Сахар и сахаристые продукты в производстве напитков Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 664.1.002.38; 664.15; 664.28

Сахар и сахаристые продукты в производстве напитков

Г.А.Ермолаева, д-р техн. наук, профессор; Л.А.Сапронова, д-р техн. наук, профессор

Московский государственный университет пищевых производств

Ключевые слова: глюкозо-фруктозный сироп; микроорганизмы; сахар-песок; сахар белый; сладость.

Keywords: glucose-fructose syrup; microorganisms; sugar-sand; white sugar; sweetness.

нформация о свойствах сахара и сахарозаменителей в современных экономических условиях представляет интерес для производителей напитков.

Сахар

В производстве напитков используют сахар-песок, сахар белый, жидкий сахар — готовую продукцию сахарной промышленности. Сахар подлежит обязательной оценке (подтверждению) соответствия в рамках Таможенного союза с выдачей единых документов на соответствие требованиям ГОСТ 21-94 «Сахар-песок. Технические условия», ГОСТ Р 53035-2008 «Сахар жидкий. Технические условия», ГОСТ Р 53396-2009 «Сахар белый. Технические условия», Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [1].

Сахар-песок вырабатывают двух категорий — сахар-песок и сахар-песок для промышленной переработки (табл. 1) по ГОСТ 21-94 [2].

Содержание микроорганизмов — не более 1000 в 1 г. В случае повышения влажности выше нормы количество микроорганизмов в нем может возрасти до 10х103. Могут развиться разные виды осмофиль-ных дрожжей родов Saccharomyces и Candida (Torulopsis). Также встречаются споры термофильных бактерий Вас. stearothermophilus и аэробных мезофилов Вас. subtilis, бесспоровые бактерии Leuconostoc mesenterioides, образующие капсулу, споры и конидии плесневых грибов родов Apergillus, Penicillium и Rhizopus. Некоторые микроорганизмы с сахаром могут попасть в пищевые продукты.

Содержание токсичных элементов и пестицидов в сахаре-песке ограничено пределами (мг/кг): токсичные элементы: мышьяк — 1,0; кадмий — 0,05; ртуть — 0,01; медь — 1,0; свинец — 0,5; цинк — 3,0; пестициды: ГХЦГ (а, в, у-изомеры) — 0,005; фо-стоксин гост — 0,01; ДДТ и его метаболиты — 0,005.

Кристаллы сахара-песка должны быть прозрачными, с ровным блеском и четко выраженными гранями, а растворы, приготовленные из них, — прозрачными или слабоопа-лесцирующими, термоустойчивыми, свободными от микроорганизмов и нерастворимых осадков, не иметь запаха, легко фильтроваться и не пениться.

Белый сахар бывает разных видов: кристаллический сахар, сахарная пудра и кусковой сахар. Кусковой сахар вырабатывают прессованный быстрорастворимый и прессованный крепкий (ГОСТ Р 53396-2009) [3]. Сахар подразделяют на сахар белый, сахар белый свекловичный, сахар белый тростниковый, сахар белый кристаллический. Он обладает следующими органолептическими (табл. 2) и физико-химическими (табл. 3) показателями.

Рекомендуются сроки годности белого сахара: кристаллического — 4 года; кускового — 2 года; сахарной пудры — 1,5 года от даты изготовления.

Упакованный белый сахар хранят на складах, без упаковки — в сило-сах. Не допускается хранение белого сахара совместно с другими материалами и продуктами. Упакованный белый сахар должен храниться при температуре воздуха в складе не выше 40 °С и относительной влажности воздуха не выше 75 % для кускового сахара и 70% для кристаллического и сахарной пудры. В силосах белый кристаллический сахар должен храниться при температуре воздуха не выше 25 и не ниже 20 °С и относительной влажности воздуха не выше 60 и не ниже 40%.

Действует также Межгосударственный стандарт СНГ (ЕврАзЭс)

Таблица 1

Показатель Сахар-песок Сахар-песок для промышленной переработки

Массовая доля сахарозы (в пересчете на СВ), %, не менее 99,75 99,55

Массовая доля РВ (в пересчете на СВ), %, не более 0,050 0,065

Массовая доля золы (в пересчете на СВ), %, не более 0,04 0,05

Цветность:

усл. ед., не более (на 100 частей СВ) 0,8 1,5

ед. ¡СиМБА 104 195

Массовая доля влаги, %, не более 0,14 0,15

Примечание. СВ — сухое вещество; РВ — редуцирующие вещества. Массовая доля влаги сахара-песка, упакованного в мягкие специализированные контейнеры, и сахара-песка длительного хранения при отгрузке должна быть не более 0,1 %.

Таблица 2

Показатель Характеристика белого сахара

кристаллического сахарной пудры кускового

Цвет ,- - Белый, чистый, без пятен Белый, чистый . и посторонних включений

Внешний вид Однородная сыпучая масса кристаллов Однородная сыпучая масса В виде кусков измельченных кристаллов определенных размеров

Вкус и запах Сладкий, без посторонних привкуса и запаха как в сухом сахаре, так и в его водном растворе

Чистота раствора Раствор сахара должен быть прозрачным, без нерастворимого осадка, механических и других примесей

36 ПИВО и НАПИТКИ

3 • 2012

Таблица 3

Показатель Значение показателя для белого сахара

экстра первой категории

Поляриметрически, °Z, не менее: 1

кристаллический сахар 99,8 99,7

Массовая доля влаги, %, не более:

кристаллический сахар 0,10 0,10

сахарная пудра 0,20 0,20

кусковой сахар 0,25 0,25

Массовая доля сахарозы (в пересчете на сухое вещество), %, не менее 99,9 99,8

Массовая доля редуцирующих веществ (в пересчете на СВ), %, не более 0,03 0,04

Массовая доля золы (в пересчете на СВ), %/баллов*, не более 0,027/15 0,036/20

Цветность в растворе, единиц оптической плотности (1СиМБА)/ баллов**, не более 45,0/6 60,0/8

Продолжительность растворения в воде кускового сахара***, мин:

быстрорастворимый До 6 включ. До 6 включ.

крепкий Более 6 Более 6

Примечание. Поляриметрически, ^ — показание поляриметра в градусах сахарной шкалы, выражающее содержание сахарозы в исследуемом растворе при поляриметрическом методе определения массовой доли сахарозы в продукте. Сахарная шкала — система, принятая для количественной оценки концентрации сахарозы в растворах в градусах, один градус сахарной шкалы соответствует одному проценту массовой доли сахарозы в растворе.

* При определении показателя массовой доли золы в баллах принимается, что одному баллу соответствует 0,0018 %.

** При определении показателя цветности сахара в баллах принимается, что одному баллу соответствует 7,5 ед. КиМБА.

*** Продолжительность растворения в воде кускового сахара определяется в случае отсутствия пресса Бонвеча.

ГОСТ 31361-2008 «Сахар белый. Технические условия» [4], по которому в зависимости от способа производства сахар делят на кристаллический, сахарозу для шампанского, сахарную пудру и прессованный. Кристаллический сахар подразделяют на первую, вторую, третью, четвертую категории; сахарную пудру — на вторую и третью категории; прессованный сахар — на первую, вторую и третью категории.

Кристаллический сахар изготавливают с размерами кристаллов от 0,2 до 2,5 мм, сахарозу для шампанского — от 1,0 до 2,5 мм, сахарную пудру вырабатывают в виде раздробленных кристаллов с размерами, не превышающими 0,2 мм. Прессованный сахар вырабатывают в виде отдельных кусочков различных формы и размеров и в зависимости от ассортимента делят на колотый, быстрорастворимый, дорожный. По внешнему виду белый сахар должен быть белым, чистым, без пятен и посторонних примесей, для сахара третьей и четвертой категорий допускается желтоватый оттенок. Кристаллический сахар должен быть сыпучим. Для сахара третьей и четвертой категорий допускаются комочки, которые распадаются при лег-

ком нажатии. Запах и вкус должны быть без посторонних оттенков. Для сахара четвертой категории допускается слабый запах мелассы. Растворы белого сахара должны быть прозрачными, или слабоопалесцирующими, без нерастворимого осадка, механических и других примесей. Для сахара третьей и четвертой категорий допускается опалесценция.

По физико-химическим и санитарно-гигиеническим показателям белый сахар по ГОСТ 31361-2008 должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 4.

К белому сахару на территории РФ применяют ГОСТ Р 53396-2009 в части, не противоречащей ГОСТ 31361-2008.

Белый сахар, предназначенный для приготовления напитков «Пепси-Кола», должен имеет некоторые более строгие ограничения по качеству, чтобы обеспечить больший срок годности напитков: массовая доля (в пересчете на сухое вещество, %): сахарозы — не менее 99,9; золы — не более 0,015; влаги — не более 0,04; содержание веществ (мг / кг, не более): взвешенных веществ — 2; SO4 — 6; мышьяка — 1; меди — 2; свинца — 0,5; железа — 3. Содержа-

ние микроорганизмов (КОЕ/г): ме-зофильных бактерий — 20; дрожжей и грибов — 1; цветность — не более 35 ед. ICUMSA. В растворах сахара должны отсутствовать мутность, посторонние запах и привкус.

Другие виды сахара и его заменители Жидкий сахар вырабатывают на предприятиях сахарной промышленности. Он предназначен для промышленной переработки и бывает двух видов: категории экстра — сахарный сироп, освобожденный от взвешенных примесей и обесцвеченный адсорбентом, и первой категории — сахарный сироп, осветленный с помощью вспомогательных фильтрующих материалов, имеющий массовую долю сухих веществ не ниже 64,0%, содержание сахарозы соответственно 99,8 и 98,75%.

Используют и инвертированные сиропы, обладающие мягким вкусом, пониженной вязкостью и большей растворимостью, чем сахарозные сиропы. Для инвертирования сахарозы применяют лимонную, молочную, иногда соляную кислоту и фермент ß-фруктофуранозидазу.

Сахарная пудра производится в разных странах. Ее применяют при изготовлении сухих напитков. В странах СНГ качество сахарной пудры регламентируется ГОСТ 31361-2008, в странах ЕС — Codex Stan 212-1999, amd. 1-2001 [5]. Сахарная пудра представляет собой измельченные кристаллы белого сахара размером не более 0,2 мм. В качестве сырья используют крошку кускового и кристаллического сахара, содержание влаги в которых перед размалыванием не должно превышать 0,1%. Во время фасования сахарной пудры на предприятиях стран СНГ разрешено добавлять крахмал до 2% к массе продукта. В странах ЕС в качестве антислеживающего компонента к сахарной пудре (как и к пудре из глюкозы) добавляют до 1,5% раздельно или в комбинации фосфат кальция трехосновный, карбонат магния, диоксид силикона аморфный, силикат кальция, трисиликат магния, алюми-носиликат натрия или алюминоси-ликат кальция. В случае, если не используют перечисленные вещества, в пудре может содержаться до 2% крахмала.

Стандартом стран Евросоюза Codex Stan 212-1999, amd. 1-2001

3 • 2012 ПИВО и НАПИТКИ 37

Таблица 4

З начени я показателей по категориям белого сахара

1 (э кстра) 2 3 4

Кристаллический сахар

Показатель Прессованный сахар

Сахарная пудра

Сахароза для шампанского

Массовая доля сахарозы (поляризация), %, не менее 99,9 99,7 99,61 99,5

Массовая доля РВ (в пересчете на СВ), % , не более 0,04 0,04 0,05 0,065

Массовая доля влаги, %, не более:

кристаллического сахара 0,06 0,1 0,14 0,15

сахарозы для шампанского — 0,1 — —

сахарной пудры — 0,2 0,2 —

Цветность в растворе, не более:

ед. ICUMSA 22,5 45,0 104,0

баллов 3 6 — —

усл. ед. — — 0,8 1,5

Массовая доля золы (в пересчете на СВ), не более:

% 0,011 0,027 0,05 0,05

баллов 6,0 15,0 — —

Массовая доля ферропримесей, %, не более 0,0003

Величина отдельных ферропримесей в наибольшем линейном измерении, мм, не более 0,3

Микробиологические показатели сахара, предназначенного для продуктов детского питания, молочных консервов и биофармацевтической промышленности

Количество мезофильных аэробных и факультативо-анаэробных микроорганизмов, КОЕ/г, не более 1,0 х 103

Плесневые грибы, КОЕ/г, не более 10

Дрожжи, КОЕ/г, не более 10

Бактерии группы кишечных палочек (колиформы), в 1 г Не допускаются

Патогенные микроорганизмы, в том числе бактерии рода Salmonella, в 25 г То же

Примечания. По договоренности с заказчиком допускается для прессованного сахара 2-й категории цветность не более 104 ед. ¡СиМБА. Массовая доля влаги кристаллического сахара, упакованного в мягкие специализированные контейнеры, и кристаллического сахара, предназначенного для длительного хранения, при отгрузке не должна быть более 0,10 %.

предусмотрено производство и оборот белого сахара-песка, желтого сахара, коричневого сахара, глюкозы безводной, глюкозы кристаллической гидратной, пудры из глюкозы (глюкоза для обсыпки), глюкозного или фруктозного сиропа, сухого сиропа глюкозы, лактозы, фруктозы (левулезы), тростникового сахара-сырца.

Белый сахар-песок (mill white sugar, plantation white sugar или эквивалентное название, приемлемое для страны происхождения, в которой он продается) — кристаллизованная сахароза с поляризацией не менее 99,5 °Z.

Желтый сахар (soft white sugar) — мелкоизмельченный очищенный влажный сахар белого цве-

та, в котором помимо сахарозы содержится инвертный сахар, массовая доля которых не менее 97,0%.

Коричневый сахар (soft brown sugar) — мелкокристаллический очищенный влажный сахар от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, в котором помимо сахарозы содержится инвертный сахар, массовая доля которых не менее 88,0%.

Глюкоза безводная — кристаллическая Д-глюкоза высокой степени очистки, не содержащая кристаллизационной воды, с массовой долей глюкозы не менее 99,5% в пересчете на СВ при общем содержании СВ не менее 98,0%.

Глюкоза кристаллическая ги-дратная — кристаллическая Д-глю-

коза высокой степени очистки, имеющая в своей структуре одну молекулу кристаллизационной воды. Содержание Д-глюкозы в готовом продукте не менее 99,5% (массовая доля) в пересчете на СВ.

Пудра из глюкозы (глюкоза для обсыпки) — тонко измельченная безводная глюкоза, или глюкоза ги-дратная, или их смесь с добавлением средства против слеживания или без него.

Глюкозный или фруктозный сироп — очищенный концентрированный водный раствор пищевых моносахаридов, полученных из крахмала (или инулина) гидролизом. Сироп из глюкозы получают с массовой долей декстрозного эквивалента не менее 20,0% (выраженного как Д-глюкоза в пересчете на СВ) и общим содержанием СВ не менее 70%.

Сухой сироп глюкозы — сироп из глюкозы, из которого частично удалена вода, с общей массовой долей СВ не менее 93,0%.

Лактоза — естественная составляющая молока, обычно получаемая из сыворотки, с массовой долей безводной лактозы в пересчете на СВ не менее 99,0%. Она может быть безводной или содержать в своей структуре одну молекулу кристаллизационной воды либо представлять собой смесь обеих форм.

Фруктоза (левулеза) — очищенная кристаллическая Д-фруктоза с массовой долей фруктозы не менее 98% и массовой долей глюкозы не более 0,5%.

Тростниковый сахар-сырец — частично очищенные кристаллы сахарозы, полученные кристаллизацией тростникового сока и покрытые пленкой межкристального раствора.

В качестве полноценного заменителя сахарозы в пищевой промышленности применяют глюкоз-но-фруктозные сиропы (ГФС), вырабатываемые из крахмала. Они обладают приятным мягким вкусом, сладостью, близкой к сладости сахарозы, и используются для приготовления напитков, мороженого, кондитерских изделий, детского питания и др.

В НПО «Крахмалопродукты» (пос. Коренево Московской обл.) разработана технология глюкозно-фруктозных сиропов ГФС-42 на основе отечественных ферментных препаратов. В ГФС-42 содержится примерно 42% фруктозы, остальное — глюкоза и немного олигосахаридов.

38 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2012

В настоящее время за рубежом распространена технология разделения сахаров ГФС-42 катионитом в Са2+-форме на две фракции: ГФС-90 и фракцию, обогащенную глюкозой и олигосахаридами. Вторая фракция возвращается в схему приготовления ГФС-42, а первая смешивается с ГФС-42. Таким образом, получают ГФС-55 с содержанием 55% фруктозы к массе СВ. По сладости ГФС-55 примерно равен сахарозе и пригоден для производства напитков и кондитерских изделий. Часть ГФС-90 используют для приготовления диетического питания и в фармацевтической промышленности.

В России выпускают и другие глюкозно-фруктозные сиропы: марок MFx42 (СВ 70-72%, глюкозы 50-54%, фруктозы 40-44%); MFx30G60 (СВ 77-80%, глюкозы 48-50%, фруктозы 30%, мальтозы 13,6%); LFx10G60 (СВ 77-80%, глюкозы 36-42 %, фруктозы 9-12%, мальтозы 18-25%).

Заменители сахара

Кроме углеводов сладкий вкус имеют многие химические вещества — гли-козиды, полиспирты и др. Аналоги сахара можно разделить на два вида: сахарозаменители и подсластители. Сахарозаменители делят на четыре группы.

В первую группу включена фруктоза, которая содержится в растениях, нектаре цветов, мёде. Молекула фруктозы входит в состав молекулы сахарозы, а также высокомолекулярных полисахаридов (инулин).

Во вторую группу входят сладкие сорбит и ксилит, относящиеся к полиспиртам. Они не имеют редуцирующих групп, не участвуют в мела-ноидиновых реакциях, не вызывают потемнения продукта при нагревании. Эти заменители сахара хорошо усваиваются организмом человека.

Сорбит (sorbitol, гексагексаол, лат. hexanhexaol) — шестиатомный спирт (C6H14O6). В природе содержится в плодах рябины, шиповника и др., в морских водорослях, в крахмалсо-держащих плодах. Энергетическая ценность сорбита — 17,5 кДж/г (4,1 ккал). Сладость сорбита составляет 0,6 от сладости сахарозы.

По химический природе сорбит относится к группе сладких многоатомных спиртов — полиолов. Как химическое соединение сорбит известен давно, однако практическое

применение он получил после того, как был осуществлен его химический синтез. Получают сорбит из глюкозы путем ее гидрогенизации. Кристаллы сорбита имеют серовато-белый цвет, приятный холодящий сладкий вкус. Их спрессовывают и реализуют в виде плиток массой 100-300 г, в крупной фасовке — от 4 до 7 кг. Сорбит не имеет запаха, влажность его не более 5 %.

Сорбит — сахарозаменитель, вла-гоудерживающий агент, комплек-сообразователь, текстуратор, эмульгатор, диспергирующее вещество и стабилизатор цвета. Это вещество практически полностью усваивается организмом. Прием сорбита способствует экономии в организме витаминов группы В, таких как тиамин, пиридоксин и биотин, а также развитию кишечной микрофлоры, синтезирующей эти витамины. Сохраняет свой вкус при кипячении, поэтому его можно добавлять в продукты, требующие термической обработки. Нетоксичен, отличается высокой гигроскопичностью: способен притягивать влагу из воздуха, что смягчает продукты и предотвращает их высыхание и затвердение. Например, конфеты, кисели, пастила, другие изделия при хранении быстро высыхают, отчего ухудшается их качество. Поэтому для лучшей сохранности к ним добавляют 5-10% сорбита.

Ксилит (С5Н1205) пищевой кристаллический получают при переработке стержней кукурузных початков и хлопковой шелухи. Он представляет собой кристаллы белого цвета, без запаха, со сладким холодящим привкусом. Влажность ксилита 1,5-2 %. В природе встречается в небольших количествах во многих фруктах и растениях, быстро усваивается организмом человека, обладает бактерицидными свойствами.

В третью группу заменителей сахара включены аспартам, сахарин, цикламат натрия, сукралоза и аце-сульфам К.

Аспартам построен из аминокислот аспарагина и фенилаланина, соединенных со спиртом метанолом (метанол вреден для здоровья, но доля его в молекуле незначительна). При высокой температуре аспартам разрушается. Если в состав продукта входит аспартам, на этикетку выносится информация о противопоказании его применения в питании больных фенилкетонурией.

Ацесульфам К получил положительную оценку на безопасность, представляет собой органическую соль.

Максимально допустимые концентрации подсластителей в продуктах (мг/ кг): сукралозы — 150, сахарина — 60, цикламата натрия — 400, ацесульфама К — 350, аспартама — 600.

В четвертую группу включены стевиозид, сукразит.

Стевиозид — натуральный подсластитель, получают его из листьев растения стевия (Stevia rebaudiana Bertoni — медовая трава). Листья стевии содержат дитерпеновые гли-козиды, флавоноиды, эфирные масла, аминокислоты, витамины группы В и С, Е, Р. Экстракт из листьев растения стевии в 180-200 раз слаще сахарозы, используется как заменитель сахара при производстве напитков, кондитерских изделий, фруктовых консервов, термоустойчив и не имеет противопоказаний к использованию. Жидкий концентрат стевии — это темно-коричневый сироп, который слаще сахарозы в 60 раз, пригоден к длительному хранению. Удельная масса концентрата 1,15-1,25 г/см3. Стевиозид используют в производстве напитков, кондитерских и хлебобулочных изделий. Его включают также в смесь сахарозаменителей нутрасвита-200, нутрасвита-275, нутрасвита-400.

Сукразит не содержит калорий. Сладость одной его таблетки эквивалентна одной чайной ложке сахара. Получают сукразит из корней цикория, клубней топинамбура, сахарного клена, сахарного сорго.

ЛИТЕРАТУРА

1. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», утв. решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011.

2. ГОСТ 21—94. Сахар-песок. Технические условия. — М.: Госстандарт, 1996.

3. ГОСТР 53396-2009. Сахар-белый. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2009. — 20 с.

4. ГОСТ 31361-2008. Сахар белый. Технические условия. Межгосударственный стандарт.

5. Стандарт кодекса для сахаров (Codex Stan 212-1999, amd. 1-2001). В кн.: Мед, сахар, какао-продукты и шоколад. — Всемирная организация здравоохранения. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН. — М.: Изд-во «Весь Мир», 2007. — С. 42-49. <S

3 • 2012

ПИВО и НАПИТКИ 39