Скачать (8,92 Кб)

Сахарные близнецы

В. Гельгор
Химия и Жизнь № 6, 1982 г., с. 44-47

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O = C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

сахароза = глюкоза + фруктоза

(Гидролиз сахарозы)

Не так уж много есть продуктов, столь однородных по составу: по стандарту, в сахаре-рафинаде 99,9% приходится на чистую сахарозу. Но кое-когда эта целостность нарушается - например, согласно реакции, вынесенной в эпиграф. Полученная с участием воды смесь моносахаров вращает плоскость поляризации влево, в отличие от правовращающей сахарозы, и поэтому реакцию называют инверсией, а смесь равных количеств глюкозы и фруктозы - инвертным сахаром (в техническом просторечии - инвертом). Фермент, ответственный за эту реакцию, само собой, зовут инвертазой.

Ферменты, конечно, действуют в живых системах. А в промышленных установках (но иногда и в кастрюлях) действуют обычно кислоты, особенно при повышенной температуре. Не обязательно серная или соляная, вполне годятся органические, "пищевые": с ними гидролиз протекает спокойно.

Комплект атомов у молекул глюкозы и фруктозы одинаков, и внешне они, как и подобает близнецам, очень похожи. Но альдегидная группа глюкозы и кетонная фруктозы придают характерам близнецов своеобразие. Впрочем, в нашем случае они действуют совместно, приобретая новые достоинства (а также и недостатки, которые, как известно, продолжение достоинств).

ИСПЫТАНИЕ ИНВЕРСИЕЙ

Посмотрим, что за свойства у сахара, прошедшего испытание инверсией.

Он сладок, как и положено сахару, а по вкусу напоминает мед. Он очень гигроскопичен. Высокая вязкость инвертного сахара - препятствует образованию кристаллов; по этой причине ему нередко отводят роль антикристаллизатора в самых разных продуктах, которые, не должны хрустеть на зубах,- от халвы до мороженого. При взаимодействии с аминокислотами благодаря мелаиноидиновой реакции глюкоза и фруктоза образуют темные вещества, иногда весьма ценимые,- скажем, в корочке пирога.

Очень часто само присутствие сахарных близнецов характеризует доброкачественность продуктов. Или, напротив, потерю качества. В обычном рафинаде их не должно быть более 0,03%, в мелассе - не более десятых долей процента. Это, кстати, один из признаков ее пригодности для выращивания полноценных дрожжей. Содержание инвертного сахара введено в стандарт для многих кондитерских изделий. И для меда. Более того, в книге "Гигиеническая оценка меда и методы его исследования" говорится, что "по содержанию инвертного сахара представляется возможным судить почти о всех видах фальсификации меда".

Справедливости ради надо упомянуть еще об одном продукте, близком к инверту. Это патока, тоже продукт гидролиза, но не сахарозы, а крахмала. Патока содержит декстрин, мальтозу и глюкозу; чем дальше заходит процесс гидролиза, тем больше - как и при инвертировании сахара - образуется глюкозы.

Как бы то ни было, у технологов есть свобода выбора, а это существенно расширяет возможности...

СЛАЩЕ САХАРА

Сходство инвертного сахара с медом, разумеется, не случайно. Пчела, перерабатывая нектар, готовит продукт, в котором львиная доля (не лучше ли сказать медвежья доля?) принадлежит глюкозе и фруктозе.

Свежий инверт, как и мед, слаще сахара. Если сладость сахарозы принять за 1, то сладость глюкозы - 0,7, фруктозы - 2, а их смеси - примерно 1,3. Однако не случайно здесь упомянут именно свежий инвертный сахар - его стойкость, к сожалению, ограничена. Если среда остается кислой, а температура повышенной, то моносахарам приходится несладко. Они разлагаются, образуя целый букет производных, как бесцветных, так и окрашенных. Более сладкая фруктоза быстрее теряет лицо в такой ситуации, и сладость уменьшается.

Искусственный мед, в подражание натуральному, также составлен преимущественно из глюкозы и фруктозы в равных количествах. Его получают, инвертируя сахар с помощью кислоты, обычно молочной; а чтобы воспроизвести неповторимый аромат натурального меда, вводят немного собственно меда или медовой эссенции. Но для чего вообще искусственный мед?

Например, для пряников: разумно ли тратить на подсобные цели такой уникальный дар природы? К тому же надо помнить, что главные потребители пряников - дети, а для многих из них мед - сильный аллерген... (Точности ради скажем, что в пряники "медовые", согласно рецептуре, кладут все же натуральный мед. В знаменитые тульские - тоже.)

Некоторые диеты строго ограничивают углеводы, и для таких диет инвертный сахар может оказаться полезным. Пусть, к примеру, речь идет о безалкогольных напитках. Если вместо сахара добавить в них инверт, то при меньшей концентрации углеводов напиток будет иметь привычный вкус. И в более крепких напитках наподобие наливок часть сахара инвертируют - в водно-спиртовой смеси инверт гораздо меньше, чем сахароза, подвержен кристаллизации.

И еще один поворот темы. Хотя с химической точки зрения гидролиз сахарозы достаточно зауряден, однако с практической (в том числе экономической) он выгоден: вода отдает сахарам свои водород и кислород, и содержание сухих веществ в сиропе растет! Нетрудно прикинуть, что грамм-молекулы фруктозы и глюкозы вместе на пять процентов тяжелее грамм-молекулы сахарозы. Выходит, что предварительное инвертирование повышает и плотность, и сладость...

КОЕ-ЧТО О КАРАМЕЛИ

Наверное, даже дети, первейшие потребители карамели, знают, что ее делают из сахара. Способ в принципе ясен - надо уварить сахарный сироп. Однако пересыщенные растворы этому сопротивляются, и уварить сироп до влажности 2-3% не удастся: задолго до этой истинно карамельной концентрации образуются кристаллы сахарозы. И здесь спасает инверт: сахароза в сочетании с продуктами ее гидролиза дает стабильный раствор, в котором концентрация сухих веществ очень высока. Влаги в таком растворе не более 15-16% (чуть больше, чем в пчелином меде).

Однако до карамели пока далеко: надо удалить из карамельного сиропа еще немало влаги, притом по возможности быстро и при минимальном нагреве, иначе не избежать разложения Сахаров. Для этого ставят вакуум-аппараты - в них за полторы-две минуты сироп преобразуется в карамельную массу, очень густую жидкость. Впрочем, ее вязкость еще не такова, чтобы твердо можно было исключить засахаривание (то есть кристаллизацию). Поэтому массу стремительно охлаждают до 80-90 градусов - вязкость резко возрастает, опасность засахаривания снижается. И появляется отменная пластичность, столь нужная на следующих этапах долгого процесса - во время так называемой проминки, придающей массе однородность, и вытягивания, при котором тонкие карамельные ленты многократно складывают и вновь вытягивают, чтобы масса стала пышной, менее прозрачной и чуть шелковистой...

Материал этот и впрямь пластичен необычайно. Как-то мне пришлось держать в руках вполне съедобное произведение декоративно-прикладного искусства, изготовленное полностью из карамели: это была плетеная корзина с разноцветными розами. Искусство редкое и почти утраченное, о чем можно лишь сожалеть. И не только из-за уважения к былому мастерству, а потому еще - и даже в большей степени,- что спрос на фигурную карамель устойчив и он рождает своеобразное предложение в виде пресловутых базарных "петушков", неизвестно кем произведенных и непонятно чем окрашенных; при одном их виде сердце санитарного врача трепещет.

Однако к теме. Миновав ряд ступеней, интересных, но прямого отношения к инверту не имеющих, обратим взор к готовой карамели. Мы увидим, что, проявив свои несомненные достоинства, инвертный сахар благодаря неумеренной гигроскопичности способен сократить и без того недолгую жизнь карамели. Чтобы конфета не размокала, ее изолируют водостойкой парафинированной бумагой. Или обсыпают менее гигроскопичным сахарным песком. Или глянцуют, то есть покрывают карамельки тонким слоем смеси воска, парафина и растительного масла.

Между прочим, печенье благодаря инверту тоже легче вбирает влагу и размачивается; но тут это запланированный технологами эффект. К тому же продукты, которые образуются при частичном разложении моносахаров во время выпечки, придают печенью особо аппетитный коричневато-золотистый оттенок.

ИНВЕРСИЯ ВОЛЕЙ-НЕВОЛЕЙ

В ягодах и фруктах, за редким исключением, органических кислот хватает. А любое их взаимодействие с сахарозой в той или иной мере сопровождается инверсией. Как правило, с пользой для конечного продукта, будь то кисель или печеные яблоки. В общем, хотим мы того или нет, но, готовя сладкие блюда, очень часто инвертируем сахарозу.

Многие на собственном опыте знают, что очень нелегко сохранить на долгое время привычную консистенцию домашнего варенья. Стоит чуть-чуть переложить сахара, чуть-чуть подольше поварить, слегка переохладить варенье при хранении - и оно быстро становится жестковатым от кристалликов сахара (это заметно не только на вкус, но и на взгляд).

Правильное понимание и своевременное использование инверсии может исправить положение. При варке плодов с малой кислотностью (например, груш или черешни) надо добавить немного лимонной или виннокаменной кислоты. В результате сахароза частично разлагается и густой сироп, содержащий одновременно сахарозу, глюкозу и фруктозу, практически не засахаривается, так как концентрация каждого из сахаров невелика.

Но чаще бывает так, что кислотность плодов, напротив, высока, и тогда сахароза может почти полностью инвертироваться, а это тоже угроза засахаривания, но уже другого, глюкозного. (Фруктоза в этом случае отходит на второй план: она лучше растворяется, а длительная термическая обработка разрушает ее быстрее других моносахаров.) Чтобы избежать глюкозного засахаривания, нужен щадящий режим варки. Хороша, скажем, дробная варка, при которой ягоды кипятят в сиропе минут пять, потом выдерживают несколько часов, а затем эту процедуру повторяют еще два-три раза. Такой же прием полезен и при варке жестковатых плодов: они равномернее пропитываются сиропом, и варенье получается более нежным.

Промышленные режимы, естественно, строят с учетом и этих, и многих других тонкостей. Поэтому засахаривание не часто поражает варенье заводского производства. Что же касается тонкостей, упомянем напоследок еще об одной. Сахара не кристаллизуются даже при весьма высоких концентрациях, если отсутствуют центры кристаллизации. В нашем случае "элементом нестабильности" служат обычно твердые частицы сахарозы. Поэтому полное растворение всего взятого сахара, предельная чистота всех продуктов, тщательность подготовки плодов, варки и расфасовки - вот что очень важно для профилактики засахаривания. Не будем же пренебрегать этим и дома, тем более что чистота требуется не только в борьбе с засахариванием...

А в заключение, следуя доброй традиции "Химии и жизни", от общих положений перейдем к конкретным рецептам. Любители практических сведений могут при желании приготовить несколько блюд, в приготовлении которых существенную роль играет инверсия, самопроизвольная или особо организованная. Эти рецепты - в напечатанных ниже заметках.

Как обещано в статье о сахарных близнецах - рецепты нескольких кушаний, при изготовлении которых по ходу дела образуется инвертный сахар.

Суп из черники с клецками.

В пол-литра кипящей воды кладут полторы ложки сахарного песку, цедру одного лимона и 120 г промытой черники. Варят до готовности. Разводят в небольшом количестве холодной воды половину чайной ложки крахмала и несколько кристалликов лимонной кислоты, вливают в суп, доводят до кипения, охлаждают. Подают с клецками, сваренными отдельно (полторы столовые ложки муки, одна - молока, половина яйца и треть чайной ложки сахарного песку).

Пирог со щавелем.

Перебранный и промытый щавель (850 г) мелко нарезают, добавляют 100 г сахара, 50 г масла и 5-6 г соли. Тушат в собственном соку. Из дрожжевого теста (400 г муки, 10 г дрожжей, 2 яйца, 10 г жира и 5 г соли) и заготовленной начинки делают пирог полукруглой формы, смазывают его маслом и выпекают.

Печеные яблоки с брусникой.

Из яблок вынимают сердцевину и в образовавшиеся углубления кладут бруснику, смешанную с равным количеством сахара. Запекают в духовке. Перед едой посыпают пудрой.

Яблочная паста.

Кислые яблоки очищают от кожицы, нарезают ломтиками и, подлив немного воды, тушат на слабом огне. Мелко рубят лук и изюм, с ошпаренных помидоров снимают кожицу, кладут в кастрюлю с яблоками, добавляют специи, готовую горчицу и сахар, около часа тушат на слабом огне. Охлаждают, подают к холодному мясу. Соотношение: на каждые 100 г яблок - 80 г сахара, 30 г изюма, 40 г помидоров; пряности и соль по вкусу.

Варенье из черешни.

Ягоды (лучше белые) очищают от косточек и заливают сахарным сиропом (на 1 кг ягод 1-1,2 кг сахара и 2 стакана воды). Варят в один прием. В конце варки кладут 2-3 г лимонной кислоты; для аромата можно добавить ванилин.

Варенье из рябины с грушами.

Спелые крупные ягоды рябины (300 г) проваривают в кипящей воде 3-5 минут. Груши (700 г), если они жестковатые, также размягчают несколько минут в кипящей воде, после чего сразу погружают в холодную воду. В кипящий сироп из 1,3 кг сахара и 2 стаканов воды опускают рябину и груши, очищенные от кожицы и семян и разрезанные на дольки. Снимают с огня, выстаивают 6-8 часов и повторяют процедуру еще 3-4 раза - до готовности.

Варенье, из зеленых помидоров.

Помидоры с плотной мякотью надрезают, удаляют из них семена, моют в холодной воде, заливают водой, доводят до кипения и кипятят 5 минут. Воду сливают, вновь заливают помидоры холодной водой, кипятят 5 минут, повторяют процедуру еще раз. Откидывают на дуршлаг и, когда вода стечет, опускают в сахарный сироп (на 1 кг помидоров - 1 кг сахара и стакан воды; можно добавить апельсиновую цедру). Варят до готовности. В конце варки кладут 4-5 г лимонной кислоты.

В заключение - рецепт компота, заимствованный из книжки, которая вышла в самом начале нашего стремительного столетия. Заливают часть сахара водой (из расчета 1 столовая ложка на стакан воды) и доводят до кипения. Очищают груши и яблоки, натирают их лимонным соком, чтобы не темнели, нарезают ломтиками и варят в сиропе поочередно до мягкости и прозрачности - сначала яблоки, затем груши. Апельсины очищают, делят на дольки, вынимают косточки; сливы или абрикосы и виноград ошпаривают, очищают от кожицы и вместе заливают горячим сиропом от яблок и груш. Когда сироп остынет, заливают им очистки (кроме апельсиновых), разваривают их до мягкости, процеживают через сито, в отвар кладут остаток сахара и выпаривают, пока не получится клейкий сироп. Прибавляют по вкусу лимонный сок и тонко шинкованную лимонную цедру; для цвета по желанию - немного красного вина. Остужают, процеживают через марлю и заливают разложенные в блюде фрукты. Соотношение: по 5 яблок и груш, 300-400 г винограда, 5 слив или абрикосов, 3 апельсина, 400 г сахара, 5 стаканов воды.