. Так как лактат натрия и другие буферные соли сдвигают рН среды, то добавление их задерживает инверсию сахарозы в процессе варки, поэтому часто происходит засахаривание мармеладной массы от недостатка инвертного сахара. Для предупреждения засахаривания мармелада и образования грубой корочки в рецептурную смесь вводят заранее приготовленный инвертный сахар.

Введение буферных солей смещает рН в щелочную сторону на 0,3-0,8, вследствие этого ослабляется физиологическое ощущение кислотности и приходится добавлять кислоту в готовую мармеладную массу.

Гигроскопичность. Это свойство выражается в способности твердых и жидких тел при известных условиях поглощать водяные пары, находящиеся в воздухе. Гигроскопичность — свойство, присущее в той или иной степени всем растворимым в воде веществам, а также коллоидным капиллярно-пористым телам.

Явления гигроскопичности объясняются физико-химическими законами. Основное значение имеют упругость паров воды, находящихся в воздухе, и упругость паров воды над растворами гигроскопического вещества.

В процессе увлажнения различных продуктов, состоящих в основном из растворимых в воде веществ, например, при увлажнении мармелада, сахара и т.п. изделий, различают несколько стадий: первая стадия — сорбция водяных паров поверхностью продукта; вторая — частичное растворение продукта в поверхностном слое в поглощенной влаге и образование на поверхности слоя насыщенного раствора, имеющего при данной температуре определенную упругость пара; третья — взаимодействие образовавшегося слоя с окружающим воздухом. Если упругость паров над раствором поверхностного слоя меньше, чем упругость паров окружающего воздуха (Рр<Рв), то этот слой поглощает влагу из воздуха до наступления рав­новесия между упругостью паров над раствором и воздуха. Если упругость паров над раствором больше, чем упругость паров окружающего воздуха (Рр>Рв), то происходит потеря влаги. Если же упругости паров воздуха и паров над насыщен­ным раствором равны (Рр=Рв), то не будет ни поглощения, ни потери влаги в поверхностном слое.

Наряду с указанными стадиями в гигроскопичных продук­тах рассматриваемого типа будут происходить вторичные про­цессы. Если образовавшийся на поверхности слой раствора на­сыщенный, он может растворять находящийся под ним продукт с образованием пересыщенного раствора. Если раствор будет ненасыщенным, в нем может происходить диффузия влаги с по­верхности внутрь с дальнейшим растворением находящегося внутри продукта. Образованию пересыщенных растворов будут способствовать колебания температуры в помещении, где хранятся изделия. При повышении температуры раствор, особенно если в нем преобладает сахароза, будет становиться ненасыщенным, так как растворимость сахарозы и большинства других растворимых углеводов с повышением температуры зна­чительно возрастает. При понижении температуры раствор сделается перенасыщенным. В нем будет происходить кристал­лизация сахара.

Если относительная влажность окружающего, воздуха на­столько высока, что упругость паров воздуха больше упругость паров над насыщенным раствором, поверхностный слой раствора будет поглощать влагу из воздуха до тех пор, пока упругости паров воздуха и раствора не станут одинаковыми. В этом случае наступит динамическое равновесие по влажности между поверхностным слоем и окружающим воздухом. Однако по­верхностный слой уже не будет насыщенным, в нем происходит диффузия воды, которая растворяет находящийся внутри про­дукт. Изменение (повышение) концентрации раствора вызовет нарушение равновесия между ним и окружающим воздухом, что поведет к дальнейшему поглощению влаги и, следова­тельно, растворению продукта. В результате при этих условиях продукт будет все больше увлажняться, вплоть до полного его растворения.

Протекание процессов увлажнения гигроскопичных продук­тов в практических условиях может усложняться. Так, если температура окружающего воздуха выше, чем у продукта, то при достаточно высокой относительной влажности может про­исходить конденсация влаги из воздуха на более холодном про­дукте с образованием на поверхности раствора. Дальнейшие процессы происходят в соответствии с указанным выше.

Процесс сорбции пара (поглощение паров воды колло­идным капиллярно-пористым телом)—сложный процесс. Он состоит из процесса диффузии пара из окружающей среды к По­верхности вещества (сорбента), процесса внутренней диффузии пара по капиллярно-пористой системе сорбента и адсорбции-явления самопроизвольного сгущения в поверхностном слое массы вещества, понижающего своим присутствием поверхностное натяжение.

Здесь уже не происходит вторичных процессов собственно растворения вещества в поверхностном слое. Однако после ад­сорбции влаги обычно следуют явления ее капиллярной кон­денсации и осмотического поглощения сложно построенными коллоидными частицами. Капиллярная конденсация в процессе сорбции основана на понижении давления насыщенного пара над вогнутыми менисками капилляров, присущих этим коллоидным телам. Наибольшее количество влаги, которое может принять материал, находясь в атмосфере влажного воздуха, является максимальной сорбционной влагоемкостью пористого сорбента в паровоздушной среде. Эта максимальная сорбционная влагоемкость называется гигроскопической, или равновесной, влажностью.

Высыхание ряда изделий происходит в тех случаях, когда влажность их выше, чем гигроскопическая влажность, чем упругость паров над раствором, входящим в состав изделий (Рр>Рв). Высыха­ние изделий часто сопровождается кристаллизацией сахаров— засахариванием.

Кристаллизация сахаров. Засахаривание наблюдается во многих кондитерских изделиях. На образование кристаллов са­хара, как и других растворимых в воде кристаллизующихся ве­ществ, влияет ряд факторов, что видно из следующего уравне­ния для скорости кристаллизации:

где К— скорость кристаллизации;

Т — температура (абсолютная);

С—концентрация сахара в кристаллизующемся пере­сыщенном растворе;

с—концентрация сахара в насыщенном растворе;

—вязкость среды;

r—путь диффундирования сахара между зонами рас­твора с концентрациями С и с;

k—некоторая постоянная величина.

Скорость кристаллизации тем больше, чем выше температура, больше избыточное пересыщение (С—с), меньше вязкость раствора и путь диффундирования сахара. Скорость кристал­лизации понижается при увеличении количества примесей (не сахаров). Содержание сухих веществ в насыщенном сахарном растворе тем больше, чем больше примесей содержится в нем, поэтому и вязкость таких растворов больше.

Необходимым условием кристаллизации является наличие достаточного количества центров кристаллизации, иначе даже сильно пересыщенный раствор не будет кристаллизоваться. Центры кристаллизации, если их нет в жидкой среде, могут самопроизвольно возникать в ней при некоторых условиях благо­даря наличию в жидкости гетерофазных флуктуаций—небольших участков, имеющих такое же расположение молекул, как в кристалле. Они могут возникать и на посторонних примесях.

Переход вещества при его охлаждении из расплавленного состояния в стеклообразное облегчается в ряде случаев. Имеет значение величина энергии, затрачиваемой на образование по­верхности раздела между жидкой и твердой фазами. Если кри­сталлик меньше некоторого критического размера, эта поверхностная энергия превышает выигрыш в энергии, связанный с переходом в более устойчивое состояние. Поэтому энергетически более выгодным и, следовательно, вероятным будет разрушение кристаллика. При больших переохлаждениях жидкости скорость роста кристалликов становится для ряда веществ практически равной нулю, что соответствует переходу в стек­лообразное состояние. Необходимым условием такого перевода является малая подвижность в это время молекул в данном веществе.

Ряд факторов способствует кристаллизации и ускоряет ее. Понижение температуры ускоряет кристаллизацию из раствора, так как растворимость сахаров при этом значительно уменьшается и влияет сильнее, чем повышение вязкости и прямое действие понижения температуры в соответствии с уравнением. Уменьшение влажности изделий, их высыхание

Похожие рефераты: