Желирующие вещества

Желирующие вещества - высокомолекулярные соединения; их молекулы обычно имеют форму длинных нитей, которые называют биполимерами, так как их концы (или отдельные участки) несут разные электрические заряды. При понижении температуры ослабевает тепловое (броуновское) движение этих нитеобразных молекул, и между ними возникают межмолекулярные связи. В результате отдельные молекулы полимерных веществ соединяются, образуя внутри жидкости каркас, придающий всей системе плотную консистенцию. Находящаяся в ячейках каркаса жидкость (обычно вода) и образует гель или студень (студни состоят только из отвердевшего вещества, а гели – из жидкой фазы и молекул полимера, образующего внутренний каркас).

У студней и гелей есть характерные свойства. Одно из них – синерезис (или старение) заключается в том, что со временем или под влиянием внешних воздействий внутренний каркас уплотняется и жидкость отделяется. Этим обусловлено отделение жидкости в киселях и желе. Второе свойство – тиксотропия – это способность гелей терять при встряхивании прочность, а затем постепенно восстанавливать ее (полностью или частично).

При изготовлении сладких блюд используют различные полимерные желирующие вещества (крахмал, агар, желатин и др.). Кроме того, применяются продукты, содержащие пектин (яблочное и абрикосовое пюре), и новые желирующие вещества: модифицированные крахмалы, альгинаты, агароид, пектины.

На процесс студнеобразования оказывает большое влияние природа желирующего вещества, его концентрация и температура студнеобразования. Как правило, чем выше концентрация желирующего вещества, тем больше прочность получающихся студней и выше температура их плавления.

При нагревании в воде до 75⁰С замоченные желирующие вещества растворяются, образуя при охлаждении застудневающие растворы. Температура плавления геля зависит от концентрации желирующих веществ. Поэтому подбирают такую их концентрацию. Чтобы желе не плавилось при комнатной температуре (20-25⁰С).

При 20%-ной концентрации сахара в сиропе температура плавления студней (гелей) составляет:

для желатина 28-29⁰С,

для агароида – 46,8⁰С,

для фурцелларана – 38,1⁰С (при содержании желирующих веществ соответственно 3%, 1,5 и 1%).

Желе с желатином охлаждают при 19⁰С, желе с агароидом застывает при 23⁰С, с фурцеллараном – при 25⁰С.

Длительное кипячение растворов этих желирующих веществ в присутствии кислот (которые содержатся в сиропах для сладких блюд) снижает их желирующую способность.

Чтобы молекулы полимеров образовали внутри жидкости каркас, а затем и гель (студень), требуется некоторое время. Если раствор охладить быстро, то молекулы полимеров потеряют подвижность раньше, чем успеет сформироваться достаточно прочный внутренний каркас, и студни получатся слабыми. Поэтому желе, разлитое в формы, надо выдержать при температуре, близкой к студнеобразованию, и только после этого поставить в холодильник, чтобы оно окончательно застыло.

Желатин – белковый продукт, представляющий смесь полипептидов с различной (50-70 тыс.) молекулярной массой и их агрегатов, не имеет вкуса и запаха. Желатин получают из хрящей, костей и сухожилий животных. Применяется при изготовлении желе и муссов. Чтобы получить желе и муссы, не расплавляющиеся при комнатной температуре, в рецептуру вводят до 4% желатина. Преимуществами этого желирующего вещества являются прозрачность студней, их эластичность, допускающая взбивание, слабовыраженный вкус. К недостаткам относятся низкая желирующая способность, медленное образование студня, снижение желирующей способности при кипячении. Кроме того, застывание желатиновых студней в очень сильной степени зависит от температуры, поэтому их приходится длительное время выдерживать в холодильнике.

Все это способствовало производству новых желирующих веществ, которые можно расположить в следующей последовательности: фурцелларан, альгинат натрия, агароид, желатин, пектин, крахмал (в т.ч. модифицированные), метилцеллюлоза водорастворимая (МЦ-100).

Фурцелларан в 4 раза выше по желирующей способности (вырабатывается из балтийской водоросли фурцеллярии), полисахарид.

Это высушенный экстракт водоросли; выпускают его в виде пластинок кремового цвета толщиной 0,5 мм. Растворы фурцелларана устойчивы к нагреванию. Даже кипячение его в течение 30-60 мин незначительно сказывается на качестве желе.

Используя 0,2-0,5%-ю концентрацию фурцелларана, можно приготовить желе, а при концентрации фурцелларана 0,5-1% образуются студни без постороннего запаха и вкуса, с высокой температурой плавления.

На фурцелларане можно приготовить: заливные кулинарные изделия из мяса и рыбы; самбуки; вафельные трубочки; желе для оформления тортов; желе из клюквы, смородины, малины, консервированных фруктов, ягодного сока, из томат-пасты (для гарнира).

Для приготовления желе из натуральных соков (яблочного, вишневого) фурцелларан заливают холодной водой (соотношение 1:20) и оставляют на 1 ч для набухания (набухший фурцелларан быстро растворяется). Отжимают через салфетку, затем растворяют в теплой воде с добавлением сахара. Смесь перемешивают, нагревают до кипения. Охлаждают до 60⁰С, соединяют с соком, а при необходимости добавляют лимонную кислоту в количестве от 0,1 до 0,2% к массе желе и хорошо размешивают. Заливают в креманки, дают остыть и ставят на холод (рецептура, г: фурцелларан высушенный – 5, сахар – 160, сок – 300, вода – 535. Выход 1000).

Альгинат натрия получают из бурых морских водорослей на Архангельском водорослевом комбинате, в Приморском крае. По желирующей способности он в 4 раза превосходит желатин, а по стоимости в 2 раза дешевле. Альгинат натрия – полисахарид морских водорослей.

Студни альгината натрия термостабильны, бесцветны, прозрачны, без постороннего запаха и вкуса. Они очень быстро желируют изделия, что позволяет их готовить по мере спроса. Меняя количество и соотношение ингредиентов смеси, можно приготовить студни с различными свойствами. Термостабильность студней позволяет применять их для украшения выпечных изделий: начинка для пирогов (джем, повидло), желированная альгинатом натрия при выпечке не плавится и не вытекает. Альгинат натрия можно использовать для приготовления фруктово-ягодных желе, муссов, самбуков, кремов, соусов, фруктово-ягодных покрытий для тортов. Желе готовится следующим образом: альгинат натрия заливают водой и, периодически (1:10) помешивая, дают ему набухнуть в течение часа, затем доводят до кипения и кипятят 2-3 мин. В полученный раствор добавляют сахар и суспензию фосфата кальция, разведенную водой; доводят до кипения и охлаждают до 50⁰С. Подкисляют прокипяченным раствором лимонной кислоты (причем подкисление обязательно во всех случаях, когда используется альгинат натрия), перемешивают и разливают в формы.

Для приготовления мусса в раствор альгината натрия вводят фруктовое пюре, подкисляют прокипяченным раствором лимонной кислоты. Смесь взбивают на взбивальной машине, добавляют прокипяченную суспензию фосфата кальция. Массу разливают в формы.

Самбук готовят так же, как и мусс, но при взбивании добавляют яичные белки.

При массовом изготовлении желированных изделий смесь для желе и смесь для взбивания (мусс, самбук) можно готовить в любом количестве. Однако при смешивании желирующей массы с подкисленным соком, как и взбиваемой массы с фосфатом кальция, нужно одновременно готовить не более трех порций, так как высокая скорость желирования не позволяет разлить по формам сразу большое количество порций. Если готовить изделия на противнях с последующим их порционированием (нарезанием), то можно готовить и большое количество порций.

При изготовлении желе на альгинате натрия необходимо фосфат калия тщательно растереть в ступке, чтобы разрушились комки, а затем готовить суспензию.

Изделия, приготовленные на альгинате натрия, не надо охлаждать, так как желирование происходит одинаково при любой температуре.

Приготовленные изделия имеют хорошую консистенцию при содержании в них альгината натрия от 0,6 до 1%, фосфата кальция от 0,13 до 0,16%, кислоты 0,4%.

Остальные компоненты вводят в соответствии с традиционной рецептурой.

Агароид по желирующей способности в 2 раза превосходит желатин, а по стоимости в 3 раза дешевле. Вырабатывает его Одесский агаровый завод из черноморской водоросли филофора нерлоза в виде хлопьев, порошка или пластин и листов толщиной не более 5 мм и в виде пористых пластин. Цвет продукта может изменяться от светло-серого до пепельно-серого с допустимым желтым оттенком.

Агароид замачивают в воде (1:20) на 30-60 мин. Масса при этом увеличивается в 8-10 раз. Набухший агароид при температуре выше 75⁰С хорошо растворяется в воде, образуя способные к застудневанию растворы.

Растворы агароида концентрация 2,5% застудневают при 20⁰С, плавятся при 50⁰С. Это дает возможность хранить желе без нарушения формы при комнатной температуре.

Кипячение раствора агароида в течение 30-60 мин незначительно сказывается на его желирующих свойствах. Однако студнеобразующие свойства раствора агароида снижаются, если нагреть подкисленные растворы при 60⁰С и выше. Следовательно, желирующая смесь после подкисления не должна нагреваться выше 60⁰С.

Для ослабления термолиза агароида и улучшения органолептических показателей готовых изделий в растворы необходимо вводить лимоннокислый натрий до 0,3%.

Недостатком агароида является способность осаждать белки, поэтому готовить молочные желе, заливные мясные и рыбные блюда на агароиде нельзя. По этой же причине нельзя раствор агароида соединять с раствором желатина.

Концентрация агароида для приготовления фруктово-ягодных желе должна быть 1,5%, желе для покрытия тортов – 2,5-3,0%.

Желе на агароиде рекомендуется готовить в креманках или противнях с последующим порционированием, так как механические свойства студней затрудняют выемку их из форм.

Агар используют при изготовлении желе. Получают его из морских водорослей – анфельции. Препарат агара не растворяется в воде, но при кипячении дает слабоконцентрированные растворы, образующие прозрачный студень при охлаждении. Студни агара имеют высокую температуру плавления. Так, 1,5%-ный раствор образует студни после охлаждения до 32-39⁰С. Студни агара плотные, прозрачные, колющиеся. Преимуществами их являются высокая желирующая способность, прозрачность, высокая температура застывания и плавления. Однако последнее может быть в некоторых случаях и недостатком. Так, например, агар нельзя использовать для приготовления муссов, самбуков, так как в процессе взбивания он очень быстро застывает.

Пектиновые вещества способны образовывать студни (в отличие от вышеперечисленных веществ) только в присутствии сахара и кислоты.

Оптимальные условия для получения студня создаются при содержании, %: желирующего пектина – 1; сахара около 60 и кислоты – 1.

При приготовлении сладких блюд обычно используют не препараты пектина, а пюре из продуктов, богатых им: яблок, абрикосов, черной смородины. Однако в последнее время стали применяться и пектины (свекловичный, яблочный).

Применение пектинов в качестве желирующих веществ для изготовления сладких блюд целесообразно при организации профилактического питания, так как они способны связывать в кишечнике такие вредные вещества, как соединения свинца, олова, стронция, молибдена, ртути. Эти свойства пектина зависят от присутствия в их молекуле свободных карбоксилированных групп. Много их, например, в пектинах из свеклы.

Крахмалы применяют для изготовления киселей. При нагревании в результате клейстеризации они дают студни разной плотности. Картофельный крахмал – прозрачные студни, плотность и температура застывания которых зависят от концентрации крахмала. Для получения студней, сохраняющих свою форму при комнатной температуре (густые кисели), требуется концентрация картофельного крахмала около 8%, а для студней, не застывающих при комнатной температуре (жидкие кисели) – 3,5-5%. Так как студни картофельного крахмала прозрачны, то его используют для приготовления фруктово-ягодных киселей. Кукурузный крахмал дает очень нежные, но непрозрачные студни. Поэтому его применяют только для приготовления молочных киселей. Преимуществами крахмалов как желирующих веществ являются дешевизна, способность давать вязкие или застывающие растворы при заваривании. Температура начала клейстеризации картофельного крахмала 62⁰С, кукурузного – 64⁰С. Сахар повышает температуру клейстеризации крахмала.

Недостатком крахмалов является способность его клейстеров разжижаться при длительном нагревании в результате разрушения набухших крахмальных зерен. Это приводит к разжижению киселей при длительном кипячении или медленном охлаждении. Кроме того, крахмальный клейстер в значительной степени подвержен синерезису, что иногда приводит к помутнению его при хранении и отделению влаги от густых киселей. Высокая вязкость крахмальных клейстеров затрудняет изготовление сладких блюд, так как, прежде чем весь крахмал клейстеризуется, вязкость настолько возрастает, что требуется очень энергичное перемешивание для того, чтобы в киселе не образовались плотные комки.

Модифицированные крахмалы получают из природных путем их обработки. При этом они приобретают различные свойства. При изготовлении сладких блюд модифицированные крахмалы как желирующие вещества имеют ряд преимуществ: их клейстеризованные растворы обладают меньшей вязкостью, низкой температурой клейстеризации, хорошей желирующей способностью. Применяются крахмалы кислотной и комбинированной обработки.

Студни картофельного крахмала кислотной модификации близки по свойствам к гелям желатина. Гели модифицированного крахмала (по сравнению с нативным) нежнее, легко отделяются от стенок посуды. Кукурузные модифицированные крахмалы отличаются по свойствам от картофельного: их студни менее вязкие вследствие большого количества белка (0,9-1,2%), во время варки киселей они пенятся и пригорают, что затрудняет их использование. Прочность студней модифицированных крахмалов зависит от их концентрации. Поэтому можно получать изделия разной консистенции, изменяя количество крахмала.

Метилцеллюлоза водорастворимая (МЦ-100) представляет собой серовато- или желтовато-белое волокнистое или порошкообразное вещество. При температуре 20⁰С и ниже растворяется в воде и образует прозрачные вязкие растворы, которые выпадают в виде хлопьев при нагревании выше 50⁰С; при охлаждении хлопья вновь переходят в раствор. Водные растворы МЦ обладают связывающими, эмульгирующими, диспергирующими и пенообразующими свойствами. МЦ безвредна, физиологически индифферентна, имеет низкую зольность, не обладает калорийностью. МЦ может быть использована для улучшения органолептических и структурно-механических свойств пищевых продуктов, а также в диетическом и лечебном питании в качестве некалорийного наполнителя блюд и изделий при лечении и профилактике заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ в организме, а также заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Обладая хорошей пенообразующей способностью, МЦ в сочетании с крахмалом дает стойкую, сохраняющую форму пену, что обосновывает ее применение в производстве взбивных сладких блюд. Композиция вода - МЦ - крахмал в соотношении 100:1,5:1,0 заменяет при взбивании желатин. Взбитые блюда обладают хорошими органолептическими свойствами, быстро вызывают чувство насыщения при относительно небольшой массе и сравнительно большом объеме изделия.

Отсутствие калорийности МЦ важно в питании больных ожирением и сахарным диабетом. Сладкие блюда и супы на МЦ и ксилите по сравнению с изготовленными на крахмале отличаются более выраженным вкусом, цветом и запахом ягод, стабильностью при хранении и меньшей (почти в 10 раз) калорийностью.

Поскольку растворы МЦ выдерживают низкие температуры, их целесообразно использовать для изготовления полуфабрикатов сладких блюд высокой степени готовности, подвергаемых замораживанию.

Такие полуфабрикаты могут быть приготовлены централизованно на заготовочных предприятиях в сезон созревания фруктов и ягод, замораживаться и храниться в замороженном состоянии в течение 12 мес.

Сливки и сметана. При производстве некоторых сладких блюд эти продукты взбивают. Во взбитом состоянии они имеют структуру пены – ячеисто-пленочной дисперсной системы. Для кулинарной практики важно, чтобы полученная пена имела достаточную прочность и не выделяла жидкость.

Рассмотрим механизм взбивания сливок. Во время взбивания воздух механически вводят в сливки, в результате чего в системе накапливаются его пузырьки, на поверхности которых образуется межфазный адсорбционный слой из белков и фосфолипидов, формирующих также межфазный адсорбционный слой из поверхности жировой фазы. Жировая фаза концентрируется между воздушной фазой, образуя гроздья или кисти, количество которых растет по мере увеличения продолжительности взбивания. Воздушная фаза и гроздья, образовавшиеся из частиц жировой фазы, определяют прочность пены. При последующем взбивании частицы жировой фазы разрушаются и образуют масляную фазу.

Для получения хорошо взбитых сливок необходимо, чтобы содержание жира в них было не менее 35%, температура взбиваемых сливок не превышала 4-7⁰С, скорость взбивания обеспечивала быстрое и равномерное образование структуры из частиц жировой фазы, без перехода их в масляную фазу.

Прочность пены зависит от размеров частиц жировой фазы: чем они крупнее (до известных пределов), тем прочнее пена. Гомогенизированные сливки с мелкими частицами жировой фазы не взбиваются. Объясняется это, по-видимому, тем, что значительное количество белка, участвующего в формировании структуры пены, адсорбируется на увеличившейся поверхности жировой фазы. Кислотность сливок заметно не влияет на объем и прочность пены. При повышении температуры взбиваемых сливок с 5-7 до 18-19⁰С прочность взбитой системы уменьшается в два раза.

В момент достижения максимального объема консистенция взбиваемых сливок еще не приобретает наивысшей прочности, поэтому взбивание продолжают еще 2-3 мин. Объем пены при этом несколько уменьшается, но ее прочность возрастает, видимо, вследствие повышения дисперсности. К окончанию взбивания сливки должны обладать упруго-пластично-вязкими свойствами и хорошо держаться на венчике. При энергетическом ведении процесса взбивания сливок – 400-500 об/мин рабочего органа – продолжительность взбивания не превышает 5-8 мин.

Сметану используют 36%-ной жирности; условия ее взбивания не отличаются от условий взбивания сливок.

Взбивать сливки и сметану следует в неокисляющейся посуде, которую заполняют на 1/3 объема, так как к концу взбивания объем сливок увеличивается в 2-2,5 раза.

Взбитые сметана и сливки хранению не подлежат, так как в процессе хранения объем пены уменьшается и может выделиться жидкость.

Яйца. При изготовлении яично-молочной смеси, например для крема ванильного, яйца растирают с сахаром, разводят кипяченым горячим молоком и, помешивая, прогревают до загустения (80⁰С), что обеспечивает получение однородной структуры готового продукта.

При раздельном использовании белков и желтков, например для суфле, желтки подвергают описанной выше операции, а белки взбивают. Взбитые белки придают готовым блюдам нежную консистенцию и хороший вкус.

Пенообразующая способность яичных белков определяется их поверхностной активностью и образованием структурированных поверхностных слоев на границе раздела с воздухом. Коэффициент поверхностного натяжения яичного белка в целом в десятки раз меньше, чем воды. Хорошо взбитые белки увеличиваются в объеме в 5-8 раз, сохраняют форму и держатся на венчике.

Механические свойства и устойчивость взбитых белков в значительной степени обусловливается дисперсностью пены. Недостаточно взбитые белки плохо сохраняют форму, имеют невысокую прочность межфазных адсорбционных слоев и при соединении с другими продуктами быстро уменьшаются в объеме. Изделия, изготовленные с добавлением плохо взбитых белков, имеют излишне плотную консистенцию.

В процессе длительного взбивания белков дисперсность пены и поверхность ее раздела резко возрастает, а толщина пленок дисперсионной среды уменьшается. При этом белки в поверхностном слое денатурируют и агрегируют, в результате чего пена теряет эластичность и становится хрупкой; при последующем взбивании такой пены разрушается ее структура и уменьшается объем системы. Если пленки теряют эластичность, то в процессе выпекания изделий они начинают лопаться под давлением расширяющегося воздуха и готовые изделия имеют меньший объем и излишне плотную консистенцию. Поэтому при взбивании белков не следует стремиться к получению максимального объема пены.

Для получения большого объема взбитых белков следует охлаждать белки перед взбиванием до температуры 3-5⁰С.

Определенную роль в стабилизации пены белковых систем играет рН среды. Оптимум образования пены для яичного белка находится в пределах рН среды 5,0-5,5, поэтому в белки перед окончанием взбивания добавляют несколько капель 10%-ной лимонной кислоты.

Объем пены яичных белков в значительной степени зависит от формы рабочего органа взбивальной машины и интенсивности процесса. Рекомендуется начинать процесс при малом числе оборотов, а затем переключать машину на высокие скорости.

Жир отрицательно влияет на взбиваемость яичных белков, вплоть до ее полного подавления. Поэтому нельзя при взбивании яичных белков добавлять к ним какие-либо жиросодержащие продукты (молоко, сливки и др.). По этой же причине нельзя взбивать белки вместе с желтками, последние должны быть тщательно отделены. Если это сделать невозможно, что бывает, например, при использовании меланжа, то яичную массу при взбивании следует подогреть. При нагревании меланжа происходит частичная денатурация белков желтка и их пенообразующая и эмульгирующая способность возрастает. Однако объем прогретого и взбитого меланжа меньше, чем объем взбитых белков.

Взбивают белки непосредственно перед употреблением.