Основные направления разработки продуктов питания эмульсионной структуры

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЩЕСТВЕННОМ ПИТАНИИ

Лекция 2: Теоретические и практические аспекты использования пищевого сырья различной природы при производстве продукции общественного питания

Основные направления разработки продуктов питания эмульсионной структуры

 

Важнейшим условием производства высококачественных эмульсионных жировых продуктов является проведение фундаментальных исследований свойств, применяемого сырья.

В последнее время придается большее значение разработке и производству функциональных эмульсионных продуктов, которые кроме пищевой ценности оказывают физиологическое оздоравливающее воздействие на организм человека.

Создание эмульсионных жировых продуктов обусловливает:

снижение содержания жировой фазы за счет увеличения доли источников полиненасыщенных жирных кислот;

исключение холестериносодержащего сырья;

повышение биологической ценности;

формирование в жировом продукте определенных заданных вкусовых свойств;

предотвращение окислительной и микробиологической порчи продукта.

В качестве жирового сырья применяют растительные масла, являющиеся главным источником полиненасыщенных высших жирных кислот, фосфатидов, жирорастворимых витаминов и других биологически активных веществ.

Для получения устойчивых жировых эмульсий типа «масло в воде» (к которой относится майонез) применяются специальные стабилизирующие вещества (ПАВ) и эмульгаторы. Прочность дисперсионной эмульсионной системы составляет важный фактор, влияющий на качество получаемого продукта, во многом зависит от оптимальности технологических параметров и тщательной гомогенизации. Наличие насыщенного адсорбционного слоя в эмульсии, минимальная прочность удержания поверхностно активных веществ в этом слое и полярность молекул эмульгатора являются показателями, характеризующими прочность получаемой эмульсии.

Согласно теории академика П.А. Ребиндера (Пётр Александрович Ре́биндер (1898 - 1972) — советский физико-химик), фактор устойчивости дисперсных систем сводится к образованию на поверхности капель структурированных гелеобразных слоёв, обладающих высокой структурной вязкостью, упругостью и прочностью при одновременной сольватированности поверхности таких оболочек дисперсионной средой. Применяемые при этом эмульгаторы должны обладать одновременно поверхностной активностью и способностью образовывать структурированные коллоидно-адсорбционные слои.

Правильный подбор и подготовка рецептурных компонентов получения эмульсионных продуктов, способствует стабильности эмульсии и предотвращении развития посторонней микрофлоры. Основными эмульгаторами, обеспечивающими стабильность эмульсии, являются яичный порошок, сухое молоко, горчичный порошок. Яичный порошок – продукт высокой пищевой ценности, на основе которого создаются высококалорийные эмульсии. К веществам, придающим устойчивость низкожирным эмульсиям, относят: фосфолипиды, NaKMЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы), ферменты, модифицированные крахмалы.

Водные растворы фосфолипидов обладают повышенной поверхностной активностью, вследствие чего при образовании эмульсии образуются прочные адсорбционные слои, оказывающие стабилизирующее действие. Стойкость, получаемой эмульсии, объясняется наличием у фосфолипидов структурирующих свойств, возрастающих по мере увеличения содержания массовой доли фосфолипидов в эмульсии. Известно, что молекулы фосфолипидов проявляют поверхностно-активные свойства и имеют дифильный характер. Одна часть их молекулы обнаруживает резко выраженную гидрофобность, другая – гидрофильность, благодаря отрицательному заряду группы Х*. В связи с этим фосфолипиды могут вступать в реакции, характерные для аминов и аминокислот, жирных кислот и глицерина. Обладая полярностью и поляризуемостью, фосфолипиды способны изменять фазовые и энергетические взаимодействия на различных поверхностях раздела фаз «вода-воздух», являясь стабилизаторами эмульсий. Поэтому даже частичная замена фосфолипидами яичного порошка, дает возможность получить низкокалорийную эмульсию.

При производстве низкокалорийных эмульсионных продуктов можно применять низкосахаренные гидролизаты крахмала – мальтодекстрины, получаемые путем ферментативного расщепления кукурузного крахмала.

На основе варьирования соотношении жировой и водной фаз эмульсии и изменении ее реологических характеристик с помощью стабилизаторов, эмульгаторов и функциональных ингредиентов можно конструировать различные эмульсионные жировые продукты (типа майонеза, соуса) с заданными функциональными свойствами и различной консистенции.

К основным технологическим функциям эмульгаторов в пищевых системах относятся: диспергирование, в частности, эмульгирование; комплексообразование с крахмалом; взаимодействие с белками; изменение вязкости; модификация кристаллов; смачивание и смазывание.

По концентрации дисперсной фазы эмульсии могут быть разбавленными, концентрированными и высококонцентрированными. К разбавленным относятся эмульсии, содержащие до 2% дисперсной фазы. Такие эмульсии устойчивы и без введения стабилизаторов. Концентрированные эмульсии содержат до 74% дисперсной фазы, а их устойчивость зависит от присутствия эмульгаторов и степени гомогенизации. К высококонцентрированным эмульсиям относятся системы с содержанием дисперсной фазы свыше 94%, а при содержании дисперсной фазы свыше 94% эмульсия неподвижна, и ее можно резать или распылять.

По консистенции жировая эмульсия может быть жидкой, густой, пастообразной или порошкообразно. Пастообразная жировая эмульсия должна обладать повышенной вязкостью, что достигает за счет использования в рецептуре основного белка молока – пищевого казеина, содержащего до 95% белка, 1-2% липидов, значительное количество витаминов и минеральных солей, а также за счет использования гидрогенизированного жира. Порошкообразные (сухие) жировые эмульсии представляют собой высокодисперсный порошок, полученный с помощью сублимационной сушки эмульсии прямого типа. Производство таких эмульсий очень эффектно с точки зрения удобства перевозки и возможности расширения ассортимента, выпускаемых на их основе майонезов и соусов, за счет использования различных добавок, применяемых в питании населения различных регионов страны.

При создании диетических майонезов наряду с решением технологической задачи получения устойчивой эмульсии, необходимо помнить об основной цели – обеспечении высокой биологической ценности продукта. Последняя будет неизбежно определяться физиологической и пищевой ценностью используемых рецептурных компонентов. Поэтому при выборе нетрадиционных эмульгаторов, в первую очередь необходимо руководствоваться их безвредностью и физиологической ценностью для организма. С этих позиций безусловное предпочтение должно быть отдано природным эмульгатором растительного происхождения.

Традиционным эмульгатором для производства майонезов является яичный желток или получаемый на его основе яичный порошок. Желток яйца содержит около 50% воды, 35% липидов, из которых 62% составляют глицериды и 33% - лецитины, 15% протеинов и 1% минеральных веществ.

Для снижения жирности эмульсии проводятся исследования в направлении полной или частичной замены яичного порошка другими поверхностно активными веществами добавками, в частности: модифицированным соевым белком, молочно-белковыми концентратами, грибной биомассой, гидроколлоидами, пектином.

Производство и применение функциональных эмульсионных продуктов питания обусловлено:

необходимостью сбалансированности и рационализации пищевого рациона всех слоев населения России с учетом возрастных и физиологических особенностей;

профилактической направленностью различных видов заболеваний;

необходимостью обогащения продуктов питания биологически активными веществами.

Получение функциональных жировых эмульсионных продуктов сбалансированных лансированных по нутриентному составу и учитывающим индивидуальные потребности человека невозможно без определения пищевой и биологической ценности продукта. Поэтому необходимо подбор качественного состава ингредиентов рецептуры продукта вести с учетом свойств используемого сырья.

Физиологическое воздействие функциональных продуктов питания, оказывающих регулирующие влияние на отдельные функции или весь организм в целом, основано на применении в них зерновых, молочных, жировых и фруктово-овощных функциональных ингредиентов, включающих пищевые волокна, комплекс витаминов, живые микроорганизмы, полиненасыщенные жирные кислоты.

Например, ядро масличных семян, таких как подсолнечник, соя, кукуруза богато липидами и белками, а оболочка – пищевыми волокнами; проросшие зерна злаковых культур, таких как рожь, пшеница, ячмень содержит микроэлементы, минеральные соли, витамины.

В ежедневном рационе питания важное значение имеют белковые вещества, выполняющие структурные и пластические функции, необходимые при синтезе ферментов, гормонов и иммунных тел. Наиболее полноценным аминокислотным составом обладают белки сои.

Использование белков сои функциональных эмульсионных продуктах позволит регулировать процессы эмульгирования, гелеобразования, сорбции жиров и воды.

На основании разработанного академиком Липатовым Н.Н. (Никита Николаевич Липатов (1950-2006), академик РАСХН) формализованного критерия аминокислотной сбалансированности белков, можно осуществить расчет аминокислотного состава белка при создании функциональных эмульсионных продуктов различного назначения.

Основным источником энергии являются жиры, служащие для построения клеток организмов и принимающие участие в процессах обмена, являющиеся витаминоносителями. Пищевая и биологическая ценность жира зависит от соотношения входящих в его состав жирных кислот, жирорастворимых витаминов. Так как ни одно из природных растительных масел не содержит биологически активные вещества в оптимальном соотношении, то при создании эмульсионных продуктов питания необходимо применять смеси растительных масел, например: соевого, подсолнечного и льняного.

В соответствии с разработанной академиком А.А. Покровским (академик АМН СССР) формулой сбалансированного питания соотношение между полиненасыщенными жирными кислотами, мононенасыщенными жирными кислотами и насыщенными должно составлять 1:6:3.

Углеводы также являются источником энергии, кроме того, принимают участие в водном и жировом обмене веществ. В связи с увеличением в последнее время в рационе питания применения простых углеводов, содержащихся, например, в сахаре, отрицательно влияющих на липидный и углеводный обмен, необходимо в состав функциональных эмульсионных продуктов включать углеводы, представляющие собой полисахариды и пищевые волокна.

Особое значение при производстве функциональных эмульсионных продуктов имеет степень их усвояемости, на которую заметное влияние оказывает структура, применяемых ингредиентов. Например, капиллярно-пористая структура пищевых волокон сои и пшеницы, характеризуется большой развитостью, что способствует заполнению пор компонентами рецептуры эмульсионного продукта. При поглощении тонко измельченной структуры соевых и пшеничных волокон эмульсионной смеси, образуется мягкая структура продукта с вкусовыми, ароматобразующими и цветовыми характеристиками применяемых ингредиентов.

Целесообразность витаминизации эмульсионных продуктов обусловлена не только повышением их физиологической ценности, но и влиянием витаминов на улучшение качественных показателей готового продукта. Например, добавление витамина С способствует интенсификации и стабилизации окраски эмульсии, предотвращает окисление жиров и микробиологическую порчу при хранении.

Введение в эмульсионный продукт минеральных веществ, иммуномодуляторов естественного происхождения будет оказывать различное биологическое воздействие в зависимости от функциональной направленности производимого продукта.