Молочные продукты являются важнейшим компонентом в рационе питания человека. На их долю приходится 20% удовлетворения потребностей человека в белке и 30% — в жире. В области производства молочных продуктов приоритетным направлением является создание продуктов с заданными свойствами, с комплексным использованием сырья и материалов.
Качество молочных продуктов определяется их структурой и консистенцией, которые зависят от правильного проведения технологического процесса. Структура (строение) вещества характеризуется размерами, формой и положением частиц.
Дисперсные системы (с жидкой дисперсной средой) могут находиться: а) в свободном состоянии — золь (молоко) — когда отдельные элементы не связаны или слабо связаны между собою; б) в связанном состоянии — гель (простокваша, кефир) — когда дольки связаны друг с другом молекулярными силами и образуют упорядоченную структуру, то есть пространственный каркас.
Влияние добавок на консистенцию молочных продуктов
В связи с возрастающей необходимостью производства комбинированных молочных продуктов, обогащенных разными пищевыми добавками, с целью удовлетворения потребностей в продуктах разных категорий населения возникает задача глубокого изучения состава, реологических и функциональных свойств молочных продуктов, изготовленных с применением добавок. Пищевые добавки, которые используются сейчас в молочной промышленности, можно разделить на две группы:
• молочного происхождения: сухое молоко, сыворотко-белковые концентраты, казеинаты и др.; • немолочного происхождения: гидроколлоиды (стабилизаторы); подсластители; пищевые ароматизаторы и красители; витамины, поливитаминные премиксы, биологически активные добавки (БАД); соевые изолированные белки; комплексный продукт на соевой основе; растительные жиры — аналоги молочного жира; натуральные плодово-ягодные наполнители; натуральные овощные наполнители.
Стабилизаторы дают возможность регулировать вязкость продуктов на разных этапах технологического процесса, который облегчает производство. С их помощью можно уменьшить температуру разлива йогурта, не вызывая при этом снижения вязкости конечного продукта. Они разрешают предупреждать отстаивание сыворотки при сохранении кисломолочных продуктов, благодаря повышению влагоудерживающей способности молочно-белкового сгустка, а также достигать повышения вязкости продуктов и увеличения прочности молочно-белкового сгустка без увеличения содержимого жира, который дает возможность вырабатывать с их помощью продукты питания сниженной калорийности.
Таким образом, под стабилизацией понимают достижение определенных эффектов физического, химического и биологического характера и их поддержку на протяжении заданного времени. Поэтому гидроколлоиды в молочных продуктах могут выполнять роль загустителей, желирующих агентов, пенообразователей, стабилизаторов пены, белка. Их применяют для связывания воды, жира и в качестве эмульгаторов.
Существующие способы производства кисломолочных продуктов в нашей стране и за границей предусматривают использование гелеобразующих свойств таких полисахаридов, как пектин, метилцеллюлоза, крахмал, а также разных комплексных стабилизаторов растительного происхождения.
Из имеющихся стабилизаторов растительного происхождения за границей для продуктов типа йогуртов с фруктовыми наполнителями применяют комплексные стабилизирующие системы из карагинана, пектина, камеди рожкового дерева, желатина.
С помощью стабилизирующих систем можно достичь эластичности структуры и необходимой вязкости. Для такого продукта, как йогурт, который вырабатывается из отечественного сырья, это в особенности актуально, поскольку колебания в качестве исходного молока при отсутствии стабилизаторов могут привести к появлению таких недостатков, как недостаточная вязкость и отделение сыворотки.
Стабилизирующие вещества в производстве молочных продуктов
Для улучшения консистенции пищевых продуктов и повышения их стойкости при сохранении часто используют стабилизирующие добавки растительного и животного происхождения.
В химическом отношении стабилизаторы являются полисахаридами или белками (желатин). По происхождению различают натуральные гидроколлоиды животного (желатин) и растительного происхождения (пектин, альгинаты, агар и агароиды, карагинан, камеди, нативные крахмалы и т. д.) и полученные искусственно, в том числе из природных объектов (гидроксиметилцеллюлоза, натрий, карбокси-метилцеллюлоза, микрокристаллическая целлюлоза, модифицированные крахмалы).
Классификация пищевых стабилизаторов довольно сложная, и потому был предложен целый ряд разных схем, например:
• писание всех соединений как полисахаридных материалов;
• наименования, которые содержит ботанический вид;
• происхождение — растительное, животное или синтетическое;
• химическая классификация.
Позднее была предложенная классификация, которая включает метод обработки:
• натуральные стабилизаторы;
• модифицированные натуральные или полусинтетические стабилизаторы (химические модификации натуральных стабилизаторов или подобных им веществ);
• синтетические камеди (полученные химическим синтезом).
Таким образом, при классификации пищевых стабилизаторов могут применяться разные подходы и критерии, как с точки зрения происхождения, так и способа производства.
Эта группа пищевых добавок, как отмечалось выше, включает соединения двух функциональных классов:
• загустители — вещества, которые используются для повышения вязкости продукта;
• гелеобразователи — соединения, которые предоставляют пищевому продукту свойства геля (структурированной высокодисперсной системы, которая заполняет каркас, образованный частичками дисперсной фазы).
Свойства и функции загустителей и гелеобразователей
Главной технологической функцией добавок этой группы в пищевых системах является повышение вязкости или формирование гелевой структуры разной прочности. Одним из основных свойств, определяющим эффективность при применении таких добавок в конкретной пищевой системе, является их полная растворимость, которая зависит прежде всего от химической природы. Добавки полисахаридной природы, которые содержат большое количество гидрофильных групп, являются гидрофильными и в основном растворимы в воде. В зависимости от химической природы макромолекул и особенностей пищевой системы возможны разные механизмы гелеобразования.
Рассмотрим свойства отдельных представителей стабилизаторов и особенности их применения в пищевой промышленности.
Целлюлоза и ее производные
В группу пищевых добавок целлюлозной природы входят продукты механической и химической модификации и деполимеризации натуральной целлюлозы. Целлюлоза представляет собой линейный полимер, построенный из цепочек D-глюкозы, соединенных 1,4-b-гликозидными связями. В качестве пищевой добавки используется в виде микрокристаллической целлюлозы (Е-460і) и порошкообразной (Е-460іі). Используется как эмульгатор, текстуратор и как добавка, которая предотвращает слеживание и комкование. Представители: метилцеллюлоза (Е-461), гидрокси-пропилметилцеллюлоза (Е-464), этилцеллюлоза (Е-462), гидроксипропилцеллюлоза (Е-463), метилетилцеллюлоза (Е-465), карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль (Е-466), карбоксиметилцеллюлоза ферментированная (Е-469).
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) используется как стабилизатор консистенции, загуститель и средство для капсулирования. Основным свойством карбоксиметилцеллюлозы является то, что она может образовывать очень вяжущий коллоидный раствор, который не теряет вязкости на протяжении длинного промежутка времени. С точки зрения химического происхождения представляет собой высокополимерный ионный электролит в нейтральном или слабом щелочном эфире целлюлозы. КМЦ хорошо растворима в воде, не имеет запаха, не ядовита, не подвержена влиянию животных/растительных масел, а также влиянию яркого света.
Используется как регулятор консистенции в десертах, мороженом, желе, майонезах, соусах, кремах и пастах, оболочках для мяса, рыбы, кондитерских изделий, орехов.
Пектины являются наиболее известными представителями гетерогликанов высших растений. Пектинами Е-440 (pektos в переводе с греческой — свернувшийся, замерзший) называется группа высокомолекулярных гетерогликанов, которые входят вместе с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином в состав клеточных стенок и межклеточных образований высших растений, а также в растительные соки некоторых из них. По химическому происхождению пектины представляют собой гетерополисахариды, основу которых составляют рамногалактоурананы.
В зависимости от степени этерификации все пектины условно делятся на две подгруппы:
высокоэтерифицированные — степень этерификации больше 50%;
низкоэтерифицированные — степень этерификации меньше 50%.
Строение молекул пектинов, полученных из разных растительных объектов, имеет свои отличительные свойства: по молекулярной массе, по степени этерификации, наличии ацетилированных гидроксильных групп.
Главное свойство, на котором базируется применение пектинов в пищевой промышленности, — гелеобразующая способность.
Основные свойства. Пектин должен быть полностью растворим — это обеспечивает его полную утилизацию и предупреждает неоднородное студнеобразование. Растворение пектина предусматривает дисперсию без комков; если пектин комкуется, то его очень тяжело растворить. Пектин, так же, как и другие желирующие добавки, не растворяется в среде, где уже созданы условия для желирования. Поэтому высокометилированный пектин очень тяжело растворить в среде с высоким содержанием сухих веществ. Высокометилированный пектин рекомендуется растворять в воде с содержанием сухих веществ ниже 20%.
Простейший способ растворения порошка пектина — использование высокоскоростного миксера. В этом случае легко приготовить 4—8% пектиновый раствор. С помощью наиболее современных миксеров и горячей воды (80°С) возможно приготовить 10% пектиновый раствор.
Смешанный с пятью частями сахара пектин легко диспергируется в воде. Тонкий помол пектина позволяет ему при низких концентрациях растворяться даже в холодной воде. Используя пектин с типичным размером частичек и обычный миксер, можно приготовить 4% дисперсию пектина. При высоких концентрациях вязкость раствора препятствует образованию однородной дисперсии.
Для полного растворения пектина рекомендуется прокипятить дисперсию на протяжении 1 минуты. Поскольку растворение пектина задерживается высоким содержанием сухих веществ, то основную массу сахара по рецептуре не рекомендуется вносить до растворения пектина.
Нерастворимость пектина в системах с высоким содержанием сахара позволяет приготовить дисперсию пектина без его комкования в концентрированном сахарном растворе. В зависимости от скорости миксера и технологии производства реально получить 2—12% пектиновые дисперсии.
Полное растворение пектина предусматривает растворение дисперсии водой до 20% получения сухих веществ и ниже с последующей варкой на протяжении 1 минуты.
Вязкость. В отличие от других загустителей и камедей растительного происхождения, пектиновые растворы имеют относительно низкую вязкость. Ионы кальция и прочие поливалентные ионы увеличивают вязкость пектиновых растворов, а низкоэтерифицированные пектины даже могут желировать, если содержимое кальция превышает установленные нормы. Кислотность также влияет на вязкость пектиновых растворов. В растворах, которые не содержат кальция, вязкость падает, если значения рН увеличивается до и выше коэффициента рК пектина. Вязкость пектинового раствора может использоваться для определения молекулярной массы пектина или его загустительных свойств. В таких случаях вязкость измеряется в растворах, которые не содержат кальций, с постоянной кислотностью, например, значением рН — 4,0.
Большинство химических реакций, в которые вступает пектин в процессе своего применения, разрушают его. Считается, что максимальная стойкость продукта достигается при значении рН 4,0. Наличие сахара в растворе выполняет защитную функцию, в то время как повышение температуры ускоряет процесс распада пектина.
Пектин является полигалактоуроновой кислотой, его молекулярная цепь несет отрицательный заряд при нейтральной величине рН. Коэффициент рК пектина — приблизительно 3,5. Пектин вступает в реакцию с положительно заряженными макромолекулами, например белками, при величинах рН ниже их изоэлектрической точки. В кислых средах пектин осаждает желатин, но данную реакцию можно предупредить внесением соли. Когда пектин вносят в молоко (при рН молока 6,6), получается двухфазная система. Реакция пектина с казеиновыми частицами при низком значении рН производит стабилизирующий эффект на кисломолочный напиток, который можно термически обработать, чтобы увеличить срок его хранения. Без пектина молочный белок агломерируется, развивает в продукте “крупку” и увеличивает синерезис.
В теории механизм желирования пектина выглядит таким образом: сегменты молекулярной цепи соединяются один с другим в результате кристаллизации и образовывают трехмерную сетку, которая удерживает воду, сахар и прочие растворители.
1) температура;
2) состав молекулы пектина (тип пектина);
3) величина рН;
4) сахар и прочие растворители;
5) ионы кальция.
Сейчас выпускают несколько видов пектинов, которые выделяются из разных видов сырья и отличаются составом и функциональными свойствами: яблочный, цитрусовый, свекольный, пектин из корзинок подсолнуха, а также комбинированные пектины из смешанного сырья
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
