Методические указания для выполнения лабораторной работы на тему: «технология приготовления карамели, оценка ее качества»

по дисциплине «Технология и организация кондитерского производства» для направления подготовки (специальности) – 260103 «Технология хлеба,

кондитерских и макаронных изделий»

Форма обучения - очная

Разработал: преподаватель

кафедры «Электротехнические

дисциплины»

Сапронова Н.П.

Орёл 2012

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Технология приготовления карамели, оценка ее качества

Цель работы: является приобретение навыков и углубление знаний в области технологии приготовления карамельной массы и карамели с использованием различных антикристаллизаторов; изучение существующих технологических схем производства карамели, исследование их влияния на физико - химические показатели качества карамели, оценка качества продукции и соответствие ее требованиям нормативной документации.

Задачи работы:

1. приготовить образцы карамельной массы по заданным рецептуре и технологическим параметрам;

2. определить органолептические и физико - химические показатели качества карамели - массовую долю сухих и редуцирующих веществ, оптическую плотность, активную кислотность;

3. сделать выводы о влиянии физико - химические показателей на качество карамели и соответствии карамели требованиям ГОСТ 6478 - 88.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Карамель — кондитерское изделие, в котором сахар находится в аморфном состоянии. В зависимости от рецептуры и способа приготовления карамель подразделяется на следующие виды: леденцовая; леденцовая с начинками; молочная; мягкая и полутвердая; витаминизированная и лечебная;

В зависимости от количества начинок и их расположения карамель бывает: с одной начинкой; с несколькими начинками; с начинкой переслоенной карамелью;

В зависимости от способа обработки карамельной массы карамель вырабатывается: тянутая; нетянутая; с жилками и с полосками.

По способу обработки поверхности карамель подразделяется: завернутая; открытая, которая в свою очередь делится на: глянцованную; дражерованную; обсыпанную; глазированную шоколадной глазурью; глазированную жировой глазурью;

Карамель также бывает следующих типов: простая: леденцовая; сложная: карамель с начинкой;

Карамель получают увариванием сахаро-паточных или сахаро-инвертных (карамельных) сиропов до образования карамельной массы влажностью 1,5—3,5% и последующим формованием при температуре 78—82°С. При выработке карамели на карамелеформующе-заверточных машинах (КФЗ) для получения пластичной массы при температуре формования 65—70°С влажность карамельной массы допускается до 4%. Качество карамели зависит от свойств основного сырья (сахар, патока), точного соблюдения рецептуры и правильности проведения технологического процесса.

В состав карамельной массы, если она изготовлена на патоке, входят: сахароза – 58%, декстрины – 20%, глюкоза – 10%, мальтоза – 7%, фруктоза – 3%, вода – 2%.

Карамельная масса изготовленная с применением инвертного сиропа содержит не только сахара, но и продукты глубокого распада: сахароза – до 80%, глюкозы и фруктозы от 18 до20%, вода – до 2%.

Карамель подразделяется на литую и тянутую. Литая карамельная масса – аморфная, стекловидная, прозрачная, бесцветная, хрупкая, вязкоупругая масса. Обладает высокой гигроскопичностью, склонна к намоканию. Температура затвердевания литой карамельной массы 56 – 67 ⁰С, плотность – 1,54 кг/м³.

Тянутая карамельная масса – аморфная, непрозрачная, капиллярно-пористая, с шелковистым блеском, вязкоупругая масса. Плотность тянутой карамельной массы 1,25 кг/м³.

Отличие тянутой карамельной массы от литой состоит в том, что тянутая масса менее гигроскопичной, так как влага диффундирует внутрь, благодаря капиллярно-пористой структуре, а на поверхности капилляры закрываются кристаллической корочкой, которая предохраняет карамель от намокания.

Чистая сахароза в кристаллическом виде не гигроскопична, а в аморфном - гигроскопична. Глюкоза, фруктоза, мальтоза в кристаллическом и аморфных состояниях гигроскопичны. Глюкоза в кислой среде более гигроскопична, чем фруктоза. В щелочной среде фруктоза обладает большей гигроскопичностью и обладает повышенной цветностью. Гигроскопичность сахарозы и мальтозы при изменении рН-среды изменяется незначительно. В связи с этим при производстве карамели необходимо помнить, что чем больше глюкозы, редуцирующих веществ и выше влажность тем выше ее гигроскопичность и адгезионная способность.

Чтобы получить качественную карамельную массу, надо использовать низкоосахаренную патоку, так как в ней содержится меньшее количество глюкозы. Поэтому гигроскопичность готовой карамельной массы снижается, а за счет высокого содержания мальтозы карамель получается прозрачная, бесцветная (светло-желтая), так как процесс гидролитического расщепления мальтозы происходит менее интенсивно, чем у глюкозы.

Сахароза в карамельной массе (которая является расплавом) с содержанием сухих веществ 96 – 99% при температуре 110 – 140^оС находится в пересыщенном, переохлажденном состоянии, то есть, созданы условия для процесса кристаллизации, движущей силой которого является перенасыщение; температура; механическое воздействие, наличие центров кристаллизации и концентрация сухих веществ. Этим и объясняется способность карамельной массы к кристаллизации сахарозы. Таким образом, для того что бы повысить устойчивость карамельной массы к кристаллизации необходимо соблюдать следующие требования к ее качеству: содержание сухих веществ не ниже 96 %, редуцирующих веществ не ниже 20 % (лучше если они будут представлены мальтозой и декстринами), температура при охлаждении карамельной массы 90⁰С, относительная влажность воздуха не выше 75 %.

Сущность технологического процесса получения карамельной массы заключается в переводе сахара из твердого кристаллического состояния в аморфное. Для сохранения аморфного состояния сахарозы используют антикристаллизаторы, в качестве антикристаллизатора используют крахмальную патоку (карамельная и карамельная низкоосахаренная) или инвертный сироп.

В процессе приготовления карамельного сиропа и карамельной массы патока и инвертный сироп задерживают кристаллизацию сахарозы. С патокой и инвертным сиропом вносят редуцирующие вещества — сахара (инвертный сахар, глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза), восстанавливающие щелочные растворы меди и других поливалентных металлов.

Действие патоки и инвертного сиропа как антикристаллизаторов объясняется следующим:

- повышением количества сухих веществ в насыщенном сахаро-паточном и сахаро-инвертном растворах по сравнению с насыщенным раствором чистой сахарозы;

- увеличением вязкости насыщенных сахаро-паточных и сахаро-инвертных растворов по сравнению с раствором чистой сахарозы;

- образованием продуктов распада сахарозы, сахаров патоки и инвертного сахара, часть которых (ангидриды, продукты реверсии) способна задерживать кристаллизацию.

В карамельном производстве принято следующее соотношение сахара и патоки в рецептуре карамельной массы: на 100 частей сахара 50 частей патоки. При этом редуцирующих веществ в карамельном сиропе 14—16%, в неподкисленной карамельной массе — не более 20%, в карамельной массе с введением кислоты до 0,6% — не более 22%, с введением кислоты более 0,6% и при работе на установках безвакуумного уваривания не более 23%.

Если патоку частично или полностью заменяют инвертным сиропом, то его добавляют из такого расчета, чтобы в карамельном сиропе было 16% редуцирующих сахаров (глюкоза, мальтоза, инвертный сахар), а в карамельной массе — 22%. Указанное содержание редуцирующих веществ обеспечивает получение карамельной массы аморфной структуры.

Редуцирующие сахара влияют на гигроскопичность, а продукты их глубокого разложения — на цветность карамели. Повышение количества редуцирующих сахаров приводит к повышению гигроскопичности и цветности.

Гигроскопичность карамели обусловлена:

- повышением гигроскопичности сахарозы при добавлении к ней сахаров патоки или инвертного сиропа;

- ростом гигроскопичности сахарозы при переходе в процессе приготовления карамели из кристаллического в аморфное состояние;

- присутствием продуктов распада сахаров (оксиметилфурфурол), образовавшихся в результате температурного воздействия на сахарозу, сахара патоки и инвертный сахар. Образование этих продуктов ускоряется с повышением температуры и длительности теплового воздействия.

При хранении карамели, особенно в условиях повышенной относительной влажности (выше 75 %), наблюдается поглощение влаги из окружающего воздуха. Это сопровождается увлажнением карамели, она становится липкой, мутной и теряет товарный вид. Карамель, приготовленная на патоке, более стойка, нежели карамель, полученная на инвертном сиропе, так как содержит меньше инвертного (глюкозы) сахара.

На гигроскопичность карамели, приготовленной на патоке, влияют углеводный состав сухих веществ, содержание редуцирующих веществ и активная кислотность патоки, в зависимости от которой в процессе приготовления карамельной массы образуется большее или меньшее количество инвертного сахара и других продуктов разложения, обладающих высокой гигроскопичностью. С увеличением содержание редуцирующих веществ в патоке, а особенности глюкозы, и активной кислотности патоки повышается гигроскопичность карамели.

Лучшим видом антикристаллизатора в карамельном производстве является низкоосахаренная патока, содержащая 30—34% редуцирующих веществ, в том числе 10—12% глюкозы, рН-среды патоки не ниже 4,5.

Цвет карамели обусловлен присутствием темноокрашенных продуктов распада сахаров (красящие и гуминовме вещества). Образование их происходит одновременно с образованием гигроскопичных продуктов распада сахара, поэтому цвет карамели является косвенным показателем ее гигроскопичности. Чем темнее цвет, тем выше гигроскопичность карамели.

Наиболее важными показателями, определяющими правильное ведение технологического процесса производства карамели и качество готовой продукции, являются влажность, количество редуцирующих сахаров (веществ) в карамельном сиропе и карамельной массе, цвет, растекаемость карамельной массы. Качество карамели с начинкой оценивается также соотношением карамельной массы и начинки.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Приготовление карамельной массы осуществляется в соответствии с рецептурой и технологическими режимами, приведенные в таблице 1.

Взвешивают необходимое по рецептуре количество компонентов. Растворяют 100 г. сахара песка в 25-30 см³ воды при нагревании до температуры 95 - 100 °С. В сахарный раствор, после полного растворения сахара, добавляют подогретую до температуры 45 °С патоку или необходимое количество инвертного сиропа. В процессе уваривания полученного сахаро - паточного или сахаро - инвертного сиропа производят отбор проб в интервале температур 130 -135 °С.

Таблица 1- Параметры приготовления карамельной массы

Наименование параметров	Вариант
	1	2	3	4
Массовая доля патоки, % к сахару поСВ	25	50	50	50
Температура уваривания карамельной массы, °С:	135	135	120	135

Горячую карамельную массу вылить на мраморную плиту, так чтобы получился круг, предварительно смазанную растительным маслом во избежание прилипания. Замерить по линейке взаимно перпендикулярные диаметры полученного круга для определения коэффициента растекаемости. Затем вводят вкусовые и красящие вещества, охлаждаю массу без перемешивания до 90 °С. При дальнейшем охлаждении карамельной массы до температуры 60 -70 °С, формуют ее в виде жгутов и разрезают на отдельные изделия.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Органолептическая оценка. При органолептической оценке карамели определяют вкус, аромат, цвет, вид поверхности и форму на основании требований, предусмотренных нормативной документацией.

Вкус и аромат - явновыраженные, соответствующие данному наименованию, без посторонних привкуса и запаха. Цвет - свойственный данной карамели.

Поверхность - сухая, без трещин, вкраплений и заусенцев.

Форма - правильная, соответствующая данному виду изделий; монпансье должно быть четко отформовано.

Следует сравнить органолептические показатели качества карамели, приготовленной с использованием различных антикристаллизаторов.

Коэфициент растекаемости карамельной массы. Является косвенной характеристикой ее вязкости и зависит от рецептуры карамели. Вязкость влияет на стойкость карамельной массы к засахариванию и на технологический процесс ее обработки. Карамельная патока, особенно низкоосахаренная, вследствие высокого содержания декстринов сообщает высокую вязкость карамельной массе, которая, будучи приготовлена на инвертном сиропе, при той же влажности обладает меньшей вязкостью и большей растекаемостью.

Растекаемость карамельной массы характеризуется коэффициентом растекания, который рассчитывают по формуле :

К = S/p;

(1)

где

К—коэффициент растекания, см²/г;

S — площадь, занимаемая пластом карательной массы (площадь круга), вылитой на плиту при температуре 108°С, см²;

р — масса порции карамельной массы, г.

Для подсчета величины растекаемости карамельной массы определяют диаметр как среднее значение двух взаимно перпендикулярных диаметров, рассчитывают площадь круга и массу отлитой на плиту массы. Для качественной карамельной массы на патоке коэффициент растекания равен 1,35; для массы, содержащей 20% инвертного сиропа, — 1,60. С целью увеличения вязкости карамельной массы на инвертном сиропе снижают ее влажность.

Определение влажности рефрактометрическим методом как описано на стр. 12 .

Показатель содержания сухих веществ сиропа ориентировочно можно контролировать непосредственно в процессе варки по температуре его кипения, которая представлена в таблице 6.

Температуру кипения карамельного сиропа определяем как средневзвешенную величину их температуры кипения сиропов и патоки, указанных в таблице 1 и по формуле 1.

Например, температура кипения карамельного сиропа (⁰С), приготовленного по рецептуре 40кг патоки на 100кг сахара, для массовой доли сухих веществ сиропа 85%, а использованной патоки 80%, если условно принять массовую долю сухих веществ сахара 100%, то:

Т= =112,0⁰С

Для определения оптической плотности (по которой судят о цветности сиропа) 20 г сиропа разводят в 100 см³ дистиллированной воды. Раствор наливают в кювету толщиной 10мм и определяют оптическую плотность на ФЭК при светофильтре с длинной волны 430 нм. Показатель оптической плотности используют для расчета цветности (К, ед. цветности), рассчитывается по формуле:

К=

(2)

где

D – оптическая плотность раствора;

ρ – концентрация раствора, % (концентрация раствора расчитывается по формуле 1:

ρ=СВ_сиропа·20/120);

d – толщина кюветы, мм.

Определение редуцирующих веществ.

Ряд методов определения редуцирующих сахаров основан на применении щелочного раствора меди, который получается при взаимодействии щелочного раствора сегнетовой соли с сульфатом меди (медным купоросом) – фелиговый метод (метод горячего титролвания).

Раствор сульфата меди носит название Фелинг I, щелочной раствор сегнетовой соли — Фелинг II.

В первый момент при смешивании щелочного раствора сегнетовой соли и медного купороса образуется голубой осадок гидроксида меди.

CuSO₄+ 2NaOН =Сu (ОН)₂ + Na ₂SO₄.

При взаимодействии Сu(ОН)₂ с сегнетовой солью осадок растворяется, образуется медный комплекс, и раствор окрашивается в густой синий цвет.

Редуцирующие сахара, воздействуя на образовавшийся медный комплекс, восстанавливают медь до закиси.

При количественном определении редуцирующих сахаров пользуются таблицами, составленными на основании экспериментальных данных при определенных условиях опыта, которые необходимо соблюдать. При изменении длительности нагревания или степени щелочности раствора получаются неверные результаты. При определении общего сахара предварительно проводят инверсию сахарозы.

Методов количественного определения редуцирующих веществ и общего сахара с применением щелочных растворов меди довольно много: йодометрический, перманганатный, феррицианидный, фотоколориметрический (с использованием фотоэлектроколориметра ФЭК-56 или ФЭК-М), поляриметрический, фелинговый и биологический. Некоторые из них основаны на определении содержания сахара по количеству выделившейся закиси меди (йодометрический), другие — по количеству израсходованного инвертного сахара на восстановление точно отмеренного объема щелочного раствора меди (методы Соксле, Лейна, Эйнона).

Определение содержания редуцирующих веществ методом титрования щелочного раствора меди раствором инвертного сиропа.

Метод предложен Лейном и Эйноном. В качестве индикатора в конце реакции используют метиленовый синий. Редуцирующий сахар придает темно-синюю окраску фелинговой жидкости. При нагревании инвертный сахар вступает в реакцию с фелинговой жидкостью, постепенно обесцвечивает ее с выделением закиси меди ярко-красного цвета. Окраска закиси меди затрудняет установление конца реакции, поэтому используют метиленовый синий. Инвертпый сахар после восстановления фелинговой жидкости восстанавливает метиленовый синий до образования бесцветного леико-соединения и обесцвечивания раствора.

Для приготовления стандартного раствора инвертного сахара навеску химически чистой сахарозы или сахара-рафинада, выдержанных в эксикаторе в течение 3 суток, в количестве 1,9 г растворяют в воде, переносят в мерную колбу на 200 мл. Количество воды, затраченное на растворение и перенесение навески, должно быть около 100 мл.

К раствору прибавляют 7—8 мл концентрированной соляной кислоты (плотн. 1,19). Погрузив термометр в колбу, ставят ее в водяную баню, нагретую приблизительно до 80° С. В течение 2—3 мин температуру жидкости доводят до 67—70°С и при этой температуре выдерживают раствор точно 5 мин, после чего содержимое колбы немедленно охлаждают под струей холодной воды до комнатной температуры и нейтрализуют раствором щелочи (25—30%-ной концентрации), прибавив 1—2 капли метилового оранжевого (зона перехода окраски рН 3,1—4,4). После этого раствор в колбе разбавляют водой до метки и взбалтывают. В 1 мл приготовленного стандартного раствора содержится 0,01 г инвертного сахара.

При установлении титра фелинговой жидкости (контрольное титрование – количество ред веществ в стандартном растворе) в коническую колбу на 100 –200 см³ отмеривают пипетками по 10-см³ жидкости Фелинг I и Фелинг II, прибавляют пипеткой 10 см³ воды, нагревают до кипения, кипятят ровно 1 мин. Не прерывая кипячения, вносят три капли метиленового синего и титруют тем же раствором инвертного сахара до исчезновения синей окраски и появления красного осадка. Величину навески сиропа g определить по формуле:

g=aV*100/p

(3)

где а —допустимое содержание определяемого сахара в 100 мл приготовленного раствора (0,032), г;

V — объем мерной колбы, взятой для приготовления раствора навески, мл (если навеску необходимо растворить);

р — предполагаемое содержание редуцирующих веществ в исследуемом продукте, % (в карамельном сиропе 12-14%).

В коническую колбу на 100—150 мл пипетками отмерить по 10 см³ жидкости Фелинг I, Фелинг II и дистиллированной воды и расчетное количество сиропа (взвешенного на фильтровальной бумаге).

Если сироп имеет водонерастворимые вещества (белки и жиры), то перед проведением опыта навеску подвергают растворению дистиллированной водой в мерной колбе на 100 см³, которую заполняют на половину водой вводят навеску и помещают на водяную баню температура которой не выше 60⁰С, при этой температуре, периодически взбалтывая, выдерживают в течение 15 мин. Охладив раствор до комнатной температуры, осаждают не сахара раствором ZnSO₄·7H₂О, взятого в количестве 10 см³, тщательно взбалтывают и вводят 10 см³ гидроксида Nа или К. Осветлив жидкость, объем мерной колбы доводят до метки, взбалтывают и через 2 мин отфильтровывают, для определения редуцирующих веществ берут 10 см³ приготовленного раствора, но из метода описанного выше исключают 10 см³ воды.

Коническую колбу с исследуемым раствором нагреть при взбалтывании до кипения, кипятить 1 мин (время отметить по песочным часам). Не прерывая кипячения, прибавить 3 капли метиленового синего и дотитровать из бюретки стандартным раствором инвертного сахара до исчезновения синего окрашивания и выпадение красного осадка..

Количество редуцирующих веществ X (в %) определить по формуле:

(4)

где:

n - объем стандартного раствора инвертного сахара, затраченный на 20 мл щелочного раствора меди, см³;

m - количество стандартного раствора инвертного сахара, затраченного при дотитровывании, см³;

g - навеска продукта, г.

Определение активной кислотности потенциометрическим методом

Метод основан на измерении концентрации водородных ионов в испытуемом растворе.

5 г исследуемого продукта смешивают в стакане с 50 см³ дистиллированной воды, ускоряя, если требуется, растворение нагреванием до температуры не выше 70 ⁰С, охлаждают до температуры (20±±2) ⁰С.

Электроды потенциометра погружают в исследуемый раствор и, не обращая внимание, на осадок, после того, как показание прибора примут установившиеся значение, отсчитывают величину рН по шкале прибора.

Полученные результаты заносят в таблицу 2.

Таблица 2 - Физико -химические показатели качества карамельной массы

Показатели	Контроль	В исследуемой карамельной массе
Массовая доля влаги, не более%	Не более 3%
Массовая доля редуцирующих веществ: %:
в неподкисленной карамельной массе	Не более 20%
с введением кислоты
0,6 %	Не более 22%
более 0,6 %	Не более 23%
Активная кислотность
Коэффициент растекаемости растекаемостит

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Основные стадии и параметры технологического процесса производства карамели.

2. Химический состав патоки, используемой для получения карамели.

3. Какие изменения сахарозы происходят при термической обработке?

4. Органолептические и физико - химические показатели качества карамельной массы и карамели, предусмотренные нормативной документацией.

5. Методы определения массовой доли сухих и редуцирующих веществ в карамели, сущность методов.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНО - НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Н.Н.ПОЛИКАРПОВА ФАКУЛЬТЕТ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра «Электротехнические

дисциплины»