Пищевые добавки функционального назначения. Лабораторный практикум. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Е. И. МЕЛЬНИКОВА, Н.В. ПОНОМАРЕВА, Е. Б. СТАНИСЛАВСКАЯ

ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ВОРОНЕЖ

2017

УДК 664.612:392.398

ББК Л95-3я7

М48

Научный редактор профессор Е. И. МЕЛЬНИКОВА

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра прикладной биотехнологии Северо-Кавказского Федерального университета;

д.т.н. В.Д. ХАРИТОНОВ (ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт

молочной промышленности»)

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

Мельникова, Е.И.

М48 Пищевые добавки функционального назначения. Лабораторный практикум [Текст] : учеб. пособие / Е. И. Мельникова, Н.В. Пономарева, Е. Б. Станиславская; Воронеж. гос. ун-т инж. технол.

– Воронеж : ВГУИТ, 2017. – 52 с.

ISBN 978-5-00032-298-7

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки выпускников по направлению 19.03.03 - «Продукты питания животного происхождения». Оно предназначено для закрепления теоретических знаний и практических навыков дисциплины «Пищевые добавки функционального назначения» вариативной части дисциплин цикла Б1. Даны теоретический материал, рекомендации по выполнению лабораторных работ, контрольные вопросы.

ISBN 978-5-00032-298-7

©Мельникова Е.И., Пономарева Н.В., Станиславская Е.Б., 2017

©ФГБОУ ВО «Воронеж.

гос. ун-т инж. технол.», 2017

2

продуктов питания животного происхождения с применением пищевых и биологических добавок, управление качеством готовой продукции.

В результате изучения дисциплины формируются -сле дующие компетенции:

ОПК-2 – способность разрабатывать мероприятия по совершенствованию технологических процессов производства продукции питания различного назначения;

ПК-6 – способность обрабатывать текущую производственную информацию, анализировать полученные данные и использовать их в управлении качеством продукции;

ПК-26 – способность проводить эксперименты по заданной методике и анализировать результаты;

ПКв-2 – способность подбирать, использовать и оценивать функционально-технологические ингредиенты в производстве продуктов животного происхождения.

3

Лабораторная работа № 1.

ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ НАТУРАЛЬНОГО И СИНТЕТИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.

ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

Цель работы: познакомиться с различными видами натуральных и синтетических пищевых красителей; изучить влияние доз и комбинаций пищевых красителей на органолептические свойства молочных продуктов; исследовать влияние различных технологических факторов на изменение свойств красителей и молочных продуктов.

Посуда, приборы и материалы: пипетки Мора на 5, 10 см3;

стеклянные палочки; стаканы и колбы конические стеклянные термостойкие на 100 и 250 см3; весы технические; баня водяная; термометр спиртовой; рН-метр.

Теоретические сведения

Среди веществ, определяющих внешний вид пищевых продуктов, одно из важнейших мест принадлежит красителям.

Применение красителей помогает решению следующих

задач:

-восстановлению естественной окраски, утраченной в результате технологической обработки или в процессе хранения;

-повышению интенсивности естественной окраски;

-окрашиванию бесцветных продуктов для придания им привлекательного вида и цветового разнообразия(мороженое, йогурты, напитки и т.д.).

Окраску пищевых продуктов нельзя производить с целью их фальсификации, т.е. пищевые красители запрещается использовать для маскировки изменений продуктов, вызванных их порчей, использованием недоброкачественного сырья или нарушением технологических режимов.

4

ВМеждународной системе цифровой кодификации пищевых добавок с литерой «Е» идентификационные номера пищевых красителей располагаются в ряду Е 100-Е 182.

Вкачестве пищевых красителей применяют как природные, так и синтетические вещества.

Природные (натуральные) красители – это красящие ве-

щества, выделенные из природных источников(растительных или животных). Близки к натуральным красителям их синтетические аналоги (идентичные натуральным), а также природные соединения, подвергнутые химической модификации для улучшения их технологических и потребительских свойств, например, частичный гидролиз экстракта аннато дает краситель, лучше растворимый в воде. Иногда пищевые красители получают из природных источников, обычно не используемых в качестве пищи, например, краситель кошениль из насекомых, обитающих на некоторых видах кактусов.

Из природных красителей, придающих красную, оранжевую или желтую окраску, чаще всего используются каротиноиды

-красящие вещества, содержащиеся во многих животных организмах и большинстве растений (морковь, тыква, абрикосы, манго, персики, шпинат, кресс– салат, капуста, помидоры, плоды шиповника и др.).

Каротиноиды – жирорастворимые природные пигменты, относящиеся к группе сильно ненасыщенных углеводородов терпенового характера, их можно получать из природного сырья или синтезировать в промышленности. Наиболее распространенными представителями каротиноидов (а их известно около500) явля-

ются b-каротин (Е 160а), который служит, кроме того, источником витамина А и антиоксидантом, ликопин (Е 160d), ксантофилл, зеаксантин, криптоксантин (Е 161с), лютеин (Е 161b), биксин, аннато (Е 160b), кроцетин, сапсорубин, кантаксантин

(Е 161g).

b-каротин может выделяться из природных источников в смеси с другими каротиноидами (Е 160а iiэкстракт натуральных каротиноидов ) или получается синтетическим путём (Е 160а i - b-каротин синтетический).

5

Каротиноиды являются, как правило, стабильными красителями: они устойчивы к изменению рН среды, к веществам, обладающим восстановительными свойствами, но при нагревании (свыше 100 °С) или под действием солнечного света легко окисляется. Особенно чувствителен к действию окислителей b-каротин. В связи с этим возникает необходимость защиты каротиносодержащих продуктов питания, что достигается путём добавления аскорбиновой кислоты или аскорбината натрия.

Помимо красящих свойств b-каротин проявляет биологическую активность: являясь провитамином А он выполняет в организме человека ряд важных функций и относится к незаменимому пищевому веществу.

Природными жёлтыми красителями, используемыми, в основном, при производстве мороженого, являются куркумин (турмерик Е 100), получаемый из многолетних травянистых растений семейства имбирных – Curcuma Ionga; витамин В2 (Е 101) в форме рибофлавина или натриевой соли рибофлавин- 5- фосфорной кислоты; хлорофилл (Е 140).

Хлорофиллы – магнийзамещенные производные порфирина, в зелёных растениях находятся в виде комплекса с белком. Природный хлорофилл крайне неустойчив и обладает окраской меньшей интенсивности, большое практическое значение имеет химически модифицированный хлорофилл (Е 141), в котором исходный магний замещён на медь.

Красный цвет плодов, цветов и листьев часто обусловлен присутствием в них антоцианов– широко распространенной группа окрашенных соединений, встречающихся во многих фруктах, овощах, а также цветах.

Антоциновая пигментация растительных клеток зависит от многих факторов. Важнейшими из них являются следующие: комплексообразование с ионами металлов(соли калия обуславливают пурпурную окраску, соли кальция и магниясинюю), строение антоцианидина (метилирование придаёт окраске красные тона) и адсорбция на полисахаридах. На интенсивность и разнообразие окраски оказывает влияние величина рН. Одни и те же антоцианы в кислой среде дают красную окраску, при подщёлачивании – голубую и синюю.

6

Пигменты антоциановой природы широко используют для получения натуральных красителей: энокраситель (Е 163 ii), полученный из выжимок тёмных сортов винограда, экстрат из чёрной смородины (Е 163 iii), свекольный красный (Е 162), выделенный из свеклы.

Из природных красителей в молочной промышленности используют также кармин(Е 120) – производное антрахинона, красящим веществом которого является карминовая кислота, придающая красный цвет продуктам питания.

К природным принято относить и карамельные красители (Е 150), сахарный колер (Е 150а), полученный без использования аммиака или сульфита аммония. Это тёмноокрашенные продукты термической дегидратации сахара, имеющие приятный запах.

Несмотря на то что в токсикологическом отношении -на туральные красители не представляют опасности для здоровья (по крайней мере, те, которые традиционно применяются в пищевой промышленности), в настоящее время всё более широкое применение находят синтетические красители. Это обусловлено рядом причин. При получении природных красителей не всегда можно обеспечить постоянство состава и тем самым неизменность цвета и окрашивающую способность. Кроме того, природные красители, даже химически модифицированные, чувствительны к воздействию кислот, щелочей, кислорода воздуха, температуры, подвержены микробиологической порче.

Синтетические красители обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с природными, т.к. они менее чувствительны к условиям технологической переработки и дают яркие, легко воспроизводимые цвета. В большинстве случаев они дешевле натуральных. Однако с гигиенической точки зрения синтетические красители заслуживают пристального внимания, т.к. многие из них не безразличны для организма как в токсикологическом, так и в канцерогенном отношении.

С химической точки зрения синтетические красители можно разделить на 5 классов: азокрасители, триарилметановые, ксантановые, хинолиновые и индигоидные красители.

7

К азокрасителям относятся: тартразин (Е 102), желтый «Солнечный закат» (Е 110), кармуазин (Е 122), пунцовый 4R (Е 124), черный блестящий (Е 151). К триарилметановым красителям относятся синий патентованный (Е 131), синий блестящий (Е 133), зеленый S (Е 142), коричневый FK (Е 154), коричневый НТ (Е 155). Ксантановые красители представлены эритрозином (Е 127), хинолиновые – желтым хинолиновым (Е 104), а индиговые – индигокармином (Е 132).

В качестве пищевых красящих веществ применяются также некоторые минеральные пигменты и металлы. Так, окись железа (Е 172) дает черный, красный и желтые цвета, а двуокись титана (Е 171) и карбонат кальция (Е 170) – белый; из металлов используются золото (Е 175), серебро (Е 174) и алюминий (Е 173).

Индивидуальные синтетические пищевые красители -со держат, как правило, 80–85 % основного красителя, и, как правило, разбавлены наполнителями (поваренная соль, сульфат натрия, глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, пищевые жиры и др.), что упрощает обращение с ними. Требования ФАО/ВОЗ к содержанию основного красителя в каждом конкретном случае приведены в табл. 1.

8

Синтетические красители применяются как индивидуально, так и в смеси друг с другом для получения цветов и оттенков, которые нельзя приготовить с помощью индивидуальных красителей (табл. 2).

Таблица 2

Состав некоторых смесевых красителей

Выбор и дозировка красителей для конкретного пищевого производства зависят от желаемого цвета и требуемой интенсивности окраски, а также от физико-химических свойств готового продукта. Рекомендуемые дозы внесения красителей приведены в табл. 3.

Применительно к конкретной рецептуре эти дозировки могут быть уточнены в соответствии со вкусом и требованиями потребителя, но максимальное содержание красителей в продукте не должно превышать норм, установленных Госсанэпиднадзором России. Кроме того, дозировки красителей ограничиваются их допустимым суточным поступлением(ДСП) в организм человека, которое выражается в миллиграммах на килограмм.

9

Синтетические пищевые красители выпускаются в виде порошков или гранул, но в этом случае их применяют только при производстве сухих полуфабрикатов (сухие напитки, смеси для кексов и т.п.). В остальных пищевых продуктах синтетические красители рекомендуется использовать, предварительно растворив в небольшом количестве воды или окрашиваемого продукта. Раствор красителя вводят, как правило, перед последней операцией перемешивания. Пищевые синтетические красители термостабильны, поэтому окрашенный продукт можно подвергать всем необходимым технологическим операциям, в т.ч. пастеризации, стерилизации, охлаждению и замораживанию.

Некоторые красители, например, индигокармин в растворах на свету обесцвечиваются. Это свойство красителя необходимо учитывать и при хранении готовых продуктов: на свету может не только ослабляться их окраска, но и меняться ее оттенок из-за различной скорости обесцвечивания компонентов смесевых красителей. В связи с этим растворы красителей желательно хранить в сосудах из зеленого или коричневого стекла, в непрозрачной посуде или в темном месте.

При применении синтетических красителей необходимо:

1)убедиться в их токсикологической безопасности;

2)установить конкретную дозу вносимого красителя, которая зависит от желаемого цвета и требуемой интенсивности окраски, а также от физико-химических свойств готового продукта;

10