3.1.2. Свойства и функции загустителей и гелеобразователей

Главной технологической функцией добавок этой группы в пищевых системах является повышение вязкости или формирование геле-вой структуры различной прочности. Одним из основных свойств, определяющих эффективность применения таких добавок в конкретной пищевой системе, является их полное растворение, которое зависит прежде всего от химической природы. Влияние особенностей структуры отдельных загустителей и гелеобразователей на их растворимость в воде иллюстрирует табл. 3.2.

Таблица 3.2

Влияние структуры на паствооимость

Добавка	Особенности структуры	Растворимость
Гуар	Высокозамещенный полисахарид	Растворим при комнатной температуре
Камедь рожкового дерева	Незамешенные зоны в полисахаридных цепях	Растворима только при нагревании
Пектины	Ответвления и метоксильные группы, кислотные группы ионизированы, электростатическое отталкивание между цепями	Растворимы при комнатной температуре
Альгинаты	Электростатическое отталкивание между цепями	То же
Каррагинаны
λ.-Каррагинан	3 сульфата на 2 галактозы (не образует гета)	»
ι-Каррагинан	2 сульфата на 2 галактозы (образует слабый гель)	Частично растворим при комнатной температуре
κ-Каррагинан	1 сульфат на 2 галактозы (образует сильный гель)	Растворим только при нагревании
Ксантан	Частые боковые цепи, электростатическое отталкивание из-за наличия кислотных групп	Растворим при комнатной температуре
Желатин	Изменение зарядов цепи в зависимости от рН геля	Частично набухает в холодной воде в зависимости от рН, растворим только при температуре выше 40 °С

При анализе табл. 3 2 можно констатировать, что добавки подиса-харидной природы, содержащие большое количество гидроксильных групп, являются гидрофильными и в основном растворимы в воде.

При контакте водорастворимых полисахаридов с водой молекулы растворителя сначала проникают с образованием связей в наименее организованные участки цепи макромолекул. Такая начальная гидратация ослабляет связи в оставшихся звеньях и способствует проникновению воды и сольватации наиболее организованных участков цепи Этот процесс проходит через переходную стадию гелеобразования, когда частицы набухают и увеличиваются в объеме благодаря силам когезии между макромолекулами. Если межмолекулярные связи относительно слабы, они могут быть достаточно легко разрушены при механическом воздействии или нагревании. При этом биополимер (полисахарид или белок) полностью растворяется С другой стороны, если связи между определенными сегментами макромолекул не разрушаются при механическом или тепловом воздействии, биополимер сохраняется в виде набухших частиц Примерами могут служить альгинат и пектат кальция.

Растворимость повышается в присутствии ионизированных групп (сульфатные и карбоксильные), увеличивающих гидрофильность (каррагинаны, альгинаты), а также при наличии в молекулах полисахаридов боковых цепей, раздвигающих главные цепи, что улучшает гидратацию (ксантаны). Растворимость понижается при наличии факторов, способствующих образованию связей между полисахаридными цепями, к которым относятся наличие неразветвленных зон и участков без ионизированных групп (камедь рожкового дерева), а также присутствие ионов кальция или других поливалентных катионов, вызывающих поперечное сшивание полисахаридных цепей, что препятствует растворению макромолекул.

В зависимости от химической природы макромолекул и особенностей пищевой системы возможны различные механизмы гелеобразования, обобщенные в табл. 3.3.

Таблица 3.3