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 №
