Эмульгаторы: способы производства, свойства и использование в пищевой промышленности

метки: Эмульгатор, Промышленность, Пищевой, Количество, Продукт, Изделие, Опасный, Таблица

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:

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.)