1. Види і сорти патоки. Принципова схема виробництва патоки. Призначення основних технологічних операцій

Патока — це густий, тягучий солодкий продукт, одержуваний оцукрювання (гідролізом) крохмалю (головним чином картопляного і маїсового) розведеними кислотами з наступним фільтр і уварювання сиропу. Застосовується в кондитерському і консервному виробництвах, входить до складу апретів.

Патока містить 78-82% сухих речовин. Сухі речовини патоки складаються з продуктів різного ступеня гідролізу крохмалю: декстринів, мальтози, глюкози. Розрахункове вміст сухих речовин — 78%. Патока містить деяку кількість мінеральних речовин. Зміст золи може коливатися в залежності від сорту. Патока також містить деяку кількість азотистих речовин і речовин, що включають фосфор, які потрапляють в патоку з крохмалю. Азотисті речовини патоки викликають її потемніння при нагріванні.

Завдяки своїм антикристалізаційним і гігроскопічним властивостям її широко використовують для виготовлення карамелі, халви, варення, багатьох видів цукерок, пряників, лікерів, деяких видів хлібобулочних виробів тощо.

Декстрини патоки підвищують в’язкість цукрового сиропу і сповільнюють кристалізацію сахарози, а редукуючі цукри завдяки своїм гігроскопічним властивостям сприяють відповідному збереженню вологості.

Промисловість виробляє декілька видів патоки. Карамельна патока буває низькооцукреною, вищого і 1 — го сортів. Вони відрізняються вмістом редукуючих речовин, а також температурою карамельної проби, масовою часткою золи і кислотністю.

Патока глюкозна високооцукрена містить 44-60% редукуючих цукрів у перерахунку на суху речовину і використовується при виготовленні варення, джемів, пастили, хлібобулочних виробів. Декстрин — мальтозна патока є складовою частиною рідких і сухих молочних сумішей для дітей раннього віку. Патока мальтозна містить не менше як 65% редукуючих цукрів (у перерахунку на мальтозу) і має коричневий колір, солодкий солодовий присмак. Її використовують для приготування солодких страв, дитячих сумішей, пряників, деяких видів хлібобулочних виробів і в дієтичному харчуванні. Мальтодекстрини — низькооцукрені крохмальні гідролізати, які містять від 5 до 25% редукуючих речовин.  Їх використовують при виробництві дитячих продуктів, як наповнювачі для пудингів, кондитерських виробів і штучного крему.

Патока має здатність підвищувати розчинність сахарози — затримувати її кристалізацію, що обумовлює широке застосування її в консервної промисловості — для приготування варення, повидла і джемів з метою надання сиропу більшої в’язкості, тривалості та стійкості зберігання, а також для поліпшення смакових якостей. Окремі види патоки широко використовуються при виробництві морозива і заморожених десертів, що дозволяє знизити точку замерзання продукту і збільшує його твердість.

Патоку використовують як невід’ємний компонент при виготовленні пряників. Кількість додається, патоки безпосередньо залежить від в’язкості тіста, кольору і смаку пряників. Деякі сорти хліба, наприклад, Тартуський, мінський, ризький, бородинський, карельський, містять патоку. Це додає хлібу особливі смакові якості при великій кількості закладку, або характерний колір, якщо патока додається в невеликому еквіваленті.

На кафедрі технології цукристих речовин Національного університету харчових технологій розроблено технологію цукристих сиропів та патоки безпосередньо із кукурудзяної крупки та борошна

Технологія патоки прямим гідролізом кукурудзяної сировини включає такі основні стадії: ферментативне розріджування сировини, відокремлення рідкої фази, оцукрювання гідролізату, знебарвлення сиропів активним вугіллям, контрольне фільтрування, концентрування та охолодження готової продукції.

Основним технологічним процесом виробництва патоки є гідроліз крохмалю в кукурудзяній сировині в присутності біокаталізатора. Нами проведені дослідження кінетики розріджування кукурудзяної сировини із використанням термостабільної α-амілази. Під дією ферменту α-амілази відбувається декстринізація крохмалю, тобто перетворення високомолекулярних полісахаридів до декстринів різної молекулярної маси.

При використанні в процесі розріджування α-амілази, яка має оптимум дії при температурі 65 – 700С відбувається не повне вилучення крохмалю із сировини, тому що гідроліз полісахаридів крохмалю відбувається краще за умови його повної клейстеризації, тобто за більш високих температур. Завдяки використанню в процесі розріджування термостабільного ферменту, який протягом деякого часу витримує температуру 1100С, покращується фільтраційна здатність гідролізатів та збільшується вихід продукту. Ступінь гідролізу крохмальних зерен сировини термостабільною α-амілазою досягає 38-45 %.

Нерозчинні домішки, основну масу яких складає білок, видаляли шляхом фільтрування. Особливе значення має рН гідролізату, при якому проводиться фільтрування. Так, в кислому середовищі при рН гідролізату 4.6…4.65 поряд із інактивацією термостабільного ферментного препарату відбувається процес коагуляції білкових речовин. При цьому у білкові міцели частково включаютьсяі інші домішки, що знаходяться у гідролізаті — особливо частинки жиру. Додавання коагулянту дозволяє збільшити швидкість видалення жиро-білкового комплексу, шляхом отримання щільного компактного осаду. Для видалення жиро-білкового комплексу на крохмале-патокових заводах можуть застосовуватись барабанні вакуум-фільтри з мікрозніманням осаду, з попередньо нанесеним допоміжним фільтрувальним матеріалом (кізельгур або перліт).

Розчинні домішки, являють собою барвні речовини, синтез яких починається під час гідролізу крохмалю у сировині і продовжується протягом всього технологічного процесу. Видалення розчинних домішок із сиропу після механічної фільтрації проводили шляхом їх адсорбції на активному вугіллі. Дослідження умов проведення процесу знебарвлення сиропу активним вугіллям дозволило встановити, що переважна кількість барвних речовин адсорбується протягом перших 45 хвилин оброблення при температурі 85-900С. Отриманий після знебарвлення сироп для видалення солей додатково очищали за допомогою іонообміну. Очищений сироп уварювали під вакуумом до вмісту сухих речовин 78% та отримували патоку з низькою забарвленістю та глюкозним еквівалентом 38-42%, подібну до карамельної патоки, отриманої за традиційною технологією.

За рахунок використання для гідролізу крохмалю в сировині одного термостабільного ферментного препарату, порівняно із двоступеневим ферментативним гідролізом крохмалю, значно знижується собівартість карамельної патоки. Застосування різних ферментів на стадії оцукрювання розрідженого гідролізату дозволить регулювати вуглеводний склад цукристих сиропів.

Сировиною служить будь-який крохмаль (картопляний, кукурудзяний, інший), а також сірчана кислота, деревне вугілля і вода.

Хімічний бік процесу полягає в тому, що крохмаль під дією розчинених сильних кислот перетворюється в цукор.

Виробництво патоки складається з наступних операцій:

— кип’ятіння розчину крохмалю з кислотою (оцукрення);

— виділення сірчаної кислоти (осадження сульфату кальцію при дії вапна або крейди);

— видалення осаду;

— упарювання розчину патоки до густини сиропу;

— уварювання патоки і кристалізація цукру.

Кількість патоки прямо залежить від якості крохмалю. Крім сірчаної, можна застосовувати й інші кислоти. Правда, сірчану кислоту (точніше, — сульфат-іони) виділяти легше. Її можна осадити у вигляді малорозчинного сульфату кальцію.

Варто враховувати, що сірчана кислота відіграє роль каталізатора. Тобто не витрачається в процесі реакції, хоча і прискорює її.

2. Якісні показники ферментованого солоду

Солод — це продукт штучного пророщування зерен злаків з подальшою спеціальною обробкою.

Сфера використання солоду досить широка. Нині його застосовують при виготовленні хліба, квасу та пива. Ці галузі харчової промисловості в Україні добре розвинені, водночас, солоду вітчизняного виробництва на ринку недостатньо – наразі в Україні тільки два виробники солоду, тому велика частина цієї продукції – імпортна.

Слід зазначити, що важливими етапами у процесі отримання солоду є замочування і пророщування зерна. При замочуванні зерна набухають, і саме тоді відбуваються хімічні процеси – при певних температурних режимах крохмаль розчиняється і утворюються цукри, серед яких глюкоза та мальтоза.

У хлібопекарському виробництві використовують солод житній ферментований і неферментований, а також ячмінний пивоварений. Житній неферменто-ваний і ячмінний пивоварений солод містять в активному стані комплекс амілолітичних, протеолітичних та інших ферментів. Завдяки високій активності «-амілази в цих видах солоду, вони мають оцукрювальну здатність і застосовуються для оцукрення борошняних заварок у процесі приготування рідких дріжджів або заварних сортів хліба.

Пивоварений світлий солод І класу повинен містити вологи — не більше 5,0%, мати екстрактивність у перерахунку на сухі речовини — не менше 77,5%, термін оцукрювання — не більше 20 хв. Цей солод має бути світло-жовтого кольору, з солодовим запахом, солодкуватим на смак.

Житній ферментований солод повинен мати вологість — не більше 10%, екстрактивність при гарячому екстрагуванні — 80%, тривалість оцукрення — не більше 25 хв. Цей солод має забарвлення від коричневого до темно-бурого, кисло-солодкий смак, яскраво виражений аромат.

Житній ферментований солод використовують як добавку, що забарвлює м’якушку заварних видів житнього і житньо-пшеничного хліба, покращує його смак і аромат.

Всі види солоду, що використовуються у хлібопеченні, являють собою борошно типу обойного. Солод надходить на хлібопекарські підприємства упакованим у тканинні продуктові мішки. Маса одного мішка — не більше 50 кг.

Солодові екстракти одержують із солоду житнього, пшеничного або їх суміші. Це густі в’язкі маси, за консистенцією і зовнішнім виглядом подібні до патоки, мають вологість біля 20%, можуть бути також у вигляді порошку. Застосовуються солодові екстракти для заміни ферментованого солоду або надання виробам певних смакових якостей.

Солодовий екстракт містить корисні вітаміни групи В, фосфор, калій та інші мікроелементи для організму людини, а також амінокислоти й поліненасичені жирні кислоти, рослинні ферменти. Додавання солодових екстрактів, крім технологічного поліпшення якості, збагачує продукти мікронутрієнтами. Відтак, 200 грамів житнього хліба, приготоваого з використанням солодових екстрактів, містить добову норму споживання фосфору й заліза, а також вітаміни В1 (80%), В2 (19%), РР (56%), і магній (47% добової норми споживання).

Слід зазначити, що солодові екстракти збагачують не тільки хліб. Їх традиційно застосовують для дитячого харчування: в молочних сумішах і для печива. Солодові екстракти містяться у багатьох біологічно активних добавках і продуктах для спортсменів.

Солодові екстракти виготовляють із ячмінного або житнього зерна. У процесі виробництва активні ферменти солоду гідролізують і роблять розчинними крохмаль, білки й інші компоненти зерна. Їх відокремлюють від лушпайок й інших твердих домішок, а отриманий розчин концентрують до консистенції густого сиропу – це і є солодовий екстракт. При виробництві екстракту не використовують добавок, тому він зберігає корисні властивості пророщеного зерна. Екстракти можна зберігати протягом року при кімнатній температурі, оскільки вони містять до 80% сухих речовин.

Солодовий екстракт як поліпшувач діє у трьох головних напрямах:

—          підвищує здатність крохмалю й клейковини до поглинання води;

—          утворює розчинні речовини, які посилюють бродіння;

—          посилює карамелізацію.

Це стосується всіх стадій виготовлення хліба. Щодо загальних рекомендацій із застосування, то можна відзначити кілька основних пунктів:

—          необхідну кількість екстракту (зазвичай від 1 до 2% ваги борошна) розчиняють у теплій воді (30 °С), окремо розчиняють дріжджі, на ці суміші ставлять опару або тісто (при безопарному способі);

—          житні й темні солодові екстракти використовують як заміну житнього ферментованого солоду у співвідношенні 1:4, при цьому їх додають у закваску, у заварку або в тісто;

—          для надання темного кольору й житнього аромату хлібобулочним виробам солодові екстракти додають у тісто;

—          патоку замінюють солодовими екстрактами: у середньому замість 1 кг патоки беруть 0,8 кг екстракту;

—          для сухих сніданків, пластівців, дитячого й діабетичного харчування, йогуртів, згущеного молока, лікарських препаратів і дріжджів дозування залежить від рецептур.

Солодові екстракти виготовляють різного кольору та діастатичної активності, тому сфера їхнього застосування не обмежується хлібопеченням. Їх застосовують і в пивоварінні, а також при виготовленні: печива й крекерів (для надання виробам рум’яного кольору й рум’яної скоринки), пряників, бісквітів і кексів (для поліпшення смаку та кольору), сухих сніданків, кукурудзяних паличок, пластівців (для підсилення смаку, аромату й надання золотавого кольору), помадки, карамелі, шоколадних батончиків (для надання солодового смаку, аромату, карамельного кольору, і як заміна патоки), діабетичного харчування (як джерело поживних речовин), дитячого харчування (як джерело вуглеводів і вітамінів та середовище для росту кисломолочних бактерій), йогурту, згущеного молока (для доповнення смаку й аромату), дріжджів (для забезпечення стабільного середовища для росту чистої культури), лікарських препаратів (як джерело цукру і цінних поживних речовин для розмноження мікроорганізмів).

При застосуванні солодових екстрактів у тісті збільшується кількість цукру, а це прискорює процес бродіння, дає рум’яне забарвлення скоринці й солодкий смак хлібові.

Завдяки цукру дріжджі отримують велику кількість потрібної поживи і субстрат для бродіння. При додаванні солодового екстракту в тісто, дія ензимів підсилюється. При цьому утворюється нова розчинна здатна до бродіння речовина. Переваги очевидні: скорочення часу бродіння або економія на дріжджах. У більшості випадків наслідком прискореного бродіння є збільшення об’єму хліба. Привабливе коричневе забарвлення хліба, еластичність і живий блиск скоринки теж є перевагами, які є наслідком застосування солодових екстрактів.

Солодовий екстракт поліпшує смакові якості й зберігає свіжість випечених виробів завдяки мальтодекстринам. Він виконує роль зволожувача та ефективно зв’язувати вологу з тістом. Екстракт часто використовується замість цукру й солодких сиропів. Порівняно з іншими підсолоджувачами солодовий екстракт надає продукту натурального смаку, аромату та вигляду. Крім того він є натуральним барвником.

На українському ринку солодових екстрактів одне з провідних місць посідає компанія «Лейпурін». В її асортименті – фінські солодові екстракти фірми «Laihian Mallas», наприклад, житній солодовий екстракт «Rye Malt Extract», ячмінні солодові екстракти «Barley Malt Extract Dark», «Barley Malt Extract Extra Dark» та «Barley Malt Extract Light», які використовують для виробництва пшеничного хліба, крекерів, печива тощо.

Отже, солодовий екстракт – це здоровий, натуральний, приємний на смак харчовий інгредієнт багатоцільового призначення, який здатний суттєво поліпшити смакові властивості продукту.

Список використаної літератури

1. Жолнер І. Виробництво екстракту крохмальної патоки // Харчова і переробна промисловість. — 2000. — № 10. — С. 11
2. Мелентьєв А. Усе-про технологію солоду й пива // Харчова і переробна промисловість. — 2004. — № 4. — С. 14-15
3. Неретін І. Універсальний апарат для виробництва солоду дає змогу одержувати якісний житній ферментований солод / І. Неретін // Харчова і переробна промисловість. — 2008. — № 10. — С. 18-19
4. Олексійчук О.М. Удосконалена технологія солоду [Текст] : Та вторинного продукту із сої забезпечує високу якість мікробіологічних і органолептичних показників за порівняно низьких енерговитрат  / О.М. Олексійчук // Харчова і переробна промисловість. — 2006. — № 4. —  С. 23-24
5. Петрушевский В.В., Бондарь Е.Г. Производство сахаристых веществ. – К.: Урожай, 1989. – 168 с.
6. Хомич Г. Ячмінний солод — джерело біологічно активних речовин // Харчова і переробна промисловість. — 2000. — № 8-9 . — С. 22-23