Харчові продукти з використанням сучасних структуроутворюючих речовин

Для створення та збереження необхідної структури при виробництві продуктів широко використовуються різноманітні структуроутворюючі харчові добавки: емульгатори, піноутворювачі, стабілізатори, драглеутворювачі, загусники, наповнювачі та інші. Далі наведена детальна характеристика використання цих структуроутворюючих речовин для виготовлення харчових продуктів.

Емульгатори, піноутворювачі та стабілізатори.

До цієї групи відносяться харчові добавки, які мають властивості поверхнево-активних речовин, а тому вони здійснюють різноманітний вплив на структуру продуктів: забезпечують рівномірний розподіл фаз та запобігають їх розділенню, формують консистенцію, в'язкість, пластичність. Якщо основною метою внесення добавки є розподіл не змішуваних одна в одній рідин, її називають емульгатором; в разі розподілу газової фази в рідині або твердій фазі — піноутворювачем; твердої фази в рідині — стабілізатором суспензії. Якщо ж метою внесення добавки є попередження руйнації емульсії або піни - стабілізатором емульсії або піни. Найбільш чисельною групою є емульгатори, їх поділяють на натуральні, натуральні модифіковані та синтетичні.

Серед натуральних емульгаторів найбільше поширення мають лецитини і сапоніни. Лецитини (Е322) є природною сумішшю різних фосфоліпідів. Вони входять до складу олії, олійного насіння, яєчного жовтка, молочного жиру. Отримують переважно з соняшникової, соєвої або рапсової олії. Використовують у кондитерському виробництві, хлібо-випічці, виготовленні морозива, жуйок. Недоліком натуральних лецитинів є їх здатність змінювати колір (темніти) при термічній обробці та схильність до гідратації (замутніння). Для усунення цих недоліків лецитини піддають хімічній модифікації переетерифікації оцтовою, лимонною та молочною кислотами. Модифіковані лецитини мають більш широкий спектр застосування. Сапоніни є основною складовою відвару мильного кореня, який використовується при виробництві халви.

До синтетичних емульгаторів відносяться моно- та дигліцериди жирних кислот, ефіри гліцерину, жирних та органічних кислот, амонійні солі фосфатиду, ефіри поліоксиетм-ленсорбітану, ефіри сорбітану, ефіри сахарози та жирних кислот, ефіри полігліцерину та жирних і рицинових кислот. Вони можуть використовуватися як індивідуально, так і в сумішах між собою, з натуральними та модифікованими. Завдяки явищам адитивності та синергізму, які виявляються у сумішах, вдається отримати бажаний ефект при менших витратах.

Моно- та дигліцериди жирних кислот (Е471) використовують при виробництві харчових жирів, маргаринів, майонезів, кондитерських кремів, жирових та шоколадних глазурей, морозива, десертів та інших продуктів як у сумішах з лецитинами, так і самостійно. Крім емульгуючої дії вони проявляють також функції стабілізаторів піни, пластифікаторів, водоутримуючих агентів.

Ефіри гліцерину, жирних та органічних кислот (оцтової, молочної, лимонної та винної) (Е472 а—f) використовують як емульгатори, синергісти антиоксидантів, піноутворювачі, плівко- та глазуроутворювачі, пластифікатори, водоутримуючі агенти, їх додають при виробництві сосисок, варених ковбас для стабілізації жирової емульсії; морозива, десертів, соусів і сухих вершків — для стабілізації піни; хліба та хлібобулочних виробів — для підвищення пористості.

Ефіри поліоксиетиленсорбітану (Е432—Е436) відомі ще під назвами "Твіни 20...80" або "полісорбати". Вони також є поліфункціональними добавками. В залежності від продукту вони можуть бути емульгаторами, стабілізаторами, піноутворювачами, антиспінювачами тощо. Основною сферою їх використання є виробництво маргаринів, харчових жирів, жиророзчинних ароматизаторів, морозива, десертів, кондитерських виробів.

Ефіри сорбітану (Е491—Е496) відомі також під назвою "Спени 20...80". Вони використовуються переважно при виробництві збитих продуктів, соусів, майонезів, маринадів, маргаринів, харчових жирів, шоколаду і шоколадних глазурей, борошняних кондитерських виробів, харчових ароматизаторів [8].

Загусники та драгле утворювачі.

Загусниками називають добавки, які підвищують в'язкість харчових продуктів, а драглеутворювачами — ті, які при певних умовах утворюють гель (драглі).

За походженням вони переважно полісахариди наземних рослин або морських водоростей. Виключенням є ксантанова та геланова камеді (мікробного походження) і желатин (тваринний білок). Гідроколоїди полісахаридів за будовою їх молекул поділяють на три групи: нейтральні, кислі з залишками уронової кислоти та кислі з залишками сірчаної кислоти. Перші дві групи більше виявляють властивості загусників, стабілізаторів та емульгаторів, а остання — стабілізаторів і гелеутворювачів (желюючих агентів).

До найбільш поширених загусників відносяться камеді (захисні смоли та борошно насіння деяких рослин), модифіковані крохмалі та целюлоза. В якості желюючих агентів частіше використовують пектини, желатин, агари, альгінати, карагенани та деякі камеді.

Нативні крохмалі (картопляний, кукурудзяний, пшеничний, рисовий) не відносяться до харчових добавок, оскільки є традиційними компонентами харчових продуктів. Завдяки набуханню та клейстеризації вони ефективно підвищують в'язкість. Вони безпечні, добре засвоюються, не мають власного смаку і запаху, технологічні, добре утримують вологу. Суттєвий недолік крохмалів — їх погана розчинність у воді і висока калорійність. Тому їх модифікують. Запропоновано близько двадцяти модифікатів: розчинні (Е1400...Е1402, Е1405), фосфатні (Е1410, Е1412, ЕІ413), оксидовані (Е1404), ацетильовані (Е1414, Е1420...Е1423), оксипропільоваиі (Е1440, 1-1442, Е1443) та інші (Е1450, Е1451).

Целюлоза (Е460) та її модифікати (Е461—Е465, Е467) на відміну від крохмалів не засвоюються організмом, а тому є основними згущувачами для низькокалорійних продуктів. Вони добре розчинні, стійкі, технологічні. Основною сферою їх використання є виробництво хліба та хлібобулочних і кондитерських виробів, морозива, десертів, желе, майонезів, соусів, кремів, м'ясних, рибних продуктів, напоїв. Завдяки здатності стабілізувати емульсії і суспензії, утримувати вологу, запобігати злежуванню та грудкуванню сипких продуктів. Модифікати целюлози все більше замінюють модифікати крохмалю.

Камеді отримують зі смоли або з насіння деяких рослин. До смол відносяться камеді: арабіногалактан (Е409), трагакант (Е413), гуміарабік (Е414), карайї (Е416), гхатті (Е419). Ці камеді утворюються при пошкодженнях рослин і являють собою захисні колоїдні виділення (ексудати). До камедей з насіння відносять камідь рожкового дерева (Е410), вівсяну камідь (Е411), гуарову (Е412) і тара камедь (Е417). Їх отримують розмелюванням насіння, бобів, зерна відповідних рослин. Борошно містить до 70—85 % галактомананів — полісахаридів, що утворюються переважно з В-форм галактози і маннози в різних співвідношеннях. Водні розчини цих камедей, навіть при дуже малих концентраціях (від 0,02 до 0,5 %), мають високу в'язкість або виявляють псевдопластичні та драглеутворюючі властивості. Тому основна сфера їх застосування — виробництво продуктів з пластичними властивостями: плавлених сирів, сиркових і творожних мас, майонезів, маргаринів, консервів тощо. Найбільш поширеними з них є камідь рожкового дерева, гуарова та тара камідь. Вони добре розчиняються у воді, не засвоюються організмом, а тому не дають калорій, недорогі, стійкі до впливу технологічних факторів, виявляють синергізм у сумішах з іншими структуроутворюючими добавками.

Серед драглеутворювачів (желюючих агентів, гелеутворювачів) найбільш популярними вважаються желатин, пектини, агар, карагенам і фурацелеран, альгінова кислота та її солі (альгінати).

Желатин (без індексу Е) має білкову природу на відміну від інших структуроутворюючих добавок. Його отримують термічним гідролізом колагеновмісної сировини (шкур, кісток, хрящів). Пружність і міцність гелю залежить від типу желатину, його концентрації, температури, терміну зберігання, рН, наявності солей та інших факторів. Комбінуючи ці фактори, можна отримувати гелі від пастоподібного "ніжного" до пружного "гумоподібного".

Желатин добре засвоюється організмом, а тому в країнах ЄС він вважається не добавкою, а харчовим продуктом. Харчова цінність його невисока через відсутність в його складі незамінної амінокислоти триптофану. Але желатин має здатність підвищувати харчову цінність інших білків, особливо білків м'яса. Тому його вміст у харчових продуктах не обмежується.Недоліком желатинових драглів є їхня плавкість при підвищенні температури і швидкий синрезіс при зберіганні.

Як структуроутворююча добавка, желатини широко використовуються у виробництві м'ясних і рибних продуктів (консервів, пресервів, сальтисонів, холодців, м'ясокопченостей), соусів, желюючих заливок, для приготування фруктових желе, мармеладів, морозива, кремів, десертів, жуйок, кондитерських виробів, харчових концентратів (желе, пудингів) та інших продуктів. Крім цього, желатини використовують як стабілізатори піни, для виготовлення їстівних покрить харчових продуктів та капсулювання лікувальних засобів, для освітлення та стабілізації вина, фруктових соків, як загущувачі, флокулянти, живильні середовища.

Пектини (Е440) переважно використовують як желюючі агенти, хоча вони можуть бути й емульгаторами, стабілізаторами і загущувачами. За хімічною природою пектини с поліметоксигалактуроновою кислотою з різним ступенем полімеризації і етерифікації. Значний вплив на властивості пектинів має ступінь етерифікації. За цією ознакою розрізняють високоетерифіковані (понад 50% карбоксильних груп етерифіковані) і низькоетерифгковані (менше 50%).

Пектини є обов'язковим компонентом рослинної клітини, тому дуже поширені в природі. Для промислового використання їх отримують з відходів переробки плодів і овочів, цукрових буряків, соняшнику. Найбільш популярними у харчовиків є яблучний, цитрусовий і буряковий пектини. Останнім часом значна увага приділяється виробництву соняшникового пектину через те, що він дешевший, високомолекулярний, низькоетерифікований, має низьку зольність і добре очищується. Соняшниковий пектин може утворювати міцні еластичні гелі при значно менших концентраціях цукру і більш високих значеннях рН (5,5—6,0), що дає можливість використовувати його для виробництва низькокалорійних продуктів з нейтральним (не кислим) присмаком.

В організмі людини пектини не засвоюються, але вони виконують важливу функцію харчових волокон. Вони адсорбують холестерин, чим заважають його засвоєнню, виявляючи тим самим антисклеротичні властивості. Низькоетерифікопані пектини мають чітко виражену комплексоутворюючу здатність, завдяки якій вони сприяють виведенню з організму важких металів, токсинів, радіонуклідів. Тому добавки пектинів використовують для виготовлення низькокалорійних дієтичних, лікувально-профілактичних та спеціальних харчових продуктів.

Агар (Е406), який часто ще називають агар-агаром, є високомолекулярним полісахаридом, що входить до складу тихоокеанських червоних водоростей роду анфельція і гелідіум. В холодній воді він не розчиняється (тільки набухає). При кип'ятінні з водою добре розчиняється, а при охолодженні, навіть дуже розбавлені розчини, утворюють міцні тугоплавкі (>80°С) драглі з характерним скловидним зламом. В присутності цукру драглеутворююча здатність зростає до 5 разів. Кислоти, навпаки, її знижують внаслідок гідролізу агару. Його використовують для желювання заливок і соусів у м'ясних та рибних консервах. В сукупності з цукрово-патоковими сиропами його застосовують для виробництва желейно-пастильних кондитерських виробів, фруктів у желе, глазурей та харчових покрить. В хлібо-випічці агар додають для запобігання черствінню, у виробництві вин, соків і напоїв — в якості освітлювача.

Для вітчизняної харчової промисловості агар є імпортною сировиною, тому в Україні з чорноморських багряних водоростей роду філофора отримують аналог агару, який називають вітчизняним, або чорноморським агаром.

Карагенан, (Е407), відомі ще під назвами "ірландський мох" і "гелоза". Область використання карагенанів в харчовій промисловості надзвичайно широка: загущувачі, драглеутворювачі, стабілізатори, освітлювачі, водоутримуючі агенти для капсулювання, речовини, що полегшують фільтрування. Карагенани використовуються в виробництві молочних і кисломолочних продуктів (шоколадне і концентроване молоко, сир домашній, сирні пасти, плавлені сири, вершки збиті, молочні продукти дитячого харчування), морозива, майонезів, маргаринів, овочевих і фруктових консервів і ін. [9].