1.2.2. Особливості впливу цукристих речовин.

Спроможність зв’язувати воду і контролювати активність води в харчових продуктах – одна з найбільш важливих властивостей вуглеводів, яка відіграє суттєву роль при виробництві пряникових виробів.

Гідрофільність цукристих речовин обумовлена наявністю численних ОН-груп, які взаємодіють з молекулою води завдяки водневому зв’язку. Ефект зв’язування води в значній мірі залежить від структури цукру. Гідратні форми, що мають міцну кристалічну структуру в меншій мірі здатні адсорбувати вологу. Наприклад, фруктоза значно більш гігроскопічна, ніж D- глюкоза, хоч має однакову кількість гідроксильних груп. Найбільшою гідратаційною здатністю володіє мальтоза, потім – фруктоза, а найменшою – цукроза [37, 48].

Традиційно при виробництві пряникових виробів використовуються у якості цукристих речовин цукровий та інвертний сиропи, мед, патока.

При приготуванні інвертного сиропу ступінь гідролізу залежить від температури, рН середовища, тривалості інверсії , кількості та якості використовуваної кислоти (соляної, молочної, лимонної або інших). Рівновага між різними таутомерними формами моносахаридів, що утворюються при інверсії, досягається повільно, тому обертання після інверсії не зразу стає постійним. Кінетика процесу взаємоперетворення цукрів з однієї в інші форми протікає по типу зворотних реакцій першого порядку [48, 49]. Кислоти при гідролізі цукрози діють каталітично, тому константа швидкості інверсії залежить від температури, рН цукрового розчину, природи використовуваної кислоти, вмісту цукрози у розчині й інших факторів 48.

Крім температури, рН середовища й інших перерахованих вище факторів на константу інверсії впливає також концентрація цукрового розчину. Зі збільшенням концентрації цукрози змінюється активність водневих іонів, швидкість інверсії змен- шується. Крім того, при інверсії цукрози в концентрованих розчинах поряд із глюкозою і фруктозою утворюються продукти більш складного молекулярного складу, такі як оксиметилфурфурол 48, 49.

У більшості випадків при виробництві борошняних кондитерських виробів інвертний сироп застосовували для надання кольору борошняним кондитерським виробам або як антикристалізатор, і не розглядали його з позиції здатності утримувати вологу. На думку російських вчених 16, 48, вологоутримуюча здатність інвертного сиропу обумовлена посиленням взаємного притягування різнорідних молекул у розчинах, тобто їх гідратацією. Схильність молекул цукрів до гідратації зв'язана, в основному, з наявністю в них гідроксильних груп -ОН, здатних утворювати водневі зв'язки з молекулами води. При гідролізі й утворенні нової модифікації моносахаридів кількість гідроксильних груп зростає. У результаті прискорюється утворення водневих зв'язків з молекулами води. Завдяки цьому з'являється можливість уповільнення процесів, що викликають втрату вологи і, відповідно, черствіння готової продукції, що є найбільш актуальним завданням виробництва пряникових виробів.

Проте даних про використанні у виробництві пряникових виробів інвертного сиропу з низьким значенням рН не знайдено. Тому викликає інтерес використання кислого інвертного сиропу з максимальною кількістю редукуючих речовин і дослідження його впливу на технологічні процеси (тістоутворення, випікання, зберігання) виробництва заварних пряників.

При виробництві пряників використовується патока – продукт неповного гідролізу крохмалю мінеральними кислотами або ферментами. Основну масу сухих речовин у патоці (78 – 80 %) складають вуглеводи: декстрини, мальтоза, глюкоза. В залежності від призначення випускається патока з різним ступенем оцукрення – декстрозним еквівалентом. Низькооцукрена – з вмістом редукуючих речовин не більше 34 %, середньооцукрена – від 34 до 60 %, та високооцукрена – більше 60 %. Редукуючі властивості патоки обумовлені, в основному, глюкозою та мальтозою, але, як правило, вміст редукуючих речовин патоки перераховують на глюкозу [48, 49].

При виробництві пряників можливе використання мальтозної патоки – продукту ферментативного гідролізу крохмалю, в якій міститься до 65 % мальтози. Подібний до патоки за складом і властивостями продукт за кордоном називають сиропом глюкози або кукурудзяним сиропом. За кордоном широко застосовуються сухі глюкозні сиропи (мальтодекстрини, глюкомальтодекстрини), які одержують методом розпилювального висушування рідких сиропів [50.

Використання меду для виробництва пряників пропонується у всіх традиційних технологіях, але на сьогоднішній день на вітчизняному ринку ціна цього продукту надто висока і, в основному, при виробництві пряників, натуральний мед замінюється штучним, який фактично є нейтралізованим інвертним сиропом , не містить у своєму складі ферментів і, з точки зору ферментативної активності, не має впливу на процеси гідролізу полімерів у заварці.

В США досліджений вплив амілази меду на гідроліз харчового крохмалю. Мед досліджували на активність амілази за діастазним числом. При вивченні зміни в’язкості та взаємозв’язку між діастазним числом і швидкістю зниження в’язкості, виявилася лінійна залежність від температури та рН середовища. Була дана позитив на оцінка здатності меду до гідролізу харчового крохмалю і зниження в’язкості останнього [52].

В роботах деяких вчених наведений вплив цукристих речовин на властивості тістових мас. Дія цукрів на тісто виражається в тому, що останнє стає м'яким і в’язким. Готовий продукт із великим вмістом цукру (без жирів) виходить дуже твердим і сухим. При випіканні тісто з надлишком цукру має властивість розтікатися й іноді поперечник випеченого виробу збільшується на 25% у порівнянні з тістовою заготовкою. Цукристі речовини – патока, інвертний сироп і мед – надають тісту м'якості, підвищують намокаємість готових виробів. Разом з цим інвертний сироп, патока і мед підвищують гігроскопічність пряника при його зберіганні, тим самим сповільнюють його черствіння [29].

Відмічено, що внесення цукрози в кількості 10 – 12% поліпшує якість клейковини. При додаванні цукрози в більшій кількості властивості клейковини починають погіршуватися. Вона стає менш зв'язаною, в'ялою і, нарешті, починає кришитися. Автори припускають, що в даному випадку відбувається процес, зворотній створенню з окремих міцел білка клейковинних ниток, тобто клейковинні нитки або джгути починають розриватися на окремі шматки і тим інтенсивніше, чим більше концентрація цукрів [29, 31].

Дія розчинних вуглеводів виявляє відому закономірність, а саме: моноцукриди та інвертний сироп діють на клейковину сильніше дицукридів. Вивчення дії вуглеводів на борошно показало, що моноцукриди, особливо в розчинах, діють сильніше на борошно з меншою кількістю клейковини (32,1 %), ніж на борошно з 41,1 % клейковини. Особливо це стосується інвертного сиропу. За даними А.Л Раппопорта , при додаванні інвертного сиропу у кількості 30 % - 50 % від маси борошна кількість відмитої клейковини зменшувалась відповідно на 14,1 – 33 %. Дицукриди (цукроза у розчині) при тому ж дозуванні діють менш енергійно: кількість клейковини, що відмивається, зменшується на 12,4 – 26 %) [29].

Аналітичний огляд літератури показав, що досліджень щодо впливу цукристих речовин на якість пряникового тіста з одночасним додаванням кислого інвертного сиропу та житнього борошна у літературі не знайдено, а це є, на нашу думку, суттєвим технологічним фактором, що може зменшити тривалість ферментації заварки та знизити втрату вологи в процесі зберігання готових пряників, тобто фактором, що запобігає процесу черствіння..