4.3.2. ГІДРОКОЛОЇДИ ЯК НАТУРАЛЬНІ ХАРЧОВІ СТАБІЛІЗАТОРИ

 

Створення нових рецептур харчових продуктів з використанням натуральних гі- дроколоїдних стабілізаторів дозволяє розширити асортимент молочних продуктів функціонального призначення, м’ясних виробів делікатесної групи, охолоджених і заморожених десертів (мусів, шербетів, суфле та ін.), борошняних кондитерських виробів з фруктово-ягідними начинками, напоїв і багатьох інших (табл. 4.7).

За останні десятиріччя у харчовій промисловості широко використовуються стабілізуючі суміші напівфункціонального призначення. Вони включають різні ви- ди загущувачів, гелеутворювачів, наповнювачів стабілізаторів емульсій та ін. Нату- ральні харчові стабілізатори —  це  велика група речовин різноманітної хімічної природи, що має полімерну природу, отриманих із сировини рослинного і тварин- ного походження.


Таблиця 4.7

 

РЕКОМЕНДОВАНИЙ ВМІСТ МОДИФІКОВАНОЇ ЦЕЛЮЛОЗИ У ДЕЯКИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ

 

Харчовий продукт

Максимально допустимий рівень, г/кг

Хлібобулочні вироби (здоба, сайки, кренделі)

10

Креми

2

Морозиво

5

Желе, муси

5

Джеми

5

Мармелад

5

Варення

5

Супи, бульйони

5

Деякі дієтичні страви

1—5

 

Стабілізатори відіграють важливу роль у функціонуванні органів і систем ор- ганізму, передусім органів травлення. Вони адсорбують значну кількість жовчних кислот, а також інші метаболіти, токсини й електроліти, що сприяє детоксикації ор- ганізму.

За структурою і властивостями, які вони проявляють, більшість натуральних ха- рчових стабілізаторів є гідроколоїдами. Вони складаються із дуже великих і об'єм- них полімерних макромолекул, завдяки чому проходить їх гідратація й набухання. Здатність до гелеутворення дозволяє значною мірою змінювати реологічні характе- ристики харчових систем. Завдяки своїм іонообмінним властивостям і комплексо- утворювальній здатності більшість натуральних харчових стабілізаторів здатні ви- водити іони важких металів і радіонуклідів із організму.

Більшість натуральних гідроколоїдних стабілізаторів являють собою поліцукри- ди і полімери цукрових залишків. Виключенням є білки, желатин, казеїнати і деякі інші стабілізатори емульсій. Гідроколоїди забезпечують отримання продуктів пев- ної концентрації, поліпшують і зберігають їх структуру, позитивно впливають на відчуття смаку. Унікальна здатність утворювати гелі робить їх незамінними інгре- дієнтами у виробництві молочних, м’ясних, рибних продуктів, безалкогольних на- поїв, хлібобулочних і кондитерських виробів (табл. 4.8).

До функціонально-технологічних властивостей натуральних харчових гідроко-

лоїдних стабілізаторів відносять:

 здатність до гелеутворення;

 збільшення в’язкості продуктів і зниження ризику виникнення синерезису;

 структурування і ущільнення харчових сумішей, поліпшення їх органолептич-

них показників;

 підвищення вологозв’язуючої здатності харчових сумішей;

 підвищення харчової цінності продуктів з одночасним зниженням калорій-

ності;

 збільшення тривалості їх зберігання;

 збільшення об’ємів виходу готових виробів зі зниженням витрат сировини;

зниження собівартості готової продукції.


Таблиця 4.8

 

НАТУРАЛЬНІ ГІДРОКОЛОЇДНІ СТАБІЛІЗАТОРИ, ЩО ЗАСТОСОВУЮТЬСЯ У ВИРОБНИЦТВІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

 

Продукт

Стабілізатори

Функціонально-технологічні властивості

Молочні продукти

Пектини, гуарова камедь, ка- медь рожкового дерева, кара- гинани, КМЦ, альгінат на- трію, ксантанова камедь

Підвищення  в’язкості,  стабілізація  згустку,

гелеутворення

Хлібобулочні  ви-

роби

Мікрокристалічна целюлоза, гуарова камедь, камедь рож- кового дерева, КМЦ, альгінат натрію, пектини

Збільшення виходу продукту за рахунок ви- сокої вологозв’язувальної і вологоутримува- льної здатності, сповільнення процесу черст- віння, збільшення тривалості зберігання готових виробів

Фруктово-ягідні наповнювачі   для кондитерських виробів

Пектини, карагинани, жела- тин, ксантанова камедь, аль- гінат натрію, КМЦ, камедь рожкового дерева, крохмаль

Підвищення стабільності начинки під час ви- пікання, запобігання витікання фруктових начинок з тіста, розривів поверхні тіста, зни- ження міграції вологи з продукту в упаковку, гелеутворення, підвищення в’язкості

Морозиво

Карагинани, альгінат натрію, КМЦ, желатин, гуарова ка- медь, камедь рожкового де- рева, казеїнат натрію

Підвищення в’язкості і стабілізація структу-

ри, гелеутворення

М’ясні продукти

КМЦ, карагинани, желатин, альгінат натрію, казеїнати, альбумін, рослинна клітко- вина

Структурування, текстурування, загущення й стабілізація м’ясних фаршів, підвищення во- логозв’язуючої здатності і термінів придатно- сті готових продуктів

Рибні продукти

КМЦ, карагинани, желатин, казеїнати, рослинна клітко- вина

Структурування, загущення і стабілізація ри- бних фаршів, соусів і заливок рибних консер- вів, збільшення термінів придатності готових продуктів

Безалкогольні напої

Ксантанова камедь, пектин

Стабілізація  і  збереження  консистенції  та смакових властивостей

 

Гідроколоїдні стабілізатори, які здатні витримувати повторне заморожування в харчових системах з мінімальним ризиком виникнення синерезису, представлені гуаровою камедю рожкового дерева, карбоксиметилцелюлозою (КМЦ), альгінатом натрію, ксантаном, желатином і карагинаном. Їх широко використовують у рецеп- турах молочних продуктів, морозиві і фруктово-ягідних начинках. Стабілізатором для деяких видів фруктових десертів, кондитерських виробів і молочних продуктів у поєднанні з камедями служить пектин.

Натуральні гідроколоїдні стабілізатори можуть бути класифіковані залежно від морфологічної приналежності:

 білкової природи — желатин, казеїнати, альбумін;

 витяжки з рослин — гуміарабік, камеді (гхати, карайя, трагакантова камедь);

 камеді насіння — кароб (рожкове дерево), гуарова, псиліум;

 крохмаль і модифіковані види крохмалю;

 мікробні камеді — ксантан;

 екстракти водоростей — агар, альгінати, карагинан;

 пектини — низькомолекулярний і високомолекулярний метоксил;

 

 целюлози — карбоксиметилцелюлоза натрію, мікрокристалічна целюлоза, гід-

роксипропілцелюлоза і гідроксипропілметилцелюлоза.

Функціональні характеристики гідроколоїдів можуть бути модифіковані шляхом

зміни хімічної структури природних форм. Окремі гідроколоїди рідко виконують

всі функції, що вимагаються. Частіше всього застосовують поєднання різноманіт-

них стабілізаторів.

Карагинан (Е407) відкритий у кінці ІХ століття, але до цього часу зберігається

дослідницький і практичний інтерес у його вивченні. Відомо понад 300 типів кара-

гинана.

Карагинан — природний загусник, який отримують переробкою червоних мор-

ських водоростей класу Rhodophyceae.

Виробничий процес переробки червоних морських водоростей і отримання ка-

рагинану представлено

 

За хімічним складом карагинан — гідроколоїд, який складається із складних ка- лієвих, натрієвих, магнієвих і кальцієвих сульфатних ефірів галактози, а також із співполімерів 3,6-ангідро-галактози. Карагинан — лінійний поліцукрид, в якому залишки галактози зв’язані α (1→3) і ß (1→4) зв’язками.

 

Карагинан складається із більш, ніж 2500 залишків сольових форм кальцію, на- трію, магнію, кальцієвих сірчистих ефірів галактози і 3,6-ангідро-галактози. Виді- ляють декілька типів: -карагинан, -карагинан, -карагинан. Всі карагинани вкрай еластичні, здатні желюватися, набрякати й утворювати суспензії. Застосовуються у виробництві молочних та  м’ясних продуктів. Основні  властивості -карагинану представлено на

 

Ефективність застосування гідроколоїдів для поліпшення якісних характеристик харчових продуктів визначається особливостями хімічної будови і фізико- хімічними властивостями добавок, стійкістю до дії температури, рН середовища, розчинністю а ін. Найбільш ефективним є одночасне використання декількох гід- роколоїдів у складі стабілізаційних сумішей.

У процесі переробки водоростей отримують декілька видів карагинанів, які від- різняються за хімічним складом, розчинністю, стійкістю гелю до хімічної й фізич- ної дії. У м’ясопереробній промисловості широко використовують -карагинан, - карагинан і -карагинан.

Залежно від відмінностей у структурі піддаються змінам і властивості карагина-

ну (табл. 4.9—4.11).

 

 

ВЛАСТИВОСТІ ОКРЕМИХ  ФОРМ КАРАГИНАНІВ


Таблиця 4.9

 

 

 

Середовище

Розчинність

Каппа (κ)

Йота (ι)

Лямбда (λ)

Гаряча вода t = 60°С

Розчинний при t > 60°С

Розчинний   при   t   >

60°С

Розчинний

Холодна вода t = 18°С

Натрієва сіль розчинна. Калієва й кальцієва солі нерозчинні

Натрієва сіль розчин- на. Кальцієва сіль утворює тиксотропні дисперсії

Розчинний

Гаряче молоко t = 60°С

Розчинний

Розчинний

Розчинний


 

 

ВЛАСТИВОСТІ ОКРЕМИХ  ФОРМ КАРАГИНАНІВ


Таблиця 4.9

 

 

 

Середовище

Розчинність

Каппа (κ)

Йота (ι)

Лямбда (λ)

Холодне            молоко

t = 18°С

Натрієва сіль набухає. Ка- лієва й кальцієва солі не- розчинні

Не розчинний

Розчинний

Концентровані  цукро-

ві розчини

Розчинний при t = 60°С

Важко розчинний

Розчинний            при

t = 60°С

Концентровані  соляні розчини

Не розчинний

Розчинний     при

t = 60°С

Розчинний            при

t = 60°С

 

Таблиця 4.10

 

ВПЛИВ РЕАКЦІЇ  СЕРЕДОВИЩА НА ВЛАСТИВОСТІ РОЗЧИНІВ КАРАГИНАНІВ

 

 

Середо-

вище

Стабільність

Каппа (κ)

Йота (ι)

Лямбда (λ)

рН ≥ 7

Стабільний

Стабільний

Стабільний

рН < 7

Гідролізує  в   розчині  під час нагрівання. Стабільний у желюючій формі

Гідролізує в розчині під час нагрівання. Стабільний у же- люючій формі

Гідролізує в розчині без нагрівання

 

Таблиця 4.11

 

ВПЛИВ РІЗНИХ ЧИННИКІВ НА ГЕЛЕУТВОРЕННЯ

 

 

Гелеутворення

Каппа (κ)

Йота (ι)

Лямбда (λ)

Ефект катіонів

Утворює драглі най-

краще з іонами К+

Утворює драглі най-

краще з іонами Са2+

Не утворює драглів

Тип драглів

Міцний і крихкий із синерезисом

Пружний  і  еластич-

ний без синерезису

Не утворює драглів

Синергетичний ефект з борошном насіння рожко- вого дерева

Високий

Високий

Відсутній

Стійкість   до   заморожу-

вання — танення

Відсутня

Стійка

Відсутня

 

Карагинан давно знайшов широке застосування у харчовій промисловості в ре- цептурах молочних (шоколадне молоко, шербети, сирні пасти, збиті вершки та ін.), м’ясних (м’ясо в желе, консерви та ін.) і рибних продуктів, приправ, безалкоголь- них напоїв, хлібобулочних (хлібне тісто, фруктові кекси) і кондитерських виробів.

Карагинан володіє біологічною активністю: антикоагулюючою, антивірусною,

антираковою і антивиразковою, а також виводить із організму важкі метали.

Широкий асортимент гідроколоїдів дозволяє виробнику в повній мірі задоволь-

нити свою потребу в карагинані, з відповідними характеристиками (табл. 4.12).


 

 

ВЛАСТИВОСТІ ДЕЯКИХ ПРЕПАРАТІВ КАРАГИНАНІВ


Таблиця 4.12

 

 

 

Найменування

 

Гідратація

Сила гелю,

г/см2

 

Галузь застосування

Дозуван-

ня

Біотонгель 151

1:50

350—550

Універсальний

 

 

0,1—

0,6 %

Біотонгель 360

1:40

300—600

Емульговані продукти

Біотонгель 495

1:30—40

150—250

Емульговані продукти, шинки, проду- кти, які піддають вторинному нагрі- ванню

Біотонгель 649

1:50

700—900

Емульговані продукти

Біотонгель 651

1:60

700—1000

Універсальний

Біотонгель 778

1:65—70

600—800

Ін’єкціоновані  цільном’язеві  продук-

ти, шинки

Біотонгель 852

1:80

550—700

Універсальний

Біотонгель 500

1:50—60

900—1300

Універсальний

Біотонгель 980

1:50—70

400—600

Емульговані продукти, консерви

Біотонгель 900

1:40—50

250—450

Емульговані продукти, паштети

Біотонгель 555

1:60

500—700

Ін’єкціоновані  цільном’язеві  продук-

ти, шинки

Біотонгель 120

1:20—25

200—400

Універсальні

Біотонгель 393

1:30—35

350—450

Загущувач,  стабілізатор  консистенції для емульгованих продуктів, паштетів

 

Карагинан використовують як структуроутворювач у виробництві плавлених сирів, згущеного молока, соусів, желе, мусів. Він не розщеплюється ферментами в шлунково-кишковому тракті і може застосовуватись у виробництві низькокалорій- них продуктів.

ДДН  за  рекомендаціями  Експертного  комітету  з  харчових  добавок  ФАО/

ВООЗ — до 75 мг на 1 кг маси тіла.