3. Цукор та цукристі речовини

Цукор та цукристі речовини у морозиві знижують точку замерзання суміші під час фризерування та загартування. Цукор – це найкращий засіб для регулювання м‘якості морозива. Він підвищує вміст сухих речовин, надає солодкий смак та забезпечує гарну консистенцію морозива.

Останнім часом з‘явилася тенденція до отримання необхідної солодкості за рахунок змішування цукру з іншими підсолоджувачами. Завдяки гарній якості інших, більш дешевих підсолоджувачів, а також можливості збільшити загальний вміст сухих речовин морозива без перевищення рівня солодкості, таке змішування вельми вигідне. Частка можливої заміни цукру іншими речовинами залежить від необхідного ступеня солодкості, загального вмісту сухих речовин, їх впливу на технологічні властивості суміші, відносної солодкості підсолоджувача.

В якості підсолоджуючих речовин, окрім цукру у різних формах (цукор-пісок, цукровий сироп, цукрова пудра), використовують мед бджолиний, патоку крохмальну, патоку високомальтозну, кукурудзяний сироп, глюкозу кристалічну, глюкозно-галактозний сироп, сироп глюкозно-фруктозний, фруктозу, сироп гідролізованої лактози (СГЛ), інвертний цукор, сорбіт та ксиліт харчові (замінники цукру для хворих на цукровий діабет). З інтенсивних синтетичних підсолоджувачів застосовують лише ацесульфам калію (сунетт) (Е 950). Хоча в деяких країнах у виробництві морозива дозволено застосовувати й інші підсолоджувачі: аспартам, сахарін, цикламову кислоту та її солі, сукралозу, гліцирізін. Остаточне вирішення питання про доцільність застосування підсолоджувачів у кожному конкретному випадку є прерогативою Міністерства охорони здоров‘я України. В Україні застосування харчових добавок регламентується Санітарними правилами і нормами [22].

Відносна солодкість натуральних цукрів та їх замінників наведена в табл. 8

Таблиця 8

Натуральні цукри та замінники цукру	Відносна солодкість, %
Цукроза Фруктоза Інвертний цукор Глюкоза Кукуруздяний цукор Лактоза Патока з вмістом 75 % сухих речовин Солодовий цукор (мальтоза) Мед натуральний Сорбіт Ксиліт Ацесульфам калію (сунетт) (Е 950) Аспартам (Е 951) Цикламова кислота та її солі (Е 952) Сахарін (натрієва, калієва та кальцієва солі (Е 954) Сукралоза (Е 955)	100 173 140 74 70 16 26 32 71 50...60 ≈ 100 ≈ 20 000 ≈ 20 000 3 000 30 000...50 000 60 000

Таким чином, при використанні підсолоджувачів, можна зменшувати або збільшувати їх кількість у порівнянні з цукрозою, враховуючи їх відносну солодкість.

Цукроза бурякова або тростенева – це основна сировина для забезпечення солодкого смаку морозива. Цукор добре розчинюється у воді, причому його розчинність значно збільшується з підвищенням температури розчинника. Так, при температурі 20 ºС у воді розчинюється 67,09 % цукру по відношенню до маси, а при 100 ºС – вже 82,97 %.

Температура кипіння розчину цукру вища за температуру кипіння води. Наприклад, для 60 %-ного розчину температура кипіння складає 103,0 ºС, а для 90 %-ного – вже 119,6 ºС.

При температурі 160...186 ºС цукроза перетворюється у прозору рідину. При перевищенні зазначеної температури плавлення, спочатку проходить процес карамелізації, а потім й обвуглення цукрози, що надає їй смак карамелі з подальшим переходом у гіркий смак.

Цукор активно кристалізується з пересичених розчинів. Цей процес прискорюється за наявності у розчині твердих часточок та повітряних бульбашок, що відповідає умовам сумішей для морозива та готового продукту. У виробництві морозива використовують переважно цукор-пісок. Жовтий цукор у виробництві морозива не допускається. Мішки з цукром зберігають у складах з відносною вологістю повітря не вище 70 %. Перед використанням цукор перевіряють органолептично, після чого просіюють для видалення сторонніх домішок.

Інвертний цукор (сироп) використовують у виробництві морозива як антикристалізатор, бо він знижує точку замерзання сумішей і тим самим сприяє покращанню структури продукту. Такий сироп можна виготовлювати безпосередньо у виробничих умовах шляхом нагрівання цукру з водою та кислотами (лимонною, виннокам‘яною, молочною та іноді з соляною). Під каталітичною дією кислот цукроза розкладається на глюкозу та фруктозу. З 100 кг цукру можна одержати 105 кг інвертного цукру. Приміром, при використанні виннокам‘яної кислоти рекомендують на 100 кг цукру брати 44 кг води та 110 г кислоти. Підготовлений сироп кип‘ятять протягом 30...35 хв та охолоджують.

Крохмальна патока – це продукт неповного гідролізу крохмілю. Розрізняють патоку карамельну та патоку глюкозну. Патоку карамельну застосовують в якості антикристалізатора шляхом часткової заміни цукрози у виробництві плодово-ягідного морозива (зниження ризику утворення скоринки на поверхні продукту). Сухих речовин у патоці - 78...82 %, до складу яких входять декстрини, мальтоза, глюкоза. Вміст редукуючих речовин у карамельній патоці – 38...44 %, у глюкозній – 44...70 %.

За умови вмісту редукуючих речовин нижче 30 % декстрини випадають у осад, внаслідок чого патока мутніє, але при їх вмісті більше 50 %, патока втрачає властивості антикристалізатора та переходить у глюкозну патоку.

Патока для виробництва морозива повинна бути прозорою. Її зберігають у ємностях при температурі 8...12 ºС та відносній вологості повітря 65...70 %. Якщо у патоку попадає вода, можливе її зброджування.

Глюкозу використовують як підсолоджувач та антикристалізатор для покращання структури морозива. Глюкозу для харчових цілей виготовляють у вигляді гідратної кристалічної глюкози (вміст редукуючих речовин у перерахунку на суху речовину не менше 99,% ) або у вигляді твердої маси – крохмального цукру (вміст редукуючих речовин 75...85 %). Розчинність та швидкість кристалізації глюкози трохи нижча, ніж у цукрози. Зберігають глюкозу у чистих та сухих приміщеннях при температурі 8...10 ºС та відносній вологості повітря 65...70 %.

Фруктозу, що має найвищу відносну солодкість, отримують з цукрози, кукурудзяного крохмалю або з фруктанів топінамбуру у вигляді кристалів або сиропів. Цей вуглевод має високу вартість, тому його використовують лише у харчуванні для хворих на цукровий діабет. В Україні використовують фруктозу виробництва багатьох закордонних фірм. Так, приміром, Fruction ® - це торговельна назва фруктози виробництва компанії Danisco. Застосування замінника цукру Fruction ® дозволяє значно зменшити вміст калорій в морозиві, знизити точку замерзання сумішей і за рахунок цього отримати більш м‘яку структуру, що сприяє легкому вийманню продукту зі споживчої тари.

Мед натуральний. У виробництві морозива використовують тільки квіткові світлі сорти меду, найкращими з яких вважають липовий та білоакаційовий. До складу меду входить до 20 % води, 74,4...83,4 % вуглеводів (переважно глюкози та фруктози), до 10 % нецукристих речовин. Мед багатий на мінеральні речовини, органічні кислоти та вітаміни. Використовувати мед рекомендують у суміші з цукрозою у рівних частинах. Повна заміна цукрози на мед небажана внаслідок того, що мед сильно знижує температуру замерзання сумішей (як наслідок – збільшення витрат енергії, труднощі у зберіганні та транспортуванні) та може надати продукту специфічного запаху. Мед зберігають у сухих прохолодних приміщеннях при температурі 5 ºС та відносній вологості приміщення 60...70 %. Для переведення засахареного напівтвердого меду у рідкий стан, його підігрівають перед використанням до температури 65 ºС.

Солодовий сироп вміщує велику кількість мальтози. Внаслідок специфічного смаку, його найчастіше використовують у виробництві шоколадного морозива. Смак солоду можна підсилити перед використанням шляхом нейтралізації солодового сиропу содою.

Ксиліт, сорбіт - це солодкі багатоатомні спирти, які широко використовують в якості замінників цукру для хворих на цукровий діабет [18].

Сорбіт отримують у виробництві аскорбінової кислоти шляхом відновлення глюкози. Сорбіт згідно європейській класифікації має індекс Е 420 і за молекулярною структурою є шестиатомним спиртом з молекулярною масою 182,2. Багато сорбіту міститься у плодах кісточкових плодів та в морській капусті. Зовні сорбіт являє собою білий порошок або безбарвні кристали, іноді білувато-сірі плиточки. Сорбіт вміщує до 5 % вологи, має добру розчинність у воді, утворює приємні за смаком та позбавлені запаху розчини. Сорбіт харчовий випускають в упаковці плитами від 4 до 7 кг. Зберігають сорбіт до одного року при температурі не вище 25 ºС та при відносній вологості повітря 65...70 %.

Ксиліт має індекс Е 967. Його молекулярна маса 152,1. Ксиліт отримують зі стержнів кукурудзяних качанів та лузги бавовняного насіння, деревини. Масова частка вологи у ксиліті – 2%. Ксиліт поставляють на підприємства у вигляді легкорозчинного порошку

При виготовленні морозива основі ксиліту беруть таку ж кількість, як і цукру, а сорбіту – лише на 2 % більше по відношенню до маси продукту. Більший вміст сорбіту та ксиліту небажаний внаслідок того, що за рахунок меншої молекулярної маси цукрозамінників, ніж у цукрози, кріоскопічна температура морозива може значно знизитися, що призведе до зменшення частки вимороженої води за тих же температур. В Україні виробляють морозиво з цими цукрозамінниками у незначних обсягах.

Ацесульфам калію (сунетт) (Е 950) – це синтетичний інтенсивний підсолоджувач, органічна сіль, що вміщує сірку та азот. Його розчинність у воді за кімнатної температури – 270 г на 1000 см³. Ацесульфам К не розкладається при нагріванн. Максимально допустимий рівень концентрації (МДР) ацесульфаму калію у морозиві – не більше 800 мг на кг.

Аспартам (Е 951) - це дипептид, що складається із залишків аспарагінової кислоти та фенилаланіну. Він синтезований у 1965 році. МДР аспартаму – до 5500 мг/кг. Розчинність добавки – 10 г/дм³. Аспартам виявляє синергистичний ефект до деяких інших підсолоджувачів (сахаріну, ацесульфаму К) та здатен підсилювати деякі аромати. Внаслідок негативного впливу високих температур на аспартам, його рекомендують вносити в продукти перед фасуванням, або ж збільшувати дозу внесення. Аспартам обмежений до застосування у харчовій промисловості внаслідок того, що він є носієм фенілаланіну – небезпечної речовини для людей хворих на фенилкетонурію. Продукти, що вміщують цей підсолоджувач, повинні маркуватися з попередженням про його вміст.

Цикламова кислота та її солі (Е 952) – це похідні аміносульфонової кислоти. МДР цієї кислоти складає до 5500 мг/кг при розчинності – 200 г/ дм³.

Сахарін (натрієва, калієва та кальцієва солі) (Е 954) - це сульфамід бензойної кислоти, що був синтезований у 1879 році. Він витримує тривале зберігання, нагрівання та є найдешевшим з підсолоджувачів, що не мають харчової цінності. Сахарін визнаний безпечним та дозволений до споживання більше ніж у 100 країнах світу. МДР сахаріну встановлено на рівні до 1200 мг/кг. Розчинність сахаріну – 660 г/ дм³.

Сукралоза - це новий інтенсивний некалорійний підсолоджувач, який отримують шляхом хлорування цукру. Сукралоза дозволена до застосування для широкого спектру продуктів там напоїв. Солодкість сукралози зменшується зі збільшенням її вмісту або рН, та з пониженям температури. Сукралоза вельми стійка до температурного впливу та кислотності середовища (рН=3…7).

Синтетичні інтенсивні підсолоджувачі часто використовують у вигляді композиційних сумішей з метою одержання стійкого солодкого смаку.

При виробництві морозива з низьким рівнем калорій компанія Danisco (Данія) пропонує застосовувати в якості замінника цукру полідекстрозу з торговою назвою Litesse ® . Полідекстроза замінює цукор та дозволяє знижувати рівень вмісту жирів в морозиві, є ідеальним продуктом для зменшення калорійності морозива. Вона лише частково приймає участь у метаболізмі, організм засвоює лише 1 ккал енергії на 1 грам Litesse ®. При застосуванні Litesse ® в якості замінника цукру споживач отримує лише 25 % калорій, які б дав продукту цукор (4 ккал/г) і всього 11 % калорій, які привносить в продукт жир (9 ккал/г).