4.3.2. ГІДРОКОЛОЇДИ ЯК НАТУРАЛЬНІ ХАРЧОВІ СТАБІЛІЗАТОРИ


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 

Загрузка...

Створення нових рецептур харчових продуктів з використанням натуральних гі-дроколоїдних стабілізаторів дозволяє розширити асортимент молочних продуктів функціонального призначення, м’ясних виробів делікатесної групи, охолоджених і заморожених десертів (мусів, шербетів, суфле та ін.), борошняних кондитерських виробів з фруктово-ягідними начинками, напоїв і багатьох інших (табл. 4.7).

За останні десятиріччя у харчовій промисловості широко використовуються стабілізуючі суміші напівфункціонального призначення. Вони включають різні ви-ди загущувачів, гелеутворювачів, наповнювачів стабілізаторів емульсій та ін. Нату-ральні харчові стабілізатори — це велика група речовин різноманітної хімічної природи, що має полімерну природу, отриманих із сировини рослинного і тварин-ного походження.Таблиця 4.7

РЕКОМЕНДОВАНИЙ ВМІСТ МОДИФІКОВАНОЇ ЦЕЛЮЛОЗИ У ДЕЯКИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ

 

Харчовий продукт    Максимально допустимий рівень, г/кг

Хлібобулочні вироби (здоба, сайки, кренделі)      10

Креми 2

Морозиво      5

Желе, муси    5

Джеми            5

Мармелад      5

Варення         5

Супи, бульйони        5

Деякі дієтичні страви           1—5

Стабілізатори відіграють важливу роль у функціонуванні органів і систем ор-ганізму, передусім органів травлення. Вони адсорбують значну кількість жовчних кислот, а також інші метаболіти, токсини й електроліти, що сприяє детоксикації ор-ганізму.

За структурою і властивостями, які вони проявляють, більшість натуральних ха-рчових стабілізаторів є гідроколоїдами. Вони складаються із дуже великих і об'єм-них полімерних макромолекул, завдяки чому проходить їх гідратація й набухання. Здатність до гелеутворення дозволяє значною мірою змінювати реологічні характе-ристики харчових систем. Завдяки своїм іонообмінним властивостям і комплексо-утворювальній здатності більшість натуральних харчових стабілізаторів здатні ви-водити іони важких металів і радіонуклідів із організму.

Більшість натуральних гідроколоїдних стабілізаторів являють собою поліцукри-ди і полімери цукрових залишків. Виключенням є білки, желатин, казеїнати і деякі інші стабілізатори емульсій. Гідроколоїди забезпечують отримання продуктів пев-ної концентрації, поліпшують і зберігають їх структуру, позитивно впливають на відчуття смаку. Унікальна здатність утворювати гелі робить їх незамінними інгре-дієнтами у виробництві молочних, м’ясних, рибних продуктів, безалкогольних на-поїв, хлібобулочних і кондитерських виробів (табл. 4.8).

До функціонально-технологічних властивостей натуральних харчових гідроко-лоїдних стабілізаторів відносять:

•          здатність до гелеутворення;

•          збільшення в’язкості продуктів і зниження ризику виникнення синерезису;

•          структурування і ущільнення харчових сумішей, поліпшення їх органолептич-них показників;

•          підвищення вологозв’язуючої здатності харчових сумішей;

•          підвищення харчової цінності продуктів з одночасним зниженням калорій-ності;

•          збільшення тривалості їх зберігання;

збільшення об’ємів виходу готових виробів зі зниженням витрат сировини; зниження собівартості готової продукції.Таблиця 4.8

НАТУРАЛЬНІ ГІДРОКОЛОЇДНІ СТАБІЛІЗАТОРИ, ЩО ЗАСТОСОВУЮТЬСЯ У ВИРОБНИЦТВІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

 

Продукт                             Стабілізатори                            Функціонально-технологічні властивості

Молочні продукти    Пектини, гуарова камедь, ка-медь рожкового дерева, кара-гинани,  КМЦ,  альгінат  на-трію, ксантанова камедь      Підвищення в’язкості, стабілізація згустку, гелеутворення

Хлібобулочні ви-роби          Мікрокристалічна  целюлоза, гуарова камедь, камедь рож-кового дерева, КМЦ, альгінат натрію, пектини     Збільшення виходу продукту за рахунок ви-сокої вологозв’язувальної і вологоутримува-льної здатності, сповільнення процесу черст-віння, збільшення тривалості зберігання готових виробів

Фруктово-ягідні наповнювачі   для кондитерських виробів       Пектини, карагинани, жела-тин, ксантанова камедь, аль-гінат натрію, КМЦ, камедь рожкового дерева, крохмаль   Підвищення стабільності начинки під час ви-пікання, запобігання витікання фруктових начинок з тіста, розривів поверхні тіста, зни-ження міграції вологи з продукту в упаковку, гелеутворення, підвищення в’язкості

Морозиво      Карагинани, альгінат натрію, КМЦ, желатин, гуарова ка-медь, камедь рожкового де-рева, казеїнат натрію          Підвищення в’язкості і стабілізація структу-ри, гелеутворення

М’ясні продукти       КМЦ, карагинани, желатин, альгінат   натрію,   казеїнати, альбумін,   рослинна   клітко-вина    Структурування, текстурування, загущення й стабілізація м’ясних фаршів, підвищення во-логозв’язуючої здатності і термінів придатно-сті готових продуктів

Рибні продукти         КМЦ, карагинани, желатин, казеїнати,  рослинна   клітко-вина           Структурування, загущення і стабілізація ри-бних фаршів, соусів і заливок рибних консер-вів, збільшення термінів придатності готових продуктів

Безалкогольні напої  Ксантанова камедь, пектин Стабілізація і збереження консистенції та смакових властивостей

Гідроколоїдні стабілізатори, які здатні витримувати повторне заморожування в харчових системах з мінімальним ризиком виникнення синерезису, представлені гуаровою камедю рожкового дерева, карбоксиметилцелюлозою (КМЦ), альгінатом натрію, ксантаном, желатином і карагинаном. Їх широко використовують у рецеп-турах молочних продуктів, морозиві і фруктово-ягідних начинках. Стабілізатором для деяких видів фруктових десертів, кондитерських виробів і молочних продуктів у поєднанні з камедями служить пектин.

Натуральні гідроколоїдні стабілізатори можуть бути класифіковані залежно від морфологічної приналежності:

•          білкової природи — желатин, казеїнати, альбумін;

•          витяжки з рослин — гуміарабік, камеді (гхати, карайя, трагакантова камедь);

•          камеді насіння — кароб (рожкове дерево), гуарова, псиліум;

•          крохмаль і модифіковані види крохмалю;

•          мікробні камеді — ксантан;

•          екстракти водоростей — агар, альгінати, карагинан;

пектини — низькомолекулярний і високомолекулярний метоксил;• целюлози — карбоксиметилцелюлоза натрію, мікрокристалічна целюлоза, гід-роксипропілцелюлоза і гідроксипропілметилцелюлоза.

Функціональні характеристики гідроколоїдів можуть бути модифіковані шляхом зміни хімічної структури природних форм. Окремі гідроколоїди рідко виконують всі функції, що вимагаються. Частіше всього застосовують поєднання різноманіт-них стабілізаторів.

Карагинан (Е407) відкритий у кінці ІХ століття, але до цього часу зберігається дослідницький і практичний інтерес у його вивченні. Відомо понад 300 типів кара-гинана.

Карагинан — природний загусник, який отримують переробкою червоних мор-ських водоростей класу Rhodophyceae.

Виробничий процес переробки червоних морських водоростей і отримання ка-рагинану представлено на рис. 4.5.

 

Водорості,

підсушені до

вологості 20 %                      Промивання проточною водою     1         

 

           

            т         

           

                        Екстрагування          

           

Вода   

           

           

            Вода

           

            »         

           

            Глибоке фільтрування         

            Відходи водоростей

            т         

           

 

            Тонке очищення      

           

            т         

           

            Випарювання           

           

            т         

           

            Осадження   

            Спирт

            »         

           

            Сушіння        

            Регенерація спирту

            т         

           

 

            Подрібнення 

           

                        »         

           

Декстроза, хлорид

калію або хлорид

кальцію          1          Змішування   

            Нестандартний карагинан

 

           

            >          '          

           

 

           

           

           

           

           

                       

           

           

           

            Стандартний карагинан     

           

Рис. 4.5. Процес отримання карагинану

За хімічним складом карагинан — гідроколоїд, який складається із складних ка-лієвих, натрієвих, магнієвих і кальцієвих сульфатних ефірів галактози, а також із співполімерів 3,6-ангідро-галактози. Карагинан — лінійний поліцукрид, в якому залишки галактози зв’язані α (1→3) і ß (1→4) зв’язками.Карагинан складається із більш, ніж 2500 залишків сольових форм кальцію, на-трію, магнію, кальцієвих сірчистих ефірів галактози і 3,6-ангідро-галактози. Виді-ляють декілька типів: к-карагинан, г-карагинан, Я-карагинан. Всі карагинани вкрай еластичні, здатні желюватися, набрякати й утворювати суспензії. Застосовуються у виробництві молочних та м’ясних продуктів. Основні властивості к-карагинану представлено на рис. 4.6.

КАППА-КАРАГІНАН

підвищення в`язкості

 

стабілізація

гелеутворення

вологоутримуюча здатність

зміни поверхневої активності

термостабільність

Рис. 4.6. Основні властивості к-карагинану

Ефективність застосування гідроколоїдів для поліпшення якісних характеристик харчових продуктів визначається особливостями хімічної будови і фізико-хімічними властивостями добавок, стійкістю до дії температури, рН середовища, розчинністю а ін. Найбільш ефективним є одночасне використання декількох гіді роколоїдів у складі стабілізаційних сумішей.

У процесі переробки водоростей отримують декілька видів карагинанів, які від-різняються за хімічним складом, розчинністю, стійкістю гелю до хімічної й фізич-ної дії. У м’ясопереробній промисловості широко використовують к-карагинан, і-карагинан і Я-карагинан.

Залежно від відмінностей у структурі піддаються змінам і властивості карагина-ну (табл. 4.9—4.11).

Таблиця 4.9

ВЛАСТИВОСТІ ОКРЕМИХ ФОРМ КАРАГИНАНІВ

 

Середовище   Розчинність

 

            Каппа (κ)       Йота (ι)           Лямбда (λ)

Гаряча вода t = 60°С Розчинний при t > 60°С      Розчинний   при   t   > 60°С            Розчинний

Холодна вода t = 18°С         Натрієва    сіль    розчинна. Калієва  й  кальцієва  солі нерозчинні        Натрієва сіль розчин-на.    Кальцієва     сіль утворює   тиксотропні дисперсії            Розчинний

Гаряче молоко t = 60°С        Розчинний     Розчинний     Розчинний

140

Таблиця 4.9

ВЛАСТИВОСТІ ОКРЕМИХ ФОРМ КАРАГИНАНІВ

 

Середовище   Розчинність

 

            Каппа (к)        Йота (і)                              Лямбда (X)

Холодне          молоко t = 18°С       Натрієва сіль набухає. Ка-лієва й кальцієва солі не-розчинні     Не розчинний     Розчинний

Концентровані цукро-ві розчини   Розчинний при t = 60°С      Важко розчинний     Розчинний при t = 60°С

Концентровані  соляні розчини     Не розчинний           Розчинний             при t = 60°С      Розчинний при t = 60°С

Таблиця 4.10

ВПЛИВ РЕАКЦІЇ СЕРЕДОВИЩА НА ВЛАСТИВОСТІ РОЗЧИНІВ КАРАГИНАНІВ

 

Середо-вище Стабільність

 

            Каппа (к)        Йота (і)           Лямбда (X)

рН>7   Стабільний    Стабільний    Стабільний

рН < 7 Гідролізує  в  розчині  під час нагрівання. Стабільний у желюючій формі        Гідролізує в розчині під час нагрівання. Стабільний у же-люючій формі         Гідролізує в розчині без нагрівання

Таблиця 4.11

ВПЛИВ РІЗНИХ ЧИННИКІВ НА ГЕЛЕУТВОРЕННЯ

 

            Гелеутворення

 

            Каппа (к)        Йота (і)           Лямбда (X)

Ефект катіонів            Утворює драглі най-краще з іонами К+     Утворює драглі най-краще з іонами Са2+ Не утворює драглів

Тип драглів    Міцний і крихкий із синерезисом   Пружний і еластич-ний без синерезису    Не утворює драглів

Синергетичний   ефект   з борошном насіння рожко-вого дерева         Високий         Високий         Відсутній

Стійкість   до   заморожу-вання — танення          Відсутня         Стійка Відсутня

Карагинан давно знайшов широке застосування у харчовій промисловості в ре-цептурах молочних (шоколадне молоко, шербети, сирні пасти, збиті вершки та ін.), м’ясних (м’ясо в желе, консерви та ін.) і рибних продуктів, приправ, безалкоголь-них напоїв, хлібобулочних (хлібне тісто, фруктові кекси) і кондитерських виробів.

Карагинан володіє біологічною активністю: антикоагулюючою, антивірусною, антираковою і антивиразковою, а також виводить із організму важкі метали.

Широкий асортимент гідроколоїдів дозволяє виробнику в повній мірі задоволь-нити свою потребу в карагинані, з відповідними характеристиками (табл. 4.12).Таблиця 4.12

ВЛАСТИВОСТІ ДЕЯКИХ ПРЕПАРАТІВ КАРАГИНАНІВ

 

Найменування          Гідратація       Сила гелю, г/см2       Галузь застосування Дозуван-ня

Біотонгель 151          1:50     350—550        Універсальний          0,1—

о;б%

Біотонгель 360          1:40     300—600        Емульговані продукти         

 

Біотонгель 495          1:30—40         150—250        Емульговані продукти, шинки, проду-кти, які піддають вторинному нагрі-ванню   

 

Біотонгель 649          1:50     700—900        Емульговані продукти         

 

Біотонгель 651          1:60     700—1000      Універсальний         

 

Біотонгель 778          1:65—70         600—800        Ін’єкціоновані цільном’язеві продук-ти, шинки  

 

Біотонгель 852          1:80     550—700        Універсальний         

 

Біотонгель 500          1:50—60         900—1300      Універсальний         

 

Біотонгель 980          1:50—70         400—600        Емульговані продукти, консерви   

 

Біотонгель 900          1:40—50         250^50            Емульговані продукти, паштети    

 

Біотонгель 555          1:60     500—700        Ін’єкціоновані цільном’язеві продук-ти, шинки  

 

Біотонгель 120          1:20—25         200^00            Універсальні 

 

Біотонгель 393          1:30—35         350—450        Загущувач, стабілізатор консистенції для емульгованих продуктів, паштетів 

 

Карагинан використовують як структуроутворювач у виробництві плавлених сирів, згущеного молока, соусів, желе, мусів. Він не розщеплюється ферментами в шлунково-кишковому тракті і може застосовуватись у виробництві низькокалорій-них продуктів.

ДДН за рекомендаціями Експертного комітету з харчових добавок ФАО/ ВООЗ — до 75 мг на 1 кг маси тіла.