8.2.1. Улучшители консистенции

Для придания пищевым продуктам требуемой консистенции или улучшения ее, применяют пищевые добавки, изменяющие их реологи­ческие свойства. Ассортимент веществ, улучшающих консистенцию, достаточно широк - это загустители, гелеобразователи, пищевые по­верхностно-активные вещества (ПАВ), а также стабилизаторы физиче­ского состояния и разрыхлители. Химическая природа этих веществ разнообразна.

Улучшители консистенции применяют преимущественно в произ­водстве пищевых продуктов, имеющих неустойчивую консистенцию и гомогенную структуру. Такие продукты, как, например, мороженое или мармелад, сыры или колбасы при использовании в технологии их про­изводства указанных пищевых добавок приобретают более высокое ка­чество.

Загустители и гелеобразователи

В химическом отношении эти пищевые добавки очень схожи. Это макромолекулы, в которых равномерно распределены гидрофильные груп­пы, взаимодействующие с водой. У гелеобразователей возможно обменное взаимодействие с неорганическими ионами, в особенности с ионами водо­рода и кальция, с низкомолекулярными органическими веществами, на­пример, олигосахаридами. В обоих случаях вода оказывается связанной, что приводит к потере ею подвижности в коллоидной системе и изменению консистенции пищевого продукта. Загустители образуют с водой высоко­вязкие растворы, а гелеобразователи - гели. При этом одни и те же вещест­ва в зависимости от их концентрации в пищевом продукте могут выполнять как роль загустителя, так и гелеобразователя.

Различают загустители и гелеобразователи натуральные, полу­синтетические и синтетические. Натуральные и полусинтетические добавки этой группы применяют при производстве пищевых продуктов, синтетические - только при производстве косметических изделий. К натуральным загустителям и гелеобразователям относятся раститель­ные камеди и слизи из семян льна и айвы, рожкового дерева, астрагала, аравийской акации; агар, агароид, пектин, желатин, альгинат натрия. К полусинтетическим - производные натуральных веществ, физико-химические свойства которых изменены в требуемом направлении вве­дением определенных функциональных групп: метилцеллюлоза, этил-целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, амилопектин, модифицирован­ные крахмалы AГАР-АГАР или АГАР (Е406), является классическим представи­телем класса загустителей, стабилизаторов и гелеобразующих веществ. Его получают из морских водорослей Белого моря и Тихого океана. На­звание этого полимера имеет малазийское происхождение и означает «желирующий продукт питания из водорослей». Основу агар-агара со­ставляет дисахариД агароза, молекула которой построена из D-галак-тозы и 3,6-ангидро-L-галактозы.

Свойства агара различаются в зависимости от его происхождения. Обычно агар состоит из смеси агароз, различающихся по степени поли­меризации- в их состав могут входить разные металлы (калий, натрий, кальций, магний) и присоединяться по месту функциональных групп. В зависимости от соотношения полимеров, вида металлов значительно изменяются свойства агар-агара.

Агар незначительно растворяется в холодной воде и набухает в ней, в горячей же воде образует коллоидный раствор, при остывании превра­щающийся в прочный студень, обладающий стекловидным изломом.

Применяют его в кондитерской промышленности при производ­стве желейного мармелада, пастилы, зефира, мясных и рыбных студней, желе, пудингов, мороженого, для предотвращения образования кри­сталликов льда а также при осветлении соков. В Японии в настоящее время производится более 100 видов агар-агара для получения продук­тов с заданной консистенцией.

© С гигиенической точки зрения агар безвреден и во всех странах допускается его использование в пищевых целях. Концентрация его не лимитирована и обусловлена рецептурами и стандартами на пищевые

продукты.

Комитет экспертов ФАО/ВОЗ считает допустимой суточную дозу (ДСД) агара для человека 0-50 мг/кг массы тела, что значительно выше той дозы которая может поступить в организм с пищевыми про­дуктами.

АГАРОИД (черноморский агар) получают из водоросли филлофо­ры растущей в Черном море. Основу агароида также составляет агаро-за. В молекулу агароида входят сульфокислые группы - 22-40% от об­щего числа функциональных групп и карбоксильные - 3-5%, тогда как в молекуле агара их соответственно 2-5 и 20-25% всех функциональ­ных групп. Эти различия в структуре определяют и разную студнеобра-зующую способность, которая у агароида в 2-3 раза ниже, чем у агара. Агароид кроме того, имеет более низкие температуры плавления и за­студневания меньшую химическую устойчивость. В пищевой промыш­ленности агароид находит аналогичное агару применение.

К агару и aгароиду по химической природе близок ФУРЦЕЛЛЕ-РАН (датский агар) — полисахарид, получаемый из морской водоросли фурцелларии.По способности к студнеобразованию он занимает проме­жуточное положение между агаром и агароидом. Применяется фурцел-леран при производстве мармелада и желейных конфет, ароматизированных молочных напитков и пудингов. Экспертным комитетом по пи­щевым добавкам ФАО/ВОЗ определена ДСП фурцеллерана - до 75 мг на 1 кг массы тела.

КАРРАГИНАН (Е407) по химической природе близок к агару и агароиду. Название его происходит от названия ирландского города Кар-рик. Также его называют «ирландским мхом». Каррагинан входит в со­став красных водорослей, его структура гетерогенна. Различают не­сколько типов идеальных каррагинанов, обозначаемых греческими бук­вами «лямбда», «кси», «каппа», «йота», «мю» и «ню». Тип каррагинана обусловливается видом водорослей. Так, лямбда-каррагинан, имеющий высокую гидрофильность, проявляет свойства только загустителя. При­чиной этого является расположение макромолекул друг от друга на зна­чительном расстоянии, препятствующем образованию связей. Макромо­лекулы каппа- и йота-каррагинанов, растворяющиеся при повышенных температурах, после охлаждения образуют зоны сцепления, характерные для структурной сетки геля, проявляя свойства студнеобразователей.

Каррагинан используется как структурообразователь при произ­водстве плавленых сыров, сгущенного молока, соусов, желе, муссов, хал-варина. Он не расщепляется ферментами в желудочно-кишечном тракте и может применяться в производстве низкокалорийных продуктов.

ДСП по рекомендации Экспертного комитета по пищевым добав­кам ФАО/ВОЗ - до 75 мг на 1 кг массы тела. Промышленное приме­нение находит не только каррагинан, но и его натриевая, калиевая и аммонийная соли.

АЛЬГИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ СОЛИ (Е400, Е401, Е402, Е403, Е404) - загустители, стабилизаторы и гелеобразующие вещества, получаемые из бурых водорослей. Они представляют собой полисаха­риды, состоящие из остатков D-маннуроновой и L-гиалуроновой ки­слот. Альгиновые кислоты в воде нерастворимы, но связывают ее. При нейтрализации карбоксильных групп альгиновой кислоты образуются альгинаты, которые растворимы в горячей и холодной воде.

Альгинатные гели устойчивы к действию как низких, так и высо­ких температур, что выгодно отличает их от гелей агар-агара, желатина, каррагинана. Они совместимы с белками и полисахаридами, несовмес-тимы с водорастворимыми спиртами, кетонами, арабик-клейковиной. При добавлении молочной кислоты в гели альгиновой кислоты значи­тельно увеличивается стойкость по отношению к хелатам. В гели альги-ната натрия из молочных продуктов можно добавлять различные пище­вые добавки, при этом повышается стойкость вкуса, запаха, цвета. Та­кие смеси легко поддаются термической обработке в условиях высокого давления, не теряют свойств при хранении.

Реологические свойства альгинатного геля можно изменить в же-лаемом направлении путем «сшивания» структуры полисахарида, на­пример, с помощью ферментов.

Альгинаты не усваиваются организмом человека, но способст­вуют выведению тяжелых металлов и некоторых других веществ.

Альгиновые кислоты и альгинаты применяют в пищевой про­мышленности в качестве гелеобразователей при производстве мармела­да, фруктового желе, конфет; мороженого - для регулирования процесса кристаллизации и создания равномерной структуры, замедления таяния; соусов и заливок - для получения гладкой, приятной на вкус, не рас­слаивающейся на фракции эмульсии; сбитых кремов - для предотвра­щения выделения воды при замораживании; пива - для контроля пено-образования в заданных пределах.

Согласно данным экспертного Комитета по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ, альгиновая кислота, альгинат натрия, альгинат кальция и пропиленгликольальгинаты имеют статус пищевой добавки, и суточ­ные допустимые дозы для первых трех биополимеров составляют до 50 мг/кг, для пропиленгликольальгината - до 25 мг/кг.

ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА (Е440) - улучшители консистен­ции: загустители, уплотнители, гелеобразователи, стабилизаторы и эмульгаторы.

Пектиновые вещества представляют собой высокомолекулярные полисахариды, входящие в состав растительных клеточных стенок и межклеточных образований совместно с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином. В понятие пектиновые вещества входят гидратопектин (рас­творимый пектин), протопектин (нераствориый в воде пектин), пекти­новые кислоты и пектинаты, пектовые кислоты и пектаты. Основным структурным признаком пектиновых веществ являются линейные моле­кулы полигалактуроновой кислоты, в которой мономерные звенья свя­заны а-1,4-гликозидной связью. В пищевой промышленности пектин получают из яблочных и цитрусовых выжимок, свекловичного жома, соцветий-корзинок подсолнечника, створок плодов-коробочек хлопчат­ника. В зависимости от вида сырья пектин имеет различные органолеп-тические и физико-химические показатели. Пектин, как и другие геле­образователи, не растворяется в среде, где существуют условия для студнеобразования. Основными свойствами пектиновых веществ, кото­рые определяют области их применения в пищевой промышленности, являются студнеобразующая и комплексообразующая способности.

Студнеобразующая способность пектина зависит от ряда факторов: молекулярной массы, степени этерификации, количества балластных по отношению к пектину веществ, температуры и рН среды, содержания функциональных групп. С учетом этих факторов различают два вида студней: с побочной валентностью и основной. Кислотно-сахарные пек­тиновые студни образуются побочной валентностью, т. е. водородной связью при участии недиссоциированных свободных карбоксильных групп. Такой тип студня характерен для высокоэтерифицированных пектинов - цитрусового и яблочного. Низкоэтерифицированные пекти­ны - свекловичный и подсолнечный - образуют студни только в присутствии ионов Са²⁺. Молекулы пектина взаимодействуют между собой за счет свободных карбоксильных групп, связываемых Са-ионами в прочный каркас. Такие студни называются ионносвязанными. Кроме основных, возможны студни промежуточные, содержащие и сахар, и Са-ион. Такие студни характерны для пектинов со степенью этерифика­ции менее 50%, в частности, для подсолнечного и свекловичного. Ис­следована возможность студнеобразования пектинов, содержащих вы­сокое количество ацетильных групп (0,38-0,90%), путем обработки хи­мическими реагентами. Установлено, что в свекловичном пектине при­сутствуют феруловые группы, связанные сложноэфирной связью с бо­ковыми цепями нейтральных Сахаров. Использование персульфата ам­мония или перекиси водорода приводит к повышению истинной моле­кулярной массы растворимых пектинов и образованию прочного студ­ня. Такие гели обладают высокой водоудерживающей способностью и находят применение в пищевой промышленности.

Комплексообразующая способность пектиновых веществ основана на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых и радиоактив­ных металлов. Это свойство дает основание рекомендовать пектин для включения в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, или имеющих контакт с тяжелыми металлами. Для организма человека особенно опасны долгоживущие изотопы цезия-137, стронция-90, иттрия-91. Экскреция пектина по отношению к введенной дозе цезия-137 составляет 8,4%, стронция-90 - 52,6%. Комплексообра-зующие свойства пектиновых веществ зависят от содержания свобод­ных карбоксильных групп, т. е. степени этерификации карбоксильных групп метанолом. Степень этерификации определяет линейную плот­ность заряда макромолекулы, а следовательно, силу и способ связи ка­тионов. Наибольшей комплексообразующей способностью обладают низкоэтерифицированные пектины - подсолнечный и свекловичный. Благодаря своей комплексообразующей способности пектин может быть отнесен к незаменимым веществам для использования в производ­стве пищевой продукции профилактического и лечебного питания. Оп­тимальная профилактическая доза пектина составляет не более 2-4 г в сутки для контактирующих с тяжелыми металлами, в условиях радиоак­тивного загрязнения - не менее 15-16 г.

Высокоэтерифицированные пектины применяют в качестве студнеобразователей при производстве кондитерских (мармелад, пасти­ла, зефир, желейные конфеты) и консервных (желе, джем, конфитюр, фрукты в желе) изделий; в качестве стабилизаторов при производстве молочных напитков, майонеза, маргарина, аналогов сливочного масла, соусов, мороженого, рыбных консервов; в качестве средств, замедляю­щих черствление в производстве хлебобулочных изделий; в качестве загустителей при производстве фруктовых соков и киселей. Низкоэте­рифицированные пектины применяют при изготовлении овощных желе, паштетов, студней, сыров и пищевых продуктов детского, лечебного и профилактического питания.

Отрицательного действия пектина не установлено, и его приме­нение в качестве пищевой добавки разрешено без ограничений во всех странах мира.

Для АМИДИРОВАННОГО ПЕКТИНА, у которого часть свобод­ных карбоксильных групп превращена в амиды, установлена величина ДСП - 25 мг/кг массы тела.

Амидированный пектин проверен Комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. Результаты долгосрочных исследований на кры­сах не содержат никаких доказательств канцерогенной активности этого вещества; исследования тератогенного действия также показали отсут­ствие неблагоприятных последствий.

КРАХМАЛ И МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КРАХМАЛЫ (Е402). Среди природных полимеров в пищевой технологии самыми дешевыми и доступными являются крахмалы. Крахмал - полимер глюкозы с большинством связей по 1-му и 4-му углеродным атомам. При этом об­разуется линейный полимер амилоза, который не имеет боковых цепей, и разветвленный полимер амилопектин с боковыми цепями, образован­ными по 1-му и 6-му атомам углерода. Соотношение между амилозой и амилопектином у разных крахмалов колеблется от 1 : 1,5 до 1 : 4,5.

Сырьем для получения крахмала являются клубни картофеля, зерно кукурузы, пшеницы, риса и других растений. Содержание его зависит от вида сырья. Крахмалы могут различаться не только соотношением мас­совых долей амилозы и амилопектина, но и средней молекулярной мас­сой в целом и распределением молекулярных масс в каждом из полиме­ров. Кроме того, молекулы крахмала, помимо глюкозных остатков, могут содержать и другие группы. Так, например, картофельный крахмал со­держит ортофосфаты, составляющие концевые группы молекул. От хи­мического состава крахмала зависят его физико-химические свойства. Крахмальные зерна при обычной температуре не растворяются в воде, а при повышении температуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор, который при охлаждении превращается в устойчивый гель, из­вестный под названием «клейстер».

Крахмал, его отдельные фракции (амилопектин и амилоза) и про­дукты частичного гидролиза находят применение в пищевой промыш­ленности в качестве загустителей и гелеобразователей при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий, а также мороженого.

В последние годы в пищевой промышленности все больше при­меняют модифицированные крахмалы, свойства которых в результате разнообразных способов обработки (физического, химического, биоло­гического) заметно отличаются от свойств обычного крахмала. Так, мо­дифицированные крахмалы существенно отличаются от обычного крахмала по степени гидрофильности, способности к клейстеризации и гелеобразованию. Модифицированные крахмалы используют в хлебо­пекарной и кондитерской промышленности, в том числе и для получе­ния безбелковых диетических продуктов питания.

Модифицированным крахмалам в литературе уделено большое внимание. Вопросы их применения в качестве пищевых добавок под­робно обсуждались Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам.

Экспериментально было показано, что однократно и многократно обработанные крахмалы существенно не отличаются по биологическому действию на организм. Если эти вещества применяются в умеренных количествах, то они хорошо усваиваются и не оказывают отрицательно­го действия на организм. Однако, если их содержание в пище превышает 10%, то они вызывают диарею и расширение слепой кишки, что расце­нивается учеными как нормальная физиологическая реакция организма на потребление пищи с большим содержанием крахмала. В этой связи было предложено ограничить потребление модифицированных крахма­лов. Впоследствии, однако, Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам рекомендовал применять без ограничений крахмалы, обрабо­танные ферментами. Другие же виды химически обработанных крахма­лов рекомендованы для дальнейшего изучения. Это, прежде всего, ка­сается гидроксипропилкрахмалфосфата, а также эфира крахмала и на­триевой соли октенилянтарной кислоты.

Следует также отметить, что модифицированные крахмалы не идентичны по своему биологическому действию, особенно на растущий организм. В связи с этим Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам рекомендует по мере возможности исключать применение модифицированных крахмалов в качестве пищевой добавки в продуктах детского питания. Однако, если применение модифицированного крах­мала все же становится необходимым, следует проявлять осторожность в выборе типа крахмала и его концентрации. Например, крахмалы, мо­дифицированные с использованием связывающего агента эпихлоргид-рина, в качестве пищевой добавки не рекомендуются. Вместе с тем счи­тается безопасным применение крахмалов, модифицированных с помо­щью оксида пропилена.

Приведенные данные свидетельствуют о целесообразности норми­рования модифицированных крахмалов в пищевых продуктах. В нашей стране разрешено использование только окисленного и диальдегид-ного (степень окисления не более 10%) модифицированных крахмалов при производстве пшеничного хлеба, в количестве, не превышающем 0,5% и 0,7-20% к массе муки соответственно.

ЦЕЛЛЮЛОЗА. В пищевой технологии находят применение цел­люлоза и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза (Е460), метилцеллюлоза (Е461), карбоксиметилцеллюлоза (Е466), гидрокси-пропилцеллюлоза (Е463), гидроксипропилметилцеллюлоза (Е464), ме-тилэтилцеллюлоза (Е465). Эти пищевые добавки используют в произ­водстве мороженого, кондитерских изделий и соусов в качестве эффек­тивных загустителей, стабилизаторов и эмульгаторов.

Производные целлюлозы применяют также в качестве диетических волокон при создании сбалансированных продуктов питания. Среди них наибольшее значение имеют метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюло-за, которые получают, воздействуя алкилирующими реактивами, напри­мер, галоидными алкилами или диалкилсульфатами, на алкалицеллюлозу.

Метилцеллюлоза представляет собой волокнистый порошок бело­го или серо-белого цвета. В зависимости от химического строения имеет различную растворимость. Так, при содержании менее двух метальных остатков на один остаток глюкозы, метилцеллюлоза в холодной воде -растворима, а в теплой - переходит в гель. С повышением температуры растворимость метилцеллюлозы уменьшается. При температуре, близ­кой к температуре кипения, она практически не растворяется в воде.

Гелеобразование в растворах метилцеллюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаимодействием неполярных группировок макромолекул.

Карбоксиметилцеллюлоза имеет вид белого волокнистого порош­ка, растворимого в воде. Ее получают из целлюлозы хлопка. Она адсор­бирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоидные системы.

Микрокристаллическая целлюлоза - это частично гидролизован-ная кислотой целлюлоза. Поэтому она отличается от натуральной цел­люлозы укороченной молекулярной цепью, отсутствием ассоциативных связей. Водные дисперсии микрокристаллической целлюлозы гелепо-добны при концентрации около 1%. Причем с увеличением концентра­ции дисперсионных систем (около 1,2-1,5%) их псевдопластичность становится более заметной. Кроме того, вязкость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения.

Использование микрокристаллической целлюлозы в качестве за­густителя в эмульсии типа вода-масло позволяет снизить содержание в ней масла до 20%.

Объединенным комитетом ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам уста­новлены ДСД производных целлюлозы для человека в количестве до 30 мг на 1 кг массы тела.

В России дозировка производных целлюлозы согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 при производстве пищевых продуктов регламентируется соответствующими технологическими инструкциями.

КАМЕДИ. Из растительных структурообразователей полисахарид-ной природы, получаемых из семян, промышленное значение имеют камедь из бобов рожкового дерева, гуаровая камедь, камедь таро и др. Структурообразователи этой группы являются галактоманнанами, их полисахаридные структуры состоят из маннозных остатков, соединен­ных между собой связями , к части которых присоединены галак-тозные остатки связями .

Камедь рожкового дерева (цареградского стручка, цератонии) -Е410 - получают, используя плоды дерева Caratonia siligua, произрастающего в странах Средиземноморья. Полисахаридная структура обра-ювана из длинных линейных цепей, состоящих из молекул D-маннозы с боковой цепью D-галактозы. Распределение боковых цепей галактозы не упорядочено. Соотношение маннозы и галактозы 4:2. Камедь рожкового дерева плохо растворяется и набухает в холодной воде. Для интенсифи­кации процесса гидратации раствор полисахарида нагревают до 63-65 °С. П1ри концентрации 2-3% образуется густая пастообразная масса, но не гель. В пищевой промышленности камедь рожкового дерева применяется и основном в качестве загустителя. Она рассматривалась Комитетом экс­пертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам несколько раз, в результате чего было принято обозначение «Временное ДСП не уточнено». Этот термин применяется к пищевому веществу очень низкой токсичности, которое, в результате его суммарного потребления при применении этого вещества в необходимых количествах, по мненик Комитета, не представляет опас­ности для здоровья. По этой причине и по причинам, указанным в инди­видуальных оценках, установление ДСП в виде числового значения не обязательно. Добавка, отвечающая этим требованиям, должна быть лишь технологически эффективной и не нарушать пищевой баланс.

аровая камедь (Е412), используемая в пищевой промышленно-сти, содержит (в %): полисахарида - 85,0; протеина - 4,0; сырой клет­чатки - 1,5; золы - 0,5; воды - 9,0. Ее получают из семян циамопсиса. После крахмала и гуммиарабика гуаровая камедь является наиболее распространенным гидроколлоидом в производстве пищевых и кормо-выx продуктов. Гуаровая камедь имеет нейтральный вкус и запах, рас­творяется в холодной воде, образуя вязкие растворы при рН 2,5-7,0. Она хорошо совместима с другими гидроколлоидами - ксантаном, кар-рагинаном. При этом их совместное применение взаимно усиливает структурообразующие свойства, проявляемые каждым полимером в отдельности. Гуаровую камедь применяют как загуститель при произ­водстве мороженого, соусов, низкокалорийных продуктов.

Для гуаровой камеди Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ также принято обозначение «Временное ДСП не установлено».

Камеди вырабатываются также некоторыми видами деревьев, рас-I утих в тропиках и субтропиках. В пищевой промышленности исполь-зуют камеди гуммиарабика (Gum Acacia) - E414, трагаканта (Gum I'ragacanth) - Е413, карайя (Gum Caraya) - E416. Камеди получают пу-тём снятия части коры с деревьев, что приводит к выделению вязкой смолы на поверхности древесины, которая стекает в приготовленные сосуды. Этот процесс длится около двух недель, после чего продукт очищается и поставляется промышленности. Используются камеди в основном для улучшения консистенции мясных и рыбных консервов, мороженого, кремов, разного рода студней, пудингов.

Трагакант - по химическому составу это смесь нейтральных и кислых полисахаридов, состоящих в основном из L-арабинозы, D-кси-лозы, D-галактозы и галактуроновой кислоты. Трагакант медленно набухает в холодной воде, образуя вязкие коллоидные суспензии или полуге­ли, растворяется в теплой воде. Реологические свойства растворов трага­канта стабильны во времени, но изменяются в зависимости от происхо­ждения и степени очистки камеди. Временное ДСП для трагаканта не установлено.

Гуммиарабик (аравийская камедь) - это полисахарид, в состав ко­торого входит D-галактоза, L-арабиноза и D-глюкуроновая кислота. Гуммиарабик выделяется только двумя видами африканской акации: Acacia Senegal и Acacia seual. Существуют химические различия между этими двумя типами камедей из рода Acacia, которыми и обусловлены их различные свойства. Гуммиарабик )из акации сенегальской имеет большую молекулярную массу, высокоразветвленную химическую структуру. Водные растворы этой камеди обладают невысокой вязко­стью при концентрации менее 30%.

Ограничений по применению гуммиарабика в пищевых целях нет. Экспертный комитет по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ не устано­вил ДСП.

Камедь карайя (индийский трагакант) - по химическому составу это частично ацетилированный полисахарид, содержащий L-рамнозу, D-галактозу и остатки D-галактуроновой кислоты. Она набухает в хо­лодной воде в течение нескольких часов, образуя неоднородный густой гель. Добавление щелочи вызывает деацетилирование камеди и моди­фикацию ее функциональных свойств. Она не является нейтральным веществом и иногда имеет запах уксусной кислоты. Камедь карайя при­меняется в качестве эмульгирующего, вяжущего компонента.

При введении в рацион в больших количествах камедь карайя у некоторых людей вызывает аллергические состояния. Установлено, что в организме человека не происходит метаболического распада карайи, и толерантный уровень содержания этого вещества - 10 г в сутки - вос­принимается без побочного воздействия.

Однако Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам реко­мендовал проведение дальнейших исследований метаболизма и репродук­тивной функции, по окончании которых, вероятно, станет возможным ус­тановить нормативы допустимого суточного потребления этого продукта.

ХИТОЗАН является производным природного целлюлозоподобно-го биополимера, относящегося к классу полисахаридов, - хитина. Хи­тин, так же как и целлюлоза, широко распространен в природе, в част­ности, он входит в состав опорных тканей и внешнего скелета ракооб­разных, насекомых, микроорганизмов. Содержание хитина, например, в панцире краба составляет 25,9%, креветки - до 32,4%, а в тутовом шел­копряде - 44,2%. Нативный хитин может быть в виде форм, которые различаются пространственным расположением цепей молекул и присутствием связанной воды. Самой стабильной и широко распро­страненной в природе является гамма-форма хитина.

Хитозан получают путем проведения реакции деацетилирования хитина. В зависимости от назначения и степени чистоты различают хитозан медицинский, пищевой, кормовой и технический. В настоящее время в Японии хитин и хитозан разных видов получают из панцирей крабов и креветок, в США - из панцирей крабов, в Индии - из креветок.

Пути использования хитина и хитозанов определяются их свойства­ми. Причем хитин в силу своей инертности находит меньшее практиче­ское применение, чем хитозан. Химическая реакционная способность хи-гозана обусловлена наличием в его макромолекулах свободных аминог­рупп. Свойство хитозана растворяться в разведенных органических и ми­неральных кислотах с образованием бесцветных вязких растворов позво-ляет использовать его в пищевой промышленности в качестве загустителя. Растворы хитозана способны также образовывать термически устойчивые гели, что обусловливает его применение как студнеобразователя, особенно и производстве рыбных консервов определенного ассортимента.

Отечественными и зарубежными учеными при исследовании хи-тозана на острую и хроническую токсичность установлено, что его можно рекомендовать в качестве пищевой добавки. Более того, можно считать целесообразным включение пищевых продуктов с использова­нием хитозана в рацион диетического и лечебного питания с целью нормализации липидного обмена.

В настоящее время Комитетом экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ ДСП хитозана уточняется.

ПОЛИСАХАРИДЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИСХО­ЖДЕНИЯ. Многие виды микроорганизмов в процессе жизнедеятельно-сти выделяют камеди, состоящие в основном из полисахаридов. К ним относятся ксантан (Е415) и геллан (Е417).

Ксантан образуется при выращивании культуры Xanthomonas (саmpestris в углеводных растворах, служащих питательной средой для микроорганизмов. Это линейный полисахарид, содержащий большое число боковых трисахаридных цепей. К ним присоединены ацетильные группы и группы пировиноградной кислоты. Благодаря такой структуре боковых цепей ксантан необычайно прочно защищен от химического и ферментативного гидролиза. Молекулярную массу и свойства ксантана можно регулировать, изменяя условия культивирования микроорганиз­мов. Ксантан растворим в холодной и горячей воде, растворах сахара и молоке. Водные растворы ксантана обладают необычным свойством - при размешивании, перекачивании насосом и т. п. они утрачивают вязкость. Как только механическое воздействие заканчивается, первоначальная вязкость моментально восстанавливается.

Применяется ксантан в комбинации с другими гидроколлоида­ми, особенно для получения структуры сгущенных пищевых продуктов, которые употребляются в холодном виде, в качестве загустителя при производстве соусов, растворимых супов, кетчупа, замороженных продуктов. ДСП ксантана, установленное экспертным комитетом по пи­щевым добавкам ФАО/ВОЗ, - до 10 мг/кг массы тела.

Геллан, в отличие от ксантана, имеет другие химические свойства. В присутствии одно-, двух- и трехвалентных ионов геллан образует сла­бые гели. При нагревании водных растворов геллана до 70 °С, введении соли и последующем охлаждении структура гелей упрочняется. Эти свойства обусловили применение геллана в пищевой промышленности в качестве загустителя и структурообразователя.

Комитет экспертов определил «неуточненное» ДСП для камеди геллана и отметил, что при использовании данного вещества в качестве пищевой добавки в достаточно больших дозах возможен послабляющий эффект.

ЖЕЛА ТИН - белок животного происхождения, в его составе при­сутствует смесь полипептидов с молекулярной массой 50000-70000, а также их агрегаты. Получают желатин из хрящей, сухожилий и костей сельскохозяйственных животных. Желатин хорошо растворяется в го­рячей воде, а при охлаждении водные растворы образуют гели. Физи­ческие свойства гелей различны и зависят от концентрации белка, мо­лекулярной массы полипептидов, температуры, присутствия солей и других реагентов. Прочность и жесткость гелей из желатина пропор­циональны концентрации белков и увеличиваются с ростом молеку­лярной массы полипептидов. Максимальная прочность геля проявляет­ся при рН 5-10 или в присутствии сульфата натрия. Желатин чувстви­телен к гидролизу протеолитическими ферментами. По этой причине его нельзя применять в сочетании с такими продуктами, как ананасы или папайя, содержащими протеазы - бромелин и папаин.

Для отечественной пищевой промышленности желатин выпускают трех марок (13, 11, 10), различающихся по качеству. Лучшим является желатин марки 13. Наличие в желатине солей тяжелых металлов, посто­ронних примесей не допускается.

Желатин - естественный компонент пищевых продуктов, поэтому ограничений по его применению нет. Однако следует учитывать, что продукты, содержащие желатин, могут иметь посторонний, не свойст­венный им привкус; кроме того, они в большей степени подвержены микробиологической порче.

В пищевой промышленности желатин используют как загусти­тель, добавляя его в различные изделия в количестве 1,5-2,2%. В частности, желатин используют при производстве мясных и рыбных продуктов для стабилизации их структуры. В производстве мороженого применяют 0,2-0,5 %-ные растворы желатина, с целью придания гладко­сти и регулирования размеров кристаллов льда.

КАЗЕИН. Известно, что белки молока представлены в основном казеином (80-83%) и сывороточными белками. Казеин получают путем его осаждения из обезжиренного молока при изоэлектрической точке -рН 4,6 - и температуре 20 °С. В зависимости от вида осадителей выпускают солянокислый, молочнокислый, хлоркальциевый и другие виды казеина, различающиеся функциональными свойствами. Однако все виды казеина способны образовывать гели.

В пищевой технологии казеин используют как эмульгатор и за­густитель для производства майонезных соусов и кондитерских желей­ных изделий.

Эмульгаторы и стабилизаторы

Эмульгаторы - это вещества, уменьшающие поверхностное натя­жение на границе раздела фаз, поэтому их добавляют к пищевым про­дуктам для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных сис­тем. В частности, с помощью таких добавок создают эмульсии жира в коде или воды в жире.

Принцип действия стабилизаторов такой же, как и эмульгаторов. Целью их применения является стабилизация уже существующих гомо­генных систем или же повышение степени гомогенизации смесей. Их поверхностная активность обычно меньше активности эмульгаторов.

ЛЕЦИТИН (Е322) входит в группу фосфолипидов, содержащихся в растительных маслах. Лецитины получают в основном из раститель­ных масел - подсолнечного, соевого, рапсового - и применяют в пище-вой промышленности преимущественно как эмульгаторы. Хорошие эмульгирующие свойства их - это следствие комбинации липофильных и гидрофильных групп в молекулах.

Фосфолипиды синтезируются в организме животных и человека. Установлено, что введение лецитина в рацион питания человека в тече­ние длительного времени не сопровождается какими-либо неблагопри­ятными последствиями.

Лецитин применяется при производстве хлеба, мучных кондитер­ских изделий, конфет, шоколада, напитков, мороженого, сухого молока.

Комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлена безусловно допустимая доза лецитина для человека до 50 мг (в допол­нение к ежедневному приему при обычном рационе) и условно допус­тимая - 50-100 мг на 1 кг массы тела. Принято считать, что средний пищевой рацион взрослого человека содержит 1-5 г лецитина.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ СОЛИ (Е481-Е482). В пищевой промышленности в качестве эмульгаторов применяют свободные жир­ные кислоты - олеиновую, стеариновую, пальмитиновую и их натрие­вые, калиевые, кальциевые соли, при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий - в концентрации до 5 г на 1 кг массы продуктов.

МОНО- и ДИАЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ ЖИРНЫХ КИСЛОТ (Е471). Их применение в шоколадном производстве позволяет экономить масло какао, а в маргариновом - получать низкожировые маргарины с содержа­нием жировой фазы 40-50%. В производстве маргарина применяют эмульгатор Т-8 - смесь эмульгатора Т-1 и фосфолипидных концентратов.

Эмульгатор Т-1 - это смесь моно- и диацилглицеролов жирных кислот, которые получают гидролизом ацилглицеролов или этерифика-цией глицерина высокомолекулярными жирными кислотами. Примене­ние такой пищевой добавки в количестве до 0,18% к массе муки в хле­бопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствления, а в производстве маргарина - повышает его пластичные свойства при со­держании эмульгатора Т-1 не более 2000 мг/кг.

Эмульгатор Т-2 (твердый) получают путем реакции этерификации глицеролов с предельными жирными кислотами с 16 и 18 атомами угле­рода и используют в производстве маргаринов в качестве пластификато­ра и антиразбрызгивателя, а также в хлебопечении для улучшения каче­ства хлеба.

Токсикологические свойства эмульгаторов Т-1 и Т-2 хорошо изу­чены. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добав­кам установил ДСП этих соединений 125 мг на 1 кг массы тела.

СПИРТЫ ЖИРНОГО РЯДА. Алифатические спирты жирного ряда, получаемые из соответствующих жирных кислот, отчасти являются есте­ственными компонентами жиров. В большинстве случаев это стеарило-вые и олеиловые спирты. Они применяются непосредственно или в виде сложных эфиров уксусной, молочной, фумаровой, яблочной, лимонной и других кислот в качестве стабилизаторов при изготовлении печенья. К таким пищевым добавкам относят, например, ацилированный моно-ацилглицерол (E472f), малат-эфир (Е472с), стеароилмолочную кислоту (E481i), олеиллактилат натрия (Е481ii), олеиллактилат кальция (E482ii) и др. Области применения добавок этой группы различны. Ацилированный моноацилглицерол - эфир моноглицерола и уксусной кислоты - и малат-эфир - эфир моноглицерола и яблочной кислоты - используются в хлебо­печении, сахарной промышленности и при производстве мороженого. Стеароилмолочная кислота - производное молочной кислоты с высшими жирными кислотами - и ее натриевая соль - стеароиллактилат натрия -используются в пищевой промышленности в качестве поверхностно-активных веществ в составе маргаринов и других продуктов.

Применение этих пищевых добавок разрешено без ограничения.

СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И САХАРОВ. Этери-фикация Сахаров (сахарозы, глюкозы) и сорбитов (сорбитангидрида) жирными кислотами дает группу эмульгаторов с широким диапазоном поверхностно-активных свойств. Их комбинируют с полиоксиэтилена-ми (полиэтиленгликолевыми эфирами), в результате чего получают эмульгаторы с измененными эмульгирующими свойствами. Наиболее известные эмульгаторы этой группы - так называемые спэны и твины.

СПЭНЫ - это сложные эфиры жирных кислот с сорбитами, а ТВИНЫ - это спэн-эмульгаторы, в которых гидроксильные группы полностью или частично замещены группами 0-(СН₂-СН2-0)_п-Н, т. е. представляют собой аддукты полиоксиэтиленов со спэнами.

Эфиры сахарозы и жирных кислот (Е473) применяются в произ-нодстве кондитерских изделий, мороженого и в хлебопечении. Сорби-тан моностеарат - СПЭН 60 (Е491), сорбитан тристеарат (Е492), сорби-тан монолаурат - СПЭН 20 (Е493), сорбитан моноолеат - СПЭН 80 (Е494), сорбитан триолеат - СПЭН 85 (Е496), ТВИН 20, ТВИН 40, ТВИН 60, ТВИН 80 (Е432-Е435) применяют при изготовлении жиро-вых эмульсий, шоколада, печенья, кондитерских изделий, мороженого из сухого молока, яичного и какао-порошка, а также для улучшения растворимости кофе. Предложено использовать полиоксиэтилены для стабилизации пивной пены, а также для защитных пленок таблетиро-панных пищевых продуктов. Коммерческие названия этих веществ -«Поливакс» и «Карбовакс».

Установлено, что некоторые неионогенные эмульгаторы, в том числе спэны и твины, повышают проницаемость клеточных стенок в ор­ганизме человека, что приводит к увеличению всасывания эпителием слизистых оболочек токсичных веществ более чем в 20 раз. Поэтому при введении в косметические препараты это свойство следует учитывать.

Сложные эфиры сахара, сорбита и жирных кислот не представляют опасности в токсикологическом отношении, но они не должны содер­жать растворителей. Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добав­кам для сложных эфиров сорбита и жирных кислот, а также для слож­ных эфиров полиоксиэтиленсорбатов и жирных кислот установили ДСП 0-25 мг на 1 кг массы тела; для сложных эфиров сахарозы и жирных кислот - 2,5 мг на 1 кг массы тела. При этом допустимое содержание диметилформамида как остатка растворителя ограничивается 50 мг/кг вещества. Добавка сложных эфиров сахарозы, сорбита и жирных кислот в пищевые жиры ограничена до 20 г/кг продукта, а добавка сложных эфиров сахарозы в маргарин не должна превышать 10 г/кг.

В России применение пищевых добавок СПЭН 60 (Е491), сорбитан тристеарата (Е492), СПЭН 20 (Е493), СПЭН 80 (Е494), СПЭН 40 (Е495), СПЭН 85 (Е496) разрешено в определенных дозировках (табл. 87).

ЭКСТРАКТ МЫЛЬНОГО КОРНЯ - это классический стабилиза­тор пены.

Однако в мыльном корне содержатся сапонины, обладающие токсическими свойствами, в связи с чем в нашей стране его использова­ние в пищевой промышленности, в частности в кондитерской и при производстве безалкогольных напитков, не разрешается.

Исключением является только производство халвы, при обра­ботке измельченных масличных семян и карамельной массы, для кото­рой допускается использовать этот экстракт.

ФОСФАТЫ (Е339-341, Е343, Е450-Е452, Е542). В производстве пищевых продуктов используют как нейтральные, так и кислые моно-, да-, три- и высшие полифосфаты.