Химический состав продуктов питания

Загустители используют в виде водных растворов или вводят в водную фазу пищевого продукта. Не рекомендуется готовить водные растворы загустителей заранее. Они являются исключительно благоприятной средой для развития микроорганизмов.

При совместном использовании двух или более загустителей возможно проявление синергического эффекта: смеси загущают сильнее, чем можно было бы ожидать от суммарного действия компонентов. Также они являются достаточно эффективными стабилизаторами замутнения, сохраняя во взвешенном состоянии мелкодисперсные частицы замутненных жидкостей: соков, шоколадного молока, замутненных прохладительных напитков.

Все загустители, разрешенные для применения в пищевых продуктах, встречаются в природе. Пектины и желатин являются природными компонентами пищевых продуктов, регулярно употребляемых в пищу: овощей, фруктов, мясных продуктов. Почти все они, за исключением крахмалов и желатина, являются растворимыми балластными веществами. Они не всасываются и не перевариваются. В количестве 4...5 г. на один прием для человека они, как правило, являются легким слабительным.

9. Влагоудерживающие агенты

Замедлить очерствение мучных кондитерских изделий можно с помощью добавки в тесто влагоудерживающих агентов. Благодаря своей гигроскопичности влагоудерживающий агент связывает имеющуюся в свежеприготовленном продукте воду и тем самым предотвращает или существенно замедляет её испарение в атмосферу и снижает активность воды. Замедлению очерствения способствуют также эмульгаторы и фосфаты. Лецитины и фосфатидные концентраты, моно- и диглицериды жирных кислот, другие сложные эфиры, фосфаты, создавая и стабилизируя эмульсию, тоже связывают воду, не давая ей испаряться в атмосферу. Вследствие этого сохраняется консистенция исходного продукта (например, пряников, бисквитов) и продлевается его свежесть. Важнейшими влагоудерживающими агентами являются глицерин, сорбит, гидроколлоиды, например: агар, альгинаты, пектины, особенно низкометоксилированные, различные марки карбоксиметилцеллюлозы.

В свое время Московская академия пищевых производств проводила исследования по влиянию пектинов на замедление очерствения хлебобулочных изделий и в том числе мучных кондитерских, таких как пряники. В результате этих исследований было выяснено, что низкоэтерефицированные пектины в дозировке 0,1% к массе муки при внесении их в заварку значительно снижали скорость очерствения и плотность пряников, способствовали увеличению объема.

Перечисленные добавки находят свое применение не только в составе тестовых заготовок, но и эффективно связывают воду и могут использоваться для получения термостойких фруктовых начинок, для предохранения засахаривания шоколадной глазури.

 

9.1 Пектины

Пектин впервые выделили из фруктового сока. Это соединение содержится в большом количестве в ягодах, фруктах, стеблях растений. Он локализован в первичной клеточной стенке всех высших растений. По химической природе пектин представляет собой макромолекулярные соединения, принадлежащие к гетерополисахаридам.

Пектиновые вещества способствуют поддержанию тургора (напряжённости тканей) растений, повышают их засухоустойчивость.

 

 

Наибольшее количество пектина находится в кожуре, ламелях и сердцевине. Пектиновые вещества – полисахариды, образованные остатками частично метоксилированной D-галактуроновой кислоты, в которой атом водорода заменен на группу -ОСН3 .

Основной составляющей частью пектина является полигалактуроновая кислота, которая частично этерифицирована метиловым спиртом. Если степень этерификации превышает 50% - это высокоэтерифицированный пектин, если ниже 50% - низкоэтерифицированный. Пектин имеет разные механизмы желирования. Высокоэтерифицированный образует гели в присутствии сахара и кислоты. Низкоэтерифицированный пектин образует гели независимо от содержания сахара и кислотности среды. Для желирования необходимо присутствие двухвалентных катионов металлов, например кальция или магния.

Выбор пектинов или их модификации, а также их применение потребителем зависят от специфичных требований, которые предъявляются к конечному продукту.

Пектины классифицируют по степени метоксилирования (степени этерификации - СЭ) - отношению количества метоксильных групп –ОСН3  ко всем кислотным остаткам в молекуле.

СЭ делит все промышленные виды пектинов на две группы:

1) высокоэтерифицированные с СЭ  равной или более 50%;

2)  низкоэтерифицированные –  СЭ менее 50%.

Наивысшая СЭ, которая может быть достигнута при экстракции пектина из природного сырья, находится в пределах 75-80%. СЭ оказывает значительное влияние на основные свойства пектинов, определяющие их промышленное применение.

Пектиновые вещества, полученные из различных растительных источников, представляют собой порошки без запаха и слизистые на вкус, от светло-кремового до коричневого цвета. Цитрусовые пектины обычно светлее яблочных. Во влажной атмосфере пектины могут сорбировать до 20% воды. В избытке воды - растворяются. Одним из важнейших свойств пектинов является их желирующая способность.

Желирование – процесс, при котором горячий пектиносодержащий раствор при охлаждении образует плотное тело заданной формы, связывая при этом большое количество жидкости.

Текстура образуемого геля и скорость желирования тесно связаны c показателем степени этерификации (СЭ). Высокоэтерифицированные (ВЭ) пектины желируют при более высоких температурах и быстрее, чем пектины с меньшей СЭ. Максимальная желирующая способность при минимальной скорости желирования наблюдается при СЭ в пределах 60%. Высокоэтерифицированные пектины образуют гели в присутствии сахара, кислот и при содержании сухого вещества не менее 55%. Низкоэтерифицированные пектины (НЭ) относительно независимо от присутствия сахара и кислот способны к образованию гелей с двухвалентными катионами, например, Са 2+ (ионы кальция). Способность НЭ пектинов желировать при низком содержании сухих веществ (сахара) и высоких значениях рН используют в производстве молочных и диетических продуктов, например, для страдающих сахарным диабетом.

Комплексообразование .

Комплексообразующая способность пектина основана на его взаимодействии с ионами тяжелых и радиоактивных металлов. Благодаря этому свойству пектина, его включают в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Оптимальная профилактическая доза пектина составляет 4г в сутки, а в условиях радиоактивного загрязнения - не менее 15-16г.

Области применения.

Пищевая промышленность:

• студнеобразователь при изготовлении желейно-пастильных изделий (мармелада, зефира, пастилы, начинки для конфет, крема торта).

• добавка к лечебным сортам хлебобулочных и макаронных изделий, для выпечки нечерствеющих сортов хлеба

• желеобразователь в производстве фруктоягодных наполнителей (для хлебобулочных изделий), конфитюров и прочих плодоовощных консервов; во фруктовых начинках для молочных продуктов пектины обеспечивают необходимые реологические свойства и гарантируют хорошую способность к механическому дозированию. Во фруктовых начинках для йогуртов пектины образуют гладкую и мягкую структуру и подчеркивают вкус исходного фруктового сырья.

• эмульгатор для изготовления майонеза и жидких маргаринов в масложировой промышленности;

• стабилизатор при изготовлении безалкогольных напитков и различных купажированных соков с мякотью, концентрированных фруктовых напитков;

• введение пектина в кисломолочные продукты позволяет также существенно увеличить сроки их хранения

• в молочном производстве для стабилизации кисломолочных продуктов, сквашенных или непосредственно подкисленных (соединения фруктового сок + молоко). Пектин реагирует с казеином, предотвращает коагуляцию казеина и позволяет пастеризацию кисломолочных продуктов для продления срока хранения.

• в производстве мороженого (в качестве стабилизатора только при выработке плодово-ягодного мороженого)

• в производстве сыров (для увеличения их водопоглотительной способности, гелей, киселей, муссов;

• в производстве диетического и лечебно - профилактического питания для детей и взрослых пектины используются в качестве источников растворимых пищевых волокон, а также добавок, которые способствуют связыванию ионов тяжелых металлов и их выведению из организма.

• при применении в производстве кетчупов яблочные пектины компенсируют недостаточное действие природных пектинов томатов и улучшают реологические свойства готового продукта.

Пектин оказывает положительное влияние на некоторые показатели иммунитета. Низкометоксилированные пектины способствуют ускоренному выведению из организма радиоактивных веществ. Пектин адсорбирует уксуснокислый свинец сильнее активированного угля. Он обладает активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоактивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, иттрию и другим металлам. В процессе усвоения пектин превращается в пектиновую кислоту, которая соединяется с тяжелыми металлами и радионуклидами, образуя нерастворимые соли, выделяемые из организма естественным путем. Есть и другой механизм выведения из организма радиоактивных веществ - он возможен благодаря способности низкомолекулярной фракции пектина проникать в кровь и образовывать связанные комплексы с последующим естественным удалением.

Сырье для производства пектина.

Наиболее распространенным сырьем для получения пектина, с точки зрения экономической целесообразности его использования, являются выжимки цитрусовых и яблок, жом сахарной свеклы и сердцевины корзинок подсолнечника.

Произвести нужное количество пектина можно путём переработки отечественного сырья, так как для этого на территории России имеется неограниченная сырьевая база. Так, например, Северокавказский регион Российской Федерации обладает запасами вторичного сырья, обеспечивающими выпуск 80 тыс. тонн пектина в год, что равносильно мировому уровню его производства на 1998 г.

Вместе с тем, наиболее выгодно в качестве сырья использовать жом сахарной свеклы – отходы сахарной промышленности. Сахарная промышленность является одной из стратегических отраслей Минсельхозпрода, определяющей продовольственную безопасность страны, а потому ей всегда уделялось большое внимание. Сейчас в России действуют десятки предприятий мощностью переработки сахарной свеклы от 1,5 до 6,0 млн.т.

Основное производство по переработке сахарной свеклы развернуто в южных областях России и, прежде всего, в Краснодарском крае, Белгородской, Воронежской, а также Курской, Липецкой, Тамбовской, Орловской областях. Хорошо развита сахарная промышленность и в Поволжье – Татарстане, Башкирии, Мордовии.

Средний по мощности завод (3,0-3,5 млн.т. по свекле) способен переработать до 15 тыс.т свеклы в сутки, получая при этом ежесуточно в качестве отходов сахарного производства свыше 2500 т сырого жома. Часть этого огромного количества отходов высушивается и впоследствии идет на корм скоту или в производство комбикормов.

Сокращение в последнее время поголовья скота вызвало сокращение производства сухого свекловичного жома. Но, несмотря на это, даже сейчас средний завод вырабатывает до 40-50 т сухого жома в сутки. Суммарная производительность заводов по выпуску сухого жома составляет многие десятки тысяч тонн. Так, например, один только Никифоровский завод в Тамбовской области мощностью свыше 5 млн.т по свекле вырабатывает в сезон до 50 тыс. т сухого жома.

Широкое географическое распределение по стране заводов, перерабатывающих свеклу, исключает риск дефицита сырья для пектинового производства вследствие неурожая, а большое количество этих заводов предоставляет возможность выбора поставщика жома еще и по наилучшему соотношению цена/качество. Альтернативным поставщиком сырья для пектинового производства может стать Украина, мощность сахарной промышленности которой сопоставима с российской.

Свекловичный пектин по желирующей способности несколько уступает пектинам яблочным и цитрусовым, но, вместе с тем, имеет гораздо лучшие комплексообразующие свойства, что чрезвычайно важно для производства продуктов лечебно-профилактического и защитного назначения. Для молочной и консервной промышленности (производство фруктовых соков) используют в основном цитрусовые пектины.

Пектины из жома сахарной свеклы применяют для выработки диетических и фармацевтических продуктов, а также для производства изделий технического назначения. Пектин из корзинок подсолнечника обладает высокой молекулярной массой и низкой степенью этерификации. Его успешно применяют при выпуске высококачественных косметических изделий.

В промышленных условиях производят пектин двух форм – жидкий и порошкообразный. В рецептурах эти две формы не взаимозаменяемы. От формы используемого пектина зависят правила смешивания продуктов: порошковый пектин смешивается со свежими холодными фруктами или соком, жидкий пектин добавляется в сваренный горячий продукт.

Пектины, выделенные из одного вида сырья, получили название классических. Для производства продукции с особыми свойствами за рубежом разработаны процессы, основанные на переработке различных видов сырья с получением комбинированных пектинов с заданными свойствами.

В зависимости от количества замещенных карбоксильных групп пектин может обладать различной степенью этерификации. Если более 50% карбоксильных групп содержат остатки метилового спирта, это высокоэтерифицированные (высокометоксилированные) пектины, если степень этерификации ниже 50% - низкоэтерифицированные (низкометоксилированные). Они обладают разными механизмами желирования: первые образуют гели в присутствии сахара и кислоты, при этом содержание сухих веществ в среде должно быть не менее 50%, а рН 2,8...3,4. При одинаковых условиях и высоких температурах высокоэтерифицированные пектины желируют быстрее, чем низкоэтерифицированные. Время и температура желирования - важные критерии качества высокоэтерифицированных пектинов.

Свекловичный пектин относится к пектинам низкометоксилированным. На рынке пектинов низкометоксилированные пектины имеют более высокую цену, чем пектины высокометоксилированные, что обусловлено дополнительными затратами на его получение.

Жом сахарной свеклы выгодно использовать также и ввиду его низкой цены. Никакой другой вид пектиносодержащего сырья не может конкурировать со свекловичным жомом по своей дешевизне. Сезон переработки сахарной свеклы длится с конца августа до декабря-января в зависимости от региона и урожайности. Заблаговременное заключение договоров на поставку жома и вывоз его в период переработки свеклы сейчас стало обычной практикой. К концу сезона, реже к весне, жом уже весь востребован и приобретен животноводческими хозяйствами.

 

 

 

10. Антиоксиданты

Причиной прогоркания мучных кондитерских изделий с высоким содержанием жира, например, сдобного печенья, является окисление кислородом воздуха масел и жиров, содержащихся в данных изделиях.