Взаимосвязь различных единиц прочности студня

Загустители и гелеобразователи обычно используют в виде водных растворов или вносят в водную фазу пищевого продукта, поскольку непременным условием их действия является растворение в холодной воде или диспергирование в холодной воде с последующим растворе­нием в горячей. При растворении или диспергировании могут образо­вываться комки, что вызывается высокой влагоудерживающей способ­ностью загустителей и гелеобразователей. Для предотвращения комко­вания рекомендуется перед растворением (диспергированием) смешать добавку с 7... 10-ти кратным количеством рецептурного количества са­хара-песка или других сухих компонентов.

Не рекомендуется готовить водные растворы загустителей и гелеоб­разователей заранее. Водные растворы гидроколлоидов являются ис­ключительно благоприятной средой для развития микроорганизмов. Не случайно питательными средами в микробиологии являются агаро­вые и желатиновые студни.

При совместном использовании двух и более загустителей возмож­но проявление синергического эффекта: смеси загущают сильнее, чем можно было бы ожидать от суммарного действия компонентов. Это проявляется, например, при смешении ксантана с гуаровой камедью или с камедью рожкового дерева. В последнем случае возможно даже гелеобразование.

Комбинации загустителей, проявляющие синергизм в повышении вязкости:

♦ карбоксиметилцеллюлоза + гуаровая камедь;

♦ ксантан + каппа-каррагинан;

♦ ксантан + гуаровая камедь;

♦ карбоксиметилцеллюлоза + гидроксипропилцеллюлоза

♦ Комбинации гидроколлоидов, вызывающие гелеобразование:

♦ камедь рожкового дерева + каппа-каррагинан;

♦ камедь рожкового дерева + ксантан [26].

Синергический эффект повышения вязкости может быть достигнут также при комбинировании загустителей с некоторыми биополимера­ми белковой природы, особенно часто он наблюдается с белками мо­лока (например, каррагинаны). При комбинировании загустителей с гелеобразователями, а также гелеобразователей друг с другом тоже воз­можно проявление эффекта синергизма (взаимного усиления). Поэто­му в пищевой промышленности всего мира такое широкое примене­ние находят смеси загустителей и гелеобразователей. Чаще всего их на­зывают стабилизаторами, стабилизационными системами или стаби­лизаторами-загустителями. Если же в их состав входят эмульгаторы, то смеси носят название стабилизаторов-эмульгаторов. До сих пор эти виды комплексных пищевых добавок были представлены только зарубежными торговыми марками (Grindsted, Palsgaard, Cremodan и др.), однако сейчас появились стабилизаторы и стабилизаторы-эмульгато­ры отечественного производства (например, Стабилан).

Загустители и гелеобразователи, как правило, являются достаточно эффективными стабилизаторами замутнения, сохраняя во взвешен­ном состоянии мелкодисперсные частицы замутнённых жидкостей: соков, шоколадного молока, замутнённых прохладительных напитков. Стабилизирующее действие гидроколлоидов на замутнённые жидко­сти может быть различным. Большинство гидроколлоидов увеличива­ют вязкость жидкой фазы, тем самым затрудняя перемещение по ней частичек мути.

· Растительные камеди (например, гуммиарабик) пре­дотвращают осаждение и всплывание на поверхность частичек мути, не увеличивая заметно вязкость напитка.

· Стабилизирующее действие кислого полисахарида карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) на фруктовый сок с мякотью основано на нейтрализации образующимися при диссоциации отрицательно заряженными молекулами КМЦ положи­тельного заряда поверхности замутняющих частиц.

Таким образом сокращается возможное взаимодействие между заряженными частицами замутнителя, способное вызвать флокуляцию. Пектин, подобно дру­гим загустителям, увеличивет вязкость замутнённых напитков (напри­мер, овощных соков), а также, обладая собственным отрицательным зарядом, нейтрализует, подобно КМЦ, положительный заряд на по­верхности замутняющих частиц. Всё это вместе очень эффективно предотвращает распад суспензии.

Гидроколлоиды используются для повышения пеностойкости ряда продуктов, например, аналогов взбитых сливок, пива, низкожирных пен. Чем больше пена содержит свободной воды, тем меньше её стой­кость. Снизить количество свободной воды можно, добавив загустите­ли или гелеобразователи. Если в процессе производства работают с го­рячей водой, используют преимущественно гелеобразователи, желирующие при нагревании (агар, каррагинан или желатин). Если же ис­пользуется холодная вода, следует применять растворимые в холодной воде вещества (например, карбоксиметилцеллюлозу). Добавка гидро­коллоидов составляет, как правило, 0,1...0,6 %.

Гидроколлоиды (например, КМЦ) благодаря своей способности связывать воду могут регулировать её активность (aj в пищевых продуктах, то есть выполнять функцию влагоудерживающих агентов, предохраняя продукты от высыхания, а также ухудшая условия существо­вания микроорганизмов. И то и другое способствует увеличению сро­ков годности пищевых продуктов.

Несмотря на такое многообразие технологических функций, ос­новное действие загустителей и гелеобразователей — загущение и образование гелей.

Желатины образуют легкоплавкие гели, которые плавятся уже во рту. Варьируя марку и количество желатина, можно получить пасто­образный, мягкий желированный или резиноподобный продукт. Образование геля начинается при температуре ниже 30 °С, а уже при 32...35 °С гель обратимо плавится. Прочность его зависит от рН сре­ды, достигая максимума в интервале рН от 5,5 до 11,0. Добавка солей может полностью предотвратить образование геля. Желатин исполь­зуется в производстве мясных и рыбных продуктов (студни, консер­вы), глазурей, десертов, кондитерских (мармеладно-пастильных) из­делий. Как правило, желатин сначала замачивают в воде в течение 35...40 мин для набухания, затем разогревают до температуры 65...70 "С. Приготовленный таким образом желатиновый раствор ис­пользуется в пищевом производстве. Обычная дозировка желатина составляет 2...10 %.

Перед использованием желатин необходимо растворить в воде. Обычно для растворения на 1 часть желатина берут 10 частей воды. Наиболее популярны следующие методы растворения желатина:

1. С предварительным набуханием в холодной воде. Существует две разновидности этого метода, обе они требуют достаточно много време­ни, зато получаемые растворы не содержат воздуха:

♦ желатин набухает в холодной воде в течение определённого промежутка времени (20...40 мин), зависящего от размера его частиц; набухшие частицы затем гидратируют при перемешивании и нагревании до 60...70 °С в ёмкости с рубашкой и мешалкой;

♦ желатин набухает в холодной воде, затем добавляется в тёплую жидкость, например, в сахарный сироп, в котором полностью гидратируется.

2. С приготовлением растворов в горячей воде. Растворение в горячей воде позволяет быстро получить растворы желатина высокой концен­трации. Желатин добавляют в воду с температурой 90 °С в воронку жидкости, получающуюся при интенсивном перемешивании. По окончании диспергирования скорость перемешивания следует сни­зить, чтобы избежать захвата воздуха. Для этой цели рекомендуется ис­пользовать мешалки с двумя скоростями. Если захват воздуха всё-таки произошёл, выдерживание раствора при 60°С позволит пузырькам уй­ти и раствор станет прозрачным. Для приготовления концентрирован­ных растворов следует использовать желатин с крупным размером зёрен, так как они легко диспергируются, не образуя комков. Для дости­жения быстрой гидратации при приготовлении растворов с высокой концентрацией желатина температура используемой воды должна быть 75...95°С. Можно работать и при более низких температурах (60...75°С), но при этом значительно возрастёт время гидратации час­тиц желатина.

Независимо от выбранного метода растворения желатина, необходимо соблюдать следующие правила работы с ним:

♦ Во избежание значительного термического гидролиза не следует кипятить растворы желатина.

♦ Во избежание образования комков не следует добавлять воду в желатин, только желатин в воду.

♦ Во избежание ненужного гидролиза не следует растворять жела­тин в присутствии кислот и фруктовых соков.

♦ После растворения желатина необходимо удостовериться в том, что этот процесс прошёл полностью. В противном случае концентра­ ция желатина в конечном продукте будет ниже требуемой, и нужный эффект не будет достигнут.

В продаже встречаются желатины двух типов — А и В.

· Желатины типа А получают кислотной обработкой коллагена свиных шкур.

· Же­латины типа В получают щелочной обработкой костей крупного рога­того скота.

При равной с желатинами типа В желирующей способно­сти, желатины типа А имеют меньшую вязкость и лучшую формоудерживающую способность.

Высокоэтерифицированный пектин (0,3...0,5%-ный раствор) в кислых растворах при определённом содержании сухих веществ (табл. 14) и охлаждении медленно (20... 120 мин) образует прозрачный неплавкий гель с блестящим изломом. Высокоэтерифицированный пектин применяется в производстве кондитерских желейных и пастильных изделий, для стабилизации кисломолочных напитков. Растворимость высокоэтерифицированного пектина возрастает с увеличением степени этерификации и уменьшением длины цепи. Прочность пектинового геля, независимо от вида пектина, возрастает с увеличением концентрации пектина и степени полимеризации.

В зависимости от скорости и температуры начала желирования высокоэтерифицированные пектины делятся на две группы — быстро и медленно желирующие.

· Быстро желирующие пектины имеют более высокую степень этерификации и желируют при более высоких значениях рН. Наиболее благоприятная область рН для быстро желирующих пектинов от 3,0 до 3,4, для медленно желирующих — от 2,8 до 3,2. Полностью этерифицированный пектин может желировать без добав­ления кислоты, только с сахаром.

Быстро желирующие пектины применяются в производстве варенья, особенно при температуре разлива выше 85 °С. Они гарантируют равномерное распределение фруктов по всему объёму варенья.

Таблица 14