Вещества, регулирующие консистенцию продуктов

К этой группе добавок относят: эмульгаторы, пенообразователи, загустители, гелеобразователи, стабилизаторы, наполнители.

Действие этих веществ направлено на создание необходимых и изменение существующих реологических свойств пищевых продуктов, что позволяет расширять ассортимент продукции эмульсионной и гелевой природы-маргарины, майонезы, зефир, пастила и др.

Вещества, регулирующие консистенцию продуктов, могут быть природного происхождения или полученные путем химического синтеза. В современной пищевой технологии используются их индивидуальные соединения, смеси и стабилизационные системы, включающие несколько компонентов различного функционального действия.

Эмульгаторы- вещества, способные образовывать и стабилизировать эмульсию, что обеспечивает возможность, создания и сохранения дисперсии двух или более несмешивающихся веществ.

Поначалу в качестве эмульгаторов использовали камеди, сапонины, лецитин, другие вещества. В настоящее время список эмульгаторов расширился, главным образом за счет синтезированных препаратов.

Основная область применения эмульгаторов - масложировая промышленность. Для приготовления жиров, используемых в хлебопечении и кондитерском производстве, разрешены эмульгаторы Т-1 и Т-2.

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 используется два основных типа пенообразователей:

-истинно растворимые низкомолекулярные ПАВ;

- коллоидные ПАВ, белки и некоторые другие природные высокомолекулярные соединения.

Список добавок, разрешенных к применению в производстве кондитерских изделий, взбитых десертов, молочных коктейлей, пива, довольно широк и постоянно пополняется 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 тем самым консистенцию, в частности повышают вязкость продукта.

Различают загустители натуральные и синтетические. К натуральным загустителям животного происхождения относят желатин, растительного- пектин, камеди, агароиды; среди синтетических загустителей –водорастворимые поливиниловые спирты и их эфиры, а также целый ряд соединений.

В нашей стране в качестве загустителей наиболее широкое применение находят желатин, пектин, метилцеллюлоза. Получают пектины из свекловичного жома, яблочных выжимок, кожуры цитрусовых, корзинок подсолнечника, клубней топинамбура.

Крахмалы. Традиционно применялись как загустители, в настоящее время область их использования существенно расширилась благодаря созданию модифицированных крахмалов (МК). МК - крахмалы с направленно измененными свойствами, их получают путем физической, химической или комбинированной обработки.

Модификация крахмалов повышает их студнеобразующую, загущающую и эмульгирующую способность, благодаря чему МК широко используется в производстве различных пищевых продуктов, блюд и кулинарных изделий.

Мк, получают путем расщепления (окисления) крахмала перманганатом калия, перекисью водорода или другими окислителями, применяют в производстве желейных кондитерских изделий, мороженного, для улучшения качества хлеба.

Гелеобразователи (желеобразователи, или желирующие вещества) предназначены для образования гелей - дисперсионных, двух - и многокомпонентных пищевых систем, в которых дисперсионный средой является вода, а дисперсной фазой – гелеобразователь. От эмульгаторов отличаются тем, что в их молекулах отсутствуют липо - и гидрофильные группы.

Гелеобразователи бывают животного (желатин) и растительного (полисахариды) происхождения. В практике производства пищевых продуктов часто применяют одновременно несколько гелеобразователей различной природы, что обеспечивает усиление технологической функции и экономию препаратов.

Стабилизаторы - это вещества, которые обеспечивают устойчивость эмульсий, дисперсий, суспензий, выполняют функции водосвязывания, загущения, придания специальных реологических свойств. В пищевом производстве используются для стабилизации мороженого, маргарина, майонеза, кетчупа и многих других пищевых продуктов.

Ассортимент стабилизаторов достаточно обширен, включает натуральные и синтетические препараты, относящиеся к разным классам веществ.

Замутнители. Представляют собой коллоидную систему типа эмульсии «масло в воде» или суспензии.

Замутнители характеризуются термодинамической неустойчивостью, подтверждены влиянию разнообразных внешних воздействий: света, тепла, сильного встряхивания и вибрации, иного состава воды и сырья, поэтому при их изготовлении используют стабилизаторы. Эмульсионные Замутнители применяются в готовых для употребления напитках, суспензии-при производстве порошкообразных смесей.

Наполнители - инертные вещества, не имеющие пищевой ценности, используются для компенсации потерь массы и объема в различного рода продуктах диетического назначения. Наполнители также используются в качестве основы при производстве таблетированных продуктах питания (быстрорастворимые сухие напитки, подсластители и др.) и традиционных продуктов кондитерской, маложировой, хлебопекарной, других отраслей пищевой промышленности.
Вещества, способствующие увеличению сроков годности.

Консерванты. Применение химических консервантов в пищевой промышленности направлено на предотвращение развития микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов. Они должны обеспечивать длительное хранение пищевой продукции, не оказывая отрицательного влияния на органолептические свойства, пищевую ценность и здоровье потребителя. Эффективность действия этих консервантов зависит от их концентрации, pH среды, качественного состава микрофлоры.

Наиболее распространенными консервантами являются соединения серы: сульфит натрия безводный, метабисульфат натрия, кислый сульфат натрия или гидросульфат натрия. Они хорошо растворимы в воде и выделяют сернистый ангидрид, которым и обусловлено их антимикробное действие. Соединения серы подавляют главным образом рост плесневых грибов, дрожжей и аэробных бактерий. В кислой среде этот эффект усиливается. Большая концентрация соединений серы может вызвать у потребителя сульфитированных продуктов токсические явления.

Сорбиновая кислота проявляет в основном фунгистатическое действие. Поскольку антимикробные свойства сорбиновой кислоты мало зависят от величины pH, она широко используется при консервировании фруктовых, овощных, яичных, мучных изделий, мясных, рыбных продуктов, маргарина, сыров, вина. Сорбиновая кислота малотоксична и в организме человека легко метаболизируется.

Бензойная кислота и ее соли (бензоаты) подавляют рост дрожжей и маслянокислых бактерий. Антимикробное действие основано на способности ингибировать ферменты, осуществляющие окислительно-восстановительные реакции. Бензойная кислота практически не накапливается в организме, однако в больших концентрациях возможно проявление токсических свойств.

Пропионовая кислота является промежуточным звеном цикла Кребса, обеспечивающего биологического окисление белков, жиров и углеводов. Пропионовая кислота и ее соли (пропионаты) подавляют развитие плесневых грибов. Они малотаксичны для организма человека.

Салициловая кислота и ее соли (салицилаты) в настоящее время запрещены для использования в качестве пищевой добавки, обусловлено их токсичностью.

Нафтохиноны обладают высокой антимикробной активностью в отношении дрожжей и находят применение для стабилизации безалкогольных напитков. Наибольшее распространение получили юглон и плюмбагин. Малотаксичны, имеют 100-кратный порог безопасности.

Антиокислители (антиоксиданты). Пищевые добавки, которые используются для предотвращения окислительной порчи. В основе их действия лежит ингибирование реакций окисления пищевых компонентов.

Антиоксиданты подразделяются на 2 группы - природные и синтетические.

В группу природных антиоксидантов входят токоферолы (витамин Е), аскорбиновая кислота (витамин С), флавоны, эфиры галловой кислоты, и др.

К синтетическим антиоксидантам относятся бутилоксианизол (БОА), бутилокситолуол (БОТ), додецилгаллет (ДГ) и др. Они тормозят процесс окисления путем взаимодействия с пероксидными радикалами или вступают в синергическое взаимодействие с природными антиоксидантами или фосфолипидами.

Стабилизаторы пены - пищевые добавки, предотвращающие оседание пены. Основная область применения – жидкие взбитые продукты, кондитерские изделия, пиво, мороженое.

Стабилизаторы пены, не имеющие разрешения к применению в Российской Федерации: Е408 гликан пекарских дрожжей, тамариндовая камедь.

Стабилизаторы замутнения применяются для сокращения во взвешенном состоянии мелкодисперсных частиц замутненных жидких продуктов (соки с мякотью, шоколадное молоко, др. напитки на основе натурального сырья).

Вещества, ускоряющие и облегчающие ведение технологических процессов.

Регуляторы кислотности (регуляторы pH пищевых систем) через изменений значений pH решают следующие технологические задачи:

- формируют заданные реологические свойства продукта;

- действуют на эффективность эмульгаторов, стабилизаторов, загустителей, других пищевых добавок;

- влияют на основные коллоидные свойства, обуславливающие формирование консистенции.

Пеногасители и антивспенивающие агенты предназначены для разрушения пены, образование которой на определенных этапах технологического процесса может вызвать серьезные проблемы и ухудшить качество конечного продукта. В частности, активное пенообразование мешает фильтрованию, центрифугированию, выпариванию, дозированию, перекачке и розливу.

Все разрешенные пищевые добавки этого класса нерастворимы в жидкости относят: жирные спирты, полисилоксаны, природные жиры и масла, полигликоли, моно - и диглицериды, полисорбаты, сложные эфиры сорбитана и жирных кислот.

Эмульгирующие соли. Не являются эмульгаторами, однако участвуют в образовании эмульсии путем взаимодействия с белковыми молекулами субстрата.

Помимо солей фосфорной кислоты в качестве эмульгирующих агентов разрешены к применению в производстве молочных и мясных продуктов соли молочной, лимонной кислот и ряд других соединений, обладающих индивидуальными свойствами.

Разрыхлители. Добавляют в муку или тесто для увеличения объема хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Эффект разрыхлителя достигается за счет выделения разрыхлителями газа, главным образом углекислого.

К разрыхлителям относят хлебопекарные дрожжи и различные химические соединения: карбонаты, дигидрофосфаты, алюмофосфаты натрия, калия, кальция, аммония. Химические разрыхлители находят более широкое применение. В отличие от дрожжей, жизнедеятельность которых связана с определенной температурой и продолжительностью брожения, они не требуют каких-либо специальных условий и параметров.

Катализаторы гидролиза -вещества, катализирующие распад белков и углеводов до составляющих их монокомпонентов. Продукты гидролиза применяют для различных целей в технологии производства пищевых продуктов.

Вещества, облегчающие фильтрование (осветлители, адсорбенты, флокулянты)- инертные нерастворимые вещества, способные:

-облегчить или улучшить отделение твердых частиц от жидкостей или газов;

- ускорять удаление нежелательных замутняющих компонентов из жидкостей, в частности, напитков, которые длительное время должны оставаться прозрачными;

- придавать фильтрующему слою необходимую прочность и регулировать размер пор;

- разрыхлять осадок, образующийся на фильтре, и уменьшить забивание пор фильтра.

Осветлители. В зависимости от вида осветлителя принцип действия связан либо с адсорбцией, либо с коагуляцией, либо с образованием труднорастворимых соединений с ионами металлов, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от жидкой части продукта.

С помощью осветлителей удаляют также мелкодисперсные и коллоидные компоненты, которые невозможно отфильтровать.

Адсорбенты. Принцип действия связан с большой удельной поверхностью, благодаря которой они могут селективно адсорбировать различные вещества из напитков и вместе с ними выпадать в осадок.

Флокулянты. Вызывают превращение золя - коллоидного раствора твердого вещества – в гель. Наиболее часто осветлители, адсорбенты и флокулянты применяются в пивоварении, виноделии и производстве соков.

Экстрагенты. Это жидкости или сниженные газы, служащие для экстракции из природного сырья различных пищевых и непищевых компонентов.

В качестве жидких экстрагентов используют воду, растительные масла, алифатические спирты, углеводороды, из сниженных газов - диоксид углерода, окись азота, пропан и др.

Классическое применение экстрагентов – удаление спирта из напитков, никотина из табака, кофеина из кофе и чая.

Носители, растворители, разбавители – большая группа пищевых добавок, используемая для:

- растворения или разбавления малых количеств рецептурных компонентов в целях удобства их дозирования и равномерного распределения в продукте.

- защиты и стабилизации компонентов рецептуры от нежелательных воздействий;

- стандартизации показателей качества продукта;

- увлажнения или предотвращения пыления (при гранулировании, капсулировании);

Средства для капсулирования представляет собой капсулы или микрокапсулы, обволакивающие поверхность пищевых компонентов. Капсулирование защищает пищевые компоненты от вредных воздействий окружающей среды, нежелательных реакций между отдельными веществами продукта, позволяет переводить некоторые водорастворимые соединения в маслодиспергируемую форму и наоборот, что в целом повышает качество и эффективность действия, увеличивает срок годности пищевой продукции.

Средства для таблетирования. Облегчают технологический процесс производства таблетированных форм пищевых продуктов и позволяют направленно влиять на их потребительские свойства.

Разделители (антиадгезивы) вещества, уменьшающие силу адгезий между двумя граничащими поверхностями. Разделители применяются в различных отраслях пищевой промышленности: в хлебопекарном и кондитерском производстве, при производстве БАД - различных таблетированных форм.

Из разрешенных в Российской Федерации разделителей используют муку, крахмалы, соли кальция, жиры, воски, эмульсии и др.

Осушители. Вещества химической и физической природы, способные связывать и удалять воду из газов, жидкостей и твердых продуктов.

Среди разрешенных к применению осушителей – сульфаты натрия, кальция и магния, серная кислота, карбонат калия, хлорид кальция, гидроксид натрия и калия, оксид кальция, силикагель, оксид алюминия.

Охлаждающие и замораживающие агенты. Это газообразные вещества, жидкости и твердые тела, способные при условии прямого контакта понижать температуру пищевого продукта. Этим они отличаются от хладагентов, применяемых в холодильной технике.

Охлаждающие и замораживающие агенты используются при хранении и транспортировании практически всех групп пищевой продукции.

Вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов. Микроорганизмы применяются в пищевой промышленности по 2 основным направлениям:

- в биотехнологии получения питания (кисломолочная продукция, пиво, хлеб, хлебобулочные изделия и др.);

- в качестве продуцентов основных пищевых веществ, макро - и микронутриентов.

Катализаторы - вещества, ускоряющие течение химических или биохимических реакций.

В список катализаторов разрешенных к применению в производстве пищевых продуктов, включены: металлы Na, Ni, Pt, Pd, оксиды азота, кальция и магния, этилат и метилат натрия, смесь едкого натра с глицерином.

В пищевом производстве катализаторы используют в очень низких концентрациях, при этом они не расходуются и не остаются в конечном продукте.

Пропелленты – газы, предназначенные для выдавливания (перемещения) пищевых продуктов из различных емкостей (танков, хранилищ, баллончиков). К пропеллентам предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования во избежание возможного загрязнения продуктов ксенобиотиками.

Ферменты и ферментные препараты – очищенные и концентрированные продукты, содержащие определенные ферменты или комплекс ферментов, характерных для биологических сред и организмов-продуцентов.

Применение ферментов в пищевой промышленности определяется уровнем развития современной биотехнологии. Ферментативные процессы - основа большинства пищевых производств: пивоварения, виноделия, сыроделия, хлебопечения, и т.д.

Для получения ферментных препаратов допускается использовать ткани и органы здоровых сельскохозяйственных животных, культурных растений, а также непатогенные и нетоксичные штаммы различных микроорганизмов, бактерий и низших грибов в соответствии с СанПиН. При этом для стандартизации активности и повышения стабильности ферментных препаратов в их состав разрешается вводить хлорид и фосфат калия, глицерин, другие пищевые добавки.

Ферментные препараты не должны содержать жизнеспособных форм продуцентов ферментов. Ферментные препараты бактериального и грибного происхождения не должны иметь антибиотической активности.

В настоящее время список ферментов, разрешенных к применению в Российской Федерации, включает амилазы, протеазы, глюкооксидазы, инвертазы и липазы, характеризующиеся амилолитической, протеолитической, оксидазной и липолитической активностью.

Диспергирующие агенты – вещества, способствующие образованию устойчивых многокомпонентных коллоидных систем - микродисперсий. По своей природе относятся к мицеллообразующим поверхностно-активным веществам.

Диспергаторы подразделяют на солюбилизаторы и инстантизаторы, отличающиеся характером своего технологического действия.

Стабилизаторы - благодаря способности образовывать микроэмульсии дают возможность получать прозрачные напитки с использованием нерастворимых в воде веществ, а также вносить в жироемкие продукты водорастворимые пищевые добавки и биологически активные вещества.

Инстантизаторы (смачивающие агенты) ускоряют и облегчают растворение сухих напитков, применяются в технологии производства порошкообразных и гранулированных продуктов питания: молока, сливок, соков, киселей, чая и др.
Гигиенический контроль за применением пищевых добавок.

Применение пищевых добавок в пищевой промышленности и общественном питании регламентируется нормативно-технической документацией по применению пищевых добавок: СанПиН 2.3.2.1290-03, медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Пищевые добавки обычно указывают в ГОСТах, технических условиях в разделе «Сырье и материалы». Если нарушение регламентов применения пищевых добавок отражается на степени безопасности и пищевой ценности продукта, то показатели, характеризующие действие пищевых добавок (цвет, аромат, вкус и т.д.), выносятся в перечень физико-химических и органолептических показателей нормативного документа, приводятся методы испытания пищевых добавок. Используемые пищевые добавки должны быть указаны при маркировке пищевых продуктов.

Гигиенический контроль за применением пищевых добавок осуществляют органы Роспотребнадзора. Для внедрения в производство новых пищевых добавок необходимо гигиенический сертификат. Контроль за применением пищевых добавок, включенных в нормативные документы на продукты питания, могут осуществлять аккредитованные в Системе ГОСТ Р органы по сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья.

Перечень пищевых добавок, разрешенных для применения в Российской Федерации, постоянно расширяется и корректируется, исходя из всех возрастающей потребности в них, степени адаптации санитарных норм, принятых в нашей стране, к международным и европейским стандартам безопасности, особенно при создании новых добавок и изучении их свойств.