Общественного питания

К веществам, способствующим увеличению сроков годности, традиционно относятся консерванты. Такими же свойствами частично обладает и ряд других ингредиентов.

Примитивные способы продления срока пригодности пищевых продуктов давно уже стали историей. Сначала это делалось с помощью огня и дыма, потом использовались соль, уксус; сейчас арсенал веществ, способствующих увеличению сроков годности пищевых продуктов, который включает большие классы пищевых добавок: консерванты, антиокислители, стабилизаторы, влагоудерживающие агенты и т. д. Эти вещества защищают продукты от самых разных видов порчи: микробиологической, окислительной, изменения консистенции, физико-химических свойств, ухудшения органолептических характеристик, потери пищевой ценности.

Консерванты (preservatives, antimicrobial agents).Консервантами называются вещества, подавляющие развитие микроорганизмов. Тем самым предотвращается микробиологическая порча пищевых продуктов, что увеличивает сроки их годности в несколько раз. В отличие от дезинфектантов, консерванты если и убивают микробы, то недостаточно быстро. Поэтому они могут лишь предотвратить развитие нежелательной микрофлоры, но не в состоянии вернуть испорченному продукту приемлемое качество.

Консерванты можно условно разделить на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием (помимо других полезных свойств). Действие первых направлено непосредственно на клетки микроорганизмов (замедление ферментативных процессов, синтеза белков, разрушение клеточных мембран и т. п.), вторые отрицательно влияют на микробы, в основном, за счёт снижения рН среды, активности воды или концентрации кислорода. Соответственно, каждый консервант проявляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов. Иными словами, каждый консервант имеет свой спектр действия. Поэтому эффективным является совместное использование нескольких консервантов разного спектра действия и сочетание консервантов с физическими способами консервирования (сушкой, нагреванием, охлаждением и т. д.).

Вещества, обладающие консервирующим действием, — поваренную соль, уксус, сахар, этиловый спирт, диоксид углерода и т. п. — используют обычно в количестве нескольких процентов или десятков процентов (например, сахар проявляет антимикробное действие, начиная с концентрации примерно 60%). Часто необходимая концентрация таких веществ определяется вкусовыми характеристиками готового продукта. Вещества, условно отнесённые к собственно консервантам, — сорбиновая, бензойная кислоты, низин, диоксид серы и т. д. — используются в гораздо меньшем количестве (менее 0,5%) и практически не влияют на органолептические показатели продукта.

Непременным условием эффективного использования консерванта является его равномерное распределение в продукте, лучше всего — растворение. Стадия внесения консерванта определяется технологией производства. Оптимальным считается момент сразу после термообработки и перед перемешиванием.

Выбор консервантов и их дозировок зависит от степени бактериальной загрязнённости, условий хранения, физико-химических свойств продукта (рН, активность воды), технологии его получения и желаемого срока годности.

Защитные газы (protective gases, packing gases, inert gases).Защитные газы или смеси газов защищают пищевой продукт от воздействия окружающей среды. При использовании упаковки с защитным газом необходимо применять газонепроницаемые упаковочные материалы, например, полимерные плёнки. Технология хранения продуктов питания в атмосфере инертных газов вместо воздуха называется «упаковкой с регулируемой атмосферой» (modified-atmosphere packing — MAP).

Защитные газы замещают воздух и таким образом «оберегают» продукты от контакта с кислородом. Поскольку кислород участвует в процессах окисления и необходим анаэробным микроорганизмам для дыхания, использование защитных газов предохраняет пищевые продукты и от окислительной порчи, и от микробиологической.

В пищевых продуктах, обработанных по МАР-технологии, угнетаются только аэробные микроорганизмы. На развитие патогенных анаэробов, вызывающих инфекции и интоксикации, защитные газы не влияют. Использование атмосферы с высоким содержанием инертного газа представляет интерес, прежде всего, для пищевых продуктов с низкой активностью воды.

Исследовательские данные об оптимальных составах защитной атмосферы противоречивы. Обычно в качестве защитных газов используют диоксид углерода и азот индивидуально или в смеси. В состав смесей может входить кислород.

Области применения:

бункерное хранение муки, чая, пряностей, круп;

хранение, особенно в потребительской упаковке, сыров, охлаждённого свежего мяса и мясопродуктов, птицы, рыбы, овощей, фруктов, грибов, орехов, соков, безалкогольных напитков, хлебобулочных изделий, особенно нарезанного хлеба, полуфабрикатов из теста, жировых продуктов, сухих завтраков, макаронных изделий, яиц и др.

Антиокислители (antioxidants).Антиокислители (антиоксиданты, ингибиторы окисления) замедляют процесс окисления пищевых продуктов, защищая таким образом жиры и жиросодержащие продукты от прогоркания, предохраняя фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения, замедляя ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. В результате сроки годности этих продуктов увеличиваются в несколько раз.

Антиокислители (АО) замедляют процесс окисления путём взаимодействия с кислородом воздуха (не допуская его реакции с продуктом), прерывая реакцию окисления (дезактивируя активные радикалы) или разрушая уже образовавшиеся перекиси. При этом расходуются сами антиоксиданты, поэтому чем выше их дозировка, тем больше срок годности продукта. Но бесконечно срок годности увеличивать невозможно: концентрацию антиокислителя выше 0,02% поднимать нецелесообразно по технологическим и гигиеническим соображениям. Более эффективно применять смеси антиоксидантов, в которых они проявляют синергизм (усиление действия 2-х или нескольких веществ, применяемых совместно, в результате их взаимодействия), и смеси антиоксидантов с синергистами.

Процесс окисления является самоускоряющимся. Поэтому чем раньше к продукту добавлен антиокислитель, тем большего эффекта от него можно ожидать. Наоборот, если скорость окисления уже достигла своего порогового значения, добавлять антиоксидант бесполезно.

Необходимым условием эффективного применения антиокислителей является обеспечение их полного растворения или диспергирования в продукте. Так как количество добавляемых в продукт антиоксидантов очень мало, эффективность их применения принципиально зависит от методов внесения их в продукт. Антиоксиданты вводят в жир в виде концентрированного раствора в небольшой его части. Пищевые продукты типа орехов обрабатывают напылением разбавленного раствора АО в воде или масле либо погружением продукта в концентрированный раствор АО. Иногда антиокислители вносят непосредственно в продукт, но в этом случае велика вероятность их неравномерного распределения.

Области применения: масложировая, консервная, безалкогольная промышленность, пивоварение, виноделие, производство жиросодержащих кондитерских изделий, сыров.

Синергисты антиокислителей (synergists, sequestrants, chelating agents).Синергисты антиокислителей — это вещества, не обладающие антиокислительным действием или являющиеся слабыми антиоксидантами, но усиливающие действие антиокислителей. Как правило, это кислоты или комплексообразователи. Кислоты являются донорами водорода, необходимого для регенерации антиокислителей, а действие комплексообразователей основано на связывании (переводе в неактивную форму) ионов металлов, катализирующих окисление. В последнем случае трудно провести чёткую границу между антиокислителями и синергистами. Синергисты применяются совместно с антиоксидантами.

Области применения: масложировая, консервная, безалкогольная промышленность, пивоварение, виноделие, производство жиросодержащих кондитерских изделий, сыров.

Уплотнители (firming agents).Уплотнители (растительных тканей), отвердители — это вещества, улучшающие структуру и внешний вид перерабатываемых пищевых продуктов, в основном, фруктов и овощей, за счёт уплотнения их тканей. Благодаря действию уплотнителей растительные ткани приобретают устойчивость к термической обработке (бланшировке, пастеризации, стерилизации, сушке нагреванием, сушке вымораживанием и глубокой заморозке), что особенно важно в производстве консервированных продуктов. Кроме того, уплотнители помогают сохранить имеющиеся в растительном сырье витамины, минеральные соли и питательные вещества.

Фрукты и овощи содержат пектиновые вещества, образующие вокруг волокон их тканей гели, которые укрепляют структуру растительных пищевых продуктов и снижают разрушение и размягчение при обработке. Этого, однако недостаточно для надёжной стабилизации качества фруктов и овощей. Дополнительно необходимо использовать уплотнители, которые обеспечивают необходимую защиту благодаря взаимодействию с пектинами и образованию соответствующих пектатов. С этой же целью применяются соли кальция, магния и алюминия в виде ацетатов, карбонатов, хлоридов, цитратов, лактатов, малатов, фосфатов, полифосфатов, сульфитов или тартратов индивидуально или в смесях, в том числе в смесях с поваренной солью.

Выбор уплотнителя зависит от его растворимости и реакционноспособности. Концентрация соли должна быть достаточна для эффективного действия. При расчёте следует учитывать жёсткость воды. Слишком мягкая вода способствует вымыванию питательных веществ и размягчению тканей, а слишком жёсткая может вызывать нежелательную жёсткость и клейкость. Обработку проводят перед или во время термообработки погружением в раствор или добавкой уплотнителя к заливке консервов.

Области применения: консервированные овощи, фрукты, мясо крабов, лосося, омаров, тунца.

Влагоудерживающие агенты (humectants, conditioners).Влагоудерживающие агенты — гигроскопичные вещества, регулирующие активность воды (А_w) в пищевых продуктах и предохраняющие их от высыхания и вызываемых им нежелательных изменений структуры и текстуры (чаще всего черствения).

Влагоудерживающие агенты добавляют к тем продуктам, качество которых ухудшается с потерей воды. Благодаря своей гигроскопичности влагоудерживающий агент связывает имеющуюся в свежеприготовленном продукте воду и тем самым предотвращает или существенно замедляет её испарение в атмосферу. Вследствие этого сохраняется консистенция исходного продукта (например, бисквита) и продлевается его свежесть. В высококонцентрированных сиропах добавка сахаров, например, глюкозы или инвертного сахара, повышает растворимость сахарозы, из-за чего замедляется процесс её кристаллизации. Это позволяет сохранить консистенцию сахарных кондитерских изделий, обычно помадных конфет, до окончания срока годности. Кроме того, влагоудерживающие агенты используют для связывания нежелательной воды, оставшейся в продукте по окончании производственных процессов.

Важнейшими влагоудерживающими агентами являются глицерин, сорбит, инвертный сахар и другие сахароподобные вещества. Все они в той или иной степени обладают сладким вкусом. Это не помеха, поскольку данные вещества преимущественно используются в кондитерских изделиях и выпечке. Следует, однако учитывать их сладость при расчёте рецептур. Для связывания влаги в пищевых продуктах применяют также гидроколлоиды, например, агар, альгинаты, пектины.

Необходимое количество и момент внесения влагоудерживающих агентов зависят от механизма их действия, вида готового продукта и желаемого результата. Действие их можно усилить применением герметичной упаковки. Кроме того, для предотвращения потери влаги рекомендуется хранить продукты при постоянной невысокой температуре.

Эффективность влагоудерживающих агентов тем выше, чем больше их гигроскопичность. Количественной оценкой эффективности служит величина равновесной влажности (ERH — equilibrium relative humidity). Она измеряется в процентах и равняется активности воды, умноженной на 100.

Области применения: кондитерская и хлебопекарная промышленность.

Антислёживающие агенты (free flowing agents, anticaking agents, antibaking agents).Антислёживающие агенты, или вещества, препятствующие слёживанию и комкованию, присыпки, вещества, уменьшающие липкость, высушивающие добавки, добавки, препятствующие затвердению, — это вещества, добавляемые к порошкообразным и мелкокристаллическим пищевым продуктам для предотвращения слипания их частиц и сохранения сыпучести.

Действие антислеживающих агентов основано на адсорбировании влаги или образовании тонких гидрофобных слоев между частицами продукта. В результате решаются проблемы, связанные с гигроскопичностью веществ, например, преждевременное протекание реакций между компонентами пекарского порошка.

Увеличивая расстояния между частицами продукта добавкой антислёживающих агентов, можно уменьшить силы когезии (от лат. cohaesus - связанный, сцепленный), а также уменьшить или предотвратить электростатическое взаимодействие разноимённо заряженных частиц. Таким образом можно воспрепятствовать склеиванию, слипанию и комкованию порошкообразных и мелкокристаллических пищевых продуктов. При хранении под собственным весом в больших ёмкостях они сохраняют сыпучесть и не создают проблем при автоматическом дозировании и фасовке.

В качестве антислёживающих агентов используются инертные органические и неорганические вещества в виде тонкодисперсных порошков. Обычно они нерастворимы в воде. Дозировка, как правило, составляет 0,1…1,0%, ферроцианиды добавляют к соли в количестве 5…20 мг/кг. К антислёживающим агентам относятся также разделители (разделяющие агенты), снижающие адгезию при формовании и (или) упаковке.

Области применения: поваренная соль, смеси пряностей и приправ, порошкообразные сушёные овощи и фрукты, сухие супы и соусы, сухие смеси для мороженого, сухие напитки, пекарские порошки, сахарная пудра, кондитерские изделия.

Плёнкообразователи (coating agents).Плёнкообразователи (покрытия), глазирователи (глянцеватели) — вещества, наносимые в виде плёнки или тонкого слоя (глянца) на поверхность пищевых продуктов или являющиеся компонентами защитных покрытий. Плёнкообразователи сохраняют свежесть пищевых продуктов, защищают их от высыхания, снижения веса, потерь витаминов и ароматических веществ, а также нежелательного воздействия окружающей среды (окисление, микробное заражение и т. п.). Кроме того, с помощью плёнкообразователей можно придавать продукту привлекательный внешний вид.

Если между покрытием и поверхностью пищевого продукта существует химическое родство, на поверхности продукта образуется химически связанная с ним плёнка. Гибкие прозрачные водорастворимые неклейкие плёнки образуют модифицированные крахмалы, особенно ацетатные.

В качестве плёнкообразователей преимущественно используются загустители и гелеобразователи, дисперсии полимеров, глицерин, моно- и диглицериды жирных кислот, натуральные и синтетические воски, парафин. Их смеси часто называют воскожировыми составами.

Используемые количества незначительны и составляют 0,1…1,0%. Для обработки поверхности цитрусовых применяют около 0,1 г на кг фруктов. Нанесение осуществляют опрыскиванием, погружением или обмазыванием. Некоторые плёнкообразователи перед нанесением на поверхность необходимо расплавить, например, воски.

Добавкой к плёнкообразующим составам различных веществ можно целенаправленно изменять свойства покрытий. Например, глицерин действует как умягчитель, консерванты удлиняют сроки годности покрытого плёнкой продукта, белые пигменты (карбонат кальция) защищают от света, водоотталкивающие вещества — от воды и т. д.

Области применения: драже, карамель и другие кондитерские изделия, сыры, цитрусовые, рыбопродукты, мясные и колбасные изделия, кофе в зернах, жевательная резинка, изюм и др. сухофрукты.

Стабилизаторы пены (foam stabilizers).Стабилизаторы пены — это эмульгаторы, добавляемые в жидкие взбитые продукты для предотвращения оседания пены.

Как и другие коллоидные системы, пены термодинамически нестабильны. Газ и жидкость, из которых они состоят, стремятся образовать два слоя с минимальной поверхностью раздела фаз. Поэтому пены в готовых пищевых продуктах фиксируют путём термообработки (подсушивание зефира, выпекание бисквита, закаливание мороженого), стабилизируют формированием мельчайших кристаллов сахара (нуга) или добавкой стабилизаторов пены.

Стабилизаторы пены преимущественно располагаются на поверхности пузырьков воздуха, образуя там прочную плёнку, которая усиливает сопротивляемость пузырьков к слипанию.

Чтобы пена образовалась и могла существовать, необходимо присутствие в системе поверхностно-активных веществ — пенообразователей. Эти же вещества чаще всего выполняют и роль стабилизаторов пены. Типичным и старейшим их представителем является белок куриного яйца, образующий на поверхности пузырьков воздуха эластичные белковые мембраны.

Обычно стабилизирующее действие пенообразователей усиливают добавкой веществ, связывающих воду. Желатин, агар, пектин и другие гидроколлоиды увеличивают вязкость жидкой фазы и тем самым стабилизируют пену. Существует различие между содержащими жир и нежирными взбитыми продуктами. Последние получают из растворов сахара и взбитых белков, рекомендуется также добавка фосфатов.

Особенно нестойкими являются пены, содержащие большое количество свободной воды (>20%). Пузырьки воздуха стремятся подняться вверх, а раствор сахара, наоборот — опуститься на дно. Чем труднее им это сделать, тем стабильнее пена. Затруднить движение пузырьков воздуха и осаждение раствора сахара можно снижением количества свободной воды, например, добавив загустители или гелеобразователи в количестве 0,1…0,6%.

Жиросодержащие взбитые массы содержат жиры, протеины, углеводы и эмульгаторы. Последние необходимы для оптимизации свойств пены. Выбор эмульгаторов определяется видом жира, способом получения пенных масс, их дальнейшей переработкой, условиями транспортировки и хранения. Типичным примером жиросодержащего взбитого продукта являются взбитые сливки, трехфазная система из пузырьков воздуха и кристаллов жира, распределённых в жидкости.

В аналогах взбитых сливок, в которых молочный жир и белок полностью заменены растительными жирами и немолочными белками, и во взбитых сливках с пониженным содержанием жира, необходимо использовать эмульгатор для эмульгирования жира и гидроколлоид для повышения пеностойкости.

Пену в прохладительных напитках и пиве можно стабилизировать гидроколлоидами.

Области применения: кондитерские изделия, мороженое и другие взбитые десерты, молочные коктейли, пиво.

Стабилизаторы замутнения (clouding agents).Стабилизаторы замутнения — это вещества, сохраняющие во взвешенном состоянии мелкодисперсные частицы замутнённых жидкостей.

Замутнённая жидкость представляет собой суспензию частиц мути в жидкости. Цель, с которой добавляются стабилизаторы замутнения, состоит в предотвращении осаждения частиц мути на дно или подъёма их на поверхность жидкости.

В напитках замутняющими частицами могут являться мельчайшие частички мякоти овощей и фруктов, эфирные масла или аналогичные вещества.

Как правило, достаточно эффективными стабилизаторами замутнения являются загустители. Они увеличивают вязкость жидкой фазы, тем самым затрудняя перемещение по ней частичек мути, то есть, стабилизируя систему. Растительные камеди, гумми (от греч. kommídion, kómmi - высокомолекулярные углеводы, являющиеся главным компонентом эксудатов (соков, выпотов), выделяемых растениями при механических повреждениях коры или заболеваниях) (например, гуммиарабик) предпочтительнее, так как они предотвращают осаждение частичек мути, заметно не увеличивая вязкость напитка, то есть, не влияя на его органолептические характеристики.

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 заряжёнными частицами замутнителя, способное вызвать флокуляцию (от лат. flocculi – клочья, хлопья), вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, так называемые, флокулы.

Пектин, подобно другим загустителям, увеличивает вязкость замутнённых напитков (например, овощных соков), а также, обладая собственным отрицательным зарядом, нейтрализует, подобно КМЦ, положительный заряд на поверхности замутняющих частиц. Всё это очень эффективно предотвращает распад суспензии.

Для ароматизации прохладительных напитков используют эфирные масла, например, полученные из кожуры цитрусовых, которые имеют плотность меньше 1 (обычно 0,84…0,88). Они стремятся не осесть на дно, а подняться на поверхность напитка и образовать там жирные пятна. Подбором соответствующих эмульгаторов можно увеличить плотность частичек масла, предотвратив расслоение напитка. Дозировка эмульгаторов — 0,02…0,5%. Действие эмульгаторов можно усилить добавкой пектина.

В шоколадном молоке и аналогичных напитках частички какао-порошка стремятся выпасть в осадок. Для стабилизации таких напитков применяют загустители. Их стабилизирующее действие можно усилить добавкой фосфатов. Если какао-порошок всё-таки выпадет в осадок, этот осадок будет рыхлым, а не твёрдым, его легко можно будет разрушить взбалтыванием. В качестве стабилизаторов шоколадных напитков применяют альгинаты и каррагенаны в количестве 0,02…0,03%.

Области применения: производство замутнённых напитков, сухих замутнённых напитков на основе натурального сырья и на ароматизаторах, соков с мякотью, шоколадного молока, шоколадных напитков.