Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Июня 2013 в 15:36, реферат
Будучи введенными в жидкую пищевую систему в процессе приготовления пищевого продукта, загустители и гелеобразователи связывают воду, в результате чего пищевая коллоидная система теряет
свою подвижность и консистенция пищевого продукта изменяется. Эффект изменения консистенции (повышение вязкости или гелеобразование) будет определяться, в частности, особенностями химического строения введенной добавки.
В химическом отношении добавки этой труппы являются полимерными соединениями, в макромолекулах которых равномерно распределены гидрофильные группы, взаимодействующие с водой. Они могут участвовать также в обменном взаимодействии с ионами водорода и металлов (особенно кальция) и, кроме того, с органическими молекулами меньшей молекулярной массы.
В пищевых системах геллановая камедь проявляет свойства загустителя, стабилизатора и гелеобразователя.
Процесс
гелеобразования связан с формированием
двойных спиралей в присутствии
одно- и двухвалентных катионов.
Потенциальные области
ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛИ БЕЛКОВОЙ ПРИРОДЫ
Практически единственным гелеобразователем белковой природы, который широко используется в пищевой промышленности, является желатин.
Желатин — белковый продукт, представляющий смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой (50 000—70 000) и их агрегатов с молекулярной массой до 300 000, не имеет вкуса и запаха. Аминокислотный состав желатина включает до 18 аминокислот, в том числе глицин (26—31 %), пролин (15—18 %), гидроксипролин (13—15 %), глутаминовую кислоту (11—12 %), аспарагиновую кислоту (6—7 %), аланин (8—11 %) и аргинин (8—9 %).
Электрокинетические свойства желатина в растворе, в том числе изоэлектрическая точка, определяются пятью электроактивными аминокислотами. В молекулах желатина основными функциональными группами, несущими заряд, являются:
—СООН — группы аспарагиновой и глутаминовой кислот;
—NH2 — группы лизина и гидроксилизина;
—NH—С—NH2 — группы аргинина.
||
NH
На их долю приходится более 95% всех ионизированных групп желатина.
Фрагмент молекулы желатина имеет следующий вид:
Глицин Пролин
где АК-1, АК-2 — аминокислоты.
Желатин получают из коллагена, содержащегося в костях, хрящах и сухожилиях животных. Наиболее чистая форма желатина, выделенная из рыбьих пузырей, получила название «рыбный клей» (isinglass).
Технологический процесс получения желатина основан на кислотной или щелочной экстракции, в процессе которой нерастворимый коллаген превращается в растворимый желатин, с последующим выделением продукта известными технологическими приемами, предусматривающими его очистку, высушивание и стандартизацию. В коллагене 35 % кислотных групп находится в амидированной форме, которая в процессе щелочной обработки превращается в кислотную. Поэтому изоэлектрическая точка желатина варьирует между 9,4 (для амидированной формы) и 4,8 (для карбоксильной формы).
В зависимости от способа экстракции различают два типа желатинов, имеющих различную изоэлектрическую точку (табл. 3.18).
Таблица 3.18
Особенности желатинов в зависимости от способа экстракции
Тип желатина |
Способ экстракции |
рН изоэлсктрической точки |
А В |
Кислотный Щелочной |
6,5-8,5; 7,5-9,4* 4,8-5,2 |
*В зависимости от вида исходного сырья.
Желатин растворяется в воде, молоке, растворах солей и сахара при температуре выше 40°С. Растворы желатина имеют низкую вязкость, которая зависит от рН и минимальна в изоэлектрической точке. При охлаждении водного раствора желатина происходит повышение вязкости с переходом в состояние геля. Это так называемый золь — гель-переход. Для образования геля необходимы достаточно высокая концентрация желатина и соответствующая температура, которая должна быть ниже точки затвердевания (примерно 30°С).
Механизм образования геля желатином, как и любым другим желирующим агентом, связан с формированием трехмерной сетчатой структуры. При температуре выше 40°С молекулы желатина в растворе имеют конфигурацию отдельных спиралей. При охлаждении сегменты, богатые аминокислотами различных полипептидных цепей, принимают спиральную конфигурацию. Водородные связи с участием или без участия молекул воды стабилизируют образовавшуюся структуру. Эти связи распределены по всей длине цепи, что объясняет уникальные свойства желатиновых гелей.
Наиболее
интересное свойство желатина — это
образование термически обратимых
гелей. В противоположность
Желатин
применяется в пищевых
Поскольку желатин не является индивидуальным продуктом, в перечень пищевых добавок он включен без Е-номера.
Таблица 3.19 Область применения желатина в зависимости от технологических функций
Пищевой продукт |
Концентрация желатина, % |
Технологическая функция |
Мясные продукты Кондитерские изделия Десерты на гелевой основе Йогурты Муссы |
1-5 3-10 4-6 0,3-1,0 1-3 |
Гелеобразование » » » Стабилизация |
Желатин применяют при изготовлении зельца, различных желе (фруктовых и рыбных), мороженого, кремов и жевательной резинки. Кроме того, он используется при получении пива и вина на стадии их осветления.
В России и большинстве других стран желатин применяется без ограничений. Обычные дозировки, обеспечивающие решение технологических задач, составляют 1—6 % к массе продукта. Эффект осветления достигается при концентрациях желатина 0,1—0,2 г/л.
ПРИМЕНЕНИЕ ЗАГУСТИТЕЛЕЙ И ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
При выборе
добавки этой группы для наиболее
эффективного решения конкретной технологической
задачи руководствуются рядом
• регулирование реологических свойств (повышение вязкости или гелеобразования);
• формирование желаемой текстуры пищевого продукта;
• дозировка добавки, обеспечивающая достижение необходимого эффекта (формирование заданной вязкости или геля определенной прочности);
• особенности конкретной пищевой системы (рН, химический состав и т. п.);
• потенциальная
вероятность взаимодействия добавки
с ингредиентами пищевой
• температура технологического процесса и его продолжительность при заданном температурном режиме;
• температура хранения готового продукта;
• возможность эффективного диспергирования добавки в пищевой системе на существующем оборудовании;
• экономическая целесообразность, определяемая стоимостью добавки, необходимой для получения функциональных характеристик.
Обобщенные примеры использования наиболее известных загустителей и гелеобразователей в пищевых технологиях иллюстрирует табл. 3.20.
Таблица 3.20
Область применения загустителей и гелеобразователей в пищевых технологиях
Пищевая добавка |
Технологическая функция |
Область применения | |
λ-Каррагинан Альгинат натрия |
Повышение вязкости |
Соусы и различные приправы к салатам | |
Ксантановая камедь Гуаровая камедь Камедь рожкового дерева Модифицированные крахмалы Модифицированные целлюлозы |
|
Молочные десерты | |
Супы | |||
Напитки | |||
Инстант-продукты | |||
Хлебобулочные изделия | |||
к-Каррагинан |
Гелеобразование |
Джемы | |
ι-Каррагинан |
|
Термостабильные фруктовые начинки | |
Низкометоксидированные пектины |
|
Ароматизированные молочные гели | |
Желатин |
|
Кондитерские изделия Джемы и конфитюры | |
Камедь рожкового дерева + ксантан (или к-каррагинан) |
| ||
Альгинаты натрия, калия или аммония |
|
Корма для домашних животных | |
Высокометоксилированные пектины |
|
| |
Низкометоксилированные пектины |
|
||
Загустители |
Стабилизация |
Пищевые эмульсии (майонезы, соусы, салатные приправы) Мороженое Фруктовые напитки Кисломолочные продукты Шоколадное молоко | |
Гелеобразователи в низких концентрациях |
|
В зависимости от выбранного гелеобразователя или комбинации гелеобразователей можно существенно изменить текстуру образуемых гелей. Некоторые примеры, иллюстрирующие изменение текстуры геля в зависимости от природы гелеобразователя, представлены в табл. 3.21.
Таблица 3.21
Текстура гелей, образованных различными гелеобразователями
Гелеобразователь |
Текстура геля |
к-Каррагинан ι-Каррагинан + камедь рожкового дерева ι-Каррагинан Камедь рожкового дерева + ксантан Желатин |
Твердая, хрупкая Эластичная, когезионная Мягкая, тиксотропная Эластичная, когезионная Тающая во рту |
Подготовка консервантов
Консерванты — вещества, продлевающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызываемой микроорганизмами (бактерии, плесневые грибы, дрожжи, среди них могут быть патогенные и непатогенные виды).
На практике чаще всего используют водные растворы сорбата калия, бензоата натрия или их смесей (обычно в соотношении 1:1) с концентрацией от 5 до 25 %. Растворы сорбата можно готовить более высокой концентрации (до 40 %). Для приготовления раствора нужное количество консерванта растворяют приблизительно в половине требуемого объёма питьевой воды, нагретой до 50...80 "С. После полного растворения соли в полученный раствор добавляют оставшуюся воду и тщательно перемешивают. Рекомендуется отфильтровать раствор через слой хлопчатобумажной ткани (бязи).
Если консервант растворён в жёсткой воде, то раствор может быть слегка мутным, но это не влияет на его консервирующее действие. К растворам не следует добавлять лимонную и другие кислоты, так как это может привести к выпадению осадка малорастворимых в воде сорбиновой или бензойной кислот.
Растворы консервантов имеют ограниченный срок хранения. В идеале они должны быть свежеприготовленными. Рекомендуется готовить их не реже одного раза в смену. Ёмкость, в которой хранится раствор, должна быть снабжена этикеткой. На этикетке указывают наименование вещества, его концентрацию и время приготовления раствора.
Применение смесей консервантов
В медицине
различные субстанции иногда используют
в сочетании друг с другом, чтобы
достичь усиления или изменения
действия отдельных компонентов. В
консервировании тоже применяют
эмпирически подобранные
— расширение спектра действия;
— усиление антимикробного эффекта;
— уменьшение концентрации отдельных консервантов.
Расширение спектра действия. Любой консервант эффективен только против части возбудителей порчи, встречающихся в продуктах питания. Это ограничение можно обойти, используя смеси консервантов. Теоретически такие смеси могут иметь спектр действия, отличающийся от суммы спектров обоих компонентов (в том числе и более широкий). В таком случае смесь может оказаться эффективной против микроорганизмов, против которых отдельные её компо ненты неэффективны [18]. Например, многие бактерии в большей степени угнетаются смесью сорбиновой и бензойной кислот, чем каждой в отдельности.
Основной
практический интерес представляет
сочетание бензойной и
Изменение антимикробного действия. При совместном использовании двух и более консервантов возможны три варианта:
— простое сложение;
— синергизм;
— антагонизм.
При простом сложении смесь действует как сумма её составляющих; в случае синергизма она проявляет угнетающее действие в меньшей концентрации, чем каждый из компонентов по отдельности; при антагонизме эффект противоположен — для смеси необходима более высокая концентрация, чем для индивидуальных консервантов.
Применение синергически действующей смеси позволяет достигнуть снижения общего содержания консервантов в продукте питания и уменьшения возможных побочных эффектов (в частности — органолептических). К сожалению, до сих пор нет надёжных данных о влиянии одних консервантов на действие других. Синергический эффект, который удавалось наблюдать в лабораторных условиях, настолько мал, что не имеет практического значения. Вероятно, большинству комбинированных препаратов (которые раньше продавались во множестве) оказывали предпочтение в сравнении с чистыми консервантами скорее по коммерческим причинам. Одной из разновидностей синергизма можно считать сочетание консерванта длительного действия (например, сорбиновой кислоты) с быстро, но недолго действующим (например, диэтилпирокарбонатом). Последний быстро уничтожает имеющиеся бактерии, а сорбиновая кислота защищает от вторичного инфицирования.