Пищевые добавки регулирующие консистенцию

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.

Использование этой добавки в производстве мясопродуктов дает возможность снизить потери при термообработке и хранении, увеличить выход и улучшить консистенцию, а также снизить себестоимость продукции.

Как и другие пищевые добавки, гелеобразователи при определенных условиях способны иметь иные свойства: стабилизировать эмульсии, пену, могут быть средством для обработки виноматериалов.

В России гелеобразователь Е 408 — гликан пекарских дрожжей — не разрешен к применению в производстве пищевых продуктов.

Стабилизаторы. Они выполняют функцию стабилизации или улучшения степени гомогенизации пищевой системы, состоящей из двух или более несмешивающихся веществ.

Смежные технологические функции стабилизаторов выполняют многие загустители, гелеобразователи, уплотнители, влагоудерживающие агенты, а также стабилизаторы пены и замутнения.

Применение стабилизаторов можно рассмотреть на примере непрозрачных безалкогольных напитков, спрос на которые постоянно увеличивается.

Наибольшую перспективу имеют два направления:

использование натуральных коллоидных систем, состоящих из плодово-ягодных соков и(или) натуральных полисахаридов (пектинов, клетчатки и др.);

применение искусственных замутнителей с добавлением стабилизаторов, ароматических масел или эссенций.

Замутнители представляют собой коллоидную систему типа эмульсии масла в воде или суспензии. Эмульсионные замутнители применяют в готовых для употребления напитках, суспензионные — при производстве порошкообразных смесей для напитков.

Среди эмульсионных замутнителей наибольшее распространение получили эмульгированные в растворе стабилизатора различные липиды, среди которых предпочтение отдают эфирным маслам, или их смеси с растительными маслами. В этом случае получают замутнители с ярко выраженным ароматом плодов и ягод. Они наиболее перспективны, достаточно полно передают органолептические свойства натуральных соков и обеспечивают их коллоидную стойкость в течение нескольких месяцев.

Суспензионные замутнители — коллоидные растворы стабилизированных тонкодисперсных порошков различных инертных и нерастворимых в воде веществ. В качестве последних применяют диоксид титана, цитрусовые корки, альбедо и семена цитрусовых плодов, тонко измельченную плодовую мякоть. Широко используются замутнители, полученные из молока.

Наряду с созданием эмульсий и суспензий на базе неорганических веществ и полимеров глюкозы замутнители получают с использованием высокомолекулярных веществ растительного и животного происхождения. В настоящее время испытано и запатентовано огромное количество таких веществ, соединений и натуральных продуктов.

В любом случае стабилизатор должен быть нетоксичен, нейтрален, способен придать напитку равномерную замутненность без перемешивания в течение длительного времени.

Среди новинок рынка стабилизаторов можно отметить фримульсионы ЕР, Е 057 и ВМ 40 (Италия), созданные на основе растительных камедей (гуаровой, ксантановой, рожкового дерева). Добавки позволяют производить майонезы, кетчупы и соусы с пониженным содержанием жира и томат-пасты, увеличить устойчивость пищевых эмульсий, улучшить и сохранить консистенцию продукта на протяжении длительного времени, что является одной из важных товароведных характеристик.

Стабилизаторы «Лигомм AVS» (Франция) и «Гриндстед SB» 251 (Дания) представляют собой смесь желатина, пектина и мо

инфицированного крахмала. Они хорошо зарекомендовали себя в производстве кисломолочной продукции с пониженным содержанием жира, в частности, обеспечивают повышение вязкости и улучшение консистенции, уменьшают тенденцию к синерезису, увеличивают срок хранения кисломолочной продукции без расслоения, позволяют получить высококачественный продукт из молока с низким содержанием белка.

Стабилизационные системы. Они состоят из комплекса компонентов: эмульгатора, стабилизатора и загустителя, качественный и количественный состав которых подбирают в зависимости от назначения продукта, условий его производства, хранения и реализации.

Стабилизационные системы широко используют в странах ЕС при изготовлении первых и вторых консервированных блюд, которые доминируют в системе общественного питания и розничной торговле. К таким блюдам относят:

супы (сухие, консервированные, замороженные);

соусы (майонезы, холландейзы, красные томатные соусы и др.);

бульонные продукты, специи, ряд других готовых консервированных блюд (в том числе макаронных) с соусом и мясом.

Производство супов и соусов продолжает увеличиваться в большинстве стран Европы, Америки и Азии.

Применение стабилизационных систем обеспечивает устойчивость продукта, способность переносить режимы тепловой обработки, транспортирования и хранения.

Наполнители. Инертные вещества, не имеющие как пищевую так и энергетическую ценность. Эти свойства позволяют их использовать, во-первых, для компенсации потери массы и объема в продуктах диетического назначения (с низким содержанием жира, углеводов, других нутриентов и калорий). Во-вторых, наполнители применяются в качестве основы при производстве таблетированных продуктов питания (быстрорастворимые сухие напитки, подсластители и др.), а также традиционных продуктов кондитерской, масложировой, хлебопекарной и других отраслей пищевой промышленности.

Среди наполнителей, разрешенных к применению, на практике широко используются крахмалы, сахароза и различные виды целлюлозы. Традиционно используются такие простые наполнители, как вода и воздух, при условии дополнительного внесения в пищевой продукт эмульгаторов и загустителей.