Эмульгаторы: способы производства, свойства и использование в пищевой промышленности

     Эмульгаторы, имеющие ионную природу, вступают во взаимодействие с  белками, что способствует улучшению  структурных свойств продукта; образование  комплексов с пшеничным глютеном повышает эластичность белков, увеличивает  объем хлеба.

 

                                                    5 Изменение  вязкости

     Добавление эмульгатора  в пищевые системы, содержащие кристаллы  сахара, диспергированные в жире способствует снижению вязкости. Эмульгатор адсорбируется  на поверхности частиц гидрофильной природы с образованием гидрофобных  оболочек, что приводит к повышению  сродства природы частиц дисперсной фазы к дисперсионной среде. Происходит изменение реологических свойств  продукта (это используется для обеспечения  текучести шоколада).

 

                                               6 Модификация  кристаллов

     Некоторые  эмульгаторы в сочетании с оптимизированными  условиями технологического процесса могут оказывать влияние на модификацию  полиморфной формы, размер и скорость роста кристаллов жира (в маргаринах, различных жировых смесях, шоколадной массе, арахисовом масле).

 

                                                     7 Смачивание  и смазка

     Эмульгаторы являются эффективными смачивающими агентами. выбор добавки  зависит от типа смачивания и природы  смачиваемой поверхности (восковой, капиллярной, порошкообразной). Функция  эмульгатора при смачивании сводится к снижению межфазного натяжения  между жидкостью и поверхностью твердых частиц, что обеспечивает более быстрое и равномерное  распределение жидкости по поверхности  твердых частиц. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Применение в пищевой промышленности

 

     Впоследнее время эмульгаторы находят всё более широкое применение в пищевой промышленности. Для примера:

• в производстве хлебобулочных изделий взаимодействие эмульгаторов с белками муки укрепляет клейковину, что приводит к увеличению пластичности теста, улучшению пористости, структуры мякиша, замедлению черствления;
• в маргарине действие эмульгаторов определяет срок годности, разбрызгиваемость при нагревании и вкусовые свойства;
• в производстве шоколада, шоколадных глазурей  добавка эмульгатора снижает вязкость и улучшает текучесть шоколадных масс, за счет влияния на кристаллизацию какао-масла;
• добавка эмульгаторов в сухое молоко, сухие сливки, супы облегчает и ускоряет разведение сухих продуктов в воде;
• эмульгаторы применяют для распределения нерастворимых в воде ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов пряностей в напитках и пищевых продуктах.

 

 

1 Эмульгаторы для производства  хлебобулочных изделий

Без эмульгаторов практически вся выпечка, которая претерпевает различные этапы обработки, реализации и хранения, стала бы черствой и  не вкусной. Эмульгаторы используются для облегчения работы с тестом и  повышения качества хлеба. Эмульгирующие крахмалы позволяют сохранить стабильность текстуры выпечки и продлевают срок ее хранения. Кроме того, их можно  без особых сложностей ввести в рецептуру уже существующих видов выпечки. При производстве сладкой выпечки  и кондитерских изделий, таких как  бисквиты, кексы и пирожные, также  допускается использование специальных  крахмалов, которые к тому же позволят сократить количество яиц в рецептуре (таблица 1). 

 

Таблица 1 - Рецептурный состав выпечки, %

Компонент	Стандартный рецепт	Замена 50% яиц
Цельные яйца	25	12,5
Сахар	25	25
Сливочное масло	25	25
Пшеничная мука (тип 405)	24	24
Purity Gum 25 ER	-	3,13
Вода	-	9,37

 
 

 

     Эмульгаторы применяют для  придания изделиям желаемой структуры. Они обеспечивают стабильный объем  и однородную структуру мякиша, что  очень важно для производства бисквитного теста и кексов различных  видов.

     При выпекании продукции  эмульгаторы позволяют увеличить  ее объем, получить однородную структуру  мякиша, сэкономить сырье (яйца и жир), продлить срок хранения готового изделия  в результате замедления процесса черствления, сократить продолжительность взбивания, улучшить качество выпечки со сложным  составом, например, с яичным порошком или какао, повысить устойчивость теста  к механическим воздействиям.

 

2 Использование эмульгаторов  при производстве сосисок для  школьного питания

     Медицинские исследования показывают, что у большинства населения  России имеются нарушения в рационе  питания как по качеству и количеству пищи, так и по соотношению основных питательных веществ и микронутриентов.

     В последние 10 лет во всём мире получило развитие новое направление  в пищевой промышленности – производство продуктов функционального питания. Это модифицированные пищевые продукты или ингредиенты, которые могут  благотворно влиять на здоровье человека помимо традиционных питательных веществ, которые содержат. В настоящее  время доля функциональных продуктов  питания в общем объеме пищевой  продукции в мире составляет всего 1%.

     Для производства мясорастительных сосисок функционального питания  для школьников на кафедре технологии мясных и рыбных продуктов КубГТУ предложено использовать вместо животных жиров растительные масла.

      Растительные жиры содержат большее количество ненасыщенных и  полиненасыщенных жирных кислот и жирорастворимых  витаминов, что обусловливает преимущество их использования в рецептурах продуктов  для школьного питания. Достичь  требуемого количества растительных масел  в питании школьников можно путем  введения в него кукурузного, оливкового, подсолнечного и других масел. Но их консистенция не позволяет использовать их в производстве колбас вареной  ассортиментной группы.

     С этой целью при приготовлении  сосисочных фаршей предложено использовать эмульгатор – смесь моно - и диглицеридов дистиллированных для образования  стабильной эмульсии при замене в  рецептурах животных жиров на растительные масла.

     Важнейшими характеристиками при производстве сосисок являются эмульгирующая способность и  стабильность эмульсии. Анализ литературных данных показывает, что их величина главным образом зависит от растворимости  и концентрации белка, используемого  эмульгатора, величины pH и температуры  среды. Было исследовано влияние  различных количеств моно – и  диглицеридов на эти показатели модельных  фаршевых систем (таблица 2).

 

    

 

 

 

 

 

 

     Таблица 2 – Влияние различных  количеств моно- и диглицеридов на показатели модельных фаршевых систем

Содержание моно – и  диглицеридов, %	Эмульгирующая способность, %	Стабильность эмульсии, %
0	95	-
0,4	102	60
0,8	108	68
1,2	110	77
1,6	116	81
2,0	121	88

 
 

 

     Полученные результаты свидетельствуют, что при увеличении количества моно – и диглицеридов эмульгирующая  способность и стабильность эмульсии возрастают.

     С учетом влияния моно –  и диглицеридов на органолептические  показатели вареных колбасных изделий  определена рекомендуемая норма  введения эмульгатора в фаршевые системы – 0,7-1,0 мг %.

     Это позволяет заменить животные жиры в сосисках для школьного  питания на растительные масла и обеспечить организм детей физиологически необходимым уровнем пищевых веществ и энергии, дополнительным количеством некоторых нутриентов, а также повысить биологическую  эффективность продуктов функционального  назначения.

 

3 Использование белково-жировых  эмульсий в производстве колбасных  изделий

    В мясной промышленности, в частности в производстве  колбасных и соленых изделий,  используют добавки двух типов:  первые повышают гидратацию мышечных  белков, а вторые хотя и не  влияют на влагоудерживающую  способность мяса, но хорошо связывают  и удерживают влагу в продукте.

     К добавкам второго типа относится Кат-гель 95 – уникальный эмульгатор, полученный из натурального очищенного коллагенового сырья. Он значительно превосходит растительные белки по биологической ценности, в большой мере отвечает потребностям организма человека в незаменимых  аминокислотах. Кат-гель 95 обладает нейтральным  запахом и вкусом, содержание белка  в нем 95-100%, жира 9-11%, величина рН (при 10%-ном растворении) – 7,0. Он значительно  уменьшает потери при варке, обжаривании  и препятствует образованию отеков у продуктов в вакуумной упаковке благодаря высокой степени гидратации, повышает выход готовой продукции  и содержание мясного белка, улучшает структуру и нарезаемость, а также  улучшает вкус колбасных изделий, вареных  ветчинных продуктов, паштетов.

     В рецептуре колбас часть  сырья заменяют жировыми системами  на основе эмульгатора Кат-гель 95. составляются белково-жировые эмульсии в соотношениях (кат-гель 95: жир : горячая вода) от 1:25:25 до 1:40:40. 

     Использование белково-жировых  эмульсий не оказывает отрицательного влияния на органолептические показатели вырабатываемых колбасных изделий, уменьшает потери влаги при термической  обработке, способствует увеличению выхода готового продукта, снижению себестоимости  продукции и росту рентабельности производства.

 

4 Эмульгаторы в производстве  салатных заправки и соусов

     При производстве салатных заправок можно использовать различные  виды эмульгирующих крахмалов в  зависимости от предъявляемых к  ним требований, в частности, от их способности выступать в качестве загустителя. Эмульгирующие крахмалы, являющиеся прекрасными загустителями, могут стать отличной альтернативой  яйцам при производстве салатных заправок. Это связано с тем, что  они увеличивают вязкость на этапах тепловой обработки и взаимодействия с водой, что позволяет несколько  сократить объем других загустителей. В процессах,  где не требуется  нагревание, эмульгирующие крахмалы рекомендуется предварительно смешать  с небольшим количеством масла, а затем ввести эту суспензию  в водную фазу, чтобы избежать комкования.

Недавно компания National Starch Food Innovation провела испытания, целью которых  было сравнение салатных соусов, приготовленных традиционным способом с применением  яиц эмульгирующего крахмала (N-Creamer 46, произведен из восковой кукурузы), служащего их заменителем (таблица 3).

Результаты исследований показали, что размер и форма капелек  обоих соусов одинаковы, а это  означает, что эмульгирующие способности  крахмала сравнимы с эмульгирующими способностями яиц.  

 

     Таблица 3 - Рецептурный состав соусов, %

Компонент	Соус с яйцом	Соус с эмульгирующим  крахмалом
Растительное масло	40	40
Ultra-Tex 2000	3	3,5
Декстроза	7	7
Яйцо	8,5	-
N-Creamer 46	-	1,5
Соль	1,5	1,5
Сорбат калия	0,1	0,05
Вода	28	34,45
Уксус (5%-ный)	9	9
Горчица	2.00	2.00
Лимонный сок	1	1
Итого	100	100

 
 

 

Влияние эмульгаторов на организм человека

 

Е 102 Опасен 
 
Е 103 Запрещен 
 
Е 104 Сомнителен 
 
Е 105 Запрещен 
 
Е 106 Запрещен 
 
Е 110 Опасен 
 
Е 111 Запрещен 
 
Е 120 Запрещен 
 
Е 122 Сомнителен 
 
Е 123 Очень опасен 
 
Е 124 Опасен 
 
Е 125 Запрещен 
 
Е 126 Запрещен 
 
Е 127 Опасен 
 
Е 130 Запрещен 
 
Е 131 Канцероген 
 
Е 141 Сомнителен 
 
Е 142 Канцероген 
 
Е 150 Сомнителен 
 
Е 151 Сомнителен 
 
Е 152 Запрещен 
 
Е 160А Опасен 
 
Е 161 Сомнителен 
 
Е 171 Сомнителен 
 
Е 173 Сомнителен 
 
Е 180 Сомнителен 
 
Е 191 Запрещен 
 
Е 210 Канцероген 
 
Е 215 Канцероген 
 
Е 220 Разрушает витамин Б1 
 
Е 221 Нарушает пищеварение 
 
Е 224 Нарушает пищеварение 
 
Е 226 Нарушает пищеварение 
 
Е 230 Нарушает функции кожи 
 
Е 231 Нарушает функции кожи 
 
Е 232 Нарушает функции кожи 
 
Е 233 Нарушает функции кожи 
 
Е 239 Канцероген 
 
Е 240 Сомнителен 
 
Е 241 Сомнителен 
 
Е 250 Противопоказан при гипертонии 
 
Е 251 Противопоказан при гипертонии 
 
Е 252 Противопоказан при гипертонии 
 
Е 271 Канцероген 
 
Е 311 Вызывает сыпь 
 
Е 312 Вызывает сыпь 
 
Е 320 Содержит много холестерина 
 
Е 321 Содержит много холестерина 
 
Е 338 Нарушает пищеварение 
 
Е 340 Нарушает пищеварение 
 
Е 341 Нарушает пищеварение 
 
Е-400 Альгиновая кислота – Побочные эффекты для малых количеств неизвестны. Большие количества могут затруднять усвоение организмом некоторых питательных веществ. Исследования токсичности не завершены. (Мороженое, майонез, пиво, охлажденные продукты.) 
 
Е-401 Альгинат натрия – Побочные эффекты для малых количеств неизвестны. Большие количества могут затруднять усвоение организмом некоторых питательных веществ. Получают из бурых водорослей Исследования токсичности не завершены. (Мороженое, майонез, пиво, охлажденные продукты) 
 
Е-402 Альгинат калия – Побочные эффекты для малых количеств неизвестны. Большие количества могут затруднять усвоение организмом некоторых питательных веществ. Исследования токсичности не завершены. (Мороженое, майонез, пиво, охлажденные продукты.)  
 
Е-403** Альгинат аммония – Побочные эффекты для малых количеств неизвестны. Большие количества могут затруднять усвоение организмом некоторых питательных веществ. Исследования токсичности не завершены. (Мороженое, майонез, пиво, охлажденные продукты.) 
 
Е-404 Альгинат кальция – Побочные эффекты для малых количеств неизвестны. Большие количества могут затруднять усвоение организмом некоторых питательных веществ. Исследования токсичности не завершены. (Мороженое, майонез, пиво, охлажденные продукты.) 
 
Е-405 Пропан-1,2-диол альгинат – Побочные эффекты неизвестны. Исследования токсичности не завершены. (Мороженое, майонез, пиво, охлажденные продукты.) 
 
Е-406 Агар – Побочные эффекты для малых количеств неизвестны. Большие количества могут затруднять усвоение организмом некоторых питательных веществ. В дозе более 5 г действует как слабительное. (Мясные консервы, рыбные пресервы, кондитерские изделия.) 
 
Е 407 Каррагинан и его соли  – Расстройство желудка. Безопасен в малых количествах. Существуют разные мнения о канцерогенности. (Мороженое, карамель, майонез, жевательная резинка, консервы, выпечка, шоколадное молоко, прессованный творог, детские молочные смеси, желе.)