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.
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.
- тамариндовая камедь,
- курдлан,
- декстраны,
- хитин.
