Пищевые добавки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Ноября 2017 в 20:23, лекция

Описание работы

В пищевой промышленности применяется большая группа веществ, объединяемая общим термином пищевые добавки. В большинстве случаев под этим понятием объединяют группу веществ природного происхождения или получаемых искусственным путем, использование которых необходимо для усовершенствования технологии получения продуктов специализированного назначения {диетических, лечебных и др.), сохранения требуемых или придания новых, необходимых свойств, повышения стабильности и улучшения органолептических свойств пищевых продуктов. Обычно к пищевым добавкам не относят соединения, повышающие пищевую ценность продуктов питания: витамины, микроэлементы

Скачать архив (70.10 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

Lekciya_8_Pishevie dobavki.pdf

— 280.40 Кб (Скачать файл)
Page 1
Лекция 8. Пищевые добавки
В пищевой промышленности применяется большая группа веществ,
объединяемая общим термином пищевые добавки. В большинстве случаев
под этим понятием объединяют группу веществ природного происхождения
или получаемых искусственным путем, использование которых необходимо
для
усовершенствования
технологии
получения
продуктов
специализированного назначения {диетических, лечебных и др.), сохранения
требуемых или придания новых, необходимых свойств, повышения
стабильности и улучшения органолептических свойств пищевых продуктов.
Обычно к пищевым добавкам не относят соединения, повышающие пищевую
ценность продуктов питания: витамины, микроэлементы, аминокислоты.
Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если
они, даже при длительном использовании, не угрожают здоровью человека.
Обычно пищевые добавки разделяют на несколько групп: вещества,
улучшающие внешний вид продуктов; вещества, изменяющие консистенцию,
иногда в эту группу включают и пищевые поверхностно-активные вещества
(ПАВ); ароматизаторы; подслащивающие вещества и вкусовые добавки;
вещества, повышающие сохранность продуктов питания и увеличивающих
сроки их хранения.
Пищевые добавки используются человеком много веков: соль, специи
— перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мед в качестве
подслащивающего вещества и др. Однако широкое использование пищевых
добавок началось в конце XIX в., оно связано с ростом населения,
концентрацией его в городах, необходимостью совершенствования
традиционных пищевых технологий, достижениями химии, созданием
продуктов специального назначения. Несмотря на существующее у многих
индивидуальных потребителей предубеждения, пищевые добавки по остроте,
частоте и тяжести возможных заболеваний следует отнести к разряду
веществ минимального риска.
Нельзя обойти вниманием такой важный вопрос, как токсичность
химических веществ. Обычно под токсичностью понимается способность
веществ наносить вред живому организму. Следует отметить, что любое
химическое соединение при определенных условиях может быть токсичным,
поэтому, по мнению специалистов, более правильно говорить о безвредности
вещества при предлагаемом способе его применения. Решающую роль тут
играет доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки),
длительность потребления, режим, пути его поступления в организм и т. д.
Эффекты воздействия на организм могут быть также различными (острые,
подострые, хронические, отдаленные последствия и т. д.). С целью
гигиенической регламентации экспериментально обосновывают предельно
допустимые концентрации (ПДК), т. е. концентрации, которые не вызывают
при ежедневном воздействии на организм в течение сколь угодно
длительного времени отклонений в здоровье. При установлении величины
ПДК учитывается очень большое число факторов. Исследования проводятся
Page 2

специальными организациями и регламентируются определенными
правилами.
Рассмотрим только наиболее важные группы пищевых добавок.
6.1. Вещества, улучшающие внешний вид продуктов
Пищевые красители. Среди веществ, определяющих внешний вид
пищевых продуктов, важное место принадлежит пищевым красителям.
Потребители давно привыкли к определенному цвету пищевых продуктов,
связывая с ним его качество. В то же время в условиях современной пищевой
технологии продукты часто изменяют свою первоначальную, привычную для
потребителя окраску, а иногда приобретают и не очень приятный вид. Это,
безусловно, делает пищевые продукты менее привлекательными для
потребителя, влияет на аппетит и процесс пищеварения. Для придания
пищевым продуктам и полуфабрикатам различной окраски используют
природные (натуральные) и синтетические (органические и неорганические)
красители. Наиболее широко их применяют при производстве кондитерских
изделий, Напитков, маргарина, некоторых видов консервов и т. д. С от-
дельными представителями (см. раздел «Липиды») мы уже познакомились,
другие рассмотрим в этом разделе. Кармин — красный краситель,
производное антрахинона:
Кармин получают из кошенели — насекомых, живущих на
кактусах, которые растут в Африке и Южной Америке.
Алканнин — производное 1,4-нафтохинона
алканнин
Алканнин известен как краситель еще в древности, его получают из
корней растений Alkanna tinctoria. Придает Красно-бордовую окраску.
Каркума — желтый природный краситель, получают из многолетних
травянистых растений семейства Имбирных — Сurruma longa
Используют в виде спиртового раствора, так как куркума плохо
растворяется в воде.
Энокраситель получают из выжимок красных сортов винограда и ягод
бузины в виде жидкости интенсивно красного цвета. В ее состав входит
смесь соединений, в том числе антоцианов и катехинов. Окраска продукта
Page 3

энокрасителем зависит от рН среды. Красная окраска в подкисленных
объектах, нейтральных и слабощелочных средах энокраситель придает
продукту синий от тенок. Поэтому энокраситель в кондитерской
промышленности используют одновременно с органическими кислотами для
создания необходимой рН среды.
В последнее время начали использовать в качестве желтых, розово-
красных красителей пигменты, содержащиеся в соке кизила, красной и
черной смородины, клюквы, брусники, в состав которых входят антоцианы;
пигменты чая, содержащие антоцианы и катехины; красный краситель,
выделенный из свеклы.
Сахарный колер (карамель) — темно-окрашенный продукт
карамелизации сахара. Его водные растворы представляют собой gриятно
пахнущую, темно-коричневую жидкость. Применяют для окраски напитков,
кондитерских изделий, в кулинарии.
Среди синтетических красителей необходимо отметить следующие
разрешенные к употреблению в нашей стране:
индигокармин (динатриевая соль индигодисульфокислоты)
Индигокармин при растворении в воде дает растворы интенсивного
синего цвета. Применяют в кондитерской промышленности и при
производстве сахара-рафинада.
Татразин желтый — натриевая соль азокрасителя
Тартразин хорошо растворим в воде, образует растворы оранжево-
желтого цвета. Используют в кондитерской промышленности, при
производстве напитков.
Цветорегулирующие материалы. К ним относятся соединения,
изменяющие окраску продукта в результате взаимодействия с компонентами
пищевого сырья и готовых продуктов. Среди них необходимо отметить
отбеливающие вещества — добавки, разрушающие природные пигменты или
окрашенные продукты, которые образуются при получении пищевых
продуктов. Например, Диоксид серы SO2. Растворы H2SO3 и ее соли
оказывают отбеливающее и консервирующее действие, что тормозит
ферментативное потемнение овощей и фруктов, а также замедляет
образование меланоидинов. В то же время необходимо помнить, что SO2
Page 4

разрушает витамин В1
и влияет на молекулы белка, что может вызвать
нежелательные последстия.
Нитрит и нитрат калия применяют при обработке (посоле) мяса и
мясных продуктов для сохранения красного цвета. Миоглобин — красный
краситель при взаимодействии с нитритами образует нитрозомиоглобин,
который придает мясным изделиям цвет красного соленого мяса, и не
изменяется при кипячении.
Аналогичное действие оказывает и нитрат калия, который с помощью
ферментов, выделяемых микроорганизмами, переводится в нитрит калия. В
настоящее время по совокупности показаний применение нитритов и
нитратов вызывает возражение медиков и требует дальнейшего изучения.
Бромат калия КВгО3 применяют в качестве отбеливателя муки, однако
его использование приводит к разрушению витаминов В1, РР и метионина.
6.2. Вещества, изменяющие структуру и физико-химические
свойства пищевых продуктов
К этой группе пищевых добавок могут быть отнесены вещества,
меняющие реологические свойства пищевых продуктов (консистенцию):
загустители, желе и студнеобразователи, пищевые поверхностно-активные
вещества (ПАВ), стабилизаторы физического состояния пищевых продуктов,
разрыхлители.
Химическая природа пищевых добавок, отнесенных к этой группе,
достаточно разнообразна. Среди них имеются продукты природного
происхождения и полученные искусственным путем, в том числе
химическим синтезом. Они включают как смеси, так и индивидуальные
соединения.
Загустители, желе- и студнеобразователи. Эта большая группа
пищевых добавок используется в пищевой промышленности для получения
коллоидных растворов повышенной вязкости (загустители), студней —
поликомпонентных нетекущих систем, включающих высокомолекулярный
компонент и низкомолекулярный растворитель (студнеобразователи), и гелей
- структурированных коллоидных систем.
Среди них необходимо отметить натуральные пищевые добавки:
желатин, пектин, альгинат натрия, агароиды, крахмал, растительные камеди
и вещества, получаемые искусственно, в том числе из природных объектов:
метилцеллюлоза, амилопектин, модифицированные крахмалы.
Желатин — белковый продукт, представляющий смесь полипептидов с
различной (50—70 тыс.) молекулярной массой и их агрегатов, не имеет вкуса
и запаха. Желатин получают из костей, хрящей, сухожилий животных. Он
растворяется в горячей воде, при охлаждении водные растворы образуют
студни. Желатин применяют при изготовлении зельца, желе (фруктовых и
рыбных), мороженого, в кулинарии.
Крахмал и модифицированные крахмалы. Мы уже знакомы с этими
веществами (см. раздел «Углеводы»). Крахмал, его фракции (амилопектин),
продукты частичного гидролиза — декстрины и модифицированные
крахмалы применяют в качестве загустителей, студнеобразователей и
Page 5

желирующих веществ в кондитерской, хлебопекарной промышленности,
при производстве мороженого.
Пектиновые вещества. Химия пектиновых веществ была рассмотрена
в разделе «Углеводы». Студнеобразующая способность пектина зависит от
его молекулярной массы (степени полимеризации), количества метильных
групп, входящих в состав его молекулы (степень метоксилирования), и
содержания свободных карбоксильных групп, замещения их металлами. В
зависимости от степени этерификации карбоксильных групп различают
высоко- и низкоэтерифицированные пектины, которые получают из
исходного сырья кислой или щелочной экстракцией или ферментативным
расщеплением. Пектины различной природы значительно отличаются по
студнеобразующей способности. Пектины лучшего качества получают из
корочки цитрусовых и яблок, более низкого — из свекловичного жома —
отходы сахарного производства. Прочный студень пектин образует только в
присутствии сахара и кислоты. Их соотношение может несколько меняться.
В водных растворах происходит диссоциация карбоксильных групп,
содержащихся в его молекуле, и она превращается в макроанион. Кислая
среда препятствует диссоциации карбоксильных групп в пектине, снижает
электростатическое отталкивание его молекул. Присутствие сахара
уменьшает гидратацию пектина и способствует соединению его молекул
друг с другом при образовании структуры студня.
В образовании структурного каркаса студня, а следовательно, геля
значительная роль принадлежит водородным связям.
Высокоэтерифицированные пектины применяют в кондитерской
промышленности (мармелад, желе), в производстве фруктовых соков,
мороженого, рыбных консервов, майонеза. Низкоэтерифицированные — в
овощных желе, паштетах, студнях.
Агар-агар и другие агароиды были описаны ранее в разделе
«Углеводы». Его получают из морских водорослей, произрастающих в Белом
море и Тихом океане, и различающихся по свойствам в зависимости от
происхождения. Агар незначительно растворяется в холодной воде, но
набухает в ней. В горячей воде образует коллоидный раствор, который при
остывании дает хороший прочный студень, обладающий стекловидным
изломом. Атар-агар применяют в кондитерской промышленности при про-
изводстве желейного мармелада, пастилы, зефира, при получении мясных и
рыбных студней, желе, пудингов, при приготовлении мороженого, где он
предотвращает образование кристаллов льда, осветлении coков.
Агароид (черноморский агар) получают из водорослей филлофоры,
растущих в Черном море. Плохо растворим в холодной воде, в горячей воде
образует коллоидный раствор, при охлаждении которого образуется студень,
имеющий затяжистую консистенцию. Студнеобразующая способность в два-
три раза ниже, чем у агар-агара.По химической природе к агару и агароиду
близок фурцеларан — полисахарид, получаемый из морской водоросли —
фурцеларии. По способности к студнеобразованию он занимаем
Page 6

промежуточное положение к рассмотренным ранее агароидам. Применяют
при производстве мармелада и желейных конфет.
Альгиновые кислоты и алъгинат натрия — полисахариды, состоящие
из остатков D-маннуроновых и L-гулуроновой кислот, связь 1 —4 ,
получают их из бурых водорослей. Альгиновые кислоты в воде не
растворяются, но связывают ее, альгинат натрия хорошо растворим в иоде.
Используют в качестве загустителей, желирующих веществ и эмульгаторов.
Применяют для изготовления мармелада, фруктовых желе, конфет,
осветлении соков.
Простые эфиры целлюлозы — метиловые (метилцеллюлоза и этиловые
{этилцеллюлоза) — применяют при изготовлении мороженого, в
производстве кондитерских изделий, соусов.
В качестве желирующих веществ могут быть использованы и другие
продукты, в том числе фосфолипиды, например лецитин яиц.
Пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ). К ним относятся
группы веществ, которые снижают поверхностное натяжение. Это позволяет
использовать их для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных
систем. Обычно молекулы ПАВ имеют дифильное строение, т. е. содержат
гидрофильные и гидрофобные группы. Гидрофильные обеспечивают
растворив мость в воде, гидрофобные — в неполярных растворителях.
Соответствующим образом они располагаются на поверхности раздела фаз.
Их основные физико-химические, а отсюда и технологические свойства
зависят от химического строения и соотношения молекулярных масс
гидрофильных и гидрофобных групп. По типу гидрофильных групп
различают ионные и неионные поверхностно-активные вещества. Первые
диссоциируют на ионы, одни из которых поверхностно-активны, другие
(противоионы) — нет. В зависимости от знака заряда поверхностно-
активного иона их делят на анионные, катионные и амфотерные. Молекулы
неионных ПАВ не диссоциируют в растворе.
С помощью ПАВ можно регулировать свойства гетерогенный систем,
которыми являются пищевое сырье, полупродукты и готовые продукты.
В настоящее время во многих странах производят тысячи тонн
пищевых ПАВ.
Основные пищевые ПАВ — это производные одноатомных и
многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, структурными компонентами
которых являются остатки кислот различного строения.
Обычно ПАВ, применяемые в пищевой промышленности, не являются
индивидуальными веществами, это многокомпонентные смеси. Название
препарата соответствует лишь основному продукту.
ПАВ
нашли
применение практически во всех отраслях пишевой промышленности.
Рассмотрим основные группы пищевых ПАВ, применяющихся в
промышленности.
Моно-и диацилглицерины (моно-, диглицериды) и их производные
получают гидролизом ацилглицеринов или этерификацией глицерина
Page 7

высокомолекулярными жирными кислотами; к ним может быть отнесен и
эмульгатор Т-1:
Применение моно- и диглицеринов в хлебопечении улучшает качество
хлеба, замедляет процесс черствения, в макаронной промышленности
позволяет механизировать процесс, повышает качество, снижает клейкость
макаронных изделий, в маргарине повышает пластические свойства.
Нашли применение и производные моноглицеридов, этерифи-
цированные карбоновыми кислотами:
Эти продукты используют в хлебопечении, кондитерской и сахарной
промышленности, при производстве мороженого.
Page 8

Фосфолипиды как природного, так и синтетического происхождения
применяют в хлебопекарной, кондитерской, маргаринов вой отраслях
промышленности.
Природные фосфолипиды (фосфатиды, фосфатидный концентрат)
получают из растительных масел при их гидратации. Они содержат до 60 %
фосфолипидов, в состав которых входят до 25 % фосфатидилхолинов
(лецитины),
до
25
%
фосфотидилэтаноламинов,
16—17 %
дифосфатидилглицеринов, а также 5—10 % фосфатидовых кислот, до 15 %
фосфатидилсеринов, тококоферолы, пигменты и т. д., а также до 40 %
триацилглицеринов. Их применяют при производстве хлеба, мучных
кондитерских изделий, шоколада, напитков, мороженого. Синтетические
фосфолипиды, применяемые в пищевой промышленности, по своему составу
отличаются от природных отсутствием в их молекулам азотистых оснований,
они представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей
различных фосфатидных кислот с триглицеридами:
Их применение в шоколадном производстве позволяет экономить
масло-какао, в маргариновой получать низкожирные маргарины с
содержанием жировой фазы 40—50 %. В производстве маргарина применяют
эмульгатор Т-Ф — смесь эмульгатора Т-1 и фосфатидных концентратов (3:1).
Эфиры полиглицерина — соединения, представляющие собой сложные
эфиры жирных кислот с полиглицерином. Кроме того эти продукты содержат
свободные полиглицерины, некоторое количество моно-, ди-, триглицеридов.
Применяют в хлебопекарной, кондитерской и маргариновой отраслях
промышленности.
Эфиры сахарозы по составу представляют собой сложные эфиры
природных кислот с сахарозой. Спектр применения этих соединений очень
широкий — кондитерские изделия, хлебопечение, производство мороженого.
Эфиры сорбита — это соединения, представляющие собой сложные
эфиры шестиатомного спирта сорбита и природных кислот.
Производные высших жирных спиртов (R — остаток спирта) и
карбоновых кислот:
Page 9

Они нашли применение почти во всех отраслях пищевой
промышленности.
Производные молочной кислоты с высшими жирными кислотами. К ним
относится стероилмолочная кислота и ее соли (натрийстелат и
кальцийстелат).
6.3. Подслащивающие вещества
В пищевой промышленности, кулинарии, при приготовлении пищи в
домашних условиях с давних времен широко применяются вещества,
обладающие сладким вкусом, — подслащивающие вещества. Первыми из
них были мед, соки и плоды растений. Основное сладкое вещество, которое
используется нами, — сахароза.
В последнее время с учетом требований науки о питании, расширения
производства низкокалорийных продуктов, а также продуктов для людей,
страдающих рядом заболеваний, в первую очередь больных диабетом,
расширяется выпуск заменителей сахарозы как природного происхождения
(в нативном или модифицированном виде), так и синтетических. В пищевой
промышленности возрастает использование подслащивающих продуктов из
крахмала: патоки (низкоосахаренная, карамельная, глюкозная), глюкозо-
фруктозных сиропов, глюкозы. С химической природой этих продуктов вы
уже познакомились, поэтому основное внимание в настоящем разделе
уделяем другим продуктам. Начнем с традиционных.
Мед — продукт переработки цветочного нектара медоносных Цветов
пчелами. Обладает приятным вкусом и запахом. Состав, Цвет и аромат меда
во многом определяются растениями, с которых был получен нектар
пчелами. Содержит 75 % моно- и дисахаридов, в том числе около 40 %
фруктозы, 35 % глюкозы и 2 % сахарозы, крахмала — 5,5 %. Из витаминов
(мг на 100 г): С—2, В6 — 0,10, фолацин — 15,00 (мкг), в незначительном
количестве — В2, В1. Из микроэлементов (мкг %): железо — 800, иод- 2,0,
фтор — 100, остальные в незначительном количестве. Органических кислот
— 1,2 %.
Page 10

Мед используют в питании и в качестве лекарства, а также в
кондитерской и хлебопекарной промышленности, при изготовлении
напитков.
Солодовый экстракт — водная вытяжка из ячменного солода —
представляет собой смесь из моно- и олигосахаридов (глюкоза, фруктоза,
мальтоза, сахароза), белков, минеральных веществ, ферментов. Содержание
сахарозы достигает 5 %. Используют в кондитерской промышленности, при
приготовление продуктов для детского питания.
Лактоза — молочный сахар — используют в детском питании и для
производства специальных кондитерских изделий.
Многоатомные спирты (полиолы). Среди них широкое применение в
качестве подсластителей нашли сорбит и ксилит. Их иногда называют
сахарными спиртами:
Сладость ксилита и сорбита по сравнению с сахарозой составляет 0,85
и 0,6 соответственно. Они практически полностью усваиваются организмом.
Ксилит, кроме того, оказывает положительное действие на состояние зубов,
увеличивает выделение желудочного сока и желчи.
Из синтетических веществ применение находит сахарин — белое
кристаллическое вещество с температурой плавления 228—229 °С, слаще
сахарозы в 300—550 раз и обычней употребляется в виде натриевой соли,
сладость которой в 500 раз больше сахарозы. Поэтому его дозировка может
быть очень низкой. Сахарин быстро проходит через пищеварительным тракт,
и 98 % его выходит с мочой.
Он разрешен ФАО в количестве 5 г/кг продукта'. Однако его
безвредность требует дальнейшего изучения и ежедневное применение
нежелательно. Используется при производстве пищевых продуктов для
больных диабетом, диетических сыров, напитков, жевательной резинки.
Цикломаты — соединения с приятным сладким вкусом, без привкуса
горечи, стабильные при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Сладость
в 30 раз выше, чем у сахарозы:
Page 11

В ряде стран применяются в кондитерской промышленности и при
производстве напитков.
Аспартам. В последнее время в качестве подсластителя используется
также депептид (соединение, молекула которого состоит из двух остатков
аминокислот) аспартам:
В состав аспартама входят остатки аспарагиновой и фенилаланиновой
аминокислот. В процессе получения пищевых продуктов, в присутствии
влаги и при повышенной температуре, аспартам частично превращается в
дикетопиперазин. Он прошел тщательную проверку на токсичность и
канцерогенность и является безвредным. Аспартам не оказывает побочного
действия на пищеварительный тракт, сердечно-сосудистую и центральную
нервную систему. Он удобен для подслащивания пищевых продуктов
(например, кремов, мороженого), которые не требуют тепловой обработки, а
также продуктов лечебного назначения. В продуктах, которые подвергаются
тепловой
обработке,
длительному
хранению,
его
применение
нецелесообразно из-за снижения степени сладости готового продукта.
Завершая рассмотрение подслащивающих веществ, хотелось бы
отметить, что применение многих заменителей сахарозы требует
дополнительного использования наполнителей, консервирующих веществ.

Информация о работе Пищевые добавки