Загустители и студнеобразователи

Загустители образуют с водой высоковязкие растворы, а студне- образователи и желирующие средства - гели. В обоих случаях вода оказывается связанной, так как в коллоидной системе она теряет свою подвижность и изменяет консистенцию пищевого продукта. В химическом отношении обе группы очень схожи. В обоих случаях это макромолекулы, в которых равномерно распределены гидрофильные группы. С этими группами вступает во взаимодействие вода из окружающей среды. У студнеобразователей возможно обменное взаимодействие с неорганическими ионами (водорода, кальция) и т.п. Четкого разграничения между этими двумя группами нет.

Загустители и студнеобразователи делятся на натуральные, полу- синтетические и синтетические.

Натуральные загустители - это вещества растительного происхождения, за исключением желатина. К ним относятся растительные камеди и слизи из "ирландского мха" (каррагена), ятрышников (салепа), семян льна и айвы, рожкового дерева, астрагала, аравийской акации, а также агар и пектин.

Полусинтетические загустители относятся также к веществам рас-тительного происхождения, близким к целлюлозе или крахмалу. Это производные натуральных продуктов, физико-химические свойства которых изменены в желаемом направлении путем введения в них определенных функциональных групп. К ним относятся метилцеллюлоза, этилцеллюлоза (этоксоза), карбоксиметилцеллюлоза (например, ультранабухающая целлюлоза, фондин, целлин), амилопектин.

Синтетические загустители - это водорастворимые поливиниловые спирты или эфиры, полиакрилэфиры.

Натуральные и полусинтетические загустители допускаются в производстве пищевых продуктов в ограниченном количестве. Синтетические загустители применяются только в производстве косметических изделий.

Рассмотрим основные загустители и студнеобразователи (прос-тые эфиры целлюлозы, модифицированные крахмалы, пектины, альгиновую кислоту и др.)

П р о с т ы е э ф и р ы ц е л л ю л о з ы. В качестве пищевых добавок широко применяются метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, оксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза. Они применяются при изготовлении соусов, рыбных паштетов, мороженого и т.п. Кроме того, они ускоряют кристаллизацию сахара в производстве кондитерских изделий и осветляют мутные растворы и напитки.

Дневной суммарный прием с пищей всех производных целлюлозы не должен составлять более 25 мг на один килограмм массы тела. С точки зрения гигиены пищевых продуктов эти вещества безвредны, потому что эфиры целлюлозы проходят пищевой тракт и выделяются без изменения.

На основе целлюлозы изготавливается микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ). МКЦ - это частично гидролизованная кислотой целлюлоза, применяется в пищевой промышленности как наполнитель. МКЦ не переваривается, и относительно большие частицы оста-ются в системе кровообращения и могут раздражать и даже повреждать стенки кровеносных сосудов, особенно капилляров. Поэтому в настоящее время МКЦ применяется в производстве пищевых продуктов в ограниченном количестве.

М о д и ф и ц и р о в а н н ы е к р а х м а л ы. В пищевой промышленности в качестве загустителей и студнеобразователей приме-няются нативный крахмал и частично расщепленные модифицированные крахмалы. Применяются декстрины; крахмалы, обработанные кислотами, щелочами или ферментами; крахмалы с функциональными группами (ацетилированные); фосфорилированные и окисленные крах-малы; гидрооксипропиловые и другие модификации крахмала.

Применение всех видов крахмалов ограничивается только исходя из технологических соображений изготовления качественных пищевых продуктов. К нативному и модифицированным крахмалам предъявляются различные требования по чистоте. Ограничивается содержание в нативном крахмале диоксида серы и золы (во всех модифицированных крахмалах), мышьяка, марганца (в отбеленных крахмалах), хлористого натрия и карбоксильных групп - в окисленных крахмалах, ацетильных групп - в ацетилированных крахмалах, остатков фосфатов - в фосфорилированных крахмалах.

А л ь г и н о в а я к и с л о т а и е е с о л и. Альгиновая кислота и ее производные - это полисахариды, полученные из D-ман-нуровой и L-глюкуроновой кислот, соединенные гликозидными связями. Альгиновая кислота не растворяется в воде, но хорошо ее связывает; соли этой кислоты (альгинаты) хорошо растворяются в воде.

Альгинаты применяются в качестве загустителей, желеобразова-телей и эмульгаторов. В пищевой промышленности их применяют для изготовления фруктовых желе, мармелада, пудингов, мягких конфет, для осветления вин и соков. Кроме того, из них изготавливают защитные покрытия для мясопродуктов, сыров и фруктов. Концентрация альгинатов в пищевых продуктах регламентируется в пределах от одного грамма до 10 г. В соответствии с рекомендациями ФАО-ВОЗ допустимо употреблять альгиновую кислоту и ее соли в пищу без риска для здоровья людей в количестве до 25 мг на один килограмм массы тела (в пересчете на свободную альгиновую кислоту).

П е к т и н ы. Пектины - это натуральные вещества, у которых фрагменты D-галактуроновой кислоты соединены гликозидными связями в нитеобразные молекулы. Пектины вырабатывают из фруктов методом кислой или щелочной экстракции или путем ферментативного расщепления. Карбоксильные группы частично этерифицированы метанолом. В зависимости от степени этерификации различают высоко- и низкоэтерифицированные пектины.

Высокоэтерифицированные пектины применяют в количестве 1-5 г на один килограмм продукта для приготовления мармеладов, желе, фруктовых соков, мороженого, рыбных консервов, майонезов, соусов и т.п., а для приготовления творожного крема - до 8 г/кг. Низкоэтерифицированные пектины применяются для производства продуктов с низким содержанием сахара, главным образом овощных желе и паштетов, студней, молочных пудингов и т.п.

В организме человека расщепляется и переваривается до 90% пе- ктинов. Отрицательного воздействия пектинов на здоровье людей не установлено. Пектины могут применяться без количественного ограничения, за исключением амидированных пектинов, у которых часть свободных карбоксильных групп превращена в амиды. Для этих пектинов ПСП составляет до 25 г на один килограмм массы тела.

А г а р. Агар представляет собой смесь полисахаридов агарозы и агаропектина и в большом количестве содержится в водорослях. Агар в виде солей кальция или магния встречается во многих красных водорослях, из которых добывается методом экстрагирования водой. Желеобразующая способность агара в 19 раз выше, чем у желатина.

Агар применяют при консервировании мяса и рыбы, в производстве мармелада, кондитерских изделий, пудингов, мороженого и многих сладких блюд в концентрациях до 20 г/кг. В производстве некоторых видов сыра агар применяют как отдельно, так и в сочетании с другими загустителями в количестве до 8 г/кг. Кроме того, агар используется для осветления соков.

Агар является безвредным для организма человека. Его примене-ние разрешено во многих странах.

К а р р а г е н ("ирландский мох"). Карраген состоит из полисахаридов, и в виде солей кальция, натрия или калия он входит в состав различных красных водорослей, из которых экстрагируется водой.

Карраген применяется в пищевой промышленности как желирующее средство для мясных и рыбных студней, желе, пудингов, а также изделий из овощей и фруктов в концентрациях 2-5 г/кг. Он может применяться как стабилизатор и эмульгатор при производстве напитков из какао с молоком в концентрации 200-300 мг/л. При приготовлении мороженого добавление каррагена предотвращает образование крупных кристаллов льда.

Аналогичным каррагену веществом, добываемым из определенных видов морской травы, является фурцелларан. Он обладает свойствами, характерными для каррагена. Установлено ПСП каррагена и фурцелларана до 75 мг на один килограмм массы сухого вещества, из них 20-40% составляют сульфаты.

Г у м м и а р а б и к. Гуммиарабик - это полисахарид, в состав которого входит D-галактоза, L-арабиноза, L-рамноза и D-глюкуро-новая кислота. Его добывают из африканских и азиатских видов акаций и применяют в пищевой промышленности при производстве овощных консервов, соусов, кремов и т.п. в качестве стабилизатора и связывающего вещества. Допускается применение его без ограничения, но с учетом технологических особенностей для некоторых видов овощных консервов рекомендовано содержание гуммиарабика 10 г/кг.

Ж е л а т и н. Желатин - это линейный полипептид без вкуса и запаха, его получают из костей и кожи животных. В производстве мясных изделий желатин применяется при изготовлении зельца, консервированных окороков и т.п. В рыбоперерабатывающей промышленности он используется для приготовления различных соусов и заливок, в кондитерской промышленности - для изготовления фруктовых желе, пудингов, мороженого, жевательной резинки. Кроме того, желатин ис-пользуется для осветления вина. В пищевых продуктах дозировка желатина колеблется в пределах от 8 до 60 г/кг в зависимости от ви- да и технологии изготовления. В соответствии с рекомендациями ФАО-ВОЗ желатин применяется без ограничений, но при этом предъявляются требования к его химической и микробиологической чистоте. Например, содержание золы должно быть не более 3,5%, диоксида серы - до 100-125 мг/кг.

В качестве загустителей и эмульгаторов в ряде стран применяют- ся растительные камеди - полисахариды гуаран, трагант, камедь ка-райч, камедь рожкового дерева и другие. В нашей стране они не нашли применения.

Камеди содержат остатки D-галактозы, D-глюкуроновой кислоты, арабинозы и рамнозы. Являются компонентами клеточных стенок.

Камедь рожкового дерева и гуарана - это полисахариды семян (бобов) рожкового дерева Ceratonia siliqua, стручки которого извест-ны под названием цареградских. Эти полисахариды применяются как загустители и эмульгаторы. В их состав входит в основном галактоманнан (галактоза и манноза).

Гуаран - это полисахарид галактоманнон, но в нем преобладает галактоза. Получают из семян индийского растения Cyamopsis tetragonolobus. Ограничений по его применению нет.

Трагант (трагакант) - смесь нейтральных и кислых полисахари- дов, состоящих из L-арабинозы, D-ксилозы, D-галактозы и галактуро- новой кислоты. Добывают из растений вида астрагалус, растущих на Ближнем Востоке. Применяется как связующее вещество для мороженого и как загуститель желе до 20 г/кг.

Камедь карайч - индийский трагант. Получают из дерева стеркулиа, произрастающего в Индии.