Поверхнево-активні речовини

Поверхнево-активні речовини (ПАР, емульгатори) — це речовини, здатні ад­сорбуватися на поверхні розподілу фаз і знижувати поверхневий натяг. Молеку­ли ПАР мають дипольну будову, тобто містять полярну групу з гідрофільними властивостями (гідрофільну, карбоксильну або іншу) і неполярну групу (ліпофільну), що здебільшого є вуглеводневим радикалом, рис. 14.3.

На поверхні розділу фаз жир — вода молекули ПАР гідрофільною групою обернені до поверхні води, а гідрофобною — до поверхні жиру.

Завдяки своїй будові ПАР розміщуються на по­верхні розподілу фаз і дозволяють регулювати власти­вості гетерогенних систем, до яких належить і тісто.

За хімічною природою харчові ПАР є похідними од­но- і багатоатомних спиртів, моно- і дисахаридів, структурними компонентами яких є залишки кислот різної будови. Це ефіри моно- і дигліцеридів диацетил-винної і жирних кислот — Е 472е, моно- і дигліцеридів оцтової та жирних кислот — Е 472а, моно- і дигліце­ридів молочної та жирних кислот — Е 472с та інші.

У тісті ПАР вступають у взаємодію з крохмальною фракцією борошна, білками клейковини, жировими

компонентами. При цьому утворюються складні комплексні сполуки, що й обу­мовлює покращання структурно-механічних властивостей тіста і якості хліба. За типом іоногенності ПАР ділять на три групи (рис. 14.4).

Аніоноактивні ПАР у водних розчинах дисоціюють на іони. Взаємодіючи з білковими речовинами борошна і тіста, аніоноактивні ПАР зміцнюють клейковину, підвищують її пружність і еластичність, зменшують гідра-

тацію, формують оптимальні структурно-механічні властивості м'якушки, їх ре­комендується застосовувати при роботі зі слабким або середнім за силою бо­рошном.

Одним з ефективних ПАР, що укріплює клейковину, є ефір моногліцеридів з диацетилвинною кислотою — ДВК-ефір. ДВК-ефіри рекомендується додавати у кількості 0,3-0,5 %, залежно від сили борошна.

Неіоногенні та амфолітні ПАР не дисоціюють у розчині.

До неіоногенних ПАР належать моно- і дигліцериди жирних кислот та їх суміші, прості ефіри багатоатомних спиртів та ін. ПАР, що використовуються у хлібопеченні, належать в основному до цієї групи. При їх застосуванні тісто і клейковина дещо послаблюються, збільшується розтяжність і еластичність ко-роткорваної та крихкої клейковини, а також її водопоглинальна здатність. Цей ефект можна пояснити утворенням додаткових ламінарних структур білкових прошарків. Внаслідок цього покращується газоутримувальна здатність тістових заготовок, збільшується об'єм хліба.

Амфолітні ПАР характеризуються змішаною іоногенною функцією (аніон- і катіонактивні). Сюди належать прості моно- і дигліцериди, фосфоліпіди рослин­ного та тваринного походження, лецитин, фосфатидні концентрати.

Фосфатидні концентрати, соєвий лецитин, взаємодіючи з білками тіста, знижують пружність клейковини, що сприяє збільшенню еластичності тіста, а от­же, і питомого об'єму хліба.

Фосфатиди є емульгаторами. Адсорбуючись на частинках борошна в тісті, вони сприяють їх зв'язку з водою. Про це свідчить те, що кращі результати одер­жані при введенні в тісто жиру і фосфатидних концентратів у вигляді емульсії з водою.

Для приготування тіста застосовують соняшникові та соєві фосфатидні кон­центрати, соєвий лецитин. В Україні одержано соняшниковий лецитин. Фосфа­тидні концентрати додають у тісто в кількості 0,6-0,8 % до маси борошна. При виробництві хлібобулочних виробів з пшеничного борошна з соєвим лецитином особливо помітно покращується еластичність і пористість м'якушки. Об'єм хліба збільшується на 5-20 %, поліпшується аромат і сповільнюється черствіння ви­робів.

ПАР уповільнюють клейстеризацію крохмалю, підвищують температуру клейстеризації, знижують міцність і уповільнюють старіння крохмального гелю, ослаблюють зв'язки між набухлими гранулами крохмалю внаслідок утворення комплексів з амілозою. При цьому знижується швидкість ретроградації крохма­лю в процесі зберігання виробів, сповільнюється черствіння хліба.

Застосування ПАР ефективне й у випадку виробництва хліба із збагачувача­ми (соєвим борошном, білковими ізолятами, знежиреним сухим молоком). ПАР усіх видів можна вносити в опару чи тісто у вигляді водної дисперсії, жиро-вод-ної емульсії чи розплаву з жиром.

Посилена механічна обробка тіста підвищує ефективність застосування всіх видів ПАР. У хлібопеченні можуть застосовуватись лише ПАР, абсолютно нешкідливі для людського організму, такі, що одержали схвалення державних органів охорони здоров'я і санітарно-гігієнічного нагляду.

ПАР входять до складу низки комплексних поліпшувачів якості хліба. Допус­тима добова доза надходження в організм людини ефірів моно- і дигліцеридів жирних і диацетилвинної кислот — 50 мг/кг маси тіла. Всесвітньо відома фірма Danisko cultor (Данія) поставляє такі ПАР-емульгатори, як Panodan Datem і дис-тильовані моногліцериди Dimodan. Моногліцериди запобігають рекристалізації амілози внаслідок утворення нерозчинних амілозо-моногліцеридних комплексів і взаємодіють з пектином, перешкоджаючи таким чином процесу ретроградації.