Структурообразование конфетных масс при формовании

Структурообразование помадных, молочных и ликерных конфет предопределяется процессом кристаллизации сахарозы. Структура этих конфет зависит от исходного состояния конфетной массы и технологических параметров кристаллизации.

При формовании отливкой в крахмал между конфетной массой и крахмалом происходит тепло- и влагообмен. Часть влаги поглощается крахмалом и снижается температура массы. При этом уменьшается растворимость сахарозы, повышается коэффициент пересыщения, что является движущей силой кристаллизации. В помадных массах, содержащих готовые кристаллы сахарозы, этот процесс протекает легко и быстро и зависит от скорости охлаждения массы. По мере охлаждения крахмала за счет теплообмена с окружающим воздухом в камере выстаивания происходит дальнейший рост кристаллов, уменьшение содержания жидкой фазы, срастание отдельных кристаллов.

В начальный период, после отливки массы в крахмальные формы, процесс кристаллизации наиболее интенсивно протекает на периферийных слоях, а затем по мере охлаждения корпуса распространяется на всю его массу. Поэтому помадные конфеты отличаются однообразной сплошной кристаллической структурой.

Несколько по-другому протекает процесс кристаллизации в перегретых помадных массах перед отливкой. Такие массы отличаются высокой концентрацией сахарозы в жидкой фазе в результате растворения части твердой фазы. После отливки перегретой массы происходит не только рост имеющихся кристаллов, но и образование новых центров кристаллизации, которые являются причиной появления белых пятен на поверхности конфет.

К структуре молочных и ликерных конфет предъявляются особые требования.

Молочные массы отличаются от молочной помады большим содержанием молочных продуктов, патоки и структурой. Они не содержат твердой кристаллической фазы перед формованием, а представляют собой после уваривания однородную вязкую массу, которую смешивают в темперирующих машинах со сливочным маслом, эссенцией и ванилином. Готовую конфетную массу температурой 110-115^оС подают на формование.

Ликерные массы получают увариванием чисто сахарного или сахаро-паточного сиропа до содержания сухих веществ 80-82% . Полученная масса далее смешивается с винно-спиртовой смесью в количестве 10-30% к массе сахара. Ликерный сироп при температуре 90-95^оС отливают в крахмальные формы.

Особенность молочных и ликерных корпусов состоит в том, что поверхность этих конфет должна быть покрыта твердой кристаллической корочкой, а внутри масса должна иметь полужидкую консистенцию. Такую структуру при формовании удается получить при соблюдении определенных условий процесса кристаллизации. При этом необходимо учитывать высокую вязкость молочных масс и отсутствие готовых центров кристаллизации в молочных и ликерных массах. Следовательно, при формовании необходимо прежде всего создать условия для возникновения большого количества центров кристаллизации в периферийных слоях массы.

На скорость структурообразования молочных и ликерных корпусов влияет температура массы при отливке, температура крахмала и температура среды выстойки.

Оптимальными условиями получения молочных и ликерных корпусов конфет является продолжительность выстаивания в течение 2-х часов при температуре крахмала 51-52^оС и температуре воздуха в камере 25 - 28^оС и далее температура воздуха снижается до 8 – 10^оС. Общая продолжительность выстаивания корпусов конфет составляет 60-90 мин.

Фруктовые, желейные и желейно-фруктовые конфетные и мармеладные массы после формования приобретают студнеобразную структуру за счет наличия в рецептуре студнеобразователей (пектина, агара, агароида, фурцеларана).

После уваривания при температуре 100-110^оС фруктовые, желейные и желейно-фруктовые массы представляют собой вязкие жидкости, постепенно переходящие при охлаждении в структурированные системы. Для них характерна студнеобразная структура, которая возникает благодаря переходу при определенной температуре золя студнеобразующего вещества в гель.

В горячей фруктово-желейной массе студнеобразующее вещество находится в растворенном состоянии. Его молекулы покрыты сольватными (гидратными) оболочками. Под действием теплового движения они беспорядочно перемещаются в дисперсионной среде, которой является водный раствор сахара, кислоты и экстрактивных веществ фруктово-ягодного пюре.

Карбоксильные группы пектиновых веществ способны диссоциировать на ионы, поэтому значительная часть молекул представляет собою высокомолекулярные анионы, так как несут на своей поверхности отрицательный заряд. Благодаря этому при встрече они взаимно отталкиваются друг от друга.

Агар и агароид в водном растворе также представляют собой электролиты. Они диссоциируют в воде на ионы кальция и высокомолекулярные анионы, отрицательный заряд которых определяется эфирносвязанными остатками серной кислоты.

Водные растворы студнеобразователей относятся к лиофильным дисперсным системам. Их лиофильность обусловлена тем, что на поверхности молекул пектиновых веществ, других студнеобразователей находится много полярных групп. Полярные вещества хорошо растворимы в таких полярных растворителях как вода, на их границах раздела возникает низкое межфазное натяжение, поэтому высокомолекулярные вещества, к которым относятся студнеобразователи, не обнаруживают значительной тенденции к ассоциации. В таких дисперсных системах тенденция к агрегированию практически отсутствует или настолько мала, что она преодолевается интенсивным тепловым движением частиц.

Присутствие в растворе кислоты более диссоциированной, чем пектиновые кислоты, или добавление кислоты в реакционную смесь снижает степень диссоциации пектиновых кислот, уменьшая электрический заряд его частиц. Снизить величину электрического заряда диссоциированной молекулы агара (агароида) можно введением в его молекулу соответствующего катиона. Пектиновые вещества способны коагулировать из раствора и образовывать студень. Их коагуляцию можно вызвать добавлением спирта, ацетона и других водоотнимающих веществ. Действие этих осадителей заключается в том, что они снимают с пектиновых частиц гидратную оболочку, препятствующую соединению их между собой.

Переход золя пектина в гель наблюдается также при добавлении солей поливалентных металлов. При этом высокомолекулярные анионы пектина соединяются с катионами поливалентных металлов, что уравновешивает их электрический заряд.

При производстве фруктовых мармеладов и конфетных масс роль водоотнимающего вещества выполняет сахар.

При охлаждении пектинового золя подвижность частиц пектина уменьшается. Под действием флуктуаций в отдельных участках раствора может скапливаться большое количество дегидратированных, лишенных электрического заряда молекул пектина. Последние ассоциируются друг с другом через десольватированные участки. Силы притяжения частиц сосредоточены на их концах, что способствует образованию пространственной сетки.

Кислотно-сахарные, пектиновые студни образуются побочной валентностью, т.е. посредством водородной связи.

В результате такого взаимодействия между пектиновыми частицами образуется ячеистая структура, пронизывающая всю массу. Свободное пространство структурного каркаса заполняется дисперсионной средой, которая адсорбционно связывается с сеткой каркаса и отвердевает вместе с дисперсной фазой коллоидного раствора в одну сплошную массу без видимого разделения обеих фаз.

После формирования студня происходит постепенное упрочнение пространственной сетки за счет взаимодействия полярных групп макромолекул, ионизированных групп, несущих электрический заряд различного знака. При этом происходит упорядочение отдельных участков молекул. Эти участки обычно ориентируются параллельно друг другу, так как такая ориентировка способствует уменьшению свободной энергии системы.

Если образовавшиеся между макромолекулами связи не слишком прочны, то механическим перемешиванием или встряхиванием можно разрушить структуру и студень превращается в жидкость. При спокойном стоянии такой жидкости в ней снова образуется студень. Такое явление называется тиксотропией.

Это свойство студней используется при производстве мармеладных студней. Иногда при использовании высококислотного и сульфитированного пюре процесс студнеобразования начинается в рецептурном смесителе. Перемешиванием рецептурной смеси разрушают образовавшийся студень, что не влияет на повторное студнеобразование.

Основные закономерности образования пектинового студня приемлемы к объяснению образования агаровых (агароидных) студней. Только в данном случае присутствие сахара не обязательно, а кислота, наоборот, разрушающе действует на молекулу агара.