3.2. Поверхностно-активные вещества

К группе поверхностно-активных веществ (ПАВ) относятся вещества, которые снижают поверхностное натяжение, что позволяет использовать их для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем.

Обычно молекулы ПАВ имеют дипольное строение, то есть состоят из гидрофильных и гидрофобных групп. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость в воде ПАВ, а гидрофобные - в неполярных растворителях (стиролы, эфир и т.д.). Таким образом они располагаются на поверхности раздела фаз. Их основные физико-химические и технологические свойства зависят от химического строения ПАВ и соотношения гидрофильных и гидрофобных групп. По типу гидрофильных групп различают ионные и неионные ПАВ. Ионные ПАВ диссоциируют в водных растворах на ионы, одни из которых поверхностно-активные, а другие наоборот. В свою очередь, в зависимости от знака заряда ПАВ иона они делятся на анионные, катионные и аморфные. Молекулы неионных ПАВ, естественно, не диссоциируют в растворе.

ПАВ позволяют регулировать свойства гетерогенных систем, которыми являются пищевое сырье, полуфабрикаты и готовая пищевая продукция. В настоящее время в мире используют многие тысячи пищевых ПАВ. В основном это пищевые ПАВ производные одно- или многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, структурными компонентами которых являются остатки различных кислот. Обычно применяют не индивидуальные вещества, а многокомпонентные системы.

Продукты часто представляют собой коллоидные системы: эмульсии, пены, суспензии, гели. Для их создания необходимы вещества с определенными свойствами: поверхностно-активными, загущающими, желирующими.

В пищевых технологиях достаточно часто используются различные эмульгаторы для получения устойчивых эмульсий типа «масло в воде» или обратной «вода в масле».

Пищевые эмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества, молекулы которых содержат лиофильные и лиофобные атомные группы. ПАВ на границе фаз системы формирует пограничный слой, благодаря которому снижается поверхностное напряжение, становится возможным образование эмульсии.

Эмульгатор (или смесь эмульгаторов) ускоряет процесс образования и стабилизирует тот тип эмульсии, в дисперсной среде которой он лучше растворим. Роль эмульгаторов проявляется также в определении полученной консистенции, пластичности, вязкости. Свойства таких продуктов как маргарина, майонеза, мороженого определяется действием эмульгаторов. Эмульгаторы применяются для равномерного распределения нерастворимых в воде ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов пряностей в напитках и пищевых продуктах.

Среди наиболее часто используемых эмульгаторов используются арабиногалактан (Е 409), аскорбилстеарат (Е 305), аскорбилпальмитат (Е 304), которые представляют собой порошки от белого до желтоватого цвета без вкуса и запаха.

Основными областями применения являются: в качестве антиоксиданта во всех жирах и маслах, которые не предполагается нагревать до высокой температуры, оказывает эмульгирующее действие; в сухих продуктах из картофеля, в сухих завтраках, в жирах для выпечки, в мясопродуктах используется для защиты жиров.

Эфиры глицерина, молочной и жирных кислот (Е 472) – используются как эмульгаторы, средство обработки муки, пенообразователи, стабилизаторы пен. Температура плавления и твердения у них ниже, чем у соответствующих моноглицеридов, диспергирующихся в горячей воде, нерастворимы в холодной. Являются прекрасными эмульгаторами при взбивании трехфазных систем и облегчают вспенивание теста, маргарина, мороженого, десертов. Из-за склонности к гидролизу этот эмульгатор используется только в порошкообразных продуктах.

Эфиры лактилированных жирных кислот глицерина и пропиленгликоля (Е 478) применяются для формирования структуры кристаллов жира.

Эфиры лимонной кислоты и моно- и диглицеридов жирных кислот (Е 472с) – эмульгаторы, стабилизаторы, синергисты антиокислителей. Область применения определяется невысокой термостойкостью, легко гидролизируется, этерификация моно- и диглицеридов трехосновной лимонной кислотой приводит к большому числу возможных продуктов реакции, которые склонны к дальнейшей этерификации, пожелтению, усилению антиокислительного действия. Глицериды лимонной кислоты применяются в качестве эмульгаторов (обычно в смеси с моноглицеридами) и синергистов антиоксидантов (обычно в смеси с токоферолами).

Используются в технологиях при производстве сосисок и вареных колбас для предотвращения отделения жира в процессе приготовления фарша, в смесях для мороженого, десертов, сухих сливках для кофе и соусах. При этом они стабилизируют порошок, облегчая его использование, улучшают взбитость и стабильность готового продукта. Они дают возможность одноэтапного приготовления кондитерских изделий: улучшают взбитость и снижают опасность плесневения, в препаратах сухих дрожжей продлевают жизнеспособность дрожжевых клеток, в ароматизаторах используются для защиты от изменения вкуса.

Арабиногалактан (Е 409) – малиново-белый порошок без вкуса и запаха, получают из внутренностей древесины лиственницы. Имеет низкую вязкость, устойчив к действию кислот, щелочей, стабилизирует эмульсии и суспензии, придает низкокалорийным продуктам ощущение определенной наполненности.