Крахмальная патока (крахмальный сироп) – продукт неполного ферментативного кислотного гидролиза кукурузного (маисового) или картофельного крахмала.

До недавнего времени отечественная пищевая промышленность производила только один вид крахмальной патоки – карамельную. С развитием технологий сегодня производится крахмальная патока четырех видов: глюкозная, низкоосахаренная, мальтозная, высокоосахаренная, в зависимости от процентного содержания углеводов. Кроме того, в ближайшем будущем в России планируется запуск производства глюкозно-фруктозных сиропов.

Крахмальная патока широко применяется в пищевой промышленности. Благодаря великолепной сбраживающей и консервирующей способности она используется в консервной промышленности, виноделии и пивоварении. Сегодня все чаще говорят о технологии полной замены солода мальтозной патокой – это позволить снизить затраты на производство. Крахмальная патока повышает растворимость сахарозы и поэтому широко применяется при производстве варенья, повидла, различных джемов для придания сиропу большей вязкости и увеличения сроков хранения. Такое свойство крахмальной патоки как снижение точки замерзания молочных смесей позволяет применять ее в молочной промышленности – при производстве мороженого и замороженных десертов. В хлебопекарной промышленности крахмальная патока используется при изготовлении пряников, а также некоторых сортов хлеба («Бородинский»).

Конечно же, патока применяется и в кондитерской промышленности. Крахмальная патока – один из основных компонентов карамели, вместе с сахарным песком они составляют от 90 до 95% ее сухих веществ.

Виды и применение патоки

Крахмальную патоку можно классифицировать по видам сырья, использующимся для ее производства на:

- картофельную патоку,
- кукурузную патоку.

Крахмальная патока в зависимости от процентного содержания углеводов делится на 4 вида:

1. Карамельная (DE 36-44) с самым широким спектром применения, с уравновешенным составом сахаров.
2. Мальтозная (DE > 38) диетический продукт с высоким содержанием мальтозы,
- светлая,
- темная.
3. Высокоосахаренная (DE 26-35) обладает свойствами повышенной вязкости,
4. Низкоосахаренная (DE 26-35) обладает свойствами повышенной вязкости.
5. Глюкозно-фруктозный сироп

До недавнего времени карамельная патока была единственным видом патоки, производимым в России.

1. Карамельная патока

Карамельная патока ГОСТ Р 25060-2003 для производства кондитерских изделий (хлеба, тортов, карамели, зефира)

Химический состав: мальтоза, глюкоза, фруктоза, сахароза, декстрины, ферменты, белки (аминокислот), жиры

Карамельная патока по углеводному составу содержит:

- глюкоза – 14-20%
- мальтотриоза – 22-26%
- мальтоза – 12-18%
- полисахариды – 36-52%

Описание:

Внешний вид - густая вязкая жидкость.
Вкус и запах - свойственный патоке, без постороннего привкуса и запаха.
Прозрачность - прозрачная. Допускается опалесценция.
Цвет: визуальная оценка - от бесцветного до бледно-желтого разных оттенков.
Массовая доля сухого вещества, %, не менее  - 78
Массовая доля редуцирующих веществ, %  - 36-44
Кислотность, см³, не более - 27

Основное сырьё: кукуруза, ячменный солод
Применение в промышленности: кондитерская, хлебопекарная, алкогольная, безалкогольная

Применение:
Карамельная патока является универсальным и незаменимым улучшителем всех сортов хлеба и изделий расширенного ассортимента, выпекаемых из пшеничной муки. Применяется для изготовления десертов, пряников, печенья, кремов, глазури, лукума и некоторых видов конфет, мороженого и мармелада.

2. Мальтозная патока

Мальтозная патока ОСТ 10-228-98
 - темная для заварных хлебов ("Бородинский", "Рижский", "Останкинский", "Дарницкий"), пивоваренной промышленности;
- светлая для производства кондитерских изделий (пряники, печенье)

Химический состав: мальтоза, глюкоза, фруктоза, сахароза, декстрины, ферменты, белки (аминокислот), жиры

Мальтозная патока по углеводному составу содержит:

- глюкоза – 3-7%
- мальтоза – 43-49%
- мальтотриоза – 20-24%
- полисахариды – 20-34%

Основное сырьё: кукуруза, ячменный солод

Применение в промышленности: кондитерская, хлебопекарная, алкогольная, безалкогольная

Стандарт ГОСТ 10-228-98

Применение:

Мальтозная патока является универсальным и незаменимым улучшителем всех сортов хлеба и изделий расширенного ассортимента, выпекаемых из пшеничной муки. Применяется для изготовления десертов, пряников, печенья, кремов, глазури, лукума и некоторых видов конфет, мороженого и мармелада. Патока содержит большое количество сбраживаемых сахаров, что позволяет широко применять её в пивоварении, оказывая при этом положительное влияние на вкус и вязкость пива. Также, мальтозная патока применяется для производства водки для её смягчения и придания характерного вкуса.

Преимущества мальтозной патоки перед сахаром при выпечке очевидны: резко повышается пористость и эластичность мякиша, хлеб и изделия дольше остаются свежими, выпечка обладает золотой корочкой, приятным вкусом и притягивающим ароматом.

• Патока мальтозная светлая

Мальтозная светлая патока применяется в кондитерском производстве для приготовления бисквитов и в качестве подсластителя и улучшителя для пряников. Также, светлая патока применяется при изготовлении конфет "коровка" и ирисок.

Внешний вид - густая вязкая жидкость.

Вкус и запах - свойственный патоке, без постороннего привкуса и запаха.
Прозрачность - прозрачная.
Цвет: визуальная оценка - от бесцветного до бледно-желтого разных оттенков.
Массовая доля сухого вещества, %, не менее  - 78
Массовая доля редуцирующих веществ, %  - 38 и более.
Кислотность, см3, не более - не нормируется.

• Патока мальтозная темная

Темная патока обладает ярко выраженным запахом ржи, и применяется в основном в хлебопекарной промышленности для выпечки заварных сортов ржаного хлеба ("Бородинский", "Рижский", "Останкинский", "Дарницкий"). Патока повышает влагоудерживающие свойства продукта, именно из-за этого выпечка долгое время не черствеет.

Внешний вид - густая вязкая жидкость.

Вкус и запах - сладкий с солодовым привкусом, выраженным запахом ржи.
Прозрачность - непрозрачная.
Цвет: визуальная оценка - коричневый.
Массовая доля сухого вещества, %, не менее  - 78
Массовая доля редуцирующих веществ, %  - 65 и более.
Кислотность, см³, не более - 7-9.

4. Патока низкоосахаренная

ГОСТ Р 52060-2003

Низкоосахаренная патока представляет собой продукт неполного гидролиза крахмала, с содержанием глюкозного эквивалента 26 - 35%. Низкоосахаренные крахмальные гидролизаты характеризуются высокой вязкостью, связующим и антикристаллизационным действием, являются стабилизаторами пены и эмульсий. Такие патоки применяют при производстве аэрированных кондитерских изделий, леденцов, где низкая сладость, мягкий вкус и негигроскопичность очень важны. Низкое содержание глюкозы позволяет значительно повысить стойкость карамели в процессе хранения.

Внешний вид - густая вязкая жидкость.
Вкус и запах - свойственный патоке, без постороннего привкуса и запаха.
Прозрачность - прозрачная. Допускается опалесценция.
Цвет: визуальная оценка - от бесцветного до бледно-желтого разных оттенков.
Массовая доля сухого вещества, %, не менее  - 78
Массовая доля редуцирующих веществ, %  - 26-35
Кислотность, см³, не более - 27

5. Глюкозно-фруктозный сироп

Глюкозно-фруктозный сироп – продукт, полученный путём изомеризации части Д-глюкозы крахмала в Д-фруктозу. Продукт состоит в основном из фруктозы и глюкозы, поэтому по сладости и питательной ценности равноценен сахарозе.

ГФС производятся на основе природного зернового сырья – кукурузы, из которой выделяется крахмальная фракция, проходящая затем стадию ферментного или кислотного осахаривания. Процесс осахаривания можно контролировать и направлять, достигая желаемого углеводного состава готового продукта. При производстве ГФС удается достигнуть соотношения моносахаридов, практически идентичного составу пчелиного меда  58-66% глюкозы, 42-44% фруктозы (в обычном сахаре, представляющем из себя практически чистую сахарозу, эти же два моносахарида химически связаны между собой в одну молекулу, которая после поступления в организм человека под действием желудочных ферментов распадается на глюкозу и фруктозу в соотношении 50:50). По уровню сладости и вкусовому профилю ГФС сравнимы с сахаром, а с точки зрения биологической ценности превосходят его, обладая более оптимальным углеводным  составом. Применяется ГФС вместо сахара при выработке безалкогольных напитков, соков, высококачественных хлебобулочных изделий и многих других продуктов. Большое количество глюкозно-фруктозных сиропов потребляется в безалкогольном производстве. Они используются для выработки фруктовых напитков и сахарных сиропов. В производстве джемов и консервов использование глюкозно-фруктозных сиропов позволяет повысить бактериальную стабильность и усилить аромат фруктов. Добавление 50 % глюкозно-фруктозного сиропа и 50 % высокомальтозной патоки вместо сахарозы устраняет кристаллизацию сахарозы при хранении готовых продуктов. В консервированных фруктах и овощах замена сахара глюкозно-фруктозным сиропом способствует сохранению натуральной окраски. В отличие от сахарозы глюкозно-фруктозный сироп не подвергается действию инвертазы и его состав остается постоянным во время обработки и хранения джемов, желе или консервов.

При приготовлении маринадов, компотов и других консервированных продуктов высокое осмотическое давление глюкозно-фруктозных сиропов способствует более быстрому проникновению сахаров в ткань консервируемых продуктов. В консервной промышленности этот сироп особенно полезен благодаря антикристаллизационным свойствам, отсутствию инфицирования, стабильности углеводного состава и цветности. В молочной промышленности глюкозно-фруктозные сиропы. используют для производства молочных десертов, йогуртов, мороженого. В кондитерском производстве глюкозно-фруктозный сироп по функциональным свойствам сравнивают с инвертным сахаром. Замена 100 % сахарозы глюкозно-фруктозным сиропом не изменяет сладость, аромат и структуру продукта. Наличие большого количества моносахаридов в сиропе и особенно гигроскопичной фруктозы обеспечивает отличную смачивающую способность. Глюкозно-фруктозным сиропом можно заменить до 20—50 % сахарозы в тортах, до 20 % — при выработке белой глазури, 25—75 % — в глазури для зефира и полностью заменить сахарозу в желейных начинках. Глюкозно-фруктозный сироп является хорошим подслащивающим веществом в мороженом, хлебобулочных изделиях. При нагревании сиропы темнеют, что способствует образованию золотисто-коричневой корки. При изготовлении соусов, кетчупов глюкозно-фруктозные сиропы могут полностью или частично заменить сахарозу. Также сироп можно применять при производстве начинок для пирогов.

В США, где ГФС получил наиболее широкое распространение, сироп используется в качестве сахарозаменителя в продуктах питания (йогурты, мучные кондитерские изделия, салатные заправки и т.д.) и напитках. Глюкозно-фруктозные сиропы являются не только полноценными заменителями сахарозы, но и имеют перед ними ряд преимуществ—более низкую (на 10— 40 %) стоимость, быстрее усваиваются организмом, их применение позволяет на 1/3 снизить калорийность разнообраз¬ных пищевых продуктов и напитков. Производство глюкозно-фруктозных сиропов в промышленно раз¬витых странах достигает огромных размеров.

Среди довольно большого количества сахарозаменителей, применяемых в пищевой промышленности за рубежом, глюкозно-фруктозный сироп оказался одним из наиболее перспективных. Этот продукт широко признан на мировом рынке, так как по своим свойствам (сладость, пищевая ценность и др.) он конкурирует со свекловичным и тростниковым сахаром.

В таблице 1 представлена пищевая ценность глюкозно-фруктозного сиропа:

Пищевая ценность глюкозно-фруктозного сиропа, на 100г.

Источник: USDA Nutrient database

Путем ферментативного гидролиза крахмал в крахмалосодержащем сырье (картофель, кукуруза, пшеница, сорго, ячмень, рис и т.д.) постадийно превращается вначале в глюкозу, а затем в смесь глюкозы и фруктозы. Процесс может быть прекращен на разных стадиях и поэтому можно получать глюкозно-фруктозные сиропы с различным соотношением глюкозы и фруктозы. При содержании в сиропе 42 % фруктозы - получается обычный ГФС (ГФС 1-го поколения), при повышении содержания фруктозы до 55-60 % - обогащенный, или ОГФС (сироп 2-го поколения), высокофруктозный сироп 3-го поколения содержит 90-95 % фруктозы.

Зарубежные производители различают несколько марок глюкозно-фруктозных сиропов в зависимости от содержания фруктозы (таблица 2)

Виды глюкозно-фруктозных сиропов в соответствии с международной классификацией

Источник: http://en.wikipedia.org

Глюкозно-фруктозный сироп по сладости, вязкости и осмотическому давлению близок к инвертному сиропу, получаемому путем кислотного гидролиза сахарозы, но практически не содержит продуктов распада Сахаров. Возможно получение высоко-фруктозных сиропов, в которых содержится до 90 % фруктозы в пересчете на сухое вещество. Применение глюкозно-фруктозного сиропа целесообразно для безалкогольных напитков, фруктовьг; консервов, в кондитерской промышленности.

Хранение глюкозно-фруктозного сиропа имеет свои особенности. При температуре ниже 25 °С глюкоза кристаллизуется. При температуре выше 30 °С постепенно нарастает цветность сиропа вследствие термического разложения Сахаров и их взаимодействия с аминокислотами. Глюкозно-фруктозные сиропы следует хранить при температуре 25-30 °С в резервуарах из нержавеющей стали с обогревом или емкости с сиропом размещают в помещении с температурой 34-35 °С. В таких условиях возможно сохранять глюкозно-фруктозный сироп длительное время.

Применение патоки

Патоку широко используют в кондитерской промышленности для производства карамельных конфет, пастилы, мармелада, халвы, ириса, печенья, тортов и т.д. Патока обладает способностью повышать растворимость сахарозы - задерживать её кристаллизацию, что обусловливает широкое применение её в консервной промышленности - для приготовления варенья, повидла и джемов с целью придания сиропу большей вязкости, длительности и стойкости хранения, а также для улучшения вкусовых качеств. Отдельные виды патоки широко используются при производстве мороженого и замороженных десертов, что позволяет снизить точку замерзания продукта и увеличивает его твёрдость. Также патоку используют в хлебопекарном производстве, производстве вино-водочной продукции и безалкогольных напитков. К основным свойствам патоки можно отнести регулируемые показатели сладости, сбраживаемости, влагоудерживающую и антикристаллизационную способность.

В соответствии с ГОСТ 52060-2003  количество сухих веществ в патоке крахмальной не должно быть ниже 78%.

Карамельная патока содержит около 40% редуцирующих веществ, глюкозы 14-20%, мальтозы 29-37%, мальтотриозы 10-14%. Основная область применения – кондитерская промышленность. Присутствие высших сахаров обеспечивает сохранение консистенции и вязкости патоки, отчего патока становится необходимым ингредиентом кондитерских изделий, регулирующим процесс кристаллизации сахарозы. Хотя патока совершенно стабильна и не кристаллизуется, для облегчения процесса использования ее рекомендуется хранить при температуре 50 - 55^оС.

Основные области применения:

• В леденцах патока применяется для снижения кристаллизации сахарозы
• В ирисках и карамели патока служит для снижения кристаллообразования, способствует улучшению жевательных свойств и реагирует с молочным белком, что приводит к созданию характерного цвета и вкуса изделия
• В жевательных резинках патока с высоким содержанием сухих веществ обеспечивает длительную сохранность вкусовых качеств изделия.
• В мороженом патока применяется для регулирования процесса кристаллизации лактозы в молоке, создания нежной структуры мороженого, улучшения его вкусовых качеств и формы.
• Обычно патоку крахмальную карамельную следует применять в тех случаях, когда требуется контролировать процесс кристаллизации сахара при производстве леденцов, придать изделию соответствующую консистенцию, форму, клейкость, дополнительный блеск, служить в качестве связующего вещества, стабилизатора пены.

Патока мальтозная характеризуется умеренной характерной сладостью, хорошей  термической и химической устойчивостью, низкой тенденцией к кристаллизации и высоким осматическим давлением. Благодаря высокой микробиологической устойчивости патока мальтозная может долгое время храниться без признаков кристаллизации. В патоке мальтозной содержится более 38% редуцирующих веществ, глюкозы 5-20%,   мальтозы 50-72%, мальтотриозы 18,9%.

Основные области применения:

• Мальтозная патока является универсальным и незаменимым улучшителем всех сортов хлеба и изделий расширенного ассортимента, выпекаемых из пшеничной муки.
• Применяется для изготовления десертов, пряников, печенья, кремов, глазури, лукума и некоторых видов конфет, мороженого и мармелада. 
• Также, мальтозная патока применяется для производства водки для её смягчения и придания характерного вкуса. Преимущества мальтозной патоки перед сахаром при выпечке очевидны: резко повышается пористость и эластичность мякиша, хлеб и изделия дольше остаются свежими, выпечка обладает золотой корочкой, приятным вкусом и притягивающим ароматом.
• Благодаря своему составу сахаров мальтозная патока является идеальным компонентом для процесса пивоварения, при котором брожение должно легко контролироваться. Это достигается за счет того, что патока обычно содержит до 70% легко сбраживаемых, 20% медленно сбраживаемых сахаров. Высокое содержание мальтозы в патоке делает ее по составу близкой к солодовому пивному суслу, а несбраживаемые сахара создают специфические вкусовые качестваи обеспечивают нужную плотность пива. Мальтозная патока добавляется в сусловарочный котел, что дает пивовару следующие преимущества:

o  патока является приемлемой недорогой альтернативой солоду и другим несоложеным материалам;
o позволяет пивовару увеличить производительность без привлечения дополнительных капиталовложений;
o позволяет получать высокоплотное пиво;
o позволяет частично заменить солод без изменения состава пива, при добавлении до 30% СВ экстракта, в крепких сортах пива; в противоположность солоду, чье качество изменчиво, мальтозная патока способствует осветлению пива и выведению любых некрахмалосодержащих компонентов, таких как полифенолы, белки, вызывающие мутность готового продукта.

• Также, мальтозная патока применяется для производства водки для её смягчения и придания характерного вкуса.

Высокоосахаренная патока

Благодаря своему сбалансированному составу сахаров этот вид патоки в условиях хранения при комнатной температуре не кристаллизуется. Для облегчения работы с патокой ее рекомендуется хранить при температуре 55оС. Патока является идеальным компонентом для производства джемов, начинок, соусов, кетчупов, мягких кондитерских изделий, применяется в производстве пива, безалкогольных напитков, мороженого, хлебобулочных изделий.
 
При производстве джемов патока применяется для замены сахара. Имеет более высокое осмотическое давление, чем сахароза такой же массы, поэтому она дает больший эффект для обеспечения стабильности джемов. Патока способствует ускорению процесса рекристаллизации сахарозы. К тому же в процессе кипения при приготовлении джема часть сахарозы будет инвертирована, т е пойдет процесс инверсии. В результате произойдет образование глюкозы и фруктозы. Эта дополнительная глюкоза может выкристаллизовываться в процессе хранения и придать джему крупнозернистую текстуру.

 Так как сладость патоки ниже, чем сахарозы, добавление высокоосахаренной патоки в джем приведет к кажущемуся уменьшению его сладких вкусовых качеств, но взамен усилит фруктовый аромат. Это также придаст джему блеск, делая его более привлекательным на вид. Патока может применяться для улучшения процесса цветообразования, усиления сладости, повышения влагоудерживающей способности и осматического давления, таким образом увеличивается возможность снижения микробиологического загрязнения.
 
При использовании патоки для приготовления пектинового желе изделия получится более мягким. Причина- пониженное содержание высших сахаров в этом виде патоки. При производстве пастилы к патоке предьявляются два взаимоисключающих требования: - высокая вязкость; - сладость.

Высокоосахаренная патока применяется:

• В рецептурах фруктовых пирогов для поглощения влаги, содержание ее обычно составляет 5 - 7%. Помимо этого она придает сладость готовому изделию и коричневую окраску корочке. Если содержание патоки слишком высоко, окрашивание в коричневый цвет произойдет в нижней части  изделия. Особенно это видео при производстве бисквитов.
• Сбалансированное соотношение сбраживаемых и несбраживаемых сахаров в патоке позволяет ей быть идеальным компонентом для приготовления таких напитков, как квас. Сбраживаемые сахара легко переходят в спирт, а высшие сахара придают напитку консистенцию и вкус. благодаря такому сочетанию свойств патоки напиток приобретает четко выраженный вкус с преобладанием фруктового оттенка.
• Патока менее сладкая, чем сахароза, все же она может играть важную роль в рецептуре безалкогольного напитка, в особенности вместе с сильным подсластителем. В этом случае высшие сахара патоки придают специфическую консистенцию и вкус напитку. К тому же патока ослабит резкий привкус, который часто получается при применении сильных подсластителей, в особенности сахарина.

Патока низкоосахаренная содержит не более 10 % глюкозы. Низкое содержание глюкозы позволяет значительно увеличить срок хранения карамели. Патока недостаточно сладкая. Более вязкая, чем другие виды патоки. В ней содержится много высших сахаров, которые и делают патоку вязкой. Она применяется для достижения следующих целей:

•  сохранения формы и консистенции продукта;
•  обеспечения его клейкости; - увеличения вязкости;
•  предотвращения кристаллизации сахарозы.

Глюкозно-фруктозный сироп

Главная функция глюкозно-фруктозного сиропа при производстве продуктов питания и напитков – замена сахара. Помимо сохранения профиля сладости напитка, почти всегда ГФС способствует улучшению потребительских качеств продукта – улучшение аромата, вкуса, продление срока хранения продукта.

В течение долгого времени сахар был единственным подсластителем, в наибольшей степени соответствующим  идее полезного для  здоровья продукта, несмотря на его очевидные недостатки. Его ограниченная полезность для организма в значительной степени маскируется натуральностью происхождения, привычным вкусовым профилем и устойчивой традицией употребления. Многочисленные известные синтетические подсластители не получили распространения в силу еще более угрожающих здоровью потребителя свойств и из-за нежелания  потребителя  встретить химические ингредиенты в составе «природного» продукта. В то же время на рынке присутствует продукт, давно завоевавший  популярность во многих отраслях пищевой промышленности и свободный от указанных недостатков. Речь идет о глюкозно-фруктозном сиропе

По уровню сладости и вкусовому профилю ГФС сравнимы с сахаром, а с точки зрения биологической ценности превосходят его, обладая более оптимальным углеводным  составом. Глюкозно-фруктозные сиропы могут использоваться практически во всех сферах пищевой промышленности. Ниже представлена таблица применения наиболее распространенных натуральных подсластителей, в том числе ГФС, в основных пищевых сегментах.

Применение глюкозно-фруктозных сиропов в пищевой промышленности

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка крахмальных сиропов можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок крахмальных сиропов в России».

www.newchemistry.ru