Технологические добавки для производства пищевых продуктов. Учебное пособие

искусственном вскармливании, добавление лактулозы позволяет поднять уровень бифидобактерий от почти нулевого значения до 80-100%.

При включении лактулозы в молочные продукты для взрослых количество полезных микроорганизмов для нашего здоровья (бифидобактерий

илактобактерий) увеличивалось с 7,5 до 57%, а количество кишечной палочки было снижено в 100 раз!

Лактулоза, ввиду ее безопасности, может быть использована для нормализации функции кишечника у детей и взрослых, у пациентов пожилого и старческого возраста с патологией различных органов и систем, у беременных

икормящих грудью. Она не вызывыает привыкания и может назначаться в течение длительного периода времени.

ВЯпонии (1992 г.) лактулоза получила официальный статус специальной пищевой добавки, способствующей сохранению здоровья, и была включена в «золотой список», состоящий из 12 ингредиентов пищевых продуктов, укрепляющих здоровье нации.

Сорбит и ксилит являются многоатомными спиртами (полиолы). Сладость ксилита и сорбита по сравнению с сахарозой 0.85 и 0.6 соответственно. Они практически полностью усваиваются организмом. Ксилит, кроме того, является стабилизатором, обладающим влагоудерживающей способностью и эмульгирующими свойствами, оказывает положительное влияние на состояние зубов, увеличивает выделение желудочного сока и желчи.

Аспартам представляет собой дипептид, в состав которого входят остатки аспарагиновой кислоты и фенилаланина. Аспартам в 200 раз слаще сахарозы и нетоксичен. Он удобен в использовании продуктов, которые не требуют тепловой обработки, а также продуктов лечебного назначения. В продуктах, которые подвергаются тепловой обработке, длительному хранению, его применение нецелесообразно из-за снижения степени сладости готового продукта.

Цикламаты – натриевая (калиевая) и кальциевая соли цикламовой (аминосульфоновой) кислоты. Соединения с приятным вкусом, без привкуса и горечи, стабильные при варке, хорошо растворяются в воде. Сладость в 30 раз выше, чем у сахарозы. Применяются при производстве напитков, в том числе молочных.

Сукралоза. Этот производный от сахара продукт изготавливают путем селективной замены в молекуле сахара трех гидроксильных групп на три атома хлора. Этот заменитель сахара в 600 раз слаще сахарозы. Сукралоза устойчива при хранении, ее можно добавлять в молочные продукты. Она остается стабильной в пищевых продуктах даже в средах с высокой кислотностью. Наиболее устойчива сукралоза в средах с рН 5-6, причем ее устойчивость

41

возрастает с увеличением рН от 1 до 5,5.

Ацесульфам К. В нашей стране этот подсластитель больше известен как «сунетт», открыт в Германии в 1967 г. Сладость в 200 раз выше, чем у сахарозы.

К ароматизаторам относятся вещества, усиливающие вкус и аромат, вносимые в пищевые продукты, с целью улучшения их органолептических свойств. Их условно можно разделить на природные вещества и соединения имитирующие природные. Первые выделяют из фруктов, овощей и растений в виде соков, эссенций или концентратов, вторые получают синтетическим путём. Способы получения соединений последней группы могут быть самыми разнообразными. В нашей стране не разрешается применение синтетических веществ, усиливающих аромат, свойственный данному продукту и введение их в продукты детского питания.

Химическая природа ароматизаторов может быть самой разнообразной. Они могут включать большое число компонентов, среди них эфирные масла, альдегиды, спирты, сложные эфиры и т.д. Из вкусовых веществ, усиливающих аромат и вкус, большая роль принадлежит глутаминовой кислоте и её солям, применяемым при производстве концентратов первых и вторых блюд.

Вещества, повышающие сохранность продукта и увеличивающие сроки хранения

К ним относятся антиокислители и консерванты.

Антиокислители замедляют окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов. Обычно их используют в жировых и жиросодержащих продуктах. Из природных антиокислителей необходимо, в первую очередь, отметить токофероллы, они присутствуют в ряде растительных масел (в частности тыквенное масло). Из синтетических – бутилоксианизол и бутилокситолуол – применяются в жировых продуктах, в первую очередь, в топлёных, кулинарных и кондитерских жирах.

Консерванты повышают срок хранения продуктов, защищают от порчи, вызванной микроорганизмами. Остановимся только на химических консервантах, добавляя которые можно замедлить или предотвратить развитие бактерий, плесеней, дрожжей и других микроорганизмов. В ряде случаев целесообразно использовать смесь нескольких консервантов. Нет универсальных консервантов, которые были бы пригодны для всех пищевых продуктов. Одним из наиболее распространённых консервантов является диоксид серы - SO2 (сернистый газ). и соли сернистой кислоты (Na2SO3, NaHSO3). Сернистый газ и соли сернистой кислоты (сульфиты) подавляют развитие плесневых грибов, дрожжей, некоторых бактерий. В 1996 г. в

42

перечень пищевых добавок, разрешённых в России для применения в пищевых продуктах, включён фермент лизоцим.

Исследована возможность использования лизоцима в качестве консерванта в технологии плавленых сыров. Установлено, что лизоцим гидрохлорид в дозе 250 мг на 100 г продукта обеспечивает снижение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 3–8 раз, в зависимости от вида сыра, резко тормозит размножение и предотвращает спорообразование лактатсбраживающих бактерий, а также протеолитических клостридий.

Вопросы для самопроверки:

1.Опишите основные виды пищевых красителей и их технологические функции в производстве молочных продуктов.

2.Какими пищевыми добавками осуществляется регулирование структуры продуктов при переработке молока?

3.В чем заключается роль пищевых добавок полисахаридной природы в молокопереработке?

4.В чем заключается роль поверхностно-активных веществ в технологиях производства молочных продуктов?

43

7. ОСНОВНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МЯСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

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

Рассматриваемые вопросы:

1. Посолочные вещества

2.Добавки, используемые при изготовлении мясных продуктов

3. Комплексные добавки

Посолочные вещества

Соль поваренная пищевая – основной ингредиент, используемый при посоле мяса. В зависимости от концентрации обладает бактериостатическим или бактерицидным действием, обеспечивает растворимость мышечных белков, формирует вкус.

Розово-красный цвет, характерный для мясных изделий, обусловлен реакцией нитрита натрия с миоглобином мяса. На практике при посоле мясопродукты предохраняют от нежелательных изменений окраски, используя нитрит натрия или калия (Е250 и Е249 соответственно). Нитриты способны распадаться с образованием окиси азота, которая взаимодействует с пигментами мяса с образованием ярко-красных нитрозомиоглобина и нитрозогемоглобина. Изделия из мяса, посоленные без внесения этого компонента, не приобретают не только розовой окраски, но и типичного вкуса и аромата, свойственного тому или иному мясному продукту.

Нитрит натрия используют в виде растворов с концентрацией обычно 2,5%, а при приготовлении рассолов – с концентрацией 0,05-0,1%. Роль нитрита натрия многофункциональна, кроме его участия в процессе образования нитрозопигментов, отмечена существенная роль нитрита натрия в формировании вкусоароматических характеристик, наличие антиокислительного действия на липиды, выраженное ингибирующее действие на рост микроорганизмов и плесеней.

Нитрит натрия ядовит и поэтому его положено хранить в сейфе, в герметичной упаковке, так как он легко адсорбирует влагу. Растворы нитрита натрия готовятся специалистами в лаборатории. Остаточный нитрит натрия может взаимодействовать с аминокислотами с образованием нитрозаминов, которые являются канцерогенными веществами.

44

В последнее время активно проводятся исследования, посвященные изысканию способов снижения остаточного нитрита в готовом продукте. Можно выделить следующие основные направления:

•уменьшение количества добавляемого в фарш нитрита;

•применение одновременно с нитритом редуцирующих веществ и денитрифицирующих микроорганизмов;

•использование различных добавок, интенсифицирующих процесс образования окраски и снижения остаточного нитрита;

•замена нитритов и нитратов пищевыми красителями и другими соединениями.

Сахар-песок. При посоле мясного сырья и мясных продуктов в большинстве случаев наряду с солью и нитритом также используют сахар. Добавление сахара приводит к улучшению вкуса продукта, смягчению его солености, увеличению устойчивости окраски соленых продуктов и способствует жизнедеятельности молочнокислых бактерий.

Заметное улучшение вкуса соленого продукта достигается введением в

него не менее 1,5-2,5% сахара к массе мясного сырья (в зависимости от солености). Для улучшения окраски достаточно 0,20-0,26%.

Наличие сахаров в рассоле способствует развитию кислотообразующих микроорганизмов. Вследствие этого значение pH рассола сохраняется на уровне, неблагоприятном для развития гнилостных микроорганизмов. При большом содержании сахара (более 2% к массе рассола), особенно при повышенной температуре, в рассоле появляются слизи.

Добавки, используемые при изготовлении мясных продуктов

Фосфаты. Целесообразность применения фосфатов при производстве мясопродуктов подтверждена многолетней практикой их использования. Фосфатные соли и их смеси включают в рецептуры посолочных рассолов, колбасных изделий и других изделий из мяса с целью повышения их влагосвязывающей способности (ВСС) и влагоудерживающей способности (ВУС), связанности и адгезивности компонентов мясных систем, стабильности фаршевых эмульсий, увеличение выходов готовой продукции, а также улучшения цвета, вкусоароматических характеристик и консистенции готового продукта.

К пищевым фосфатам относятся натриевые и калийные соли фосфорных кислот.

Ортофосфаты применяются ограниченно в небольших количествах как добавки к фосфатным смесям в качестве регуляторов pH, они являются

45

плохими эмульгаторами жира, оказывают слабое действие на расщепление актомиозинового комплекса, придают продуктам горьковатый мыльный привкус и не обладают антиокислительным действием.

Пирофосфаты (полифосфаты) используются при изготовлении вареных колбас, сосисок, сарделек. Пирофосфаты способствуют расщеплению актомиозинового комплекса, они – хорошие эмульгаторы жира, обладают антиокислительными свойствами, незначительно влияют на вкусовые свойства.

Трифосфаты используют при изготовлении вареных колбас и посоле окороков в смеси с кислыми фосфатами (рН 9,8-9,9). Трифосфаты – хорошие эмульгаторы жира, повышают содержание растворимых белков и обладают антиокислительными свойствами.

Полиметафосфаты (рН 6,5-6,8)используют в смеси со щелочными фосфатами. Полиметафосфаты очень хорошо растворимы в воде, не выпадают в осадок в присутствии поваренной соли, не повышают ВУС мяса, но продукт, содержащий его, имеет более плотную консистенцию и более яркий цвет. Используются в основном в рассолах при производстве копченостей.

Крахмал. Крахмал по своему химическому строению относится к полисахаридам. При нагревании крахмала в воде при температуре 45-50 °С крахмальные зерна начинают впитывать воду и набухать. Этот процесс называется клейстеризацией. С повышением температуры значительно увеличивается вязкость раствора. При дальнейшем нагревании амилоза растворяется и образует гель (студень). Гелеобразование происходит при температурах, различных для крахмалов разного происхождения. По влагосвязывающей способности крахмал более эффективен, чем мука. Крахмал влияет на структуру готового продукта, делая ее более плотной и твердой. В целом технологические свойства крахмала лучше, чем у муки, но стоит он дороже. Однако большая дозировка крахмала приводит к существенному изменению вкуса колбасы, и в целом ряде стран существует ограничение для его использования.

В последнее время для улучшения технологических свойств крахмалов стала широко применяться их модификация, т. е. химическая обработка. Изменения химического состава крахмалов влияют на их степень гидратации, увеличивая ее в 2 раза и более, и на температуру гелеобразования. Степень изменений зависит от вида обработки. На структуру готового продукта модифицированные крахмалы почти не влияют. Стоимость модифицированных крахмалов существенно выше, чем нативных.

Гидроколлоиды. Гидроколлоиды не оказывают никакого влияния на белки мяса. Основная цель их внесения - связывание воды, причем важную роль при этом играет получаемая вязкость. В отличие от крахмалов или растительных

46

белков, например, соевых, гидроколлоиды после добавления воды не только набухают, но и растворяются. Частицы гидроколлоида, которые после набухания образуют раствор, могут связывать любое количество добавляемой воды.

Каррагинан (Е407) получил наибольшее распространение в мясной промышленности. Это линейный полисахарид, получаемый из различных видов красных водорослей на побережьях Северной Атлантики и Тихого океана. Каррагинаны подразделяются на три основных типа: каппа-, йота- и лямбда. Структура каррагинана определяется видом водорослей, из которых его экстрагируют. Каппа- и йотакаррагинаны формируют термообратимые гели, лямбда-каррагинан — вязкие растворы. Каппа-каррагинан обладает избирательным отношением к иону калия: в присутствии солей калия формируется более плотный гель, чем в присутствии солей натрия, например, поваренной соли. Йота-каррагинан сходным образом реагирует с ионами кальция. Кроме того, он образует гель, устойчивый к замораживанию.

Использование каррагинанов зависит от их функциональных свойств, а, следовательно, от структуры. В мясной промышленности чаще всего используют каппа-каррагинан. Широкое применение этой формы при производстве мясных продуктов обусловлено низкой вязкостью раствора каррагинана в холодной воде, что делает возможным шприцевание таким раствором через иглы инъектора. Затем, при нагревании до температуры 68-72 °С, каррагинан образует с водой гель, увеличивая выход продукта. При использовании этого гидроколлоида в колбасных изделиях повышается качество продукции: улучшаются структура и консистенция, органолептические показатели.

Гуаровая камедь (Е412). Гуаровая камедь представляет собой муку, полученную из эндосперма семян гуарового кустарника. Гуаровая камедь обладает хорошей растворимостью в холодной воде и уже при малых дозировках образует вязкие растворы. При концентрациях выше 0,5% раствор гуаровой камеди проявляет псевдопластические свойства. Но несмотря на эти положительные качества и сравнительно невысокую цену, в производстве мясных продуктов гуаровую муку редко используют в качестве отдельной добавки, чаще она входит в состав многокомпонентных смесей. Причина этого - низкая вязкость в горячем состоянии и отсутствие структурообразующих свойств. Кроме того, при высоких дозировках гуара может являться причиной пористости фарша и готового продукта.

Камедь рожкового дерева (Е410) представляет собой муку из семян рожкового дерева - разновидности акации. Мука рожкового дерева полностью растворима в горячей воде, образует вязкие растворы, проявляет

47

псевдопластичную текучесть. Особенностью этой камеди являются сильно выраженные синергетические свойства при взаимодействии с другими гидроколлоидами, т. е. взаимное усиление гелеобразующих.

Пектин (Е440) получают из кожуры и межклеточной основы яблок и цитрусовых. С водой пектин образует непрозрачный коллоидный раствор. Используется в основном благодаря способности к желеобразованию и стабилизирующим свойствам.

Альгинат (Е401) добывают из бурых водорослей Laminaria digitata. Альгинат растворим в холодной воде, в присутствии иоиов кальция образует стабильные при нагревании, нетермообратимые гели. Применяется как загущающий агент для супов и соусов, или как желирующий - при производстве реструктурированных мясных продуктов, рыбы и овощей. Используют в производстве полуфабрикатов и вареных колбас.

Карбоксиметилцеллюлоза (Е466). Карбоксиметилцеллюлозы натриевую соль (NaКМЦ) и другие водорастворимые производные целлюлозы получают путем химической обработки древесины и хлопковых волокон. Обычно их используют как загуститель для продуктов из фарша, соусов и т.п. Метилцеллюлоза и КМЦ обладают высокой поверхностной активностью, хорошо связывают жиры, способны к обратимому гелеобразованию, т. е. сохранению структуры при размораживании.

Ксантановая камедь (Е415) или просто ксантан - полисахарид, который синтезируется из сахаров бактериями. Поскольку ксантановая камедь является микробиологическим продуктом, его характеристики в большой степени зависят от микроорганизмов-продуцентов. Ксантан образует растворы с высокой вязкостью и псевдопластичными свойствами, устойчивые к воздействию высокой температуры и изменению pH. При повышении температуры вязкость раствора увеличивается, поэтому ксантан используют как загущающий агент практически во всех продуктах. В посолочные растворы он предупреждает расслаивание рассола и оседание частиц специй. Камедь ксантана при взаимодействии с другими коллоидами (гуара, крахмал) проявляет эффект синергизма.

Синергетические эффекты характерны для большинства гидроколлоидов. Например, мука рожкового дерева и ксантан, примененные в отдельности, образуют вязкие растворы, способствуя загущению продукта. При совместном внесении они образуют гель, т. е. приводят к желированию продукта. Крахмал и ксантан при одновременном присутствии в растворе резко повышают его вязкость - при внесении ксантана в количестве 0,2% в раствор крахмала концентрацией 3% вязкость полученного раствора почти в 3 раза больше, чем при растворении ксантана в чистой воде.

48

Гидроколлоиды влияют на вязкость растворов значительно сильнее, чем традиционные загустители, например, крахмал. Технологические свойства этого вида стабилизаторов обеспечивают повышение вязкости при нагревании и быстрое фиксирование образовавшегося геля. При этом сохраняется стабильность эмульсии. К недостаткам гидроколлоидов можно отнести «пустоту» вкуса при использовании высоких дозировок. Эмульгирующие способности у гидроколлоидов выражены очень слабо, кроме того, при определенных условиях они способны к синерезису (отделению воды).

Красители. Пищевые красители, используемые для корректировки цвета мясных изделий, подразделяют на натуральные и искусственные. Наиболее широко они используются в технологии колбас с высоким введением немясного сырья или свинины. К натуральным красителям относят препарат гемоглобина, кровь говяжью или свиную, а также альбумин черный пылевидный пищевой.

К искусственным красителям в первую очередь относят кармазин – колорант, широко применяемый во всех отраслях пищевой промышленности. При производстве мясопродуктов кармазин применяют в виде 1% водного раствора в количестве от 1 до 2,25 грамм на 100 кг сырья. При производстве колбасных изделий широко используют такие препараты, как: ферментированный рис, «красный свекольный» (50-100 г на 100кг сырья), «Понсо 4R» (введение 0,5-1,1%) и кармин (0,1%) в виде раствора.

Комплексные добавки

В последние годы в промышленности широко используются многокомпонентные смеси, содержащие как вкусоароматические вещества, так и функциональные добавки (белковые препараты, каррагинаны, камеди, фосфаты, сахара, и т.д.).

Лучшими по качеству являются эфирные масла, вырабатываемые СО2- экстракцией из натуральных специй физическим способом.

Основные преимущества экстрактов пряностей и ароматизаторов:

•низкий уровень микробной обсемененности (зачастую стерильны);

•высокий уровень выраженности вкусоароматических свойств;

•высокая концентрация и стабильность при хранении;

•компактность и легкость дозировки;

•отсутствие посторонних включений на разрезе колбасных изделий, которые встречаются при недостаточно мелком измельчении специй.

Ароматизаторы и экстракты могут применяться изолировано или в составе многокомпонентных смесей, предназначенных для производства

49

определенного вида или группы мясных изделий. В состав такого рода смесей входят кроме вкусоароматических веществ, фосфаты, аскорбинат натрия, различные сахара, усилители вкуса (глутамат натрия E621), вещества, повышающие ВСС (пектин, камеди, каррагинаны) и другие компоненты, обеспечивающие получение комплексного технологического эффекта.

Вопросы для самопроверки:

1.Какие ингредиенты относятся к категории посолочных веществ? В чем заключается их роль в технологическом процессе?

2.Классификация и функциональные свойства пищевых фосфатов применительно к мясопереработке.

3.Классификация гидроколлоидов для мясопереработки. Опишите основные виды добавок и их свойства.

4.В чем заключаются преимущества использования комплексных пищевых добавок в производстве мясных продуктов?

50