Термодинамика защитного действия эмульгаторов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Эмульгаторы часто применяют для приготовления продуктов при создании и стабилизации пищевых дисперсных систем. Их пластические свойства позволяют придать продуктам определенную консистенцию и вязкость.

Основное действие эмульгаторов в продуктах сводится к следующему:

• способствуют взаимному распределению двух несмешиваемых сред;

• формирование консистенции продукта;

• обеспечение пластических свойства и вязкости.

Еще один вид эмульгаторов носит название пенообразователи - они создают особые условия для равномерной диффузии газов в жидкости и твердые вещества. Некоторые эмульгаторы используются в сухих продуктов для того, чтобы облегчить их растворение в воде. Использование эмульгаторов в хлебной продукции и выпечке увеличивает объем продукции и значительно замедляет процесс черствления.

В настоящее время эмульгаторы применяются практически во всех отраслях пищевой промышленности - от выпечки хлеба до мясного производства. Очень важную роль играют эмульгаторы в производстве бисквитного теста - они обеспечивают не только эмульгирование жира, но и качественную пену, которая образуется при взбивании.

Если рассматривать масло-жировую продукцию, то без эмульгаторов было бы невозможно производство спрэдов, маргаринов и некоторых специальных жиров.

В зависимости от используемых эмульгаторов значительно изменяется качество конечной продукции.

Натуральные и синтетические эмульгаторы. Несмотря на то, что пищевые эмульгаторы мы привыкли видеть в составе продуктов под маркировками «Е» в основном это довольно хорошо знаковые нам компоненты - природный лецитин, жидкое яйцо, некоторые гидроколлоиды растительного происхождения - агар, пектин, желатин, ланолин, холестерин.

Однако самый распространенный природный эмульгатор - это лецитин. Натуральный лецитин считается очень полезным для человека, однако современный эмульгатор лецитин производится в основном из соевых бобов.

Пищевые эмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ) - органические соединения, молекулы которых имеют дифильное строение, то есть содержат гидрофильные и гидрофобные атомные группы. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость ПАВ в воде, гидрофобные (обычно углеводородные) при достаточно высокой молекулярной массе способствуют растворению ПАВ в неполярных средах. Действие эмульгаторов многосторонне. Они ответственны за взаимное распределение двух несмешивающихся фаз, за консистенцию пищевого продукта, его пластичные свойства, вязкость.

С поверхностной активностью молекул ПАВ связана также их способность стабилизировать системы с газовой дисперсной фазой в жидкой дисперсионной среде (пены). Эффективность стабилизации водных пен характерна для эмульгаторов, содержащих цепи предельных жирных кислот, в связи с чем их можно использовать в качестве пенообразователей, в то время как эмульгаторы, содержащие цепи непредельных жирных кислот, проявляют свойства пеногасителей. ПАВ применяются в качестве пенообразователей в технологиях различных инстант-продуктов и взбивных масс, а в качестве пеногасителей -- в технологиях молочных продуктов и при промышленной переработке яиц.

Пищевые суспензии представляют собой устойчивые дисперсии твердых частиц с размерами от 0,1 до 100 мкм. Введение ПАВ в такие системы способствует смачиванию твердых частиц, что, в свою очередь, облегчает образование однородного продукта. Обычно в пищевых суспензиях для достижения желаемого результата ПАВ используют вместе со стабилизаторами или загустителями. Наиболее известным примером пищевых суспензий являются шоколадные напитки. Введение ПАВ в жидкие дисперсные системы улучшает способность образования прозрачных растворов, что является принципиальным для различных жидких пищевых продуктов, содержащих красители и ароматизаторы.

Большинство эмульгаторов, молекулы которых содержат ацилы высших жирных кислот, способны к образованию комплексов с растворимой амилозной фракцией крахмала. Такое взаимодействие является важным для замедления процесса черствения хлеба и хлебобулочных изделий, а также для снижения клейкости продуктов, основанных на восстановлении влажности крахмала. Комплексное воздействие на крахмал с целью снижения комкования, улучшения консистенции и однородности сопровождается изменением текстуры таких продуктов, как макароны, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия.

Эмульгаторы, имеющие ионную природу, могут вступать во взаимодействие с белками, что способствует улучшению структурных свойств пищевых продуктов. Например, в хлебе такие ПАВ способны образовывать с пшеничным глютеном комплексы, что приводит к повышению эластичности белков и, как следствие, к увеличению объема хлеба.

Некоторые эмульгаторы при добавлении в пищевые системы, которые содержат кристаллы сахара, диспергированные в жире, способны снижать вязкость системы, адсорбируясь на поверхности частиц гидрофильной природы с образованием гидрофобных оболочек. Гидрофобизация поверхности приводит к повышению сродства природы частиц дисперсной фазы к дисперсионной среде, что проявляется в изменении реологических свойств пищевой системы. Эта технологическая функция ПАВ используется, например, для обеспечения текучести расплавленной шоколадной массы.

Другие эмульгаторы в сочетании с оптимизированными условиями технологического процесса могут оказывать влияние на модификацию полиморфной формы, размер и скорость роста кристаллов жира в таких продуктах, как маргарины, различные жировые смеси, шоколадные массы и арахисовое масло. Оптимизация размеров кристаллов таких жиров обеспечивает улучшение сливочного вкуса и других свойств. Эта функция ПАВ может использоваться также на стадии кристаллообразования при получении сахара и поваренной соли.

Как правило, ПАВ являются эффективными смачивающими агентами. Однако выбор конкретной добавки будет зависеть от типа смачивания или природы смачиваемой поверхности -- восковой, капиллярной или поверхности порошков. Функция эмульгатора в этом случае сводится преимущественно к снижению межфазного натяжения между жидкостью и поверхностью твердых частиц, что обеспечивает более быстрое и равномерное распределение жидкости по поверхности твердых частиц. Смачивающие агенты используются в технологии таких пищевых продуктов, как десертные смеси, высушенные распылением; сливки для кофе; завтраки быстрого приготовления; высушенные овощи и др.

Такие эмульгаторы, как предельные моно- и диглицериды, обладают способностью предотвращать прилипание некоторых пищевых масс к поверхностям пресс-форм, режущих ножей, упаковочных материалов и даже к зубам потребителя. Это свойство добавок глицеридной природы используется в технологии карамельных масс, конфет и жевательной резинки.

Кодекс Алиментариус присвоил пищевым добавкам индекс Е4хх. Самые распространенные в пищевой промышленности эмульгаторы классифицируются следующим образом(таблица 1):

пищевой эмульгатор дисперсионный

Таблица 1- Классификация распространенных эмульгаторов

Е322 - это эмульгатор лецитин природного, растительного происхождения, который обладает высоким поверхностно-активным действием. В переводе лецитин означает яичный желток. Он используется в пищевой промышленности как добавка, как антиокислитель.

Основными его источниками являются продукты, которые содержат много жира, а именно: яйца, мясо, арахис, печень. Он добывается из остатков производства масла, соевых продуктов.

Особенности эмульгатора Е471.

Е471 - это добавка из моно-, диглицеридов жирных кислот. Она также получается из натуральных продуктов путем обработки жирных, растительных или искусственных кислот. В основном её получают из глицерина. С помощью данной добавки смешивают растительное масло с водой. Её используют в молочных и жирных продуктах, так как она не является вредной для здоровья в разумных рамках.

Эмульгаторы Е471 применяются в маргарине, майонезе, йогурте, мороженом и других жиросодержащих продуктах.

Действие эмульгатора Е472е

Е472 - это добавка, которая состоит из группы эфиров жирных кислот, глицеринов. К ней относятся такие эфиры:

* Е472а - уксусной кислоты;

* Е472b - молочной кислоты;

* Е472с - лимонной кислоты;

* Е472d - винной кислоты;

* Е472е - моно-, диацетил винной кислоты, моно-, диглицерид жирной кислоты;

* Е472f - глицерина, винной, жирной, уксусной кислот;

* Е472g - моноглицериды сукцинилированные.

Добавка Е472е - это смешанные эфиры глицерина, то есть кислот жирной и диацетилвинной. Благодаря им 472 придает продуктам вязкость, клейкость и однородность.

Иногда, кроме растительных жиров, при производстве данной добавки используют животные, так как они по составу похожи. Но в основном её добывают из соевого масла геномодифицированных растений. Данные эфиры также используются в производстве лекарственных мазей, строительных красок, лаков и олифы.

Использование эмульгатора Е476 - это добавка, которая состоит из соединяющихся жирных кислот, полиглицерина. Его производят из семян клещевины, касторового масла путем переработки ГМО. Официально добавка признана как безвредная и разрешена многими европейскими странами.

Применяют её в двух различных областях:

1. В производстве шоколадных продуктов, глазурей. Поскольку Е476 позволяет правильно создать форму продукта, уменьшить количество их жиров, а также заменить более дорогие составляющие шоколадных изделий дешевыми аналогами.

2. В эмульсиях, спреях, восках для смазки форм выпечки, противней, штампующих, формирующих машин кондитерских изделий.

Литература

1. Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2009.- 240 с.

2. Боровская Л.В. Электронный учебно-методический комплекс дисциплины «Физическая и коллоидная химия: учебно-методический комплекс дисциплины» Учебное пособие. ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР» Депозитарий электронных изданий. Москва 2010.

3. Применение PDM-технологий в управлении качеством пищевой продукции. Боровская Л.В., Молова О.Э.// В сборнике: Устойчивое развитие, экологически безопасные технологии и оборудование для переработки пищевого сельскохозяйственного сырья; импортоопережение Сборник материалов международной научно-практической конференции. 2016. С. 66-69.

4. Транспортировка и хранение скоропортящихся пищевых продуктов. Данилин В.Н., Петрашев В.А., Боровская Л.В.//Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1996. № 1-2. С.

5. Прогнозирование фазовых равновесий бинарных систем насыщенных жирных кислот./Данилин В.Н., Доценко С.П., Боровская Л.В., Марцинковский А.В. // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2000. № 1. С. 55-59.

6. Физическая и коллоидная химия. Беляев А.П., Кучук В.И.// Известия высших ученых заведений. 2012 с.77-79.

Размещено на Allbest.ru