Кондитерские изделия представляют собой сложные многокомпонентные продукты, основу которых составляют углеводы, жиры и белки в различных сочетаниях. В химическом отношении изделия делятся на несколько категорий: шоколадные, сахаристые (карамель, леденцы), мучные (печенье, бисквиты), мучные с кремом и глазурью, а также пастильные и желейные продукты. Каждая группа характеризуется специфическим составом макро- и микронутриентов, а также технологическими особенностями, определяющими их химическую стабильность и органолептические свойства.
Основная функция углеводов в кондитерских изделиях — структурообразующая и подсластительная. Сахара, крахмал и их производные влияют на вязкость теста, кристаллизацию карамели и текстуру шоколада. Важным процессом является карамелизация, при которой сахара при температуре выше 160 °C разлагаются с образованием меланоидинов, придающих продукту характерный цвет и аромат.
Сахароза, глюкоза и фруктоза отличаются скоростью кристаллизации и гигроскопичностью, что критически важно при производстве конфет с начинкой и глазурью. Крахмал, используемый в пастильных и желейных продуктах, подвергается частичной гидролизе до мальтозы или глюкозы, формируя специфическую текстуру и обеспечивая стабильность геля.
Жиры выполняют структурную, текстурообразующую и вкусоароматическую функции. В шоколадных изделиях основу составляют какао-масло и его смеси с растительными маслами, которые обеспечивают кристаллизацию триглицеридов с определенной температурой плавления. Ключевым процессом является темперирование, при котором формируются β-кристаллы, обеспечивающие гладкость, блеск и хрупкость шоколада.
Молочные и сливочные масла применяются в кремах и тесте для улучшения вкуса и увеличения пластичности. Химически жиры могут подвергаться окислительной деструкции, что приводит к образованию пероксидов и альдегидов, влияющих на запах и долговечность изделия.
Белки участвуют в формировании структуры мучных изделий и стабилизации эмульсий. В тесте белки муки (глютен) обеспечивают сети, удерживающие углекислый газ при выпечке, а яичные белки, подвергаясь взбиванию, формируют пену, стабилизирующую воздушные структуры. В кремах и муссах белки служат эмульгаторами, обеспечивая равномерное распределение жировых капель.
Под действием высокой температуры происходит денатурация и Maillard-реакция, в результате которой образуются ароматические соединения и характерная корочка. Maillard-реакция — взаимодействие аминокислот с редуцирующими сахарами — является важным источником вкусоароматических веществ в печенье и бисквитах.
Водный компонент критически влияет на текстуру, срок хранения и микробиологическую стабильность. Вязкость сиропов, желеобразующих систем и теста зависит от содержания свободной и связанной воды. Активность воды (a_w) определяет скорость химических и биохимических процессов: низкая активность воды замедляет гидролиз, окисление и развитие микроорганизмов, а высокая способствует слипанию и порче изделий.
pH кондитерских изделий влияет на текстуру, окраску и реакционную способность сахаров и белков. В шоколадных изделиях щелочная обработка какао (декотирование) снижает кислотность и изменяет цвет, в карамельных и желейных продуктах кислотные добавки регулируют скорость гелеобразования и предотвращают кристаллизацию сахара.
Кондитерские изделия часто содержат синтетические и натуральные пищевые добавки для стабилизации цвета, усиления вкуса и продления срока хранения. Красители могут вступать в реакции с белками и сахарами, изменяя оттенок или устойчивость цвета при нагревании. Ароматические соединения, такие как ванилин, эфиры и терпены, формируют комплекс вкусоароматических свойств и могут подвергаться окислению при длительном хранении.
Ключевыми процессами деградации являются окисление жиров, гидролиз сахарозы, кристаллизация сахара и бактериальная порча. Окисление жиров ускоряется присутствием кислорода, света и высоких температур, образуя летучие альдегиды и кетоны. Кристаллизация сахара снижает пластичность и воспринимаемость глазури. Контроль влажности и температуры является решающим фактором для сохранения качества изделий.
Кондитерские изделия содержат минеральные вещества: кальций, магний, железо, цинк, а также витамины группы B, витамин E и антиоксиданты. Однако высокая концентрация сахаров и жиров снижает усвояемость микроэлементов. Для повышения биологической ценности применяют обогащение изделия витаминами, минералами и пищевыми волокнами без нарушения текстуры и органолептики.