Загустители

Загустители (thickening agents)
Загустители — это вещества, увеличивающие вязкость пищевых продуктов, загущающие их.

Загустители улучшают и сохраняют структуру пищевого продукта, позволяют получать продукты с нужной консистенцией, «телом», которое положительно влияет на вкусовое восприятие (так называемый эффект «mouthfeel»).

Благодаря способности увеличивать вязкость водных сред загустители стабилизируют дисперсные системы: суспензии, эмульсии и пены.

Загустители являются гидроколлоидами. Их молекулы представляют собой линейные или разветвлённые полимерные цепи, свёрнутые в клубки. Благодаря особенностям своей структуры и многочисленным полярным группам, особенно гидроксильным, загустители, добавленные к пищевому продукту, вступают во взаимодействие с имеющейся в нём водой.

Полярные молекулы воды располагаются при этом вокруг полярных групп загустителя. Благодаря сольватации, которая часто сопровождается раскручиванием молекулы, подвижность молекул воды ограничивается, а вязкость раствора возрастает.
Макромолекулы, которые при набухании частично или полностью переходят в вытянутое состояние, в наибольшей степени увеличивают вязкость, так как гидродинамическое сопротивление длинных вытянутых полимерных цепей является наибольшим.

Вязкость возрастает экспоненциально с увеличением длины цепи. Увеличение степени разветвления молекулы гидроколлоида приводит к уменьшению вязкости, если расположение боковых цепей мешает связыванию молекул воды.

Если же полярные и неполярные группы расположены преимущественно на концах цепи, это благоприятствует связыванию воды и возрастанию вязкости. Для макромолекул с высокой степенью разветвления достижение высокой вязкости возможно только в концентрированных растворах.

 Свойства загустителей, особенно нейтральных полисахароидов, можно менять путём химической модификации: введением в молекулу нейтральных или ионных заместителей.
Ярким примером этого служат крахмалы, нативные и модифицированные.

Путем модификации можно добиться следующих свойств у крахмалов:
  • понижения или повышения температуры клейстеризаци и;
  • понижения или повышения вязкости;
  • повышения растворимости в холодной воде;
  • эмульгирующих;
  • снижение склонности к ретроградации;
  • устойчивости к синерезису;
  • устойчивости к кислотам;
  • устойчивости к высоким температурам;
  • устойчивости к циклам оттаивания - замораживания.
Сами по себе загустители не могут образовывать эластичные прочные гели. Чёткое разграничение между желеобразователями и загустителями, однако, не всегда возможно. Есть вещества, обладающие в разной степени свойствами и желеобразователя, и загустителя.

Некоторые загустители в определённых условиях, например при определённой концентрации сахара, ионов Са++ или значении рН, могут образовывать прочные эластичные гели. Гидроколлоиды не являются эмульгаторами, так как в их молекулах отсутствует характерное сочетание гидрофильных и липофильных групп.

Исключение составляют неионогенные эфиры целлюлозы, например метилцеллюлоза, переэтерйфицированная метилцеллюлоза, КМЦ, и пропиленгликоль-альгинат.

Гидроколлоиды, применяемые в качестве загустителей и принадлежащие к группе полисахаридов, имеют растительное или микробное происхождение.
Применение находят как натуральные полисахариды, так и модифицированные. Полисахариды, полученные из растений, подразделяют на экссудаты, смолы (защитные коллоиды, выделяемые растением при повреждениях), например трагакант; и муку семян (резервные полисахариды растений), например муку семян рожкового дерева.
К модифицированным полисахаридам относят сложные эфиры целлюлозы, например метилцеллюлозу и карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), а к микробным - ксантан. Растительные гидроколлоиды по химическому строению подразделяются на три группы: кислые полисахариды с остатками уроновой кислоты, кислые полисахариды с остатками серной кислоты и нейтральные полисахариды.

В качестве загустителей применяются кислые гидроколлоиды с остатками уроновой кислоты, например трагакант и гуммиарабик, а также нейтральные соединения, например камедь бобов рожкового дерева и гуар.

Поведение нейтральных полисахаридов, в отличие от полиэлектролитов, практически не зависит от изменения рН среды и концентрации соли. К кислым полисахаридам с остатками серной кислоты, применяемым в качестве желеобразователей, принадлежат, например, агар и каррагинан (см. раздел 2.4).

Эффективность действия гидроколлоидов определяется не только структурными особенностями их молекул (длина цепи, степень разветвления, природа мономерных звеньев и функциональных групп и их расположение в молекуле, наличие гликозидных связей), но и составом пищевого продукта, способом его получения и условиями хранения.
На растворение и диспергирование гидроколлоидов влияют размер и форма их частиц, удельная поверхность, гранулометрический состав.

Большое значение имеет способ приготовления раствора (дисперсии): интенсивность и время перемешивания, температура, значение рН, присутствие электролитов, минеральных веществ и гидратируемых веществ, например сахара, возможность образования комплексов с другими имеющимися в системе соединениями, процессы распада, вызываемые ферментами или микроорганизмами.
Есть загустители, которые могут образовывать ассоциаты с другими высокомолекулярными компонентами пищевого продукта, что вызывает заметное возрастание вязкости. При совместном использовании двух и более загустителей возможно проявление синергического эффекта: смеси загущают сильнее, чем можно было бы ожидать от суммарного действия компонентов.
Например, ксантан с гуаровой камедью или с камедью рожкового дерева. В последнем случае возможно даже гелеобразование.

Области применения: супы и соусы быстрого приготовления, консервированные супы и соусы, продукты глубокой заморозки, инстантные продукты, фруктовые наполнители и другие продукты переработки фруктов, фруктовые и овощные консервы, напитки, сметана, йогурт, кефир и другие кисломолочные продукты, сухие молочные продукты, мороженое, десерты, кисели, майонезы и другие эмульгированные соусы, маргарины, сыры, плавленые сыры и сырные продукты, мучные кондитерские изделия, сахарные изделия, жевательная резинка, жевательные конфеты, кетчуп и аналогичные продукты, диетические низкокалорийные продукты.

Загустители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:
  • Е400 альгиновая кислота, 
  • Е401-404 альгинаты натрия, калия, аммония, кальция, 
  • Е405 пропиленгликоль- альгинат, 
  • Е406 агар, 
  • Е407 каррагинан и его натриевая, калиевая, аммонийная соли, включая фурцел- леран, 
  • Е407а каррагинан из водорослей Euchema, 
  • Е409 арабиногалактан,
  • Е410 камедь рожкового дерева, 
  • Е411 овсяная камедь, 
  • Е412 гуаровая камедь, 
  • Е413 трагакант, 
  • Е415 ксантановая камедь, 
  • Е416 карайи камедь, 
  • Е417 тары камедь, 
  • Е418 геллановая камедь, 
  • Е419 гхатти камедь, 
  • Е422 глицерин, 
  • Е425 камедь конжака, 
  • Е440 пектины, 
  • Е444 сахарозы ацетат-изобутират, 
  • Е445 эфиры глицерина и смоляных кислот, 
  • Е460 целлюлоза,
  • Е461 метилцеллюлоза, 
  • Е463 гидроксипропилцеллюлоза, 
  • Е464 гидроксипропилметилцеллюлоза, 
  • Е465 метилэтилцеллюлоза, 
  • Е466 карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль, 
  • Е467 этилгидроксиэтилцеллюлоза, 
  • Е1200 полидекстрозы A hN, 
  • E1201 поливинилпирролидон, 
  • Е1400 декстрины, 
  • Е1401 крахмал, 
  • обработанный кислотой, 
  • Е1402 крахмал, обработанный щёлочью,
  • Е1403 отбелённый крахмал, 
  • Е1404 окисленный крахмал, 
  • Е1405 крахмал, обработанный ферментными препаратами, 
  • Е1410 монокрахмал- фосфат, 
  • Е1411 дикрахмалглицерин «сшитый», 
  • Е1412 дикрахмалфосфат, этерифицированный тринатрийметафосфатом; этерифицированный хлорокисыо фосфора, 
  • Е1413 фосфатированный дикрахмалфосфат «сшитый»,
  • Е1414 ацетилированный дикрахмалфосфат «сшитый», 
  • Е1420 ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом, 
  • Е1421 ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом, 
  • Е1422 ацетилированныйдикрахмалоадипат, 
  • Е1423ацетилированный дикрахмалоглицерин, 
  • Е1440 оксипропилированный крахмал, 
  • Е1442 оксипропилированный дикрахмалфосфат «сшитый»,
  • Е1443 оксипропилированный дикрахмалоглицерин, 
  • Е1450 эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты, 
  • Е1451 крахмал ацетилированный окисленный, желатин, крахмал нативный, набухающие крахмалы, хитозан, гидрохлорид хитозония.
Загустители, не имеющие разрешения к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:
  • тамариндовая камедь, 
  • курдлан, 
  • декстраны, 
  • хитин.