Пенообразователи (Geling agent)

Чтобы придать пищевым продуктам требуемую консистенцию и улучшить ее, применяют пищевые добавки, изменяющие их реологические свойства. Ассортимент веществ, улучшающих консистенцию, достаточно широк - это загустители, гелеобразователи, пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ), а также стабилизато­ры физического состояния.

Загустители и гелеобразователи, введенные в жидкую пищевую систе­му в процессе приготовления пищевого продукта, связывают воду, в ре­зультате чего пищевая коллоидная система теряет свою подвижность и кон­систенция пищевого продукта изменяется. Эффект изменения консистен­ции (повышение вязкости или гелеобразование) будет определяться, в ча­стности, особенностями химического строения введенной добавки.

Улучшители консистенции применяют преимущественно в про­изводстве пищевых продуктов, имеющих неустойчивую консистенцию и гомогенную структуру. Такие продукты, как, например, мороженое или мармелад, сыры или колбасы, при использовании и ки­нологии их производства указанных пищевых добавок приобретают качественно более высокие показатели.

Перечень загустителей и гелеобразователей, разрешенных к применению в производстве пищевых продуктов в России, включает свыше 50, добавок (табл.20).

 

Таблица 20 – Пищевые загустители и гелеобразователи, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

в Российской Федерации

Е-номер	Пищевая добавка	Технологическая функция
Е 400	Альгиновая кислота	Загуститель, стабилизатор
Соли альгиновой кислоты (альгинаты)
Е 401	Алигант натрия	Загуститель, стабилизатор
Е 402	Альгинат калия	Загуститель, стабилизатор
Е 403	Альгинат аммония	Загуститель, стабилизатор
Е 404	Альгинат кальция	Загуститель, стабилизатор, пеногаситель
Е 405	Пропилен гликольальгинат (ПГА)	Загуститель, эмульгатор
Е 406	Агар-агар	Гелеобразователь, загуститель, стабилизатор
Е 407	Каррагинан из соли аммония, калия, натрия	Гелеобразователь, загуститель, стабилизатор
Е 409	Арабиногалактан	Загуститель, стабилизатор, гелеобразователь
Е 410	Камедь рожкового дерева	Загуститель, стабилизатор
Е 411	Овсяная камедь	Загуститель, стабилизатор
Е 412	Гуаровая камедь	Загуститель, стабилизатор
Е 413	Трагакант	Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Е 414	Гуммиарабик	Загуститель, стабилизатор
Е 415	Ксантановая камедь	Загуститель, стабилизатор
Е 416	Камедь карайи	Загуститель, стабилизатор
Е 417	Камедь тары	Загуститель, стабилизатор
Е 418	Геллановая камедь	Гелеобразователь, загуститель, стабилизатор
Е 419	Камедь гхатти	Загуститель, стабилизатор, гелеобразователь
Е 440а	Пектины	Загуститель, стабилизатор, гелеобразователь
Е 440b	Амидированные пектины	Загуститель, стабилизатор, гелеобразователь
Е 460i	Целлюлоза микрокристаллическая	Эмульгатор, текстуратор
Е 460ii	Целлюлоза порошкообразная	Эмульгатор, текстуратор, диспергатор
Модифицированная целлюлоза
Е 461	Метилцеллюлоза	Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Е 462	Этилцеллюлоза	Стабилизатор
Е 463	Гидроксипропилцеллюлоза	Стабилизатор, загуститель
Е 464	Гидроксипропилметилцеллюлоза	Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Е 465	Метилэтилцеллюлоза	Стабилизатор, загуститель, эмульгатор, пенообразователь
Е 466	Карбоксиметилцеллюлоза (натриевая соль)	Загуститель, стабилизатор
Е 467	Этилгидроксиэтилцеллюлоза	Стабилизатор, загуститель, эмульгатор
Е 469	Карбоксиметилцеллюлоза ферментированная	Стабилизатор
Модифицированные крахмалы
Е 1400	Декстрины, крахмал, обработанный термически, белый и желтый	Загуститель, стабилизатор
Е 1401	Крахмал, обработанный кислотой	Загуститель, стабилизатор
Е 1402	Крахмал, обработанный щелочью	Загуститель, стабилизатор
Е 1403	Отбеленный крахмал	Загуститель, стабилизатор
Е 1404	Окисленный крахмал	Загуститель, эмульгатор
Е 1405	Крахмал, обработанный ферментными препаратами	Загуститель
Е 1410	Монокрахмалфосфат	Загуститель, стабилизатор
Е 1411	Дикрахмалглицерин сшитый	Загуститель, стабилизатор
Е 1412	Дикрахмалфосфат, этерифицированный тринатрийфосфатом; этерефицированный хлоррокисью фосфора	Загуститель, стабилизатор
Е 1413	Фосфатированный дикрахмалфосфат сшитый	Загуститель, стабилизатор
Е 1414	Ацетилированный дикрахмалфосфат сшитый	Загуститель
Е 1420	Ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом	Загуститель, стабилизатор
Е 1421	Ацетатный крахмал, этерефицированный винилацетатом	Загуститель, стабилизатор
Е 1422	Ацетилированный дикрахмаладипат	Загуститель, стабилизатор
Е 1423	Ацетилированный ддикрахмалглицерин	Загуститель, стабилизатор
Е 1440	Оксипропилированный крахмал	Загуститель, стабилизатор
Е 1442	Оксипроопилированный дикрахмалфосфат сшитый	Загуститель, стабилизатор
Е 1443	Оксипропилированный дикрахмалгллицерин	Загуститель, стабилизатор
Е 1450	Эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты	Загуститель, стабилизатор
Е 1451	Ацетилированный окисленный крахмал	Загуститель, стабилизатор
Гелеобразователи белковой природы
	Желатин	Гелеобразователь

 

В химическом отношении эти пищевые добавки очень сходны. Это макромолекулы, в которых равномерно распределены гидро­фильные группы, с которыми вступает во взаимодействие вода. У гелеобразователей возможно обменное взаимодействие с неоргани­ческими ионами, в особенности с ионами водорода и кальция, с меньшими органическими молекулами, например олигосахаридами. В обоих случаях вода оказывается связанной, что приводит к потере ею подвижности в коллоидной системе и изменению кон­систенции пищевого продукта. Загустители образуют с водой высоко­вязкие растворы, а гелеобразователи — гели. При этом одни и те же вещества в зависимости от их концентрации в пищевом продукте могут выполнять роль как загустителя, так и гелеобразоватсля.

Различают загустителе и гелеобразователи натуральные, полусинтетические и синтетические. Натуральные и полусинтетические добавки этой группы применяют при производстве пищевых про­дуктов, синтетические - только при производстве косметических изделий. К натуральным загустителям и гелеобразователям относят растительные камеди и слизи из семян льна и айвы, рожкового де­рева, астрагала, аравийской акации; агар, агароид, пектин, желатин, альгинат натрия. К полусинтетическим - производные натуральных веществ, физико-химические свойства которых изменены в требуемом направлении введением определенных функциональных групп: метил целлюлоза, этил целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, амилопектин, модифицированные крахмалы.

Подавляющее большинство загустителей и гелеобразователей со ста­тусом пищевых добавок относится к классу полисахаридов (гликанов). Исключение составляет гелеобразователь желатин, имеющий белковую природу.

В группу пищевых добавок целлюлозной природы (Е460-Е467) вхо­дят продукты механической и химической модификации и деполимери­зации натуральной целлюлозы, представляющей собой линейный поли­мер, который состоит из соединенных β-1,4-гликозидными связями ос­татков D-глюкопиранозы.

Наличие β-гликозидной связи приводит на уровне вторичных и тре­тичных структур (конформации полимерных цепей, упаковки цепей в фибриллы) к формированию линейных молекул с зонами кристаллич­ности (высокоориентированными участками), включающими отдельные аморфные (неориентированные) участки. Такое строение обуславливает большую механическую прочность волокон целлюлозы и их инертность по отношению к большинству растворителей и реагентов.

ЦЕЛЛЮЛОЗА. В пищевой технологии находят применение целлю­лоза и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза (Е 460), метил целлюлоза (Е 461), карбоксиметилцеллюлоза (Е 466), гидрооксипропилцеллюлоза (Е 463), гидроксипропилметилцеллюлоза (Е 464), метилэтилцеллюлоза (Е 465). Эти пищевые добавки исполь­зуют в производстве мороженого, кондитерских изделий и соусов. Про­изводные целлюлозы применяют в качестве диетических волокон при создании сбалансированных продуктов питания. Они являются также эффективными загустителями, стабилизаторами и эмульгаторами.

Целлюлоза является основным веществом растительных клеток и составляет от 50 до 70% древесины, 98% хлопка, волокна льна и конопли.

Чистая целлюлоза не растворяется в воде. Чтобы сделать целлю­лозу растворимой, ее подвергают химической модификации путем введения реакционноспособных групп в гидроксильные группы молекулы полисахарида (метил-, карбоксиметил-, гидроксипропил и др.). Благодаря этому получают продукты разрыхленной структу­ры. Среди производных целлюлозы наибольшее значение имеют метил целлюлоза и карбоксиметил целлюлоза, которые получают, воздействуя адкилирующими реактивами, например галоидными алкилами или диалкилсульфатами, на алкал ил целлюлозу.

Метилцеллюлоза имеет вид волокнистого порошка от белого до серо-белого цвета. При содержании менее двух метильных остатков на один остаток глюкозы она растворима в холодной воде, а в теп­лой - переходит в гель. Растворимость метилцеллюлозы уменьша­ется с повышением температуры. Она практически не растворяется в воде при температуре, близкой к температуре кипения.

Гелеобразование в растворах метил целлюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаимодействием неполярных группировок макромолекул.

Карбоксиметилцеллюлоза имеет вид белого волокнистого порош­ка, растворимого в воде. Ее получают из чистой целлюлозы хлопка. Она адсорбирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоид­ные системы.

Микрокристаллическая целлюлоза — это частично гидролизованная кислотой целлюлоза. Поэтому она отличается от натуральной целлюлозы укороченной молекулярной цепью, отсутствием ассоци­ативных связей. Водные дисперсии микрокристаллической целлю­лозы гелеподобны при концентрации около 1%. Причем с увеличе­нием концентрации дисперсионных систем (около 1,2...1,5%) их псевдопластичность становится более заметной. Кроме того, вяз­кость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения.

Использование микрокристаллической целлюлозы в качестве за­густителя в эмульсии типа вода-масло позволяет снизить содержа­ние в ней масла до 20%.

Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым до­бавкам установлены ДСД производных целлюлозы для человека в ко­личестве до 30 мг на 1 кг массы тела.

Традиционно эти добавки используются при изготовлении хлебобу­лочных и кондитерских изделий, молочных и низкожирных эмульсион­ных продуктов, а также безалкогольных напитков, где выступают в каче­стве эмульгаторов и стабилизаторов многокомпонентных дисперсных си­стем, суспензий и эмульсий, обеспечивают необходимые консистенцию и вкусовые свойства.

Пектины, наряду с галактоманнанами (гуаровой камедью и камедью
рожкового дерева), являются основными представителями группы гетерогликанов высших растений.

ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА (Е 440) - улучшители консистенции: загустители, уплотнители, гелеобразователи, стабилизаторы и эмуль­гаторы.

Пектиновые вещества представляют собой высокомолекулярные полисахариды, входящие в состав клеточных стенок и межклеточ­ных образований совместно с целлюлозой, гемицеллюлозой и лиг­нином. В понятие «пектиновые вещества» входят гидратопектин (рас­творимый пектин), протопектин (нерастворимый в воде пектин), пектиновые кислоты и пектинаты, пектовые кислоты и пектаты. Ос­новным структурным признаком пектиновых веществ являются ли­нейные молекулы полигалактуроновой кислоты, в которой моно­мерные звенья связаны α-1,4 гликозидной связью.

Основ­ными свойствами пектиновых веществ, которые определяют области их применения в пищевой промышленности, являются студнеобразующая и комплексообразующая способности.

Студнеобразующая способность пектина зависит от ряда факто­ров: молекулярной массы, степени этерификации, количества бал­ластных по отношению к пектину веществ, температуры и рН сре­ды, содержания функциональных групп.

Высокоэтерифированные пектины применяют в качестве студнеобразователя при производстве кондитерских (мармелад, пас­тила, зефир, желейные конфеты) и консервных (желе, джем, конфитюр, фрукты в желе) изделий; в качестве стабилизаторов при про­изводстве молочных напитков, майонеза, маргарина, аналогов сли­вочного масла, соусов, мороженого, рыбных консервов; в качестве средства, замедляющего черствление в производстве хлебобулочных изделий; в качестве загустителей при производстве фруктовых со­ков и киселей. Низкоэтерифированные пектины применяют при изготовлении овощных желе, паштетов, студней, сыров и пищевых продуктов детского, лечебного и профилактического питания.

Для АМИДИРОВАННОГО ПЕКТИНА, у которого часть свободных карбоксильных групп превращена в амиды, установлена вели­чина ДСП - 25 мг/кг массы тела.

Амидированный пектин проверен Объединенным комитетом экс­пертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. Результаты долгосрочных исследований на крысах не содержат никаких доказательств канцеро­генной активности этого вещества; исследования тератогенного дей­ствия также показали отсутствие неблагоприятных последствий.

Молекулы высокоэтерифицированных пектинов могут образовывать пектин-протеиновые комплексы. При рН 4,0-4,2 они вступают во взаимодействие с молекулами казеина молока, что приводит к изменению общего заряда белковых молекул и обеспечивает их физическую стабиль­ность в кислой среде.

Кроме того, пектины как растворимые пищевые волокна являются физиологически ценными пищевыми добавками (функциональными ин­гредиентами), присутствие которых в пищевых продуктах традиционно­го рациона способствует улучшению состояния здоровья человека. Спе­цифическое физиологическое воздействие растворимых пищевых воло­кон связано с их способностью снижать уровень холестерина в крови, нормализовать деятельность желудочно-кишечного тракта, связывать и выводить из организма некоторые токсины и тяжелые металлы. Реко­мендуемое суточное потребление пектиновых веществ в рационе здоро­вого человека составляет 5-6 г.

Галактоманнаны представляют собой гетерогликаны, содержащиеся в семенах стручковых растений и выполняющие функцию предотвраще­ния обезвоживания семян. Коммерческие препараты растительных галактоманнанов получили название камедей. Наиболее распространен­ными в качестве пищевых добавок в этой группе являются галактоманнаны семян двух видов растений — ryapa (Cyamopsistetragonolobus), про­израстающего в Индии и Пакистане, и рожкового дерева (Ceratonia siligua), произрастающего на побережье Средиземного моря.

Камедь рожкового дерева (цареградского стручка, цератонии) - Е 410 получают, используя плоды дерева Caratonia siligua.

Полисахаридная структура образована из длинных линейных цепей, состоящих из молекул D-маннозы с боковой цепью D-галактозы. Распределение боковых цепей галактозы не упорядочено. Соотношение маннозы и галакто­зы 4:2. Камедь рожкового дерева плохо растворяется и набухает в холодной воде. Для интенсификации процесса гидратации раствор полисахарида нагревают до 63...65°С. При концентрации 2...3% об­разуется густая пастообразная масса, но не гель. В пищевой промыш­ленности камедь рожкового дерева применяется в основном в каче­стве загустителя..

Гуаровая камедь (Е412), используемая в пищевой промышленности, содержит (в %): полисахарида - 85,0; протеина - 4,0; сырой клетчатки - 1,5; золы - 0,5; воды - 9,0. Ее получают из семян циамонсиса. После крахмала и гуммиарабика гуаровая камедь является наи­более распространенным гидроколлоидом в производстве пищевых и кормовых продуктов. Гуаровая камедь имеет нейтральные вкус и запах, растворяется в холодной воде, образуя вязкие растворы в об­ласти рН 2,5...7,0. Она хорошо совместима с другими гидроколлои­дами - ксантаном, каррагинаном. При этом их совместное приме­нение взаимно усиливает структурообразующие свойства, проявля­емые каждым полимером в отдельности. Гуаровую камедь применя­ют как загуститель при производстве мороженого, соусов, низкокалорийных продуктов.

Камеди вырабатываются также некоторыми видами деревьев, рас­тущих в тропиках и субтропиках. В пищевой промышленности используют камеди гуммиарабика (Gum Acacia) - Е 414, трагаканта (Gum Tragacanth) - Е 413, карайя (Gum Саrауа) - Е 416.

Трагакант - по химическому составу это смесь нейтральных и кис­лых полисахаридов, состоящая в основном из L-арабинозы, D-ксилозы, D-галактозы и галактуроновой кислоты. Трагакант медленно набухает в холодной воде, образуя вязкие коллоидные суспензии или полугели, растворяется в теплой воде. Реологические свойства раство­ров трагаканта стабильны во времени, но изменяются в зависимости от происхождения и степени очистки камеди.

Гуммиарабик (аравийская камедь) - это полисахарид, в состав ко­торого входит D-галактоза, L-арабиноза и D-глюкуроновая кисло­та. Гуммиарабик выделяется только двумя видами африканской ака­ции: Acacia Senegal и Acacia seual. Существуют химические различия между этими двумя типами камедей из рода Acacia, которыми и обус­ловлены их различные свойства. Гуммиарабик из акации сенегаль­ской имеет большую молекулярную массу, высокоразветвленную хи­мическую структуру. Водные растворы этой камеди не обладают высокой вязкостью при концентрации менее 30%.

Камедь карайя (индийский трагакант) - по химическому составу
это частично ацетилированный полисахарид, содержащий L-рамнозу, D-галактозу и D-остатки галактуроновой кислоты. Она набухает в холодной воде в течение нескольких часов, образуя неоднородный густой гель. Добавление щелочи вызывает деацетилирование камеди и модификацию ее функциональных свойств. Она не
является нейтральным веществом и иногда имеет запах уксусной кислоты. Камедь карайя применяется в качестве эмульгируюшего, вяжущего компонента.

Полисахариды морских растений

Коммерческие препараты этой подгруппы пищевых добавок объединяют полисахариды, выделяемые из красных и бурых морских водорос­лей. В пищевой промышленности широко используются альгинаты, каррагинаны и агароиды.

АГАР-АГАР или АГАР (Е 406), является классическим представи­телем класса загустителей, стабилизаторов и гелеобразуюших веществ. Его получают из морских водорослей Белого моря и Тихого океана. Название этого полимера имеет малазийское происхожде­ние и означает «желирующий продукт питания из водорослей». Ос­нову агар-агара составляет дисахарид агароза, молекула которой построена из D-галактозы и 3,6-ангидро- L-галактозы.

Свойства агара различаются в зависимости от его происхождения. Обычно агар состоит из смеси агароз, различающихся по степени полимеризации; в их состав могут входить разные металлы (калий, натрий, кальций, магний) и присоединяться по месту функциональ­ных групп. В зависимости от соотношения полимеров, вида металлов значительно изменяются свойства агар-агара.

С гигиенической точки зрения агар безвреден, и во всех странах
допускается его использование в пищевых целях. Концентрация его не лимитирована и обусловлена рецептурами и стандартами на пи­щевые продукты.

Агар применяют в кондитерской промышленности при про­изводстве желейного мармелада, пастилы, зефира, мясных и рыб­ных студней, желе, пудингов, мороженого, для предотвращения об­разования кристалликов льда, а также при осветлении соков. В Японии в настоящее время производится более 100 видов агар-агара для получения продуктов с заданной консистенцией.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам считает допустимой суточную дозу (ДСП) агара для человека 0...50 мг/кг массы тела, что значительно выше той дозы, которая мо­жет поступить в организм с пищевыми продуктами.

АЛЬГИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ СОЛИ (Е 400, Е 401, Е 402, Е 403, Е404) - загустители, стабилизаторы и гелеобразуюшие веще­ства, получаемые из бурых водорослей. Они представляют собой полисахариды. состоящие из остатков D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот. Альгиновые кислоты в воде нерастворимы, но свя­зывают ее. При нейтрализации карбоксильных групп альгиновой кислоты образуются альгинаты, которые растворимы в горячей и холодной воде.

Альгинатные гели устойчивы к действию как низких, так и высо­ких температур, что выгодно отличает их от гелей агар-агара, желати­на, каррагинана. Они совместимы с белками и полисахаридами, не­совместимы с водорастворимыми спиртами, кетонами, арабик-клейковиной При добавлении молочной кислоты в гели альгиновой кис­лоты значительно увеличивается стойкость по отношению к хелатам. В гели альгината натрия из молочных продуктов можно добавлять различные пищевые добавки, при этом повышается стойкость вкуса, запаха, цвета. Такие смеси легко поддаются термической обработке в условиях высокого давления, не теряют свойств при хранении.

АГАРОИД (черноморский агар) получают из водорослей филлофлоры, растущих в Черном море. Основу агароида также составляет агароза. В молекулу агароида входят сульфокислые группы - 22...40 % от общего числа функциональных групп и карбоксильные - 3...5 %, тогда как в молекуле агара их соответственно 2...5 и 20...25 % всех функциональных групп. Эти различия в структуре определяют и раз­ную студнеобразующую способность, которая у агароида в 2...3 раза ниже, чем у агара. Агароид, кроме того, имеет более низкие темпе­ратуры плавления и застудневания, меньшую химическую устойчи­вость. В пищевой промышленности агароид находит аналогичное агару применение.

К агару и агароиду по химической природе близок ФУРЦЕЛЛЕРАН (датский агар) - полисахарид, получаемый из морской водо­росли фурцеларии. По способности к студнеобразованию он зани­мает промежуточное положение между агаром и агароидом и при­меняется при производстве мармелада и желейных конфет, арома­тизированных молочных напитков и пудингов. Экспертным коми­тетом по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ определена ДСП фурцеллерана - до 75 мг на 1 кг массы тела.

КАРРАГИНАН (Е 407), по химической природе близок к агару и агароиду. Название его происходит от названия ирландского города Каррик. Также его называют «ирландским мхом». Каррагинан вхо­дит в состав красных водорослей, его структура гетерогенна. Разли­чают несколько типов идеальных каррагинанов, обозначаемых гре­ческими буквами «ламбда», «кси», «каппа», «йота», «мю» и «ню». Вид водоросли влияет на тип получаемого из него каррагинана. Их струк­турообразующие свойства, так же как и растворимость в воде, зависят от фракционного состава каррагинанов. Например, очень гидрофиль­ный ламбда-каррагинан, макромолекулы которого могут находиться друг от друга на значительном расстоянии, препятствующем, образова­нию связей, является только загустителем. Макромолекулы каппа- и йота-каррагинанов, растворяющиеся при повышенных температурах, и после охлаждения образуют зоны сцепления, характерные для струк­турной сетки геля, проявляя свойства студнеобразователей.

Каррагинаны не расщепляются ферментами в желудочно-ки­шечном тракте и могут применяться в области производства низко­калорийных продуктов.

Каррагинан используется как структурообразователь при про­изводстве плавленых сыров, сгущенного молока, соусов, желе, мус­сов, халварина. ДСП по рекомендации Экспертного комитета по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ - до 75 мг на 1 кг массы тела. Про­мышленное применение находит не только каррагинан, но и его натриевая, калиевая и аммонийная соль.

ХИТОЗАН. Это вещество является производным природного целлюлозоподобного биополимера, относящегося к классу полисахаридов - хитина. Хитин, так же как и целлюлоза, широко распро­странен в природе, в частности он входит в состав опорных тканей и внешнего скелета ракообразных, насекомых, микроорганизмов.
Содержание хитина, например, в панцире краба составляет 25,9%,
креветки - до 32,4%, а в тутовом шелкопряде - 44,2%. Нативный
хитин может быть в виде α-, β- и γ- форм, которые различаются пространственным расположением цепей молекул и присутствием связанной воды. Самой стабильной и широко распространенной в при­роде является хитин γ -формы.

Пути использования хитина и хитозанов определяются их свой­ствами. Причем хитин в силу своей инертности находит меньшее практическое применение, чем хитозан. Химическая реакционная способность хитозана обусловлена наличием в его макромолекулах свободных аминогрупп. Свойство хитозана растворяться в разведен­ных органических и минеральных кислотах с образованием бесцвет­ных вязких растворов позволяет использовать его в пищевой про­мышленности в качестве загустителя. Растворы хитозана способны также образовывать термически устойчивые гели, что обусловлива­ет его применение как студнеобразователя, особенно в производ­стве рыбных консервов определенного ассортимента.

ПОЛИСАХАРИДЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖ­ДЕНИЯ. Многие виды микроорганизмов в процессе жизнедеятель­ности выделяют камеди, состоящие в основном из полисахаридов. К ним относятся ксантан (Е 415) и геллан (Е 417).

Ксантан впервые был получен в конце 50-х годов и стал произво­диться в промышленных масштабах с 1964 г. Ксантан образуется в результате брожения культуры Xanthomonas campestris в углеводных растворах, служащих питательной средой для микроорганизмов. Это линейный полисахарид, содержащий большое число боковых трисахаридных цепей. Главная цепь имеет структуру целлюлозы, а бо­ковые образуют два звена D-маннозы и одно звено глюкуроновой кислоты. К ним присоединены ацетильные группы и группы пировиноградной кислоты. Благодаря такой структуре боковых цепей цепь ксантана необычайно прочно защищена от химического и фер­ментативного гидролиза. Молекулярную массу и свойства ксантана можно регулировать, изменяя условия жизнедеятельности микро­организмов. Ксантан растворим в холодной и горячей воде, растворах сахара и молоке.

Применяется ксантан в комбинации с другими гидроколлоида­ми, особенно для получения структуры сгущенных пищевых продук­тов, которые употребляются в холодном виде, в качестве загустителя при производстве соусов, растворимых супов, кетчупа, замороженных продуктов. ДСП ксантана, установленное Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, - до 10 мг/кг массы тела.

Геллан в отличие от ксантана имеет другие химические свойства. Вязкость геллановой камеди очень низкая при повышенных темпе­ратурах, а при комнатных - чувствительна к соли. В присутствии одно-, двух и трехвалентных ионов геллан дает слабые гели. При нагревании водных растворов геллана до 70 °С, введении соли и по­следующем охлаждении структура гелей упрочняется. Эти свойства обусловили применение геллана в пищевой промышленности в ка­честве загустителя и структурообразователя.

КРАХМАЛ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КРАХМАЛЫ (Е 1402). Среди природных полимеров в пищевой технологии самыми деше­выми и доступными являются крахмалы. Крахмал - полимер глю­козы с большинством связей по 1-му и 4-му углеродным атомам. При этом образуется линейный полимер амилоза, который не имеет бо­ковых цепей, и разветвленный полимер амилопектин с боковыми цепями, образованными по 10-му и 6-му атомам углерода. Соотно­шение между амилозой и амилопектином у разных крахмалов ко­леблется от 1: 1,5 до 1: 4,5.

Сырьем для получения крахмала являются клубни картофеля зерно кукурузы, пшеницы, риса и других растений.

От химического состава крахмала зави­сят его физико-химические свойства. Крахмальные зерна при обыч­ной температуре не растворяются в воде, а при повышении темпе­ратуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор, который при охлаждении превращается в устойчивый гель, известный под назва­нием «клейстер».

Крахмал, его отдельные фракции (амилопектин и амилоза) и про­дукты частичного гидролиза находят применение в пишевой промыш­ленности в качестве загустителей и гелеобразователей при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий, а также мороженого.

Модифицированные крахмалы ис­пользуют в хлебопекарной и кондитерской промышленности, в том числе и для получения безбелковых диетических продуктов питания.

 

Желатин

Желатин является практически единственным гелеобразователем белковой природы, который широко используется в пищевой промышлен­ности. Желатин — белковый продукт, представляющий смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой (50 000-70 000) и их агрегатов с молекулярной массой до 300 000, не имеет вкуса и запаха.

Желатин хорошо растворяет­ся в горячей воде, а при охлаждении водные растворы образуют гели. Физические свойства гелей различны и зависят от концентрации белка, молекулярной массы полипептидных цепей, температуры, присутствия солей и других реагентов. Прочность и жесткость гелей из желатина пропорциональны концентрации белков и увеличива­ются с ростом молекулярной массы полипептидов. Максимальная прочность геля проявляется в основном при рН 5...10 или в присут­ствии сульфата натрия. Желатин чувствителен к гидролизу протеолитическими ферментами. По этой причине его нельзя применять в сочетании с такими продуктами, как ананасы или папайя, содержа­щими протеазы - бромелин и папаин.

Для отечественной пищевой промышленности желатин выпуска­ют трех марок (13, 11, 10), различающихся по качеству. Лучшим яв­ляется желатин марки 13. Наличие в желатине солей тяжелых метал­лов, посторонних примесей не допускается.

Желатин - естественный компонент пищевых продуктов, поэто­му ограничений по его применению нет. Однако следует учитывать, что продукты, содержащие желатин, могут иметь посторонний, не­свойственный им привкус; кроме того, они в большей степени подвержены микробиологической порче.

Наиболее интересным свойством желатина является образование тер­мически обратимых гелей. В противоположность полисахаридам, пре­образование желатина не зависит от рН и не требует присутствия других реагентов, как например, сахаров, солей или двухвалентных катионов.

В пищевой промышленности желатин используют как загусти­тель, добавляя его в различные композиции в количестве 1,5...2,2%. В частности, желатин используют при производстве мясных и рыб­ных продуктов для стабилизации их структуры. В производстве мо­роженого применяют 0,2...0,5%-ные растворы желатина, с целью придания гладкости и регулирования размеров кристаллов льда.

КАЗЕИН. Известно, что белки молока представлены в основном казеином (80...83%) и сывороточными белками. Казеин получают путем его осаждения из обезжиренного молока при изоэлектрической точке - рН 4,6 и температуре 20°С. В зависимости от вида осадителей выпускают солянокислый, молочнокислый, хлорокальциевый и другие виды казеина, различающиеся функциональными свойствами. Однако все виды казеина способны образовывать гели. В пищевой технологии казеин используют как эмульгатор и загуститель для производства майонезных соусов и кондитерских же­лейных изделий.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение понятия «пищевые добавки». Определите их роль в создании продуктов питания. Приведите классификацию пищевых добавок с различными технологическими функциями. Расскажите о рациональной системе цифровой кодификации пищевых добавок с литерой «Е».

2. Что понимают под гигиенической регламентацией пищевых добавок в продуктах питания? Назовите главные условия, выполнение которых обеспечивает безопасность применения пищевых добавок.

3. Дайте классификацию пищевым красителям. Чем объясняется повышеное внимание потребителей и технологов к окраске продуктов питания? Назовите основные натуральные красители. Что представляют собой каротиноиды, хлорофиллы, энокрасители? Какие другие представители натуральных красителей вам известны?

4. Приведите примеры синтетических красителей. Их особенности по сравнению с натуральными красителями. Дайте определение понятно цветорегулирующие материалы. Назовите известных вам представителей этой группы соединений.

5. Перечислите основные группы загустителей и гелеобразователей.

6. Привидите несколько примеров пищевых эмульгаторов, опишите их смежные функции.

7. Какие группы соединений определяют вкус и аромат пищевых продуктов? Какова их роль в технологии продуктов питания? Роль ароматообразующих веществ в оценке пищевой ценности продуктов питания.

8. Дайте определение эфирным маслам. Назовите основных представителей эфирных масел. Какие химические компоненты входят в состав эфирных масел? Дайте определение понятия «пищевые эссенции». В чем отличие натуральных, идентичных натуральным синтетических ароматизаторов? Какие химические компоненты входят в их состав? Какие пищевые добавки относятся к усилителям и модификаторам вкуса? Приведите примеры.

9. Дайте определение понятия «подслащивающие вещества» (подсластители). На какие группы веществ их можно разделить? В чем причина широкого применения интенсивных подсластителей в пищевой технологии? Какие представители интенсивных подсластителей вам известны? Назовите их.

10.Дайте определение понятия «консерванты». Их роль в сохранении пищевого сырья и готовых продуктов. Приведите примеры основных консервантов. Охарактеризуйте их. С чем связана необходимость применения консервантов?

11.Какие добавки применяют для ускорения технологических процессов?

12. Каковы требования к ферментным препаратам, получаемым из генетически модифицированных организмов?

13.Каков спектр воздействия улучшителей на качество хлеба?

14.Для какой цели используют полирующие средства?

15.Как выбирают растворители для применения их в пищеовм производстве?

 

 

Шленская Татьяна Владимировна,

Чичева-Филатова Людмила Валерьевна,

Тырсин Юрий Александрович,

Баулина Тамара Васильевна.

 

Пищевые и биологически активные добавки. Часть 1.

Учебно-практическое пособие

 

Подписано к печати:

Тираж:

Заказ №