Технологические добавки для производства пищевых продуктов. Учебное пособие

• для снижения риска заболеваний, нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта, в качестве энтеросорбентов и др.

Таким образом, БАД следует рассматривать не как лекарство, а как отдельную группу пищевой продукции с описанными выше направлениями использования.

БАД - это концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, включая незаменимые пищевые вещества; их получают из растительного, животного или минерального сырья. Также не исключена возможность получения БАД химическими или биотехнологическими способами.

Основные группы БАД – нутрицевтики и парафармацевтики

Нутрицевтики - это биологически активные добавки к пище, применяемые для коррекции химического состава пищи человека (дополнительные источники нутриентов: белка, аминокислот, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон).

Использование нутрицевтиков позволяет:

•достаточно легко и быстро в максимально возможной степени индивидуализировать питание человека в зависимости от потребностей, которые отличаются не только в зависимости от пола, возраста или интенсивности физической или интеллектуальной нагрузки, но и в зависимости от генетических особенностей биохимической конституции каждого конкретного индивидуума, его биоритмов, физиологических особенностей, например, беременность, кормление грудью, стрессовые состояния; нельзя не учитывать также и особенности экологических условий проживания или профессиональных факторов;

•легко и быстро ликвидировать дефицит эссенциальных пищевых веществ, который обнаруживается у большинства не только взрослого, но и детского населения;

•направленно изменить метаболизм веществ; их использование позволяет

вмаксимально возможной степени удовлетворить измененные физиологические потребности в пищевых веществах больного человека;

•за счет усиления элементов ферментной защиты клетки повысить неспецифическую резистентность организма человека к неблагоприятному воздействию факторов окружающей среды у населения, проживающего в экологически неблагополучных регионах;

•направленно изменять промежуточный обмен отдельных веществ, в частности токсикантов;

21

Связывание и выведение ксенобиотиков (различные тяжелые металлы, радионуклиды) из организма - еще одна роль биологически активных добавок – нутрицевтиков, при этом многие нутрицевтики обладают иммуномодулирующим действием.

По своему назначению биологически активные добавки - источники пищевых веществ (нутрицевтики) можно разделить на:

БАД - источники преимущественно белка и аминокислот; БАД - источники преимущественно эссенциальных жирных кислот,

липидов и жирорастворимых витаминов:

•на основе растительных масел;

•на основе рыбьего жира;

БАД - источники преимущественно углеводов; БАД - источники преимущественно пищевых волокон (пектины, отруби,

растительная клетчатка, микрокристаллическая целлюлоза и др.); БАД - источники преимущественно водорастворимых витаминов; БАД - источники преимущественно макро- и микроэлементов.

Парафармацевтики - биологически активные добавки к пище, применяемые для профилактики, вспомогательной терапии и поддержки в физиологических границах функциональной активности органов и систем.

К ним относятся органические кислоты, кофеин, биофлавоноиды, биогенные амины, регуляторные ди- и олигопептиды, некоторые олигосахариды и др., так называемые «натурпродукты». Сюда же можно отнести и биологически активные добавки, способствующие уменьшению суммарной энергетической ценности рациона или регулирующие аппетит и находящие широкое применение для профилактики и лечения ожирения.

Функциональная роль парафармацевтиков заключается:

•в регуляции в физиологических границах функциональной активности органов и систем;

•в регуляции нервной деятельности;

•в регуляции микробиоценоза желудочно-кишечного тракта;

•в адаптогенном эффекте.

Использование парафармацевтиков как биологически активных добавок к пище способствует адаптации организма человека к экстремальным условиям. Также важна роль парафармацевтиков во вспомогательной терапии.

Пробиотики (эубиотики) - биологически активные добавки к пище, в состав которых входят живые микроорганизмы и (или) их метаболиты, оказывающие нормализующее воздействие на состав и биологическую активность микрофлоры пищеварительного тракта.

22

Пробиотические продукты - пищевые продукты, изготовленные с добавлением живых культур пробиотических микроорганизмов и пробиотиков.

Пробиотические микроорганизмы - живые непатогенные и нетоксигенные микроорганизмы - представители защитных групп нормального кишечного микробиоценоза человека и природных симбиотических ассоциаций, благотворно влияющие на организм человека путем поддержания нормального состава и биологической активности микрофлоры пищеварительного тракта, преимущественно родов: Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Propionibacterium и др.

Пути поступления пробиотиков в организм человека могут быть следующие:

•фармацевтические формы медицинских биологических препаратов;

•биологически активные добавки к пище;

•пищевые продукты, обогащенные пробиотиками или полученные биотехнологическим способом с использованием пробиотиков в качестве заквасочных или стартерных культур, в том числе лечебные

кисломолочные продукты.

Биологические препараты, БАД и пищевые продукты могут содержать микроорганизмы в виде чистых монокультур или в комбинациях, включающих несколько штаммов одного рода или вида разных таксономических групп. В состав формул препаратов, БАД и пищевых продуктов может входить до 6-8 пробиотиков и более, в этих случаях их называют симбиотиками и мультипробиотиками. Их создание является перспективным, учитывая поиск синергического эффекта и возможность наиболее активного действия.

Другим приоритетным направлением является разработка пробиотической продукции смешанного состава, так называемых, «синбиотиков», содержащих комплексы пробиотиков, в том числе мультиштаммовых, с различными пребиотическими веществами.

Пребиотики – к ним относятся пищевые добавки немикробного происхождения, неперевариваемые в кишечнике человека и благотворно влияющие на его организм путем селективной стимуляции роста и активности микрофлоры (бифидогенные факторы), такие как:

•неперевариваемые олигосахариды - инулин, лактулоза и др. Пребиотики могут быть добавлены в продукты, содержащие пробиотическую микрофлору (йогурты, продукты для вскармливания детей первого года жизни и др.). Представляют интерес предложения по обогащению некоторых продуктов, например, хлеба, печенья, супов-концентратов и др.

•отдельные витамины и их производные; селективное ростстимулирующее действие пантотеновой кислоты

23

•биологически активные иммунные белки - лактоглобулины и гликопептиды.

•пищевые волокна.

БАД антиоксидантной направленности – способствуют повышению неспецифической резистентности организма. Общеизвестно, что при многих патологических состояниях нарушается равновесие процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ), присутствующее в норме. По этой причине до настоящего времени не ослабевает интерес к БАД - источникам антиоксидантов.

Комплексная оценка использования БАД на фоне антиатерогенной диеты, проведенная в Институте питания, позволила распределить их по возрастанию степени выраженности антиоксидантной активности следующим образом:

адсорбены (пищевые волокна) → витаминно-минеральный комплекс → эссенциальные фосфолипиды.

Эссенциальные фосфолипиды выполняют роль синергистов ингибиторов окисления, образуя комплексы с токоферолом и антиоксидантами фенольной и хинонной природы (бета-каротина, убихинона, убихроменола, витаминов А и К), активность которых в составе комплекса увеличивается в 2-3 раза.

Среди факторов, ответственных за защиту организма от окислительного стресса, в последнее время все большее внимание исследователей привлекают витамины и минеральные вещества с антиоксидантным действием. Многие макро- и микроэлементы (селен, цинк, медь, железо) входят в состав антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, глутатионредуктазы, каталазы), а витамины А, Е, С, бета-каротин являются самостоятельными компонентами неферментного звена системы АОЗ.

За рубежом широко применяются препараты каротиноидов и флавоноидов, обладающих выраженными антиоксидантными свойствами.

БАД хемопротекторы – к ним относятся биофлавоноиды, индолы, алкалоиды, фенольные соединения, терпеноиды и др. Эти соединения осуществляют биорегуляцию и стимуляцию физиологических функций организма, поддерживают межклеточные связи и гомеостаз. Применение их в профилактическом и лечебном питании очень важно и укладывается в рамки концепции функционального питания.

Большую группу хемопротекторов составляют биофлавоноиды,

участвующие в поддержании нормальной проницаемости и структуры кровеносных сосудов, предупреждении их склеротического поражения. Эти соединения способствуют нормализации давления крови за счет спазмолитического действия на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, оказывают противоотечное и антиоксидантное действие. Биофлавоноиды

24

способны ингибировать окисление липопротеидов низкой плотности и эндогенного витамина Е, а также образовывать комплексы с ионами металлов и связывать свободные радикалы.

Благодаря антиоксидантным свойствам биофлавоноидов снижается также риск развития онкологических заболеваний в результате химических и радиационных воздействий на организм человека. Противовоспалительное и антиаллергическое действие этих соединений связывают с их мягким стимулирующим действием на функцию коры надпочечников и синтез глюкокортикоидов.

Сапонины усиливают деятельность желез дыхательных путей, обладают антиаритмическим, успокаивающим, обезболивающим, противовоспалительным, противогрибковым, кардиотоническим, капилляроукрепляющим, мочегонным, тонизирующим, бактерицидным, антиоксидантным, противоопухолевым действием.

Еще одним перспективным классом биологически активных минорных компонентов пищи являются фитостеролы, содержащиеся в растениях и морепродуктах. Очень важным для лечебного и профилактического питания представляется сходство их структуры с холестерином и вследствие этого способность конкурентно снижать уровень свободного и связанного с липопротеидами низкой плотности холестерина.

Вопросы для самопроверки:

1.Дайте определение понятию БАД. В чем заключается актуальность использования БАД?

2.Классификация БАД согласно СанПиН 2.3.2.1290-03.

3.Классификация и назначение БАД нутрицевтиков.

4.Классификация и назначение БАД парафармацевтиков.

5.БАД антиоксидантой и хемопротекторной направленности.

25

5. ОСНОВНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ОТРАСЛИ

Цель: изучить классификацию и технологические функции основных пищевых добавок, используемых в хлебопекарной отрасли.

Рассматриваемые вопросы:

1.Классификация пищевых добавок для хлебопекарной отрасли

2.Характеристика пищевых добавок, применяемых в хлебопечении

Целенаправленное использование различных групп пищевых добавок и хлебопекарных улучшителей позволяет регулировать ход технологического процесса, формировать определенные свойства теста и улучшать качество хлебобулочных изделий при переработке муки с нестабильными хлебопекарными свойствами. Они имеют широкий спектр функциональных свойств, обладают возможностью воздействовать на компоненты сырья, модифицировать свойства полуфабрикатов, придавать определенное качество готовым изделиям и ряд других.

Пищевые добавки и улучшители допустимо вводить только в том случае, если они при длительном использовании не угрожают здоровью человека. При разработке технологии должен учитываться фактор технологической целесообразности и необходимости их применения.

Классификация пищевых добавок и хлебопекарных улучшителей

В зависимости от функционального назначения и технологических свойств применяемые пищевые добавки и хлебопекарные улучшители классифицируют по следующим группам.

Пищевые добавки для производства мучных изделий:

1 − улучшители окислительного и восстановительного действия;

2– модифицированные крахмалы;

3− ферментные препараты;

4− поверхностно-активные вещества (эмульгаторы);

5− минеральные соли;

6− консерванты.

Хлебопекарные улучшители: сухая пшеничная клейковина и улучшители на ее основе; комплексные хлебопекарные улучшители; сухие закваски (подкислители).

26

Все эти пищевые добавки и хлебопекарные улучшители выполняют определенные функции. Рассмотрим кратко основные действия добавок, применяемых в хлебопекарном производстве.

Улучшители окислительного и восстановительного действия позволяют регулировать реологические свойства теста и интенсивность протекания биохимических и коллоидных процессов в тесте.

Модифицированные крахмалы (окисленные, набухающие, экструзионные) улучшают структурно-механические свойства теста, структуру пористости и цвет мякиша.

Ферментные препараты различного принципа действия позволяют регулировать спиртовое брожение в тесте, улучшают окраску корки хлеба, повышают водопоглотительную способность теста, интенсифицируют созревание теста.

Поверхностно-активные вещества (эмульгаторы) стабилизируют свойства эмульсий, а в качестве добавок улучшают свойства теста и качество хлеба, способствуют более длительному сохранению свежести хлеба.

Органические кислоты (лимонная, уксусная, молочная, виннокаменная и другие) являются средством регулирования кислотности теста, особенно ржаного.

Минеральные соли, содержащие кальций, магний, фосфор, натрий, марганец активизируют ферменты дрожжевой клетки.

Сухая пшеничная клейковина регулирует реологические свойства теста, его водопоглотительную способность и качество готовых изделий.

Для сложных технологических процессов используют комплексные многокомпонентные хлебопекарные улучшители, сухие закваски (подкислители).

27

Характеристика пищевых добавок, применяемых в хлебопечении

1. Улучшители окислительного и восстановительного действия уже несколько десятилетий применяют в практике хлебопекарного производства для укрепления физических свойств теста, то есть, укрепляют клейковину, увеличивают газоудерживающую способность теста, тем самым повышая способность теста к машинной обработке и стабильность его в расстойке, уменьшения расплываемости подовых изделий вследствие снижения атакуемости белковых веществ протеиназами.

Запрет использования в хлебопечение бромата калия из-за возможного его отрицательного воздействия на организм человека обусловил работы по подбору альтернативных улучшителей окислительного действия.

К широко применяемым добавкам относится аскорбиновая кислота (Е- 300), которая содержит очень большое количество витамина С и при замесе теста сразу же начинает работать. Гораздо реже используют азодикарбонамид (Е-927а) и перекись бензоила (Е-928). Применяют также перекись кальция (Е- 930), а в отдельных странах – иодаты калия и кальция, и некоторые другие окислители. Из ферментных препаратов можно отметить:

•с липоксигеназой Биобейк Соя (фирма Quest Int. BV, Нидерланды);

•с глюкозооксидазой – Глюзим (фирма Novo Nordisk, Дания). Функциональная особенность улучшителей восстановительного действия

-способность расслабления и структуризации клейковины муки вследствие соотношения –S=S- связей и –SH групп в сторону увеличения сульфгидрильных связей, что приводит к улучшению структурно-механических свойств теста из муки с клейковиной сильной по силе или короткорвущейся клейковиной. Для этих целей обычно применяют тиосульфат натрия, цистеин, глютатион, ферментный препарат Протосубтилин Г20х.

Также к ним относится широко применяемый в практике L-цистеин и его калиевые и натриевые соли (Е-920). Эти препараты также рекомендуется применять для изменения свойств теста из муки с излишне крепкой клейковиной. При этом мякиш становится более эластичным, пористым, увеличивается объем изделия, характерные недостатки корки – трещины и подрывы – уменьшаются.

В настоящее время для этих целей используется также ферментный препарат протеолитического действия, как:

•Нейтраза (фирма Novo Nordisk, Дания);

•препарат сухой деструктурированной клейковины Дорел (фирма Quest Int. BV, Нидерланды).

28

Нейтраза содержит нейтральную часть протеаз Bac. Subtilis, оптимальные условия для действия препарата – рН 5,5-7,5 и температура 45-55 ºС. Наилучшее качество хлебобулочных изделий достигается при использовании Нейтразы в количестве 0,1-0,4 % к массе муки.

2.Модифицированные крахмалы позволяют улучшать пористость и цвет мякиша и замедлять черствение хлеба. В нашей стране широко применяются для исправления муки с пониженными хлебопекарными свойствами крахмалы, окисленные разными способами (Е-1404). В основном карбоксиметилкрахмал и крахмалы с эпихлоргидрином или хлорокисью фосфора. В комплексных пищевых добавках для выпечки хлеба в состав входит

восновном модифицированный крахмал Е-1422.

3.Улучшители на основе ферментных препаратов. Существенную роль в технологии производства хлеба выполняют ферменты, влияющие на протекание биохимических процессов в тесте. Ферментные препараты обладают широким спектром действия на крахмал, белковые вещества, липиды, некрахмальные углеводы.

Наиболее эффективным в хлебопечение является использование амилолитических и протеолитических ферментов (амилаза Е-1100 и протеаза Е- 1101). Под воздействием амилазы повышается содержание сбраживаемых сахаров в тесте, накапливается достаточное количество декстринов, способствующих сохранению свежести хлеба. С другой стороны протеолитические ферменты способствуют образованию низкомолекулярных азотистых веществ, необходимых для питания дрожжей при интенсивном сбраживании теста в расстойке.

Ферментный препарат Новамил (фирма Novo Nordisk, Дания), содержащий бактериальную мальтогенную α-амилазу, предназначен для удлинения срока сохранения свежести хлеба. Внесение этого препарата в тесто оказывает положительное влияние на объем хлеба, существенно улучшает структурно-механические свойства мякиша, увеличивает срок сохранения свежести готовых изделий до 5-7 суток.

Действие всех ферментных препаратов тем заметнее, чем длительнее процесс созревания теста. В связи с этим необходимо устанавливать количество ферментного препарата в зависимости от способа тестоприготовления и продолжительности брожения полуфабрикатов.

Помимо ферментных препаратов микробиологического происхождения в хлебопечении используют ферментно-активные растительные материалы – солод, солодовую муку или препараты на их основе, соевую муку с активной липоксигеназой.

29

4.Поверхностно-активные вещества (эмульгаторы) используются в хлебопечении в качестве добавок для повышения качества пищевых продуктов при выпечке. Эмульгаторы в тесте нужны для более качественного замешивания жиров, формирования каркаса клейковины, повышения водопоглощающей способности муки. На сегодняшний день для использования

вхлебопекарной промышленности разработано и предложено большое количество разнообразных по химической природе ПАВ:

• анионоактивные – стеароиллактилат натрия и олеоиллактилат натрия – лактилаты натрия (Е-481), его добавление к пшеничной муке с применением дрожжей улучшает стабильность теста и качество готовых продуктов; это достигается, благодаря взаимодействию в тесте эмульгатора, жира и крахмала, которое приводит к более равномерному распределению жира, при этом лактилат натрия сосредотачивается на границе поверхностей между клейковиной и крахмальным зерном. Образование геля и набухание крахмала замедляется, что создает однородную и стабильную структуру хлебного мякиша);

• неионогенные – моно- и диглицериды жирных кислот (Е-472), эфиры моно- и диглециридов уксусной и жирных кислот (Е-472а); моноглицеридные продукты, обладая достаточной поверхностной активностью, могут образовывать стабильные эмульсии типа масло-вода; благодаря этому при изготовлении теста эти продукты обеспечивают хорошее распределение между жиром и водой, что приводит к увеличению объема хлеба и ровной пористости, а также значительно снижают склонность хлеба к зачерствению;

• амфотерные – фосфатиды, лецитины и другие.

5.Минеральные соли – активаторы бродильной способности хлебопекарных дрожжей, усиливая процесс накопления углекислого газа в полуфабрикатах, дают разный результат при коротком брожении теста и повышенном количестве дрожжей и при длительном процессе и небольшом расходе дрожжей. Внесение минеральных солей улучшает консистенцию и эластичность теста, а также интенсифицирует газообразование теста. При этом

восновном применяют фосфаты натрия, калия, кальция, магния, аммония, полифосфаты, аммонийные соли, карбонаты, лактаты кальция, сульфаты кальция, аммония.

6.Консерванты – антимикробные агенты, предназначены для того, чтобы долгое время сохранять продукты, годными к употреблению. В хлебопечении применяются пропионаты (пропионат натрия – Е281), подавляющие развитие плесневых грибов.

Вопросы для самопроверки:

30