при низком разрешении экрана монитора
Loading
Главная   <<  Справочники  <<  Пищевые добавки энциклопедия (содержание)  <<  5. Вспомогательные материалы

Классификация пищевых добавок.
Раздел 5. Вспомогательные материалы

5.1. Осушители
5.2. Вещества, облегчающие фильтрование
5.3. Экстрагенты
5.4. Катализаторы гидролиза и инверсии
5.5. Охлаждающие и замораживающие агенты
5.6. Вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов
5.7. Катализаторы
5.8. Ферменты и ферментные препараты
5.9. Средства для снятия кожицы с плодов

Вспомогательные материалы не вступают в химические реакции с продуктом, и после выполнения своих технологических функций полностью удаляются из него. В готовом пищевом продукте вспомогательные материалы должны отсутствовать; их неудаляемые остатки регламентируются в составе примесей. К вспомогательным материалам относятся осветлители, осушители, катализаторы, средства для снятия кожицы с плодов, экстрагенты.

5.1. Осушители (drying agents)

Осушители — вещества, удаляющие влагу из газов, жидкостей и твёрдых субстанций в закрытых ёмкостях. Осушители делят на две группы: химически и физически связывающие воду. Первые могут это делать путём образования новых соединений, например:

Р205+ Н20→2НР03

или путём образования гидратов, например: СаС12 + Н20→ СаС12 • Н20

Физическое связывание воды происходит путём растворения или адсорбции. Сушка относится к одним из древнейших методов обработки пищевых продуктов. Сушка пищевых продуктов осушителями является очень мягким, щадящим методом обработки, при котором в продукте сохраняются даже легколетучие ароматические вещества. Практическое его осуществление возможно разными способами. Обезвоживаемый продукт помещают на определённое время в ёмкость (эксикатор, сушильный шкаф, башню, трубку, пистолет), заполненную осушителем, или медленно пропускают через неё. Газ обычно сушат, медленно пропуская через башню, заполненную хлоридом кальция или силикагелем, адсорбирующими воду. Жидкости сушат, засыпая в них нерастворимые осушители, выдерживая некоторое время и отфильтровывая или декантируя адсорбировавший воду осушитель.

Осушители, действие которых основано на образовании гидратов, можно регенерировать нагреванием. Это относится к оксиду кальция, солям кальция (карбонату, хлориду, сульфату) и сульфатам других металлов (меди, магния и натрия). Гидроксид калия и пятиокись фосфора не регенерируются.

Осушители используются не только для сушки пищевых продуктов и сырья, но также для установления и поддержания определённой влажности воздуха в закрытой ёмкости, например в упаковочном контейнере.

Области применения: детское питание, яйца и яйцепродукты, рыба, мясо и мясопродукты, пряности, чеснок, лук, овощи, картофель, фрукты, грибы, сухие соусы и супы, сыр, молоко, кофе, чай.

Осушители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

5.2. Вещества, облегчающие фильтрование (filter aids,clarifying agents)

Вещества, облегчающие фильтрование (осветлители, адсорбенты, флокулянты) — инертные нерастворимые вещества, повышающие эффективность фильтрования, т. е. облегчающие и улучшающие отделение твёрдых частиц от жидкостей или газов при фильтровании, ускоряющие и делающие возможным удаление нежелательных замутняющих компонентов из жидкостей, преимущественно из напитков, которые длительное время должны оставаться прозрачными. Они не изменяют химический состав фильтруемого вещества. Вспомогательные фильтрующие материалы придают фильтрующему слою необходимую прочность и регулируют размер пор. Они способны также разрыхлять осадок, образующийся на фильтре, и уменьшать забивание пор фильтра. С помощью осветлителей удаляют мелкодисперсные и коллоидные компоненты, которые невозможно отфильтровать. Осветлители связывают мельчайшие частички мути и осаждаются вместе с ними. Принцип действия осветлителей может быть очень разным: адсорбция, коагуляция или образование труднорастворимых соединений с ионами металлов.

Адсорбенты— это обычно твердые нерастворимые вещества, которые благодаря большой удельной поверхности могут селективно адсорбировать определенные вещества из жидкостей и вместе с ними выпадать в осадок.

Коагуляцией называют превращение золя (коллоидного раствора твердого вещества) в гель, сопровождающееся флокуляцией. Это превращение может быть вызвано добавкой коагулянтов (флокулянтов).

К осветлителям относят также вещества, образующие с растворимыми металлами и ионами металлов труднорастворимые соединения, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от водных растворов.

Для эффективного использования осветлителей рекомендуется предварительно уточнить их дозировку в лабораторных условиях.

Осветлители полностью удаляются фильтрацией или седиментацией из напитка, поэтому в готовом продукте они отсутствуют.

Вспомогательные фильтрующие материалы добавляются к фильтруемой жидкости в виде суспензии или образуют вспомогательный слой на фильтре. Чаще всего используются целлюлоза, кизельгур и перлит. Целесообразно перед их применением провести очистку от растворимых оксидов железа и/или соединений микроэлементов. >

Фильтрование может иметь целью не только очистку жидкости, но и получение твёрдых веществ, например ультрафильтрация — метод фракционирования и концентрирования белков с помощью полимерных мембран.

Области применения: пивоварение, виноделие, производство соков.

Вещества, облегчающие фильтрование, осветлители, адсорбенты, флокулянты, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

5.3. Экстрагенты (extraction solvents

Экстрагенты — жидкости или сжиженные газы, способные экстрагировать из растительного или животного сырья определённые его компоненты. При этом экстрагент и экстрагируемое вещество не вступают в химическое взаимодействие. По окончании процесса экстрагирования экстрагент обычно удаляют перегонкой.

Различают три вида экстракции: жидкостью из твёрдого вещества, жидкостью из жидкости и сжиженным газом из твёрдого вещества. В качестве жидких экстрагентов чаще всего применяют воду, пищевые растительные масла, этиловый спирт и другие алифатические спирты, гексан и другие углеводороды, в том числе хлорированные. Сжиженные газы — обычно диоксид углерода, окись азота или пропан.

Экстракцию проводят в экстракторах различной конструкции непрерывного или периодического действия, например перфораторы применяют для экстрагирования жидкости жидкостью, а перколяторы — для экстрагирования из измельчённых твёрдых веществ.

Экстракция применяется в пищевой промышленности для выделения нужных веществ, например ароматических, или для удаления нежелательных, например горьких.

Области применения: получение сахара из нарезанной сахарной свёклы, сока солодки из нарезанной солодки, экстрагирование жиров из жиросодержащего сырья, получение ароматических веществ и эфирных масел из растительного и животного сырья, получение экстрактов пряностей (олеорезинов), экстрактов хмеля, натуральных красителей, удаление спирта из напитков, никотина из табака, кофеина из кофе и чая.

Экстрагенты.
Ацетон, амилацетат, бензиловый спирт, Е943а бутан, 1,3-бутандиол, н-бутанол-1, н-бутанол-2, бутилацетат, трет-бутиловый спирт, гексан, гептан, Е290 диоксид углерода, дибутиловый эфир, Е940 дихлордифторметан, дихлорметан, дихлортетрафторэтан, дихлорфторметан, дихлорэтан, диэтиловый эфир, диэтилпропилкетон, диэтилцитрат, Е942 закись азота, E943b изобутан, изопропилмиристат, изопропиловый спирт, метилацетат, метилпропанол-1, н-октиловый эфир, пентан, петролейный эфир, Е944 пропан, Е1520 пропиленгликоль, пропиловый спирт, толуол, трибутират глицерина , тридодециламин, трипропионат глицерина, трихлорфторметан, 1,1,2-трихлорэтилен, углеводороды нефтяные изопарафиновые, циклогексан, этанол, этилацетат, этилметилкетон.

5.4. Катализаторы гидролиза и инверсии (catalysts for hydrolysis and inversion)

Катализаторы гидролиза и инверсии — вещества, катализирующие расщепление белков, крахмалов и сахарозы. Продукты гидролиза и инверсии необходимы в технологии получения ряда пищевых продуктов, а также могут играть важную роль для их сохранности.

Катализаторами гидролиза и инверсии чаще всего являются кислоты: неорганические (соляная, серная) и органические (лимонная др.), щёлочи и ферменты.

Подбором типа катализаторов и сырья, концентрации катализатора, температуры и продолжительности процесса можно менять глубину протекания реакций: белки можно расщепить до пептидов или — далее — до аминокислот; крахмалы — до декстринов,которые можно расщепить до мальтозы, которая тоже расщепляется до D-глюкозы; сахарозу расщепляют до инвертного сахара (равных частей глюкозы и фруктозы). Гидролитическое расщепление сахарозы в инвертный сахар называется инверсией или инвертированием.

Белковые гидролизаты, аминокислоты, полученные кислым гидролизом белка, добавленные к пищевому продукту в очень небольшом количестве, придают ему специфический вкус или усиливают его собственный (см. Усилители вкуса ). Они находят применение в производстве бульонных кубиков, смесей пряностей, приправ, супов и соусов быстрого приготовления. Сырьём для получения белковых гидролизатов служат арахис, соевые бобы и другие семена масличных культур, клейковина кукурузы, риса и пшеницы, дрожжи, молочный белок, а также белоксодержащие отходы мясопереработки. В качестве катализатора гидролиза преимущественно используют соляную кислоту (25%).

Огромное значение для пищевой промышленности имеют продукты расщепления углеводов в присутствии разбавленных кислот. В качестве сырья используют крахмалы: кукурузный, рисовый, пшеничный и картофельный. Продуктами частичного гидролиза являются порошки (декстрины, мальтоолигосахариды, мальтотриоза, мальтоза) и жидкости (глюкозные и мальтозные сиропы). Полный гидролиз крахмала (до D-глюкозы) протекает по реакции:

(С6Н10О5)n + (n - 1)Н20 → nС6Н1206

В качестве катализаторов расщепления углеводов чаще всего используют соляную и серную кислоты, иногда азотную и уксусную. Дозировка 0,1-0,3% в пересчёте на крахмал.

Области применения: производство бульонных кубиков, смесей пряностей, приправ, супов и соусов быстрого приготовления, производство продуктов расщепления крахмала (глюкозных, мальтозных, глюкозо-фруктозных сиропов, декстринов и т.д.), получение инвертного сиропа в кондитерском производстве.

Катализаторы гидролиза и инверсии, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

5.5. Охлаждающие и замораживающие агенты (cooling agents, coolants, freezing agents, cryogens)

Охлаждающие и замораживающие агенты — вещества, понижающие температуру пищевого продукта при прямом контакте с ним. Не следует путать охлаждающие агенты с хладагентами, применяемыми в холодильной технике.

Охлаждающие и замораживающие агенты способны отнимать тепло у контактирующего с ними продукта благодаря очень низким собственным температурам плавления и кипения. Они могут применяться в форме газов, жидкостей или твёрдых тел. Замораживание проводят по стадиям, включая предварительное охлаждение до криоскопической температуры.

Старейшим охлаждающим агентом является лёд. Отнимая тепло у охлаждаемого пищевого продукта, лёд превращается в воду. Это превращение во многих случаях нежелательно, но лёд сегодня сохраняет своё значение при охлаждении рыбы и морепродуктов. Кроме того, лед применяют в производстве фаршевых мясопродуктов (колбасы, сосиски и т. п.), заменяя им часть вносимой по рецептуре воды, чтобы предотвратить разогрев фаршевой массы.

Замораживание может быть медленным (со средней скоростью), быстрым и сверхбыстрым. Медленное замораживание (более старый способ) осуществляют в условиях естественной конвекции воздухом с температурой до -25°С. Быстрое замораживание заключается в обдувании замораживаемого продукта потоком воздуха высокой скорости и высокой влажности при температуре от -30 до -40°С. Сверхбыстрое замораживание пищевого продукта осуществляется путем орошения или погружения в жидкий азот или углекислый газ, обеспечивающее очень высокую скорость замораживания. Благодаря этому клеточная вода в обрабатываемом продукте кристаллизуется так быстро, что больших кристаллов, способных повредить клеточные стенки, не образуется, и продукт при замораживании не разрушается. Хорошие результаты даёт использование смесей диоксида углерода с азотом в разных соотношениях. Мгновенное замораживание пищевых продуктов, особенно дорогостоящих, с применением таких смесей является прекрасным методом их длительного хранения без изменения их пищевой ценности и органолептических свойств. При этом в продукт не попадает вода как в случае льда, а при размораживании газы полностью улетучиваются. Обычно процесс проводят в заполненных пищевым продуктом туннелях, через которые с высокой скоростью пропускают сжиженный газ, но для этих целей существует также специальные скороморозильные аппараты.

Области применения: хранение и транспортировка большинства пищевых продуктов (хлебобулочных, молочных, мясных, рыбных, овощей, фруктов), сырья и полупродуктов, помол зерна, орехов, кофе, какао, масличных семян, зелени, пряностей.

Охлаждающие и замораживающие агенты, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

5.6. Вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов (agents promoting vital activity of helpful microorganisms)

Целый ряд пищевых продуктов получают в ходе биотехнологических процессов: хлеб и хлебобулочные изделия, вино, пиво, квас, спирт получают в результате дрожжевого брожения; сырокопчёные колбасы, квашеные овощи, кисломолочные продукты образуются под действием бактерий, а отдельные виды сыров обязаны своим существованием плесневым грибам. Обмен веществ и развитие клеток микроорганизмов невозможно без питания. Кроме воды им необходимы углерод, азот, минеральные вещества, микроэлементы, витамины, аминокислоты, пиримидины и пурины.

В соответствии со способностью использования источников углерода различают автотрофные и гетеротрофные микроорганизмы. Первые используют в качестве источника углерода углекислый газ и органические вещества, которые они могут получать, окисляя неорганические. Гетеротрофным микроорганизмам требуются органические источники углерода. В пищевой промышленности применяются гетеротрофы. Источниками углерода им служат моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.), дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза, целлобиоза), трисахариды (раффиноза), полисахариды, олиго- и полипептиды, аминокислоты, а также природное сырьё: шрот, мука, картофель, свёкла, целлюлоза. В настоящее время в качестве источника углерода в биотехнологии используют гидролизаты крахмала и целлюлозы, сахарную мелассу, спирт и др.

В целом, плесневые грибы растут преимущественно на сахаросодержащих средах, а бактерии — на белоксодержащих.

Микроорганизмам, не способным усваивать азот из воздуха, нужны для развития азотсодержащие среды. Обычно используют производные аммиака, сам аммиак, мочевину, аминокислоты (глицин, аланин, валин и др.), пептоны и белковые продукты (например, мясной экстракт).

Из минеральных веществ самым важным для микроорганизмов является фосфор, участвующий в переносе энергии и входящий в состав нуклеиновых кислот. Кроме того, им требуются сера, калий, кальций, магний и натрий, а также микроэлементы: кобальт, марганец, медь, цинк, молибден, хром, никель, ваныадий, бор, селен, кремний, вольфрам, хлор и иод. Для удовлетворения потребности микроорганизмов в этих элементах их вносят в субстрат в виде неорганических солей.

Витамины являются необходимым условием развития различных микроорганизмов, так как они входят в состав коферментов (например, никотинамида в НАД+ и НАДФ+). Наиболее важными для микроорганизмов витаминами являются тиамин (B1), рибофлавин (В2), пиридоксин (В6), биотин, пантотеновая кислота, фолиевая кислота и кобаламин (В12).

Пиримидины и пурины необходимы клетке для синтеза нуклеиновых кислот.

Области применения: производство хлеба и хлебобулочных изделий, вин, пива, кваса, спирта, сырокопчёных колбас, квашеных овощей, кисломолочных продуктов, отдельных видов сыров

Вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

5.7. Катализаторы (catalysts)

Катализаторы — вещества, ускоряющие течение химических реакций, снижая энергию активации. Катализаторы при этом не расходуются и не содержатся в конечном продукте. Они используются в очень низкой дозировке.

Различают катализаторы трёх видов:
• гомогенные: катализатор и реагирующее вещество имеют одно агрегатное состояние;
• гетерогенные: катализатор твёрдый, а реагенты жидкие или газообразные;
• смешанные: катализатор состоит из двух и более веществ.

Активность гетерогенного катализатора зависит от его удельной поверхности, но в промышленности катализаторы с большой удельной поверхностью не используются, так как они очень нестойки. Применяют катализаторы, нанесённые на пористые материалы: кизельгель, активированный уголь и т.п.

Наиболее широко в пищевой промышленности катализаторы используются для отверждения растительных масел. Консистенция масел и жиров в большой степени зависит от степени насыщенности жирных кислот, входящих в их состав. Жидкие масла содержат много остатков ненасыщенных (с двойными связями) кислот, а твёрдые жиры содержат преимущественно насыщенные кислотные остатки. При гидрогенизации жидких масел двойные связи превращаются в простые, и масло отверждается. Чаще всего катализатором этого процесса гидрогенизации является никель, нанесённый на пористый материал (0,04-0,8% кизельгура с 25% порошкообразного никеля). Процесс ведут в автоклавах, пропуская очищенный водород через масло в течение нескольких часов при температуре 160-200° С.

Катализаторы необходимы также при переэтерификации жиров, в результате которой из смеси жиров получают жир с определёнными технологическими свойствами. Переэтерификацию проводят обычно при температуре от 80 до 200°С в присутствии 0,05-0,30% катализатора (часто этилата натрия или смеси едкого натра с глицерином).

Оксиды магния или меди ускоряют каталитическое расщепление перекиси водорода.

Области применения: гидрогенизация растительных масел, переэтерификация жиров, разложение перекиси водорода.

Катализаторы. Металлы (Na, Ni, Pt, Pd), оксид натрия, Е529 оксид кальция, Е530 оксид магния, этилат и метилат натрия, смесь едкого натра (Е524) с глицерином (Е422), Е173 алюминий, калий металлический, этилат и метилат калия, марганец, медь, хромат меди, хромит меди, молибден, амид натрия, Е174 серебро трифторметансульфоновая кислота, хром, цирконий.

5.8. Ферменты и ферментные препараты (enzymes)

Ферменты — биологические катализаторы белковой природы, способные во много раз ускорять химические реакции, протекающие в животном и растительном мире. Ферменты имеют ряд достоинств перед небиологическими катализаторами. Во-первых, скорость ферментативного катализа на несколько порядков выше (от 103 до 109), во-вторых, большинство их отличается исключительно высокой субстратной специфичностью, в-третьих, ферменты катализируют реакции в мягких условиях: при нормальном давлении, температуре от 20 до 70°С, рН от 4 до 9. В пищевой промышленности ферменты используются в виде ферментных препаратов, которые, как правило, представляют собой мультэнзимные комплексы и помимо активного белка содержат различные балластные вещества. Большое число ферментных препаратов получают в промышленном масштабе с использованием микроорганизмов — активных продуцентов соответствующих ферментов.

Ферментные препараты позволяют значительно ускорять технологические процессы, увеличивать выход готовой продукции, повышать её качество, экономить ценное сельскохозяйственное сырьё, улучшать условия труда на производстве.

В технологии пищевых продуктов применяются ферментные препараты с амилолитической, протеолитической, липолитической и оксидазной активностью.

Области применения: пивоварение, виноделие, производство спирта, фруктовых и овощных соков, чая, хлебопечение, производство дрожжей, производство сыра, творога, мясо- и рыбопродуктов, переработка крахмала, производство белковых гидролизатов, производство инвертного сиропа.

Ферменты, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

5.9. Средства для снятия кожицы с плодов (peeling agents)

Средства для снятия кожицы с плодов — вещества, химическим путём удаляющие кожицу (кожуру, шкурку) с определённых видов фруктов и овощей. Они размягчают оболочку растительных продуктов так, что после обработки ими она легко удаляется. Удалять кожицу и кожуру с плодов и овощей можно механически, вакуумированием, обработкой паром или химическими средствами, обычно щелочами. Часто эти методы комбинируют.

Химическая (щелочная) очистка проводится при различной концентрации щелочи (от 0,5 до 20%), температуре ванны и с разной продолжительностью в зависимости от вида растительного сырья: время обработки может колебаться от 2 (при 90-100°С) до 15 мин (при 50-80°С). Обработку можно повторять. Обработка проводится в специальных очистных машинах разной конструкции, например во вращающемся проволочном барабане. Отделение кожуры происходит во время вращения барабана за счёт трения овощей (фруктов, корнеплодов) друг о друга и о стенки барабана. Процесс можно вести сухим способом, а можно обрызгивать содержимое барабана водой. По окончании обработки щелочами проводят нейтрализацию очищенного сырья погружением его в раствор кислоты. Для фруктов используют 1-2%-й раствор лимонной кислоты.

Области применения: снятие кожицы с помидоров, огурцов, моркови, корней сельдерея, картофеля и других корнеплодов, груш, яблок, абрикосов, персиков и других косточковых плодов.

Средства для снятия кожицы, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ.

*****