Лекция 17. Основы производства сахарных кондитерских изделий

План лекции:

1.     Технологические схемы производства кондитерских изделий

2.     Процессы, происходящие при производстве и уваривании кондитерских масс,  варке и охлаждении карамельной массы  

3.     Классификация кондитерских изделий

 Кондитерские изделия в зависимости от технологического процесса и вида сырья подразделяются на две группы: сахарные и мучные. К сахарным изделиям относятся шоколад, какао-порошок, конфеты, карамель, мармелад, пастила, ирис, драже и халва; к мучным – печенье, галеты, крекеры, вафли, пряники, кексы, рулеты, торты и пирожное. Кондитерские изделия обладают большой калорийностью, усвояемостью, низким содержанием влаги, приятным вкусом, тонким ароматом и привлекательным внешним видом. Энергетическая ценность их в пересчете на 100 г продукта колеблется от 1200 (мармелад) и 2300 (шоколад) кДж.

 Характеристика сырья для получения кондитерских изделий

Основные виды сырья, применяемые в кондитерской промышленности: сахар, глюкоза, патока, мед, жиры, молоко и молочные продукты, яйца и яйцепродукты, какао-бобы, орехи, фруктово-ягодные полуфабрикаты, мука, крахмал, вкусовые и ароматические вещества, химические разрыхлители и др.

Сахар (сахароза) используется в виде рафинированного сахара-песка или водного раствора (сиропа). Содержание сахарозы в сахаре-песке 99,75-99,99%, содержание влаги не более 0,14%.

Глюкоза, используемая при выработке детского и диетического ассортимента вместо сахара, поступает на предприятия в виде кристаллического порошка белого цвета и хранится при относительной влажности воздуха не выше 65%.

При производстве сахарных кондитерских изделий в качестве антикристаллизатора используют патоку. При производстве мучных изделий патоку вводят в количестве до 2% к массе сырья для придания тесту пластичности, а готовым изделиям – мягкости и рассыпчатости. Патока поступает на предприятия в железнодорожных цистернах и в разогретом виде (40-45%) перекачивается в баки. Перед применением патоку подогревают до той же температуры и процеживают через сито.

Для производства мучных кондитерских изделий в качестве основного вида сырья используется пшеничная мука высшего и 1 сортов, которая поступает и хранится на предприятии в основном бестарным способом.

Крахмал в кондитерской промышленности применяется в качестве рецептурного компонента при производстве мучных изделий и в качестве формового для производства конфет.

О других видах сырья будем говорить при рассмотрении технологий производства кондитерских изделий. Также необходимо отметить, что характерные особенности того или иного сорта кондитерских изделий обусловлены соотношением компонентов сырья, которое устанавливается рецептурами. В России в кондитерском производстве приняты единые унифицированные рецептуры, обязательные для всей промышленности. Рецептуры содержат краткую характеристику изделий (форма, масса, оформление) и таблицы с перечислением сырья, полуфабрикатов и их количественных затрат. В них приводятся предельно допустимые потери сухого вещества при изготовлении всего изделия и по отдельным фазам его производства, содержание сухих веществ готового изделия и полуфабрикатов. На основе рецептур путем расчетов можно получить технологические и экономические данные, используемые в производстве, планировании, проектировании и в установлении себестоимости кондитерских изделий.

 Технология карамели

Карамель – кондитерское изделие, получаемое путем уваривания сахарного сиропа с крахмальной патокой или инвертным сиропом до карамельной массы с содержанием влаги 1,5-4%. Карамель получают только из карамельной массы (леденцовая) или с начинкой. В качестве начинок используют различные кондитерские массы: фруктовую, ликерную, медовую, помадную, молочную, ореховую, шоколадную и др. В зависимости от способа обработки карамельной массы перед формованием оболочка карамели может быть прозрачной или непрозрачной (тянутой). Карамели выпускают с различным внешним оформлением, завернутой, фасованной, открытой и т.д. Ассортимент карамели, выпускаемой в нашей стране, разнообразен и насчитывает свыше 800 наименований.

Процессы, происходящие при гидролизе сахарозы и варке карамели, были рассмотрены на лекции 6 в разделе «Химические превращения».

В качестве основного сырья для производства карамели используют сахар-песок и крахмальную пудру, а также фруктово-ягодные заготовки, молочные продукты, жиры, какаопродукты, ореховые ядра, пищевые кислоты, эссенции, красители и др. Технологический процесс приготовления состоит из следующих стадий (рис. 26): приготовление сиропа и карамельной массы, охлаждение и обработка карамельной массы, приготовление карамельных начинок, формование карамели, завертывание или отделка поверхности, упаковывание. На кондитерских фабриках карамель вырабатывают на поточно-механизированных линиях, конструкции которых вы рассмотрите, при изучении основ технологии.

 Приготовление сиропа

Карамельные сиропы представляют собой сахаропаточные или сахароинвертные растворы с содержанием влаги не выше 16% и редуцирующих сахаров не более 14%. Патока или инвертный сахар вводятся в сироп в качестве антикристаллизаторов. Так как при уваривании из образующихся растворов выделяются кристаллы сахара. Введение их приводит к снижению растворимости сахарозы с одновременным увеличением общего суммарного количества растворенных сахаров, что позволяет уваривать такую массу до содержания влаги 1-3% без кристаллизации. Кроме того, содержащиеся в патоке декстрины значительно повышают вязкость раствора, что также замедляет процесс кристаллизации. Приготовление сиропа производится периодически или поточно-механизированным способом, например на универсальной сироповарочной станции.

 Приготовление карамельной массы

Карамельная масса – это аморфная масса, полученная при уваривании карамельного сиропа до содержания сухих веществ 96-99%. Для получения карамельной массы используют в основном змеевиковые вакуум-аппараты с отдельной вакуум-камерой. Такой аппарат состоит из двух частей: греющей (варочная колонка) и выпарной (вакуум-камера). Карамельный сироп насосом непрерывно закачивается снизу вверх в змеевик варочной колонки, омываемой греющим паром давлением 500-600 кПа. Кипящий сироп вместе с вторичным паром непрерывно поступает по трубопроводу в верхнюю часть вакуум-камеры, в которой с помощью мокровоздушного насоса создается разряжение с остаточным давлением 8-15 кПа, что обеспечивает интенсивность кипения сиропа. Уваренная масса стекает в нижнюю камеру, обогреваемую с помощью змеевика. По мере накопления готовую массу выгружают из аппарата. Температура карамельной массы при выходе из вакуум-аппарата составляет 106-125^оС для сахаро-паточного сиропа и 115-135^оС для сахароинвертного сиропа.

Приготовление начинок

Начинки, используемые в карамельном производстве, должны удовлетворять следующим требованиям: не должны портиться при хранении, поэтому содержание сахара в них должно быть не ниже 70%; для предотвращения кристаллизации сахарозы в начинку следует вводить антикристаллизаторы. Начинки не должны включать скоропортящихся, способных к быстрому прогорканию жиров, взаимодействовать с карамельной массой и растворять ее Консистенция начинки должна быть достаточной вязкости.

 Обработка карамельной массы и формование карамели

Перед формованием карамельную массу подвергают охлаждению с одновременным окрашиванием, ароматизацией и подкислением, с последующей проминкой или вытягиванием массы.

 Выходящая из змеевиковой варочной колонки карамельная масса подается на охлаждающую машину, где быстро охлаждается до температуры 80-90^оС, при которой приобретает пластичные свойства. В процессе охлаждения в карамельную массу вводят пищевую кислоту, эссенцию и раствор красителя. Продолжительность обработки карамельной массы на охлаждающей машине составляет 20-25 с. Для получения прозрачной карамели массу после охлаждения направляют на проминку в специальные проминальные машины. Цель проминки – равномерное распределение в массе введенных компонентов, а также удаление крупных воздушных пузырьков. Процесс проминки заключается в многократном перевертывании и разминании карамельной массы.

При изготовлении карамели с непрозрачной оболочкой карамельную массу после охлаждения подвергают вытягиванию с многократным складыванием на специальных тянульных машинах. Масса насыщается воздухом, теряет прозрачность и приобретает красивый шелковистый блеск. Одновременно в ней распределяются введенные добавки.

Подготовленная таким образом масса поступает в карамелеобкаточную машину, где ей придается форма усеченного конуса (батона). Для получения карамели с начинкой на машине устанавливается начинконаполнитель, с помощью которого внутрь карамельного непрерывно закачивается начинка. Затем карамельный батон вытягивают до жгута. При этом температура карамельной массы должна быть 70-80^оС. Формование карамели ведется на специальных цепных машинах. Цепи могут быть режущими – для формования карамели типа подушечки и штампующими – для формования карамели разнообразной формы с рельефным рисунком по поверхности.

После формования карамель охлаждается до 35-45^оС для перевода ее из пластического состояния в твердое. При этом отвод тепла должен быть как можно быстрым, чтобы избежать увлажнение поверхности карамели.

Для защиты поверхности карамели от увлажнения вследствие ее гигроскопичности все еще теплую конфету завертывают или фасуют в герметичную тару. Кроме этого поверхность карамели обрабатывают различным образом: глянцеванием (покрытием слоем воскожировой смеси) или дражированием (нанесением слоя сахарной пудры с последующим покрытием слоем жировой смеси, обсыпанной сахаром-песком и др.).

Карамель следует хранить в чистых, сухих, хорошо проветриваемых складах при температуре не выше 18^оС без резких колебаний, при относительной влажности воздуха не более 75%. 

 Технология шоколада

Шоколадные изделия вырабатывают из сахара и какаопродуктов – какао тертого и какао-масла. Какаопродукты получают из какао-бобов на специализированных фабриках и цехах. В шоколад могут входить различные добавки: сухие молоко и сливки, дробленый и тертый обжаренный орех и др. Шоколад подразделяют на: обыкновенный без добавок и с добавками, десертный без добавок и с добавками, пористый и с начинками.

Основным сырьем для производства шоколада являются какао-бобы – семена плодов дерева какао, произрастающего в тропических областях Африки и Америки. Товарные какао-бобы – это зерна массой 1-2 г, состоящие из оболочки (какаовеллы), ядра и зародыша.

Технологическая схема производства шоколада (рис. 12) состоит из следующих основных операций: первичной переработки какао-бобов, получения какао тертого и какао-масла, получения шоколадных масс, формования шоколада, завертывания и упаковывания.

 Первичная обработка какао-бобов

Какао-бобы, поступающие на переработку, вследствие неоднородности по размерам, форме, качеству и содержанию различных примесей подвергаются сортированию и очистке от посторонних примесей на очистительно-сортировочных машинах. После очистки и сортировки какао-бобы хранятся в отдельных бункерах. Затем они поступают на термическую обработку, целью которой являются удаление влаги, улучшение вкусовых свойств и уничтожение микрофлоры. При термической обработке происходит ряд физико-химических изменений: повышается содержание сухих веществ с 92-94 до 97-98%; какаовелла приобретает хрупкость, легко отделяется от ядра, которое также становится более хрупким и легче дробится; происходит стерилизация какао-бобов; значительно улучшаются вкусовые и ароматические свойства за счет уменьшения содержания растворимых дубильных веществ, удаления части летучих кислот, образования веществ со специфическим ароматом. Термическая обработка должна вестись при температуре какао-бобов не выше 120^оС.    

 Получение какао тертого

Эта технологическая стадия включает в себя дробление какао-бобов, сортирование полученной какао-крупки, измельчение какао-крупки, темперирование и хранение какао-тертого. Цель проведения дробления какао-бобов – отделение какаовеллы и ростка от ядра, так как они ухудшают вкус и ценность шоколада. При дроблении какао-бобов ядро превращается в какао-крупку, из которой какаовеллу отделяют отвеиванием, а росток – на триерах. Эти операции осуществляют на специальных дробильно-сортировочных машинах, в функции которых входит также разделение какао-крупки на несколько фракций размером от 8 до 0,75 мм. Крупные фракции крупки используют для получения плиточного шоколада и какао-порошка, а мелкие – для приготовления начинок, конфетных масс и шоколадной глазури. Выход какао-крупки должен составлять 81-83% от массы сырых какао-бобов.

В результате измельчения какао-крупки крупных размеров до частиц не более 30 мкм образуется продукт, который называется какао тертым. При измельчении разрушаются клеточные стенки, происходит освобождение какао-масла и образуется суспензия, где жидкой фазой является какао-масло, а твердой – частицы клеточных стенок какао-бобов. При размоле температура массы увеличивается и значительно превышает температуру плавления какао-масла, поэтому какао тертое представляет собой густую сметанообразную жидкость.

Какао-тертое используется затем для приготовления шоколадной массы и для получения какао-масла, которое является вторым основным компонентом производства шоколада. Какао-масло получают прессованием какао тертого на гидравлических прессах при температуре 100^оС и давлении 45-55 мПа. При этом отжимается только 44-47% масла. Образующаяся при отжиме твердая масса, содержащая 9-14% какао-масла, называется какао-жмыхом, который служит полуфабрикатом для производства какао-порошка. Полученное какао-масло перекачивается в большие емкости с обогревом и хранится при температуре 50-60^оС.

 Получение шоколадной массы

Шоколадная масса представляет собой тонкодисперсную смесь сахарной пудры, какао тертого, какао-масла и добавок. Процесс приготовления обыкновенных шоколадных масс состоит из следующих операций: смешивания компонентов, измельчения, разводки и гомогенизации. При этом содержание жиров (какао тертое + какао-масло) должно быть неизменным (32-36%), что необходимо для обеспечения нормальной текучести массы.

После смешивания, при котором какао-масло должно содержаться не выше 26-29%, масса имеет грубый вкус из-за большого числа крупных частиц, поэтому массу подвергают измельчению путем растирания и раздавливания частиц твердой фазы до частиц необходимого размера. Для этой цели используют пятивалковые мельницы.

При введении в провальцованную порошкообразную шоколадную массу оставшегося какао-масла она приобретает жидкую консистенцию. Эта операция называется разводкой. Процесс ведет при 60-70^оС для шоколадных масс без добавок и при 45-55^оС при обработке шоколадной массы, содержащей добавки. Продолжительность этой операции около 3 ч. Затем в целях получения более однородной массы в нее добавляют соевый фосфатидный концентрат (разжижитель) и подвергают гомогенизации в коншмашинах, эмульгаторах или меланжерах, что приводит к равномерному распределению твердых частиц в какао-масле и снижению вязкости массы. 

Формование шоколадных масс 

Формование шоколада проводят путем отливки шоколадной массы в формы. При охлаждении происходит кристаллизация какао-масла и шоколад приобретает твердую структуру. Но при охлаждении оно может кристаллизоваться в различные кристаллические формы, что может затруднить извлечение шоколада из формы и привести к образованию на его поверхности серого налета (жировое «поседение»). Для исключения этого явления перед формованием шоколадную массу подвергают темперированию, в результате которого в ней создаются центры кристаллизации устойчивой формы какао-масла. С этой целью шоколадную массу перед формованием перемешивают в строго определенном температурном режиме: быстро охлаждают до 33^оС, а затем медленно охлаждают до 30^оС, тщательно перемешивая.

Шоколад формуют методом отливки в металлические формы на автоматах различной конструкции.

Для предохранения шоколада от влияния внешней среды, удлинения сроков хранения и придания ему привлекательного внешнего вида шоколад завертывают в алюминиевую фольгу и художественную этикетку. Хранят шоколад в сухих, чистых, хорошо вентилируемых помещениях при температуре 18оС и относительной влажности 75%. При соблюдении этих условий срок хранения шоколада без добавок составляет 6 мес, шоколада с добавками и с начинкой – 3 мес.

 Технология мармелада и пастилы

К этой группе кондитерских изделий относятся мармелад (фруктовый, желейный, паты), пастила и зефир. По структуре мармеладные изделия представляют собой студни, а пастила и зефир – кондитерские пены.

 Получение фруктово-ягодного мармелада

Процесс получения этого мармелада состоит из следующих стадий: подготовки сырья, приготовления рецептурной смеси, уваривания мармеладной массы, разделки, отливки, сушки, выстойки и упаковывания.

Студнеобразователем для этого вида мармелада служит пектин, содержащийся во фруктовом пюре (обычно в яблочном).

Различные партии яблочного пюре смешивают (купажируют) для получения однородной по составу массы, а затем протирают через сита. Рецептурную смесь получают смешиванием подготовленного яблочного пюре с сахаром-песком и патокой в соотношении 1:1. При изготовлении ягодных видов мармелада к яблочному добавляют ягодное пюре в соответствии с рецептурой. В рецептурную смесь вводят также соли-модификаторы (буферные соли): лактат натрия или динатрийфосфат.  Введение этих солей обуславливает снижение скорости и температуры застудневания мармеладной массы, ее вязкость, что позволяет уваривать до более высокого содержания сухих веществ и сокращает процесс сушки мармелада. рецептурную смесь получают в смесителях периодического действия. После чего массу подают на уваривание в вакуум-аппараты периодического действия или непрерывнодействующие змеевиковые аппараты.

На стадии разделки уваренную массу охлаждают в емкостях, снабженных мешалкой, до температуры на 5-7^оС выше студнеобразования и вводят ароматические. Вкусовые добавки и красители, перемешивают и подают на отливку.

Мармелад отливают на мармеладоотливочных машинах, выполняющих следующие операции: дозирование и разливку в формы; встряхивание для равномерного распределения; выстаивание в специальной камере при 15-25^оС, во время которого идет процесс студнеобразования длительностью 20-45 мин; выборку мармелада из форм. Выборка производится путем выталкивания мармелада из форм сжатым воздухом.

Извлеченный из форм мармелад с липкой поверхностью направляется на сушку, в результате которой содержание сухих веществ в нем повышается до 76-80%. В процессе сушки на поверхности мармелада выкристаллизовывается часть сахара, образуется мелкокристаллическая корочка, предохраняющая его от намокания и придающая ему привлекательный вид. Высушенный мармелад имеет температуру 60^оС. Поэтому его охлаждают в течение 45-120 мин (в зависимости от времени года). Охлажденный мармелад укладывают в коробки или лотки,  затем в ящики.

Получение желейного мармелада

Его выпускают трех видов: формовой, резной, фигурный. В качестве студнеобразователя используется агар, агароид или другие студнеобразующие вещества. Введением различных эссенций, пищевых кислот и красителей имитируются вкус, аромат и цвет натуральных фруктов.

Технология получения желейного мармелада примерно такая же как и фруктово-ягодного. Отличие в рецептуре и, связанными с ней, технологическими параметрами.

Получение пастилы

Пастила вырабатывается путем сбивания смеси фруктового пюре с сахаром-песком и яичным белком. С целью закрепления пенообразной структуры в сбитую массу добавляют горячий сахаро-агаро-паточный сироп (клей) или горячую фруктово-ягодную мармеладную массу. При использовании агарового сиропа получаемую массу называют клеевой, а в случае добавления мармеладной массы – заварной.

Процесс производства клеевой пастилы состоит из следующих операций: подготовка сырья, приготовление сахарно-яблочной смеси, получение клеевого сиропа, сбивания, формования, сушки, укладки и упаковки. На крупных предприятиях резную клеевую пастилу получают на поточно- механизированных линиях.

После сбивания готовая пастильная масса температурой около 40^оС самотеком поступает в формовочную машину. А из нее в камеру с инфракрасным обогревом, где происходит подсушка и образование мелкокристаллической корочки из сахарозы, что увеличивает прочность продукта. Далее полученный пласт охлаждается воздухом, покрывается слоем сахарной пудры и подается на режущие машины. Готовые изделия направляются на сушку в специальные сушилки. процесс сушки ведут в две стадии: первая продолжительностью 2-3 ч при температуре 40-45^оС и относительной влажности 40-45%, вторая продолжительностью 2 ч при более жестком режиме: температуре 50-55^оС и относительной влажности 20-25%. Высушенную до содержания влаги 17-19% пастилу охлаждают, обсыпают сахарной пудрой и подают на фасование и укладку.

 Получение зефира

Процесс получения зефира отличается от технологии производства пастилы тем, что в рецептуре зефирной массы содержится меньше яблочного пюре и больше агара. Сахаро-агаро-паточный сироп уваривают до содержания сухих веществ 84-85%, яичного белка вносят в три раза больше, чем в пастильную массу, и сбивают до меньшей плотности на агрегатах непрерывного действия под избыточным давлением, что позволяет резко сократить продолжительность процесса. Формуется зефир на зефироотсадной машине путем выдавливания через металлический наконечник. Отформованные порции зефира в виде полусфер направляются на выстойку в течение 5 ч. После чего зефир подсушивают в камере до содержания сухих веществ 77-80%. При этом на поверхности образуется мелкокристаллическая сахарная корочка. Затем половинки зефира обсыпают пудрой и вручную склеивают попарно нижними. Не имеющими корочки поверхностями. Склеенные половинки зефира направляют для подсушки до содержания сухих веществ 80-84% и подают на укладку в коробки, пакеты, ящики.