ПЕНОГАСИТЕЛИ И АНТИВСПЕНИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ

Антивспенивающие агенты на определённых стадиях процессов производства пищевых продуктов предотвращают или снижают образование пены. Пеногасители разрушают уже образовавшуюся пену.

В результате ускоряется и облегчается ведение таких технологических процессов, как фильтрование, перекачка, дозирование и розлив жидкостей.

Область применения: производства крахмала, сахара, продуктов переработки картофеля, растворимого кофе, пекарских дрожжей, мясопродуктов, жиров и масел, молочных продуктов, супов и соусов, консервированных овощей и сиропов, фруктовых продуктов, варенья, мармеладов, желе, жиров для жарки, при розливе в бутылки фруктовых соков и других напитков.

Антивспенивающие агенты замещают пенообразователи па границе поверхности раздела газовой и жидкой фаз и, об­разуя там непроницаемую поверхностную плёнку, повыша­ют поверхностное напряжение. Они должны быть нераство­римы в жидкостях, к которым добавляются.

Пеногасители имеют тот же состав, то же химическое строение и аналогичный механизм действия, что и антивспе­нивающие агенты. Они тоже образуют на поверхности раз­дела газовой и жидкой фаз плёнку, благодаря которой разру­шаются пузырьки газа. При этом снижается величина повер­хности, и система переходит в термодинамически более ус­тойчивое состояние.

Дозировка этих добавок очень мала, обычно достаточно нескольких миллиграмм на 1 кг (в конечном продукте они практически отсутствуют).

3 ЭМУЛЬГИРУЮЩИЕ СОЛИ - вещества, добавка которых способствует образованию эмульсии. Но эмульгаторами явля­ются не сами вещества, а продукты их взаимодействия с белко­выми молекулами субстрата.

Область применения: плавленые сыры, колбасные изделия, мясные и рыбные фаршевые издёлия, сгущённые молочные продукты.

Типичный пример — фосфаты.

В сгущенном стерилизованном молоке благодаря стаби­лизирующему действию фосфатов снижается осаждение казе­ина. При сгущении молока (например, выпариванием) или концентрировании его добавкой сухих продуктов нарушает­ся имеющееся в молоке равновесие, что приводит к увеличе­нию концентрации минеральных веществ, в том числе ионов кальция. Следствием этого является сшивание казеина кальци­евыми мостиками, благодаря чему казеин осаждается, и эмуль­сия разрушается. Если полифосфаты «перехватят» ионы каль­ция, эмульсия в процессе производства не разрушится.

Непрямое эмульгирующее действие фосфатов использу­ется в производстве плавленых сыров. Термическая обработ­ка сыра возможна только через промежуточное образование казеинового золя. Имеющийся в исходном сыре кальциево-казеиновый гель переходит в жидкий натрий-казеиновый золь благодаря полифосфату натрия или другим фосфатам, цитратам, тартратам и лактатам.

Казеинат натрия образует вместе с тонкодиспергированным при плавлении молочным жиром и растворенными в водной фазе органическими и неорганическими веществами стойкую дисперсию (эмульсию, суспензию). При охлаждении казеинат снова переходит из состояния золя в гель, молочный жир укрепляется, и масса переходит в стабильную суспензию. Если сыр нагревать без эмульгирующих солей, он не плавит­ся, а сморщивается, превращаясь в резиноподобную массу, и отделяет масло и воду. Если добавить при перемешивании 2...3% соли-плавителя в виде водного раствора, компоненты стекаются в гомогенное тесто.

К колбасным изделиям эмульгирующие соли добавляют для более равномерного распределения жира и стабилизации эмульсии к механическим и термическим воздействиям. По­лифосфаты в качестве вспомогательных средств при измель­чении продукта улучшают его нарезываемость, органолептические свойства и облегчают переработку даже мороженого мяса.

Фосфаты оказывают опосредованное влияние на пены. Они нужным образом изменяют поведение белковых мембран, повышая взбитость и стабильность пен. Кроме того, фосфаты способствуют гидратации и набуханию белков, благодаря чему протеины растворяются и диспергируются. Возможное при этом возрастание вязкости положительно влияет на взбивание.

4 ВЕЩЕСТВА, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ ФИЛЬТРОВАНИЕ(адсорбенты, флокулянты и осветлители) — это инертные нерастворимые вещества, повышающие эффективность фильтрования, т.е. облегчающие и улучшающие отделение твёрдых частиц от жидкостей или газов при фильтровании, ускоряющие и дающие возможность удалять нежелательные замутняющие компоненты и жидкостей (преимущественно из напитков), которые длительное время должны оставаться прозрачными.

Область применения: пивоварение, виноделие, производство соков.Они не изменяют химический состав фильтруемого вещества.

Bспомогательные фильтрующие материалы придают фильтрующему слою необходимую прочность и регулируют размер пор. Они способны также разрыхлять осадок, образующийся на фильтре, и уменьшать забивание пор фильтра.

Вспомогательные фильтрующие материалы добавляются к фильтруемой жидкости в виде суспензии или образуют вспомогательный слой на фильтре. Чаще всего используется целлюлоза, кизельгур и перлит.

Фильтрование может иметь целью не только очистка жидкости, но и получение твёрдых веществ, например, концентрирования белков с помощью полимерных мембран.

Адсорбенты — это обычно твердые нерастворимые веще­ства, которые благодаря большой удельной поверхности мо­гут селективно адсорбировать из жидкостей определённые вещества и вместе с ними выпадать в осадок.

Коагуляцией называют превращение золя (коллоидного раствора твердого вещества) в гель, сопровождающееся флокуляцией. Это превращение может быть вызвано добавкой ко­агулянтов (флокулянтов).

Осветлители – вещества, образующие с растворимыми металлами и ионами металлов труднорастворимые соединения, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от водных растворов. Принцип действия осветлителей мо­жет быть очень разным: адсорбция, коагуляция или образо­вание с ионами металлов труднорастворимых соединений, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от водных растворов.

Для осветления обычно используют агар, активирован­ный уголь, каррагинан, целлюлозу, желатин, рыбий клей, дре­весный уголь, высушенный белок куриного яйца (10...20 г на 100 л), каолин, гексацианоферрат калия, кизельгур (300...400 г/100 л), фитиновую кислоту, танин и другие вещества. Фруктовые соки, особен­но яблочный, можно осветлять с помощью пектата натрия. В особых случаях для осветления вин применяют жидкий ры­бий клей. Фурцеллеран облегчает осаждение белков в пиве.Для эффективного использования осветлителей реко­мендуется предварительно уточнить их дозировку в лабора­торных условиях.

Осветлители полностью удаляются фильтрацией или се­диментацией из напитка, поэтому в готовом продукте они от­сутствуют.

ЭКСТРАГЕНТЫ

Экстрагенты — это жидкости или сжиженные газы, способ­ные экстрагировать из растительного или животного сырья определённые его компоненты. При этом экстрагент и экст­рагируемое вещество не вступают в химическое взаимодей­ствие. По окончании процесса экстрагирования экстрагент обычно удаляют перегонкой.

Область применения: получение сахара из сахарной свёклы, сока солодки, выделение жиров из жиросодержащего сырья, получение ароматических веществ и эфирных масел из растительного и животного сырья, получение экстрактов пряностей (олеорезинов), экстрактов хмеля, натуральных красите­лей, или для удаления нежелательных компонентов (спирта из напитков, никотина из табака, кофеина из кофе и чая).

В качестве жидких экстрагентов чаще всего применяют воду, пищевые растительные масла, этиловый спирт и другие алифтические спирты, гексан и другие углеводороды, в том числе хлорированные. Сжиженные газы — это обычно диоксид углерода, азот или пропан.

Экстракцию проводят в экстракторах различной конструкции непрерывного или периодического действия. Например, перфораторы применяют для экстрагирования жидко­сти жидкостью, а перколяторы — для экстрагирования из из­мельчённых твёрдых веществ.

6 НОСИТЕЛИ, РАСТВОРИТЕЛИ, РАЗБАВИТЕЛИ -вещества, делающие более легким, безопасным и эффек­тивным процесс внесения рецептурных компонентов в про­дукт, а также защищающие и стабилизирующие эти компо­ненты. Сами носители, раство­рители и разбавители не выполняют никаких технологичес­ких функций в продукте.

Область применения: процессы внесение компонентов в производстве х/б изделий, кондитерских изделий, майонезов, кетчупов, соусов, напыление ароматизаторов, внесение антиокислителей в производстве жиров и жиросодержащих продуктов, внесение пищевых красителей, эмульгаторов, стандартизация по прочности желатинов, агаров, пектинов, стандартизация по вязкости камедей, капсулирование, таблетирование.

7 СРЕДСТВА ДЛЯ КАПСУЛИРОВАНИЯ — это вещества, способные об­разовывать защитный обволакивающий слой в форме капсул или микрокапсул на поверхности пищевых компонентов, благодаря чему увеличивается срок годности последних. Они защищают жиры, витамины, ферменты, ароматизаторы от ат­мосферных воздействий (света, УФ-излучения, влаги, окисле­ния, высыхания), предотвращают реакции между отдельны­ми компонентами пищевого продукта, а также позволяют пе­реводить водорастворимые вещества в маслодиспергируемую форму и наоборот. Получение и использование капсул пришло в пищевую промышленность из фармацевтики.

Капсулированию можно подвергать твёрдые, жидкие и газообразные вещества. Капсулированные жидкости можно перерабатывать как порошки.

Существует много способов микрокапсулирования: рас­пыление, расплавление, экструзия, коацервация, разделение фаз и полимеризация на поверхности.

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

Обычно в качестве средств для капсулирования использу­ют различные крахмалы и желатин. Крахмальные капсулы на­полняют порошкообразными веществами. Капсулы получают из чистого пшеничного крахмала или из его смесей с пшенич­ной или рисовой мукой, либо кукурузным крахмалом.

Следует различать жёсткие и мягкие желатиновые капсу­лы. Первые наполняют преимущественно порошкообразны­ми веществами, вторые — жидкостями и эмульсиями (напри­мер, эфирными маслами или рыбьим жиром). Для водных pастворов желатиновые капсулы непригодны.

Материал стенок желатиновых капсул состоит из желатина и пластификатора. По стандартной рецептуре на 100 час­тей желатина приходится до 50 частей глицерина в качестве пластификатора. Соотношение желатина и глицерина меняется в зависимости от жёсткости капсул (мягкие капсулы по­лучают без глицерина). Если глицерин заменить сорбитом, то снижается влияние атмосферной влаги на капсулы. То же происходит при использовании смеси гуммиарабика с сахаром. Желатиновые капсулы можно получать методом погружения или прессования. В первом случае кусочки жира при определённой (повышенной) температуре погружают в же­латиновый раствор или расплав. Они выходят из раствора (расплава), окружённые желатиновой оболочкой. Охлаждаясь на воздухе, оболочка застывает, принимая нужную форму. Метод прессования заключается в том, что капсулы получают под давлением из желатиновых плёнок. Желатиновые плёнки получают, разливая желатиновый раствор тонким слоем и высушивая его.

Микрокапсулы являются результатом капсулирования капелек или тонкодисперсных частиц твёрдой фазы. Их диаметр, как правило, составляет несколько микрометров. Мате­риалом стенок микрокапсул могут быть желатин, казеин, гум­миарабик, пектин, КМЦ, жиры и полимеры. В качестве средств для капсулирования часто применяются также смеси эмуль­гаторов и гидроколлоидов, а в качестве пластификаторов — глицерин, сорбит, камеди и сахара.

8 СРЕДСТВА ДЛЯ ТАБЛЕТИРОВАНИЯ— это вещества, облегчающие изготовление таблеток и целенаправленно влияющие на их свойства.

Область применения: производство столовых подсластителей, сухих напитков, бульонных кубиков.

Таблетки получают на специальных прессах из ос­новы с добавками средств для таблетирования в мелкокристал­лической, порошкообразной или гранулированной форме. Су­ществуют таблетки в оболочке и без оболочки, разновиднос­тью первых является драже. В пищевой промышленности раз­личают рассасываемые, жевательные и шипучие таблетки.

К средствам для таблетирования относятся наполнители, разделители, влагоудерживающие агенты, адсорбенты, уско­рители и ингибиторы растворения, стабилизаторы, красите­ли и вкусоароматические вещества. Средства для таблетиро­вания часто выполняют одновременно несколько технологи­ческих функций.

Используемые различные типы крахмала (картофельный, кукурузный, пшеничный) одновременно мо­гут выполнять функции связующего, влагоудерживающего агента и смазки. В качестве наполнителей обычно использу­ют амилозу, микрокристалличекую целлюлозу, дикальций-фосфат, лактозу, оксид магния, маннит, полигликоли, сахара и сахарозаменители. Для рассасываемых таблеток наполни­телями служат, преимущественно, сахароза, сорбит, маннит, виноградный сахар или водорастворимые этиленгликоли.

Разделители (антиадгезионные или антисклеивающие средства) предотвращают склеивание таблеток с матрицей и улучшают скольжение масс наполнителя в матрице таблетирующей машины, поэтому их ещё называют смазками. Смазки облегчают выемку таблеток из матрицы, побочное действие заключается в облегчении заполнения матрицы и, следовательно, в поддержании постоянного веса таблеток. В качестве смазок применяют ПАВ, порошкообразную целлюлозу, парафин, цетиловый спирт, стеариновую кислоту, стеараты, тальк и полиэтиленгликоли. Для водорастворимых таблеток подходят полиэтиленгликольмоностеарат, стеарат сахарозы в количестве до 5 %.

Ускорители растворения (разрывные агенты) вызывать быстрое разрушение таблеток в воде или другой жидкости. Это гидрофильные вещества, способные быстро и сильно набухать. К ним относятся специальные модифицированные крахмалы, порошкообразная целлюлоза, кристаллическая целлюлоза в количестве до 10%, альгиновая кислота, нестворимый альгинат кальция. Хуже подходят пектин, агар и альгинат натрия. Они хоть и сильно набухают, но способны желировать.

Адсорбенты обеспечивают всасывание жидкостей в таблелетируемую массу. В качестве адсорбентов применяют крахмалы, молочный сахар, целлюлозу, каолин, бентонит, высоко­дисперсную пирогенную кремниевую кислоту.

Влагоудерживающие агенты придают таблеткам оптимальную влажность, их ещё называют регуляторами влаги. К ним относятся крахмалы с содержанием влаги около 15 %, глицерин в количестве 1,5...3,0% от массы таблетки, сорбитный сироп или низкомолекулярные полиэтиленгликоли.

Ингибиторы растворения обеспечивают постепенное растворение таблеток, особенно требующих рассасывания во рту. Наиболее эффективны в качестве ингибиторов раство­рения гидрофобные вещества: твёрдый парафин, стеарин, какао-масло, большие количества КМЦ, полиэтиленгликоль и поливинилпирролидон.

9 РАЗДЕЛИТЕЛИ— это вещества, облегчающие выемку таблеток из форм, мучных кондитерских изделий с про­тивней, скольжение кондитерских масс по поверхности оборудования, отделение от жарочной поверхности хлебо­булочных изделий, а также вещества, предотвращающие контакт частиц и частей продукта друг с другом (компонен­тов пекарских порошков, кусочков мармелада, нуги, рахат-лукума).

Область применения: выпечка хлеба и х/б изделий, мучных кондитерских изделий, пекарские порошки, производство сахарных кондитерских изделий, таблетированных форм пищевых продуктов.

Разделители (антиадгезивы) уменьшают силу адгезии между двумя граничащими поверхностями. Например, тон­кая масляная плёнка между поверхностью хлеба и поверхно­стью хлебопекарной формы предотвращает прилипание.

В качестве разделителей используют крахмалы, муку, соли кальция, силикаты, растительные масла, жиры и воски, а так­же эмульсии, состоящие из воды, жира и эмульгатора. Приме­нение эмульсий экономит масла и жиры и позволяет получить на поверхности форм более тонкую разделительную плёнку многократного использования. Эффективность этой плёнки не снижается при изменении состава продукта. Например, хлебобулочные изделия одинаково хорошо отделяются от формы, смазанной эмульсией, независимо от того, высокое или низкое содержание белка и сахара в этих изделиях.

Разделители могут применяться также в виде суспензий, спреев, паст и порошков. Разделители наносят на поверх­ность форм намазыванием или распылением.

10 ОСУШИТЕЛИ - это вещества, удаляющие влагу из газов, жид­костей и твёрдых субстанций в закрытых ёмкостях.

Область применения: детское питание, яйца и яйцепродукты, рыба, мясо и мясопродукты, пряности, чеснок, лук, овощи, картофель, фрукты, грибы, сухие соусы и супы, сыр, молоко, кофе, чай.

Осуши­тели делят на две группы: химически и физически связываю­щие воду. Первые могут это делать путём образования новых соединений или путём образования гидратов. Физическое связывание воды происходит путём раство­рения или адсорбции.

Сушка их с помощью осушителей — очень мягкий, щадящий метод, при котором в продукте сохраняют­ся даже легколетучие ароматические вещества. Практическое его осуществление возможно разными способами. Обезвожи­ваемый продукт, например, можно поместить на определён­ное время в эксикатор, сушильный шкаф, башню, трубку или пистолет, заполненные осушителем. Газ обычно сушат, мед­ленно пропуская его через ёмкость, заполненную хлоридом кальция или силикагелем, адсорбирующим воду. Жидкости сушат, засыпая в них нерастворимые осушители, выдержива­ют их некоторое время и отфильтровывают или декантиру­ют адсорбировавший воду осушитель.

Осушители используются не только для сушки пищевых продуктов и сырья, но также для установления и поддержания определённой влажности воздуха в закрытой ёмкости, например в упаковочном контейнере.

11 СРЕДСТВА ДЛЯ СНЯТИЯ КОЖИЦЫ (С ПЛОДОВ)— это вещества, химическим путём удаляющие кожицу (кожуру, шкурку) с oпределённых видов фруктов и овощей: помидоров, огурцев, моркови, корней сельдерея, картофеля и других корнеплодов, груш, яблок, абрикосов, персиков и других косточковых пло­дов. Средства для снятия кожицы химическим путём размяг­чают оболочку растительных продуктов так, что после обра­ботки ими она легко удаляется.

Химическая (щелочная) очистка проводится при различ­ных концентрациях (от 0,5 до 20%) щелочи и температуре ванны, с разной продолжительностью (в зависимости от вида растительного сырья): время обработки может колебаться от 2 (при 90...100°С) до 15 мин (при 50...80°С). Обработку можно повторять. Она проводится в специальных очистных маши­нах разной конструкции (например, во вращающемся про­волочном барабане). Отделение кожуры происходит во вре­мя вращения барабана — за счёт трения овощей (фруктов, корнеплодов) друг о друга и о стенки барабана. Процесс мож­но вести сухим способом, а можно обрызгивать содержимое барабана водой. По окончании обработки щелочами прово­дят нейтрализацию очищенного сырья погружением его в ра­створ кислоты. Для фруктов используют 1...2%-ный раствор лимонной кислоты.

12 ОХЛАЖДАЮЩИЕ И ЗАМОРАЖИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ— это вещества, понижающие темпе­ратуру пищевого продукта при прямом контакте с ним. Не следует путать охлаждающие агенты с хладоагентами, приме­няемыми в холодильной технике.

Охлаждающие и замораживающие агенты способны от­нимать тепло у контактирующего с ними продукта благода­ря очень низким собственным температурам плавления и ки­пения. Они могут применяться в форме газов, жидкостей или твёрдых тел. Замораживание можно проводить в одну или в две (то есть через предварительное охлаждение) стадии.

Область применения: хранение и транспортировка большинства пищевых продуктов, сырья и полуфабрикатов, помол зерна, орехов, кофе, какао, масличных семян, зелени, пряностей.

Старейшим охлаждающим агентом является лёд. Отни­мая тепло у охлаждаемого пищевого продукта, лёд превраща­ется в воду. Это превращение во многих случаях при охлаждении рыбы и морепродуктов. Кроме того, лёд применяют, заменяя им часть вносимой по рецептуре воды, в производстве фаршевых мясопродуктов (колбаса, сосиски и т.п.), — чтобы предотвратить разогрев фаршевой массы.

Охлаждение воздухом подразделяют на медленное и быстрое. Медленное замораживание (более старый способ) осуществляют перемещающимся с небольшой скоростью воздухом (температурой до -25°С). Быстрое замораживание заключается в обдувании замораживаемого продукта потоком воздуха высокой скорости и высокой влажности при температуре от -30 до -40°С.

Эффективность способа существенно повышается заменой воздуха на углекислый газ (диоксид углерода) и азот, которые используются в качестве охлаждающих и заморажива ющих агентов везде, где не годятся лёд и воздух. Жидкий азот и «сухой лёд» (твёрдая углекислота) обеспечивают очень высокую скорость замораживания, благодаря чему клеточная вода в обрабатываемом продукте кристаллизуется так быстро, что больших кристаллов, способных повредить клеточные стенки, не образуется, и продукт при замораживании не разрушается. Хорошие результаты даёт использование смесей диоксида углерода с азотом в разных соотношениях. Мгновенное замораживание продуктов, особенно дорогостоящих, с применением таких смесей является прекрасным способом обеспечить их длительное хранение без изменения питательных и органолептических характеристик. При этом в продукт не попадает вода, как в случае льда (а при размораживании газы полностью улетучиваются). Обычно процесс проводят в заполненных пищевым продуктом туннелях, через которые с высокой скоростью пропускают сжиженный газ (для этих целей существует также специальное оборудование).

В хлебопечении охлаждение и замораживание диоксидом углерода и азотом используется для сохранения готовой продукции, прекращения процесса брожения в тесте, мгновенного охлаждения выпеченных изделий до температуры хранения, предварительного и промежуточного охлаждения на полностью автоматизированных линиях и отвода тепла при механической обработке тестовых масс.

Охлаждающие и замораживающие агенты с успехом при­меняются для сохранения идеальной влагоудерживающей способности парного мяса для его дальнейшей переработки в деликатесные продукты, для хранения и транспортировки сублимированных молочных заквасок. Использование «сухо­го льда» вместо обычного предпочтительно для быстрого ох­лаждения мяса птицы сразу после забоя. Жидкий азот приме­няют для сушки вымораживанием.