Фосфолипиды

Фосфолипиды как природного, так и синтетического произхождения применяют в хлебопекарной, кондитерской, маргариновой отраслях промышленности.

Природные фосфолипиды (фосфатиды, фосфатидныи концентрат) получают из растительных масел при их гидратаци. Они содержат до 60% фосфолипидов, в состав которых входят до 25% фосфатидилхолинов (лецитины), до 25% фосфотидил-этаноламинов, 16-17% дифосфатидилглицеринов, а также 5-10% фосфатидовых кислот, до 15% фосфатидилсеринов, токоферолы, пигменты и т. д., а также до 40% триацилглицеринов. Их применяют при производстве хлеба, мучных кондитерских изделий, шоколада, напитков, мороженого. Синтетические фосфолипиды применяемые в пищевой промышленности, по своему составу отличаются от природных отсутствием в их молекулах азотистых оснований, они представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей различных фосфатидных кислот с триглицеридами.

Их применение в шоколадном производстве позволяет экономить масло-какао, в маргариновой получать низкожирные маргарины с содержанием жировой фазы 40-50%. В производстве маргарина применяют эмульгатор Т-Ф — смесь эмульгатора Т-1 и фосфатидных концентратов (3:1).

Эфиры

Эфиры полиглицерина — соединения, представляющие собой сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином. Кроме того, эти продукты содержат свободные полиглицерины, некоторое количество моно-, ди-, триглицеридов. Применяют в хлебопекарной кондитерской и маргариновой отраслях промышленности.

Эфиры сахарозы по составу представляют собой сложные эфиры природных кислот с сахарозой. Спектр применения этих соединений очень широкий — кондитерские изделия, хлебопечение, производство мороженого.

Эфиры сорбита — это соединения, представляющие собой сложные эфиры шестиатомного спирта сорбита и природных кислот.

Производные высших жирных спиртов и карбоновых кислот: сукцинаты, тартраты, ацетилцитраты, цитраты. Они нашли применение почти во всех отраслях пищевой промышленности.

Производные молочной кислоты с высшими жирными кислотами. К ним относится стероилмолочная кислота и ее соли (натрийстелат и кальцийстелат).

Например:

ПАВ для пеногашения «Эстер С» двух видов: твердый в виде порошка и жидкий в виде вязкой жидкости;

«Эстерин А 08» для интенсификации диффузных процессов;

ПАВ для снижения вязкости и интенсификации процессов кристаллизации «Эстерина А 01»;

Кристаллобразователь «Эстер К 01» - суспензия для заведения кристаллов.

Наряду с ПАВ в пищевой промышленности используют: пеногасители, антинакипины, флокулянты.

Многие пищевые продукты, натуральные или химические, являются по своему составу эмульсиями. Самая известная природная эмульсия - это молоко, самая известная кулинарная - это майонез. Любая эмульсия - это распределенные в дисперсионной среде частицы дисперсной фазы. В случае молока - это капельки жира в молоке:

Головастики на поверхности мицеллы и есть те самые ПАВ (поверхностно-активные вещества). Основная их цель - снизить поверхностное натяжение на границе раздела фаз, а заодно создать механический барьер, препятствующий "слипанию" частиц эмульсии при их случайном столкновении. Иными словами - стабилизировать эмульсию. Что бы этого достичь, молекула ПАВа должна обладать простым свойством - одна часть ее должна быть растворима в воде, вторая в масле. Как например молекула мыла. Все пищевые эмульгаторы однозначно являются ПАВ.

Используют пищевые эмульгаторы (иногда их называют стабилизаторами) почти всегда, когда речь идет о смешении водной и жировой фазы. Это многие соусы, спреды, жировые начинки, йогурты, мороженое и многое другое. Даже при выпечке печенья для облегчения равномерного распределения жира использование эмульгатора оправдано и допустимо. И даже просто при выпечке хлеба или при производстве шоколада использование эмульгаторов позволяет значительно улучшить продукт.

Действие эмульгаторов — многостороннее. Они отвечают за взаимное распределение двух несмешивающихся фаз, за консистенцию пищевого продукта, его пластические свойства, вязкость и ощущение «наполненности» во рту. Эмульгаторы, создающие условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты, носят название пенообразователей. Эмульгаторы, добавляемые в жидкие взбитые продукты для предотвращения оседания пены, называются стабилизаторами пены.

Типичными и старейшими натуральными эмульгаторами являются белок куриного яйца, природный лецитин и сапонины (например, отвар мыльного корня). Однако в промышленности чаще используются синтетические эмульгаторы.

Взаимодействие эмульгаторов с белками муки укрепляет клейковину, что в производстве хлебобулочных изделий приводит к увеличению удельного объёма, улучшению пористости, структуры мякиша, замедлению черствения.

В производстве шоколада и шоколадных глазурей добавка эмульгатора снижает вязкость шоколадных масс, улучшает их текучесть, за счёт влияния на кристаллизацию какао-масла, не допускают «поседения» шоколада в процессе хранения.

При выработке мороженого эмульгаторы позволяют получить более тонкую структуру, хорошую твёрдость и постоянную форму продукта.

Добавка эмульгаторов в сухое молоко, сухие сливки, супы и т.п., позволяет уменьшить размер жировых шариков и их распределение, что облегчает и ускоряет разведение сухих продуктов в воде.

Эмульгаторы применяют для распределения нерастворимых в воде ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов пряностей в напитках и пищевых продуктах.

Наиболее популярными пищевыми эмульгаторами являются моно- и диглицериды жирных кислот (Е 471), эфиры глицерина, жирных и органических кислот (Е 472), лецитины, фосфатиды (Е 322), аммонийные соли фосфатидиловой кислоты (Е 442), полисорбаты, Твины (Е 432...Е 436), эфиры сорбитана, Спэны (Е 491...Е 496), эфиры полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот (Е 473), стеароиллактаты натрия (Е 481), стеароиллактаты калия (Е 482).

Е-471 — Моно- и диглицериды жирных кислот (mono- and di-glycerides of fatty acids).

Это очень распространенная пищевая добавка. Она относится к разряду стабилизаторов. Ее очень часто можно обнаружить на упаковках мороженого или молочных изделий. Это вещество вырабатывается из глицерина, а также некоторых других жирных кислот, которые могут быть как растительного, так и животного происхождения. С химической точки зрения моно- и диглицериды жирных кислот похожи на жиры, которые уже немного переварились в человеческом организме. Это вещество добавляется в продукты питания для того, чтобы сделать однородную смесь из не смешиваемых механическим путем ингредиентов. Например, если добавить в воду Е 471, а потом долить туда масла, то все компоненты объединяются в единое целое. Вот благодаря этим свойствам моно- и диглицериды жирных кислот данное вещество применяют при изготовлении молочных продуктов, сухих сливок, картофельных хлопьев. На сегодняшний день не существует данных о вреде, наносимом Е 471 организму. Поэтому эта добавка внесена в список неопасных. Считается, что данное вещество обрабатывается организмом аналогично тому, как это делается с обычными растительными и животными жирами. Таким образом, если употреблять пищу, содержащую Е 471 в ограниченных количествах, то никакого вреда здоровью не будет. Если же есть слишком много жирного, то организм пострадает и без наличия этой добавки. При этом данную добавку используют, как правило, только в жирных продуктах. Однако, можно найти моно- и диглицериды жирных кислот и в сухих крекерах, сухариках или печенье.

Е-442 — Аммонийые соли фосфатидиловой кислоты (ammonium salts of phosphatidic acid).

Е-476 — Эфиры полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот (polyglycerol esters of interesterified ricinoleic acids).

Глицерин используют для приготовления экстрактов чая, кофе, имбиря и других растительных веществ, которые измельчают, увлажняют и обрабатывают глицерином, нагревают и извлекают водой, для получения экстракта, содержащего около 30% глицерина.

Глицерин широко применяют при производстве безалкогольных напитков.

Крупные предприятия расходуют более 450 т глицерина высшего сорта в год, для приготовления экстракта, который, в разбавленном состоянии, придаёт напиткам «мягкость».

Глицерин используют при получении горчицы, желе и уксуса.

Применяют глицерин для получения пищевых поверхностно-активных веществ (ПАВ), используемых в качестве добавок, способствующих повышению качества готовой продукции.

Наиболее распространённые пищевые ПАВ — моно- и диглицеридэфиры полиглицерина, окисиэтилированные моноглицериды и жирные кислоты, эфиры пропиленгликоля.

В промышленности моноглицериды получают, в результате этерификации жирных кислот и глицерина или глицеролизом жиров и масел.

Основные физико-химические и технологические свойства ПАВ определяются т. н. гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) их молекул. ГЛБ отражает соотношение молекулярных масс гидрофильных и липофиль- ных групп. Величина ГЛБ может иметь значение от 1 до 20 (эмпирическая шкала Гриффита).

Эмульгаторы, имеющие ГЛБ < 10, преимущественно липофильны, а имеющие ГЛБ > 10, преимущественно гидрофильны. Чем больше ГЛБ, тем ярче проявляется способность молекулы ПАВ к образованию и стабилизации прямых эмульсий (М/В), чем меньше ГЛБ — тем ярче проявляется способность к образованию и стабилизации обратных эмульсий (В/М).

Эмульгаторы, характеризующиеся величиной ГЛБ от 7 до 9, могут применяться в качестве смачивателей. Гидрофильно-липофильный баланс — величина аддитивная, то есть ГЛБ смеси эмульгаторов можно вычислить, сложив ГЛБ компонентов пропорционально их содержанию в смеси.

Эмульгатор (или смесь эмульгаторов) ускоряет образование и стабилизирует тот тип эмульсии, в дисперсионной среде которой он лучше растворим. Например, для получения маргарина, представляющего собой эмульсию типа «вода в масле», применяют эмульгаторы с величиной ГЛБ 3-6, а для майонеза, представляющего собой эмульсию «масло в воде», используют эмульгаторы, имеющие ГЛБ 8-18.

К веществам, изменяющих структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов помимо пищевых ПАВ, относятся пищевые добавки, меняющие консистенцию: загустители, желе и студнеобразователи, стабилизаторы физического состояния пищевых продуктов, разрыхлители. Среди этих веществ есть и продукты природного происхождения, и продукты полученные искусственным путем

Загустители, желе и студнеобразователи. Эти пищевые добавки используются для получения растворов повышенной вязкости (загустители), студней и гелей. Среди них существуют натуральные пищевые добавки: желатин, пектин, альгинат натрия, агароиды, крахмал, растительные камеди и вещества, получаемые искусственным путем, в том числе из природных объектов: метилцеллюлоза, амилопектин.

Желатин - белковый продукт, представляющий собой смесь полипептидов с разной массой и их агрегатов, не имеет вкуса и запаха. Желатин получают из хрящей, костей и сухожилий животных. Он растворяется в горячей воде, при охлаждении водные растворы образуют студни. Желатин применяют при изготовлении желе, мороженного, в кулинарии.

Крахмал (C ₆H₁₀O₅)_n. Крахмал применяют в качестве загустителей, желирующих веществ в кондитерской, студнеобразователей, хлебопекарной промышленности и при изготовлении мороженного.

Пектиновые вещества. Способность пектиновых веществ к студнеобразованию зависит от его молекулярной массы, количество метильных групп, входящих в состав его молекулы. Пектины различной природы заметно отличаются студнеобразовательной способностью. Качественные пектины получают из корок цитрусов и яблок, более низкого качества получают из свекольного жома – отходы сахарного производства. Прочный студень получается только если пектин взаимодействует с сахаром и кислотой. С помощью водородных связей образуется структурный каркас студня. Качественные пектины применяют в кондитерской промышленности (мармелад, желе), в производстве фруктовых соков, мороженного, рыбных консервов и майонеза. Пектин более низкого качества используют для приготовления овощных желе, паштетах и студнях.

Агар-агар (C ₁₂H₁₈O₉) получают их морских водорослей, растущих в Белом море и Тихом океане. Агар не растворим в холодной воде, но набухает в ней. В горячей воде образуется раствор, который при остывании образует прочный студень, обладающий стекловидном изломом. Агар-агар применяют в кондитерской промышленности при производстве желейного мармелада, пастилы, зефира, при получении мясных и рыбных студней, пудингов, мороженного, желе.

Агроид получают из водорослей филлофоры, растущих в Черном море. Он не растворим в холодной воде, зато, растворяясь в горячей воде, получается раствор, при охлаждении которого образуется студень, имеющий затяжистую консистенцию. Способность в студеоразованию примерно в 2-3 раза ниже чем у агар-агара.

Альгиновые кислоты ( C₆H₈O₆ ) и альгинат натрия получают из бурых водорослей. Альгиновая кислота не растворяется в воде, но альгинат натрия хорошо растворим в воде. Его использует в качестве загустителей, желирующих веществ и эмульгаторов. Применяют для приготовления мармелада, фруктовых желе, конфет, осветления соков.

Простые эфиры целлюлозы – метиловые и этиловые. Их применяют для изготовления мороженного, в кондитерской промышленности, для приготовления соусов.

Электростатическая и стерическая стабилизация эмульсии ПАВ Подслащивающие вещества.В пищевой промышленности с давних времен используют вещества, которые имеют сладкий вкус. Первыми такими пищевыми добавками были мед, соки и плоды растений. Основное вещество, имеющий сладкий вкус, и которое мы используем в наше время, - сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁). В последнее время стали выпускать сахарозу и синтетического происхождения. В пищевой промышленности также используются подслащивающие вещества, изготовленные из крахмала: патоки (низкоосахаренная, карамельная, глюкозная), глюкозо-фруктозных сиропов, глюкозы.

Мед – продукт переработки цветочного нектара медоносных цветов пчелами. Мед обладает приятным запахом и вкусом. Состав и аромат зависит от растения, с которого был взят нектар. В мед входит 2% сахарозы, а остальные глюкоза (C₆H₁₂O₆). Мед используют в кондитерской и хлебопекарной промышленности, при изготовлении напитков. Он также обладает лечебными свойствами, поэтому мед используют в качестве лекарства.

Глюкоза - C ₆H₁₂O₆ (виноградный сахар) – моносахарид, который по составу и строению относят к многотомным альдегидоспиртам. Глюкоза содержится в виноградном соке и в сладких плодах, а также в семенах, листьях и цветах. Глюкоза обладает интенсивно сладким вкусом. Она применяется для подслащивания безалкогольных напитков, жевательной резинки, при изготовлении варенья.

Солодовый экстракт – водная вытяжка из ячменного солода. Содержание сахарозы в этом экстракте достигает 5%. Его используют в кондитерской промышленности и при приготовлении детского питания.

Лактоза - C₁₂H₂₂O₁₁ (молочный сахар). Лактозу используют в детском питании и при изготовлении некоторых кондитерских изделий.

Цикломаты – соединение с приятным сладким вкусом, без вкуса горечи, стабильные при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Применяются в кондитерской промышленности и при приготовлении напитков.

Применение многих заменителей сахарозы требует добавления в продукт консервантов.