Вещества, регулирующие консистенцию продуктов

К этой группе добавок относят:

эмульгаторы (emulsifiers, emulsifying agents);

пенообразователи (foaming agents, foamers);

загустители (thickening agents);

гелеобразователи (желеобразователи или желирующие вещества) (gelling agents);

стабилизаторы (stabilizers);

наполнители (bulking agents).

Широко применяются стабилизационные системы, состоящие из комплекса компонентов: эмульгатора, стабилизатора и загустителя.

Действие этих веществ направлено на создание необходимых или изменение существующих реологических свойств пищевых продуктов. Это позволяет расширять ассортимент эмульсионной и гелевой продукции — маргаринов, майонезов, соусов, пастилы, зефира, мармелада и др.

Вещества, регулирующие консистенцию продуктов, могут быть природного происхождения или получены путем химического синтеза.

Эмульгаторы. Вещества, способные образовывать и стабилизировать эмульсию. Они обеспечивают возможность создания и сохранения дисперсии двух или более несмешивающихся веществ.

Впервые в качестве эмульгаторов стали использовать камеди, сапонины, лецитин и другие натуральные вещества. В настоящее время список эмульгаторов расширился главным образом за счет синтезированных препаратов.

Эмульгирующая способность рассматриваемой группы веществ связана с их поверхностно-активными свойствами, поэтому термин «эмульгатор» можно рассматривать как синоним терминов «эмульгирующий агент» и «поверхностно-активное вещество» (ПАВ).

Основная область применения эмульгаторов и стабилизаторов — масложировая промышленность. Так, для приготовления жиров, используемых в хлебопечении и кондитерском производстве, разрешены эмульгаторы: Т-1 — моно- и диглицериды жирных кислот; Т-2 — продукт этерификации полиглицерина насыщенными жирными кислотами (С16 и С18). Их добавляют в количестве не более 2000 мг на 1 кг продукта. Для этих соединений ДСД составляет 125 мг на 1 кг массы тела человека.

Наряду с основной функцией эмульгаторы используют для равномерного распределения в воде жирорастворимых веществ и соединений: ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов пряностей и т.д.

Пенообразователи. Эмульгаторы, обеспечивающие равномерную диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты. В результате этого процесса образуются пены и газовые эмульсии.

В настоящее время используемые пенообразователи подразделяют на два основных типа:

истинно растворимые низкомолекулярные поверхностно-активные вещества;

коллоидные поверхностно-активные вещества, белки и некоторые другие природные высокомолекулярные соединения.

Эти добавки разрешены к применению и широко используются в производстве кондитерских изделий, взбитых десертов, молочных коктейлей и пива. Они постоянно пополняются новыми высокоэффективными веществами.

Загустители. Вещества, используемые для повышения вязкости продукта. Механизм их действия заключается в том, что макромолекулы этих добавок содержат гидрофильные группы, которые связывают воду в пищевых системах, изменяя консистенцию, в частности, они повышают вязкость продукта.

Загустители бывают натуральные и синтетические. К натуральным относятся загустители животного (желатин) и растительного (пектин, камеди, агароиды) происхождения. К синтетическим — водорастворимые поливиниловые спирты и их эфиры, а также целый ряд других соединений.

В нашей стране в качестве загустителей широко применяются целлюлоза, желатин, пектин, метилцеллюлоза. За рубежом используют различные виды модифицированной целлюлозы: гид-роксипронилцеллюлозу, гидроксипронилметилцеллюлозу, метил-целлюлозу, этилцеллюлозу, карбоксиметилнатрийцеллюлозу. Для

этих соединений ДСД не должна превышать 30 мг на 1 кг массы тела человека. Во многих странах также применяют амидированный пектин, у которого часть свободных карбоксильных групп превращена в амиды: ДСД составляет 25 мг на 1 кг массы тела человека.

Рассмотрим характеристику пектинов, крахмалов и их применение.

Пектины. Они используются в пищевой промышленности и общественном питании как студнеобразователи (при производстве кондитерских изделий, джемов, фруктовых напитков, соков, молочных продуктов и т.д.). В последнее время пектины широко применяются в производстве детского, диетического и лечебно-профилактического питания, поскольку некоторые их формы обладают способностью связывать и выводить из организма отдельные токсичные вещества.

В настоящее время на потребительском рынке реализуется большая группа пищевых продуктов, выпускаемых с использованием пектинов.

Пектины получают из свекловичного жома, яблочных выжимок, кожуры цитрусовых, корзинок подсолнечника, клубней топинамбура, некоторых отходов сельскохозяйственного производства. Мировое производство пектина составляет 20... 22 тыс. т в год и продолжает увеличиваться в соответствии с растущим спросом потребителя.

Лидером по производству пектинов является фирма «Хербст-райт унд Фокс КГ» (Германия). Она выпускает более 100 сортов высоко-, средне- и низкоэтерифицированных классических пектинов, а также группу комбинированных пектинов с особыми свойствами согласно пожеланиям заказчика. Специалистами фирмы разработана и на международном рынке успешно реализуется лечебно-профилактическая добавка к пище «Медетопект», которая содержит пектиновые продукты, обладающие хорошей связывающей способностью по отношению к тяжелым металлам и их радионуклидам. Продукт способен уменьшать содержание холестерина, улучшать пищеварение, может быть использован в разгрузочных диетах и для снижения избыточного веса.

Некоторые пектины, производимые этой немецкой фирмой, характеризуются разделяющей способностью. В частности, образцы Classic AM-201 и Classic CM-201 с высоким содержанием ме-токсилированных карбоксильных групп обладают способностью к фракционированию обезжиренного молока с получением молочно-белковых концентратов. Последние имеют определенный состав, функциональные свойства и успешно применяются в технологии производства молока «Био-Тон». В настоящее время разработана документация на промышленный выпуск более 20 основных видов такой продукции: творожные изделия, белково-жиро-

вые продукты, казеин и сухие молочные концентраты, кисломолочные напитки, мороженое, суфле, диетические и другие изделия специального назначения. Пектин Classic AM-901 не оказывает подобного действия. При смешивании с молоком этот полисахарид образует вязкую гелеобразную массу, стабильную во времени. Он имеет низкую степень этерификации и точно установленную чувствительность к ионам кальция молока, активно взаимодействует с ними и образует гель.

Крахмалы. Эти продукты традиционно применялись как загустители. В настоящее время область их использования существенно расширилась благодаря созданию модифицированных крахмалов (МК), т.е. крахмалов с направленно измененными свойствами. Их получают физической, химической или комбинированной обработкой.

Ежегодное производство МК составляет в США 700, Японии 200 тыс. т. В России производят около 10 видов МК в сравнительно небольших количествах.

Модификация повышает студнеобразующую, загущающую и эмульгирующую способность крахмалов, обеспечивает использование в производстве различных пищевых продуктов, блюд и кулинарных изделий, в том числе при замораживании-оттаивании и тепловой обработке.

Модифицированные крахмалы, полученные путем расщепления (окисления) крахмала перманганатом калия, пероксидом водорода или другими окислителями, применяют в производстве желейных кондитерских изделий, мороженого, для улучшения качества хлеба. При расщеплении кислотой получают аминопекти-новый крахмал, который служит основой кровезаменителя «Волекам» и для других продуктов детского и лечебного питания.

Созданы новые виды набухающих МК для кондитерской, хлебопекарной промышленности, производства сухих смесей, мороженого, детского и лечебно-профилактического питания, десертов быстрого приготовления. Специальные виды МК с повышенным содержанием ионов железа, кальция, фосфора и сбалансированным аминокислотным составом применяются в производстве лечебно-профилактических продуктов. Новые виды фосфатного крахмала используются для загущения и стабилизации фруктовых пюре. Карбоксиметилкрахмалы широко применяются в качестве стабилизаторов и эмульгаторов системы белок—жир —вода. Они применяются в производстве низкожирных масел, майонезов, соусов и т. п. Способность МК образовывать прочные эластичные пленки создает перспективы в изготовлении пищевых перевариваемых пленок и покрытий.

В сельском хозяйстве МК используются как активные гелеобразователи при покрытии семян, удерживающих на их поверхности удобрения и фунгициды.

Производство МК осуществляется из традиционного (картофель, кукуруза) и нетрадиционного (горох, сорго, пшеница и др.) сырья. При выборе крахмала для того или иного технологического процесса необходимо учитывать химический состав и структурно-механические свойства продукта, особенности его производства (температурные параметры, рН, продолжительность механического воздействия), хранения и реализации (замораживание-оттаивание; вакуум-упаковку и т.д.).

К загустителям, которые не разрешены к применению, относятся тамариндовая камедь, курдлан, декстраны, хитин.

Гелеобразователи (желеобразователи, или желирующие вещества). Они предназначены для образования гелей — дисперсионных, двух- и более компонентных пищевых систем, где дисперсионной средой является вода, дисперсной фазой — гелеобразова-тель. Гелеобразователи от эмульгаторов отличаются тем, что в их молекулах отсутствуют липофильные и гидрофильные группы.

Гелеобразователи бывают животного (желатин) и растительного (полисахариды) происхождения. Желатин получают из коллагена, содержащегося в костях, хрящах и сухожилиях убойных животных. В группу растительных гелеобразователей входят пектины, камеди, модифицированные целлюлозы, крахмалы, полисахариды морских растений и др.

Структура и прочность пищевых гелей могут сильно различаться в зависимости от химического состава пищевого продукта и природы самого геля. Отсюда различными являются и механизмы желирования пищевых систем.

Например, способность к желированию у низкоэтерифициро-ванных пектинов в существенной степени зависит от содержания катионов кальция и не зависит от сухих веществ и значения рН. При недостатке кальция гель не образуется, при избытке — может выпадать в осадок (быть склонным к синерезису).

В практике производства пищевых продуктов применяются несколько гелеобразователей различного происхождения. Это обеспечивает усиление технологической функции и экономию препаратов. Приоритетным является использование натуральных гелеобразователей, например каррагинанов — природных полисахаридов из красных морских водорослей. Они представляют собой смесь гидроколлоидов, состоящих из калиевых, натриевых, магниевых и кальциевых сульфатных сложных эфиров галактозы. Свое название они получили от ирландского слова «каррайгин» («мох утеса»), поэтому водоросли также называют «ирландский мох».

Различают несколько типов каррагинанов в зависимости от количества и положения сульфогрупп.

Отличительными товароведными свойствами каррагинанов являются:

высокая водосвязывающая способность (до 25 частей воды на единицу собственной массы);

отсутствие запаха;

хорошее совмещение с другими ингредиентами;

выдерживание высокой температуры стерилизации;

способность стабилизировать консистенцию и увеличивать вязкость готового продукта.

В промышленности применяют три типа каррагинанов, которые дают различные по свойствам гели: к-каррагинан — жесткий и ломкий гель в присутствии ионов калия; i-каррагинан — эластичный и упругий гель; А,-каррагинан — не обладает самостоятельной способностью к желированию.

Учитывая эти свойства, каррагинаны используют в различных соотношениях друг с другом, а также с другими желирующими и стабилизирующими агентами. Это дает возможность получать смесь различного функционального назначения с индивидуальными свойствами.

В настоящее время рынок этой продукции представлен следующими торговыми марками:

«Лиангель» — желирующая и влагоудерживающая добавка в производстве мясопродуктов (ветчины, мяса в желе, фаршевых изделий и др.);

«Сатижель» — стабилизатор в производстве шоколадного молока;

«Кларигум» — стабилизатор пива (предотвращает различные виды помутнений, улучшает характеристики пены).

Из последних разработок можно отметить желирующую добавку «Фиброжель LAB 1915» (фирма CNI, Франция), представляющую смесь стандартизированных хлопковых волокон, крахмала и каррагинина.