Стабилизирующие системы, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов

Изменения структуры и свойств мясопродуктов при их кулинарной обработке

Механические свойства веществ, в том числе пищевых продуктов, зависят от силы химических связей между отдельными атомами и молекулами, измеряемой количеством энергии, необходимой для их диссоциации. Структурно-механические свойства мяса и мясопродуктов, прежде всего, зависят от объемного соотношения дисперсной фазы и дисперсионной среды (воды). Мясопродукты по своим свойствам приближены к конденсационно-кристаллизационным структурам, однако проявляют свойства и коагуляционных структур. Каракас структуры этих систем образован стенками клеток и соединительнотканными прослойками. Заметное влияние на прочность структуры мясо- и рыбопродуктов должны оказывать водородные связи, которые участвуют в образовании конденсационно-кристаллизационных структур. Животные ткани в пределах прочности на сдвиг ведут себя подобно упруго-эластичным телам, а за этим пределом проявляет свойства вязкопластического тела и способность к течению. Твердообразные продукты – колбасные изделия, солено-копченые изделия рассматриваются как упруго-эластично-пластические.

Нагрев мяса сопровождается выделением жидкой фазы и изменением миофибриллярных и коллагеновых белков, ведущим к изменению прочностных свойств и нежности. Ряд исследователей отмечают, что нагрев мяса до температуры 60-67ºС позволяет получить продукт с большей нежностью, чем при тепловой обработке при более высоких температурах.

Работы по изучению влияния нагрева в плотном потоке ИК-излучения на изменение усилий среза мяса кур показали, что они возрастают при повышении температуры в центре образца до 65ºС и почти не изменяются при дальнейшем нагреве до 75ºС. При температуре выше 75ºС усилия среза вдоль волокон резко падают.

Для улучшения консистенции кисломолочных продуктов и повышения их стойкости в хранении часто используют стабилизирующие добавки (гидроколлоиды) растительного и животного происхождения. Комиссия по Codex Alimentarius выделяет следующие функциональные классы пищевых добавок подобного рода:

– гелеобразователи (gelling agent) – текстурируют пищу путем образования геля;

– стабилизаторы (stabilizer) – позволяют сохранить однородную смесь;

– загустители (thickener) – повышают вязкость пищевых веществ;

– поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности эмульгаторы и пенообразователи. В химическом отношении стабилизаторы представляют собой полисахариды или белки.

В качестве загустителей находят применение целлюлоза, желатин, пектин, метилцеллюлоза. За рубежом используют различные виды модифицированной целлюлозы: гидроксипронилцеллюлозу, гидроксипронилметилцеллюлозу, этилцеллюлозу, карбоксиметилнатрийцеллюлозу. Допустимая суточная доза (ДСД) для этих соединений составляет 30 мг на кг массы тела. Во многих странах применяют амидированный пектин, у которого часть свободных карбоксильных групп превращена в амиды (ДСД составляет 25 мг на кг массы тела).

Желатин представляет собой белковый продукт, обладает значительной пищевой ценностью и полностью усваивается организмом. Применяется как загуститель и гелеобразователь. Самое важное его функциональное свойство – образование высокоэластичного термообратимого геля.

Перспективным направлением в создании продуктов функционального назначения является использование пектинов. Пектины представляют собой группу высокомолекулярных полисахаридов, входящих в состав клеточных стенок и межклеточных образований практически всех фруктов и овощей. Сырьем для получения пектина являются кожура цитрусовых, яблочные и виноградные выжимки, свекловичный жом, корзинки подсолнечника, хлопковый шрот, кормовые арбузы, кожура картофеля, амарант и др. Однако лучшие пектины – из цитрусовых и яблок [73, 74]. Мировое производство пектина составляет 20-22 тыс. т в год и продолжает увеличиваться в связи с возрастающим спросом потребителей.

Пектин можно применять в качестве загустителя, стабилизатора эмульсий и суспензий, водоудерживающего и желирующего средства. Пектин, являясь поверхностно-активным веществом, обладает ярко выраженными эмульгирующими и пенообразующими свойствами.

Благодаря тому, что в основе пектина лежат молекулы полигалактуроновой кислоты, часть карбоксильных групп которой этерифицирована метанолом, а часть вторичных спиртовых групп может быть ацетилирована, он представляет собой уникальный биологически активный продукт с детоксицирующими, радиопротекторными свойствами. Кроме того, пектин способствует нормализации обмена веществ, положительно влияет на перистальтику кишечника и на неспецифический иммунитет.

Крупнейшим в мире производителем цитрусового пектина является концерн «Копенгаген пектин-фабрик», производственное объединение «Хербстрайт унд Фокс КГ» (Германия) – крупнейший в мире поставщик широкого спектра яблочных пектинов. В России пектин не производится с 1992 г.

В Воронежской технологической академии разработаны технологии структурированных продуктов на молочно-пектиновой основе без разрушения коллоидной системы молока. Изучение реологических свойств молочно-пектиновых смесей позволило определить массовые доли пектина в композиционной основе для производства соуса «Винни» и желе «Триумф», которые составили соответственно 0,4 и 0,7%.

Крахмалы традиционно применялись как загустители, в настоящее время область их применения значительно расширилась благодаря созданию модифицированных крахмалов. Модифицированные крахмалы – это крахмалы с направленно измененными свойствами, их получают путем физической, химической или комбинированной обработки. Модификация крахмалов повышает их студнеобразующую, загущающую и эмульгирующую способности, обеспечивает их использование в производстве различных пищевых продуктов, блюд и кулинарных изделий.

Производство модифицированных крахмалов осуществляется из традиционного (картофель, кукуруза) и нетрадиционного (горох, сорго, пшеница и др.) сырья путем расщепления (окисления) крахмала перманганатом калия, перикисью водорода или другими окислителями. Однако к применению в качестве стабилизаторов модифицированных крахмалов имеются ограничения. Так, среди модифицированных крахмалов, Комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ рекомендовал применять только ферментно обработанные крахмалы. Отмечено, что некоторые модифицированные крахмалы (картофельный желирующий марки Б, кукурузный фосфатный) вызывают снижение пищевой ценности продукта по сравнению с натуральными. В нашей стране разрешено использование только окисленного и диальдегидного модифицированного крахмала.

Следует также отметить, что модифицированные крахмалы неидентичны по своему биологическому действию, особенно на растущий организм, поэтому Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам рекомендует исключать применение модифицированных крахмалов в продуктах детского питания.

Камеди (смолы) – гуаровая, геллановая, ксантановая – проявляют свойства эффективных загустителей и стабилизаторов. Эти вещества на 70-80% состоят из полисахаридов, относящихся к классу галактоманнанов и обладающих лечебно-профилактическими свойствами. Используются в производстве йогуртов, десертных муссов, мороженого. Входят в состав ряда стабилизационных систем фирм «Палсгаард» и «Даниско» (Дания), «Хан» (Германия) и др.

Экстракты водорослей проявляют свойства загустителей и стабилизаторов. Агар получают из водорослей Macrocystes purifera Белого моря и Тихого океана. Название этого полимера имеет малазийское происхождение и означает «желирующий продукт из водорослей». По вопросу о пищевой ценности агара в литературе имеются противоречивые сведения: по мнению японских ученых агароза не расщепляется ферментами организма, в то же время некоторые ученые отмечают, что организмом усваивается 1/3 агара. Агароид (черноморский агар) получают из водорослей филлофлоры. Студнеобразующая способность агароида в 2-3 раза ниже, чем у агара, а также более низкие температуры плавления и застудневания. К агару и агароиду по химической природе близки фурцеллеран (датский агар) и каррагинан. Последний входит в состав красных морских водорослей Rhodophyceal, его структура гетерогенна. Каррагинан не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта, вследствие чего может применяться в области производства низкокалорийных продуктов.

Московским государственным университетом пищевых технологий разработаны основные направления использования белковых продуктов из пшеничных отрубей, являющихся хорошими эмульгаторами, стабилизаторами, пенообразователями, а также продуктами, прочно удерживающими жир и воду.

Перспективным направлением является использование стабилизационных систем, представляющих собой комбинации гидроколлоидов, что позволяет добиться необходимого технологического эффекта. Стабилизационные системы состоят из комплекса компонентов: эмульгатора, стабилизатора и загустителя, качественный и количественный состав которых подбирается в зависимости от назначения продукта, условий его производства, хранения и реализации. Применение стабилизационных систем в производстве дает следующие преимущества: делает возможной термообработку, защищая белок от сильной денатурации в процессе нагревания; обеспечивает необходимую вязкость и предотвращает ее нарушение, предотвращает разделение фаз, обеспечивает аэрацию и введение новых компонентов. В готовом продукте стабилизационные системы регулируют вязкость и плотность, поддерживают стабильную консистенцию в течение продолжительного хранения, улучшает сенсорные характеристики продуктов.

Бельгийскими и канадскими учеными проводятся исследования гелеобразующих свойств смесей геллана (полисахарид, продукт жизнедеятельности бактерий Sphingomonas elodea) с другими полисахаридами в целях последующей замены ими желатина при производстве продуктов питания.

Иллюстрации:

Таблица 1

Дата добавления: 2014-01-07