Лекция 3. Пищевые добавки

План

1. Характеристика и регламентация пищевых добавок.

2. Классификация пищевых добавок.

3. Характеристика добавок, улучшающих органолептические показатели продуктов.

4. Характеристика добавок регулирующих консистенцию продуктов.

5. Характеристика добавок, способствующих увеличению сроков хранения продуктов.

6. Характеристика добавок, ускоряющих и облегчающих ведение технологических процессов.

Література: 1. Уголев А. М., Иезуитова Н. Н. Идеальная пища и идеальное питание в свете новой науки — трофологии // Наука и человечество.— 1989. — С. 19-32.

2. Уголев А. М. Теория адекватного питания // Клин, медицина.— 1986. — Т. 64. — № 4. — С. 15-24.

3.Общая технология пищевых производств /под ред. Ковальской Л.Г. - К.: Колос, 1999. - 384с.

4. Смоляр В. І. Фізіологія та гігієна харчування. — К.: Здоров'я, 2000. — 336 с.

К пищевым добавкам относят природные или синтетические экологиче­ски чистые вещества, которые специально добавляют в пищевые продукты и напитки для выполнения определенных биотехнологических функций.

Основными целями введения пищевых добавок в продукты и напитки является:

1. Создание новых или совершенствование уже существующих техноло­гий подготовки и переработки пищевого сырья, а также изготовления, фа­совки, транспортировки и хранения продуктов питания.

2. Увеличение стабильности и стойкости пищевых продуктов и напит­ков к различным видам ухудшения их качественных показателей.

3. Создание и сохранение структуры продуктов питания.

4. Изменение в лучшую сторону или сохранение органолептических свойств и внешнего вида пищевых продуктов и напитков.

Все пищевые добавки не должны маскировать последствий использова­ния нестандартного сырья, проведения технологических процессов в анти­санитарных условиях и нарушения технологической дисциплины.

Пищевые добавки делятся на 4 группы:

1. Добавки, регулирующие вкус и аромат пищевых продуктов и напит­ков (усилители вкуса и аромата, ароматизаторы, подсластители, замените­ли соли и сахара, кислоты, подкислители) или улучшающие цвет пищевых продуктов и напитков (стабилизаторы окраски, красители, отбеливатели).

2. Добавки, регулирующие консистенцию и формирующие текстуру продуктов (гелеобразователи, загустители, пенообразователи, эмульгато­ры, наполнители и т. д.).

3. Добавки, повышающие сохранность продуктов питания и увеличива­ющие сроки их хранения (консерванты, защитные газы, антиокислители и их уплотнители, влагоудерживающие агенты, антислеживающие агенты, пленкообразователи, стабилизаторы).

4. Добавки, облегчающие и ускоряющие ход технологических и биотех­нологических процессов (ферментные препараты, разрыхлители, экстра- генты, осветлители, осушители, пеногасители, хлебопекарные и кондитерс­кие улучшители и др.).

Большинство пищевых добавок имеют комплексные технологические функции, которые проявляются в зависимости от особенностей пищевой системы.

Приведенная классификация основана на технологических функциях пищевых добавок, к которым не относят вещества и соединения, повышаю­щие пищевую ценность продуктов питания, например витамины, макро­элементы, аминокислоты.

К пищевым добавкам также относят «непищевые вещества», добавляе­мые в продукты питания, как правило, в небольших количествах для улуч­шения внешнего вида, вкусовых качеств, текстуры или для увеличения сро­ков хранения.

Среди основных причин широкого использования пищевых добавок в про­изводстве продуктов питания следует назвать:

1. Современное на мировом уровне, развитие торговли, приводящее к необходимости перевозки продуктов питания (в том числе скоропортя­щихся и быстро черствеющих) на большие расстояния.

2. Непрерывно повышающиеся требования современного потребителя к качеству и ассортименту продуктов питания при сохранении невысокой стоимости.

3. Создание новых видов пищевых продуктов и напитков, отвечающим современным требованиям науки о питании.

4. Разработка новой и совершенствование уже существующей техноло­гии новых и традиционных продуктов питания.

Стандартизация пищевых добавок характеризуется такими требованиями:

1. Данная конкретная добавка должна быть проверена на безопасность для человека.

2. Добавка может быть рекомендована в рамках ее установлен ной безо­пасности и технологической необходимости при условии, что применение этого вещества не введет потребителя в заблуждение относительно типа и состава пищевого продукта и напитка, в которые оно внесено.

3. Для данной добавки должны быть установлены критерии чистоты, необходимые для достижения определенного уровня качества продуктов питания.

При определении целесообразности и эффективности применения пи­щевой добавки как при производстве традиционных пищевых продуктов и напитков, где она ранее не использовалась, так и при создании техноло­гии новых пищевых продуктов и напитков, обязательно необходимо учи­тывать особенности пищевых систем, в которые вносится пищевая добавка. Необходимо правильно определить этап и способ ее внесения, оценить экономическую и социальную эффективность ее использования.

Следует отметить, что концепция рационального питания, одобренная экспертами ФАО/ВОЗ и принятая в Украине и Российской Федерации, предполагает необходимость поступления в организм среднестатистичес­кого человека (здоровый мужчина работоспособного возраста весом около 70 кг) определенного количества компонентов пищи. К ним относятся органические соединения и минеральные вещества, которые непосредст­венно или в преобразованном виде относятся к разрешенным к применению в пищевой промышленности Украины и РФ пищевым добавкам (их более 250). Из них более 200 пищевых добавок являются непосредственными участ­никами обменных физиологических процессов, субстратами и регулятора­ми метаболизма. Это белки, витамины, аминокислоты, олигопептиды и производные их соединений, эфиры глицерина, фосфатиды и жирные кислоты, усвояемые красители, сложные и простые углеводы, минералы. В процессе метаболизма в организме человека, прежде всего пластическом и энергетическом видах обмена, остальные пищевые добавки не принима­ют активного участия. Большая часть таких добавок выводится из организ­ма после окисления, восстановления и гидролиза.

Для оценки экологической безопасности пищевых добавок следует учи­тывать такие критерии:

· острая токсичность;

· метаболизм и токсикокинетика;

· генотоксичность и мутагенность (способность вызывать в организме че­ловека наследственные изменения);

· репродуктивная токсичность, включая тератогенность, то есть способность вызывать аномалии в развитии плода и влияние на способность к воспроизведению потомства;

· субхроническая токсичность;

· хроническая токсичность,

· канцерогенность (способность вы­зывать раковые опухоли).

Известно, что любое вещество может быть как безвредным, так и токсич­ным, что зависит от способа и количества его применения. Очень важную роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в орга­низм); длительность потребления; режим поступления; пути поступления в организм человека. О токсичности пищевых добавок судят по клиничес­ким результатам их воздействия на живой организм подопытных животных.

С целью гигиенической регламентации пищевых добавок на основе ток- сипатологических критериев международными организациями ООН (ВОЗ, ФАО и др.), а также органами здравоохранения отдельных госу­дарств приняты такие величины:

1. ДСП — допустимое суточное поступление: количество вещества, вы­ражаемое в миллиграммах на 1 кг массы тела в сутки, ежедневное поступ­ление которого в организм в течение всей жизни не оказывает негативного влияния на здоровье человека.

ПДК — предельно допустимая концентрация, то есть, предельно до­пустимое, с точки зрения безопасности для здоровья человека, количество пищевой добавки в продукте питания, выражаемое в миллиграммах на 1 кг продукта, которое регламентируется законом. ПДК характеризуется такой концентрацией, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени не вызывает у настоящего и последующих поколений заболеваний или отклонений в состоянии здо­ровья, обнаруживаемых современными методами медицинских исследо­ваний.

Расчет и обоснование предельно допустимой концентрации пищевой добавки в пищевых продуктах (ПДК, в мг кг) следует проводить по формуле:

ПДК = ДСП·М / Р,

где ДСП — допустимое суточное поступление в миллиграммах на 1 кг мас­сы тела в сутки;

М - средняя масса тела человека, кг;

Р — количество продукта в суточном рационе (кг), в котором может содержаться регламентируемая пищевая добавка.

При применении человеком пищевых добавок следует руководство­ваться принципом: «Запрещено все, что не разрешено». А поэтому исполь­зование в кулинарии, пищевой промышленности и т. п. пищевых добавок запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не получили одобрения соответствующих органов.

Международный опыт организации и проведения системных токсико- лого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специаль­ном документе ВОЗ «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания».

Очень важной проблемой при гигиенической регламентации пищевых добавок в продуктах питания является комбинационная токсикология и возможные химические взаимодействия между различными компонента­ми, что может вызвать нежелательный эффект. Следовательно, внесение различных добавок (особенно красителей) в пищевые продукты требует дополнительных исследований химического состава смеси.

Группировка пищевых добавок с учетом основ их классификации про­водится по технологическим фракциям и состоит из 5 групп:

1. Добавки, улучшающие цвет, аромат и вкус пищевых продуктов и на­питков.

2. Добавки, регулирующие консистенцию продуктов и напитков.

3. Добавки, способствующие увеличению сроков годности.

4. Добавки, ускоряющие и облегчающие ведение технологических про­цессов.

5. Добавки как вспомогательные материалы.

Известно, что главным критерием выбора продуктов и напитков потре­бителем является их цвет, аромат и вкус. Потребитель от каждого пищевого продукта и напитка ожидает аппетитного внешнего вида и, особенно, арома­та, а также привычного приятного вкуса. Веками человечество улучшало внешний вид, аромат и вкус своих пищевых продуктов и напитков, добавляя к ним соль, пряности, уксус и т. д. В дальнейшем, с развитием высокотехно­логического промышленного производства пищевых продуктов и напитков появилась необходимость добавлять к ним вещества, которые значительно улучшают такие показатели их качества, как цвет, аромат и вкус.

Доказано, что цвето-, аромо- и вкусообразующие вещества, которые ес­тественным образом находятся в пищевом сырье, являются весьма нестой­кими. При определенных условиях промышленной переработки (высокая температура, холод, давление, вакуум и т. д.) и длительном хранении они часто улетучиваются и разрушаются. Исходя из этого, в пищевые продук­ты и напитки нужно добавлять аналогичные им вещества извне. Этим приемом следует пользоваться при создании технологии новых продуктов или для расширения ассортимента традиционных продовольст­венных товаров (кондитерских кремов, безалкогольных, слабоалкогольных и алкогольных напитков).

Красители. Огромное значение для потребителя имеет цвет пищевого продукта и напитка. Этот показатель характеризует не только свежесть и ка­чество продукта, но и необходимые параметры его узнаваемости. Известно, что за цвет продукта и напитка отвечают присутствующие в них красители, которые могут содержаться естественным образом (морковь, свекла, яичный желток, тыква и др.) или могут быть добавлены в процессе технологической переработки. Добавленные красители восстанавливают природную окраску, утраченную в процессе обработки соответствующего пищевого сырья и хра­нения. Красители повышают интенсивность природной окраски; окрашива­ют бесцветные продукты и безалкогольные напитки, придавая им привлека­тельный вид и цветовое разнообразие.

Все красители делятся на органические и неорганические; на жироводо- растворимые и пигменты (нерастворимые ни в воде, ни в жире). Красителями не считаются природно окрашенные пищевые продукты, также как и натуральные соки (особенно томатный, шпинат, молотые сухие свекла, морковь, тыква и т. п.). Подразделяются красители на натуральные и синтетические. Выделяют натуральные красители физическими способами из растительных и животных источников или подвергают их химической модификации для улучшения технологических и потребительских свойств. Целый ряд красителей полу­чают не только их выделением из природного сырья, но и синтетически. Например, ß-каротин, полученный из моркови, по своему молекулярному строению соответствует ß-каротину, полученному микробиологическим или химическим путем. Следует отметить, что натуральный ß-каротин на­много дороже микробиологического или химического и поэтому редко ис­пользуется в пищевой промышленности как краситель.

Для натуральных пищевых красителей сырьем могут быть цветы, ягоды, листья, корнеплоды, овощи, фрукты и т. д., а также отходы переработки рас­тительного сырья на консервных и винодельческих заводах. Содержание красящих веществ в растительном сырье зависит от клима­тических условий произрастания, состава почвы и времени сбора плодов и ягод. Современные технологические процессы позволяют получать пре­параты натуральных пищевых красителей с заданными свойствами и стан­дартным содержанием основного красящего вещества.

По химическим и биохимическим свойствам красящие вещества природного происхождения чаще всего относятся к флавоноидам (флавоны, антоцианы, флавонолы) и каротиноидам. Кроме того, широко распространены в природе хлорофилл, бетанин, рибофлавин, кармин, пигменты (сахарный колер) и др.

К синтетическим пищевым красителям относятся органические соеди­нения, которые не встречаются в природе и являются искусственными. Они подразделяются на азокрасители, триарилметановые, ксантановые, хиноли- новые, индигоидные. Все они относятся к натриевым солям. Синтетические пищевые красители прекрасно растворяются в воде, что позволяет вносить их в продукт или напиток в виде водных растворов или растворов в жидких компонентах продукта. Для окрашивания драже используют пигменты.

Синтетические пищевые красители дешевле натуральных. Они менее чувствительны к условиям технологической переработки и хранения, дают яркие и легко воспроизводимые цвета. Применяют красители при произ­водстве различных кондитерских изделий, безалкогольных, слабоалко­гольных и алкогольных напитков, мясных продуктов, консервов, рыбных продуктов, продуктов быстрого приготовления, чипсов, соусов и т. д.

Отбеливатели. Отбеливающие вещества предотвращают и устраняют нежелательное окрашивание продукта и напитка, вызванное химической реак­цией между его компонентами. По своей химической природе отбеливате­ли относятся к окислителям или восстановителям. Химическое действие окислителей основано на выделении ими активного кислорода или хлора, которые взаимодействуют с нежелательными красящими веществами про­дукта, превращая их в неокрашенные соединения. Химические действия восстановителей (диоксида серы, сульфатов) за­ключаются в замедлении процессов ферментативного и неферментативно­го побурения. Окислители проявляют и другое действие, являясь, прежде всего, консервантами. Восстановители — антиокислителями.

Применяются отбеливающие вещества при отбеливании муки, зерна, крахмала, орехов, бобовых культур, желатина, рыбных консервов, маринадов, крабового мяса, тресковых пород рыб, кишек, отдельных сортов сыра и т. п.

Стабилизаторы окраски. Функции стабилизаторов окраски заключа­ются в сохранении природной окраски пищевых продуктов и напитков при их переработке и хранении или замедлении нежелательного изменения ок­раски. Изменение окраски пищевого продукта и напитка при переработке и хранении могут вызывать кислород, окислительно-восстановительные процессы, кислоты и основания, гидролиз, полимеризация или другие хи­мические реакции, а также действия различных ферментов.

Применяются стабилизаторы окраски при производстве мясопродуктов, колбасных изделий, продуктов переработки фруктов, овощей и ягод (консер­вы, сухофрукты, соки, пульпы, пюре, свежеизмельченные фрукты, ягоды и овощи и т. п.), сухих молочных продуктов, яичного порошка, плавленых сыров, вина, сока белого винограда и полупродуктов сахарного производства.

Пищевые продукты и напитки, окраску которых необходимо стабилизиро­вать, и, соответственно, стабилизаторы окраски делятся на три большие группы:

Группа А. В мясной промышленности стабилизаторы окраски необхо­димы для стабилизации красного цвета мясопродуктов. Так обработка мяса нитритом натрия приводит к образованию нитрозомиоглобина, который обеспечивает нужный цвет при хранении, варке и запекании. При добавле­нии таких восстановителей, как аскорбиновая кислота, ее соли и эфиры не только ускоряют процесс образования красного цвета, но и увеличивают срок хранения продукта.

Группа Б. Растительное пищевое сырье, которое содержит хлорофилл, при переработке склонно к вымыванию зеленой окраски. Если добавлять при этом небольшое количество ионов меди, окраска возвращается. Для со­хранения зеленой окраски подвергаемых термообработке овощей, фруктов, ягод часто используют монофосфат натрия, который также поддерживает оптимальную для сохранения окраски кислотность среды (рН = 6,8...7,0). Для этих целей предпочтительно использовать смесь карбоната магния с фосфатом натрия.

Группа В. Известно, что ряд продуктов и напитков из растительного сырья склонны к ферментативному и неферментативному побурению. Фер­ментативное побурение вызывают вещества коричневого цвета, образую­щиеся в ходе реакций катализируемыми ферментами. Для предотвращения ферментативного побурения необходимо инактивировать или разрушить соответствующие ферменты. При этом используют: добавку ингибиторов (ас­корбиновая кислота, диоксид серы или сульфиты): повышение кислотнос­ти среды добавкой кислот пли ферментацией; связывание ионов металлов.

Необходимым условием ферментативной реакции является наличие кофапторов, роль которых выполняют свободные ионы металлов Си, Fе, Са, Zn, Мg. Если эти ионы перевести в растворимые комплексы, фермен­ты работать не будут.

Неферментативным побурением называют целую группу реакций, которая включает образование карбонильных полупродуктов, а также полимерных ко­ричневых пигментов. К этой группе принадлежит реакция меланоидинооб- разования — взаимодействие редуцирующих Сахаров с аминокислотами.

Известно, что диоксид серы, сернистая кислота и ее соли предотвраща­ют как ферментативные, так и неферментативные потемнения пищевых продуктов и напитков. Они действуют более эффективно, потому что, в от­личии от других восстановителей, обладают способностью очень быстро проникать сквозь клеточную мембрану.

Пищевые ароматизаторы. Это — добавки, вносимые в пищевой продукт или напиток для улучшения их аромата и вкуса. Пищевые ароматизаторы представляют собой вкусоароматические вещества или их смесь с раство­рителем или сухим наполнителем. В состав ароматизатора входит традиционное пищевое сырье и пищевые добавки, в том числе и концентрированные. Соки, сиропы, варенья, вина, коньяки, ликеры, а также пряности (свежие, сухие и механически обработан­ные) не относятся к ароматизаторам, так как указанное сырье может приме­няться как пищевой продукт или напиток — типичный ингредиент пищи (его нельзя считать добавкой).

Все ароматизаторы подразделяются на натуральные, идентично нату­ральные и искусственные. Натуральные ароматизаторы включают в себя натуральные ароматические компоненты, то есть химические соединения или их смеси, выделенные из натурального сырья с применением физичес­ких методов, а также полученные с помощью биотехнологии. Разновиднос­тью натуральных ароматизаторов являются эссенции — водно-спиртовые вытяжки или дистилляты летучих веществ из растительного сырья.

Идентичные натуральным ароматизаторы имеют в своем составе минимум один искусственный компонент, идентичный натуральному, и могут содержать несколько натуральных компонентов. Идентичные натуральные компонен­ты — это химические соединения, идентифицированные в сырье растительно­го или животного происхождения, но полученные химическим синтезом или выделенные из натурального сырья с применением химических методов.

Искусственные ароматизаторы в своем составе имеют минимум один искусственный компонент, а также могут содержать натуральные и иден­тичные натуральные компоненты. В целом, это химические соединения, не идентифицированные до настоящего времени в сырье растительного или животного происхождения и полученные путем химического синтеза.

Применение всех видов ароматизаторов позволяет:

1. Создать технологию широкого ассортимента пищевых продуктов, от­личающихся по вкусу и аромату, на основе однотипной продукции: леден­цовой карамели, мармелада, безалкогольных и слабоалкогольных напит­ков, желе, мороженого, йогуртов, жевательной резинки и др.

2. Восстановить вкус и аромат, частично утерянный при хранении или переработке — замораживании, пастеризации, стерилизации, консервации, концентрировании.

3. Стабилизировать вкусоароматические характеристики пищевой продукции вне зависимости от ежегодных колебаний качества исходного натурального сырья.

4. Усилить имеющийся у продуктов и напитков натуральный вкус и аромат.

5. Придать аромат продукции на основе некоторых ценных в питатель­ном отношении, но лишенных аромата видов сырья (продуктам переработ­ки сои и др.).

6. Придать аромат продукции, получаемой с использованием технологи­ческих процессов, при которых не происходит естественного образования аромата (приготовление пищи в микроволновых печах).

7. Избавить пищевые продукты и напитки от неприятных привкусов.

Категорически не допускается использование ароматизаторов любых видов для маскировки изменения аромата пищевых продуктов, обуслов­ленного их порчей или недоброкачественностью сырья.

Выпускаются ароматизаторы в виде жидких, сухих и пастообразных продуктов. Получают ароматизаторы в результате физических (экстрак­ция, дистилляция, растворение, смешение) или химических процессов.

Усилители вкуса и аромата. Эти пищевые добавки усиливают (моди­фицируют) восприятие вкуса и аромата путем стимулирования окончаний вкусовых нервов, хотя сами усилители могут не иметь ни собственного за­паха, ни вкуса. В целом, усилители вкуса и аромата позволяют усилить, вос­становить и стабилизировать вкус и аромат или его отдельные составляющие, утрачиваемые при переработке и хранении пищевого продукта, а также смягчить отдельные нежелательные составляющие вкуса и аромата.

Рибонуклеиновые кислоты и их соли усиливают соленый, мясной, рыб­ный и другие гастрономические вкусы и ароматы, хотя сами не пахнут и не имеют вкуса в обычной дозировке. Модификатором вкуса является также поваренная соль. Пищевым продуктам она не только придает соленый вкус, но и обладает свойствами усиливать их сладость, а также маскировать при­вкусы горечи и металла.

Области применения усилителей вкуса и аромата: фруктовые соли, кон­дитерские изделия, продукты переработки овощей, фруктов и ягод, мясо- и рыбопродукты, продукты быстрого приготовления и др.

Подсластители (интенсивные). К интенсивным подсластителям отно­сят пищевые добавки несахарной природы, применяемые для придания пи­щевому продукту сладкого вкуса. Эти добавки в сотни раз слаще сахара. Подсластители не требуют для усвоения организмом инсулина, не несут энергетической нагрузки, не вызывают кариеса. Они предназначены для производства низкокалорийных и диабетических продуктов питания. Ха­рактеристика вкуса подсластителей не полностью совпадает с профилем вкуса сахара, то есть сладость может наступать позже или раньше, сохра­няться дольше или исчезать почти сразу, иметь более сильные или слабые, чем у сахара, свойства, горьковатый, соленый или другие оттенки вкуса. А поэтому для приближения характеристики сладости в реальных пище­вых продуктах используют соответствующие смеси подсластителей, кото­рые совместно усиливают сладость продуктов и напитков.

В процессе выбора подсластителя для продуктов с длительным сроком годности необходимо обращать внимание на его стабильность при хранении.

Применяются подсластители при производстве безалкогольных напит­ков, жевательной резинки, соусов, при консервации фруктов и овощей, в молочной, хлебобулочной и кондитерской промышленности, а также при производстве столовых подсластителей для прямой продажи населению.

Заменители сахара. Сахарозаменители придают пищевым продуктам и напиткам сладкий вкус, а также выполняют другие технологические функ­ции сахара и могут использоваться при производстве продуктов для больных сахарным диабетом. По своей химической природе сахарозаменители отно­сятся к полиспиртам. Фруктоза также относится к сахарозаменителям.

По силе сладости сахарозаменители не очень отличаются от сахара и имеют следующие ориентировочные коэффициенты сладости (К_сл): изомальтит — 0,4; ксилит — 0,9; лактит — 0,35; мальтитный сироп — 0,65; манит — 0,6; сор­бит — 0,55. Это позволяет получать продукт, аналогичный продукту с саха­ром не только по сладости, но и по консистенции. Сила сладости сахарозаменителей зависит от концентрации и наличия других сладких веществ. Смеси сахарозаменителей друг с другом в опти­мальных количествах проявляют эффект организма (взаимного усиления сладости). В смссях сладких веществ достигается необходимый профиль сладости, достаточно близкий к профилю сладости сахара, чего не обеспе­чивают индивидуальные подсластители.

Очень важной областью использования сахарозаменителей и их смесей с подсластителями является производство низкокалорийных и диабетиче­ских кондитерских изделий и мороженого.

Рассчитывают дозировку сахарозаменителей по коэффициенту сладо­сти, а затем уточняют по результатам дегустации. Вносят в продукт замени­тели сахара в виде сиропа. Применяют подсластители при производстве безалкогольных напитков, мороженого, консервировании фруктов, ягод и овощей, в хлебопекарной и кондитерской промышленности, а также при прямой продаже населению.

Подкислители. В пищевых продуктах и напитках подкислители вызыва­ют приятный кислый вкус. В качестве подкислителей используются как органические, так и неорганические кислоты. К органическим кис/ютам отно­сятся фруктовые кислоты, то есть вещества, встречающиеся в соответству­ющих фруктах и ягодах. Это винная, лимонная, яблочная и другие кислоты.

По числу атомов водорода (неорганические кислоты) или карбоксиль­ных групп (органические кислоты) различают одно-, двух-, трех- и много- основные кислоты. К пищевым одноосновным кислотам относятся соляная (НС1) и уксусная (СН₃СООН); к двухосновным — серная (Н₂S0₄) и янтар­ная (НООССН₂СН₂СООН); к трехосновным — фосфорная (Н₃РО₄) и ли­монная (НООССН₂С(ОН)(СООН)СН₂СООН).

Пищевой продукт или напиток имеет кислый вкус, когда рН < 4,5. То есть ощущение кислого вкуса пропорционально концентрации ионов водорода. Почти все кислоты, кроме кислого, могут иметь собственный вкус (лимон­ная), а могут обладать чистым кислым вкусом (фосфорная). Вот почему растворы разных кислот с одинаковым рН могут восприниматься по-разно­му, что характеризуется их кислотностью.

Значительно влияет на восприятие кислого вкуса пищевого продукта и напитка присутствие буферных соединений, сладких и вкусовых веществ. Чтобы усилить ощущение кислого вкуса, необходимо увеличить вязкость продукта, то есть задержать его во рту и на языке.

Применяются подкислители при производстве разных напитков, мари­нованных ягод, фруктов и овощей, фруктовых и ягодных сиропов, марме­ладов, рыбопродуктов, желе, твердой и мягкой карамели, кислых драже, жевательной резинки, фруктового мороженого и т. п.

Заменители соли. Это вещества, которые придают продуктам соленый вкус. Обычная соль (хлорид натрия) придает продуктам привычный чис­тый соленый вкус. Однако при заболевании (почек, сердца, гипертонии и т. п.) больным не рекомендуется употреблять соль из-за содержащегося в ней натрия.

С целью сохранения для таких больных привычного вкуса знакомых продуктов необходимо использовать заменители соли, не содержащие ионов натрия: кальциевые, калиевые или магниевые соли органических и неорга­нических кислот. Такие соли имеют удовлетворительный соленый вкус, но не типичный вкус хлорида натрия.

Используют заменители соли в основном при производстве диетичес­ких продуктов и напитков.

Эмульгаторы. Это добавки, делающие возможным или облегчающие получение эмульсий и их стабилизирующие. Представляют собой эмуль­сии коллоидные системы из двух или более несмешивающихся фаз с разви­той поверхностью раздела между ними. То есть одна из фаз в виде жидкос­ти образует непрерывную дисперсионную среду, но объему которой дисперсная фаза распределена в виде мелких твердых частиц, капель или пузырьков (<10 ¹ см). Если дисперсной фазой является масло, что часто встречается в пище­вой промышленности, а дисперсионной средой - вода, то такая эмульсия относится к типу «масло в воде» (М/В) и называется прямой. К такой эмульсии относится майонез. В других случаях, эмульсия «вода в масле» (В/М) называется обратной. К такой эмульсии относится маргарин.

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 характеризуются полной растворимостью ПАВ в воде, гидрофобные (углеводородные) при высокой молекулярной массе способствуют растворению ПАВ в неполярных сферах. В смеси формиру­ется пограничный слой, благодаря которому снижается поверхностное на­тяжение и становится возможным или облегчается образование эмульсий. Действие эмульгаторов следует рассматривать шире. Образование про­странственных и электрических барьеров дополнительно стабилизирует эмульсии, т. е. предотвращает повторное слипание уже сформировавшихся частичек дисперсной фазы и повторное расслоение.

Эмульгатор ускоряет образование эмульсий и стабилизирует тот их тип, в дисперсной среде которого он лучше растворим. Все эмульгаторы характеризируются многосторонним действием: они ответственны за взаимное распределение двух несмешивающихся фаз, за консистенцию пищевого продукта и напитка, их пластичные свойства, вязкость и ощущение наполненности во рту.

Применяют эмульгаторы для равномерного распределения нераствори­мых в воде ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов и концентратов, пряностей в напитках и пищевых продуктах.

Пенообразователи. К пенообразователям относятся эмульгаторы, которые создают условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты. Пена — это тонкая дисперсия воздуха в жид­кости или твердом теле. Для образования пены используются поверхност­но активные свойства пенообразователей. Применяются пенообразователи при изготовлении кондитерских изделий, молочных коктейлей и пива.

Загустители. Это добавки, увеличивающие вязкость пищевых продук­тов и напитков, загущающие их. Одновременно с этим, загустители улуч­шают и сохраняют структуру пищевого продукта, позволяют получать про­дукты с нужной консистенцией. Все это положительно влияет на вкусовое восприятие продукта и напитка. Загустители, благодаря способности уве­личивать вязкость водных сред, стабилизируют дисперсные системы (сус­пензии, эмульсии и пены).

Загустители представляют собой гидроколлоиды, молекулы которых являются линейными или разветвленными полимерными цепями, сверну­тыми в клубки. Благодаря своим многочисленным полярным группам, особенно гидроксильным, загустители, добавленные в пищевой продукт и напиток, вступа­ют во взаимодействие с имеющейся в них водой. При этом полярные моле­кулы воды располагаются вокруг полярных групп загустителя.

Макромолекулы, которые при набухании переходят в вытянутое состо­яние, в наибольшей степени увеличивают вязкость, так как гидродинами­ческое сопротивление вытянутых полимерных цепей является наибольшим. С увеличением длины цепи вязкость продукта возрастает экспотенциально. Применяемые в качестве загустителей гидроколлоиды, которые при­надлежат к группе полисахаридов, имеют растительное происхождение.

В пищевой промышленности применяют как натуральные полисахариды, так и модифицированные. Подразделяют полисахариды, полученные из растений, на экссудаты, смолы (защитные коллоиды, выделенные растением при повреждениях) и муку семян (резервные полисахариды растений). К модифицированным полисахаридам относят сложные эфиры, целлю­лозу и карбоксилметилцеллюлозу. К микробным полисахаридам относят ксантан.

По химическому строению растительные гидроколлоиды подразделя­ются на три группы:

1) кислые полисахариды с остатками уроновой кислоты;

2) кислые полисахариды с остатками серной кислоты;

3) нейтральные полисахариды.

В пищевой промышленности 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). Эффективность действия гидроколлоидов определяется не только со­ставом пищевого продукта, способом его получения и условиями хранения, но и структурными особенностями их молекул (длина цепи, степень раз­ветвления, наличие гликозидных связей). Большое значение имеет способ приготовления раствора (дисперсии), интенсивность и время перемешива­ния, температура, значение рН, присутствие электролитов, минеральных и гидратирующих веществ, например, сахара, возможность образования комплексов с другими соединениями, процессы распада, вызываемые фер­ментами и микроорганизмами.

При совместном использовании двух и более загустителей проявляется синергический эффект: смеси загущают сильнее, чем можно было бы ожи­дать от суммарного действия компонентов. Применяются загустители в продуктах глубокой заморозки, в фрукто­вых наполнителях и других продуктах переработки фруктов и ягод, в фрук­товых и овощных консервах, различных растительных напитках, при изго­товлении диетических низкокалорийных продуктов.

Гелеобразователи (желеобразователи и желирующие вещества). К ним относятся вещества (добавки), которые при определенных условиях спо­собны образовывать гели. Гели (желе) представляют собой дисперсные двухкомпонентные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость. В пищевых системах это обычно вода, и гель называется гидрогелем. Дисперсной фазой является желеобразователь, полимерные связи которого образуют поперечно сшитую сетку. В таком сложном системе вода физически связана и полностью теря­ет подвижность. Вот почему консистенция пищевого продукта изменяется. Доказано, что четкого разграничения между гелеобразователями и загу­стителями не существует. Эти группы веществ представляют собой макро­молекулы с гидрофильными соединениями, которые вступают в физичес­кое взаимодействие с имеющейся в продукте водой. Практически гель является закрепленной формой коллоидного раство­ра, золя. Для того чтобы превратить золь в гель, необходимо, чтобы между распределенными в жидкость молекулами начали действовать силы, вызы­вающие межмолекулярную сшивку. Геле-образователи способны выполнять функции стабилизаторов пены и средств для обработки виноматериалов.

Применяются гелеобразователи при производстве фруктовых и ягод­ных наполнителей, мармеладов, желе, варенья, в кондитерской промыш­ленности, при производстве низкокалорийных продуктов, кисломолочных продуктов, молочно-фруктовых напитков, при производстве сгущенного молока и сливок, плавленых сыров и новых продуктов на основе эмульсий.

Как только человек перешел к оседлому образу жизни, у него появилась потребность сохранять в течение определенного времени продукты пита­ния. Сначала человек это делал с помощью огня и дыма. Потом — с помощью соли, уксуса, в настоящее время — располагает арсеналом веществ, которые способствуют увеличению сроков годности пищевых продуктов и напитков. К этим веществам относятся большие классы пищевых добавок: консерван­ты, антиокислители, стабилизаторы, влагоудерживающие агенты и т. д. Та­кие вещества защищают продукты и напитки от самых разных видов их порчи: микробиологической, окислительной, изменения консистенции, физико-химических свойств, ухудшения органолептических характерис­тик и потери пищевой ценности.

Консерванты. К консервантам относятся вещества, которые подавляют развитие микроорганизмов. Это дает возможность предотвратить микроби­ологическую порчу пищевых продуктов, что увеличивает сроки их годнос­ти в несколько раз. Если консерванты лишь предотвращают развитие неже­лательной микрофлоры, то вернуть испорченному продукту приемлемое качество они не могут. Консерванты условно делятся на собственно консерванты и вещества, об­ладающие консервирующим действием (помимо других полезных свойств).

Действие собственно консервантов непосредственно направлено на клетки микроорганизмов (замедление ферментативных процессов, синтеза белков, разрушение клеточных мембран и т. п.). Вторые отрицательно влияют на микробы, главным образом за счет снижения рН среды, активности воды или концентрации кислорода. Каждый консервант, соответственно, прояв­ляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов и напитков, то есть каждый консервант имеет свой спектр действия. Вот почему эффективным является совместное ис­пользование нескольких консервантов разного спектра действия и сочета­ние консервантов с физическими способами консервирования (сушкой, на­греванием, охлаждением и т. д.).

Добавки, обладающие консервирующим действием (сахар, уксус, пова­ренная соль, этиловый спирт, диоксид углерода и т. п.), используют в пище­вой промышленности и кулинарии обычно в количестве нескольких про­центов или десятков процентов.

Установлено, что сахар проявляет антимикробное действие, начиная с концентрации примерно 60%. В целом, необходимая концентрация консервирующих веществ определяется вкусовыми характеристиками готово­го продукта и напитка. Вещества, условно отнесенные к консервантам. - сорбиновая и бензой­ная кислоты, низин, диоксид серы и др. — используются в пищевой промышленности в гораздо меньшем количестве (менее 0,5%) и практически не влияют на органолептические показатели продукта.

Обязательным условием эффективного использования любого консер­ванта является его равномерное распределение в продукте и напитке, луч­ше всего — растворение. Количество и стадия внесения консерванта опре­деляется технологическими регламентами и инструкциями. Выбор самого консерванта и его дозировки во многом зависит от степе­ни бактериальной загрязненности, условий хранения, физико-химических свойств продукта (рН, активность воды и др.), технологии его получения и желаемого срока годности.

Защитные (инертные) газы. Инертные газы или их смеси защищают пищевой продукт от воздействия окружающей среды. Использование упа­ковки с защитным газом требует применения газонепроницаемых упако­вочных материалов (полимерные пищевые пленки и т. п.). Технология хранения продуктов и напитков в атмосфере пищевых газов вместо воздуха называется «упаковкой с регулируемой атмосферой». В це­лом, защитные инертные газы замещают воздух и таким образом уберегают пищевые продукты от контакта с кислородом, который участвует в процес­сах окисления компонентов и необходим аэробным микроорганизмам для дыхания. Использование в пищевой промышленности защитных инертных газов предохраняет пищевые продукты и напитки от окислительной и мик­робиологической порчи.

В обработанных защитными газами пищевых продуктах угнетаются толь­ко аэробные микроорганизмы. Однако на развитие патогенных анаэробов, вы­зывающих инфекции и интоксикации, защитные инертные газы не влияют. В качестве защитных газов обычно в пищевой промышленности исполь­зуют азот и диоксид углерода индивидуально или в смеси.

Применяются защитные инертные газы при бункерном хранении муки, чая, пряностей, круп; при хранении добавок в потребительской упаковке, сыров, охлажденного светлого мыса и мясопродуктов, птицы, рыбы, ово­щей, фруктов, ягод, грибов, орехов, соков, безалкогольных напитков, хлебо­булочных изделий, полуфабрикатов из теста, жировых продуктов, сухих зав­траков, макаронных изделий, яиц и др. К защитным газам, разрешенным к применению в производстве пищевых продуктов и напитков, относятся: диоксид углерода, азот, аргон, гелий, оксид азота. Их чистота должна соответствовать существующим стандартам.

Антиокислители. Это вещества (антиоксиданты, ингибиторы окисле­ния), которые замедляют процесс окисления пищевых продуктов и напит­ков, предохраняя главным образом фрукты, овощи, ягоды и продукты их переработки от потемнения. Они замедляют ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков и, тем самым, увеличивают сроки их годности в несколько раз. Антиокислители не допускают химических реакций кислорода воздуха с компонентами пищевого продукта, прерывая реакцию окисления (дезак­тивируя активные радикалы) или разрушая уже образовавшиеся перекиси. Чем выше дозировка антиоксидантов, тем больше срок годности продукта. Однако поднимать концентрацию антиокислителя выше 0,02% по техноло­гическим и гигиеническим соображениям нецелесообразно. Сам процесс окисления продукта является самоускоряющимся. А по­этому, чем раньше к продукту или напитку добавлен антиокислитель, тем большей эффективности от него можно ожидать. Следует отметить, что ес­ли скорость окисления продукта уже достигла своего порогового значения, добавлять антиоксидант бесполезно. Обязательным условием эффективно­го применения антиокислителей является обеспечение их полного раство­рения или диспергирования в продукте.

Области применения стандартных антиокислителей (аскорбиновая кислота, аскорбат натрия, аскорбат кальция, аскорбат калия, сульфат ка­лия, фосфатиды и др.): пивоварение, виноделие, безалкогольная промыш­ленность, масложировая, консервная и кондитерская промышленности.

Синергисты антиокислителей. К ним относятся вещества, которые не обладают антиокислительным действием, но усиливают эффективность ан­тиокислителей. Это в основном кислоты и комплексообразователи, которые являются донорами водорода, необходимого для регенерации антиокисли­телей. В целом, действие комплексообразователей основано на связывании (перевода в неактивную форму ионов металлов, катализирующих окисление). Применяются синергисты совместно с антиокислителями в безалкоголь­ной промышленности, пивоварении, виноделии, производстве спиртосо­держащих кондитерских изделий и сыров.

Стабилизаторы замутнения. Это вещества (добавки), которые сохраня­ют во взвешенном состоянии мелкодисперсные частицы замутненных жид­костей, представляющие собой суспензии частиц мути в жидкости пищевого продукта. Цель стабилизаторов замутнения заключается в предотвраще­нии осаждения частиц мути на дно или на поверхность жидкости.

В безалкогольных и слабоалкогольных напитках замутняющими частица­ми могут быть мельчайшие частицы мякоти фруктов, ягод и овощей, эфир­ные масла или другие аналогичные вещества. Эффективными стабилизато­рами замутнения могут быть загустители, которые увеличивают вязкость жидкой фазы, тем самым затрудняя перемещение по ней частичек мути, т. е. стабилизируя систему. Например, стабилизирующее действие кислого полисахарида на фрук­товый или ягодный соки с мякотью основано на нейтрализации образую­щимися при диссоциации отрицательно заряженными молекулами полиса­харида положительного заряда поверхности замутняющих частиц. Таким образом, сокращается возможное взаимодействие между заряженными час­тицами замутнителя, способное вызвать флоакуляцию. Пищевые волокна (пектин) аналогично другим загустителям увеличи­вают вязкость замутненных напитков (например, ягодных, фруктовых и овощных соков), а также, обладая собственными отрицательными заряда­ми, нейтрализируют, подобно кислому полисахариду, положительный за­ряд на поверхности замутненных частиц. Все это эффективно предотвра­щает распад суспензии.

В безалкогольной промышленности, ароматизации прохладительных напитков используют эфирные масла, полученные в основном из кожуры цитрусовых, которые имеют плотность меньше единицы. Они стремятся подняться на поверхность напитка и образовать там жирные пятна. Подбирая соответствующие эмульгаторы, можно увеличить плотность частиц масла, тем самым предотвратив расслоение напитка. Дозировка таких эмульгато­ров составляет 0,02...0,5%. Их действие можно усилить добавкой пектина.

Такие вещества добавляются к продукту или напитку в процессе их про­изводства для достижения определенных технологических целей, ускоре­ния технологических процессов, облегчения их ведения (иногда без них осуществление технологического процесса вообще невозможно).

В целом, значительная часть добавок, ускоряющих и облегчающих веде­ние технологических процессов, остается в пищевом продукте и напитке до его использования и употребления вместе с ними в пищу. Имеются и такие технологические добавки, которые разрушаются в процессе получения продукта. К ним относятся вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов.

Регуляторы кислотности. Это вещества, поддерживающие и устанавлива­ющие в пищевом продукте определенное значение рН. Добавка пищевых кислот снижает рН продукта, добавление щелочей — увеличивает, а добавка буферных веществ поддерживает рН на определенном заданном уровне. Компоненты буферной смеси всегда находятся в состоянии химического или биохимичес­кого равновесия. В такой системе значение рН слабо меняется при концентри­ровании, разбавлении и введении относительно небольшого количества ве­ществ, которые взаимодействуют с одним из компонентов буферной системы. В производстве пищевых продуктов и напитков чаще всего компонента­ми буферной системы являются слабая кислота (основание) и ее соль с сильным основанием (кислотой). В процессе добавки солей слабых кис­лот (ацетата натрия) или оснований (хлорида аммония) можно нейтрали­зовать сильнокислые и сильнощелочные растворы, то есть сделать их сла­бокислыми и слабощелочными. В современном и перспективном производстве пищевых продуктов и на­питков установление и поддержание определенного оптимального значения рН имеет очень большое значение. Низкое значение рН способствует про­длению сроков годности продукта, так как создает неблагоприятные усло­вия для развития микроорганизмов и усиливает действие консервантов.

Эмульгирующие соли. В производстве к ним относят вещества, добав­ление которых способствует образованию эмульсий, однако эмульгаторами являются не сами эти вещества, а продукты их взаимодействия с белковы­ми молекулами субстрата.

Средства для капсулирования. Это вещества, добавление которых в про­дукт способствует образованию защитного обволакивающего слоя в форме капсул или микрокапсул на поверхности пищевых компонентов, благодаря чему увеличивается срок годности последних.

Средства для капсулирования защищают продукт от атмосферных воздействий (света, ультрафиолетового излучения, влаги, окисления, высыха­ния), предотвращают реакции между отдельными компонентами пищевого продукта, а также позволяют переводить водорастворимые вещества в маслодиспергируемую форму и наоборот. Капсулированию подвергаются твердые, жидкие и газообразные веще­ства, а капсулированные жидкости можно перерабатывать как порошки.

В качестве средств для капсулирования обычно используют различные крахмалы и желатин. Капсулы из крахмала наполняют порошкообразными пищевыми веществами. Различают жесткие и мягкие желатиновые капсулы. Первые наполняют порошкообразными веществами, вторые — жидкостями и эмульсиями (эфирными маслами или рыбьим жиром).

Области применения: для сохранения качества растительных масел, ви­таминов, ферментов, пряностей и их экстрактов, ароматизаторов и арома­тических веществ.

Пеногасители и антивспенивающие агенты. Эти вещества (добавки) на определенных стадиях ряда технологических процессов производства пи­щевых продуктов и напитков предотвращают или снижают образование пе­ны. Пеногасители полностью разрушают уже образовавшуюся пену. В результате применения пеногасителей и антивспенивающих агентов ускоряется и облегчается ведение таких технологических процессов, как фильтрование, перекачка продукта любыми насосами, дозирование и роз­лив жидкостей в бутылки, банки и другую посуду. Антивспенивающие агенты замещают пенообразователи на границе по­верхности раздела газовой и жидкой фаз и, образуя там непроницаемую по­верхностную пленку, повышают при этом поверхностное напряжение. Они не должны растворяться в жидкостях, к которым добавляются.

Отрицательно влияют на пенообразование жирные спирты, полисилок- саны, природные жиры и масла, полигликолиевые, моно- и диглицериды, полисорбаты, сложные эфиры сорбитана и жирных кислот. Дозирование этих добавок незначительно (достаточно несколько мил­лиграмм на 1 кг продукта). Доказано, что в конечных продуктах они отсут­ствуют или присутствуют в следовых количествах.

Применяются пеногасители и антивспенивающие агенты при производ­стве фруктовых соков и других нагшгков в упаковках и бутылках, консер­вированных овощей, ягод, сиропов, фруктовых продуктов, варенья, марме­ладов и желе, растворимого кофе, пекарских дрожжей и т. п.

Вещества, облегчающие фильтрование. К этим веществам относятся ос­ветлители, адсорбенты и флоакулянты. В целом, это инертные нерастворимые вещества, повышающие эффективность фильтрования, то есть облегчающие и улучшающие отделение твердых частиц от жидкостей (нива, воды, вина и т. п.) пли газов при фильтровании, ускоряющие и делающие возможным удаление нежелательных замутняющих компонентов из жидкостей, преимущественно из таких напитков, которые длительное время должны оставаться прозрачными. Вещества (добавки), облегчающие фильтрование, не должны изменять химический и биохимический состав фильтруемого вещества. Они прида­ют фильтрующему слою необходимую прочность и регулируют оптималь­ный 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 фильтровать. Они связывают мельчай­шие мути и оседают вместе с ними. Принцип действия и эффективность освет­лителей может быть очень разным: коагуляция или образование труднораст­воримых соединений с ионами металлов.

К адсорбентам относятся твердые нерастворимые вещества, которые, благодаря большой удельной поверхности, могут селективно адсорбировать определенные вещества из жидкости и вместе с ними выпадать в осадок или десорбироваться другими веществами и выводиться.

Коагуляция — это превращение золя (коллоидного раствора твердого вещества) в гель, сопровождающееся флоакуляцией. Такие превращения могут быть вызваны добавкой коагулянтов (флоакулянтов).

К осветлителям следует отнести также вещества, которые образуют с растворимыми металлами и ионами металлов труднорастворимые соеди­нения, выпадающие в осадок, и могут быть отфильтрованы от водных раст­воров. Осветлители в готовом конечном продукте полностью отсутствуют.

Вспомогательные фильтрующие материалы добавляются к фильтрую­щей жидкости (например, к пиву) в виде суспензий или образуют дополни­тельный слой на фильтре. При этом в производстве чаще всего используют целлюлозу, кизельгур и перлит. Сам процесс фильтрования может иметь целью не только очистку жид­кости, но и получение твердых веществ. Например, ультрафильтрация яв­ляется методом фракционирования и концентрирования белков с помо­щью полимерных мембран.

Экстрагенты. Это жидкости или сжиженные газы, которые способны экстрагировать из растительного сырья определенные его компоненты. Экс- трагент и экстрагируемые вещества при этом во взаимодействие не вступа­ют. В конце процесса экстрагирования экстрагент удаляется перегонкой.

Существует три вида экстракции:

• жидкостью из твердого вещества;

• жидкостью из жидкости;

• сжиженным газом из твердого вещества.

В качестве жидких экстрагентов в пищевой промышленности чаще все­го применяют этиловый спирт, воду, пищевые растительные масла, гексан и другие углеводороды (в том числе хлорированные). В качестве сжижен­ных газов — диоксид углерода, окись азота или пропан. Процесс экстракции проводят в специальных аппаратах — экстракторах самой различной конструкции непрерывного или периодического дейст­вия. В пищевой промышленности экстракция применяется для выделения необходимых компонентов, например ароматических, или для удаления не­желательных горьких веществ.

Вещества добавки, спосо бствую щие жизнедеятельнос ти полезных микроорганизмов. В ходе биотехнологических процессов при дрожжевом броже­нии получают хлеб, вино, пиво, квас, спирт. Обмен веществ и развитие клеток микроорганизмов невозможно без питания: воды, углерода, азота, минераль­ных веществ, микроэлементов, витаминов, аминокислот, пиримидина и пурина.

Гетеротрофные микроорганизмы требуют органических источников уг­лерода, которыми являются моносахариды (фруктоза, глюкоза, галактоза и др.), дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза, целлобиоза), трисахариды (раффиноза), полисахариды, олиго- и полипептиды, аминокислоты, а так­же природное сырье: шрот, мука, картофель, свекла, целлюлоза. Сегодня в качестве источника углерода используют гидролизаты крахмала и целлю­лозы, сахарную мелассу, спирт и др. Доказано, что плесневые грибы растут и развиваются преимущественно в сахаросодержащих средах, а микроорганизмы в белоксодержащих. Из минеральных веществ самыми важными для микроорганизмов явля­ются фосфор, сера, калий, кальций, магний и натрий, а также микроэлемен­ты: кобальт, марганец, медь, цинк, молибден, хром, никель, ванадий, бор. селен, кремний, вольфрам, хлор и йод. Вносятся они в субстрат в виде не­органических солей. Необходимым условием развития микроорганизмов являются витамины, которые входят в состав коферментов (В_1, В₂, В₆, В₁₂, биотин, фолиевая кислота и др.).

Области применения: производство вин, пива, кваса, спирта, кисломо­лочных и хлебобулочных изделий и др.

Ферменты и ферментные препараты как добавки. Ферменты — природные биологические катализаторы белкового происхождения. Они спо­собны значительно ускорять биохимические реакции, протекающие в жи­вотном и растительном мирах.

Ферменты по сравнению с небиологическими (химическими) катализа­торами имеют ряд преимуществ:

1. Скорость ферментативного катализа на несколько порядков выше (от 10³ до 10⁹).

2. Большинство из них отличается исключительно высокой субстрат­ной специфичностью.

3. Ферменты катализируют реакции в мягких условиях (при нормаль­ном давлении, температуре от 20 до 70°С, рН от 4 до 9).

Получают ферментные препараты в большинстве случаев с использовани­ем микроорганизмов — активных продуцентов соответствующих ферментов. Ферментные препараты позволяют не только значительно ускорить биотех­нологические процессы, но и увеличить выход готовой продукции, повысить ее качество, экономить ценное сырье, улучшать условия труда на производстве.

В технологии пищевых продуктов используются ферментные препара­ты с амилолитической, протеолитической, липолитической и оптической активностью.

Области применения: пивоварение, винодельческая и спиртовая про­мышленности, производство фруктовых, ягодных и овощных соков, чая хлебобулочных изделий, дрожжей, сыра, творога, мясо- и рыбопродуктов, переработка крахмала, производство белковых гидролизатов, инвертного сиропа и др.

Дата добавления: 2014-01-03