Особенности процесса растворения веществ в общественном питании


Растворение - физико-химический процесс, протекающий между твердой и жидкой фазами и характеризующийся переходами твердого вещества в раствор. 

Растворение - образование однородного раствора из твердой и жидкой фаз. Непосредственный результат растворения заключается в получении раствора, т.е. гомогенной смеси двух и более веществ. Обычно взаимодействие растворителя с полностью растворяющейся твердой фазой происходит на поверхности частиц, в ряде случаев это взаимодействие может затрагивать пористую структуру внутри частиц. Можно выделить два основных класса реакций растворения:
1. Обратимое растворение;
2. Необратимое растворение.

Растворенным веществом считается тот из компонентов, который при обычных условиях находится в агрегатном состоянии, отличном от агрегатного состояния растворителя.

В пищевой промышленности растворение - самый распространенный способ обработки сырья, полупродуктов, получения готовой продукции. В заводских условиях, а также в крупных аптечных учреждениях этим способом получают различные водные, спиртоводные, масляные растворы кристаллических веществ, растворы сухих и густых экстрактов, спирты, ароматные воды, растворы коллоидов, других высокомолекулярных соединений (ВМС).

С точки зрения химии растворение - процесс, включающий химическую реакцию между растворителем и растворенным веществом, завершающийся образованием соединений растворенных ионов (молекул) с молекулами растворителя.

Взаимодействие между растворенным веществом и растворителем меняется в зависимости от количественных соотношений между ними. При повышении количества растворенного вещества усиливается интенсивность взаимодействий и усложняется структура раствора. При уменьшении доли растворенного вещества взаимодействие ослабевает, и структура раствора упрощается.

В общественном питании и производстве продуктов питания процессы растворения играют как основную, так и вспомогательную роль. Например, при приготовлении сахарных сиропов, рассолов, бульонов, мороженого, киселей и др. процессы растворения играют важнейшую роль в формировании качества готовых изделий. 

Кристаллический сахар-песок растворяют в воде при температуре 75-95oC. При таком высоком значении температур происходит частичная стерилизация раствора. Большинство микроорганизмов, попавших в клеровочный аппарат с кристаллическим сахаром или водой, погибают. Вещества коллоидной степени дисперсности, которые могут присутствовать в сахаре-песке из-за недостаточной степени его очистки или в результате жизнедеятельности микроорганизмов, при высоких значениях температур коагулируют.

Растворение сахара-песка происходит до концентрации сухих веществ 70-75%. Сахарные сиропы с высоким содержанием сухих веществ являются неблагоприятной средой для развития микроорганизмом, которые в результате своей жизнедеятельности потребляют сахарозу. По большей части значение pH сиропа в присутствии микроорганизмов снижается и реакция среды становится кислой. При pH < 7-8 растворы сахарозы менее устойчивы, то есть происходит частичный гидролиз сахарозы.

Полученный сахарный сироп подвергают фильтрации для удаления механических примесей и обесцвечиванию с помощью адсорбента. Освобожденный от примесей сироп более устойчив при хранении.

В фильтрованный и обесцвеченный сироп вводят низкоосахаренную крахмальную патоку с содержанием редуцирующих веществ 15-38%. Содержащиеся в патоке продукты гидролиза крахмала, такие как олигосахариды и декстрины, являются по отношению к сахарозе антикристаллизаторами, что позволяет повысить концентрацию сахарозы в растворе до 70-75%. Такие концентрированные сахарные растворы в присутствии низкоосахаренной крахмальной патоки остаются ненасыщенными, то есть при хранении сиропа выпадения кристаллов из раствора не возникает.

Низкоосахаренную крахмальную патоку добавляют в количестве 2-5% к массе сиропа. При большем содержании патоки возрастает содержание несахаров в сиропе, при меньшем содержании снижается антикристаллизационный эффект.

Содержание редуцирующих веществ в низкоосахаренной крахмальной патоке 15-38%. При меньшей степени гидролиза крахмала получаются декстрины с высокой степенью полимеризации, которые не обладают высокими антикристаллизационными свойствами и степенью сладости. При большой степени гидролиза крахмала получаются олигосахариды с низкой степенью полимеризации и инвертный сахар - смесь глюкозы и фруктозы, которые не обладают антикристаллизационными свойствами.

Примеры приготовления пищевых растворов

Пример 1.
Берут 700 г кристаллического сахара, добавляют 300 мл воды, нагревают до 75 0C, фильтруют, добавляют 10 г активного угля при перемешивании, смесь фильтруют, добавляют 20 г низкоосахаренной крахмальной патоки с содержанием, тщательно перемешивают в течение 15 минут и охлаждают до 200C. Получают 1020 г сиропа. 

Пример 2.
Берут 700 г кристаллического сахара, добавляют 300 мл воды, нагревают до 950C, фильтруют, добавляют 10 г активного угля при перемешивании, смесь фильтруют, добавляют 50 г низкоосахаренной крахмальной патоки, тщательно перемешивают в течение 15 минут и охлаждают до 20 0C. Получают 1050 г сиропа. 

Пример 3. Берут 635 г кристаллического сахара, добавляют 365 мл воды, нагревают до 750C, фильтруют, добавляют 10 г активного угля при перемешивании, смесь фильтруют и охлаждают до 200C. Получают 1000 г, pH 6,9, 

Приготовление концентрированного усилителя вкуса

1. В сироповарочный котел наливают чистую питьевую воду в количестве 60-65 частей. Количество воды взято с учетом выпарки при приготовлении и получения в итоге примерно 100 частей готового концентрированного усилителя вкуса.

2. Нагревают воду до 45-50°С. Температура более 45-50°С не требуется, т.к. скорость растворения компонентов и качество конечного усилителя вкуса не увеличится, кроме того, при температуре более 50°С может произойти частичное или полное разрушение структур применяемых веществ.

3. Закладываем в нижеперечисленной последовательности: сахар, 1-1,5 часть. Более 1,5 части может привести к появлению сладкого вкуса. Менее 1 части готовый раствор не сможет быстро интегрировать в клетку белка. При введении в массу продукта готового ПЛИГ с 1-1,5 частью сахара, концентрация углеводов будет ничтожно мала, и может не учитываться в пищевой ценности продукта.

4. Соль йодированная, 2-2,2 части. Служит вкусовой добавкой. Менее 2 частей не дадут должного вкусового эффекта. Более 2,2 частей - может проявить вкус соли в готовом продукте.

5. Глутамат натрия, 5-6 частей. Усилитель вкуса. Менее 5 частей - не получим должного эффекта. Более 6 частей - не прибавит каких-либо полезных качеств или новых свойств к ПЛИГ.

6. Инозинат натрия, 0,5-0,7 частей. Усилитель вкуса. Менее 0,5 частей - не получим должного эффекта. Более 0,7 частей - не прибавит каких-либо полезных качеств или новых свойств к ПЛИГ.

7. Гуанилат натрия, 0,5-0,7 частей. Усилитель вкуса. Менее 0,5 частей - не получим должного эффекта. Более 0,7 частей - не прибавит каких-либо полезных качеств или новых свойств к ПЛИГ.

8. Янтарная кислота, 0,5-0,7 частей. Синергист сорбата калия, сорбиновой кислоты, синергист усилителей вкуса. Менее 0,5 частей - не получим должного эффекта. Более 0,7 частей - не прибавит каких-либо полезных качеств или новых свойств к ПЛИГ.

9. Лимонная кислота, 1 часть. Консервант, усилитель вкуса.

10. Монопропиленглиголь пищевой, 30-35 частей. Является одновременно влагоувеличивающим и влагоудерживающим компонентом. Менее 30 частей - не получим расчетную, необходимую влажность конечного продукта. Более 35 частей сделает конечный продукт излишне дорогостоящим без проявления в готовом продукте более полезных качеств.

11. Триацетин (глицерилтриацетат) пищевой, 1-1,2 часть. Влагоудерживатель. Способствует проникновению раствора ПЛИГ в жиры инъецированного продукта. Защищает мороженый продукт от высыхания. Менее 1 части - не получим должного эффекта. Более 1,2 частей - не прибавит каких-либо полезных качеств или новых свойств к ПЛИГ.

После полного растворения компонентов выключают ТЭНы и при перемешивании дают раствору остыть до комнатной температуры. Фильтруют через 4 слоя марли. Разливают в тару для хранения холодных пищевых продуктов. Концентрированный усилитель вкуса представляет собой прозрачную жидкость без запаха и вкуса. Срок хранения при температуре от 0 до 12°С составляет не более 60 суток с момента изготовления.

Все применяемые компоненты разрешены к применению для изготовления пищевых продуктов и пищевых добавок Евросоюзом и Роспотребнадзором.

Список использованной литературы

1. Щукин, Е. Д. Коллоидная химия [Текст]/Е. Д. Щукин, А. В. Перцов, Е. А. Амелина. – М. : Высш. шк., 2004. – 445 с.
2. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы [Текст]: учебник для вузов / Ю. Г. Фролов.– Изд. 3-е, стереотипное, испр.– М. : ООО ТИД «Альянс», 2004.– 464 с.
3. Зимон, А.Д. Коллоидная химия [Текст] / А. Д. Зимон, Н. Ф. Лещенко. – М. : Агар, 2003.
4. Пищевая химия [Текст] / А. П. Нечаев, С. Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова и др.; под ред. А. П. Нечаева. – СПб. : ГИОРД, 2007. – 640 с.