Проблема реалізації емульгаторів у технологіях харчових продуктів

Проблема реалізації емульгаторів у технологіях харчових продуктів

ВСТУП

Харчування - найважливіший чинник, який складає здоровя нації. Саме їжа для організму є джерелом енергії, пластичних матеріалів та матеріалів, які регулюють функції та системи організму.

У звязку з цим питання про харчування, в особливості, здорового харчування хвилює людство протягом всього часу його існування.

Невідємно з питанням харчування розглядається також проблема використання харчових домішок. Історичний початок використання харчових домішок у технології харчування та медицині веде до давніх часів. Медицина та кулінарія зберігають назви харчових домішок, які використовувались для поліпшення якості приготування їжі, а також з лікувальною метою. Отже ними є такі спеції - часник, розмарин, кріп, тощо. В сьогоденні у технології харчування та медицині, точніше в імунології, використовуються такі антиоксиданти, як вітаміни Є, А, орбідол та інші. Харчові домішки використовуються у промисловості великого асортименту продовольчих товарів. Чим вищий рівень розвитку технологій в країні, тим вищий рівень використання харчових домішок( в якості лікувальних, профілактичних речовин, а також для створення продуктів в харчових технологіях). На сучасному етапі розвитку людства створюється багато нових напрямків використання харчових домішок широкого призначення.

Найбільш розповсюджені у харчовій промисловості є харчові домішки, які використовуються для полегшення та поліпшення технології виготовлення продуктів, поліпшення якості продовольчих товарів, враховуючи загалом всі етапи їх життєвого циклу. Ці речовини мають чималу область використання у процесах виробництва, переробки, приготування, зберігання та реалізації продовольчих товарів. Існують технічні та технологічні харчові домішки. Технологічні харчові домішки- це натуральні або синтетичні речовини, які додають у харчові продукти для виконання конкретних технологічних функцій.

Кількість технологічних харчових домішок, які використовують у виробництві харчових продуктів в різних країнах, досягає 5000.

У другій половині XX століття почали приділяти увагу харчовим домішкам, як засобам, які доповнюють лікування, а іноді замінюють ліки, тобто являють собою біологічно активні домішки.

На теперішній час саме досягненням сучасних харчових та фармацевтичних технологій розробляються та створюються нові біологічно активні домішки - нутріцевтики, які не синтезуються в організмі людини та які відсутні в раціоні харчування, але необхідні для забезпечення регуляції, підтримки та поновлення функціональної активності органів та систем людини.

В сучасних умовах харчові домішки використовують для корекції харчування та лікування захворювань.

Сьогодні виділяють декілька етапів розвитку та становлення проблеми використання харчових домішок.

Харчові домішки першого покоління(вітаміни;мінеральні речовини;білкові компоненти та інші) зявились у другій половині XX століття в якості домішок до звичайного раціону. По мірі розвитку технологій харчових домішок, зявились харчові домішки другого покоління. Вони обєднували різні компоненти тваринного та рослинного походження, забезпечувати ними добову потребу та додавати їх стали в добовий раціон разом з їжею. Цім вирішувалась проблема забезпечення недостатніх компонентів в раціоні.

Подальший розвиток технологій, медицини та фармакології дає можливість працювати над розробкою харчових добавок третього покоління. Вони містять такі компоненти та композиції природних речовин, які мають визначені характеристики та можуть регулювати фізіологічні процеси в організмі.

В даній роботі буде розглядатися питання щодо емульгаторів. Ця група харчових домішок має властивості змінювати реологічні властивості харчових продуктів або консистенцію. Асортимент речовин, які покращують консистенцію доволі великий: загущувачі, харчові поверхово-активні речовини, стабілізатори фізичного стану та інші; також буде розглянуто стан питання по розробці емульсійних продуктів в сучасних умовах. Розглянемо класифікацію емульгаторів та їх технологічних властивостей. Діючий механізм емульгаторів буде розглядатися в розділі фізико-хімічної сутності процесу утворення продуктів з емульсійною структурою. Наступним етапом роботи буде обґрунтування і розробка технологій нових продуктів з використанням емульгаторів.

Курсова робота пропонує прискіпливо розглянути емульгатори та їх негативний або позитивний вплив на організм людини, та чи можна взагалі вживати їх в їжу, враховуючи стан здоровя людини.

В даній роботі наведено результати досліджень властивостей систем на основі карагінанів різних торгових марок з метою їх застосування у технології десертної продукції з драглеподібною структурою. Визначено шляхи використання карагінанів у технологіях десертної продукції. Найбільш проблемним елементом системи вважається вибір та попередня підготовка структуроутворювача для забезпечення заданих характеристик кінцевої продукції. Використання структуроутворювачів білкової і полісахаридної природи забезпечує стабільність показників якості готової продукції протягом терміну зберігання та реалізації.

1. СТАН ПИТАННЯ ПО РОЗРОБЦІ ЕМУЛЬСІЙНИХ ПРОДУКТІВ В СУЧАСНИХ УМОВАХ

Вивчення функціонально-технологічних властивостей полісахаридів та залучення їх до технології десертної продукції останнім часом є в багатьох країнах.

Аналіз літературних джерел стосовно використання різних драгле утворюючих полісахаридів дозволив визначити карагінан як перспективний, який має широкий спектр функціонально- технологічних властивостей. Незважаючи на те, що карагінани у вітчизняній харчовій промисловості вже застосовуються, все-таки не вистачає науково обґрунтованих рекомендацій з їх використанням. Наведені в літературних джерелах інформаційні данні стосуються характеристики властивостей окремих фракцій карагінанів, тобто k-, j- та λ- форм. Разом з тим, на ринку функціональних інгредієнтів карагінани пропонують різні виробники під комерційними назвами, а їх склад тобто співвідношення k-, j- та λ- фракцій, не зазначають. На здатність карагінанів формувати гель впливають особливості їх будови, де k- та j- фракції виконують роль драгле утворювачів, а λ- карагінан- загусника. Реалізацію функціонально-технологічних властивостей суміші різних типів карагінанів орієнтовано на формування певних показників кінцевого продукту.

Основними показниками, що характеризують процес драгоутворення полісахаридів, є критична концентрація гелеутворення і такі структурно- механічні властивості драглів, як їх міцність і гранична напруга зсуву. Процес драгоутворення в системі, що містить карагінан, починається вже за концентрацій від 0,1%, однак ці системи руйнуються навіть у разі незначних механічних навантажень, що є негативним моментом в технології десертної продукції з драглеподібною структурою та передбачає проведення комплексу досліджень щодо визначення міцності драглів на основі карагінану. У широкому спектрі продукції, яка виробляється підприємствами ресторанного господарства та харчової промисловості, особливий статус має структурована, користуючись підвищеним попитом споживачів завдяки високим технологічним властивостям, харчовій цінності та низькій вартості. Проте, теорія та практика виробництва структурованої продукції на сьогоднішній день ґрунтується, в більшості випадків, на емпіричному підході. Під час цього реальний склад диктується, насамперед, органолептичними показниками продукції без урахування повного спектра функціонально-технологічних властивостей гелеутворювачів та оптимальних параметрів ведення технологічного процесу, що негативно відображається на якісних показниках продукції та економічної ефективності її виробництва.

З літературних даних відомо, що з метою оптимізації технологічних параметрів утворення іонотропних гелів використовують кореляційно-регресійний аналіз в межах парних моделей з застосуванням методів найменших квадратів. Цей метод не дає можливості повною мірою врахувати всі фактори, які впливають на процес формування іонотропних гелів з отриманням реструктурованої рибної продукції (Рогожина С.В., Пивоваров П.П.)

Застосування нових прогресивних математичних методів, що дозволяють провести аналіз трифакторного експерименту з метою оптимізації параметрів технологічного процесу виробництва, є актуальним.

Метою досліджень є оптимізація технологічних параметрів утворення іонотропних гелів на основі альгінату натрію в технології виробництва реструктурованої рибної продукції з застосуванням кластерного кореляційно-регресійного аналізу за результатами трифакторного експерименту.

В умовах сьогодення найбільш раціональною є розробка технології, яка б передбачала комплексну переробку рибної сировини шляхом її сепарування на їстівну частину та харчові і технічні відходи, виділення з харчових відходів їстівної частини та повернення її в технологічний цикл переробки рибної сировини. Під час цього і їстівну частину риби, і виділену їстівну складову із харчових відходів можна запропонувати споживачеві у вигляді цілісних шматочків, які імітують натуральні продукти, наприклад, тушки риби, філе риби без шкіри та кісток.

Такий шлях можливий лише за умов обєднання у єдиному технологічному циклі традиційних методів обробки сировини (механічної кулінарної обробки рибної сировини, отримання фаршів із їстівної частини та бульйонів з харчових відходів) та реструктурування (отримання рецептурної суміші з фаршів, бульйонів, поєднання її зі структуроутворювачем - альгінатом натрію, надання виробу форми, забезпечення процесу структурування у розчинах хлористого кальцію за рахунок реалізації функціонально-технологічних властивостей гелеутворювача, інші додаткові операції), що дозволить отримати широкий асортимент РРП за високоефективним технологічним процесом.

Враховуючи те, що основною технологічною операцією, в процесі якої відбувається формування текстурних та органолептичних характеристик, є процес гелеутворення (обробка у розчинах хлористого кальцію), виникає проблема оптимізації даного процесу з метою забезпечення стабільності його перебігу з отриманням РРП з заданими текстурними та органолептичними показниками.

У звязку з тим, що РРП є принципово новим видом кулінарної продукції, роботі з оптимізації передували дослідження, які ставили за мету встановлення структурно-механічних характеристик продуктів-аналогів, що характеризувалися високими органолептичними показниками, в тому числі і текстурою.

Сучасний асортимент желейних виробів є достатньо різноманітним. Сировину, що використовують у їхньому виробництві, можна поділити на основну та додаткову. Перша формує певну структуру кондитерських виробів з необхідними механічними і реологічними властивостями; друга, не змінюючи своїх властивостей, покращує консистенцію, подовжує терміни зберігання виробів, надає їм пікантний смак, естетичний зовнішній вигляд. Основною сировиною є цукор, патока, фруктово-ягідні напівфабрикати, на частку яких доводиться 90% усієї вживаної сировини. До додаткової сировини відносять драглеутворювачі, харчові кислоти та барвники, ароматизатори, вологоутримувальні добавки та ін.

Агар є найбільш ефективним желюючим агентом за рахунок найвищої драглеутворювальної здатності.

Джерелами харчового агару є агароносні водорості Ahnfeltia tobuchiensis (анфельція), Gracilaria verrucosa (грацилярія) та ін. На відміну від анфельції, грацилярія - швидкоросла водорість; це зумовлює її зручність для штучного розведення. Швидкість зростання окремих видів грацилярії досягає 40% на добу, проте навіть такі темпи зростання підтримувати поки що нерентабельно. Ресурси агарофітів обмежені, більшість з них володіє повільним темпом зростання. Запаси червоних водоростей в європейських країнах невеликі, використовуються давно і досить повно. Попит на них в Європі покривається за рахунок імпорту. Таким чином, культивування червоних водоростей залишається дорогим

Сучасні технології харчових продуктів із використанням ароматизаторів на прикладі копчених м'ясопродуктів.

Враховуючи вищевикладене, актуальним завданням є розробка технологій желейних виробів зі зменшеними витратами драглеутворювачів. З метою економних витрат агару, фурцеларану, карагенану використовують різні харчові добавки - натрійкарбоксиметилцелюлозу (Na-КМЦ), камеді (рожкового дерева, гуарову, ксантантну, аравійську), модифіковані крохмалі та ін.

Здатність агару змінювати свої функціонально-технологічні властивості під дією різних факторів, наприклад залежно від рецептурного складу желейного виробу, слід враховувати під час розробки технологічного процесу.

Добре відома здатність цукру посилювати пластичні властивості драглів. Уведення патоки збільшує в'язкість мармеладної маси та додає драглям пластичності. Кислота пом'якшує солодкий смак виробів, наближаючи його до приємного кисло-солодкого смаку фруктів і ягід. Проте, під дією кислот та високих температур знижується драглеутворювальна здатність агару.

Аналіз структури споживацького ринку м'ясних продуктів свідчить про постійно високий попит на копчені вироби з м'яса, включаючи делікатесну продукцію і ковбаси. Оригінальний аромат і смак цих виробів досягається обробкою коптильним димом, який одержують в процесі тління деревної сировини. Основним недоліком традиційного копчення є накопичення в продуктах потенційно небезпечних для людини речовин, серед яких поліциклічні ароматичні вуглеводні, зокрема, бенз(а)пирен, і нитрозоаміни, що істотно знижує санітарний стан виробів. У зв'язку з розвитком концепції створення здорових і екологічно чистих продуктів всю більшу увагу фахівців привертає розробка альтернативних способів додання виробам аромату копчення, тобто бездимного копчення.

Бездимне копчення зв'язане з використанням коптильних препаратів, ринок яких в даний час достатньо широкий, що, з одного боку, робить їх доступними для виробників, але, з іншого, ускладнює вибір найприйнятнішої добавки.

Це обумовлено тим, що, не дивлячись на загальне призначення, коптильні препарати істотно розрізняються між собою якістю, яка визначається фракційним складом і, як наслідок, технологічними властивостями, і залежить, головним чином, від способу отримання препаратів. Коптильні препарати високої якості повинні якнайповніші відтворювати традиційні характеристики виробів за відсутності обробки димом, не допускається поява гіркого присмаку, горілого запаху, неспецифічного блідого або надмірно темного забарвлення. В даний час спостерігається тенденція до розширення області використовування коптильних препаратів, що обумовлено складним фракційним складом і можливістю виконання ними різних функцій, у тому числі ароматизаторів, що дозволяють поліпшити органолептичні характеристики виробів і додати їм пікантний смак і аромат, а також антиокислювачів і консервантів, тобто добавок, сприяючих збільшенню термінів зберігання. Тому коптильні препарати одержують все більш широке використовування в технології кулінарних виробів, напівфабрикатів, варених ковбасних виробів з м'ясом птаха, білково-жировими емульсіями, білковими препаратами, в консервах і інших м'ясопродуктах. Як позитивний слід зазначити той факт, що серед коптильних препаратів все більше поширення набувають вітчизняні аналоги, які прийшли на зміну відомим раніше маркам.

Отже розробка емульсійних продуктів в сучасних умовах залежить від постачання якісних емульгаторів, піноутворювачів, драглеутворювачів, а також раціонального їх використання. Сучасне обладнання дозволяє дедалі більше розширювати асортимент продукції з емульсійною структурою. Саме тому емульгатори хімічного та біологічного походження стають дедалі популярними.

2. КЛАСИФІКАЦІЯ ЕМУЛЬГАТОРІВ ТА ЇХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

Емульгатори (покращувачі консистенції)- це речовини, які підтримують однорідну суміш двох або більше харчових інгредієнтів, які у поєднанні мають видиму границю поверхневих фаз.

До цієї групи харчових домішок відносять речовини, які змінюють реологічні властивості харчових продуктів або консистенцію. Асортимент речовин достатньо великий: згущувачі, желе- та драглеутворювачі, харчові поверхнево- активні речовини, а також стабілізатори фізичного стану та розпушувачі. Хімічна природа цих речовин достаньо різноманітна.

В таблиці 1 наведені деякі найбільш популярні у харчовій промисловості емульгатори, пластифікатори, стабілізатори, драглеутворювачі, піноутворювачі, покращувачі консистенції та інші.

Таблиця 1.Покращувачі консистенції харчових продуктів.

Найменування харчової домішкиПризначення харчової домішкиНайменування продуктів, які містять домішкуКонцентрація, яка допустима (мг/кг)Агар(червоні морські водорості)Желююча речовинаПастила,морозивоНе лімітуєтьсяАгароїд харчовийЖелююча речовина, стабілізаторМармелад,пастила,морозивоНе лімітуєтьсяАльгінат натріюЖелююча речовина, стабілізаторМорозивоНе лімітуєтьсяВиннокислий натрій, калій(тартрат калію, натрію)Покращувачі консистенціїПлавлені сири2500ЖелатинДраглеутворювачМорозиво, желеНе лімітуєтьсяКазеінат натріюСтабілізаторМорозивоНе лімітуєтьсяКрохмаль та модифіковані крохмаліЗагущувач, драглеутворювач,желююча речовинаКондитерські виробиНе лімітуєтьсяЛецитінЛікувальний засіб при захворюванні на атеросклерозХлібо-булочні вироби, Какао-порошок1500 3000МетилцелюлозаСтабілізаторМорозивоНе лімітуєтьсяМолочнокислий кальцій(лактат кальцію)СтабілізаторСири тверді200

Покращувачі консистенції використовують у виробництві харчових продуктів, які мають нестійку консистенцію та гомогенну структуру. Такі продукти, як морозиво, мармелад, сири, ковбаси, при використанні у технології вказаних харчових домішок набувають нові більш якісно високі показники. Більша група згущувачів , желе- та драглеутворювачів використовується в харчовій промисловості для отримання колоідних розчинів збільшеної густини(згущувачі), холодців або багатокомпонентних систем, які утримують свої завдані форми, до складу яких додають високомолекулярний компонент та низькомолекулярний розчинник. Багато емульгаторів та стабілізаторів рослинного походження, у звязку з чим безпечні для людини. Серед харчових продуктів, які використовують для покращення консистенції, слід приділити увагу натуральним харчовим домішкам: желатин, пектин,альгінат натрію, агар та агароіди, рослинні камеді та речовини отримані штучним шляхом: метилцелюлоза,модифіковані крохмалі.

Емульгатори, які додають до рідких збитих продуктів для упередження десиментації,відносять до стабілізаторів. Газ та рідина з яких складається піна, прагнуть утворити два прошарки з мінімальною поверхнею границею фаз, тому потрібна фіксація пін в харчових продуктах. Проводять її з використанням підсушки, випікання або додаванням стабілізаторів.

Стабілізатори знаходяться на поверхні бульбашок, утворюючі плівку, котра упереджує флокуляцію. Для утворення та зберігання піни потрібні ПВА- піноутворювачі, котрі являють собою стабілізатори. Найчастіше використовують білки яєць. Додавання гідроколоїдів збільшує густину рідкої фази, а також стабілізує піну.

Піноутворювачі- це емульгатори, які утворюють умови для рівномірної дифузії різних агрегатних фаз в харчових продуктах. Піна являє собою тонку дисперсію повітря в рідині або в твердому желе. Для утворення піни потрібні поверхнево- активні властивості у піноутворювача. В жирозберігаючих системах вони покращують розподіл жиру та одночасно сприяють зниженню антагонізма жиру та білків. Ці властивості піноутворювачів використовують при виробництві кондитерських виробів, мороженого, збитих десертів, пива, молочних коктейлів. Піноутворювачем є екстракт мильного кореня, який придає виробу характерну структуру. Однак, мильний корінь містить сапоніни, які токсично впливають на організм, тому у кондитерській промисловості та виробництві безалкогольних виробів заборонено.

Загущувачі- це речовини, які збільшують густину харчових продуктів. У технологіях вони дозволяють отримати потрібну консистенцію, стабілізують дисперсні системи- суспензії, емульсії, піни. Найчастіше ці гідроколоіди з лінійними або розширеними полімерними ланцюгами, згорнутими у клуб.

Властивості згущувачів можна змінювати шляхом хімічної модифікації. Найчастіше цей метод використовують до крохмалю, отримуючи модифіковані крохмалі із зміненою температурою клейстеризації, розчинністю в холодній воді, схильністю до ретроградації, синерезису, стійкості до кислот, до впливу низьких температур.

Самі загущувачі не можуть утворювати стійкі еластичні гелі, але відрізнити драглеутворювачі від загущувачів не завжди можливо, тому, що деякі загущувачі в зазначених умовах(присутність цукру, іонів кальцію, зазначеним показником рН середовища) можуть утворювати стійкі еластичні гелі.

Гідроколоїди не є емульгаторами, за винятком метилцелюлози, карбоксиметилцелюлози, пропиленглікольальгіната. В якості загущувачів використовуються натуральні полісахариди та модифіковані. З рослин отримують екссуданти, трагакант та борошно насіння рожкового дерева.

При сумісному використанні двох та більше загущувачів можлива проява синергетичного ефекту: суміші згущуються швидше та міцніше. Ця властивість використовується при приготуванні супів та соусів швидкого приготування при дефростації.

До поверхнево-активних речовин відносять речовини,які знижують поверхневе натягнення,що дозволяє використовувати їх для отримання тонко дисперсних колоїдних систем.

Молекули ПАВ складаються з гідрофільних та гідрофобних груп . Гідрофільні забезпечують розчинність у воді ПАВ,а гідрофобні-у неполярних розчинниках. Основні фізико-хімічні та технологічні властивості залежать від хімічної структури ПАВ та співвідношення гідрофільних та гідрофобних груп. За типом гідрофільних груп розрізняють іонні та неіонні ПАВ. Іонні ПАВ дисоціюють у водних розчинах на іони, одні з яких поверхово-активні,а інші навпаки. В залежності від знаку заряду ПАВ іону поділяються на аніонні, катіонні та аморфні. Харчові емульгатори-це поверхнево-активні речовини, молекули яких містять ліофільні та ліофобні атомні групи. ПАВ на границі фаз системи формує пограничний прошарок, завдяки якому знижується поверхневе натягнення,стає можливим утворення емульсії.

Емульгатор(або суміш емульгаторів) прискорює процес утворення та стабілізує той тип емульсії, у дисперсному середовищі якого він краще розчиняється. Роль емульгаторів проявляється також у визначені отриманої консистенції, пластичності, густини. Емульгатори застосовуються для рівномірного розподілу нерозчинних у воді ароматизаторів, ефірних олій, екстрактів прянощів напитках та харчових продуктах. Найчастіше використовують емульгатори: арабіногалактан(Е409), аскорбілстеарат(Е305), аскорбілпальмін-ат(Е304), які представляють собою від білого до жовтоватого кольору без смаку та запаху.

Основними областями використання є: в якості антиоксиданта у всіх жирах та оліях, які не рекомендується нагрівати до високих температур, здійснюється емульгіруюча дія; в сухих продуктах з картоплі, в сухих сніданках, в жирах для випікання, в мясопродуктах використовують для захисту жирів.

Ефіри гліцерину, молочної та жирних кислот використовують, як емульгатори, стабілізатори піни. Температура плавлення та твердіння у них нижча ніж у відповідних моноглицеридів, диспергируючих у гарячій воді, нерозчинні у холодній. Є гарними емульгаторами під час збивання трифазних систем та полегшують утворення піни у тісті, маргарині, морозиві, десертах. Маючи схильність до гідролізу цей емульгатор використовується тільки для продуктів у вигляді порошку.

Ефіри лактилированих жирних кислот гліцерину та пропиленглюколю(Е478) застосовуються для формування структури кристалів жиру.

Ефіри лимонної кислоти у моно- та діглицеридів жирних кислот(Е472с)- емульгатори, стабілізатори, синергісти анти окислів. Область застосування виявляється невисокою термостійкістю, легко гідролізується, етерифікація моно- та дигліцеридів трьохосновною лимонною кислотою призводить до більшої численності можливих продуктів реакції, котрі схильні до подальшої етерифікації, пожовклості, посиленню антиокислювальної дії. Гліцериди лимонної кислоти застосовуються в якості емульгаторів та синергістів антиоксидантів.

Використовуються у технологіях при виробництві сосисок та варених ковбас для попередження відокремлення жиру в процесі приготування фаршу,морозива, десертів, сухих вершках та соусах. При цьому вони стабілізують порошок, полегшують збитість та стабільність готової продукції. Дають можливість одноетапного приготування кондитерських виробів: покращують збитість та знижують небезпеку появи плісняви.

Арабіногалактан(Е409)- рожево- білий порошок без смаку та запаху, отримують із внутрішньої деревини вільхи. Має низьку густину стійкий до дії кислот, лугів, стабілізує емульсії та суспензії, надає низькокалорійним продуктам відчуття насиченості.

Синтетичні фосфоліпіди, які використовуються у харчовій промисловості, являють собою складну суміш амонієвих або натрієвих солей фосфатидних кислот з тригліцеридами. Їх застосування у шоколадному виробництві дозволяє заощаджувати олію какао, у маргариновому - отримувати низько жирові маргарини з вмістом жирової фази 40-50%. У виробництві маргарину застосовують емульгатори Т-Ф- суміш емульгаторів Т-1 та фосфатидних концентратів.

Емульгатор Т-1 - це суміш моно- та дигліцерідів жирних кислот. Моно- та дигліцериди і їх вихідні отримують гідролізом ацилгліцеринів або етеріфікацієй гліцерину високомолекулярними жирними кислотами. Застосування цих речовин у хліборобстві покращує якість хлібу, гальмує процес черствіння, у макаронній промисловості дозволяє механізувати процес, покращує якість, знижує клейкість макаронних виробів, в маргарині збільшує пластичні властивості. Вміст емульгатора Т-1 у маргарині не повинно перевищувати 2000 мг/кг. При виробництві хлібу емульгатор додають із розрахунку 0,18% від маси борошна.

Емульгатор Т-2(твердий) для маргарину отримують шляхом етерифікації жирних кислот та застосовують у виробництві маргаринів, як пластифікатор та анти оприскувач, а також для покращення хлібу.

Емульгатори Т-1 та Т-2 не зашкоджують здоровю людини.

Отже, різні найменування емульгаторів застосовуються для різних видів харчової продукції, в залежності від потрібної емульсії.

емульгатор харчовий технологічний ароматизатор

3. ФІЗИКО-ХІМІЧНА СУТНІСТЬ ПРОЦЕСУ УТВОРЕННЯ ПРОДУКТІВ З ЕМУЛЬСІЙНОЮ СТРУКТУРОЮ

В харчовій промисловості часто зустрічаються емульгатори, які складаються із води та олії. Якщо дисперсной фазою є олія, а дисперсним середовищем вода, така емульсія відноситься до типу « олія у воді»(О/В) та носить назву прямої. Наприклад: майонез. В протилежному випадку емульсія «вода в олії»(В/О) називається зворотною. Типовий приклад- маргарин.

Емульгатори представляють собою поверхнево- активні речовини(ПАР) - органічні зєднання, молекули яких мають дифільну будову, тобто налічують ліофільні та ліофобні атомні групи.

Завдяки утворенню просторових та електричних барєрів емульгатори додатково стабілізують емульсії, тобто запобігають злипанню вже утворених часточок дисперсної фази та їх розшаруванню.

Основні фізико - хімічні та технологічні властивості ПАР визначаються гідрофільно -ліпофільним балансом( ГЛБ)та їх молекул. ГЛБ відображає співвідношення молекулярних мас гідрофільних та ліпофільних груп. Розмір ГЛБ може мати значення від 1 до 20( емпірична шкала Гріффіта). Емульгатори, які мають значення ГЛБ менше 10, у більшості ліпофільні, а ГЛБ більше 10, у більшості гідрофільні. Чим більше ГЛБ, тим виразніше прояв до утворення та стабілізації зворотних емульсій(В/О).

З термодинамічної точки зору емульсії являють собою гетерогенні системи,які складаються з двох взаємонерозчинних рідин, одна з яких диспергована в іншій до часточок діаметром 0,1-100 мкм. Коли подрібнюється одна в іншій здійснюється збільшення поверхні розділу поміж фазами, внаслідок чого збільшується припас вільної енергії системи. Стрімкість поверхової енергії до мінімуму за рахунок зменшення поверхні розділу фаз, згідно другому закону термодинаміки,примушує краплі дисперсної фази приймати форму кулі, яка має найменшу поверхню для завданого обєму. Вадою нестійкості емульсії є надлишок вільної енергії на поверхні розділу фаз. При зєднанні двох крапель відбувається зменшення міжфазної поверхні, таким чином й поверхні енергії системи. Коалесценція крапель - процес самоздійснювальний, в той час як емульгування потребує витрати енергії.

Відомо,що для приготування стійкої емульсії необхідно додати третій компонент -емульгатор. Однак, маються емульсії,котрі слід відрізняти від типових емульсій. Такі емульсії зазвичай утворюються з двох рідин,які змішуються без додавання стабілізаторів. Необхідною умовою стабілізації таких систем за П.А.Ребиндером є зниження між фазного поверхневого натягнення до критичного розміру. Самоздійснювальні емульсії виникають у тому випадку,коли між фазне натягнення стає вельми малим при температурі ,близької до критичної,і коли броунівського руху вже буває достатньо для рівномірного розподілу по всьому обєму однієї рідини в іншій. Цілком зрозуміло,що критичні емульсії термодинамічно стійкі та для їх існування не потребується введення емульгаторів.

Процес стабілізації емульсій дуже складний,внаслідок того, що у ньому беруть участь багато факторів. На сьогоднішній день стійкість крапель емульсій проти коалесценції пояснюється наступними факторами: ефектом Марангоні-Гіббса, ентропійним, електростатичним та структурово-механічним барєром. Стабілізуюча дія кожного з них проявляється за певних умов.

Ефект Марангоні-Гіббса проявляється у кінетичній стабілізуючій дії адсорбціонних прошарків. Сутність його в тому,що двостороння плівка, яка складається з розчину ПАР стає тонкішою та розривається. Більш тонкішою плівка стає під дією сили тяжкості та внаслідок всмоктування рідини у більш товсті частини плівки. При цьому зявляються течії рідини у напрямку, протилежному всмоктуванню,які підтримують тонкі частини плівки. Дія різного тиску попереджує стоншення плівки.(еластичність Гіббса) Отже,ефект Марангоні-Гіббса є слабким стабілізуючим фактором,який має значення для малостійких дисперсних систем,таким чином не має бути відповідальним за стабілізацію емульсій.

Ентропійний фактор стабілізації зумовлений тепловим рухом та взаємовідталкуванням молекул ПАР, які адсорбувалися на поверхні крапель дисперсної фази та здійснюючих броунівський рух у дисперсному середовищу. Згідно ентропійному фактору,зі збільшенням температури стабільність емульсій повинна була підвищуватися. Однак дослідні дані показують,що порівняно високі температури найчастіше погіршують процес отримання емульсій та інколи призводять до їх руйнування.

Уяви про електростатичну взаємодію,як про фактор стійкості колоїдних систем,отримали розповсюдження та є суспільно визнаними. В основу цього фактору покладена теорія ДЛВО,яка розвивалась незалежно одна від іншої Дерягіним,Ландау та Фервєєм, Овербеком. Вона зводиться до того,що на поверхні часточок дисперсної фази утворюється подвійний електричний прошарок іонів,який зумовлює появу енергетичного барєру електричної природи. Останній є поміхою для зближення заряджених часточок до певної дистанції,де діють інтенсивні молекулярні прошарки притягнення. Зовнішня оболонка такого прошарку має дифузний характер та може виникати як за рахунок адсорбції одного з іонів електролиту,так і у результаті взаємодії речовин дисперсної фази з середовищем з послідовною іонізацією молекул. Поява саме такого енергетичного барєру,який має назву розєднуючого тиску,відбувається внаслідок перекривання дифузних іонних атмосфер у процесі наближення взаємодіючих часточок дисперсної фази. Розмір його залежить від дистанції між часточками,природою та концентрацією,яка знаходиться у системі електроліту. За цим фактором стійкість емульсійних систем оцінюється електричними властивостями адсорбуючих прошарків розміром електрокінетичного потенціалу.

Структурно-механічний фактор стабілізації емульсій має найбільш універсальний характер та забезпечує практично повну стійкість систем. Існування вязких плівок на міжфазній поверхні вперше дослідив Плато(1870). Стійкість емульсій визначається структурно-механічними властивостями адсорбціонних прошарків емульгатору. Особливо сильну стабілізуючу дію мають колоїдні адсорбціонні прошарки,які є своєрідними плівковими холодцями, дуже соль ватованими дисперсним середовищем та диффузно перехідними у золі. Адсорбціонно-сольватні прошарки при цьому повинні мати структурну вязкість,пружність та механічну стійкість до пересування. Стійкі емульсії можна отримувати при використанні тиксотропних розчинів емульгатору,які утворюють у дисперсному середовищі просторову структуру, сприятливу до руйнування при механічній дії та легко відновлюються після її закінчення.

Фізико-хімічна механіка - це нова область колоїдної хімії, яка обєднує у собі проблеми реології, молекулярної фізики, механіки матеріалів та їх промисловості. Механічні властивості дисперсних систем залежать не тільки від хімічного складу інгредієнтів системи та фізичних умов, але й від структури, тому їх називають структурно-механічними або реологічними.

Фізико -хімічна механіка на теперішній час розглядає два основних напрямки дисперсних просторових структур: коагуляціонну та кристалізаціонну. Коагуляціонна є найбільш простішою та розповсюдженою. Вона утворюється шляхом зєднання часточок ван-дер-ваальсовими силами у ланцюжки та хаотичні сітки. Такі структури утворюються при високому рівні дисперсності, достатній анізометрії дисперсних часточок та поверхневій ліофільності у результаті броунівського зіткнення часточок. При зявленні коагуляціонної сітки та окремих її елементів у контакті між часточками залишається вельми тонкий рівноваговий прошарок рідкого дисперсного середовища, товща якого відповідає мінімуму вільної енергії системи. Таким чином, заслабкі структури , які утворюються у холодцях яєчного альбуміну при дуже кислих( рН<2) та лугових (рН>12) реакціях середовища також подібні звичайним тиксотропним коагуляційним структурам.

Кристалізаційні структури утворені хімічними звязками головних валентностей або безпосередніми фазовими контактами між часточками. Вони є не тиксотропними та мають високу прочність та крихкість. Кристалізаційно - конденсаційні структури можуть виникати також у процесі утворення нової фази з переохолоджених або перенасичених розчинів. При цьому кришталики нової фази зєднуються у кристалізаційний каркас. Його дисперсністю та механічними властивостями можна керувати шляхом змінення швидкості відтоку тепла, введенням центрів кристалізації адсорпціонно - модифікуючих домішок.

На практиці зустрічаються дисперсні системи які мають змішані зворотньо- незворотні структури. Такі системи являють собою коагуляційну структуру з одночасною наявністю кристалізаційного каркасу.

Драгли водних дисперсій казеїну являють собою змішану коагуляційно - конденсаційну структуру, яка має незначну тиксотропію.

Згідно уявленням фізико-хімічної механіки,аномальність вязкості концентрованих емульсій, як і інших структурованих колоїдних систем пояснюється руйнуванням просторового каркасу у процесі збільшення швидкості зсуву.

Систематичні дослідження Ф.Шермана,який вивчав вплив різних факторів на реологічну поведінку емульсій та повязаних з ними явищ дозволили звести їх до наступної класифікації:1.Дисперсна фаза:її обємний склад, флокуляція,гідродинамічна взаємодія,вязкість,розмір та характер розподілу крапель, деформація та поведінка крапель при зсуві,меж фазне натягнення,взаємодія крапель як між собою,так і у дисперсному середовищі,хімічний склад.

.Дисперсне середовище: вязкість, реакція середовища, хімічний склад, потенціальна енергія, наявність електроліту.

.Емульгатори: хімічний склад, концентрація та розчин у фазах, товща адсорбційної влівки та її реологічні властивості, деформація крапель у процесі зсуву,циркуляція рідини в середині крапель.

З практики одержання емульсій відомо,що найбільш суттєвими факторами, які визначають їх вязкісні властивості, є: обємний склад дисперсної фази, хімічний склад та концентрація використаного ПАР.

А.А.Смотрин вивчав вязкісні властивості трикомпонентних емульсій, стабілізованих природними харчовими емульгаторами. У якості таких були використані: сухе знежирене молоко,яєчний порошок,пектин та інші. Дисперсною фазою у виготовляємих системах слугувала рослинна рідка олія,а емульсії готувалися на ультразвуковому устаткуванні з гідродинамічним вібратором. Аналізуючи результати досліджень, емульсії з однаковою концентрацією емульгатору та постійному режимі виготовлення мають різновидну вязкість, розмір якої, знаходиться у прямій залежності від складу дисперсної фази.

При визначенні вязкості емульсій різних двох фаз, окрім обємної концентрації, найбільш суттєвою змінною величиною є природа використаного емульгатору. ПАР, які відрізняються найкращою емульгуючою властивістю,утворюють емульсії,які мають найменшу вязкість. Системи,стабілізовані сапоніном мають вязкість у 13 разів вище у порівнянні з вязкістю емульсій, стабілізованих триетаноламіном.

Вязкість емульсій залежить не тільки від концентрації використовуємих емульгаторів та і від їх хімічної природи. На вязкість емульсій визначний вплив має розмір та розміщення крапель,тобто,ступінь дисперсності. Для однакової високої концентрації дисперсної фази тонко дисперсні емульсії найбільш вязкі,чим грубо дисперсні.

Виявлено,що у знежиреному молоці не відбувається істотних змін вязкості;при невеликому складі жиру вязкість молока помітно збільшується. Це свідчить про важливий внесок кількісного складу дисперсної фази у збільшенні вязкостних властивостей молока. Виявлено також, що гомогенізація молока та вершків сприяє посиленню структуроутворенню та значному збільшенню вязкості та міцності отриманих з них кисломолочних продуктів .

Збільшення реологічних характеристик кефіру та йогурту виготовлених з гоиогенізованого молока визначається збільшенням здібності жиру до утворення тиксотропних структур у результаті зростання численності часточок та якісного змінення характеру їх поверхні при адсорбції білкових речовин молока.

Термодинамічну основу стійкості пін складає передбачена Гіббсом властивість рівновагової пружності товстих плівок. У промисловості кондитерських піни отримують з водних розчинів, які містять білок,цукор, патоку та інші інгредієнти.

Для отримання стійкої піни необхідні дві умови: наявність поверхово-активних речовин та підведення необхідної кількості енергії.

Збивання- своєрідний засіб механічної обробки деяких продуктів,який застосовується для приготування мусів, збитих вершків, кремів, суфле.

Збивання збільшує обєм виробів,надає їм повітряність. Коли вироби випікаються , тоді розпушуючий ефект пін посилюється завдяки температурному розширенню кульок повітря.

При збиванні білки перетворюються у піну,котра являє собою сукупність повітряних кульок, які розділяються прошарками рідкого білка. Доки обєм бульбашок менш 74% загального обєму маси,яку збивають,бульбашки будуть розділятися порівняно товстими прошарками рідини та система може бути стійкою у тому випадку, коли до неї додають желатин, агар, крохмаль,або іншу речовину, яка додає рідині вязкості. Збивання супроводжується глибокими фізико-хімічними зміненнями білків, вони денатурують.

При збиванні білків обєм їх збільшується у 5-6 разів. Завдяки звертанню білків у тонких плівках бульбашок піна набуває механічної стійкість, але водночас оболонки бульбашок втрачають еластичність та легко розриваються при випіканні. Присутність жовтків зменшує здібність білків збиватися.

Стійкість збитих вершків та здібність їх збиватися залежать від вмісту жиру,від температури та засобу збивання. Чим жирніше вершки, тим краще вони збиваються та тим стійкіше утворюється піна. Охолодження вершків до 4-5˚С помітно полегшує збивання.

Велика кількість іонізованих груп у молекулах білків визначає їх високу чутливість до змінення активності іонів водню. Стійкістні властивості поверхневих прошарків казеіну у значному ступені залежить від реакції середовища. При значеннях рН порядку 7Рs має мінімальні значення. У лужному та кислому середовищах стійкість міжфазових адсорбційних шарів швидко збільшується, що пояснюється створенням сприятливих умов для розгортання та орієнтації макромолекул та утворенням великої кількості міжмолекулярних контактів при відповідних значеннях рН середовища.

Температура майже не впливає на стійкість міжфазових структур казеіну.

Тривалість існування олійних крапель на плоских поверхнях рідких фаз -у всіх випадках «час життя» крапель збільшується зі збільшенням концентрації емульгаторів. Однак при низьких концентраціях «час життя» крапель достатньо високий,що свідчить про насиченість та утворення достатньо стійкого шару на поверхні крапель,який попереджує їх коалесценцію.

Збільшення стійкості міжфазових шарів альбуміну та сухого яєчного білка фактично наступає миттєво. На границі розділу фаз через деякий час утворюється складчаста плівка, яку можна побачити неозброєним оком, товща якої залежить від тривалості торкання фаз та концентрації білкових речовин. Збільшення температури призводить до збільшення швидкості утворення між фазових шарів, а також до більш високих значень Рs. При денатурації молекул білків руйнуються внутрішньомолекулярні та гідрофобні звязки та за певних умов утворюються міжмолекулярні звязки. Найважливішим типом звязку, який зумовлює Рs , є ван-дер -ваальсове натягнення між окремими частинами ланцюгів макромолекул альбуміну.

На границі розділу водний розчин сухого яєчного жовтку-олії утворюється поступово, стає товстішим кільце молочно-білого кольору,яке є результатом утворення ультрамікроемульсії. Механічна стійкість пограничних структур розчинів жовтку практично знаходиться у прямій залежності від температури. При вивченні впливу теплової обробки яєчного жовтку на реологічні властивості виявило, що вязкість його зі збільшенням температури знижується,а напруга зсуву збільшується. Стійкість крапель олії проти коалесценції у водних розчинах сухих яєчних продуктів на границі з олією добре корелюють з стійкостними властивостями повеневих шарів в тих же умовах.

Пектин має сильні структуроутворюючі властивості в обємі. Стійкостні властивості міжфазових адсорбціонних шарів розчинів бурячного пектину та коалесценцію крапель олії визначали при змінних концентраціях, температурі та реакції середовища. Виміри показали,що стійкість залежить від тривалості доторкування фаз та концентрації ПАР. Збільшення концентрації пектину призводить до стійкості поверхневих шарів яка швидко збільшується. Висока стабілізуюча дія пектину пояснюється сприятливістю його утворювати стійкі міжфазові шари та сольватувати значні кількості водного середовища. Стійкість емульсій залежить від концентрації ПАР, співвідношення фаз о/в та рН середовища. Зі збільшенням вмісту емульгаторів та обємної частки дисперсної фази агрегативна стійкість систем збільшується.

Отже, процес утворення продуктів з емульсійною структурою залежить від використаного емульгатору, тобто тривалість процесу, якість та «час життя» емульсії.

4. ОБГРУНТУВАННЯ І РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ НОВИХ ПРОДУКТІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ЕМУЛЬГАТОРІВ

Емульгатори - це речовини, що зменшують поверхневе натягнення на межі розділу фаз, тому їх додають до харчових продуктів для отримання тонкодисперсних і стійких колоїдних систем. Зокрема, за допомогою таких добавок створюють емульсії жиру у воді або води в жирі.

Метою застосування емульгаторів є стабілізація вже існуючих гомогенних систем або підвищення ступеня гомогенізації сумішей. Їх поверхнева активність звичайно менше активності емульгаторів.

Широке застосування харчових стабілізаторів характерний для наступних галузей промисловості:

молочна (йогурт, сметана, молочні коктейлі і ін.)

масложирова (масло, спред, майонез, кетчуп і т.д.)

м'ясна (виробництво всіх видів варених ковбас і ковбасних виробів)

виробництво хлібобулочних і кондитерських виробів (карамель, джем, мармелад і ін.)

виробництво мороженого (м'яке морозиво, фруктовий лід)

виробництво соків, сиропів і різних наповнювачів

Застосування подібних речовин дозволяє поліпшити зовнішній вигляд продуктів (консистенцію, текстуру), смакові характеристики і підвищити стійкість їх зберігання. Крім того, комплексні стабілізаційні системи не тільки покращують якісні показники продуктів, вони також сприяють підвищенню виходу готової продукції, зниженню собівартості сировини і, отже, збільшенню прибутку на готову продукцію. Крім цього, дані харчові добавки дуже прості в застосуванні і не вимагають ніякого додаткового устаткування. Випускаються харчові емульгатори, як правило, у вигляді порошків. Їх використовування в харчовій промисловості полягає в приготуванні водних розчинів на їх основі або введенні їх у водну фазу продуктів харчування. При цьому суміші в обов'язковому порядку повинні відповідати нормам безпеки здоров'я людини і навколишнього середовища.

Дія емульгаторів (поверхнево-активних речовин) багатобічна. Вони відповідають за взаємний розподіл двох фаз, що не змішуються, за консистенцію харчового продукту, його пластичні властивості, в'язкість чуття "наповненості" в роті. Речовини, що створюють умови для рівномірної дифузії газоподібної фази в рідкі і тверді харчові продукти, носять назву піноутворювачів, а ті, що додаються в рідкі збиті продукти для запобігання осідання піни, називаються стабілізаторами піни.

Емульгатори володіють поверхнево-активними властивостями: концентруючись на поверхні розділу фаз, що змішуються, вони можуть знімати міжфазне поверхневе натягнення.

ПАР прискорюють утворення і стабілізують той тип емульсії, в дисперсійному середовищі в якого, вони краще розчиняються. Наприклад, маргарин є емульсією типу "вода в маслі", тому для його отримання застосовують речовини, які мають ГЛБ (гидрофільно-липофільний баланс). Майонез є емульсією "масло у воді", і для нього використовуються речовини, які мають ГЛБ 8...18.

Як перші харчові емульгатори використовувалися натуральні речовини. Типовими і найстарішими є білок курячого яйця, природний лецитин і сапоніни (наприклад, відвар мильного кореня). Проте все більше в промисловості використовуються синтетичні речовини. Здатність маргарину намазуватися, пластичність тісту і жувальної гумки визначаються диспергуючиєю дією поверхнево-активних речовин. Їх взаємодія з білками борошна укріплює клейковину, що у виробництві хлібобулочних виробів приводить до збільшення питомого об'єму, поліпшення пористості, структури мякуша, уповільнення черствіння. В маргарині стабілізуюча дія речовин на поверхню розділу фаз і вплив на процес кристалізації жиру визначає термін придатності і органолептичні властивості. У виробництві шоколаду, шоколадної глазурі і т.д. така добавка знижує в'язкість шоколадних мас, покращує їх текучість за рахунок впливу на кристалізацію какао-масла, а при додаванні її в сухе молоко, сухі вершки, супи і т.п. дозволяє зменшити розмір жирових кульок і їх розподіл, що полегшує і прискорює розведення сухих продуктів у воді. Поверхнево-активні речовини застосовують для розподілу нерозчинних у воді ароматизаторів, ефірних масел, екстрактів пряностей в напоях і харчових продуктах.

Найпопулярнішими харчовими емульгаторами є моно- і диглицериди жирних кислот (Е 471), ефіри гліцерину, жирних і органічних кислот (Е 472), лецитини, фосфатиди (Е 322), аммонійні солі фосфатиділової кислоти (Е 442), полісорбати, Твіни (Е 432...Е 436), ефіри сорбітана, Спени (Е 491...Е 496), теароиллактати натрію (Е 481), стеароиллактати калія (Е 482).

Розробку технології нових продуктів з використанням емульгаторів розглянемо на прикладі емульгаторів натуральних:сухі яєчні продукти та бурячний пектин,та синтетичних:Гамма Супер,Гамма Софт.

Емульсії при співвідношенні фаз 50/50 о/в, стабілізовані 5,5 та 9% розчином сухого яєчного жовтку мають постійну вязкість (0,03-0,09 н. сек.м2 ) у широкому діапазоні прикладених навантажень. Емульсії, які містять 60-65% олійної фази при обраних концентраціях емульгатору зі збільшенням напруги зсуву знижували ефективну вязкість.

Висококонцентровані емульсії з співвідношенням фаз 70/30 та 75/25 о/в є типовими структурованими системами. Течія цих емульсій починалась при досягненні деякої деформуючої сили, визначеної для кожної емульсії. У вузькому діапазоні напруги зсуву вязкість їх швидко падала до мінімального значення. Подальше збільшення течії не призводило до змінення вязкості. Таким чином, найбільша вязкість емульсії виготовленої на 9% розчині сухого яєчного жовтку при співвідношенні фаз 75/25 о/в, на початку течії дорівнювала 9,5 н. сек/м2. Швидке падіння вязкості відбувалося майже до течії 82 н/м2 у рамках напруги зсуву 100-277 н/м2 відбувалась течія емульсії практично з постійною мінімальною вязкістю (0,3 н.сек/м2).

Емульсії,які стабілізовані бурячним пектином отримували при його концентрації 1-2% та співвідношенні фаз 50/50 -70/30 о/в. При обраних концентраціях емульгатору та олійної фази системи відрізнялись виключно високою агрегативною стійкістю. Тільки емульсії на основі 1% пектину та 50/50 о/в відокремлювали 2,2% водної фракції. Використання поліпшувачів для хліба позитивно впливає на обєм виробів, колір шкоринки, структуру та властивість мякіша, смак та аромат. Поліпшувач хліба постійно забезпечує чудову якість продукції Використання поліпшувачів для хліба позитивно впливає на обєм виробів, колір шкоринки, структуру та властивість мякіша, смак та аромат. Поліпшувач хліба постійно забезпечує чудову якість продукції.

Універсальний комплексний концентрований поліпшувач для приготування різних видів хліба та булочних виробів (дозування 0,25-0,5%).

Склад

Пшеничне борошно, ефіри гліцерину, діацетилвинної та жирних кислот, вуглекислі солі кальцію (карбонат кальцію), аскорбінова кислота, жир (рослинний), ензим.

Рекомендована рецептура

,25...0,8% від ваги борошна.

*Рекомендується вносити в сухому вигляді в борошно перед замісом тіста.

Рецептура №1. Хрусткі булочки

% борошно в/с,

% соль,

% пресовані дріжджі,

-60% води,

,5-0,8% поліпшувач Гамма Супер.

Змішайте всі інгредієнти до стану добре вимішеного тіста. Температура тіста 26ºС. Відлежування 15 хв. в умовах цеху, уникаючи завітрення. Відформувати тістові заготовки. Вистоювання 60-70 хв при температурі 32-35ºС, відносній вологості повітря.

Харчова та енергетична цінність на 100 г

Білки-6,0%

вуглеводи-45,1%

жири-22,6%

вологість-9%

кілокалорій-406 кКал

Комплексний поліпшувач для приготування хліба та хлібобулочних виробів.

Склад

Соєве борошно, емульгатор (моно- та дигліцериди), аскорбінова кислота, ферменти.

Рекомендована рецептура

% борошно в/с,

% дріжджі пресовані,

% цукор,

,5% клейковина,

,4% молоко сухе,

,5% Гамма Софт,

,0% сіль,

-59% вода (з них 10% лід)

Рекомендується вносити в сухому вигляді в борошно перед замісом тіста

Використання

Замісити тісто згідно рецептури протягом 6 хв. на низькій швидкості. Залишити тісто на 20 хв. в умовах цеху. Продовжити заміс протягом 7-8 хв. на високій швидкості. Температура тіста 25-26°С. Поділити на шматки, заокруглити. Надати заготовкам бажаної форми. Вистоювання заготовок при температурі ±35°С та відносній вологості повітря ±75% протягом 70 хвилин. За бажанням заготовки нарізати. Випікати при температурі ±220-230°С, протягом 30-35 хвилин (для заготовок масою 550 г). Час випікання може змінюватись і залежить від маси тістових заготовок та температурних режимів печі.

Харчова та енергетична цінність на 100 г

Білки-25,1%

вуглеводи-10,5%

жири-37,0%

вологість-4%

кілокалорій-405 кКал.

Умови зберігання

В прохолодному сухому місці при температурі нижче 25°C .

Термін зберігання 12 місяців від дати виготовлення

Упаковка

Паперовий мішок вагою 20 кг

В прохолодному сухому місці при температурі нижче 25°C

Термін зберігання 12 місяців від дати виготовлення.

Отже, додавання емульгаторів до продуктів має позитивний вплив. Вони прискорюють процес виготовлення продукції, покращують якість продукції та збільшують строки зберігання.

Для обґрунтування технології десертів на основі молочної сировини з використанням карагінану необхідно провести комплекс експериментальних досліджень з визначення закономірностей звязування іонів кальцію, умов утворення білок-полісахаридного комплексоутворення, впливу виду карагінану на драглеподібної молочної продукції.

5. ТЕХНОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА ОДНОГО ВИРОБУ

Згідно завданню,проводилася експертиза виробів десертної продукції на основі карагінанів, як представників поліпшувачів консистенції, а саме емульгаторів. Проведення діагностики технологічної системи виробництва десертної продукції, визначення шляхів інтенсифікації технологічного процесу їх виробництва дало змогу виявити, що найбільш проблемним елементом системи можна вважати вибір та попередню підготовку структуроутворювача для забезпечення заданих характеристик кінцевої продукції. Формування текстури харчових продуктів досягається за рахунок реалізації функціонально-технологічних властивостей функціональних інгредієнтів, які за природою структуроутворювачів можуть бути як білкової (желатин, білки молока, яєць, борошна), так і полісахаридної природи (крохмаль, пектин, карагінани, сульфітовані полісахариди, похідні целюлози). Вміст речовин функціонального призначення (драглеутворювачів) достатньо незначний, але вони відіграють важливу роль на всіх етапах технологічного процесу та значною мірою впливають на формування і стабілізацію продукції з драглеподібною структурою. Важливим є те, що їх використання забезпечує стабільність показників якості готової продукції протягом терміну зберігання та реалізації. З метою оптимального планування комплексу експериментальних робіт, обєкт дослідження - карагінан - представлено як проблемний елемент системи. Проведення ранжування параметрів обєкта дослідження свідчить, що найбільш значущим вхідним параметром є концентрація карагінану в системі, а також співвідношення окремих фракцій (k, j, λ) у складі карагінану, які головним чином впливають на вихідні параметри технологічної системи, а саме: вязкість його розчинів, міцність гелів, вологовиділяючу здатність (ВВЗ) драглеподібних систем, температуру розтоплення тощо. До збурюючих слід віднести такі параметри, як концентрація рецептурних компонентів (цукру, камеді тари), а також концентрація іонів кальцію. Основними керуючими параметрами системи є послідовність внесення окремих компонентів, параметри окремих технологічних операцій, технічні характеристики устаткування.

Для визначення можливості використання карагінанів фірми «Едвайс», які відповідно до фірмового класифікатора мають маркування AQUAGEL GU-805 та AQUAGEL GU-600, у технологіях десертної продукції досліджено їх фізико-хімічні властивості (здатність розчинятися у воді й молоці та утворювати драглі).

Основними показниками, що характеризують процес драглеутворення полісахаридів, є критична концентрація гелеутворення (ККГ) і такі структурно-механічні властивості драглів, як їх міцність і гранична напруга зсуву.

Вивчено вплив на ККГ карагінанів температури розчинення (tрозч.) і температури випробування (tвипр.) драглів карагінану. Аналіз експериментальних даних свідчить про те, що температура розчинення впливає на ККГ досліджуваних марок карагінанів. У разі підвищення температури води для розчинення карагінанів від 80 до 100° С спостерігається зниження значень ККГ. Так, якщо ККГ карагінану марки AQUAGEL GU-805 у разі розчинення його у воді з температурою 80° С (за температури випробування драглів 40° С) складає 0,17%, то збільшення температури до 100° С призводить до зниження ККГ до 0,14%. Отримані результати дозволяють обґрунтувати температуру розчинення карагінанів, яка повинна складати 95…100° С.

Визначено, що ККГ карагінанів залежить від температури випробування драглів. У діапазоні температур 10…30° С ККГ досліджуваних марок карагінану змінюється з 0,1 до 0,6% для марки AQUAGEL GU-805 та з 0,16 до 0,7% для марки AQUAGEL GU-805. При цьому слід зазначити, що за температури вище 30°С, концентрація карагінану, необхідна для утворення драглів, значно зростає. Таким чином, результати досліджень дали змогу зробити наступні висновки: температура розчинника впливає на ККГ; раціональною температурою розчинення карагінану є температура 95…100° С; максимальною драглеутворюючою здатністю характеризуються системи в діапазоні температур 10…30° С.

Установлено, що процес драглеутворення в системі, що містить карагінан, починається вже за концентрацій від 0,1%, однак ці системи руйнуються навіть у разі незначних механічних навантажень (наприклад, струшування зразків), що є негативним моментом в технології десертної продукції з драглеподібною структурою та передбачає проведення комплексу досліджень щодо визначення міцності драглів на основі карагінану.

Аналіз отриманих даних свідчить про залежність міцності драглів карагінану від виду і концентрації в системі. Видно, що еквіконцентровані драглі карагінанів марок AQUAGEL GU-805 та AQUAGEL GU-600 характеризуються різними показниками міцності. Так, за концентрації 0,6% міцність карагінану марки AQUAGEL GU-805 складає 100 г, а міцність карагінану марки AQUAGEL GU-600 - 76 г, тобто більше у 1,3 разу, а за концентрації 0,8% - відповідно 283 та 160 г, тобто більше у 1,76 разу.

Залежно від концентрацій міцність драглів на основі карагінану марки AQUAGEL GU-805 зросла в 31,5 разу (з 10 г для 0,2% до 315 г для 0,2%, а для карагінану марки AQUAGEL GU-600 в 44 рази (з 5 г для 0,2% до 220 г для 1,0%). Імовірно, існуюча різниця в драглеутворюючій здатності досліджуваних зразків повязана з якісним і кількісним складом карагінанів, а саме - співвідношенням k-, j- та λ‑фракцій.

Проведення дослідження міцності драглів, витриманих протягом 3 годин, показало, що міцність зразків практично не змінюється.

Нами було досліджено способи розчинення карагінанів. Їх розчиняли у воді, постійно перемішуючи. Установлено, що повне розчинення карагінану марки AQUAGEL GU-805 відбувається протягом 10…12 хвилин, а для розчинення карагінану марки AQUAGEL GU-600 потрібно 20…25 хвилин. Проведені дослідження дозволили встановити, що показники швидкості розчинення та драглеутворення кращі для марки AQUAGEL GU-805, що є суттєвим для використання даної марки карагінану в технологіях, де важливим чинником є тривалість розчинення і драглеутворення, а саме - у розробці технології напівфабрикатів високого ступеня готовності, що дасть змогу скоротити технологічний процес виробництва готової продукції.

Таким чином, проведеними дослідженнями встановлено, що найбільш доцільним є залучення до технології напівфабрикатів для десертної продукції карагінану марки AQUAGEL GU-805. Визначено основні технологічні операції отримання драглів на основі карагінану: гідратація його у воді з температурою 95…100°С та перемішування до повного розчинення протягом 10…12 хв. Дотримання вищезазначених параметрів дозволяє отримати карагенанові драглі високої якості.

Подальшим етапом дослідження стало виявлення впливу цукру як обовязкового рецептурного компонента десертної продукції в концентраціях 5…30% на міцність драглів карагінану марки AQUAGEL GU-805 (табл. 1). Установлено, що в усіх системах, що досліджувалися, цукор підвищує міцність драглів. Так у разі введення цукру в концентраціях 5, 10, 20, 30% спостерігається збільшення міцності драглів, що містять 0,6% карагінану в 1,65; 1,8; 2; 2,2 рази відповідно.

Особливістю карагінану є здатність взаємодіяти з білками. Між сульфатними групами карагінану та зарядженими групами протеїнів виникає звязок, що визначається їх ізоелектричною точкою.

Вивчено вплив на міцність драглів карагінану марки AQUAGEL GU-805 білків молока, для дослідження чого використовували сухе молоко. Установлено, що введення сухого молока (концентрація білків молока в ньому складає 37,9%) приводить до збільшення міцності драглів Збільшення міцності обумовлено реакцією між молекулами карагінану та казеїновими міцелами молока за рахунок утворення перемичок із кальцію між ними з формуванням тримірного ланцюга, в середині якого знаходиться вода.

Карагінан є перспективним структуроутворювачем для використання у рецептурах кремів і солодких страв, в яких рідкою основою є молоко. Молоко являє собою колоїдну систему, що складається з емульсії жиру і міцел білка казеїну. Використання карагінану ґрунтується на взаємодії з казеїном, з ним він формує сітчасті структури в об'ємі молока, що обумовлює різке зростання вязкості та структуроутворюючі властивості навіть за низьких концентрацій.

Піноутворювальна здатність дослідних зразків вища за контрольний, таким чином, можна зробити висновок, що карагінан сприяє підвищенню піноутворювальної здатності та стійкості пін.

У ході лабораторних досліджень установлено, що карагінани формують тверді та крихкі гелі, здатні до синерезису, а в багатьох випадках такі властивості структури неприйнятні. Внесення до рецептурного складу десертів інших гідроколоїдів, таких, як камедь тари, дозволяє не тільки зменшити процес синерезису, але й модифікувати структурно-механічні властивості гелів, що дає змогу регулювати текстуру готової продукції. Крім цього, існують дані, що камедь тари є синергістом по відношенню до карагінану, що дозволяє у разі спільного їх використання значно зменшити концентрацію окремих складових, а також підвищити вологоутримуючу здатність і зменшити схильність до синерезису, який проявляється під час механічного впливу на вже сформовані драглі.

Визначено вязкість розчинів камеді тари марки VIDOGAM SP фірми UNIPEKTIN. Установлено, що камедь тари характеризується високою загущуючою здатністю. Збільшення концентрації з 0,1 до 1,0% сприяє збільшенню вязкості в 4,3 рази (з 0,17 до 0,731 Пахс). Було вивчено вплив камеді тари в концентрації 0,1...0,3% на міцність гелів карагінану (рис. 3).

Міцність гелю карагінану суттєво зростає зі збільшенням концентрації камеді тари в системі. Так, за умов введення камеді тари в концентрації 0,2% спостерігається збільшення міцності 0,2% гелю карагінану в 15 разів; 0,4% - у 24 рази; 0,6% - у 6 разів, 0,8% - у 3,5 та 1,0% - у 3 рази. За концентрацій камеді тари вище 0,3% відмічається ускладнення процесу розчинення та отримання драглів надто густої консистенції, не характерної для продукції з драглеподібною структурою. Рисунок 3 - Залежність міцності гелів на основі карагінану від концентрації камеді тари, %: - 0; - 0,1; - 0,2; - 0,3

Таким чином, проведені дослідження з визначення впливу різних технологічних чинників на властивості драглів карагінану дозволяє зробити наступні висновки:

ККГ та міцність драглів залежать від марки карагінану (його фракційного складу); з урахуванням отриманих органолептичних і фізико-хімічних показників у технології десертної продукції з драглеподібною структурою доцільніше використовувати карагінан марки AQUAGEL GU-805;

визначено основні технологічні операції отримання драглів на основі карагінану марки AQUAGEL GU-805: гідратація його у воді з температурою 95…100°С, перемішування до повного розчинення протягом 10…12 хв, охолодження до температури 20…22° С та витримування протягом 30…40 хв для забезпечення процесу драглеутворення;

уведення до складу модельних систем на основі карагінану цукру та сухого молока сприяє збільшенню міцності драглів в 1,5…2,5 рази;

уведення до складу модельних основ каррагінану камеді тари в концентраціях 0,1…0,3% приводить до суттєвого збільшення міцності драглів.

Функціональні властивості карагінанів у харчових системах включають водозв'язуючу здатність, стабілізацію емульсій і суспензій, регулювання вязкості, утворення стійких гелів за кімнатної температури. Хоча карагінани не є поверхнево-активними речовинами, вони здатні стабілізувати дисперсні системи типу емульсій і суспензій завдяки їх загусним і тиксотропним властивостям. Зміна текучих властивостей рідкої дисперсної системи в присутності карагінанів приводить не тільки до її стабілізації, але і до формування певної консистенції. κ- і ι-карагінани є гелеутворювачами, λ-карагінан - загусник [5]. Розчини гелеутворюючих карагінанів здатні утворювати гелі за температури нижче 50...55° С. Ці гелі стійкі за кімнатної температури, але можуть бути знову розтоплені за нагрівання до температури, що перевищує температуру гелеутворення на 5...10° С. У разі охолодження такого розплаву знову утвориться гель.

Механізми загущення і гелеутворення у різних типів карагінанів неоднакові. Наприклад, κ-карагінан зв'язує воду й утворює міцний гель у присутності іонів калію, а ι-та λ-карагінани в цих умовах практично не реагують.

Тиксотропні властивості гелів характерні для низьких концентрацій ι-карагінанів та проявляються в зворотних змінах структури гелю за його деформації і наступного зняття механічного навантаження. Така здатність гелів знаходить практичне застосування під час суспензування нерозчинних часток у рідині, наприклад, шматочків перцю в салатних заправках. Гелі κ-карагінанів тиксотропних властивостей не мають.

Для одержання гелю в розчині ι-карагінану необхідна присутність іонів кальцію, що утворюють зв'язок між окремими молекулами біополімеру з формуванням спіралі. Негативні заряди, позв'язані з наявністю двох сульфатних груп у дисахаридних блоках ι-карагінанів, не дозволяють спіралям цих карагінанів агрегувати з тим же ступенем, що й у κ-карагінанах. З цієї причини ι-карагінани утворюють еластичні прозорі гелі, не схильні до синерезису і стійкі в умовах заморожування і відтавання.

Молекули λ-карагінанів є більш високосульфатованими, що робить утворення гелевої структури менш імовірним, оскільки сульфатні ефіри не з'єднуються з іонами калію і не утворюють спіралей через іонізацію сульфатних груп навіть у кислому середовищі. У цих умовах полімерні молекули зберігають довільний розподіл і утворюють в'язкі розчини під час охолодження.

За цих умов зрозуміло, що вибір карагінанів повинен бути обґрунтованим з точки зору хімічного складу харчової системи. Особливо це відноситься до молочної сировини, де за загального постійного складу стан її компонентів змінюється за різних технологічних чинників. Основне функціональне призначення карагінану - здатність до комплексоутворення з білками, що здійснюється за рахунок іонної взаємодії сульфатних груп карагінану із зарядженими групами білка. Реакція залежить від співвідношення заряду білок:карагінан та ізоелектричної точки білка, співвідношення мас полісахарид:білок. Якщо реакція в системі протікає вище ізоелектричної точки, то в'язкість технологічної системи збільшується.

Наявність негативно заряджених сульфатних груп у молекулах карагінанів обумовлює їх здатність до комплексоутворення з казеїновими міцелами молока, що мають у периферійних (зовнішніх) зонах високу концентрацію позитивних зарядів. Ця взаємодія в комбінації з водопоглинальною

здатністю синергетично збільшує міцність гелю приблизно в 10 разів. Таким чином, одна й та ж міцність гелю досягається в молочній системі за концентрації карагінану в 10 разів меншої, ніж у водному середовищі. κ- і ι-карагінани утворюють гелі з молоком за концентрацій 0,02...0,2%.

У молочних продуктах карагінан є перспективним гідроколоїдом, що:

утворює гель, загущує і стабілізує;

добре вивільняє аромат і зумовлює певні органолептичні характеристики в готовому продукті;

має тиксотропні властивості;

стабілізує суспензію;

розчинний у холодному середовищі.

У морозиві за низьких концентрацій карагінану можна стримувати відділення сироватки й надавати готовому продукту «відчуття тіла». Крім того, у вершкових сирах зі зниженим вмістом жиру певні види карагінану здатні забезпечувати пастоподібну консистенцію та смакові характеристики, а в плавлених сирах - щільність структури й підвищувати їх здатність до тонкого нарізування.

Використання відповідного виду карагінану у виробництві драглеподібних десертів на основі молочної сировини визначається концентрацією білків та іонів кальцію. Так, ι-карагінан утворює гелі з іонами кальцію, вміст якого в молоці коливається в межах 100…140 мг/% та лише близько 30…40% його знаходиться у розчинному стані, а решта звязана з казеїном або знаходиться у колоїдному стані у вигляді нерозчинних солей. Між колоїдним станом та розчинною формою кальцію існує динамічна рівновага.

Зсув у той чи інший бік залежить від рН середовища молока. Зниження рН веде до збільшення кількості розчинного кальцію. Тому, імовірно, для десертів на основі йогуртів, кефіру, кисломолочного сиру необхідно застосовувати ι-карагінан. У випадку використання сироватки, імовірно, необхідно використовувати суміш κ- та ι-карагінанів, бо розчинність кальцію у сироватці не залежить від рН чи температури, а також наявності білків альбумінової групи, що дозволяє припустити утворення копреципітатів полісахарид-кальцій-білок, оскільки κ-карагінан утворює гелі з білками, а ι-карагінан з кальцієм. Для драглеподібних десертів на основі молока та продуктів його переробки, у яких значна кількість кальцію знаходиться у звязаному з білками чи колоїдному стані, доцільно використовувати κ-карагінан, що утворює гелі з білками.

Слід зазначити, що за встановлених параметрів функціонально-технологічні властивості карагінанів сприяють виведенню з організму важких металів, радіоактивних ізотопів, надлишку холестерину, що підвищує цінність драглеподібної молочної продукції. Вони, не розщеплюючись ферментами в шлунково-кишковому тракті людини, разом з тим виконують важливі фізіологічні функції харчових волокон: нормалізують роботу шлунково-кишкового тракту, позитивно впливають на життєдіяльність бактерій у кишечнику. На основі аналітичного вивчення хімічної структури та функціонально-технологічних властивостей карагінанів встановлено перспективність використання карагінанів у складі драглеподібних десертів на основі молочної сировини утворювати гелі з іонами кальцію та білками молочної сировини, доведено, що їх вибір продиктовано хімічним складом технологічної системи. Показано, що рН та концентрація іонів кальцію молочної сировини визначає вид карагінану, який необхідно вносити для одержання драглеподібної продукції.

6. КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ

Якість- це сукупність істотних ознак, властивостей, особливостей, що відрізняють предмет або явище від інших і додають йому визначеність. Для досягнення певного рівня якості важливе значення має наукове обґрунтування і точне визначення вимог до обєкту. Якість продукції значною мірою визначає конкурентоспроможність підприємства, ріст ефективності виробництва.

Контроль за якістю харчових продуктів в Україні здійснює Система управління безпекою харчових продуктів,яка має стандарт:ДСТУ ISO 22000:2007 ( ISO 22000:2005,IDT)«Системи управління безпечністю харчових продуктів. Вимоги до будь-яких організацій харчового ланцюга». ДСТУ 4161-2003«Системи управління безпекою харчових продуктів. Вимоги.» НАССР- «Аналіз небезпечних факторів і критичні контрольні точки.» Він передбачає оцінку небезпек і звязаних з ними ризиків на всіх етапах життєвого циклу виробництва харчових продуктів, а також заходів для їхньої мінімалізіції та попередження.

З даної теми вивчення контроль за якістю повинен здійснюватися за кількістю та безпечністю емульгаторів, які використовуються в харчовій промисловості. Серед харчових домішок групи емульгатори є заборонені та дозволені. До заборонених відносять: Гхатті камедь, пептини, поліоксиетилен(8) стеарат, поліоксиетиленсорбітан моноолеат, поліоксиетиленсорбітан монолаурат (полісорбат(40),твин(20)), поліоксиетиленсорбітан монопальмітат, поліоксиетиленсорбітан моностеарат, поліоксиетиленсорбітан тристеарат, рапсова олія гідронізована з високим вмістом гліцерину, амонійні солі фосфатиду, бромірована рослинна олія, ізо-бутиротацетат цукрози, сукцистеарин, гідроксипропилцелюлоза, метил етилцелюлоза, етилгідроксиетилцелюлоза, цукроглицериди, ефіри полі гліцерину та взаємоетерифікованих рицинолових кислот, ефіри пропиленгликолю та жирних кислот, ефіри лактилированих жирних кислот,гліцерину тапропиленгликолю, термічно окислена соева олія з моно- та дигліцеридами жирних кислот, диоксиетилсульфосукцинат натрію, лактилати кальцію, стеарилтартрат, сеарилцитрат, стеароїлфумарат натрію, стеароїлфумарат кальцію, лаурилсульфат натрію, етоксилировані моно- та диглицериди, ефір кокосової олії та метилгликозида, сорбітан моностеарат, СПЕН 60, сорбітан тристеарат, сорбітан монолаурат, СПЕН 20, сорбітан моно олеат, СПЕН80, сорбітан монопальмітат, СПЕН 40, сорбітан три олеат, СПЕН 85, ефір кокосової олії та метилглікозида, кістковий фосфат, основа емульгатор, його -фосфат кальцію трьохосновний, холин, холинаацетат, холинакарбонат, холинхлорид, холинцитрат, холинтартрат, холинлактат.

Дозволеним є: лецитини: фракціонований (збагачений фосфатидилхоліном), стандартний, знежирений, ацетилований, гідролізований, знежирений гідролізований, ацетилований гідролізований, трагакаїт, сорбіт, сорбитовий сироп, ефіри гліцерину та смоляних кислот, пірофосфати (дифосфати):пірофосфат динатрію, пірофосфат тринатрію, пірофосфат тетранатрію, пірофосфат дикалію, пірофосфат тетракалію, пірофосфат дикальцію, дегідропірофосфат кальцію, пірофосфат димагнію, поліфосфати: поліфосфат натрію, полі фосфат калію, поліфосфат натрію-кальцію, поліфосфат кальцію, полі фосфат амонію, целюлоза: целюлоза мікрокристалічна, целюлоза у порошку, метилцелюлоза, гідроксипропилметилцелюлоза, натрій-карбоксиметилцелюлоза, натрієві, калієві та кальцієві солі жирних кислот, магнієві солі жирних кислот, ефіри гліцерину, оцетної та жирної кислот, ефіри гліцерину, молочної та жирної кислот, ефіри гліцерину, лимонної та жирної кислот, ефіри моно- та дигліцеридів винної та жирної кислот, ефіри гліцерину, диацетилвинної та жирної кислот, змішані ефіри гліцерину, винної, оцетної та жирних кислот, ефіри моногліцеридів та янтарної кислоти, ефіри цукрози та жирної кислоти, ефіри полі гліцеридів та жирних кислот, лактилати натрію:стеароїллактилат натрію, олеїллактилат натрію, мальтит та мальтитний сироп, ксиліт.

Кожен з дозволених або заборонених емульгаторів має певний номер та певні продукти, в яких міститься, а також у кожного маються застереження щодо застосування.

Е322- Лецитини. Містяться у сухому молоці, кондитерських виробах, хлібобулочних виробах, какао- порошку. Містять багато холестерину, можуть викликати розлади шлунку, а також хвороби печінки та нирок.

Е413- Трагакаїт. Містяться у лікувальних препаратах, молочних продуктах, солодощах, м ясних консервах, жувальна гумка. При вживанні можливі алергічні реакції.

Е419-Гхатті камедь. Не використовується у харчовій промисловості. Про особливі примітки не відомо.

Е420-Сорбіт, сорбітовий сироп. Містяться у аскорбіновій кислоті, замінювачах цукру, діабетичних продуктах, кондитерських виробах, рибній промисловості, жувальних гумках. Заборонений у дитячому харчуванні , може викликати розлади шлунку.

Е427-Ефіри лимонної та молочної кислот, моно- та дигліцериди жирних харчових кислот, лактоза. Містяться у ковбасних виробах та мясній продукції. Дія не вивчена.

Е429-Пептони. Містяться у молочних та сиркових продуктах, мясній продукції. Має середню, сильну та дуже сильну злужнюючу дію на організм людини, можлива інтоксикація організму.

Е430-Поліоксиетилен(8)стеарат. Використовується у лікувальній косметиці. Має можливість збільшувати засвоєння організмом жирів.

Е431-Поліоксиетилен(40)стеарат. Використовується у лікувальній косметиці. Має можливість збільшувати засвоєння організмом жирів.

Е432-Поліоксиетиленсорбітан монолаурат. Використовується у лікувальній косметиці. Має можливість збільшувати засвоєння організмом жирів.

Е433-Поліетиленсорбітан моно олеат. Використовується у лікувальній косметиці. Має можливість збільшувати засвоєння організмом жирів.

Е434-Поліоксиетиленсорбітан монопальмитат. Використовується у лікувальній косметиці.

Е435-Поліоксиетиленсорбітан моностеарат. Використовується у лікувальній косметиці. Має можливість збільшувати засвоєння організмом жирів.

Е436-Поліоксиетиленсорбітан тристеарат. Використовується у лікувальній косметиці. Має можливість збільшувати засвоєння жирів організмом.

Е441-Рапсова олія гідрогенізована з високим вмістом гліцерину. Застосовується у рослинній олії, майонезах, соусах, маринадах, холодних закусках. При вживанні продуктів, які містять ці емульгатори, можуть виникати алергічні реакції, треба уникати їх астматикам та людям з непереносимістю до сульфітів.

Е442-Амонійні солі фосфатиду. Міститься у шоколаді. Дія не вивчена.

Е443-Бромирована рослинна олія. Газовані напої. Можуть негативно впливати на ендокринну систему організму людини та її функції.

Е444-Ізо-бутиротацетат цукрози. Містяться у кондитерських виробах, напоях, жувальних гумках. Дія не вивчена.

Е445- Ефіри гліцерину та смоляних кислот. Містяться у лікувальних препаратах, мясній продукції, морепродуктах, маргарині. Негативного впливу на людину не виявлено.

Е446-Сукцистеарин.Містяться в олії, жирі. Дія не вивчена.

Е450-Пирофосфати. Містяться у картопляних виробах, ковбасах, мясній продукції, хлібобулочних виробах, продукції «Макдоналдс», порошковому молоці, крохмалі. Не повинен використовуватися у дитячому харчуванні. Використання фосфатів може призвести до порушення балансу в організмі поміж фосфором та кальцієм. Вживання фосфатів завеликої кількості може призвести до погіршення засвоєння кальцію, що призводить до відкладення у нирках кальцію та фосфору та сприяє розвитку остеопорозу. Особливо ризикують люди, у раціоні яких багато продуктів, які містять природний фосфор. Ця домішка руйнує кальцій, магнезію, залізо.

Е452-Поліфосфати.Містяться у напоях, мінеральних водах. Негативного впливу на організм людини не виявлено.

Е460-Целюлоза.Міститься у хлібобулочних виробах, кремах кондитерських, морозиві, желе, джемах, дієтичних стравах. Побічні ефекти невідомі.

Е461- Метилцелюлоза. Міститься у морозиві. Може викликати розлади шлунку. Великі дози можуть викликати до накопичення газів та дискомфорту у кишківнику.

Е463- Гідроксипропилцелюлоза. Міститься у лікувальних препаратах. Призводить до шлунково-кишкових розладів.

Е464- Гідроксиметилцелюлоза. Міститься у медикаментах. Побічна дія невідома.

Е465-Метилетилцелюлоза. Міститься у рибній продукції та кондитерських виробах. Призводить до шлунково-кишкових розладів.

Е466-Натрій-карбоксиметилцелюлоза. Міститься у дієтичних продуктах, жувальній гумці. Призводить до шлунково-кишкових розладів.

Е467-Етилгідроксиетилцелюлоза. Міститься у молочних та сиркових продуктах, жувальних гумках, морозиві. Дія на організм не вивчена.

Е470-a-Натрієві, калієві та кальцієві солі жирних кислот. Містяться у кисломолочній продукції. Побічні ефекти невідомі.

Е470-b-Магнієві солі жирних кислот. Містяться у дієтичних продуктах, шоколаді, йогуртах. При вживанні можливі алергічні реакції.

Е471-Моно- та дигліцериди жирних кислот. Міститься у маргарині, кондитерських виробах, хлібобулочних виробах, молочних продуктах. Побічні ефекти невідомі.

Е472-a-Ефіри гліцерину, оцетної та жирних кислот. Міститься у кондитерських виробах, шоколаді та морозиві. Побічні ефекти невідомі.

Е472-b-Ефіри гліцерину, молочної та жирної кислот. Міститься у шоколаді, маргарині, вершках. Побічні ефекти невідомі.

Е472-c-Ефіри гліцерину, лимонної та жирних кислот. Побічні ефекти невідомі.

Е472-d-Ефіри моно- та дигліцеридів винної та жирних кислот. Побічні ефекти невідомі.

Е472-e-Ефіри гліцерину, диацетилвинної та жирної кислот. Жувальна гумка містить цей емульгатор. Побічні ефекти невідомі.

Е472-f-Змішані ефіри гліцерину, винної, оцетної та жирних кислот. Міститься у хлібобулочній продукції, вершковому маслі. Побічні ефекти невідомі.

Е472-g-Ефіри моно гліцеридів та янтарної кислоти. Міститься в шоколаді, хлібобулочній продукції, кондитерських виробах. Побічні ефекти невідомі.

Е473-Ефіри цукрози та жирних кислот. Міститься в морозиві, хлібобулочних виробах. Побічні ефекти невідомі.

Е474-Цукрогліцериди.Використовуються при випіканні хліба. При вживанні може викликати розлади тиску, порушує ендокринні функції.

Е475-Ефіри полі гліцеридів та жирних кислот. Містяться кондитерській продукції, маргарині, хлібобулочні вироби. Його дією є порушення функцій шкіри. Е476-Ефіри полі гліцерину та взажмоетерифікованих рацинолових кислот. Міститься у маргарині та хлібобулочних виробах. Побічні ефекти невідомі.

Е477-Ефіри пропиленгліколю та жирних кислот. Міститься у мясній продукції, консервах, морозиві. При вживанні може спровокувати утворення ракової пухлини.

Е478-Ефіри лактированих жирних кислот, гліцерину та пропіленгликолю. Міститься у газованих напоях. Викликає захворювання печінки та нирок.

Е479-Термічно окислена соєва олія з моно- та дигліцеридами жирних кислот. Міститься у мясній продукції, ковбасах.

Е480-Диоктилсульфосукцинат натрію. Міститься у кондитерських виробах. Викликає розлади шлунку, порушує функції шкіри.

Е481-Лактилати натрію:(і)Стеароіллактилат натрію та (іі) Олеіллактилат натрію. Міститься у каві, продукції «Макдоналдс», хлібобулочних виробах. Побічних дій не виявлено.

Е482- Лактилати кальцію. Містяться у свіжозаморожених продуктах, хлібі. Викликають захворювання печінки та нирок.

Е483-Стеарилтартрат.Міститься в алкогольній продукції. Дія не вивчалась.

Е484-Стеарилцитрат.Міститься в алкогольній продукції, кондитерських виробах. Дія не вивчена.

Е485-Стеароілфумарат натрію. Міститься у східних солодощах. Викликає захворювання печінки та нирок.

Е486-Стеароілфумарат кальцію. Міститься у кондитерських виробах. Дія не вивчена.

Е487-Лаурилсульфат натрію. Міститься у жувальній гумці, газованих напоях, продукції «Макдоналдс».

Е488-Етоксилировані моно- та дигліцериди. Міститься у східних солодощах. Дія не вивчена.

Е489-Ефір кокосової олії та метилглікозиду. Міститься у мясних виробах, свіжозаморожених продуктах. Е491-Сорбітан моностеарат, СПЕН60. Міститься у хлібобулочних виробах. Дія не вивчена.

Е493-Сорбітан монолаурат, СПЕН20. Міститься у свіжозаморожених продуктах. Дія не вивчена.

Е494- Сорбітан моно олеат, СПЕН80. Міститься у джемах,желе. Викликає розлади шлунково-кишкового тракту.

Е495-Сорбітан монопальмитат, СПЕН40. Міститься у мясній продукції. Дія не вивчена.

Е496-Сорбітан три олеат, СПЕН85. Міститься у мясних виробах. Дія не вивчена.

Е541-Ефір кокосової олії та метилглікозиду. Міститься у молочній та сирковій продукції, мясних делікатесах, дієтичних продуктах. Викликає розлади шлунку та кишківника.

Е542-Кістковий фосфат, основа емульгатор, його- фосфат кальцію триосновний. При вживанні може викликати розлади шлунку та кишківника.

Е965-Мальтит та мальтитний сироп. Міститься у жувальній гумці, кондитерських виробах, морозиві. Викликав камяно- печінкову хворобу у лабораторних тварин.

Е967-Ксилит. Дієтичне та діабетичне харчування, дитяче харчування, кондитерські вироби, газовані напої, морозиво, соки, жувальні гумки, джеми, східні солодощі. Побічних дій не виявлено.

Е1000-Холева кислота, холин. Міститься у соках, кондитерських виробах. При вживанні викликають порушення кровяного тиску.

Е1001-Солі та ефіри холіну:(і)Холинацетат,(іі) Холинкарбонат, (ііі) Холинхлорид, (іv)Холинцитрат, (v)Холинтартрат, (vі)Холинлактат. Містяться у мясній продукції, сирах, свіжоморожених продуктах. Викликають порушення кровяного тиску.

Отже, на кожному продукті, якій містить емульгатори забороненої групи або дозволеної групи, повинно бути позначено у відповідній формі. Продукти, у яких не повинно бути домішок, треба пильно перевіряти на доброякісність, особливо, якщо це продукти дитячого харчування. Виробникам продукції, яка містить емульгатори треба досить точно вимірювати дози емульгаторів, які додають до продукції. Перевищення доз, затверджених нормативною документацією, призводить до отруєнь та захворювань.

У кожної харчової продукції є терміни та умови зберігання. Хоча емульгатори і подовжують терміни зберігання, не треба продукцію витримувати до кінцевої дати зберігання.

Щодо застережень при використанні емульгаторів на підприємствах харчової промисловості, треба перед використанням перевіряти їх на наявність токсикогенних речовин(це може відбутись під час транспортування емульгаторів та білкових речовин з емульгуючими властивостями), речовин , які не відповідають певним емульгаторам або не відповідають якості.

Емульгуючі речовини треба використовувати з обережністю, тому,що доводячи продукцію до потрібного зовнішнього вигляду, можна зробити її токсичною. Токсичність проявлюється у вигляді алергенних реакцій або захворювань на шлунок, печінку, нирки та інші захворювання, які можуть проявитися не одразу після прийому продуктів, які містять емульгатори, але декілька днів потому;також захворювання розвиваються не після одноразового прийому продуктів, які містять емульгатори.

Конкретна харчова домішка аналізується на мікробіологічну чистоту, вміст важких металів, остатків вміст проміжкових зєднань, радіаційну безпеку. Визначаються допустимі області та умови використання, транспортування та зберігання емульгаторів.

Використання емульгаторів регламентується нормами їх медичної безпеки та технологічними здогадками.

Токсикологічна безпека установлюється стандартами, які були прийняті на національних та міжнародних рівнях.

Основними принципами застосування харчових домішок є наступні:

заборонено все , що не дозволено;

харчові домішки використовуються тільки тоді, коли завдане завдання не може бути досягнена технологічними прийомами;

кожна харчова домішка повинна пройти усі токсикологічні випробування та бути признаною безпечною.

харчова домішка повинна відповідати критеріям чистоти;

заборонено за допомогою харчових домішок маскувати недоброякісну сировину та порушення технологічного режиму.

Харчові домішки не підлягають обовязковій сертифікації, але підлягають гігієнічному оцінюванню, реалізуються на обґрунтованих висновках гігієнічного дослідження.

При використанні харчової домішки у технічну документацію розробником повинно бути внесено необхідні змінення або затверджено нові ТУ та ТІ на рецептуру, отримати в органах санепідемнагляду санітарно-епідеміологічний висновок на свою продукцію та у центрі стандартизації та метрології сертифікат відповідності на серійне виробництво даної продукції.

Згідно Закону «Про захист прав споживачів» на етикетці харчових продуктів обовязково позначається склад продукту, а також групове найменування харчової домішки, якщо вона входить до складу, та її код. У випадку застосування змішаних домішок вказуються всі домішки, які додані до складу суміші.

Харчові домішки можуть бути протипоказані при деяких захворюваннях, в таких випадках на етикетках робиться застережлива позначка «протипоказано хворим на…».

Контроль за складом харчових добавок в деяких видах продуктів харчування здійснюється у відповідності зі стандартами(ДСТУ)по ним.

ВИСНОВКИ

Таким чином, вивчивши проблему реалізації емульгаторів у технологіях харчових продуктів, можна зробити висновок, що це досить серйозна проблема на даному етапі розвитку харчових технологій, вони дають можливість отримати продукцію із завданими властивостями, забезпечити попит продукції та задоволення цього попиту. Важко уявити собі сучасний технологічний процес без харчових домішок, тому їх треба вивчати, знаючи їх властивості та раціонально застосовувати.

Під час вивчення стану питання по розробці емульсійних продуктів в сучасних умовах я зробила висновок, що на даному етапі емульсійні продукти досить популярні, вони є невідємною частиною харчових продуктів у багатьох країнах світу. Сучасне обладнання та розробки вчених з кожним днем все більш ширшим роблять асортимент емульгуючих речовин, але багато з них мають шкідливий вплив на організм людини або взагалі заборонені для використання у харчовій промисловості. Тому перед вченими ще стоїть проблема безпеки емульсійних продуктів для людини.

Серед емульгаторів, які використовуються у харчовій промисловості, можна виділити синтетичні та природні( натуральні). Натуральні більш безпечні, більш доступніші та більш популярніші у використанні, до них відносять : жовтки яєць, гірчичний порошок, агар та агароїд, крохмаль та інші. Окрів емульгуючих властивостей, природні білкові емульгатори мають великий потенціал харчової цінності цих продуктів.

Використання різних емульгаторів для різних страв пояснюється їх фізико-хімічною природою утворення емульсій. У промисловості концентрованих емульсій використання знайшли колоїдні ПАР. Вони відіграють важливу роль у стабілізації натуральних емульсійних систем (молоко). Молекули або дрібні часточки емульгатору адсорбуються на поверхні жирових крапель та утворюють захисні плівки, які заважають їм злипатися у більш великі краплини. Чим більше концентрація емульгатору, тим густіше емульсія. Отже, деякі страви готують з одним і тим же емульгатором, але з різною концентрацією. Саме завдяки фізико-хімічній сутності емульгаторів їх все більш частіше використовують у харчовій промисловості для продуктів з емульсійною структурою. Здатність емульгаторів знижувати поверхове натягнення дає можливість розширювати асортимент продукції з емульсійною структурою.

Емульгатори дали можливість переглянути асортимент страв та соусів. Є можливість створювати продукцію з різних речовин, які не змішуються по природі, але з додаванням емульгаторів мають стабільний стан (емульсію, піну). На даному етапі, використовуючи емульгатори, створюють різні технології продуктів харчування, більш дешевшим та більш ефективним методом. Але використання емульгаторів може погіршити якість продуктів, якщо емульгатори синтетичної природи. Їх негативним впливом є порушення шлунково-кишкового тракту, порушення функцій печінки, нирок, алергічні реакції. Тому застосування емульгаторів у технологіях харчових продуктів треба пильно обґрунтовувати, особливо при розробці продуктів дитячого харчування.

За даними експертизи, можна зробити висновок, що перспективність у використанні належить перевіреним карагінанам. Таким чином, проведеними дослідженнями встановлено, що найбільш доцільним є залучення до технології напівфабрикатів для десертної продукції карагінану марки AQUAGEL GU-805. Визначено основні технологічні операції отримання драглів на основі карагінану: гідратація його у воді з температурою 95…100°С та перемішування до повного розчинення протягом 10…12 хв. Дотримання вищезазначених параметрів дозволяє отримати карагенанові драглі високої якості.

Особливістю карагінану є здатність взаємодіяти з білками. Між сульфатними групами карагінану та зарядженими групами протеїнів виникає звязок, що визначається їх ізоелектричною точкою. Вивчено вплив на міцність драглів карагінану марки AQUAGEL GU-805 білків молока, для дослідження чого використовували сухе молоко. Установлено, що введення сухого молока (концентрація білків молока в ньому складає 37,9%) приводить до збільшення міцності драглів. Збільшення міцності обумовлено реакцією між молекулами карагінану та казеїновими міцелами молока за рахунок утворення перемичок із кальцію між ними з формуванням тримірного ланцюга, в середині якого знаходиться вода.

Проведені дослідження з визначення впливу різних технологічних чинників на властивості драглів карагінану дозволяє зробити наступні висновки:

ККГ та міцність драглів залежать від марки карагінану (його фракційного складу); з урахуванням отриманих органолептичних і фізико-хімічних показників у технології десертної продукції з драглеподібною структурою доцільніше використовувати карагінан марки AQUAGEL GU-805;

визначено основні технологічні операції отримання драглів на основі карагінану марки AQUAGEL GU-805: гідратація його у воді з температурою 95…100°С, перемішування до повного розчинення протягом 10…12 хв, охолодження до температури 20…22° С та витримування протягом 30…40 хв для забезпечення процесу драглеутворення;

уведення до складу модельних систем на основі карагінану цукру та сухого молока сприяє збільшенню міцності драглів в 1,5…2,5 рази;

уведення до складу модельних основ каррагінану камеді тари в концентраціях 0,1…0,3% приводить до суттєвого збільшення міцності драглів.

За використанням емульгаторів в Україні слідкують системи управління безпекою харчових продуктів, здійснюється контроль якості використаних домішок, їх відповідність стандартам ДСТУ. Ці системи також проводять аналіз небезпечних факторів та критичні контрольні точки, передбачають оцінку небезпек і звязаних з ними ризиків на всіх етапах життєвого циклу виробництва харчових продуктів, а також заходів для їхньої мінімалізації і попередження. Отже, при вивченні емульгаторів можна зробити висновки:застосування емульгаторів має позитивні риси:збільшення строку зберігання, одержання потрібної консистенції продукції(разом з цим також покращення зовнішнього вигляду, збільшення попиту на продукцію), зменшення собівартості продукції за рахунок скорочення терміну приготування продуктів з емульсійною структурою. Але можна підкреслити і негативні моменти при використанні емульгаторів. До таких явищ можна віднести загрозу для здоровя людини(порушення функцій шлунку, кишківника, нирок, печінки ); у деяких випадках збільшення собівартості продукції( синтетичні закордонні емульгатори).

ЛІТЕРАТУРА

1.Топольник В.Г., Котляр М.А. Метрологія, стандартизація, сертифікація і управління якістю.-Львів:«Магнолія-2006», 2009.-212с.

. Голубєв В.Н. Основи харчової хімії - М.: Біофармасервіс, 1997.- 233с.

. Позняковський В.М. Гігієнічні основи харчування, безпека та експертиза харчових продуктів.- Новосибирськ, 2002.

. Васюкова А.Т., Клюзов Б.Н., Ярошева А.І. Соуси емульсійного типу. Науковий посібник.- Донецьк: ДонНУЕТ, ім..М.Туган- Барановського, 2002 - 150с.

. Агранат Н.Н., Вораровіч М.П. Колоїдна хімія - Л.: Хімія, 1972. - 241с.

. Адам Н.К. Фізіка і хімія поверхонь. - М.: Гостехіздат, 1947.

. Андріанов Ю.П. Вплив температури та концентрації молочного жиру на фізичні властивості вершків у звязку з їх переробкою у вершкове масло. Автореф. канд.дис., М., 1971.

. Бєлкін І.М., Виноградов Г.В., Леонов А.І. Ротаціонні прилади. Вимірювання вязкості та фізико - механічних характеристик матеріалів. - М.: Машинобудування, 1968.

. Ізмайлова В.Н. Дослідження обємного та поверхневого структуроутворення у водних розчинах білкових речовин у звязку з їх солюбілітуючою здібністю. Автореф. докт. дис..МГУ, М., 1971.

. Снігірьова І.А. Вивчення емульгуючих властивостей деяких білків та фосфатидів, які використовуються у промисловості харчових емульсій. Канд.дис.М., 1965.

. Абрамзон А.А. Поверхнево - активні речовини. Властивості та застосування - Л.: Хімія, 1975. - 180с.

.Петров Н.А. Шляхи покращення якості та розширення асортименту продукції масло- жирової промисловості. Л.: Наука, 1959.-545с.

.Остаєва А.Є.,Чернищева Д.А. Харчові синтетичні емульгатори. ЦИНТИХарчопром, М.,1968.

.Тезисы докладов научных симпозиумов «Новые физико-химические методы анализа и контроля в пищевых производствах», Известия Ан, М.,1970.

.Кучер Р.В.,Карбан В.И. Химические реакции в эмульсиях.-К.:Наукова думка,1973.-65с.

.Шинода К.,Накагава Т., Тамамаси Б., Исемура Т. Коллоидные поверхностно- активные вещества.- М.: Мир,1966.-327с.

.Ершак И.Е., Соловьева Т.Ф., Дидюхина В.Л. Каррагинан из лекарственных водорослей для лечебных профилактических продуктов. Пищевая промышленность.1998.-С.15-18.

.Тарасова Л.И.,Пашкевич М.Г. Стабилизация жировых эмульсий модифицированным крахмалом. Масло-жировая промышленность.1987.-С.10-39.