Курсовая работа по курсу «Физико-химические основы кондитерского производства» тема: «Физико-химические основы производства пастилы «Клюквенная»

1. Технология производства пастилы «Клюквенная»
1.1. Технологическая схема производства.
Технология производства пастилы включает следующие операции:
- подготовка сырья;
- приготовление агаро-сахаро-паточного сиропа;
- приготовление пастильной массы;
- разливка пастильной массы;
- структурообразование пастильной массы и подсушка пласта;
- резка пастильного пласта на отдельные изделия;
- сушка и охлаждение пастилы;
- обсыпка пастилы сахарной пудрой;
- упаковывание, маркирование, транспортирование и хранение.
Технологическая схема приведена на рисунке 1.

			Купаж п юре

Сахар

Белок

Кислота

Краска

Э ссенция

Агар

Сахар

Патока

Приготовление р аствора

Процежи- в ание

Просев

Протирка пюре

Процеживание

Варка сиропа

Сбивание п астильной массы

Протирка в озвратных отходов

Разливка массы

Студнеобразование и выстойка массы

Резка пласта

Сушка пастилы

Охлаждение пастилы

О пудривание пастилы

Укладка пастилы

Сахарная пудра

Рисунок 1. Технологическая схема производства пастилы.

1.2. Рецептура пастилы «Клюквенная»
Форма изделий – прямоугольные бруски темно-розового цвета, обсыпанные сахарной пудрой.
Выпускается весовой и расфасованной.
В 1 кг содержится не менее 60 штук. Влажность 15% (+3; -1%).
Таблица 1.

Наименование сырья	Содержание су- хих веществ, %	Расход сырья по сумме фаз, кг		Общий расход сырья на 1 т готовой продукции, кг
		в натуре	в сухих вещ-х	в натуре	в сухих вещ-х
Сахар-песок Сахарная пудра Патока Пюре яблочное Пюре клюквенное Белок яичный Агар Кислота молочная Эссенция клюквенная Эссенция ванильная Краситель красный	99,85 99,85 78,00 10,00 8,00 12,00 85,00 40,00   	685,01 45,90 107,56 545,20 81,00 24,96 5,97 5,98 1,00 0,60 2,00	684,00 45,80 83,90 54,52 6,48 3,00 5,07 2,39   	687,3 46,1 107,9 547,0 81,2 25,0 6,0 6,0 1,0 0,6 2,0	686,3 46,0 84,2 54,7 6,5 3,0 5,1 2,4   
Итог Выход	 85,00	1505,18 1000,00	885,16 850,00	1510,10 1000,00	888,2 850,00

1.3. Основное сырье.
Основным сырьем для производства пастилы «Клюквенная» являются яичный белок, сахар-песок, патока, агар, пюре яблочное.
Яичный белок. Куриные яйца и продукты их переработки (яичный меланж и яичный порошок) широко используют в кондитерском производстве.
Яичный белок, отделенный от желтка, широко применяют как пенообразователь в производстве пастилы, сбивных конфетных изделий и карамельных начинок, отделочных полуфабрикатов для пирожных и тортов.
Яйца различной домашней птицы имеют неодинаковую ценность и применение. Яйца утиные можно использовать в кондитерском производстве только в некоторых случаях. Перед употреблением их подвергают определенной термической обработке, так как они часто заражены микрофлорой (сальмонеллами). В кондитерском производстве обычно применяют куриные яйца.
Масса (вес) куриного яйца в среднем составляет от 40 до 60 г. Под скорлупой (около 11,% от массы яйца) находится слой яичного белка (около 59%), внутри — желток (около 30%).
При хранении вследствие потери углекислоты рН белка повышается до 9,7. Безводный яичный белок растворяется в воде при 17 °С в количестве 15,35%. Вязкость белка при температуре 1—2 °С сохраняется около 5 месяцев.
Яичный белок по составу сложен, в нем содержится ряд белко­вых веществ: овальбумин (69,5%), кональбумин (9%), овомукоид (12,9%), овоглобулин (6,7%), овомуцин (1,9%).
Свертывание яичного белка зависит в основном от овальбумина. Свертывание начинается при температуре около 58°С, более заметно оно при 60—61 °С; белок теряет текучесть и начинает уплотняться при температуре около 65 °С.
Факторы, влияющие на пенообразующую способность белков.
Добавление воды. Пенообразующая способность яичных белков при добавлении воды постепенно увеличивается от 500 для яичных белков без добавления воды до 1675 при соотношении белков к воде 1 : 4.
Добавление сахаров. При добавлении Сахаров пенообразующая способность яичных белков значительно снижается и равна примерно 625.
Изменение пенообразующей способности яичных белков при добавлении 75% 35%-ного раствора различных Сахаров характеризуется следующими данными.
Таблица 2.
Зависимость пенообразующей способности яичного белка от вида
добавляемого сахара

Сахар, добавленный к яичному белку	Пенообразующая способность
Сахароза	287
Глюкоза	251
Инвертный сахар	237

Количество добавляемого белка. Увеличение коли­чества сухого белка от 1 до 2,25% от общей массы (веса) значи­тельно улучшает пенообразование масс, состоящих из 100 г сахар­ной пудры и 100 г яблочного пюре.
Пенообразующая способность при введении жиров значительно снижается.
Добавление спирта. При добавлении к пенообразной массе, состоящей из 100 г яблочного пюре, 100 г сахарной пудры и 2 г яичного белка, до 0,4% спирта пенообразование не ухудшается.
Сахар. Сахар-песок представляет собой сыпучий, состоящий из отдельных кристаллов пищевой продукт.
В соответствии с ГОСТ 21-94 по органолептическим показателям сахарный песок должен удовлетворять ряду требований. По внешнему виду кристаллы сахарного песка должны быть однородны, с ясно выраженными гранями. Сахарный песок должен быть сыпучим, без комков и посторонних примесей; цвет - белый с блеском; вкус сладкий, без постороннего привкуса; растворимость в воде, раствор прозрачный.
Сахар песок, поступающий на кондитерские фабрики, должен отве­чать следующим требованиям:
массовая доля сахарозы (в пересчете на сухое
вещество), %, не менее 99,75;
массовая доля редуцирующих веществ
(в пересчете на сухое вещество), %, не более 0,05;
массовая доля влаги, %, не более 0,14;
массовая доля золы (в пересчете на сухое
вещество), %, не более 0,03;
цветность, условных единиц, не более 0,80.
Таким образом, сахар песок является практически химически чистой сахарозой, и его свойства определяются свойствами последней.
Молекула сахарозы состоит из двух остатков моносахаридов: D-глюкозы и D-фруктозы, соединенных глюкозидными группами. Причем глюкоза находится в α-пиранозной, а фруктоза в β-фуранозной форме. Сахароза относится к группе дисахаридов, представляет собой α-,D-глю-копиранозил - β, D-фруктофуранозид и имеет следующую формулу (рисунок 2):

Рис.2. Формула сахарозы.
Кристаллы сахарозы относятся к моноклинной системе, имеют слож­ную многогранную призматическую форму. Относительная плотность кристаллов сахарозы ρ₄¹⁵ = 1,5879; молекулярная масса - 341,296. Температу­ра плавления сахарозы находится в пределах 180-188°С.
Сахароза хорошо растворима в воде. При растворении сахарозы по­глощается теплота: при 30°С - 10,5 Дж/моль, а при 57°С - 32,9 Дж/моль. При кристаллизации сахарозы из растворов или расплава выделяется со­ответствующее количество теплоты.
Благодаря присутствию в молекуле асимметричных атомов углерода сахароза вращает плоскость поляризации света, т.е. является оптически активным веществом. Водные ее растворы вращают плоскость вправо. Удельная вращательная способность мало зависит от концентрации и тем­пературы растворов. Поэтому сахарозу особенно удобно определять по­ляриметрическим методом. Удельное вращение «нормального» раствора сахарозы = 66,52°.
Растворы сахарозы преломляют световые лучи. Показатель прелом­ления зависит от концентрации раствора. Это свойство сахарозы широко используется в промышленности для определения концентрации ее раство­ров.
Патока. Патока – продукт неполного гидролиза крахмала кислотами или фер­ментами. В результате гидролиза из крахмала образуются углеводы раз­личной молекулярной массы. Основную массу сухих веществ патоки со­ставляют декстрины, мальтоза и глюкоза. К группе декстринов обычно относятся также сахара с числом глюкозных единиц больше, чем у мальто­зы. Патока, применяемая 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.
Патока содержит некоторое количество красящих, азотистых и мине­ральных веществ. Содержание белка в патоке не должно превышать 0,3 %, а минеральных веществ - 0,55 % в пересчете на СВ. Азотистые вещества вызывают потемнение патоки при ее нагревании. В зависимости от вида кислоты, используемой при гидролизе крахмала, патока может содержать в незначительных количествах NaCl, CaO, SO₃, FeO, CaSO₄. Кроме того, в золе патоки обычно присутствуют Р₂О₅, катионы Mg, Mn и др.
Кислотность патоки, присутствие солей и несахаров влияют на инвер­сионную способность патоки (по отношению к сахарозе). Поэтому pH па­токи должен быть не ниже 4,5.
Химический состав патоки, полученной ферментативным гидролизом крахмала, отличается от патоки, полученной кислотным гидролизом.
При изготовлении кондитерских изделий патока, являясь ценным пи­тательным продуктом, выполняет роль антикристаллизатора. Эти свой­ства обусловлены повышением вязкости сахарных растворов той же кон­центрации. Вязкость патоки зависит от температуры, содержания сухих веществ, соотношения углеводов различной молекулярной массы, а также других компонентов - белков, минеральных солей.
Углеводный состав патоки влияет на качество и гигроскопичность кондитерских изделий при хранении. Потому для производства кондитер­ских изделий, которые после изготовления поглощают влагу из окружающего воздуха (например, карамель), требуется патока с пониженным со­держанием глюкозы, и, наоборот, для изделий, быстро высыхающих при хранении (помадные, сбивные изделия), необходима патока с повышен­ным содержанием глюкозы.
Основной характеристикой патоки является декстрозный эквивалент – ДЕ. Он показывает содержание редуцирующих веществ в пересчёте на глюкозу.
Наиболее распространенными являются следующие сорта патоки: низкоосахаренная (ДЕ 28-38), обычная (ДЕ 38-48), средней степени оса­харивания (ДЕ 48-58) и высокоосахаренная (ДЕ 60).
Высокоосахаренная патока наиболее сладкая. Ее получают частич­ным кислотным гидролизом крахмала, после чего гидролизат обрабаты­вают ферментами. Эта патока содержит меньше декстринов по сравнению с другими видами патоки и поэтому имеет наименьшую вязкость.
Агар. Основной студнеобразователь в производстве мармеладов, па­стилы и зефира. Его получают из морских водорослей анфельции (Ahnfeltia plicata) или из водорослей фурцеллярии (Furcellaria fastigiata) путем дли­тельного вываривания (после их очистки) в горячей воде с добавлением щелочи. Полученный отвар фильтруют, охлаждают до полного застудневания, режут на бруски и сушат до влажности не более 18 %.
Извлечение агара и агароподобных веществ из водорослей зависит от свойств водорослей, химических веществ, добавляемых при выварива­нии, продолжительности и условий вываривания. Наибольшая прочность агаровых студней из водорослей фурцеллярии достигается при добавле­нии во время вываривания 10 %-ного KCl (по массе сухих водорослей), менее прочные - при добавлении NH₄Cl.
Агар представляет собой высокомолекулярное соединение типа поли­сахаридов, подобно пектину имеет цепеобразную молекулу. Молекулярная масса растворимых фракций агара колеблется в пределах 11 000-25 000. При гидролизе агара получается до 35 % галактозы по массе исходного агара. Это указывает на присутствие в последнем галактана. Кроме галак­тозы, в препаратах агара обнаружены Ca, Mg, K, Na, P, S. Сера не отделя­ется диализом, так как находится в эфирной связи с углеводным комплексом агаровой молекулы.
После деминерализации агара (удаления Ca, Mg, K, Na) получается сложный органический комплекс, представляющий собой серный эфир линейного полисахарида, имеющего следующую формулу:

Рисунок 3. Формула серного эфира линейного полисахарида.
Агаровая цепь состоит из 9 остатков D-галактозы, связанных между собой глюкозидной связью в положении α(1→3), и заканчивается остат­ком L-галактозы, у которой шестой атом этерифицирован серной кислотой.
Агар нерастворим в холодной воде, но набухает в ней как коллоид. При кипячении почти полностью переходит в раствор. При охлаждении водного раствора агара концентрацией более 0,2 % возникает желеобраз­ная масса. Раствор, содержащий до 1 % агара, образует прочный студень со стекловидным изломом. Прочность студня увеличивается при добавле­нии в раствор агара сахара. Температура застудневания такого раствора около 40°С.
Как и пектин, из водных растворов агар можно осадить спиртом и электролитами. Кислоты, в отличие от пектина, разрушающе действуют на агар. В присутствии кислот при температуре 60-70°С начинается гидролиз из агара, в результате которого он теряет свои студнеобразующие свой­ства. Подщелачивание, наоборот, увеличивает прочность студней агара.
По действующему стандарту агар высшего сорта должен быть белого цвета, содержать золы не более 4,5 %, азотистых веществ — не более 1 %, влаги — не более 18-20 %. Первый сорт агара может иметь цвет от желто­го до светло-коричневого, содержать золы не более 7 % и азотистых ве­ществ – не более 2,0 %.
Яблочное пюре. Яблочное пюре, предназначенное для приготовления массы для зефира, должно содержать от 12 до 17% сухих веществ и иметь хорошую студнеобразующую способность. Применение пюре с по­вышенным содержанием сухих веществ позволяет сократить произ­водственный цикл. Для производства зефира применяется уплотненное пюре с ржанием сухих веществ 15—17%. Уплотненное яблочное пюре готовится из обычной пульпы или пюре путем уваривания под вакуумом
Разные партии протертого уплотненного пюре смешиваются в смесителе для получения пюре с определенной желирующей способностью. Уплотненное пюре смешивают с сахаром. Оптимальное содержание сухих веществ в сахаро-яблочной смеси, при котором можно по получить пышную пенообразную массу, 57—59%. Для того чтобы получить такую рецептурную смесь при содержании сухих веществ в яблочном пюре 15%, отношение яблочного пюре массе сахара должно быть 1:1.
Увеличение содержания сухих веществ в сахаро-яблочной свыше 60% не должно допускаться во избежание преждевременного студнеобразования этой смеси до получения пенообразной массы и неизбежного при этом механического разрушения студневого каркаса в процессе сбивания. К полученной сахаро-яблочной смеси добавляется 1,9—2,0% яичного белка.