Необходимым условием кристаллизации является наличие достаточного количества центров кристаллизации, иначе даже сильно пересыщенный раствор не будет кристаллизоваться. Центры кристаллизации, если их нет в жидкой среде, могут самопроизвольно возникать в ней при некоторых условиях благо­даря наличию в жидкости гетерофазных флуктуаций—небольших участков, имеющих такое же расположение молекул, как в кристалле. Они могут возникать и на посторонних примесях.

Переход вещества при его охлаждении из расплавленного состояния в стеклообразное облегчается в ряде случаев. Имеет значение величина энергии, затрачиваемой на образование по­верхности раздела между жидкой и твердой фазами. Если кри­сталлик меньше некоторого критического размера, эта поверхностная энергия превышает выигрыш в энергии, связанный с переходом в более устойчивое состояние. Поэтому энергетически более выгодным и, следовательно, вероятным будет разрушение кристаллика. При больших переохлаждениях жидкости скорость роста кристалликов становится для ряда веществ практически равной нулю, что соответствует переходу в стек­лообразное состояние. Необходимым условием такого перевода является малая подвижность в это время молекул в данном веществе.

Ряд факторов способствует кристаллизации и ускоряет ее. Понижение температуры ускоряет кристаллизацию из раствора, так как растворимость сахаров при этом значительно уменьшается и влияет сильнее, чем повышение вязкости и прямое действие понижения температуры в соответствии с уравнением. Уменьшение влажности изделий, их высыхание тоже ускоряет кристаллизацию, так как при этом увеличивается концентрация сахара и, следовательно, степень перенасыщения. Изделия с большим содержанием других, кроме сахара, компо­нентов засахариваются медленнее, задерживается кристаллиза­ция и в изделиях, отличающихся высокой вязкостью или на­личием антикристаллизаторов. К последним относятся обычно вещества, не имеющие кристаллической структуры, с высо­ким молекулярным весом и повышенной вязкостью растворов.

Обычно при засахаривании изделий происходит образование кристаллов сахарозы, однако в некоторых случаях кристаллизуется глюкоза; это характерно для глюкозного засахаривания. Фруктоза не кристаллизуется в кондитерских изделиях вследствие большой ее растворимости.

При изготовлении кондитерских изделий с молочными про­дуктами могут иметь место и превращения молочного сахара-лактозы, дисахарида, в состав которого входят глюкоза и галактоза. Существует две формы этого сахара—-лактоза и -лактоза. Лактоза малорастворимая в воде, она наименее рас­творима из всех сахаров. При температуре ниже 93,5°С кри­сталлизуется - форма лактозы с одной молекулой воды, а при более высоких температурах выпадает безводный -изомер лак­тозы. При охлаждении растворов -формы лактоза переходит в -форму. При уваривании кондитерских масс, содержащих молоко, равновесие перемещается в сторону образования -формы, а при охлаждении -форма опять преобразуется в -форму, которая может выкристаллизовываться как менее растворимая. Растворимость -формы примерно в 1,5 раза больше, чем -формы и зависит от температуры (например, при 20° С рас­творимость -формы 6,2%, -формы—9,9%).

При концентрации лактозы в растворе ниже 3% опасность в се кристаллизации отпадает. Если лактоза находится в смеси с другими сахарами, то она несколько снижает растворимость сахарозы и глюкозы.

Изменение углеводов при нагревании. Процессы изменения углеводов при нагревании весьма многообразны. Возможно об­разование многих соединений в зависимости от исходных ин­тенсивности и режима нагревания, реакции среды, присутствия соединений, играющих роль катализаторов и антагонистов ре­акции тех или иных типов.

При нагревании сахаров в слабокислой или нейтральной среде, т. е. в условиях обычно встречающихся в производстве кондитерских изделий, образуется сложная по составу смесь продуктов изменения сахаров.

Если нагревание водных растворов сахаров (например, при уваривании карамельной массы) вести при значительно повы­шенных температурах или, что более вероятно, в условиях местного перегрева (при температуре выше 150—160°С), слишком длительной температурной обработки, может произойти значительная деструкция углеводов, для характеристики которой применяется термин «карамелизация».

При выпечке мучных кондитерских изделий, например, штампованного печенья, чрезмерно высокая температура печи (на­много выше 260°С) или увеличенная продолжительность выпечки (значительно более 6—8 мин) вызывают сильное потемнение, образование подгорелых мест. Эти процессы происходят в результате изменения растворимых сахаров, входящих в состав теста для мучных кондитерских изделий: сахарозы, глюкозы, фруктозы (из сахарозы, меда и т. п.), лактозы (из молочных продуктов). Деструкция крахмала под влиянием высоких температур, как известно, тоже ведет к образованию ангидридов глюкозы, карамелизации углеводов.

Продукты изменения сахаров при их нагревании в обычных, близких к нормальным, условиях производства могут содержать главным образом следующие соединения: ангидриды сахаров; оксиметилфурфурол и другие карбонильные соединения — диоксиацетон, глицериновый альдегид и др.; кислые продукты изменения—левулиновую, муравьиную, молочную кислоты; окрашенные соединения—гуминовые и красящие вещества и др. Нагревание глюкозы в нейтральной или слабокислой среде, прежде всего, вызывает дегидратацию сахара с выделением одной или двух молекул воды. Ангидриды сахаров могут частично соединяться один с другим или с неизмененным сахаром и образовывать так называемые продукты реверсии—конденсации. Дальнейшее тепловое воздействие вызывает отделение третьей молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола и последующими реакциями. При обычной тепловой обработке углеводы, вероятно, не претерпевают глубоких изменений, а образуются в основном их ангидриды.

Превращение сахаров при нагревании, по-видимому, идет через форму с открытой карбонильной группой (оксоформу).

Глюкоза при нагревании может дать соединение (левоглюкозан), в отличие от нее вращающее плоскость поляризации влево.

Левоглюкозан не обладает восстанавливающими свойствами и в присутствии кислоты снова превращается в глюкозу. Фруктоза в присутствии щелочей и кислот разлагается очень быстро. Она, возможно, является основным источником образования молочной кислоты при нагревании. Фруктоза способна к образованию диангидридов. Один из них — дигетеролевулезан — может образовываться при сравнительно мягких условиях реак­ции. В этом случае вода удаляется из двух молекул фруктозы.