Характеристика и анализ сырья кондитерского производства
advertisement
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра технологии хранения и переработки растениеводческой продукции Методические указания для проведения лабораторно-практических работ по дисциплине «Технология кондитерских изделий функционального назначения» Характеристика и анализ основного сырья кондитерского производства для студентов, обучающихся по специальности 110305.65 «Технология производства и переработки с.-х. продукции» (методические указания разработаны в рамках инновационной образовательной программы «Производство, переработка и сертификация растениеводческой продукции») Краснодар 2009 2 Методические указания подготовлены преподавателями кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции: д.т.н. проф. Сокол Н.В., асс. Гайдуковой О.П., Храмовой Н.С. Рецензент д.т.н., проф. Родионова Л.Я. Одобрены на заседании методической комиссии факультета перерабатывающих технологий Протокол № 6 от 12 февраля 2009 г. 3 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Характеристика основного сырья кондитерского производства При производстве кондитерских изделий используется разнообразное сырье: сахар, крахмал, патока, фруктово-ягодные заготовки, какао-бобы, мука, маслосодержащие ядра, жиры, молочные, яичные продукты и др. Благодаря высокой калорийности применяемого сырья кондитерские изделия обладают повышенной пищевой и энергетической ценностью. Кроме того, отдельные виды сырья оказывают влияние на формирование структуры кондитерских изделий или являются основными структурообразователями. Так, сахар (сахароза) образует мелкокристаллическую структуру помадных конфет, корочку ликерных корпусов, влияет на структурномеханические свойства теста для печенья. Доля сахара в кондитерских изделиях колеблется от 50 % (шоколад, ирис) до 75 % (леденцовая карамель). Патока – антикристаллизатор, при использовании определенного ее количества получают аморфную структуру карамели; меняя соотношение сахара и патоки в рецептуре помадных конфет, можно регулировать процесс кристаллизации и получать готовые изделия заданной (необходимой) структуры. Фруктово-ягодные заготовки являются основным сырьем при производстве пастило-мармеладных изделий (получение студнеобразной структуры за счет пектиновых веществ), используются при получении конфет, а также начинок для карамели, шоколада, печенья вафель. Какао-бобы – основное сырье для производства шоколадной продукции. Какао-масло, которое получается при переработке какао-бобов, является основным структурообразователем шоколадных изделий и шоколадной глазури. Орехи используются в больших количествах при производстве конфет на ореховой основе, начинок для карамели и шоколада, а также для производства мучных кондитерских изделий. Ореховое сырье значительно повышает пищевую и энергетическую ценность кондитерских изделий за счет большого содержания жира, белков, минеральных веществ, витаминов и т. д. Жиры широко применяют в кондитерской промышленности не только для повышения пищевой ценности, но и в качестве структурообразователей для большинства жиросодержащих кондитерских изделий (пралиновые конфеты, сбивные, кремовые, шоколадные изделия). При производстве печенья и других мучных кондитерских изделий жиры оказывают значительное влияние на образование определенной структуры теста и готовых изделий. Мука – основное сырье для мучных кондитерских изделий, может образовывать различные структуры в зависимости от рецептуры изделий и технологических параметров их приготовления. 4 Продукты экструдированных круп (ПЭК) и многокомпонентные порошкообразные фруктово-овоще-ягодные полуфабрикаты используются для снижения сахароемкости кондитерских изделий, обогащения их витаминами, пищевыми волокнами, минеральными веществами, а некоторые порошки в качестве натуральных пищевых красителей. Все сырье должно соответствовать требованиям нормативной документации. При производстве кондитерских изделий отдельные виды сырья смешивают в необходимом соотношении и перерабатывают в различные полуфабрикаты, из которых затем изготавливаются сами изделия. При этом показатели качества готовых изделий и их изменение в процессе хранения в значительной степени определяются химическим составом и свойствами сырья. При поступлении на предприятие каждая партия сырья имеет сопроводительные документы – сертификаты соответствия и качества, однако в лаборатории фабрики все сырье подвергают технохимическому контролю в соответствии с требованиями НД. Лабораторная работа № 1 Анализ качества сахара-песка Цель работы – определить качество сахара-песка на соответствие требованиям государственного стандарта. Задачи работы: изучить теоретический материал по данной теме; ознакомиться методиками анализа качества сахара-песка, научиться определять качество сахара-песка. 1. Основные теоретические положения Сахар-песок – практически чистая сахароза (99, 75%), поэтому его свойства определяются свойствами последней. Сахароза представляет собой дисахарид – соединение глюкозы и фруктозы (посредством α-1,2-гликозидной связи). Легкая расщепляемость сахарозы и способность легко инвертироваться объясняется наличием у сахарозы неустойчивого фуранового кольца. Сахароза вращает плоскость поляризации право. Под влиянием кислот сахароза в водном растворе, присоединяя воду, распадается на глюкозу и фруктозу. Эта реакция называется инверсией, так как образующаяся смесь – инвертный сахар – обладает левовращающей способностью за счет высокого левого вращения фруктозы. На продолжительность инверсии оказывает влияние рН сахарозы. При увеличении рН процесс инверсии замедляется. Наиболее устойчива сахароза при рН 8,0...8,5. 5 В воде сахароза хорошо растворяется и с повышением температуры растворимость быстро растет; в абсолютном этиловом спирте она не растворяется. Сахароза относится к нередуцирующим сахарам и практически не восстанавливает меднощелочные растворы, мало гигроскопична и начинает поглощать воду при относительной влажности воздуха более 90 %. 2. Методика проведения работы 1. 2. 3. 4. 5. Внимательно выслушать пояснения преподавателя по теме. Получить задание у преподавателя. Изучить методики поведения анализа. Провести анализ качества образца сахара-песка, согласно заданию. Ответить на контрольные вопросы. С целью изучения методов технохимконтроля качества сахара-песка необходимо определить органолептические и физико-химические показатели сахара-песка в соответствии с требованиями ГОСТ 21-94 «Сахар-песок». Определение цвета, сыпучести. Образец испытуемого сахара рассыпают тонким слоем на темной доске или бумаге и рассматривают невооруженным глазом при дневном свете. При оценке сыпучести сахара-песка обращают внимание на наличие комков непробеленного сахара и посторонних примесей. Определение чистоты, вкуса раствора сахара-песка. Навеску в 25 г сахара-песка растворяют в 100 см3 теплой дистиллированной воды в химическом стакане с гладкими прозрачными стенками. Раствор охлаждают, определяют его прозрачность. Дегустируют охлажденный раствор небольшими глотками, задерживая его на некоторое время во рту. Определение запаха сахара. Заполняют чистую стеклянную банку вместимостью 200 см3 с пришлифованной пробкой на 3/4 объема раствором, содержащим 25 г сахара в 100 см3 дистиллированной воды. Банку с раствором выдерживают при комнатной температуре (около 20 0С) в течение 1 ч. Открыв пробку, сразу определяют запах сахара на уровне края горлышка банки. Определение массовой доли влаги в сахаре-песке. Определение проводят высушиванием. Метод основан на высушивании навески до постоянной массы. Пустую бюксу прокаливают в течение 30 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,0002 г. В бюксу помещают 10 г сахара-песка, закрывают крышкой и взвешивают с той же погрешностью. Навеску высушивают до постоянной массы при открытой крышке в сушильном шкафу при температуре 105 0С. Высушивание начинают с температуры 50 0С, постепен- 6 но повышая ее до указанных пределов в течение 30 мин. Первое взвешивание проводят через 2 ч, последующие – через каждый час в процессе сушки. Перед каждым взвешиванием бюксы с навесками охлаждают в эксикаторе. Навеску высушивают до тех пор, пока разница между двумя последующими взвешиваниями не будет превышать 0,001 г. Массовую долю влаги W, % вычисляют по формуле: W= 100 ⋅ (m1 − m2 ) , m1 − m (1) где m – масса бюксы, г; m1 – масса бюксы с навеской сахара до высушивания, г; m2 – масса бюксы с навеской сахара после высушивания, г; Определение массовой доли сахарозы. Определение проводят поляриметрическим методом, который основан на способности оптически активных веществ поворачивать плоскость поляризованного луча. К оптически активным относятся органические вещества, в молекулах которых имеется асимметрический атом углерода, связанный с четырьмя различными атомами или группами, Оптически активные вещества могут быть левовращающими и правовращающими. Оптическая активность вещества характеризуется удельным вращением плоскости поляризации. Под удельным вращением понимают угол, на который повернется плоскость поляризации при прохождении поляризованного луча через раствор, содержащий 1 г растворенного вещества в 1 см3 раствора при толщине слоя раствора 1 дм3 и температуре 20 0С. Этот угол зависит от природы вещества и длины волны поляризованного света. Определение редуцирующих веществ. Определение проводят йодометрическим методом, который основан на восстановлении двухвалентной меди, содержащейся в избытке раствора Мюллера, в одновалентную редуцирующим сахаром исследуемого объекта. Масса вступивших в реакцию редуцирующих сахаров фиксируется йодометрически. Одновалентная медь окисляется точно отмеренным избытком раствора йода, а его непрореагировавший остаток оттитровывается раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора — крахмала. Нагревание в водяной бане улучшает воспроизводимость метода, использование для подкисления уксусной кислоты препятствует посинению раствора после окончания титрования. Навеску сахара-песка массой 20 г, взятую с точностью 0,01 г, растворяют в небольшом стаканчике в дистиллированной воде, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают и фильтруют в сухую колбу. Из фильтрата пипеткой отмеривают 50 см3 (соответствует 10 г сахара) в коническую колбу вместимостью 250…300 см3, прибавляют 50 см3 дистиллированной воды и отмеривают пипеткой 10 см3 реактива Мюллера. Колбу помещают на 10 минут в кипящую водяную баню. После нагревания раствор должен 7 иметь голубой или зеленоватый оттенок. В противном случае анализ повторяют с меньшим количеством фильтрата, например 20 см3. При этом результаты пересчитывают на 10 г сахара. Затем колбу охлаждают под струей холодной воды до температуры 20 0С; не взбалтывая содержимого, добавляют 5 см3 5 н. раствора уксусной кислоты (кислота необходима для растворения выпавшей в осадок закиси меди) и точно отмеренный пипеткой избыток 1/30 н. раствора йода. Йода должно быть в избытке (обычно 10 или 15 см3 с учетом количества выделившегося Cu2O). После этого колбу закрывают, а ее содержимое периодически перемешивают вращательным движением в течение 2 мин, прибавляют 5 см3 0,5 %-ного раствора крахмала, и избыток йода оттитровывают 1/30 н. раствором тиосульфата натрия. Объем израсходованного тиосульфата натрия вычитают из объема добавленного раствора йода. Таким образом определяют расход раствора йода, вступившего в реакцию. Массовую долю редуцирующих веществ РВ, % рассчитывают мо формуле: РВ = 0,01(V1 − V2 − 2,5) (2) где V1 и V2 – соответственно введенный объем раствора йода и объем, пошедший на титрование раствора тиосульфата натрия, при необходимости пересчитанные на 10 г сахара, см3. 2,5 – экспериментальная поправка на окисление сахарозы и другие погрешности, см3. Определение рН сахара-песка. Готовят 50 % раствор и определяют значение рН на рН-метре. Цветность сахара-песка. Цветность определяют на фотоэлектроколориметре, принцип измерения коэффициента пропускания на котором состоит в том, что на фотоприемник направляются поочередно световые потоки (полный I0 и прошедший через исследуемую среду It и определяется отношение потоков. Отношение потоков T, % % есть коэффициент пропускания исследуемого раствора: Т= It ⋅ 100 , I0 (3) а оптическая плотность: D = − lg(I t − I 0 ) = − lg T = 2 − lg T , 100 (4) Для определения оптической плотности фотоэлектроколориметрическим методом взвешивают 100 г сахара с погрешностью 0,1 г и помещают в колбу вместимостью 250 см3, затем наливают 100 см3 дистиллированной воды и взбалтыванием колбы растворяют сахар. Величина рН дистиллирован- 8 ной воды должна составлять 7,0 0,2, При необходимости требуемую величину рН воды устанавливают с помощью гидроокиси натрия или соляной кислоты. Для быстрого растворения сахара колбу помешают на водяную баню. Длительность растворения не должна превышать 30 мин. Раствор охлаждают до 20 0С и фильтруют через бумажный фильтр. В профильтрованном растворе рефрактометром определяют массовую долю сухих веществ. По табл. 1.1, в зависимости от массовой доли сухих веществ, находят произведение массовой доли сухих веществ сахарного раствора на значение его плотности. Таблица 1.1 – Произведение массовой доли сухих веществ на его истинную плотность, г/см3 Массовая доля СВ, % к массе раствора 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 Десятые доли процента 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 54,114 55,562 57,022 58,495 59,980 61,478 62,989 64,513 66,050 67,601 69,164 54,259 55,708 57,169 58,643 60,129 61,629 63,141 64,666 66,205 67,757 69,322 54,403 55,853 57,316 58,791 60,279 61,780 63,293 64,820 66,359 67,912 69,479 54,547 55,999 57,463 58,939 60,428 61,930 63,445 64,973 66,514 68,069 69,636 54,692 56,145 557,610 59,087 60,578 62,081 63,597 65,127 66,669 68,225 69,794 54,837 56,291 57,757 59,236 60,728 62,232 63,750 65,280 66,824 68,381 69,951 54,981 56,437 57,904 59,385 60,878 62,383 63,902 65,433 66,979 68,537 70,109 55,126 56,583 58,052 59,533 61,028 62,535 64,055 65,588 67,134 68,694 70,267 55,272 56,728 58,199 59,682 61,178 62,686 64,208 65,742 67,290 68,851 70,425 55,417 56,876 58,347 59,831 61,328 62,838 64,360 65,896 67,445 69,008 70,583 Перед измерением кювету (3 см) три раза ополаскивают исследуемым раствором, после чего заливают раствор в кювету и определяют оптическую плотность. Цветность сахара-песка Ц выражают в единицах оптической плотности на 100 г сухих веществ и рассчитывают по формуле: Ц = D420 ⋅ 100 ⋅ 1000 , CB ⋅ d ⋅ l (5) где D420 – оптическая плотность сахарного раствора; СВ – массовая доля сухих веществ сахарного раствора, %; d – плотность раствора, г/см; l – длина рабочей грани кюветы, см. Для перевода величины цветности из единиц оптической плотности в условные единицы ее необходимо разделить на переводной коэффициент 115. 9 Полученные результаты оформляют в виде таблицы (табл. 1.2), сравнивают их с требованием стандарта и делают вывод о соответствии сахарапеска требованиям ГОСТ 21-94 «Сахар-песок». Таблица 1.2 – Показатели качества сахара-песка Характеристика по ГОСТ 21-94 Товарный сахарСахар-песок для песок промышленной переработки Белый Белый с желтоватым оттенком Сыпучий Сыпучий, допускаются комки, разваливающиеся при легком надавливании Раствор должен быть прозрачным или слабо опалесцирующим, без нерастворимого осадка, механических и других примесей Сладкий, без посторонних привкуса и запаха, как в сухом сахаре, так и в его водном растворе Показатель Цвет Сыпучесть Чистота раствора Вкус, запах Массовая доля влаги, %, не более Массовая доля, в пересчете на сухое вещество, % сахарозы, не менее редуцирующих веществ, не более золы, не более Цветность: условных единиц, не более условных единиц оптической плотности, не более Массовая доля ферропримесей, %, не более 0,14 0,15 99,75 99,55 0,050 0,04 0,065 0,05 0,8 1,5 104 195 0,0003 0,0003 Исследуемый образец Контрольные вопросы 1. Строение и свойства сахарозы. 2. Каким физико-химическим показателям должен отвечать сахар-песок? 3. Определение цветности сахара-песка. 4. Методика определения массовой доли влаги в сахаре-песке. 5. Методика определения редуцирующих веществ в сахаре-песке. 10 Лабораторная работа № 2 Анализ качества товарного крахмала Цель работы – определить качество товарного крахмала. Задачи работы: изучить теоретический материал по данной теме; ознакомиться методиками анализа качества крахмала, научиться определять качество крахмала. 1. Основные теоретические положения Крахмал и продукты из него находят широкое применение в различных отраслях пищевой промышленности. В кондитерской промышленности крахмал входит в рецептуру теста при выработке бисквитов, пирожных, сахарных сортов печенья, для придания тесту свойства пластичности. Он служит формовочным материалом при отливке различных видов конфет. Он используется также для приготовления киселей, пудингов, соусов, колбас и других пищевых продуктов. Крахмал является сырьем для производства сахаристых веществ: патоки и глюкозы. Из картофельного и кукурузного крахмала изготовляют крупу – крахмальное саго. В настоящее время широкое использование в народном хозяйстве находят производные крахмала, в частности модифицированный крахмал. Крахмалопродукты в России в основном получают из картофеля и кукурузы. Контроль качества готового сухого крахмала, включая и отбор проб, проводят в соответствии с правилами и методами, изложенными в ГОСТ 7698 – 66. Картофельный крахмал выпускается четырех сортов: экстра, высший, первый и второй. Сухой кукурузный крахмал вырабатывают двух сортов: высшего и первого. 2. Методика проведения работы 1. 2. 3. 4. 5. Внимательно выслушать пояснения преподавателя по теме. Получить задание у преподавателя. Изучить методики поведения анализа. Провести анализ качества крахмала, согласно заданию. Ответить на контрольные вопросы. 11 Органолептическая оценка качества крахмала Ц в е т крахмала зависит как от качества используемого сырья, так и от технологии переработки его. Длительное соприкосновение крахмала с соковой водой, применение при его производстве воды, не удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к воде, используемой для технологических нужд, плохая очистка картофеля и другие причины способствуют потемнению крахмала. Б л е с к крахмала в значительной мере зависит от величины крахмальных зерен, т. к. крупные крахмальные зерна лучше отражают свет и потому обладают более выраженным блеском. Однако решающая роль в придании необходимого блеска товарному крахмалу принадлежит режиму сушки сырого крахмала. Цвет и блеск крахмала определяют визуально. З а п а х крахмала определяют либо после согревания небольшой порции крахмала на ладони, либо после смачивания его в стакане с водой температурой 500 С. В последнем случае воду сливают через пол минуты и определяют запах. Определение х р у с т а проводят кулинарной пробой клейстера. Для этого навеска 12 г размешивается с 40 мл холодной воды. Отдельно нагревают до кипения 160 мл водопроводной воды и в нее вливают приготовленное крахмальное молоко. Кипятят полученный клейстер в течение 1 мин, охлаждают до комнатной температуры и проводят вкусовую пробу. Хруста не должно ощущаться. Оценка качества крахмала по физико-химическим показателям Физико-химические методы исследования включают следующие показатели: влажность, зольность, кислотность, количество крапин на 1 дм2 поверхности, содержание сернистого ангидрида и протеина (для кукурузного крахмала) Влажность Определение влажности крахмала проводят высушиванием навески либо до постоянной массы при температуре 100 – 1050 С, либо ускоренными методами: высушиванием при 1300 С в сушильном шкафу или при 1600 С на влагомере ВНИИХП-ВЧ. В соответствии с нормами ГОСТа на крахмал картофельный и кукурузный влажность не должна превышать для всех сортов картофельного крахмала 20%; для высшего и первого сортов кукурузного крахмала – 13%. 12 Зольность В крахмале всегда обнаруживаются помимо углеводной фракции некоторые другие вещества, и в частности зольные элементы с преобладанием фосфора. Наличие большинства из них объясняется высокой адсорбционной способностью крахмальных зерен. Техника определения. Отвешивают на аналитических весах пробу исследуемого крахмала массой 5 – 10 г в предварительно прокаленный, охлажденный в эксикаторе и взвешенный тигель и проводят озоление в муфельной печи. Озоление ведут вначале осторожно, на краю муфеля, во избежание вспучивания массы, затем прокаливание усиливают, вдвигая пробу вглубь муфеля. Продолжительность озоления без ускорителя около 3 ч. Тигель с золой охлаждают в эксикаторе и взвешивают, вновь ведут прокаливание в течение 20 мин. Если разность в массе между первым и вторым прокаливанием не превышает 0,001 г, озоление считают законченным, противном случае прокаливание повторяют. Содержание общей золы выражают в процентах на сухое вещество крахмала. Запись в лабораторном журнале Масса тигля ……………………………………………………………………М1 г Масса тигля с крахмалом …………………………………………………….М2 г Масса крахмала …………………………………………………..… М2—М1=М г Масса тигля с золой (1-е взвешивание) ……………………………………..m1 г Масса тигля с золой (при доведении его до постоянной массы) …………..тn г Масса золы …………………………………………………………. тn—М1=m г Влажность крахмала …………………………………………………..……… В % Количество золы Х в % в пересчете на сухое вещество определяется по формуле Х = m ⋅ 100 ⋅ 100 M (100 − B) (6) Заключение. Нормы зольности крахмала (в % на сухое вещество) приведены в табл. 2.1. Таблица 2.1 – Нормы зольности крахмала Крахмал Картофельный Кукурузный Сорта экстра 0,30 – высший 0,35 0,20 первый 0,50 0,30 второй 1,50 – 13 Кислотность Крахмал имеет кислую реакцию, обусловливаемую в основном наличием кислых фосфатов, адсорбируемых на поверхности зерен крахмала. Кроме того, на величину титруемой кислотности влияет сернистая кислота, применяемая в производстве кукурузного крахмала. При хранении крахмала в неблагоприятных условиях кислотность его может возрасти в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Кислотность крахмала выражается в градусах. Под градусами кислотности подразумевается количество миллилитров 0,1 н. раствора едкой щелочи, необходимое для нейтрализации 100 г сухого вещества крахмала. Техника определения. К навеске крахмала (20 г), отвешенной с точностью до 0,01 г, приливают мерным цилиндром 100 мл дистиллированной воды, прибавляют 5 – 8 капель спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором едкого кали или натра до ярко-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Так как крахмал обладает способностью адсорбировать фенолфталеин, то перед концом титрования добавляют еще 5 – 6 капель раствора фенолфталеина. Параллельно оттитровывают в тех же условиях 100 мл дистиллированной воды. Запись в лабораторном журнале Количество 0,1 н. раствора едкой щелочи, затраченной на титрование крахмала …………………………………………………………… а мл Количество 0,1 н. раствора едкой щелочи, пошедшей на титрование 100 дистиллированной воды ………………………………..... b мл Коэффициент нормальности 0,1 н. раствора щелочи …………………………... К Влажность крахмала …………………………………………………………….. В % Заключение. Кислотность крахмала А (в градусах) при взятой на анализ навеске 20 г определяется по формуле: А= 5(а − b) K ⋅ 100 100 − B (7) Полученные результаты сравнивают с требованиями стандарта и делают вывод о сорте крахмала и соответствии его требованиям государственного стандарта (табл. 2.2). Таблица 2.2 – Нормы кислотности крахмала (в мл 0,1 н раствора NаОН, не более) Крахмал экстра высший 7,5 12 Картофельный* Кукурузный** – 20 * – в соответствии с ГОСТ 7699-78 ** – в соответствии с ГОСТ 7697-82 Сорта первый 15 25 второй 22 – 14 Количество крапин на 1 дм2 поверхности крахмала Крапины – это темные включения, видимые невооруженным глазом на выровненной поверхности крахмала. Наличие их свидетельствует о загрязненности крахмала в процессе производства или при перевозках и хранении. Содержание крапин в крахмале является характеристикой его сорта: чем больше крапин, тем ниже сорт крахмала. Техника определения. Для подсчета количества крапин на 1 дм2 поверхности насыпают 100 г крахмала на чистое стекло или на лист белой бумаги и при помощи стекла или гладкой дощечки выравнивают его поверхность. Затем на поверхность накладывают стеклянную пластинку, разделенную алмазом на клетки площадью в 1 см2 каждая, слегка придавливают ею поверхность крахмала и считают в клетках количество крапин. Подсчет ведут без лупы. Отсчет производят не менее чем в трех клетках, расположенных в разных местах стекла. Затем крахмал перемешивают, вторично выравнивают и повторяют счет крапин также в трех клетках, как и в первый раз. Перемешивание навески крахмала проводят не менее 5 раз, а всего подсчетов делают не менее 15, из которых берут среднее арифметическое; результат выражают количеством крапин, приходящихся на 1 дм2 поверхности. Запись в лабораторном журнале ведется по нижеприведенной форме. № отсчета № перемешивания 1 2 3 4 5 Количество крапин на 1 см2 поверхности × 10 1 2 3 среднее значение Среднеарифметическое всех перемешиваний Заключение. Согласно нормам ГОСТ 7699 – 68 и ГОСТ 7697 – 66 количество крапин на 1 дм2 ровной поверхности крахмала при рассмотрении невооруженным глазом не должно превышать значений, представленных табл. 2.3 Таблица 2.3 – Допустимое количество крапин в крахмале Крахмал Картофельный Кукурузный экстра 60 – Сорт высший первый 280 700 300 500 второй Не нормируется – 15 Определение примесей других видов крахмала Крахмальные зерна могут иметь овальную, сферическую или неправильную форму. Их размеры колеблются в значительных пределах от 2 до 150 нм. Наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, а самые мелкие – у риса и гречихи. Характерная форма и размеры крахмальных зерен дают возможность легко различить их под микроскопом, что используется для обнаружения примеси одного продукта к другому, например кукурузной или овсяной муки к пшеничной. Сравнивая исследуемый образец с рисунками или микрофотографиями различных видов крахмала, принятыми за эталон, легко определить природу крахмала и обнаружить примеси других видов крахмала. Техника определения. Из исследуемого образца отбирают 0,1 – 0,15 г и разводят их небольшим количеством воды. Наносят стеклянной палочкой каплю взвеси на предметное стекло и окрашивают ее реактивом Люголя. Приготовленный таким образом препарат накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом при различных увеличениях (на одном предметном стекле удобно приготовить два сравниваемых образца). Исследуемый образец рассматривается как нестандартный при наличии в нем зерен других видов крахмала. Запись в лабораторном журнале Зарисовка исследуемых образцов крахмала Заключение о природе крахмала Содержание п р о т е и н а в кукурузном крахмале определяют методом Кьельдаля с использованием коэффициента пересчета азотистых веществ на белок, равного 6,25 (ГОСТ 7698 – 66). Содержание протеина в пересчете на абсолютно сухое вещество крахмала не должно превышать для высшего сорта 0,8%, для первого – 1,0%. Определение содержания сернистого ангидрида В процессе производства кукурузного крахмала для замачивания зерна кукурузы используют слабый раствор сернистой кислоты. Сернистая кислота переводит часть нерастворимых белков в растворимые, улучшает процесс диффузии, превращая полунепроницаемые оболочки зерна в проницаемые, создает антисептические условия замачивания. Остаточное содержание сернистой кислоты в сухом кукурузном крахмале определяют по ГОСТ 7698 – 66 весовым методом. 16 Контрольные вопросы 1. Каково использование крахмала и крахмалопродуктов в различных отраслях пищевой промышленности? 2. Как осуществляется органолептическая оценка товарного крахмала? 3. Какое значение имеет показатель «зольность» в оценке качества крахмала? 4. Чем обусловлена кислая реакция крахмала? 5. В каких единицах выражается кислотность крахмала? 6. Техника определения зольности, кислотности крахмала. 7. Что характеризует показатель «содержание крапин»? 8. Каким образом можно определить природу крахмала? Лабораторная работа № 3 Анализ качества крахмальной патоки Цель работы – определить качество крахмальной патоки. Задачи работы: изучить теоретический материал по данной теме; ознакомиться методиками анализа качества патоки, научиться определять качество крахмальной патоки. 1. Основные теоретические положения Патока представляет собой бесцветный или слабо-желтый очень вязкий, сладкий на вкус продукт, получаемый путем гидролиза картофельного или кукурузного крахмала разбавленными кислотами с последующей очисткой сиропа и увариванием до определенной плотности. В нашей стране для использования в пищевой промышленности в основном производится карамельная и глюкозная крахмальная патока. Сладость патоки в 3 – 4 раза ниже сладости сахарозы. Кроме углеводов (глюкозы, мальтозы, декстринов) патока содержит некоторое количество красящих азотистых и минеральных веществ, органических кислот. Содержание белка в патоке не должно превышать 0,3 %, а минеральных веществ – 0,55 % в пересчете на СВ. Азотистые вещества вызывают потемнение патоки. Кислотность патоки, присутствие солей и несахаров влияют на инверсионную способность патоки (по отношению к сахарозе). Поэтому рН патоки должен быть не ниже 4,5. В зависимости от степени осахаривания отечественная промышленность выпускает следующие сорта патоки: • низкоосахаренную; • карамельную кислотную; • карамельную ферментативную; • мальтозную, в составе которой преобладает мальтоза; 17 • высокоосахаренную – с массовой долей редуцирующих веществ РВ (глюкозный эквивалент) 45 % и более. Патока, применяемая чаще всего в кондитерской промышленности, содержит 78…80 % сухих веществ, из которых 38…42 % редуцирующих сахаров (в пересчете на глюкозу). Соотношение глюкозы, мальтозы и декстринов в такой патоке составляет 1: 1: 3. При изготовлении кондитерских изделий патока выполняет роль антикристаллизатора. Влияние патоки на качество и гигроскопичность кондитерских изделий в процессе хранения определяется ее углеводным составом. Потому для производства кондитерских изделий, которые после изготовления поглощают влагу из окружающего воздуха (например, карамель), требуется назкоосахаренная патока, содержащая 30…34% редуцирующих веществ (19,5 – 21,5% мальтозы и 11 – 12,5% глюкозы) и 66 – 69,5% декстринов. При этом повышается устойчивость карамели, снижается ее гигроскопичность. При производстве карамели декстрины патоки, обладая большой вязкостью, выполняют роль сильного антикристаллизатора сахарозы (чем выше вязкость растворов, тем ниже скорость кристаллизации). Редуцирующие сахара патоки тоже тормозят кристаллизацию сахарозы в карамельной массе за счет повышения содержания сухих веществ в растворе, но свойство антикристаллизатора у них выражено значительно слабее, чем у декстринов. Кроме того, глюкоза и мальтоза (особенно после прогрева) обладают гигроскопичностью. Следовательно, повышение содержания редуцирующих сахаров в патоке приводит к уменьшению ее антикристаллизационных свойств за счет снижения декстринов и способствует получению карамели с повышенной гигроскопичностью. И, наоборот, для изделий, быстро высыхающих при хранении (помадные конфеты, пастило-мармеладные изделия), необходима высокоосахаренная патока, состоящая на 40... 50 % из глюкозы, при общем содержании редуцирующих веществ 44…60 %. Для использования в качестве сахаристого продукта, являющегося в основном источником мальтозы и глюкозы, получают высокоосахаренную глюкозную патоку (ГВ), которая содержит обычно 45 – 60% редуцирующих веществ, в том числе до 40 – 50% глюкозы. Эта патока обладает более сладким вкусом, меньшей вязкостью и большей гигроскопичностью, чем карамельная патока. Вязкость высокоосахаренной патоки втрое ниже вязкости карамельной патоки, так как содержание декстринов в ней составляет всего 5 – 8%*(* Сумма показателей редуцирующих сахаров и декстринов получается менее 100% в связи с тем, что редуцирующие сахара условно рассчитываются на глюкозу, причем почти половина мальтозы не учитывается). Благодаря этим качествам высокоосахаренная глюкозная патока находит широкое применение в производстве варенья, фруктовых сиропов, джемов, повидла, желе, пирожных, при консервировании плодов и ягод. Использование высокоосахаренной патоки в хлебопечении улучшает качество хлебобулочных изделий и способствует удлинению срока их хранения за счет повышения влагоудерживающей способности и замедления процесса черствения хлеба. Применение этой патоки в производстве помадных конфет улучшает их вкусовые достоинства и повышает стойкость против высыхания. 18 2. Методика проведения работы 1. 2. 3. 4. 5. Внимательно выслушать пояснения преподавателя по теме. Получить задание у преподавателя. Изучить методики поведения анализа. Провести анализ качества крахмала, согласно заданию. Ответить на контрольные вопросы. Для оценки качества патоки необходимо определить органолептические и физико-химические показатели патоки в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52060-2003 «Патока крахмальная». Определение вкуса и запаха. В стеклянный стакан наливают пробу патоки. Вкус и запах патоки определяют органолептически. Для получения более отчетливого запаха патоку нагревают на водяной бане до температуры 50...60 0С или растворяют горячей (50...60 0С) дистиллированной водой в соотношении 1: 1. Определение прозрачности, цвета патоки, наличия видимых посторонних металлических примесей. Прозрачность, цвет патоки и наличие посторонних видимых механических примесей определяют путем визуальной оценки (на уровне глаз) толщины слоя патоки, налитой в стеклянный стакан из бесцветного стекла вместимостью 100 см3. Приготовление основного раствора патоки Патока представляет собой очень вязкий продукт, непосредственный анализ которого по некоторым показателям качества практически невозможен. Поэтому для определения содержания редуцирующих сахаров, кислотности и других показателей качества патоки готовят 20%-ный раствор ее и называют его основным раствором патоки. Техника приготовления. В предварительно взвешенном стаканчике на технических весах отвешивают 50 г патоки с точностью до 0,01 г. Навеску смывают горячей дистиллированной водой в мерную колбу на 250 мл. После охлаждения до 20 0С колбу доливают водой до метки и тщательно перемешивают. Определение титруемой кислотности. Кислотность патоки обусловливается наличием в ней кислых фосфатов, перешедших в патоку из крахмала, возможным остатком минеральной кислоты, применявшейся при гидролизе крахмала (в нестандартной патоке), и кислотами, которые образуются за счет бактериального закисания продукта при хранении. Этот показатель выражается в градусах кислотности патоки, под которыми подразуме- 19 вают количество миллилитров 0,1 н. раствора едкого натра (или кали), необходимое для нейтрализации 100 г сухого вещества патоки при индикаторе фенолфталеине. Кислотность патоки оказывает влияние на технологический процесс приготовления карамели. Во время варки карамельной массы повышенная кислотность патоки приводит к ускорению процесса гидролиза сахарозы, а, следовательно, обусловливает завышенное содержание редуцирующих сахаров в готовом продукте. А так как от большего или меньшего содержания редуцирующих сахаров (в первую очередь фруктозы) зависит гигроскопическое свойство карамели, то чем выше кислотность патоки, тем менее стойкой будет получаться карамель. При хранении карамель с повышенным содержанием редуцирующих веществ поглощает из воздуха влагу и намокает. Техника определения. Из основного раствора отбирают пипеткой в коническую колбу 100 мл 20%-ного раствора патоки, прибавляют 3–5 капель фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором щелочи до заметной розовой окраски. Результат анализа Х1 , град пересчитывают по формуле: Х1 = V ⋅ K ⋅ 100 ⋅ 250 , A ⋅ 50 где V – объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия или калия, пошедший на титрование, см3; К – поправочный коэффициент для перевода раствора гидроокиси натрия точно в 0,1 моль/дм3 (0,1 н.); А – массовая доля сухих веществ патоки, %; 50 – масса навески патоки, взятая для приготовления основного раствора, г; 100 – коэффициент пересчета сухих веществ патоки в процентах; 250 – объем основного раствора патоки. Определение активной кислотности (рН). Основной раствор наливают в стаканчик вместимостью 100... 150 см3, устанавливают на столик рНметра, погружают электроды в раствор и снимают показания. Определение температуры карамельной пробы. В фарфоровую чашку диаметром 12 см и высотой 3 см наливают 150 г патоки и нагревают таким образом, чтобы общее время варки было 20…25 мин. Сначала патока кипит спокойно, К концу варки, когда появляются белые пузыри, патоку начинают перемешивать. Если появляются в патоке темные прожилки, то отмечают температуру и считают, что патока выдержала пробу только до этой температуры. Если окраска патоки не изменяется, то патоку нагревают до температуры, установленной для данного вида патоки. Уваренную патоку выливают на керамическую плитку (или противень) смазанную растительным маслом. После охлаждения определяют качество полученного леденца. 20 Леденец должен быть прозрачным, без темных пятен и прожилок. Окраска леденца может несколько отличаться от окраски исходной патоки. Время варки от начала кипения до установленной для данного вида патоки температуры должно быть не менее 20 мин – для патоки с СВ = 81,6% и 25 мин – для патоки с СВ = 78,0%. Для низкоосахаренной патоки: в фарфоровую чашку помещают 100 г сахара-песка, приливают 25 мл воды и нагревают на электроплитке до полного растворения сахара, после чего туда добавляют 50 г патоки. Смесь перемешивают до получения однородной массы, продолжая нагревать до температуры 150 0С. Массу перемешивают и наблюдают за изменением окраски. По достижении в массе температуры 155 0С содержимое вливают на противень, смазанный растительным маслом. После охлаждения определяют качество леденца. Полученные результаты оформляют в виде таблицы (табл. 3.1), сравнивают с требованиями стандарта и делают вывод о сорте патоки и соответствии ее требованиям ГОСТ Р 52060-2003 «Патока крахмальная». Таблица 3.1 – Показатели качества патоки Характеристика по видам (ГОСТ Р 52060-2003) Исследуемый обраНизкооса- Карамель- Карамель- Маль- Высокозец харенная ная ки- ная фер- тозная осахаслотная ментативренная ная 1 2 3 4 5 6 7 Внешний вид Густая вязкая жидкость Вкус и запах Свойственный патоке, без постороннего привкуса и запаха Прозрачность Прозрачная. ДопускаПрозрачная ется опалесценция Цвет: визуальная От бесцветного до бледно-желтого разных оттенков оценка Массовая доля су78,0 78,0 78,0 78,0 78,0 хого вещества, % не более Массовая доля ре26…35 36…44 36…44 38 и 45 и бодуцирующих веболее лее ществ в пересчете на сухое вещество (глюкозный эквивалент), % Массовая доля об0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 щей золы в пересчете на сухое вещество, % не более 4,0…6,0 4,0…6,0 4,0…6 4,0…6,0 Водородный пока- 4,0…6,0 затель, рН ,0 Показатель 21 Продолжение табл. 3.1 1 Кислотность*: из картофельного и других видов клубневого крахмала, см3, не более из кукурузного и других видов зернового крахмала, см3, не более Температура карамельной пробы, 0С 2 3 4 5 27 27 Не нормируется 15 15 Не нормируется 155 145 140 6 7 Не нормируется * Объем раствора гидроокиси натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 (0,1 н.) на нейтрализацию кислот и кислых солей в 100 г сухого вещества патоки. Контрольные вопросы 1. Что представляет собой крахмальная патока и для каких целей она применяется? 2. Химический состав патоки. 3. Сорта патоки, отличительные особенности. 4. Влияние декстринов и редуцирующих сахаров патоки на качество готовой продукции? 5. По каким показателям проверяется качество патоки? 6. Какое значение имеет показатель кислотности патоки и в каких единицах он выражается? 7. Какова методика определения массовой доли сухих веществ в патоке? 8. Какова методика определения массовой доли редуцирующих веществ в патоке? 9. Определение температуры карамельной пробы. 22 ЛИТЕРАТУРА 1. Кузнецова Л.С. Технология и организация производства кондитерских изделий / Л.С. Кузнецова, М.Ю. Сиданова. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 480 с. 2. Олейникова А.Я., Магомедов Г.О., Мирошникова Т.Н. Практикум по технологии кондитерских изделий / А.Я. Олейникова, Г.О. Магомедов, Т.Н. Мирошникова. – СПб.: ГИОРД, 2005. – 480 с.: ил. 3. Шестакова Т.И. Кондитер-профессионал / Т.И. Шестакова. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К », 2007. – 400 с. 4. Драгилев А.И. Производство конфет и ириса: Учебное пособие / Драгилев А.И. – М.: АО «Московские учебники», 2003. – 368 с.: ил.