Физико-химические показатели и показатели пожароопасных свойств растворителей

Наименование показателя	Значение и норма показателя
	Этиловый спирт	1,2-пропи- ленгликоль	Триацетин
Эмпирическая формула	C2H5OH	C3H8O2	C9H14O6
Молекулярная масса	46,07	76,09	218,2
Внешний вид	Бесцветная жидкость
Запах	Характерный запах	Без запаха
Плотность при 20 С, г/см3	0,789	1,040	1,160
Показатель преломления	1,3614	1,4328
Температура кипения, С	78,4	189	258
Давление паров (20 С), мм рт.ст.	44,5	0,16	–
Температура вспышки, С	13 16	96	138
Класс пожароопасности	ЛВЖ	ГЖ	ГЖ
Температура воспламенения, С	18,0	110	–
Температура самовоспламенения, С	400,0	371	430

______________________

^ Закрытый тигель.

^ Открытый тигель.

Эмульсионные ароматизаторы. Технология эмульсионных ароматизаторов включает ряд операций, направленных на получение эмульсий, состоящих из двух несмешивающихся или ограниченно смешивающихся жидкостей. Эмульсии обладают избытком поверхностной энергии на границе раздела фаз, что определяет их термодинамическую неустойчивость.

Разбавленные эмульсии, содержащие до 0,1 % дисперсной фазы, могут быть достаточно устойчивыми и при довольно высоких значениях поверхностного натяжения на границе раздела фаз за счет образования двойного электрического слоя на его поверхности. Стабильное состояние концентрированных устойчивых эмульсий с содержанием дисперсной фазы до 74 % поддерживается за счет введения эмульгаторов и образования на поверхности капелек дисперсной фазы стабилизирующей коллоидно-адсорбционной диффузной оболочки, снижающей поверхностное натяжение и механически препятствующей агрегированию и коалесценции капелек. Высококонцентрированные эмульсии с содержанием дисперсной фазы свыше 74 % не способны к седиментации вследствие плотной упаковки частиц дисперсной фазы и обладают механическими свойствами, сходными со свойствами гелей.

Выбор эмульгатора [поверхностно-активного вещества (ПАВ)] во многом зависит от свойств поверхности дисперсной фазы, наличия тех или иных функциональных групп, а также от величины свободной межфазной энергии. Как правило, молекулы ПАВ состоят из углеводородной части и полярной группы. Если углеводородная часть молекулы гидрофильна, то полярные группы интенсивно взаимодействуют с молекулами воды, проявляя свойство дифильности. Энергетически наиболее выгодно положение дифильных молекул на границе раздела фаз, так как в этом случае их полярные группы будут гидратированы, а углеводородная часть перейдет в неполярную фазу. В качестве характеристики между действием полярной и неполярной частей молекулы используется шкала значений гидрофильно-липо-фильного баланса (ГЛБ), являющаяся мерой эмульгирующей способности ПАВ. По этой шкале соединениям, содержащим значительные по размеру углеводородные радикалы, отвечает низкое значение ГЛБ. Прямую эмульсию, например масло–вода (м/в), дают эмульгаторы с числом ГЛБ, равным 8–13, а при числе ГЛБ 3–6 получаются обратные эмульсии (в/м). Эмульгаторы занимают промежуточное значение между соединениями, в которых преобладает влияние полярной части, и соединениями, на свойства которых большее влияние оказывает неполярная часть молекулы.

Поверхностно-активные вещества различаются по своей природе, свойствам, особенностям строения их молекул и по характеру воздействия на те системы, в которые их вводят. Общеизвестна классификация ПАВ по ионной диссоциации их в воде на три основные группы: ионогенные (анионные, катионные), неионогенные и амфолиты. В зависимости от типа ПАВ частицы дисперсной фазы приобретают соответствующий заряд или на их поверхности возникают адсорбционно-сольватные слои. Для стабилизации прямых эмульсий широко применяются неионогенные эмульгаторы, молекулы которых состоят из углеводородной части и достаточно длинной цепочки расположенных по всей длине полярных групп, не способных к ионизации (чаще всего гидроксильных). К эмульгаторам, применяемым в пищевой промышленности, предъявляются особые требования: кроме высоких эмульгирующих свойств, они должны обладать структурирующей, пластифицирующей, загущающей способностью при полной пищевой безвредности.

История создания ароматических эмульсий начинается с 1921 г., когда были созданы эмульсии эфирных масел для парфюмерных отдушек. В настоящее время эмульсионные ароматизаторы широко используются в производстве напитков. Из всех ароматов наиболее популярны ароматы цитрусовых, особенно лимон–лайм и апельсиновый. Аромат таких напитков определяется эфирными маслами из кожицы соответствующих плодов.

Основное значение в получении устойчивых эмульсий имеет эмульгатор. В качестве первых пищевых эмульгаторов использовали натуральные вещества, являющиеся гидрофильными коллоидами: белки, камеди, крахмал, танин, пектины, сапонины, соли желчных кислот, а также различные растительные экстракты и их комбинации. Некоторые из них сохранили свою актуальность и в настоящее время.

В эмульсиях, в состав которых входят эфирные масла (апельсиновое, лимонное или мандариновое), в качестве эмульгатора часто используют лецитины. Лецитин, обладая биполярными характеристиками, способен стабилизировать жидкие эмульсии, понижая поверхностное натяжение между водной и масляной фазами. Использование его в смеси с желатином, протеинами, моно- и диэруцином, монолаурата полиэтиленгликоля облегчает проблему диспергирования. Эмульсии, содержащие лецитин, стабильны при хранении.

В фармацевтических препаратах находит применение эмульсионная ароматизирующая добавка, в которой в качестве эмульгатора используется соевый лецитин. Особенностью композиции является добавка смеси лимонной кислоты и одной из аминокислот (метионина, фенилаланина, серина, гистидина) при условии их совместимости. Добавка смеси кислот выполняет функцию стабилизации цветового показателя и синергиста для лецитина.

В качестве стабилизаторов пищевых эмульсий широко используются белковые эмульгаторы, а также эмульгаторы, получаемые из продуктов переработки сельскохозяйственного сырья (белковые концентраты из листьев растений, белки масличных семян, концентраты сывороточных белков, зерновые белки, белки крови убитых животных, белки мясных субпродуктов, микробные белки).

Хорошо зарекомендовали себя как эмульгаторы белково-полисахаридные смешанные системы, обеспечивающие повышение качества и стабильность эмульсионных структур. В качестве полисахаридного компонента в белково-полисахаридных системах используют альгинат натрия, получаемый из бурых морских водорослей. В композиции с желатином он обеспечивает получение стабильных эмульсий.

Использование ароматических эмульсий в рецептуре безалкогольного напитка приводит к эффекту замутнения в напитках, имитирующему натуральные соки. Дополнительный эффект замутнения достигается введением в эмульсию замутняющего агента. При этом замутняющий агент совмещает часто не только функцию замутнителя, но и ароматизирующей добавки.

Среди применяемых в пищевой промышленности эмульгаторов особый интерес представляют крахмал и его модифицированные формы. Крахмал – широко распространенный полисахарид, обладающий высокой пищевой ценностью, содержит большое число реакционноспособных групп, позволяющих создать многочисленные формы модифицированных крахмалов. В результате модифицирования различными физическими и химическими методами крахмалу можно придать желаемые свойства. Его различные модификации находят широкое применение в качестве замутнителей напитков и носителей аромата. Разнообразие пищевых добавок из крахмала для использования их в качестве замутняющих агентов и способов их производства объясняется также большим разнообразием сырья для получения крахмалов, которые различаются соотношением содержащихся в них амилозы и амилопектина, характеризующихся неодинаковой структурирующей способностью.

Многокомпонентные системы замутнителей разнообразны по своему составу. Широкое распространение получили камеди, которые хорошо сочетаются между собой, а также с пищевыми поверхностно-активными веществами, например пропиленгликольальгинатом, проявляя при этом синергический эффект. Для замутнения напитков применяются и композиционные продукты, состоящие из карнаутского воска, камеди эвкалипта, многоатомного спирта С₂–С₆, воды и соли, характеризующиеся высокой стабильностью эмульсии, нейтральным вкусом и седиментационной устойчивостью в газированных и негазированных напитках.

Замутняющим агентом может служить дисперсная система, образованная из растительных и эфирных масел, терпенов и воды, стабилизированная камедями различных смол. Эмульсия, добавленная в напиток, дает устойчивую низкоконцентрированную коллоидную систему, выполняя одновременно функцию ароматизатора.

Широко применяются в качестве замутнителей растительные волокна и экстракты растительного сырья. Для загущения и стабилизации низкожирных эмульсий используются разнообразные растительные ингредиенты, обогащенные полисахаридами, белками и фосфолипидами. Важное значение имеет достижение оптимального соотношения растворимых и нерастворимых пищевых волокон и крахмала.

Большой интерес представляет использование в качестве пищевых эмульгаторов растительных экстрактов, чьи пенообразующие и биологические свойства зависят от наличия терпеновых гликозидов (сапонинов), которые обладают поверхностно-активными свойствами. Эмульгирующие свойства сапонинов широко используются для стабилизации дисперсных систем.

Агентами, стабилизирующими эмульсию масел в воде, служат и пищевые добавки, полученные синтетическим путем, среди них моноэфиры глюкозы и жирных кислот, полиэфиры многоатомных спиртов и жирных кислот, сложные эфиры моно- и диглицеридов жирных кислот С₁₀–С₂₄, гидрированный триглицерид, поливиниловый спирт специальной марки.

Таким образом, эмульсии для напитков, как правило, включают ароматизатор эмульсионного вида и замутнитель. Ароматизатор представляет собой коллоидную систему, состоящую из масляной фазы, которая может включать эфирное масло одного наименования или смеси эфирных масел, водную фазу и эмульгатор. Замутнитель представляет собой эмульсию растительных и эфирных масел, терпенов и воды. В безалкогольных напитках наиболее популярны ароматы цитрусовых: апельсиновый, лимонный, грейпфрутовый ароматы. Поэтому в масляную фазу можно вводить эфирные масла этих плодов.

Эмульсии для напитков представляют собой особый вид, который изготавливается как концентрат, образующий в напитке сильно разбавленную эмульсию. При этом эмульсионный ароматизатор должен быть стабилен как в концентрированном, так и в разбавленном виде.

Ароматизаторы сухого типа. Порошкообразные (сухие) ароматизаторы по способу получения условно можно разделить на три группы.

Первую группу получают наиболее простым способом – нанесением при тщательном перемешивании ароматической композиции или эфирного масла на подходящий носитель, который находится в порошкообразной форме.

Вторая группа – инкапсулированные ароматизаторы, полученные нанесением мелкодисперсной ароматической композиции на носитель с последующим инкапсулированием, например смолой акации, что частично предотвращает потерю летучих веществ и их окисление.

Третью группу составляют ароматизаторы, технология которых заключается в получении эмульсии ароматической композиции в растворе инкапсулирующего агента (смолы акации, мальтодекстрины и др.) с последующей сушкой в распылительной сушилке.

В качестве носителей душистых веществ в сухих ароматизаторах используются самые различные ингредиенты. Выбор носителя во многом определяется способом получения ароматизаторов. Для порошкообразных ароматизаторов, получаемых путем смешивания ингредиентов, обычно в качестве носителей используют различные углеводы: моно- и дисахариды, различные крахмалы. Если получают сухие микрокапсулированные ароматизаторы, то в качестве носителей применяют желатины, гуммиарабик, альгинаты.

Носителями в сухих ароматизаторах, получаемых методом распылительной сушки, обычно являются модифицированные крахмалы, желатин, модифицированные белки молочной сыворотки, гуммиарабик.

Душистые вещества, используемые для получения порошкообразных ароматизаторов, практически те же, что и для получения жидких ароматизаторов. Среди них следует отметить ванилин, как компонент, наиболее востребованный при производстве сухих ароматизаторов.

Применение и дозировки пищевых ароматизаторов

Область применения ароматизаторов и максимальные дозировки устанавливает изготовитель ароматизаторов и отражает в технической документации.

Дозировки ароматизаторов в пищевых продуктах не должны превышать величин, установленных изготовителем ароматизаторов. В ряде случаев изготовитель ароматизаторов должен ограничивать максимальные дозировки, исходя из ингредиентного состава конкретного ароматизатора. Лимитирующим фактором может быть наличие в некоторых лекарственных растениях, разрешенных в качестве сырья для ароматизаторов, таких соединений, как агариковая кислота, кумарин, сафрол, изосафрол, сантонин, хинин и др.

Действующая в России нормативная документация на пищевую продукцию:

– не предусматривает применения ароматизаторов при производстве соков, нектаров сокосодержащих овощных напитков, коньяка, виски, рома, водок (кроме особых), масла коровьего (вологодского, несоленого, соленого, любительского, крестьянского, топленого), сливочного масла классического, сливочного масла пониженной жирности с массовой долей жира более 70 %;

– разрешает использование натуральных и идентичных натуральным ароматизаторов при производстве водок особых, ликеров, наливок, пуншей, настоек, джинов, десертных напитков, коктейлей, аперитивов, бальзамов, кремов, газированных и негазированных слабоградусных напитков, винных напитков, спредов и топленых смесей, кетчупов (кроме сорта «экстра»);

– допускает использование определенных видов ароматизаторов при производстве ароматизированных вин (натуральных ароматизаторов, за исключением имитирующих аромат сорта винограда или тип вина, а также идентичных натуральным ароматизаторов «ванилин», «миндаль», «абрикос» и «яйцо»); джемов и варенья (ванилина и натуральных ароматизаторов);

– не предусматривает ограничений по использованию ароматизаторов при производстве карамели, мармеладопастильных изделий, шоколада, халвы, драже, конфет, мучных кондитерских изделий, а также жевательной резинки, маргаринов, майонезов, «молочных и молокосодержащих продуктов с ароматом», сливочного масла пониженной жирности с массовой долей жира менее 70 %, масляной пасты из коровьего молока, игристых и плодовых вин, коктейлей винных газированных, сидров ароматизированных.

С 2006 г. Директивой Евросоюза 2003/114/ЕС вводятся ограничения по предельному содержанию в пищевых продуктах некоторых пищевых добавок, в частности:

– триацетина и пропиленгликоля – растворителей в рецептурах ароматизаторов: до 3 кг на 1 кг пищевых продуктов во всех источниках поступления, в том числе и ароматизаторов;

– Е 432 (твин 20), Е 433 (твин 80), Е 434 (твин 40), Е 435 (твин 60), Е 436 (полиоксиэтилен (20) сорбитан триацетат) до 1 г на 1 кг готовых пищевых продуктов, содержащих жидкие коптильные ароматизаторы и ароматизаторы на основе маслосмол пряностей.

Указанные ограничения предусматривается ввести также в нормативные документы Российской Федерации.

С 1 июля 2005 г. введен в действие ГОСТ Р 51074–2003 «Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования», согласно которому:

– при включении в состав продуктов ароматизаторов, имитирующих наличие в них пищевых продуктов (ингредиентов), в их наименовании указывают, что эти продукты являются продуктами с их вкусом и (или) ароматом. Для продуктов с ароматом, не присущим конкретному натуральному продукту, или с комплексным ароматом указывают, что они являются ароматизированными (без указания конкретного аромата);

– для ароматизаторов на этикетке должно быть указан их статус: натуральный, идентичный натуральному или искусственный.