Содержание сахаров и других углеводов определяют в связи с контролем качества муки, проверкой работы дозировочной аппарату­ры, изысканием эффективных улучшителей — регуляторов амилоли­тической активности, оценкой рациональных технологических схем, при применении новых видов сырья и при последующем контроле соблюдения рецептуры по закладке сахара.

Качественный и количественный состав сахаров и других углево­дов в полуфабрикатах и готовых изделиях зависит от содержания их в муке, от накопления и расхода сахаров в процессе приготов­ления хлебных изделий, от внесения сахаров и других углеводов, предусмотренных рецептурой.

В состав естественных сахаров муки входит глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза, рафиноза, глюкодифруктоза и др. Содержание крахмала и продуктов его расщепления (декстринов разной степени полимеризации) зависит от исходных свойств зерна, из которого по­лучена мука, и может колебаться.

В период тестоведения и выпечки может накапливаться и рас­ходоваться различное количество сахаров и других углеводов. Ско­рость и глубина этих процессов обусловлены активностью естествен­ных ферментов муки, дозировкой и активностью вносимых фермент­ных препаратов и регулируется созданием оптимума действия фер­ментов или условиями их угнетения.

Под действием естественных ферментов муки из крахмала обра­зуются в основном декстрины и мальтоза. При внесении ферментных препаратов амилолитического действия (в том числе и активного со­лода) образуются мальтоза, глюкоза, декстрины.

Согласно рецептуре в тесто вводят сахара, которые в хлебопекарной промышленности оцениваются с точки зрения пригодности их для развития необходимых микроорганизмов и связанной с этим активности их сбраживания, с точки зрения вкусовых свойств (сла­дость), а также устойчивости к термическому воздействию и спо­собности вступать в реакцию меланоидинообразования.

Глюкоза, фруктоза и мальтоза сбраживаются хлебопекарными дрожжами с разной интенсивностью. Хлебопекарные дрожжи, выращенные на мелассе, сбраживают в первую очередь глюкозу и фруктозу. Затем при культивировании этих дрожжей на мучной среде они приобретают мальтозную активность и активно сбраживают мальтозу. Сахароза, быстро расщепляясь инвертазой дрожжей на инвертный сахар, сбраживается ими. Лактоза, а также продукт ее гидролиза галактоза могут сбраживаться только специальными лактозными дрожжами.

По сладости сахара и их производные распределяются следую­щим образом по отношению к сахарозе, сладость которой принята за 100 ед.: фруктоза — 173, инвертнын сахар (смесь глюкозы и фрук­тозы) — 130, глюкоза — 74, сорбит — 48, ксилоза — 40, мальтоза — 32. галактоза — 32, рафиноза — 23, лактоза — 16. При замене одного сахара другим для создания соответствующих вкусовых свойств из­делий должен быть учтен коэффициент сладости.

Наиболее чувствительной к нагреванию является фруктоза, за­тем сахароза и глюкоза. Мальтоза обладает большей стойкостью к нагреванию по сравнению с перечисленными сахарами. Поэтому ин­тенсивность и оттенок окраски корки изделий при одинаковом температураом режиме пекарной камеры будут зависеть не только от со­держания сахара в выпекающемся тесте, но и от его вида.

Излишнее накопление в тесте декстринов ухудшает структурно-механические свойства мякиша. Ввиду отличия вкусовых и технологических свойств сахаров и других углеводов, возникает необходимость в методах их раздельного определения.

Методы определения сахаров и других углеводов различаются между собой по способу подготовки их вытяжек к анализу и по применяемой в химическом анализе реакции взаимодействия сахаров с реагентами, что позволяет осуществлять их раздельное определение.

Общим условием для получения вытяжек является соблюдение оптимальных концентраций сахара, позволяющих проводить опреде­ление с достаточной точностью. Величина навески и степень разведе­ния указаны в каждом конкретном случае. Кроме того, вытяжка должна быть освобождена от белковых веществ осаждением их гид­ратом окнен цинка. При этом необходимо соблюдать следующую последовательность: вначале в вытяжку вливают при помешивании сернокислый цинк, а затем при энергичном взбалтывании постепенно приливают щелочь. Вытяжка и ее отдельные участки не должны иметь иголочной реакции, так как это может вызвать разрушение сахаров. Прн гидролизе сахаров 2%-ной соляной кислотой нейтра­лизацию также проводят осторожно (лучше всего двууглекислым натрием).

Почти все химические методы количественного определения сахаров, применяемые в хлебопечении, основаны на их способности восстанавливать окисные соли металлов (чаще всего меди) в закисные. 

В этом случае реакция восстановления меди сахаром протекает по следующему уравнению:

Для раздельного определения принята условная идентификация сахаров и других углеводов в водных вытяжках по способности не­посредственно восстанавливать окисные соли металлов в закисные или восстанавливать их после гидролиза вытяжки с учетом концен­трации кислоты, продолжительности и температурного режима при­меняемого гидролиза.

В этом случае сахара подразделяются на непосредственно вос­станавливающие и восстанавливающие после гидролиза.

В число восстанавливающих сахаров могут входить моносахари­ды (фруктоза, глюкоза, галактоза и др.) и дисахариды (мальтоза, лактоза). Как правило, непосредственно восстанавливающие сахара в хлебопечении пересчитывают на мальтозу.

Сахара, восстанавливающие после гидролиза 2%-ным раствором соляной кислоты в течение 5 мин при 70° С (или 8 мин с учетом про­должительности достижения гидролизуемым фильтратом указанной температуры), условно переводят на инвертный сахар или саха­розу.

Растворимые углеводы определяют при гидролизе водной вы­тяжки 2%-ным раствором соляной кислоты в кипящей водяной бане в течение 3 ч. Полученные результаты условно переводят на глюкозу и, пользуясь коэффициентом 0,9, пересчитывают на дек­стрины.

Общее количество углеводов определяют при гидролизе навески исследуемого материала в 2%-ном растворе соляной кислоты в кипя­щей водяной бане в течение 3 ч. Результаты переводят на глюкозу и затем на крахмал, применяя коэффициент 0,9.

При необходимости проведения специальных расчетов следует принимать во внимание, что мальтоза при гидролизе в 1%-ном рас­творе соляной кислоты в течение 3 ч на кипящей водяной бане рас­падается на две части глюкозы, а лактоза (5%-ный раствор) в 3%- ном растворе соляной крслоты при температуре 90° С в течение 90 мин распадается на глюкозу и галактозу.

Определение сахаров и других углеводов в сырье, полуфабрикатах и готовых изделиях

Для определения содержания сахара в сырье, полуфабрикатах, в хлебобулочных, бараночных и сухарных изделиях (ГОСТ 5672—68) применяют перманганатный (арбитражный) метод и йодометриче­ский (ускоренный) полумикрометод.

Перманганатный метод (арбитражный)

В коническую колбу отмеривают пипеткой 20 мл испытуемого раствора, 20 мл 4%-ного раствора сернокислой меди, 20 мл щелочно­го раствора, калия-натрия виннокислого (сегнетова соль: растворяют в воде отдельно 200 г калия-натрия виннокислого и 150 г едкого натра или ,210 г едкого кали, затем растворы сливают вместе и объ­ем жидкости в мерной колбе доводят до 1 л).

Смесь нагревают до кипения и кипятят 3 мин с момента образо­вания пузырьков, следя за тем, чтобы кипение не происходило бур­но; затем колбу снимают с огня и дают осадку осесть. Жидкость над осадком должна быть ярко-синей(обесцвечивание жидкости указы­вает на чрезмерно большую концентрацию сахара). Жидкость филь­труют через асбестовый фильтр или фильтр Шотта со стеклянной пористой пластинкой, стремясь не переносить осадок на фильтр. Оса­док в колбе и на фильтре промывают несколько раз горячей водой (осадок закиси меди должен быть все время покрыт жидкостью и не соприкасаться с воздухом).

Окончив промывание, воронку с фильтром переносят на другую колбу. Осадок растворяют в колбочке с 20 мл раствора железоаммо­нийных квасцов [86 г квасцов (окисных) растворяют в воде, осто­рожно при помешивании добавляют 200 г (108 мл) серной кислоты и разводят водой до 1 л]. Раствор сливают на фильтр, дают не­сколько минут постоять для растворения осадка, а затем медленно фильтруют отсасыванием. Колбочку и фильтр промывают несколько раз холодной водой (до отсутствия кислой реакции).

Полученный зеленоватый раствор в колбе для отсасывания тит­руют перманганатом до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего при стоянии в течение I мин (приготовление раствора перманганата приведено на с. 28).

Израсходованное на титрование число миллилитров раствора перманганата умножают на его титр по меди (Т) и по специальной табл. 7 находят количество сахара.

Экспериментальным путем установлено, что при определении от­дельных видов сахаров перманганатным методом их восстанавлива­ющая способность по отношению к глюкозе (принятой за 100) равна для фруктозы 100, для галактозы 95, дЛя лактозы 71, для мальто­зы 56.

Содержание сахара обычно выражают в процентах с пересчетом на сухое вещество.

Ускоренный йодометрический метод

Метод основан на определении количества окисной меди до и после восстановления щелочного раствора меди сахаром.

Для определения содержания сахара этим методом применяются следующая аппаратура и реактивы:

установка из микропипеток с тонко оттянутыми кончиками и затворами из бус для отмеривания раствора сернокислой меди и титрованного раствора тиосульфата натрия, смонтированная на лабора­торном штативе, или микробюретки (цена деления микропипеток и микробюреток должна быть не более 0,02 мл); склянка с микропи­петками, закрепленными в резиновых пробках, для растворов калия- натрия виннокислого, йодистого калия и серной кислоты. Объем склянок для реактивов 200—300 мл; крышка со специальными отвер­стиями для бани с холодной водой;

медь сернокислая 6,9%-ный раствор (69 г перекристаллизованной сернокислой меди, отвешенной е точностью до 0,1 г, растворяют водой в мерной колбе емкостью 1000 мл);

калий-натрий виннокислый (Сегнетова соль), щелочной раствор (346 г кристаллического калия-натрия виннокислого отвешивают с точностью до 0,5 г, растворяют при легком нагревании в 400— 500 мл воды и фильтруют; 100 г едкого натра растворяют в 200— 300 мл воды; оба раствора смешивают в мерной колбе емкостью 1000 мл и после охлаждения доливают водой до метки),

25%-ный раствор серной кислоты (один объем концентрирова ной серной кислоты смешивают с шестью объемами воды),

30%-ный раствор йодистого калия (30 г йодистого калия растворяют в мерной колбе на 100 мл);

1%-ный раствор крахмала (приготовление см. с. 29).

Водную вытяжку приготавливают способом, описанным в каж­дом конкретном случае.  

В коническую колбу вместимостью около 50 мл отмеривают 3 мл вытяжки и 1 мл 6,9%-ного раствора сернокислой меди.

Вследствие того что точные показатели получаются в том слу­чае, когда разность результатов титрования в контрольном и основ­ном определениях находится в пределах 0,7—1,2 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, вытяжки с высоким содержанием сахара бе­рут в объеме 1 мл и добавляют 2 мл дистиллированной воды или проводят предварительное дополнительное разведение вы­тяжки.

Приливают 1 мл щелочного раствора калия-натрия виннокислого и кипятят на электроплитке 2 мин с момента закипания. Затем охлаждают до комнатной температуры на водяной бане, наполненной холодной водой почти до краев, со специальной крышкой с от­верстиями, позволяющими быстро погружать колбочки в холодную воду и закреплять их в гнезда.

Титрование избытка окисной меди проводят следующим обра­зом: в колбочку вносят 1 мл 30%-ного йодистого калия и 1 мл 25% ной серной кислоты и титруют выделившийся йод при постоянном помешивании 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до светлого окрашивания, затем прибавляют 3—4 капли 1%-ного крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. В тех же условиях проводят контрольный опыт, заменяя вытяжки 3 мл дистиллированной воды.

Разность результатов титрования, полученных в контрольном опыте и при определении сахара в вытяжке, умноженная на поправку к титру, показывает количество восстановленной меди, выраженное в миллилитрах 0,1 н. раствора тиосульфата натрия.

Для пересчета израсходованного количества 0,1 н. раствора тиосульфата натрия на сахар пользуются следующими коэффициентами, установленными экспериментальным путем: глюкоза 3,3; фруктоза сахароза 3,4; мальтоза 5,4.

Содержание сахара выражают в процентах на сухое вещество.