Технологические функции и свойства.

Общая характеристика механизма действия загустителя.Благодаря особенностям своей структуры и наличию полярных групп, особенно гидроксильных, загустители, добавленные к пищевому продукту, вступают во взаимодействие с имеющейся в нём водой (согласно заряду). Благодаря сольватации, которая сопровождается раскручиванием молекулы, подвижность молекулы воды ограничивается, а вязкость раствора увеличивается. Макромолекулы, которые при набухании частично или полностью переходят в вытянутое состояние, в наибольшей степени увеличивают вязкость, т.к. гидродинамическое сопротивление вытянутых полимерных цепей является наибольшим. Вязкость возрастает экспоненциально с увеличением длины цепи.

Общая характеристика механизма действия гелеобразователя. Гель практически является закрепленной формой коллоидного раствора, золя. Для превращения золя в гель необходимо, чтобы между распределёнными в жидкости молекулами происходила межмолекулярная сшивка. Это достигается путем: снижение количества растворителя за счёт испарения; понижение растворимости распределённого вещества за счёт химического взаимодействия; добавкой веществ, способствующих образованию связей и поперечной сшивки; изменением температуры и регулирование величины рН.

Начало желирования сопровождается замедлением броуновского движения частиц дисперсной фазы, их гидратацией и образованием полимерной сетки. Способность полимеров образовывать гели зависит от длины и числа линейно ориентированных участков их молекул, а также наличия боковых цепей, создающих стерическое затруднение при межмолекулярном взаимодействии. Для протекания процесса поперечной сшивки необходимо наличие активных или активированных групп в определённом положении.

Таким образом, главной технологической функцией добавок является повышение вязкости или формирование гелевой структуры различной прочности. При этом эффективность применения прежде всего зависит от полного растворения добавки в конкретной пищевой системе. Влияние особенностей химической структуры на растворимость отражено в таблице 1.

Таблица 1 – Влияние особенностей химической структуры на растворимость добавки

Растворимость повышается в присутствие ионизированных групп (сульфатные и карбоксильные), увеличивающих гидрофильность (каррагинаты, альгинаты), а также при наличии в молекулах полисахаридов боковой цепи, раздвигающих главные цепи, что улучшает гидратацию (ксантаны). Растворимость понижается при наличии факторов, способствующих образованию связей между полисахаридными цепями, к которым относится наличие неразветвленных зон и участков без ионизированных групп (камедь рожкового дерева), а также присутствие ионов кальция или других поливалетных катионов, вызывающих поперечное сшивание полисахаридных цепей, что препятствует растворению молекул.

Также на эффективность применения влияет состав пищевого продукта, способ его получения, условия хранения. На растворение и диспергирование гидроколлоидов влияет размер и форма их частиц, удельная поверхность, гранулометрических состав. Большое значение имеет способ приготовления раствора (дисперсии): интенсивность и время перемешивания, температура, значение рН, присутствие электролитов, минеральных веществ и гидратируемых веществ (сахар), возможность образования комплекса с имеющимися веществами в системе, процессы распада, вызываемые ферментами или микроорганизмами.

При совместном использовании добавок возможно проявление синергического эффекта, например:

Комбинации добавок с синергическим эффектом:

А) комбинации, повышающие вязкость: карбоксиметилцеллюлоза и гуаровая камедь; ксантан и к- каррагинат; ксантан и гуаровая камедь; карбоксиметилцеллюлоза и гидроксиметилцеллюлоза.

Б) комбинации, вызывающие гелеобразование: камедь рожкового дерева и к-каррагинат; камедь рожкового дерева и ксантин.