Пищевые и биологически активные добавки. Учебное пособие-2

При выборе пеногасителя должны учитываться следующие факторы:

-химическая природа пенообразующего агента;

-тенденция к пенообразованию;

-растворимость и концентрация;

-присутствие электролитов, коллоидов или других поверхностноактивных веществ;

-температура, рН и вязкость системы;

-используемое технологическое оборудование;

-конечное назначение продукта, содержащего пеногаситель.

В пищевой промышленности наиболее широко используются силиконовые пеногасители, поскольку они в наибольшей мере соответствуют всем необходимым требованиям.

1.6.3. Наполнители

Известно, что клеточные стенки растений представляют собой комплексную матрицу, состоящую из целлюлозы и лигнина гемицеллюлоз.

Гемицеллюлозы — класс полисахаридов, не усваиваемых организмом человека. Основной представитель гемицеллюлоз в пищевых продуктах — ксилан. Этот полимер состоит в основном из β-D-(1,4)-ксилопиранозильных единиц, часто содержит β-L-apaбинофуранозильные боковые цепи от третьей позиции нескольких D-ксилозных колец. Другие типичные составляющие — метиловые эфиры D-глюкуроновой кислоты, D- и L-галактоза, ацетильные эфирные группы.

Присутствие гемицеллюлоз в хлебопекарных изделиях имеет значение благодаря способности связывать воду. При приготовлении теста из пшеничной муки они улучшают качество замеса, уменьшают энергию перемешивания, участвуют в формировании структуры теста, в частности клейковины, что в итоге оказывает благоприятное действие на объем хлеба. Безусловный интерес при производстве хлебобулочных изделий представляет то, что гемицеллюлозы тормозят черствение.

Вторая важная функция гемицеллюлоз в пищевых продуктах заключается в том, что они как пищевые волокна образуют часть неперевариваемого комплекса, что чрезвычайно важно для перистальтики кишечника. Эффект этих полисахаридов в отношении желчных кислот и метаболизма стероидов недостаточно изучен; известно, однако, что они важны для удаления желчных кислот и снижения уровня холестерина в крови. Установлено, что пищевые волокна, в том числе гемицеллюлозы, снижают риск сердечно-сосудистых заболева-

61

ний и злокачественных новообразований прямой кишки, а у больных диабетом — потребность в инсулине.

Целлюлоза — моноглюкан, состоящий из линейных цепей β-D-(1,4)-глюкопиранозных единиц. Исключительная линейность целлюлозы дает возможность молекулам ассоциироваться, что происходит в растениях. Целлюлоза имеет аморфные и кристаллические области, и именно аморфные зоны подвергаются воздействию растворителей и химических реагентов. При производстве пищевых продуктов находит применение микрокристаллическая целлюлоза, которую получают путем кислотного гидролиза целлюлозы. В этом случае аморфные зоны гидролизованы кислотой, остаются только небольшие кислотоустойчивые области. Микрокристаллическая целлюлоза используется как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах.

В пищевых технологиях находят применение целлюлоза и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), гидроксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, метилэтилцеллюлоза. Эти соединения добавляют в мороженое, кондитерские изделия и соусы. Производные целлюлозы применяют в качестве диетических волокон при создании сбалансированных продуктов питания.

Чистая целлюлоза не растворяется в воде. Чтобы целлюлоза стала растворимой, ее подвергают химической модификации путем введения реакционноспособных метил-, карбоксиметил-, гидроксипропил- и других групп целлюлозы в гидроксильные остатки молекулы. Благодаря этому получают продукты разрыхленной структуры. Среди производных целлюлозы наибольшее значение имеют метил- и карбоксиметилцеллюлоза. Их получают, воздействуя алкилирующими реактивами, например галоидными алкилами или диалкилсульфатами, на алкилцеллюлозу.

Метилцеллюлоза (Е461) представляет собой волокнистый порошок от белого до серо-белого цвета. При содержании менее двух метальных остатков на один глюкозный метилцеллюлоза растворима в холодной воде, а в теплой переходит в гель. Растворимость метилцеллюлозы уменьшается с повышением температуры до точки кипения. Студнеобразование в растворах метилцеллюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаимодействием неполярных группировок макромолекул.

Карбоксиметилцеллюлоза (Е466) — это белый волокнистый порошок, растворимый в воде. Ее получают из чистой целлюлозы хлопка. КМЦ адсорбирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоидные системы.

62

Микрокристаллическая целлюлоза (Е460) — это частично гидролизованная кислотой целлюлоза. Она, в отличие от натуральной целлюлозы, имеет укороченную молекулярную цепь без ассоциативных связей. Водные дисперсии микрокристаллической целлюлозы гелеподобны при концентрации около 1%, причем с увеличением концентрации дисперсионных систем (около 1,2–1,5%) псевдопластичность становится более заметной. Кроме того, вязкость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения.

Использование микрокристаллической целлюлозы в эмульсии типа вода — масло в качестве загустителя позволяет снизить содержание в них масла до 20%.

Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлены допустимые суточные дозы производных целлюлозы в количестве до 30 мг на 1 кг массы тела.

В последние годы в пищевой промышленности все больше применяются модифицированные крахмалы, свойства которых в результате разнообразных способов обработки (физического, химического, биологического) заметно отличаются от обычного крахмала. Так, модифицированные крахмалы существенно отличаются от обычного крахмала по степени гидрофильности, способности к клейстеризации и студнеобразованию. Модифицированные крахмалы используют в хлебопекарной промышленности, в том числе для получения безбелковых диетических продуктов.

1.6.4. Глазирователи

Глазирование корпусов конфет является заключительной технологической операцией их производства. Цель этого процесса — защита конфет от высыхания или увлажнения благодаря формированию плотной воздухонепроницаемой оболочки, а также придание хорошего вкуса и привлекательного внешнего вида. Поверхность конфет покрывают глазурью, приготовляемой на основе шоколада, помады, жира, пектина и сиропа (кандирование). В кондитерской промышленности используется шоколадная глазурь трех видов: шоколадная, шоколадно-миндальная и молочно-шоколадная.

Жировая глазурь применяется двух видов — жировая и ореховая. Первая готовится из гидрожира или кондитерского жира, сахарной пудры, какаопорошка, а также жареной молотой сои или какаовеллы, в ореховую глазурь вместо сои или какаовеллы добавляют арахисовый жмых.

63

Для глазирования используют помаду, с содержанием 10% патоки, охлажденную до 35 °С и тщательно перемешанную, влажностью 9–10%. Перед глазированием помаду подогревают до 60 °С, ароматизируют и подкрашивают. Интересным направлением является глазирование помадой, приготовленной холодным способом, так как она отличается большими пластичностью и стойкостью к высыханию по сравнению с помадой, приготовленной горячим способом.

Пектиновая глазурь применяется для глазирования конфет с одной стороны при формовании их методом размазывания. Карамельной массой обливаются орехи.

Для приготовления шортенингов используют как натуральные жиры и масла, так и гидрогенизированные, переэтерифицированные. Обычно шортенинги готовят из жидкого и твердого жира (пластификатор) и добавляют эмульгаторы и антиокислитель.

Жировые композиции шортенингов готовят целенаправленно, с учетом вырабатываемых видов продуктов (кондитерских, кулинарных, выпечки).

Выбор конкретной пищевой добавки определяется особенностями пищевой системы и технологическими задачами. Предпочтение отдается добавке, совокупность технологических функций которой обеспечит максимальный технологический эффект на фоне наименьшего риска ее применения.

1.6.5.Разрыхлители

Кразрыхлителям теста относят дрожжи хлебопекарные, представляющие собой биомассу живых клеток, способных сбраживать сахаросодержащие среды. В кондитерском и хлебопекарном производствах применяют также химические разрыхлители.

Дрожжи хлебопекарные. Вырабатывают дрожжи прессованные, сухие и дрожжевое молоко. При выработке используют культуру Saccharomyces cerevisiae, способную сбраживать глюкозу, галактозу, сахарозу, раффинозу (на 1/3) и мальтозу. Клетки этих дрожжей имеют круглую или овальную форму, они размножаются путем почкования или спорообразования. Размер клеток

6–12 мкм.

Применяемые в дрожжевой промышленности расы дрожжей характеризуются способностью быстро размножаться и давать высокий выход биомассы, стойкостью при хранении в прессованном виде и при высушивании, высокой способностью сбраживать простые сахара теста.

64

Сохранность дрожжей в значительной степени зависит от их влажности, консистенции, стойкости, микробиологической обсемененности, особенно гнилостными, уксуснокислыми, молочнокислыми и маслянокислыми бактериями.

Протеолиз дрожжей в процессе хранения ускоряется при плохой промывке их водой, когда в межклеточном пространстве остаются продукты метаболизма. Деятельность ферментов и активность посторонней микрофлоры в большой степени зависят от температуры хранения.

В процессе хранения ферментативная активность дрожжей снижается, протекают процессы автолиза, ухудшается подъемная сила. При хранении сушеных дрожжей в сухом помещении при температуре до 15 оС допускается ухудшение их подъемной силы на 5% ежемесячно.

Дрожжевое молоко является полуфабрикатом дрожжевого производства и представляет собой водную суспензию клеток дрожжей, оседающих на дно при отстаивании. Концентрация дрожжей в 1 л суспензии в пересчете на дрожжи влажностью 75% — не менее 450 г.

Дрожжевое молоко получают на стадии сепарирования и промывки товарных дрожжей. Из сепараторной станции оно поступает в сборники, снабженные мешалками и охлаждающими устройствами. В них дрожжевое молоко хранится при температуре 4–5 оС. Дрожжевые клетки в этом продукте более активны, так как они не подвергались охлаждению и анабиозу.

Использование на хлебозаводах дрожжевого молока взамен прессованных дрожжей позволяет достичь экономии за счет сокращения процессов обезвоживания, формовки и упаковки дрожжей на дрожжевом заводе, распаковки и растворения их на хлебозаводах. Снижается также расход оберточной бумаги, тары, улучшаются санитарно-гигиенические условия.

Сухие дрожжи получают высушиванием измельченных прессованных дрожжей. Они предназначены для использования в труднодоступных районах, экспедициях. Сухие дрожжи транспортабельны, хорошо сохраняют свои свойства от 5 до 12 месяцев. Однако по сравнению с прессованными дрожжами их ферментативная активность ниже вследствие биохимических изменений клеток при обезвоживании.

Химические разрыхлители. Применяют при выработке изделий с высоким содержанием сахара и жира, так как использование в этих условиях хлебопекарных дрожжей не представляется возможным: высокое осмотическое давление в среде с сахаром приводит к плазмолизу клеток. Тесто разрыхляется газами, образующимися при разложении химических разрыхлителей.

65

Вкачестве химических разрыхлителей используют гидрокарбонат натрия

NaHCO3, карбонат аммония (NH4)2CO3 или их смесь в соотношении 88 : 12. Гидрокарбонат натрия (сода пищевая) — кристаллический порошок бело-

снежного цвета, без запаха, с солоноватым слабощелочным вкусом. Растворимость его в воде зависит от температуры: при 0 оС в 100 г воды растворяется

6,9 г соды; при 15 °С — 8,9; при 30 °С — 11,1; при 50 °С — 14,5; при 60 °С — 14,09 г соды.

Всоставе препарата должно содержаться не менее 98,5% гидрокарбоната натрия и не более 1% влаги. Солей аммония, тяжелых металлов, мышьяка в нем быть не должно.

Карбонат аммония — белый мелкозернистый порошок с сильно выраженным запахом аммиака. Содержание аммиака в нем составляет 28–35%, нелетучих веществ — не более 0,001%. Он полностью растворяется в воде в соотношении 1 : 5.

Впроизводстве мучных кондитерских изделий карбонат аммония и гидрокарбонат натрия применяют совместно. В рецептурах предусматривается дозировка гидрокарбоната натрия 5–7 кг и карбоната аммония 0,6–1 кг на 1 т кондитерских изделий.

1.6.6.Стабилизаторы

Вкачестве стабилизаторов применяются лецитин (Е322), фосфолипиды, фосфаты (Е450–Е452), экстракт мыльного корня (для получения халвы), рассмотренные в разделе «Эмульгаторы».

Принцип действия стабилизаторов такой же, как и эмульгаторов. Цель их применения — стабилизация уже существующих гомогенных систем или улучшение степени гомогенизации смесей. Их поверхностная активность обычно меньше активности эмульгаторов.

Альгиновые кислоты и их соли (Е400–Е404) — загустители, стабилизаторы и студнеобразующие вещества, получаемые из бурых водорослей. Реологические свойства альгинатного геля можно изменить в желаемом направлении путем «сшивания» структуры полисахарида, например с помощью ферментов.

Альгинаты не усваиваются организмом человека, но способствуют выводу тяжелых металлов и некоторых других веществ.

Альгиновые кислоты и альгинаты используют при производстве мармелада, фруктового желе, конфет в качестве студнеобразователя; в производстве мороженого — для регулирования процесса кристаллизации, создания равномерной структуры и замедления таяния; в соусах, заливках — для получения

66

гладкой, приятной на вкус, не расслаивающейся на фракции эмульсии; в сбитых кремах — для предотвращения выделения воды при замораживании; в производстве пива — для контроля пенообразования в заданных пределах.

Концентрация альгинатов в пищевых продуктах составляет от 0,1 до 1,0%. По официальным рекомендациям ФАО/ВОЗ, суточное потребление человеком альгиновых кислот и их солей может достигать 25 мг/кг массы тела (в пересчете на свободную альгиновую кислоту).

Пирофосфат натрия кислый двухзамещенный используется для стабилизации картофельной крупки в смеси с лактатом и хлоридом кальция. Двухзамещенный кислый пирофосфат натрия используют также в колбасном производстве для улучшения консистенции колбас — изделия получаются более сочными и эластичными.

Хлористый кальций (хлорид кальция) применяется в пищевой промышленности в качестве стабилизатора, пластификатора.

Многие применяемые в качестве эмульгаторов и стабилизаторов вещества являются пищевыми компонентами или их получают из растений, употребляемых в пищу, в связи с чем они относительно безвредны для человека.

Контрольные вопросы

1.Какие пищевые добавки используются для обеспечения сыпучести пищевых порошков?

2.С какой целью используются пищевые добавки с технологическими функциями пеногасителей?

3.Дайте определения понятиям «глазирователи», «стабилизаторы». Какова их функциональная роль?

1.7. Санитарно-эпидемиологический надзор за применением пищевых добавок

Бурное развитие пищевой и химической промышленностей предопределило весьма широкое применение пищевых добавок. В настоящее время в разных странах при производстве и обороте пищевых продуктов используется от 500 до 2 300 разрешенных пищевых добавок, в России — 425. Пищевые добавки, как правило, не имеют пищевой ценности, с медицинской точки зрения представляется важным то, что они могут оставаться в продуктах полностью или частично в неизменном виде или в производных, образующихся в процессе

67

взаимодействия их с компонентами пищевых продуктов. В лучшем случае пищевые добавки являются биологически инертными для организма человека, а в худшем — оказываются биологически активными и не безразличными для человека. При этом более 200 пищевых добавок являются непосредственными участниками обменных процессов, субстратами и регуляторами метаболизма. Остальные не принимают активного участия в процессе метаболизма, прежде всего в пластическом и энергетическом видах обмена. Большая их часть выводится из организма после окисления (цитохром Р450 печени), восстановления и гидролиза.

Неблагоприятное действие пищи, содержащей пищевые добавки, может проявляться в виде острого или хронического отравления, а также мутагенного, канцерогенного или других неблагоприятных отдаленных последствий. Поэтому заключение (разрешение) на применение новой пищевой добавки, а также на изменения в условиях применения ранее разрешенной добавки выдается учреждениями Роспотребнадзора только после тщательной оценки их безвредности для здоровья населения и при соответствии санитарным правилам.

Введение новых пищевых добавок в продукты может считаться оправданным и допустимым только тогда, когда это служит достижению указанных ниже целей: сохранение натуральных качеств и питательной ценности продукта; увеличение сохранности, качества и стабильности продукта или улучшение его органолептических свойств — при условии, что это не изменяет сущности пищевого продукта, не вводит в заблуждение потребителя и не увеличивает риск вредного влияния продукта на здоровье по сравнению с применяемыми способами; улучшение условий подготовки, обработки, расфасовки и других производственных процессов, а также упаковки, транспортировки и хранения пищевых продуктов.

При этом применение пищевой добавки не должно способствовать сокрытию пороков сырья или изменений в продуктах, возникающих из-за несоблюдения установленных технологических правил и санитарно-гигиенического режима производства на любом из этапов. Не разрешается также введение пищевых добавок, способных маскировать порчу или снижать ценность пищевого продукта. Пищевые добавки, согласно российскому санитарному законодательству, не допускается использовать в тех случаях, когда необходимый эффект может быть достигнут другими технологическими и экономически целесообразными способами.

68

Причины активного применения пищевых добавок: современные методы торговли продовольствием, совершенствование и изменение технологии получения традиционных продуктов питания; увеличение сроков их годности, что при конкурентном рынке оборачивается для производителя более низкой себестоимостью пищевых продуктов; придание продукту более привлекательного для потребителей вида, создание новых видов пищи.

Потребность в более разнообразном ассортименте продуктов при соименном типе питания и сохранении их невысокой стоимости может быть достигнута путем использования пищевых добавок. Большинство потребителей не связывают наличие пищевых добавок в продуктах с их качеством; они, напротив, полагают, что пищевые добавки не улучшают биологическую ценность пищевых продуктов.

В России вопросами, связанными с применением пищевых добавок, занимается Министерство здравоохранения и социального развития РФ. В создании международного механизма для идентификации и оценки безопасности воздействия на человека пищевых добавок важную роль играет Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA), действующий в рамках Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Для получения санитарно-эпидемиологического заключения на новую добавку заявитель обращается в Роспотребнадзор, куда представляются разработанные заявителем технические условия и образцы, а также материалы, в которых должны содержаться следующие обязательные данные:

-детальная характеристика вещества или препарата, предлагаемого для использования в качестве пищевой добавки;

-физико-химические свойства, способ получения, содержание основного вещества;

-наличие и содержание полупродуктов, примесей, степень чистоты, действующие нормативы или проекты аналогичных документов;

-подробное обоснование цели и необходимости применения нового препарата, его преимущества перед уже применяемыми способами достижения того же технологического эффекта;

-проект технологической инструкции по производству пищевого продукта и проведению технологического процесса, связанного с применением пищевой добавки;

-способ применения и количество вводимой пищевой добавки;

-количественное содержание добавки в конечном продукте;

69

-перечень продуктов, в которые вводится пищевая добавка;

-круг потребителей пищевого продукта, изготовленного с применением предлагаемой пищевой добавки;

-информация о веществе, возможных продуктах взаимодействия вещества, предлагаемого в качестве пищевой добавки, с веществами продукта;

-методы определения добавки и/или продуктов ее превращения в пищевом продукте.

В случае если предлагается импортная пищевая добавка, наряду с изложенными выше необходимы документы об ее составе и/или разрешения органов здравоохранения на ее применение в стране-экспортере.

Экспертиза пищевых добавок включает проведение экспертизы документации и лабораторных исследований.

Что касается санитарно-эпидемиологического надзора за применением пищевых добавок, то постоянный контроль за правильным использованием пищевых добавок возложен на технологическую службу предприятий — изготовителей пищевых продуктов, выборочный контроль — на учреждения Государственной территориальной службы в сфере надзора и защиты прав потребителей. При санитарно-эпидемиологическом надзоре решающее место принадлежит лабораторному контролю, который проводится в следующих случаях:

-плановый контроль соблюдения санитарного законодательства пищевых объектов, применяющих пищевые добавки;

-внеплановый контроль при нарушениях технологии производства пищевых продуктов или регламента использования пищевых добавок;

-при проведении научно-практических работ по определению суточного поступления пищевых добавок в организм различных групп населения.

Значительно возрастает интенсивность применения пищевых добавок при внедрении новых технологий производства продуктов питания, что приводит к увеличению поступления пищевых добавок в организм человека. Специальные исследования, проведенные в ГУ НИИ питания РАМН, показали, что поступление в организм среднестатистического жителя России шестидесяти наиболее часто используемых пищевых добавок составляет 1,05 г/сут и не превышает ДСД. Для сравнения: в США потребление пищевых добавок достигает 4 г/сут. Однако выявлены пищевые добавки, которые вызывают опасения в плане превышения допустимых уровней поступления их в организм человека: сульфиты, бензоаты, нитриты, экстракты аннато, куркумин, сахароглицериды и сорбитаны.

70