• Технологу
•  > 
• Классификация пищевых эмульгаторов

Классификация пищевых эмульгаторов

Эмульгаторы  играют важную роль в производстве пищевых продуктов. В эту группу пищевых добавок входят вещества, которые будучи добавленными к пищевому продукту, обеспечивают возможность образования и сохранения однородной дисперсии  двух или более несмешивающихся веществ. Хотя, основными свойствами эмульгаторов являются образование и поддержание в однородном состоянии смеси несмешивающихся фаз, такие как масло и вода, в других пищевых системах применение этих добавок может быть связано не только с эмульгированием, сколько с их взаимодействием с такими пищевыми ингредиентами, как белки, крахмал и др.

Пищевые эмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ) – органические соединения, молекулы которых имеют дифильное строение, то есть содержат гидрофильные и гидрофобные атомные группы. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость ПАВ в воде, гидрофобные (обычно углеводородные) при достаточно высокой молекулярной массе способствуют растворению ПАВ в неполярных средах. Действие эмульгаторов многосторонне. Они ответственны за взаимное распределение двух несмешивающихся фаз, за консистенцию пищевого продукта, его пластичные свойства, вязкость и ощущение наполненности во рту.
С поверхностной активностью молекул ПАВ связана также их способность стабилизировать системы с газовой дисперсной фазой в жидкой дисперсионной среде (пены). Эффективность стабилизации водных пен характерна для эмульгаторов, содержащих цепи предельных жирных кислот, в связи с чем их можно использовать в качестве пенообразователей, в то время как эмульгаторы, содержащие цепи непредельных жирных кислот, проявляют свойства пеногасителей. ПАВ применяются в качестве пенообразователей в технологиях различных инстант-продуктов и взбивных масс, а в качестве пеногасителей — в технологиях молочных продуктов и при промышленной переработке яиц.

Пищевые суспензии представляют собой устойчивые дисперсии твердых частиц с размерами от 0,1 до 100 мкм. Введение ПАВ в такие системы способствует смачиванию твердых частиц, что, в свою очередь, облегчает образование однородного продукта. Обычно в пищевых суспензиях для достижения желаемого результата ПАВ используют вместе со стабилизаторами или загустителями. Наиболее известным примером пищевых суспензий являются шоколадные напитки. Введение ПАВ в жидкие дисперсные системы улучшает способность образования прозрачных растворов, что является принципиальным для различных жидких пищевых продуктов, содержащих красители и ароматизаторы.

Большинство эмульгаторов, молекулы которых содержат ацилы высших жирных кислот, способны к образованию комплексов с растворимой амилозной  фракцией крахмала. Такое взаимодействие является важным для замедления процесса черствения хлеба и хлебобулочных изделий, а также для снижения клейкости продуктов, основанных на восстановлении влажности крахмала. Комплексное воздействие на крахмал с целью снижения комкования, улучшения консистенции и однородности сопровождается изменением текстуры таких продуктов, как макароны, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия.

 Эмульгаторы, имеющие ионную природу, могут вступать во взаимодействие с белками, что способствует улучшению структурных свойств пищевых продуктов. Например, в хлебе такие ПАВ способны образовывать с пшеничным глютеном комплексы, что приводит к повышению эластичности белков и, как следствие, к увеличению объема хлеба.

 Некоторые эмульгаторы при добавлении в пищевые системы, которые содержат кристаллы сахара, диспергированные в жире, способны снижать вязкость системы, адсорбируясь на поверхности частиц гидрофильной природы с образованием гидрофобных оболочек. Гидрофобизация поверхности приводит к повышению сродства природы частиц дисперсной фазы к дисперсионной среде, что проявляется в изменении реологических свойств пищевой системы. Эта технологическая функция ПАВ используется, например, для обеспечения текучести расплавленной шоколадной массы.

Некоторые эмульгаторы в сочетании с оптимизированными условиями технологического процесса могут оказывать влияние на модификацию полиморфной формы, размер и скорость роста кристаллов жира в таких продуктах, как маргарины, различные жировые смеси, шоколадные массы и арахисовое масло. Оптимизация размеров кристаллов таких жиров обеспечивает улучшение сливочного вкуса и других свойств. Эта функция ПАВ может использоваться также на стадии кристаллообразования при получении сахара и поваренной соли.

Как правило, ПАВ являются эффективными смачивающими агентами. Однако выбор конкретной добавки будет зависеть от типа смачивания или природы смачиваемой поверхности — восковой, капиллярной или поверхности порошков. Функция эмульгатора в этом случае сводится преимущественно к снижению межфазного натяжения между жидкостью и поверхностью твердых частиц, что обеспечивает более быстрое и равномерное распределение жидкости по поверхности твердых частиц. Смачивающие агенты используются в технологии таких пищевых продуктов, как десертные смеси, высушенные распылением; сливки для кофе; завтраки быстрого приготовления; высушенные овощи и др.

Такие эмульгаторы, как предельные моно- и диглицериды, обладают способностью предотвращать прилипание некоторых пищевых масс к поверхностям пресс-форм, режущих ножей, упаковочных материалов и даже к зубам потребителя. Это свойство добавок глицеридной природы используется в технологии карамельных масс, конфет и жевательной резинки.

Рассмотрим некоторые группы пищевых эмульгаторов.

Моно- и диглицериды жирных кислот и их производные (E471, Е472а—E472g). Наиболее известная группа эмульгаторов, промышленное производство которых началось в 20-е годы XX в.

Пищевой стабилизатор Е471 Моно- и диглицериды жирных кислот относится к группе добавок пищевых, основой областью применения которых является промышленное производство продовольственных товаров. К отличительным особенностям и свойствам пищевого стабилизатора Е471 Моно- и диглицериды жирных кислот можно отнести способность сохранения и улучшения уровня вязкости и консистенции готовых продуктов питания.

В качестве стабилизирующего агента и эмульгатора Е471 отличается абсолютно натуральным происхождением – получают добавку на основе жирных растительных кислот, благодаря применению специальных процессов обработки. К примеру, в роли эмульгатора Е471 позволяет соединять воедино вещества, которые по определению считаются несмешиваемыми.

Самыми распространенными продуктами питания, в состав которых входит пищевой стабилизатор Е471, являются маргарины, мороженое, молочные соусы, творожные крема, майонезы, йогурты и другие изделия, имеющие высокое процентное содержание жиров.

Как известно, получаемые из глицерина жиры искусственные нередко служат неплохой альтернативой подобным веществам животного происхождения. Что касается Е471, данная добавка представляет собой смесь веществ, которые имеют схожее строение с натуральными жирами, поэтому ее зачастую включают в состав печенья, крекеров и сухариков. Применение моно- и диацилглицеринов в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, в макаронной промышленности позволяет механизировать технологический процесс и повысить качество изделий (макароны перестают быть клейкими). Моноглицериды и диглицериды жирных кислот по своему строению похожи на частично усвоенный натуральный жир и организм перерабатывает данный эмульгатор, как и все остальные жиры.

Пищевые добавки под номером E472 — это группа эфиров жирных кислот:

-эфиры уксусной кислоты моно- и диглицеридов жирных кислот (E472а)

-эфиры винной кислоты моно- и диглицеридов жирных кислот (E472d)-

-моно- и диацетил эфиры винной кислоты моно- и диглицеридов жирных кислот (E472е)

-смешанные эфиры глицерина, винной, уксусной и жирных кислот (E472f)- эти добавки придают новые качественные свойства клейковине пшеничной, что позволяет соответственно улучшить качество муки даже из пшеницы имеющей слабую клейковину, способствуют увеличению объёма выпекаемых хлебобулочных изделий и улучшению образования пор в выпекаемых изделиях. Вносятся в тестовую основу в растворенном в жирах состоянии. Дозировка должна составлять не более 0,2% от веса изделия.
Процесс этерификации добавки Е472 позволяет уменьшить область плавления и облегчить переработку сырья. Благодаря этим качествам глицериды значительно улучшают качество взбивания теста и создаваемой текстуры.

-эфиры молочной кислоты моно- и диглицеридов жирных кислот (E472b)-

-эфиры лимонной кислоты моно- и диглицеридов жирных кислот (E472с)-процесс этерификации  данных добавок позволяет сузить область плавления, снизить устойчивость к гидролизу, облегчить переработку сырья. Благодаря этим качествам глицериды молочнокислые значительно улучшают качество взбивания теста, мороженого, десертов, маргарина.  Для стабилизации исходного порошкового сырья они используются при производстве десертов, соусов, мороженого и сухих сливок. Совместно с глицеридами используются в качестве эмульгатора, а так же в качестве антиокислителей при смешивании с токоферолом.
В колбасном производстве добавки применяются для предотвращения окисления и разделения фарша и жира.

Добавка Е-472b  так же способна продлить жизнедеятельность клеток дрожжей и защитить ароматизаторы от изменения вкуса.

Добавка Е-472с используется в косметической промышленности при производстве кремов и лосьонов.

- моноглицериды янтарной кислоты (E472g)- Широкое применение сукцинилированные моноглицериды получили в пищевой промышленности в качестве улучшителей при производстве хлебобулочных изделий.
Внесение в рецептуру всего 0,5% добавки Е472g способно обеспечить: стабилизацию теста относительно температурных и механических воздействий, улучшение значений клейковины, оптимальную пористость изделий, повышение объёма выпускаемой продукции, экономичность при расходовании жиров при производстве сдобных и кондитерских изделий.
В качестве эмульгатора может применяться при производстве: жиров, майонезов, маргаринов и кремов, а так же косметических средств, кормов для животных.

Производятся добавки Е472, преимущественно, из глицерина, и ряда натуральных жирных и других органических кислот. При употреблении в пищу, эти вещества сначала разлагаются на отдельные кислоты и жиры, затем перерабатывается организмом, как любые другие вещества натурального происхождения.

Эфиры полиглицерина (Е475). Добавки этой группы представляют собой сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином,  являются стабилизирующими агентами для сохранения вязкости и улучшения консистенции пищевых продуктов, активно используются в пищевой промышленности для производства:
- эмульгированных жиров и других средств используемых при выпечке сдобы,
- маргаринов, полужирных маргаринов, майонезов, жидких смесей для мороженого и жировых эмульсий,
- готовых блюд и пряных соусов, готовых приправ,
- жиров для жарки, столовых жиров, масел, антивспенивателей,

- ароматизаторов и основ напитков,
- жевательных резинок и конфет,
- биологически активных добавок,
- косметических средств, кремов, лосьонов, гелей, муссов,
- средств для обработки почвы.

Эфиры полиглицеридов не являются аллергенами и не причиняют негативного влияния на организм человека, не обладают токсическим действием и не вызывают раздражения кожных покровов.  Эфиры полиглицеридов при помощи фермента липаза в организме человека расщепляются, а свободные полиглицериды выводятся почками.

Эфиры полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот(Полиглицерин, полирицинолеаты (E476)- Полиглицерин используется при производстве шоколада, а в пищевой промышленности применяется в качестве эмульгатора. Шоколад с высоким содержанием жиров имеет не очень хорошие свойства обтекания, поэтому для сокращения расходов масла какао, в шоколад пониженной жирности добавляется полиглицерин, который придаёт шоколаду хорошую способность обтекания начинки с получением более тонкого слоя.
Зачастую полиглицерин получают путём переработки касторового масла вещества извлекаемого из семян клещевины африканской.
Добавка Е476 может входить в состав некоторых видов маргарина и майонезов. Встречается полиглицерин в некоторых видах готовых соусов и супов.

Эфиры молочной кислоты — лактилаты (Е481). В эту подгруппу ПАВ, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов, входят производные молочной кислоты с высшими жирными кислотами (стеариновой или олеиновой) в виде натриевых солей: стеароиллактилат (Е481i),  олеоиллактилат (Е481ii).

Применяется Е481 в пищевой промышленности при изготовлении определённых пищевых продуктов:
- жировых и масляных эмульсий,
- спиртных напитков определённой крепости, ликёров,
- хлебобулочных и кондитерских изделий, кондитерских мучных изделий,
- сухих завтраков, риса быстрого приготовления, десертов,
- мясных консервов,
- порошков для приготовления горячих напитков,
- специальных биологически активных продуктов для снижения веса.

Процесс технологической реакции добавки Е481 позволяет качественно улучшать переработку сырья. Благодаря этим свойствам значительно улучшаются качества взбивания теста, мороженого, десертов, маргарина. Добавка применяется при производстве сухих сливок для кофе и соусов. А так же способна продлить жизнедеятельность дрожжевых клеток. Допустимая норма суточного потребления Е481 не ограничена, так как по составу идентично веществам, возникающим в процессе метаболизма в организме человека.

Сорбитан тристеарат (E492)- сложные эфиры шестиатомного спирта сорбита со стеариновой кислотой.

Е-492 применяют в качестве стабилизатора консистенции, загустителя, текстуратора, связующего агента в жидкие концентраты чая, фруктовые и травяные отвары, в мороженое, содержащее растительный жир, и фруктовый лед. При изготовлении заменителей молока и сливок, кондитерских изделий, жевательной резинки, начинок, глазурей допустимая норма – до 5г/кг. Сорбитан тристеарат добавляют также при изготовлении хлебобулочных изделий, шоколадных конфет и в биологически-активные добавки. Е492 наряду с другими сорбитанами используют в качестве пенгасителя, глазирователя и носителя-наполнителя (в пищевых красителях). В непищевой промышленности сорбитан тристеарат применяется при изготовлении косметических средств (кремов и дезодорантов), лекарственных препаратов и эмульсий для обработки растений.

Эфиры полиоксиэтиленсорбитана (Е432-Е436)- Представляют собой оксиэтилированные эфиры сорбитана эфиры моноангидросорбита с жирными кислотами, в молекулах которых свободные ОН-группы замещены оксиэтилированными группами: лаурат (Е432), твин 20; олеат (Е433), твин 80; пальмитат (434), твин 40; стеарат (Е435), твин 60.

Жирные кислоты очень медленно расщепляются щелочами и липазами. Твины меняют всасываемость содержимого кишечника, так что может измениться способность к ресорбции даже невсасываемых веществ, может увеличить усвояемость организмом жиров. Полиоксиэтиленсорбитаны выделяются из организма не расщеплёнными.

Применяются в пищевой промышленности в строго дозированных количествах предписанных техническими условиями. Широкое применение данные добавки получили для образования дисперсных масел и растворимых в жирах, ароматизаторов. Основные области использования - производство жиров и маргаринов, добавление в жиры для выпечки, производство сливок, мороженного, кексов и др. В продуктах обладающих высокой кислотностью добавки применяются в качестве образователя пены, а в жирах в качестве агента препятствующего вспениванию. Так же полиоксиэтиленсорбитаны используются в фармакологическом и косметическом производстве для изготовления средств гигиены.