Пищевые ингредиенты и биологически активные добавки в производстве продуктов животного происхождения. Лабораторный практикум. Учебное пособие

11

Таблица 4

Результаты расчетов оформить в виде табл. 5.

Контрольные вопросы

1. Что такое пищевая ценность продуктов питания? Какова формула сбалансированного питания?

12

2.Что такое энергетическая ценность продуктов питания? Приведите расчет энергетической ценности.

3.Каковы основные правила маркировки пищевой продук-

ции?

Лабораторная работа № 2.

ПРИМЕНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

(ПК-5, ПКв-4)

Цель работы: изучить влияние эмульгатора на дисперсность молочно-растительных смесей.

Посуда, приборы и материалы: пипетки для определения эффективности гомогенизации; пипетки Мора на 5, 10 см3; стеклянные палочки; весы технические; баня водяная; термометр спиртовой; центрифуга с частотой вращения1000-1500 мин-1; лабораторный диспергатор.

Краткие теоретические сведения

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), или эмульгаторы, – это вещества, уменьшающие поверхностное натяжение на границе раздела фаз, поэтому их используют для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. В состав молекулы ПАВ входят гидрофильные группы, обеспечивающие растворимость в воде, и гидрофобные, которые растворяются в неполярных растворителях. Технологические функции эмульгаторов в пищевых системах приведены ниже.

1.Диспергирование (эмульгирование и пенообразование).

Взависимости от природы диспергируемых фаз возможно образование типов пищевых дисперсных систем, представленных в таблице.

13

2.Солюбилизация. Введение ПАВ в жидкие дисперсные системы улучшает способность образования прозрачных растворов, что важно для продуктов, содержащих ароматизаторы и красители.

3.Комплексообразование с крахмалом. ПАВ, молекулы которых содержат ацилы высших жирных кислот, способны к образованию комплексов с растворимой амилозной фракцией крахмала (важно для замедления процессов черствения хлеба, изменения текстуры таких продуктов, как макароны, кондитерские изделия).

4.Взаимодействие с белками. ПАВ, имеющие ионную природу, могут вступать во взаимодействие с белками, что улучшает структурные свойства пищевых продуктов, в том числе эластичность хлеба, способствует увеличению его объема.

5.Изменение вязкости. Некоторые ПАВ при добавлении в пищевые системы, которые содержат сахарозу, диспергированную в жире, способны снижать вязкость системы(обеспечение текучести шоколадной массы).

6.Модификация кристаллов. Некоторые ПАВ могут оказывать влияние на модификацию полиморфной формы, размер и скорость роста кристаллов жира в маргаринах, жировых смесях, шоколадных массах. Это обеспечивает улучшение сливочного вкуса.

7.Смачивание и смазка. ПАВ являются эффективными смачивающими агентами. Снижают межфазное натяжение между жидкостью и поверхностью твердых частиц, что обеспечивает более быстрое и равномерное распределение жидкости попо верхности твердых частиц.

По химическому строению пищевые ПАВ разнообразны и обычно являются многокомпонентными смесями. Наиболее распространенные пищевые ПАВ – это производные одноатомных и многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, в состав которых входят остатки кислот различного строения.

Фосфолипиды (Е 322, Е442). Наиболее популярны в этой группе природные лецитины(Е 322), имеющие синтетический аналог «аммониевые фосфатиды» (Е442). Представляют собой смесь фракций фосфатидов, полученную из животных(яичный желток) или растительных объектов(подсолнечного, соевого, рапсового масел) физическими методами. Эмульгирующие свой-

14

ства лецитина обусловлены комбинацией липофильных и гидрофильных групп в молекулах. ДСД составляет 50 мг. Применяются при производстве хлеба, конфет, шоколада, мороженого, сухого молока, напитков.

Использование синтетических фосфолипидов, которые представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей различных фосфатидных кислот с триглицеридами, в шоколадном производстве позволяет экономить масло-какао, в маргариновом – получать низкожирные маргарины с содержанием жировой фазы 40-50 %.

Ферментативным и химическим методами проводят модификацию фосфолипидов, которая приводит к изменению их поверхностной активности, определяющей технологические функции фосфолипидов в различных пищевых системах.

Особенности эмульгирующих свойств фосфолипидов обусловлены способностью образовывать и поддерживать в однородном состоянии как прямые, так и обратные эмульсии, что расширяет возможности их использования: от майонезов и различных соусов для салатов(прямые эмульсии) до аналогов сливочного масла и маргаринов различного жирнокислотного состава (обратные эмульсии).

Фосфолипидам свойственна антиоксидантная активность, которая связана с подавлением реакций автоокисления непредельных органических соединений. Являясь эффективными антиоксидантами, фосфолипиды могут выступать в качестве синергистов других антиокислителей (например, совместное использование фосфолипидов с эфирами аскорбиновой кислоты).

Фосфолипиды характеризуются высокой физиологической эффективностью, которая связана с уменьшением уровня холестерина в крови, улучшением функции печени и состояния центральной и периферической нервной систем, торможением процессов старения организма и нормализацией иммунобиологической реактивности организма.

Жирные кислоты и их соли(Е 481-482). В качестве эмуль-

гаторов применяют олеиновую, стеариновую, пальмитиновую кислоты их натриевые, калиевые, кальциевые соли.

Моно- и диацилглицерды жирных кислот(Е 471, Е 472а-

Е 472g).Наиболее известная группа пищевых эмульгаторов, сего-

15

дня их доля в общем потреблении эмульгаторов составляет около 60 %. В группу пищевых добавокглицеридной природы входят неполные ацилглицерины (моно- и диглицериды), которые в промышленности получают гидролизом жиров и масел или этерификацией глицерина высокомолекулярными жирными кислотами, а также продукты их этерификации по первичной гидроксильной группе пищевыми низмолекулярными кислотами– уксусной, молочной, винной, диацетилвинной и лимонной.

Применение моно- и диацилглицердов в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, в макаронной отрасли позволяет механизировать технологический процесс и повысить качество изделий(макароны перестают быть клейкими). В производстве маргаринов и майонезов эти добавки оказывают эмульгирующее, стабилизирующее и пластифицирующее действие.

Эфиры полиглицерина (Е 475). Технология их получения основана на полимеризации глицерина с последующей этерификацией пищевыми жирами или высшими жирными кислотами. Это неионогенные ПАВ, они могут проявлять как гидрофильные, так и липофильные свойства. Их применение в пищевой промышленности связано с технологическими функциями эмульгаторов, пеногасителей, смазочных материалов, замутнителей. Основные объекты использования – хлебопекарные и кондитерские изделия, а также маргариновая продукция. ДСД не должно превышать 25 мг/кг массы тела человека.

Эфиры сахарозы (Е 473).По химической природе представляют собой смесь моно-, ди- и триэфиров сахарозы с природными высшими жирными кислотами. Добавки этой группы являются неионогенными эмульгаторами и характеризуются различной гидрофильностью, в связи с этим спектр применения их очень широкий – от пищевых эмульсий до структурированных систем. Они применяются в технологиях майонезов, маргаринов, соусов, диетических молочных продуктов и мороженого. Введение этих добавок в рецептуры хлебобулочных и кондитерских изделий замедляет процессы черствения, улучшает структуру продукта, они снижают вязкость расплавленной шоколадной массы и увеличивают ее структурную прочность.

16

Эфиры сорбитана (Е 491-Е 496) – сложные эфиры шестиатомного спирта сорбита в моноангидроформе с природными высшими жирными кислотами– лауриновой, пальмитиновой, стеариновой и олеиновой(СПЭНы). Сорбитанмоностеарат (СПЭН 60, Е 491), сорбитантристеарат (Е 492), сорбитанмоноолеат (СПЭН 80,Е 494) и др. применяют при изготовлении жировых эмульсий, шоколада, печенья, мороженого из сухого молока, яичного и какао-порошков. Эти соединения не представляют опасности в токсикологическом отношении. Рекомендуемая дозировка: в пищевых жирах – до 20 г/кг продукта, в маргарине – до 10 г/кг.

Порядок выполнения работы

Приготовить 2 образца сливочно-растительных смесей. Для этого отвесить 192 г молока и добавить в один из них 8 г растительного масла (образец без эмульгатора).

Для приготовления образца с эмульгатором отвесить13 г растительного масла, нагреть его до температуры 65 °С, внести в него 3 г эмульгатора Палсгаард0093 и при непрерывном перемешивании растворить эмульгатор в растительном масле. Отобрать 8 г полученной смеси и добавить во второй образец(образец с эмульгатором).

Образцы подогреть до 65 °С в водяной бане и диспергировать с помощью лабораторного диспергатора.

В обоих образцах определить эффективность диспергирования. Сделать вывод по результатам выполненной работы.

Определение эффективности диспергирования методом центрифугирования. Метод определения эффективности диспергирования центрифугированием основан на определении в диспергированных смесях содержания мелких(размером менее 2 мкм) жировых шариков после его центрифугирования в специальной пипетке (рисунок).

Специальную пипетку через нижний капиллярный конец заполняют исследуемой диспергированной смесью до верхней черты. Верхний конец пипетки закрывают пальцем, а на нижний конец надевают резиновую пробку с углублением.

17

Верхняя

черта

Нижняя

черта

Рисунок. Пипетка для определения эффективности гомогенизации

Заполненные пипетки вставляют симметрично в патроны центрифуги для определения массовой доли жира(пробками к периферии) и центрифугируют в течение30 мин. После центрифугирования пипетки вынимают из центрифуги и ставят в штатив (пробками вниз). В верхней части пипетки собирается смесь с жировыми шариками размером 2 мкм и более, а в нижней – с мелкими шариками размером менее 2 мкм. Для определения степени диспергирования необходимо отобрать смесь из нижней части пипетки. Для этого пальцем закрывают верхнее отверстие пипетки, снимают резиновую пробку с нижнего конца и осторожно сливают смесь в стакан от верхней до нижней черты на пипетке. Затем контролируют массовую долю жира в этой части смеси.

Степень диспергирования (%) рассчитывают по формуле

x= Ж1 ×100

Ж,

где Ж1 – массовая доля жира в молоке, слитом из нижней части пипетки, %;

Ж – массовая доля жира в гомогенизированном молоке до центрифугирования, %.

18

Контрольные вопросы

1.Какие вещества относятся к ПАВ?

2.Какие требования предъявляют к эмульгаторам?

3.Какими методами определяют эффективность диспергирования?

4.Технологические функции эмульгаторов в пищевых сис-

темах.

Лабораторная работа № 3.

ПРИМЕНЕНИЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ КОНСИСТЕНЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

(ПК-5, ПК-8, ПКв-4)

Цель работы: установить влияние стабилизатора консистенции и его дозы на качество кисломолочного напитка.

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

стеклянные палочки; весы технические; баня водяная; термометр спиртовой; центрифуга с частотой вращения 1000-1500 мин-1.

Краткие теоретические сведения

При производстве некоторых пищевых продуктов по технологическим соображениям используют вещества – улучшители консистенции, которые изменяют реологические свойства продуктов. Улучшители к консистенции – это обширная группа пищевых добавок, в состав которой входят следующие вещества:

·загустители, студне- и желеобразователи;

·пищевые поверхностно-активные вещества;

·стабилизаторы физического состояния;

·разрыхлители.

Эта группа пищевых добавок применяется преимущественно в производстве продуктов, имеющих неустойчивую консистенцию и гомогенную структуру. Использование улучшителей консистенции в молочной отрасли в технологии производства таких продуктов, как кисломолочные напитки, пудинги, творожные пасты, плавленые сыры, мороженое, масло с регулируемым жирно-

19

кислотным составом и др. позволяет получить продукты с новыми качественно более высокими показателями. Химическая природа этой группы пищевых добавок разнообразна: сюда относятся продукты природного происхождения, а также получаемые искусственным путём, в том числе и химическим синтезом. Улучшители консистенции могут использоваться как индивидуальные вещества или как многокомпонентные смеси. В Международной системе цифровой кодификации пищевых добавок с литерой«Е» идентификационные номера улучшителей консистенции располагаются следующим образом: Е 400-Е 600, Е 1000- и далее.

Загустители образуют с водой высоковязкие коллоидные растворы, а студнеобразователи и желирующие вещества– гели (структурированные высокодисперсные системы с жидкой дисперсной средой, заполняющей каркас, образованный частицами дисперсной фазы). В химическом отношении эти вещества представляют собой макромолекулы, в которых равномерно распределены гидрофильные группы, благодаря чему вода, присутствующая в коллоидной системе, оказывается связанной, теряет свою подвижность и изменяет консистенцию пищевого продукта.

Основная цель внесения таких веществ к молочной основе при производстве молочных продуктов– улучшение и сохранение важных характеристик продукта, таких, как структура и консистенция, вязкость, плотность, внешний вид и вкус. Наиболее распространенные загустители, студне- и желеобразователи, применяемые для производства кисломолочных продуктов:

•крахмал;

•желатин;

•белки (животные и растительные);

•пектин;

•камеди;

•агар-агар;

•альгинат и каррагинан.

В молочных продуктах стабилизаторы могут выполняют следующие функции:

•повышение вязкости;

•гелеобразование;

•контроль синерезиса;

•стабилизация эмульсий;

•стабильность рН;

20