④膨松状态。
不同的质构状态使硬糖产生不同的物理和口感特性,如无定形硬糖透明而坚脆;丝光硬糖外观洁白并有丝光光泽,质构硬而嚼时略带疏松;结晶硬糖坚实而微显透明;膨松硬糖外观混浊,质构膨脆而嚼时疏松。除以上常见的质构外,随着硬糖组成的改变还可产生其他质构特征。
密度和比重
硬糖是密度最高的糖果,可溶性干物质含量在95%以上,残留水分一般在3%以下。随着质构状态的不同,硬糖密度也随之改变,透明硬糖和结晶硬糖的密度最高,比重一般在1.5~1.6。丝光硬糖由于机械的拉伸作用,不同程度地充入了空气,其比重随着拉伸时间而变化。膨松硬糖添加化学膨松剂后导致质构状态的变化,反应中生成的CO2被包裹在糖体中间,因而使糖比重减少,质构密度的变化也影响产品的比容。
发烊和返砂
发烊和返砂是糖果的主要质量变化问题,尤其是硬糖,当出现发烊、返砂后,其商品价值就要降低。控制产品的发烊和返砂的速度也是衡量工艺技术水平的重要内容。
1.发烊
当硬糖透明似玻璃状的无定形基体无保护地暴露在湿度较高的空气中时,由于其本身的吸水汽性,开始吸收周围的水汽分子,在一定时间后,糖体表面逐渐发黏和混浊,这种现象称为轻微发烊。如果空气的湿度不再增加,开始发黏的硬糖就会继续吸收周围的水汽分子,硬糖表面黏度迅速下降,表面呈溶化状态,并失去其固有的外形,这种现象称为发烊。持续发烊的过程实质上就是硬糖从原来过饱和溶液状态变为饱和的溶液状态,至此,硬糖完全溶化,即为严重发烊。
2.返砂
硬糖的返砂是指其组成中的糖类从无定形状态重新恢复为结晶状态的现象。一般的规律是,经吸收水汽并呈发烊的硬糖表面,在周围相对湿度降低时,表面的水分子获得重新扩散到空气中去的机会,水分扩散导致表面溶化的糖类分子重新排列形成结晶体,这是一层细小而坚实的白色晶粒,硬糖原有的透明性完全消失,这种现象称为返砂。
发烊和返砂可以反复交替进行,发烊导致返砂,返砂后的糖体在一定条件下又可继续发烊,再返砂,如此循环不止,直到硬糖的整个糖体完全返砂。这一过程由表及里地进行,形成一层层细小的白色砂层,返砂后的硬糖质构同时失去原来光滑的舌感,变得粗糙。
上述的返砂现象一般是在商品流通过程中发生的,发烊和返砂都是硬糖常见的质变现象。这表明无定形状态的硬糖具有不稳定的双重性:第一,吸水汽性;第二,重结晶性。这是一个问题的两个方面,阻止或推迟这两种倾向一直是无定形硬糖生产工艺中的一项重要课题。
但是,在非透明硬糖或其他糖果的工艺过程中这种返砂不能一概视作变质现象,相反,还应在规定的技术条件下控制进行。糖果由于在控制下产生精细的结晶体,是工艺的特定要求,其含义就不同于这里阐述的硬糖因自然返砂而引起的质变。
黏度和流变性
在糖果生产工艺中,物料黏度是一个重要的物理参数,不但关系到产品的质构、香味和保存期,而且也直接影响工艺过程的技术条件。影响物料黏度的主要因素有:温度、糖浆含量和含水量。正确测量物料的黏度是控制其流变性的前提。加工过程中应对物料黏度和流变性的变化规律加以控制。
一般,硬糖的物料属于牛顿流体,即在一定温度下,物料液层的流变性与剪切应力产生一定的速率关系,当物料黏度保持常数,就较少受剪切速率的影响。
硬糖物料的黏度和流变性与其基本组成有密切关系,如物料中淀粉糖浆所占比例与不同的DE值[还原糖占糖浆干物质的百分比。国家标准中,DE值越高,葡萄糖浆的级别越高]都是重要的因素。此外如物料内含蛋白质与油脂,也将明显地影响其黏度和流变性,同时也不服从牛顿定律,而成为非牛顿流体,这使物料在加热过程与机械作用下产生不同的结果。因此正确地测试物料在不同温度下的黏度和流变性,是控制加工过程顺利进行的重要条件。
平衡相对湿度
每种糖果都有自己的平衡相对湿度,简称ERH值。包含一定水分的糖果暴露在大气中或把不同吸水汽性的糖果放在一起,都会发生释放或吸收水分的倾向。
糖果处于平衡相对湿度时,周围空气中水汽的分压与糖果表面的蒸汽压之间建立着平衡关系,空气的相对湿度越大,水汽的分压也越大,糖果的平衡相对湿度也越大,直到糖果本身与外界大气或糖果与糖果相互间的蒸气压相等为止。当达到平衡相对湿度时,糖果就不再吸收或释放水分了。含水量较低的硬糖,在一般相对湿度下倾向于从周围吸收水分,直至达到平衡相对湿度。随硬糖的基本组成不同,其吸水汽性也不同。影响糖果平衡相对湿度的主要因素为:
糖果基本组成中结晶蔗糖、非结晶糖和水分的百分比;
糖类以外其他物质的存在;
各种可溶性干物质对水分分子量比值间的总和。
硬糖的标准平衡相对湿度应不超过30%,超过这一限度,制品将不同程度地从外界吸收水分,直到建立新的平衡相对湿度为止。
但是,各种糖果随着其基本组成和质构状态的不同,其ERH值也不同,含水量高的凝胶糖果和充气糖果倾向于释放水分,砂质性糖果的这一倾向更为明显,因此,各种糖果都应根据其标准的平衡相对湿度来选择应有的保藏条件。
甜体糖类的组成
所有硬糖基本上是由两部分组成,即甜体和香味体。甜体包含砂糖和各种糖浆,由此产生一个甜的基体。香味料包含香料、调味料和辅料,由此产生不同的色香味个性。两种结合就形成具有不同特色的熬煮糖果即硬糖。甜体的多种糖类包括:
蔗糖:50%~80%
麦芽糖、葡萄糖、果糖、转化糖:10%~25%
高糖、糊精:10%~25%
结晶蔗糖是很稳定的,未分解的蔗糖吸湿性很小,当空气的相对湿度超过90%时,才吸收水分。但长时间和高温下将蔗糖加热,将大大增加其吸湿性,这表明在糖果工艺过程中控制蔗糖的受热时间和温度是必要的。麦芽糖、葡萄糖、果糖和转化糖被包含在不同性质的糖浆内,如淀粉糖浆、饴糖、转化糖浆和高麦芽糖浆等,这些糖类也可以以结晶体或糖粉的形式出现。
无水不定型麦芽糖的吸湿性很强,含水麦芽糖的吸湿性则较弱。麦芽糖对热不很稳定,加热后色泽转深。
结晶的葡萄糖吸湿性不强,但加热能增加其吸湿性。糖浆中含有的无定形葡萄糖具有很强的吸湿性。果糖和转化糖都具有很强的吸湿性,在空气相对湿度45%时即大量吸收水分。
糊精不甜,吸湿性和溶解性都很小,能产生很高的黏度。
高糖是介于糊精和麦芽糖之间的一种物质,以麦芽糖的聚合形式出现,如麦芽二糖、麦芽三糖……麦芽七糖以上,这一组糖具有吸湿性小,溶解性和透明度高等特点。
糊精和高糖包含在用淀粉水解的糖浆组成内。由此可以看出,除蔗糖、果糖和转化糖之外,其他糖类都包含于淀粉水解的糖浆内,换言之,淀粉糖浆同时包含着多聚糖、低聚糖和单糖等多种糖类。由不同糖类构成的不同类型和规格的糖浆,对糖果工艺起着极其重要的作用,它们在不同类型的糖果内起着不同的功能特性。
结晶和抗结晶物质
任何一种硬糖的甜体都包含两个部分,即结晶的蔗糖和各种糖浆,根据甜体的基本组成就可以确定这两者的正确比例关系。
从糖果工艺的角度来看,结晶的蔗糖是一种结晶物质,各种糖浆是非结晶物质,当两者在加工过程中经过高温熬煮而构成一种透明的无定形状态的硬糖甜体时,实际上各种糖浆是起着抗结晶的作用,削弱和抑制蔗糖在过饱和状态下必定产生的重结晶现象。
然而,生产实践表明,在硬糖甜体所包含的糖浆干固物比例过大,蔗糖在过饱和状态下重新结晶的倾向得到有效地防止的同时,硬糖甜体也不同程度地增加了吸湿性,并变得非常黏稠,这使最终产品容易发烊变质,同时风味和质构上发生很大的变化。
因此,当确定硬糖甜体中结晶和抗结晶物质的正确比例时,必须充分考虑这两类物质的特性和可能产生的后果,同时也要充分考虑产品在加工和保藏过程中的各种具体条件。如原材料的类型、质量水平和供应状况,加工处理的设备类型和运转状况,产品的包装形式和所处的气候条件等。
糖浆在糖果内所起的抗结晶作用基于两个主要因素:
提高甜体内溶质的溶解度和饱和系数;
增大甜体内溶液的黏度。
第一个主要因素是通过糖浆所含还原糖的数量和类型来体现的,第二个主要因素是通过糖浆所含多聚糖的数量和类型来体现的。
所以,确定硬糖甜体结晶和抗结晶物质的比值,应全面衡量以下一些必要的因素:
砂糖和糖浆的类型、质量水平和供应状况;
物料在加热熬煮过程中的浓度、黏度、pH、温度、时间、加热方式等条件的影响;
产品的包装、保藏和销售等条件的影响;
产品的质量标准和商品要求。
香味的构成
只有在硬糖的甜体中赋予一定的香气、滋味和色泽后,才能形成硬糖的风味。
由于工艺技术条件的限制,硬糖的甜体不能任意地添加具有天然色香味的辅料。这是因为硬糖的加工要经过高温熬煮,大部分天然色香味都将在加热中受到损害,同时也将影响硬糖的质构特征和其他质量标准。因此,大多数硬糖均添加不同的液体香料来获得增香效果。
硬糖的香精油加入量一般在0.1%左右,但也并非一成不变,既要考虑甜体的其他组成和产品的香味要求,同时也要根据香精油本身的香气强度,通过实践,求得加入的最适量,不足或过度都会导致不良或相反的后果。
除了香气以外,硬糖甜体还有味感要求,甜体本身的甜度也是重要因素,太甜使人腻味。糖浆的类型和比例是调节甜度的关键。
果味型硬糖是通过添加不同有机酸来调节控制其风味的,常用的有柠檬酸、酒石酸和乳酸等。酸能减少硬糖甜体的甜度,同时能提高水果香气,酸甜适度能产生良好的味感。各种有机酸的酸味效果是不同的,一般硬糖内柠檬酸的加入量约1%左右。
为了造成综合的香味效果,有些工厂也常添加天然的食品原料,如鲜奶、炼乳、乳脂、椰子汁、椰子油、可可、咖啡、绿茶、麦精、花生、松子等。添加量不等。添加的效果与添加方法密切相关,可改进产品的风味,但往往也同时改变了硬糖甜体原有的质构、透明度、色泽和熔化特性。产品的色泽是以添加色素形式来呈现的。