На практике это означает, что цитрусовые пектины по сравнению с яблочными пектинами с одинаковой степенью этерификации обладают более высокой температурой и менее длительным временем желирования.

Экстрагированные и очищенные пектины подразделяют на две основные группы — высокометоксилированные или высокоэтерифицированные и низкометоксилированные пектины. Существует и третья группа, все шире применямая в настоящее время, — амидированные, или амидные, пектины.

У высокометоксилированных пектинов этерифицированы 50 или более процентов карбоксильных групп, и для образования геля необходимо присутствие сахара и кислоты. Степень этерификации выше 50% определяет поведение этих веществ при образовании студня (например скорость застывания).

У низкометоксилированных пектинов этерифицированы менее 50% всех карбоксильных групп. При использовании низкометоксилированных пектинов сахар не так важен. Чтобы произвести желе на их основе, необходимо добавить соли металлов (обычно кальция), но в кондитерском производстве такие пектины ценятся особо, поскольку желе может производиться с сахаром, пектином и солью кальция, с использованием кислоты или без нее. При этом продукция, выпущенная без добавления кислоты, часто имеет лучшие вкусовые свойства, тогда как для обеспечения максимальной прочности желе на высокометоксилированных пектинах требуется повысить кислотность до рН 3.

У амидированных пектинов определенная часть групп галактуроновой кислоты СООН замещается группами CONH₂; как правило, число таких групп составляет от 15 до 25%. При использовании этих пектинов допустима большая концентрация кальция, чем для низкометоксилированных пектинов, а при производстве некоторых видов кондитерских изделий структурообразование будет происходить быстрее.

Высокометоксилированные пектины

Производится несколько сортов высокоэтерифицированного пектина, обеспечивающего разную скорость студнеобразования. Скорость и температура студнеобразования определяются метоксильным содержанием — чем выше степень этерификации, тем выше температура студнеобразования. Если содержание сахара или растворимых твердых веществ высоко, температура студнеобразования повышается. Другим фактором, влияющим на температуру и скорость студнеобразования, является присутствие некоторых буферных солей, что особенно ценно для кондитерского желе, поскольку добавление этих солей позволяет предотвратить преждевременное студнеобразование. В этих целях чаще всего используются натриевая соль лимонной кислоты и различные полифосфаты натрия.

Температурой «садки» называется температура, при которой во время охлаждения массы начинается студнеобразование. Кондитерские изделия с использованием высокоэтерифицированного пектина необходимо формовать или отливать при более высокой температуре, чем температура «садки».

Высокометоксилированные пектины образуют желе в присутствии еще трех компонентов — воды, сахара и кислоты, роль каждого из которых можно предста­вить следующим образом: пектин, растворенный в воде, частично диссоциирует, образуя ионы СООН, в результате чего молекулы приобретают отрицательный заряд и между ними возникает сила отталкивания. Присутствие сахара приводит к снижению растворимости пектина в воде, а добавление кислоты подавляет ионизацию пектина, что позволяет противодействовать электростатическому отталкиванию молекул, и в результате образуются зоны перехода.

Первое правило, которое следует соблюдать при работе с высокометоксилированными пектинами, состоит в том, что студнеобразование происходит только тогда, когда растворимые твердые вещества (в основном сахар) составляют от 60 до 80%. Следует также помнить, что растворимость сахара (сахарозы) в воде ограничена и составляет около 65%. По этой причине при изготовлении студня с высоким содержанием растворимых сухих веществ необходимо дополнительно использовать другие, более растворимые сахара, находящиеся во фруктовом сырье. В случае, когда фруктовое сырье в рецептурный состав не входит, добавляется патока.

Повышенное содержание редуцирующих сахаров приводит к образованию слишком мягких гелей, склонных к выделению влаги.

Чтобы приготовить хороший студень, особенно важно учитывать кислотность рецептурной смеси. Для высокометоксилированного пектина диапазон рН, обеспечивающий оптимальное студнеобразование, составляет 2,9-3,6. При рН выше 3,6 студнеобразование происходит только частично. Если же рН составляет менее 2,9, происходит синерезис студня, в результате которого студень постепенно разрушается и из него начинает сочиться сироп (происходит «плач» студня). Допустимы некоторые отклонения в количестве сухих веществ и кислотности, но при этом должно изменяться и количество пектина.

Таким образом, высокометаксилированные пектины образуют студни в присутствии кислоты (рН 2,9-3,6) и сахара при содержании сухих веществ не меньше 65%.

Высокоэтерифицированный пектин применяется при производстве желейных и пастильных изделий. В зависимости от скорости и температуры начала желирования высокоэтерифицированные пектины делятся на быстро, средне и медленно желирующие или пектины быстрой, средней и медленной садки. Быстро желирующие пектины имеют более высокую степень этерификации и желируют при более высоких РН.

Быстрая «садка» : температура - 75/85 С, рН - 3,1-3,6; Средняя «садка»: температура - 55/75С, рН - 3,0-3,3; Медленная «садка»: температура - 45/60, рН - 2,8-3,2

В производстве желейных изделий преимущественно используются медленно желирующие пектины. Замедлить процесс желирования можно при применении буферной соли (ретардатора) изменением количества сахара и величиной РН.

Ретардаторами являются, как правило, соли одновалентных катионов (например, ионов К⁺) и молочной, винной, лимонной или фосфорной кислот. Катионы присоединяются к диссоциированным карбоксильным группам, вследствие чего пектиновые цепочки не могут сблизиться для образования межмолекулярных связей. Результатом является увеличение времени желирования и понижение его температуры. Кроме того, буферные соли повышают рН перед дозировкой кислоты, что помогает предотвратить преждевременное желирование. Степень этих изменений можно регулировать концентрацией буферных солей, хотя слишком высокая дозировка солей может отрицательно сказаться на вкусе и прочности геля.

Уровень рН продукта регулируется добавлением кислоты и оказывает очень сильное влияние на образование геля.

Количество добавляемой кислоты зависит от:

• типа используемого пектина

• концентрации пектина

• содержания растворимых сухих веществ

• количества и вида используемых буферных солей

При понижении уровня рН в среде подавляется диссоциация свободных карбоксильных групп. В результате этого уменьшается электростатическое отталкивание между молекулами пектина и появляется возможность для образования водородных мостиков между неэтерифицированными карбоксильными группами.

Увеличивая количество добавляемой кислоты и, не меняя другие параметры рецептуры, можно повысить температуру и уменьшить время желирования по причине большей склонности молекулярных цепочек пектина к сближению. Однако в этом случае повышается вероятность преждевременного желирования

При высоком значении рН в продукте наступает обратный эффект. Наблюдаются снижение температуры и увеличение времени желированиия. Одновременно возрастает вероятность того, что продукт не будет желироваться.

По вкусовым причинам в производстве желейных изделий в конечном продукте выбирают значение рН, лежащее в области 3,2-3,6. Для желирования высокоэтерифицированных пектинов в среде с высоким содержанием растворимых сухих веществ данная область значений рН является оптимальной. При этом получаются продукты с прочной и эластичной текстурой.

Если уменьшить уровень рН, оставляя без изменения содержание сухих веществ в среде, ниже значения 3,0, то может произойти преждевременное желирование, при котором образование геля начинается сразу же после добавления кислоты. Время, необходимое для отлива, уменьшается, а образовавшийся гель необратимо разрушается. Данные гели обычно распознают по неоднородной и слабой консистенции.

В зависимости от технологических требований в качестве ретардаторов применяют натриевые или калиевые соли лимонной, винной, молочной и фосфорной кислот. Эти соли отличаются друг от друга молекулярной массой, кислотностью и вкусом.

Соли лимонной и винной кислот используют из-за размера их молекул, а соли фосфорной кислоты, в особенности фосфатов с длинной молекулярной цепочкой, - из-за их комплексообразующей способности.

После добавления ретардаторов сближение молекул пектина пространственно затрудняется. Катионы присоединяются к диссоциированным карбоксильным группам, в результате чего пектиновые цепочки не могут сблизиться для образования точек связывания. Образование гелевой структуры смещается во времени после достижения равновесного состоянии диссоциации молекул.

Буферные соли повышают рН перед добавлением кислоты, что помогает предотвратить преждевременное желирование. Снижение рН до необходимого уровня обеспечивается последующим добавлением кислоты. Чем выше концентрация буферной соли, тем ниже температура желирования и тем больше время желирования. Если буферные соли, например, цитраты натрия, калия и фосфаты, используются для увеличения времени желирования или для изменения вкусовых свойств, то в результате повышения рН среды с определенной буферной емкостью и ее температуры может произойти разрушение пектиновых молекул из-за гидролиза связей в группах атомов, находящихся в молекуле пектина. Как правило, результатом данного процесса является продукт с менее прочной гелевой структурой. Разрушение цепочки в большей степени может быть предотвращено добавлением в начале, а не в конце технологического процесса определенного количества кислоты, создающей в среде то значение рН, которое соответствует рецептуре продукта.

Как температура (время) желирования, так и текстура могут быть существенным образом изменены путем подбора вышеназванных буферных солей. Таким образом, можно получать гелевые структуры со свойствами от мягких до хрупких.

Прочность студня определяется следующими факторами:

Время варки. При чрезмерно длительной варке любой смеси, предназначенной для производства желе, происходят:

а) избыточная инверсия сахарозы;

б) разрушение пектина и потеря его свойств.

В первом случае при хранении продукта может происходить кристаллизация декстрозы, а во втором — утрата студнем прочности (в худшем случае структура вообще не образуется). Желательно, чтобы быстрая варка состава до достижения необходимого содержания растворимых сухих веществ продолжалась не более 15 мин.

Отсаживание массы. После варки масса должна быстро отсаживаться в формы, так как в противном случае наблюдается тот же эффект, что и что и медленной варке.

Преждевременная «садка». Если температура оборудования для тепловой обработки или отсадочной воронки опускается ниже температуры студнеобразования, происходит преждевременная «садка» и при последующем отсаживании студень теряет прочность, а после нарезки выглядит «зернистым». Такие же проблемы возникают и при несоответствующем рН.

Неполное растворение пектина. Чтобы пектин растворился полностью, его нужно размешать в воде или в разбавленном сиропе. В сиропах высокой концентрации растворимость пектина снижается, в результате чего значительно уменьшается прочность студня. В настоящее время почти на всех предприятиях порошкообразный пектин тщательно перемешивают с сахаром, количество которого составляет до 10 частей. Эту смесь добавляют в воду и быстро перемешивают — частицы пектина распределяются равномерно, не образуя комков.

Вода. При производстве желейных конфет на пектине часто не учитывают та­кой фактор, как состав воды. В жесткой воде содержатся соли кальция, которые мо­гут оказать значительное буферное действие (особенно заметным это становится при использовании низкометоксилпрованных пектинов). Присутствие в составе воды малейшего количества железа также нежелательно для производства желейных конфет на пектине, так как оно придает им нежелательный вкусо-ароматический оттенок.

Наиболее широко на рынке представлены пектины компании Citrico под торговой маркой Classic. При применении пектинов Classic AS 501, Classic AS 401 и Classic CS 501, Classic CS 401 часто используются в комбинации с таким ретардатором, как лимоннокислый натрий (цитрат натрия).

Желейные изделия, приготовленные с использованием пектинов Classic AS 501 или Classic AS 401, имеют эластично-вязкую текстуру, а с использованием пектинов Classic CS 501 или Classic CS 401 -эластично-хрупкую, нежную текстуру с гладким бриллиантовым изломом.

Пектин Classic AS 502 содержит необходимое количество буферных солей. Он применяется в производстве кондитер­ских желейных продуктов с содержанием сухих веществ около 78-83% и рН 3,1-3,3. Текстура получаемых гелей - эластично-вязкая с гладким изломом. Для получения более эластичных гелей рекомендуется применять пектины Classic AS 507, Classic CS 502 или Classic CS 509.

Пектин Amid CS 005 - это высокоэтерифицированный амидированный цитрусовый пектин, который используют для производства кондитерских желейных изделий с низкой вязкостью во время процесса приготовления и низкой темпе­ратурой желирования. Поэтому пектин Amid CS 005 особенно подходит для про­изводства кондитерских желейных про­дуктов с очень высоким содержанием растворимых сухих веществ. Пектин Amid CS 005 используется в комбинации с буферными солями или без них. Он с успехом применяется для изготовления как продуктов с очень выраженным кислым вкусом, так и для слабокислых продуктов. Текстура геля, полученного с помощью пектина Amid CS 005 - эластично-вязкая с гладкой поверхностью на изломе.