Химические разрыхлители теста

Родоначальником химического разрыхления теста считается англичанин  Уайтинг, предложивший в 1838 году использовать вместо дрожжей композицию из соды и соляной кислоты. В конце XIX начале XX веков химические разрыхлители нашли весьма широкое применение в западной Европе и Америке. Химический способ разрыхления прекрасно знали и широко применяли в России. Кулинарные рецепты того времени содержат подробные и очень грамотные рекомендации по использованию  соды и лимонной кислоты для быстрого подъема теста. Химические разрыхлители теста для домашнего употребления обычно продавались в аптекарских магазинах и в мелкой упаковке в продовольственных магазинах.

Для разрыхления теста предлагалось использовать:

– пищевую соду (другие названия: двууглекислый натрий, двууглекислая сода, гидрокарбонат натрия, бикарбонат натрия);

– смесь пищевой соды с лимонной кислотой;

– пищевую соду с винной кислотой или винным камнем (другие названия: гидротартрат калия, кремортартар, кислый виннокислый калий, виннокаменная соль);

– винный камень с мелом (карбонатом кальция);

– углекислый аммоний (карбонат аммония, углеаммонийная соль, аммоний);

– смесь пищевой соды и нашатыря (хлорид аммония) в отношении 3 : 2;

– смесь пищевой соды и кислых фосфорнокислых солей (гидрофосфатов) некоторых щелочных и щелочноземельных металлов;

– смесь пищевой соды с гидросульфатами щелочных, щелочноземельных металлов или алюминия.

Для стабилизации химических разрыхлителей, содержащих щелочную (сода, поташ) и кислотную (кислота, кислые соли) составляющие, в их состав включали инертные вещества – наполнители (муку, крахмал).

Предлагались и другие комбинации химических веществ, способствующие разрыхлению теста. Некоторые из предложенных составов до сих пор составляют основу химических разрыхлителей, другие ушли в историю. Неудачными оказались многие смеси содержащие соли серной кислоты, мел, некоторые соли фосфорной кислоты, квасцы и некоторые другие вещества.

Современные химические разрыхлители теста можно разделить на 3 группы:

1. Щелочные (действующие вещества: карбонаты натрия, калия, аммония)

2. Щелочно-кислотные (обычные действующие вещества: сода + кристаллические кислоты)

3. Щелочно-солевые (обычные действующие вещества: сода + кристаллические соли, способные разлагать соду с выделением углекислого газа)

Кроме действующих  (разрыхляющих тесто) веществ в состав современных разрыхлителей, как и 100 лет назад, включают наполнители (обычно муку, крахмал).

В присутствии воды (стадия замеса теста) или при нагревании (стадия выпечки) компоненты химических разрыхлителей вступают в реакции, сопровождающиеся выделением газов (СО₂, NH₃),  создающих пористую структуру теста.

Основным достоинством химических разрыхлителей является высокая скорость осуществления процесса разрыхления. Немаловажное значение имеют и такие их характеристики, как возможность точного дозирования, невысокая стоимость и простота применения, способность разрыхлять такие виды теста, в которых нормальная работа бродильной микрофлоры невозможна (песочное, пряничное, медовое  и др.).

К недостаткам химического способа разрыхления теста можно отнести:

– загрязнение пищевых продуктов остатками химических разрыхлителей и веществами, образующимися в ходе химических реакций, вызывающих разрыхление теста;

– ограниченный ассортимент безопасных для здоровья веществ, способных хорошо разрыхлять тесто;

– невозможность получения с помощью химических разрыхлителей теста для хлебобулочных и сдобных изделий, аналогичного по свойствам и вкусу дрожжевому;

– сложность или невозможность управления скоростью химического разрыхления теста во времени;

– изменение привычных органолептических характеристик натуральных продуктов (появление специфического привкуса, запаха, цвета).

К химическим разрыхлителям, предназначенным для пищевого использования, предъявляются следующие требования:

– доказанная пищевая безопасность;

– безопасность и простота использования;

– достаточная стабильность при хранении;

– способность хорошо разрыхлять тесто при использовании в достаточно небольших количествах;

– по возможности спокойное течение реакции газовыделения (без бурного выброса газа за короткий период времени);

– отсутствие выраженного негативного влияния на органолептические характеристики готового продукта.

Перечень веществ, разрешенных для использования в качестве пищевых разрыхлителей, довольно ограничен. Для того чтобы создать видимость богатого ассортимента и доставить покупателю удовольствие при выборе нужного пакетика производители один и тот же компонент, входящий в состав общей разрыхляющей композиции, называют по-разному. Например, обычная пищевая сода может скрываться под названиями: Е500, Е500ii, бикарбонат натрия, гидрокарбонат натрия, двууглекислый натрий, натрий двууглекислый, натрий углекислый кислый.

Производство пищевых разрыхлителей является достаточно прибыльным бизнесом, поскольку цена расфасованных по 15-20 г смесей превышает стоимость использованного сырья в 10-20 и более раз.

Рассмотрим более подробно особенности различных веществ или композиций, применяемых для химического разрыхления теста.

Самым простым и дешевым способом разрыхления теста является включение в его состав пищевой соды NaHCO₃ (пищевая добавка Е500 ii).

Пищевая сода представляет собой соль очень слабой и летучей угольной кислоты. Угольная кислота легко вытесняется из солей большинством органических кислот, содержащихся в обычных продуктах питания (молочной, лимонной, уксусной, винной и др.). Кроме того пищевая сода достаточно быстро разрушается при нагревании (до 80-90^оС), при этом также выделяется углекислый газ.

Если в состав теста входят кислотосодержащие продукты (кислое молоко, сметана, майонез, творог, мед, варенье, пиво, фрукты, ягоды и т.д), то выделение углекислого газа при добавлении соды в тесто начинается уже на стадии его замешивания.

Например, в 500 г достаточно свежего кефира содержится около 5 г органических кислот. С этим количеством кислот вступит в реакцию примерно ½ чайной ложки пищевой соды (около 5 г). Расчеты очень простые, поскольку молярная масса пищевой соды (84 г/моль) примерно равна молярной массе молочной кислоты (90 г/моль).

Взаимодействие пищевой соды с кислотами (или кислыми солями) можно выразить следующим уравнением:

NaHCO₃ + H⁺  = Na⁺ + CO₂↑ + H₂O

Для нормального разрыхления теста количество добавляемой пищевой соды должно быть более высоким, чем количество содержащихся в нем кислот. Избыток соды необходим для дополнительного разрыхления теста на стадии выпечки.

2NaHCO₃   = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O

При термическом разложении 100 г пищевой соды выделяется 13 л углекислого газа, а при разложении 100 г пищевой соды под действием кислот объем выделяемого углекислого газа составляет 26 л. Выделяющийся углекислый газ обуславливает формирование достаточно мелкой и равномерной пористости выпечки.

Если пищевой соды добавить в тесто слишком много, то образующийся при ее термическом разложении карбонат натрия придаст готовой выпечке неприятный щелочной привкус и специфический желтовато-розовый оттенок.

Присутствие карбоната натрия обуславливает повышенную щелочность выпекаемых изделий, что весьма нежелательно, поскольку содержание щелочи в кондитерских изделиях является регламентируемым показателям. Например, по ГОСТ 15810-96 щелочность пряников не должна превышать 2,0 град.

В связи с этим получение вкусной и хорошо разрыхленной выпечки невозможно без правильной дозировки пищевой соды.

Продукты разложения пищевой соды не представляют опасности для здоровья человека. Остающийся в выпечке карбонат натрия Na₂CO₃ будет полностью разлагаться соляной кислотой желудочного сока.

Срок годности пищевой соды не ограничен. Гарантийный срок хранения обычно составляет 12 месяцев со дня выпуска.

Кроме гидрокарбоната натрия (пищевая сода, Е500ii) в состав разрыхлителей часто включают карбонат натрия (Е500i) или смесь карбоната и гидрокарбоната натрия (Е500 iii). Напоминаю, что карбонат натрия способен разрыхлять тесто только в присутствии кислот или кислых солей.

Na₂CO₃ + 2Н+ = 2 Na⁺ + СО₂↑ + Н₂О

При взаимодействии 100 г карбоната натрия с кислотой выделяется 21 л углекислого газа.

Вторым распространенным и эффективным химическим веществом, часто применяемым для разрыхления теста, является карбонат аммония (пищевая добавка Е503i). Химическая формула карбоната аммония (NH₄)₂CO₃. Это вещество обладает слабой химической устойчивостью и при хранении достаточно быстро разлагается с выделением газообразного аммиака. Карбонат аммония легко отличить от других разрыхлителей по характерному аммиачному запаху.

(NH₄)₂CO₃ → NH₄НCO₃ + NH₃↑

NH₄НCO₃ → NH₃↑ + Н₂О + СО₂↑

Гидрокарбонат аммония (NH₄НCO₃) обозначают как пищевую добавку Е503ii.

Аммонийные соли угольной кислоты, используемые в качестве пищевых добавок, обозначают общим индексом Е503.

Большим достоинством карбоната аммония считается практически полное его разложение с выделением углекислого газа и аммиака в присутствии воды или при нагревании. Активное термическое разложение этого разрыхлителя начинается при нагревании до 60^оС.

(NH₄)₂CO₃ = 2NH₃ ↑+ CO₂ ↑+ H₂O

При разложении 100 г карбоната аммония выделяется почти 70 л газообразных продуктов, хорошо разрыхляющих тесто. Активное газовыделение обуславливает формирование крупнопористой структуры готовой выпечки.

Определенную опасность для здоровья человека может представлять аммиак, однако этот газ достаточно быстро и практически полностью улетучивается из продуктов в процессе их выпечки. Заметный запах аммиака может ощущаться в теплых изделиях сразу после выпечки, по мере остывания запах исчезает.

Существенным недостатком карбоната аммония является постепенное его разложение в процессе хранения. В присутствии влаги скорость разложения существенно возрастает. Гарантийный срок хранения карбоната аммония в сухом прохладном помещении обычно составляет 5 – 6 месяцев со дня выпуска.

В производственных условиях карбонат аммония чаще всего применяют совместно с пищевой содой или поташом (карбонатом калия).

Например, для разрыхления пряничного теста в производственных условиях часто используют смесь, содержащую 2 части карбоната аммония и 1 часть пищевой соды. При таком соотношении компонентов пряники приобретают высокую «куполообразную» форму.

В Германии вместо пищевой соды в рецептуру пряников традиционно включают поташ (Е501). В этом случае на 9 массовых частей углекислого аммония добавляется 1 массовая часть поташа.

Знатоки утверждают, что использование поташа придает готовым изделиям характерный привкус, кроме того добавление поташа в тесто способствует «росту» заготовок в ширину, а при добавлении карбонатов аммония заготовки «растут» вверх.

В России поташ для разрыхления теста используется редко, главным назначением поташа является применение его в качестве регулятора кислотности, стабилизатора, носителя.

При  полном разложении 100 г карбоната калия кислотами выделяется примерно 16 л углекислого газа, что существенно ниже, чем при разложении карбонатов аммония или натрия.

Очень часто для разрыхления теста используют смесь пищевой соды и лимонной кислоты, стабилизированных мукой или крахмалом. Обычно в состав такой смеси включают 5 массовых части пищевой соды, 3 массовые части лимонной кислоты и 12 массовых частей наполнителя (крахмал, мука).  Пищевая сода по отношению к кислоте  берется в некотором избытке, что способствует разрыхлению теста не только на стадии замешивания, но и во время выпечки (более подробную информацию о разрыхлении теста смесью лимонной кислоты и пищевой соды можно найти в размещенной на нашем сайте статье «О гашении соды уксусом»).

Лимонную кислоту в составе разрыхлителей можно заменить на винную, однако делать это нецелесообразно. Во-первых, винная кислота в 3 раза дороже лимонной, а во-вторых, для  нейтрализации соды двухосновной винной кислоты требуется больше, чем трехосновной лимонной.

В состав многих современных разрыхлителей в качестве кислотной составляющей включают кислые соли ортофосфорной или пирофосфорной кислот (Е341 i –  орто-фосфат кальция 1-замещенный; Е450 i – дигидропирофосфат натрия и др.). Эти соли в комбинации с содой способствуют спокойному течению реакции газовыделения и позволяют достаточно хорошо разрыхлить тесто для блинов, печенья, бисквитов, кексов и т.п.

С точки зрения здорового питания применение этих разрыхлителей не слишком желательно, поскольку в тесте остаются соли различных фосфорсодержащих кислот, увеличивающих общее содержание фосфора и нарушающие баланс кальция и фосфора в готовом продукте. Современные продукты и так слишком перегружены фосфорсодержащими пищевыми добавками.

Раньше в состав разрыхлителей в качестве кислотной составляющей включали кислые соли винной кислоты – гидротартраты, (гидротартрат натрия Е335i, гидротартрат калия Е336i – винный камень), в результате получался вполне безопасный и высокотехнологичный состав. В наше время предпочтение отдается более дешевым фосфорсодержащим составам.

Для разрыхления теста можно использовать смесь пищевой или кальцинированной соды и хлорида аммония (Е 510). Взаимодействие между этими веществами происходит в соответствии с уравнениями:

NaНCO₃ +  NH₄Cl→ NH₃↑ + Н₂О + СО₂↑ + NaCl

Na₂CO₃ +  2NH₄Cl→ 2NH₃↑ + Н₂О + СО₂↑ + 2NaCl

Использование хлорида аммония в качестве кислотной составляющей требует точной дозировки, кроме того образующийся в ходе реакции хлорид натрия делает тесто более соленым. В кондитерском производстве это чаще всего нежелательно.

В настоящее время хлорид аммония (нашатырь) в пищевом производстве используется достаточно редко.

Дозировка химических разрыхлителей в тесто

Еще Либих теоретически установил, что для разрыхления теста, приготовленного из 500 г муки необходимо 4,9 г пищевой соды. Для полного вытеснения углекислого газа из этого количества соды потребуется 4,4 г винной кислоты, или 4,1 г моногидрата лимонной кислоты, или 3,5 г уксусной (39 г 9% уксуса). Рассчитать количество других кислотных составляющих можно по соответствующим уравнениям реакций.

Из 4,9 г пищевой соды может быть вытеснено 2,57 г углекислого газа, который при температуре выпечки (200-270^оС) займет объем около 1,8 л.

В современном варианте рекомендуемая для нормального разрыхления теста дозировка указывается на упаковке разрыхлителя. Каждая хозяйка или профессиональный технолог имеет возможность в разумных пределах варьировать рекомендуемую дозировку для получения выпечки наилучшего качества.