Учебно-методический комплекс дисциплины «Пищевые концентраты и добавки продукции переработки» (стр. 13 )

По химической природе они относятся к производным одноатомных и многоатомных спиртов, моно - и дисахаридов, структурными компонентами которых являются остатки кислот различного строения. Применяемые в пищевой промышленности ПАВ - это не индивидуальные вещества, а многокомпонентные смеси. Химическое название препарата при этом соответствует лишь основной части продукта. В зависимости от особенностей химической природы эмульгатора они могут иметь смежные технологические функции, например функции стабилизаторов или антиоксидантов. По тем же причинам пищевые добавки других функциональных классов могут проявлять в пищевых системах эмульгирующую способность, К добавкам, способным проявлять эмульгирующие свойства, относятся: краситель Е181 (танины пищевые); загустители Е405 (пропиленгликоль альгинат), Е461 - Е466 (производные целлюлозы с простой эфирной связью), подсластители Е420 (сорбит), Е967 (ксилит), пеногаситель Е900 (полидиметилсилоксан).

В отдельный функциональный класс выделены эмульгирующие соли — пищевые добавки, основная технологическая функция которых также связана с образованием и стабилизацией дисперсных систем, состоящих из двух или более несмешивающихся фаз, путем снижения межфазного поверхностного натяжения. К этому функциональному классу относятся: цитраты натрия Е331i-iii, цитраты калия Е332i-iii, тартраты натрия Е335i-ii, тартраты калия Е336i-ii; соли-плавители и комплексообразователи: фосфаты натрия Е339i-iii, фосфаты калия Е340i-iii, пирофосфаты Е450, Е452 применение которых, например, при изготовлении плавленых сыров, позволяет предупредить отделение жира благодаря взаимодействию молекул эмульгирующей соли с белковыми молекулами сырной массы

Общим свойством, объединяющим эмульгаторы и отличающим их от пищевых добавок других классов, является поверхностная активность, характерная для органических молекул дифильного строения, с выраженными гидрофильной и гидрофобной частями. Молекулы основных эмульгаторов пищевого назначения имеют одинаковую гидрофобную (липофильную) часть, представленную ацилами высших жирных кислот, и отличаются природой (строением) гидрофильной части молекул. Липофильная (гидрофобная) часть эмульгаторов обусловливает различия в поверхностно-активных свойствах. ДСД для эмульгаторов составляет 20-50 мг/кг массы тела человека.

Основные технологические функции эмульгаторов в пищевых продуктах:

- Диспергирование, в частности эмульгирование и пенообразование. ПАВы способны снижать поверхностную энергию на границе раздела фаз с образованием устойчивых дисперсных систем. Функция эмульгаторов используется в производстве маргарина, соусов, майонеза, шоколадных напитков.

- Комплексообразование с крахмалом. Взаимодействие эмульгаторов с крахмалом важно для замедления процесса черствения хлеба и хлебобулочных изделий, для снижения клейкости продуктов, улучшения консистенции и однородности продуктов.

- Взаимодейсвие с белками. Взаимодействие эмульгаторов с белками позволяет улучшить структуру продуктов (объем хлеба).

- Изменение вязкости. Эмульгаторы, добавленные в продукты, содержащие сахар, диспергированный в жире, способны снижать вязкость таких продуктов (производство шоколада)

- Модификация кристаллов. Эмульгаторы способны влиять на размер и скорость роста кристаллов жира в производстве маргарина, шоколада, сахара, поваренной соли.

- Смачивание и смазывание. В этом случае эмульгаторы снижают межфазовое натяжение между жидкостью и поверхностью твердых частиц, что обеспечивает быстрое и равномерное распределение жидкости по поверхности твердых частиц. Это свойство применяется в производстве завтраков быстрого приготовления.

3 Стабилизаторы

К группе пищевых стабилизаторов относят вещества, которые стабилизируют гомогенность продуктов, состоящих из двух и более несмешивающихся веществ, или улучшающих степень гомогенизации продуктов. В эту группу включены: ацетат кальция Е263, глицерофосфат кальция Е383, жирные кислоты Е570, триэтилцитрат Е1505, целлюлоза Е460, производные целлюлозы Е461-667 и др. Принцип их действия аналогичен действию эмульгаторов, но стабилизаторы отличаются пониженной поверхностной активностью. По своему поведению стабилизаторы занимают промежуточное положение между эмульгаторами и загустителями. Эффект стабилизации может быть достигнет как за счет адсорбции молекул на межфазных границах, так и за счет повышения вязкости дисперсионной среды. Стабилизаторы часто проявляют функции эмульгаторов, загустителей, комплексообразователей. Стабилизаторы применяют в производстве напитков, растительных масел и кулинарных жиров. ПДК стабилизаторов составляет 0,2-1,25 г/кг продукта.

ЛЕКЦИЯ № 6

ТЕМА: «ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ

И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ»

План лекции:

1 Пенообразователи

2 Вещества, препятствующие слеживанию и комкованию

3 Регуляторы рН пищевых систем

1 Пенообразователи

К пенообразователям отнесены вещества, обеспечивающие равномерную диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые системы, при этом образуются пены и газовые эмульсии. Пены это концентрированные дисперсные системы, состоящие из газовой дисперсной фазы и жидкой или твердой дисперсной среды. Газовые эмульсии представляют собой разбавленные системы с небольшим содержанием пузырьков в жидкости и низкой концентрацией дисперсной фазы.

Пена разрушается в результате утончения, а затем и прорыва слоя жидкости между газовыми пузырьками и коалесценция или слияние газовых пузырьков. При увеличении размера газовых пузырьков изменяется структура раздела фаз, пена быстро разрушается.

Разрушение газовой эмульсии связано с процессом обратной диссимиляции - всплытием пузырьков газа из объема жидкой дисперсионной среды на ее поверхность.

Для получения пен высокой устойчивости в продукты вводят пенообразователи, которые разделяют на два типа:

- истинно растворимые (низкомолекулярные);

- коллоидные ПАВ, белки и другие высокомолекулярные соединения.

При образовании пены в присутствии ПАВ адсорбционный слой ПАВ изменяет структуру поверхности межфазовой границы, повышая механическую прочность и препятствуя утончению пленок пены. Таким образом, время существования пены увеличивается. В присутствии пенообразователей первого рода (низкомолекулярные ПАВ) устойчивость пен повышается пропорционально концентрации ПАВ. Но такие пены быстро разрушаются. При использовании пенообразователей второго рода (высокомолекулярные ПАВ) при увеличении концентрации повышается прочность структуры пены, время существования которой может составить десятки минут.

Пенообразование в пищевых системах может происходить диспергационным или конденсационным способом. Диспергирование происходит за счет перемешивания, встряхивания, взбивания, барботажа струи газа через жидкость. Этот процесс интенсифицируется в присутствии пенообразователей, растворенных в жидкой дисперсионной среде, а также при нагревании и снижении давления. Конденсационный способ основан на пересыщении дисперсионной среды газом в результате химических реакций или микробиологических процессов, которые сопровождаются выделением газа.

Примерами пищевых пен служат продукты: хлеб, имеющий твердый тип пены, образовавшийся в результате брожения; взбивные кондитерские изделия (зефир), имеющие твердый тип пены, образовавшейся в результате диспергирования воздухом. К пищевым пенам относятся пиво и игристые вина, имеющие жидкую пену, образовавшуюся в результате процесса брожения; газированные напитки, имеющие жидкую пену, образовавшуюся в результате диспергирования диоксида углерода в водные растворы.

Функции пенообразователей выполняют четыре добавки: метилэтилцеллюлоза Е465, жирные кислоты Е570, квиллайи экстракт Е999, триэтилцитрат Е1505.

2 Вещества, препятствующие слеживанию и комкованию

К этому классу пищевых добавок относятся вещества, которые вводят в готовые порошкообразные или кристаллические продукты для предотвращения слеживания, комкования или агломерации их частиц.

Порошкообразные продукты (мука, сухое молоко, сахарная пудра и др.), как и другие порошки, являются двухфазными системами, в которых твердые частицы дисперсной фазы распределены в газовой (воздушной) дисперсионной среде и характеризуются высокой межфазной поверхностью. Наличие этой поверхности обусловливает важнейшие технологические свойства порошков, к которым относятся: сыпучесть, определяемая величиной, обратной вязкости; уплотняемость, характеризуемая изменением объема порошка под действием динамической нагрузки; слеживаемость в процессе хранения, связанная с образованием структур, прочность которых превышает первоначальную.

В основе слеживания и комкования порошков лежат процессы структурообразования, обусловленные самопроизвольным соединением частиц дисперсной фазы в пространственные структуры. Можно выделить две основные причины, лежащие в основе такого самопроизвольного соединения частиц в порошкообразных продуктах. Первой причиной слеживания и комкования водорастворимых порошков, например сахарной пудры, является возникновение мостиков срастания между частицами порошка вследствие его увлажнения при длительном хранении на воздухе, второй — увеличение площади контакта между частицами за счет деформации под действием массы вышележащих слоев. Слеживание и комкование порошкообразных пищевых продуктов приводят к снижению сыпучести и ухудшению их потребительских свойств, а в экстремальном случае — к полной потере качества порошка. Для обеспечения необходимой сыпучести пищевых порошков на протяжении всего установленного срока хранения в них вводят твердые высокодисперсные нерастворимые в воде добавки, поглощающие влагу или препятствующие увеличению площади контакта между частицами. Для предотвращения слеживания гигроскопичных порошков применяют также гидрофобизацию поверхности частиц с помощью поверхностно-активных веществ. Молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности твердых частиц, покрывают их тонкой пленкой, что создает барьер для влаги, провоцирующей слеживание и образование комков.

По химической природе подавляющее большинство добавок этого функционального класса относится к неорганическим соединениям минерального происхождения. Основную группу составляют силикаты и алюмосиликаты щелочных, щелочноземельных и других сходных по некоторым свойствам металлов (калия, натрия, кальция, алюминия и цинка).