Пищевые добавки. 2

Содержание :

1. Классы пеногасителей  и пенообразователей .Свойства  и целевое назначений этих  добавок…………………………………………………………

2.Осветлители и комплексообразователи  ,их основные свойства и представители.  Применение  в пищевой промышленности  …………………..

3.Подразделения антиокислителей ,цели их использования .

Требования безопасности ………………………………………………………..

4.Нежелательные последствия  применения БАДов …………………………….

5.Список литературы……………………………………………………………….

 1. Классы пеногасителей и пенообразователей .Свойства и целевое назначений этих добавок

Пеногасители (Antifoaming agent)

Этот, функциональный класс  объединяет добавки, обладающие способность  предупреждать или снижать образование  пен – стабилизированных дисперсии  определённых типов газов в жидкой дисперсионной среде.

В ряде случаев образование  пены может вызвать серьёзные  проблемы в ходе технологического процесса или отрицательно сказаться на качестве конечного продукта. В частности, пены могут снижать производительность оборудования и повышать технологическое время и затраты. Они мешают проведению технологических процессов, связанных с фильтрованием, центрифугированием, выпариванием, дистилляцией и т.п. В подобных случаях прибегают к их гашению. Для этих целей могут быть использованы, в частности, нехимические методы – механические или физические (перемешивание, нагрев, охлаждение и т. п.). Однако наиболее экономичным и эффективным является применение химических пеногасителей.

Эффективный химический пеногаситель должен соответствовать  ряду требований:

обладать более низким поверхностным натяжением по сравнению с системой, в которую он добавляется (быть более поверхностно – активным по сравнению с пенообразователем);

хорошо диспергироваться в системе;

обладать низкой растворимостью в системе;

быть инертным;

не оставлять значительного  осадка или запаха;

соответствовать нормативам безопасности.

В таблице  приведены  пищевые добавки, которые используются в качестве пеногасителей.

Пищевые добавки с  технологическими функциями пеногасителей, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

Е404                          Альгинат кальция                             Загуститель, стабилизатор

Е570                          Жирные кислоты                              Стабилизатор пены, глазирователь

Е900                          Полидиметилсилоксан                    Эмульгатор, добавка, препятствующая

                                                                                              слеживанию и комкованию

Е1521                         Полиэтиленгликоль                         Диспергатор, пластификатор

АЛЬГИНОВЫЕ  КИСЛОТЫ И ИХ СОЛИ (Е400, Е401, Е402, Е403, Е404) – загустители, стабилизаторы и студнеобразующие вещества, получаемых из бурных водорослей. Они представляют собой полисахариды, состоящие из остатков D – маннуроновой и L – гулуроновой кислот. Альгиновые кислоты в воде не растворимы, но связывают ее. При нейтрализации карбоксильных групп альгиновой кислоты образуются альгинаты, которые растворимы в горячей воде.

Альгиновые кислоты  и альгинаты используются в пищевой  промышленности при производстве мармелада, фруктового желе, конфет в качестве студнеобразователя; в производстве мороженного для процесса кристаллизации, создания равномерной структуры и замедления таяния; в соусах, заливках для получения гладкой, приятной на вкус, не расслаивающейся на фракции эмульсии. В сбитых кремах для предотвращения выделения воды при замораживании; в производстве пива для контроля пенообразования в заданных пределах.

Согласно данным экспертного  комитета по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ  альгиновая кислота, альгинат натрия, альгинат кальция и пропиленгликольагинаты имеют статус пищевой добавки, и  суточные допустимые дозы для первых трёх биополимеров составляют до 50мг/кг, для пропиленгликольальгината – до 25 мг/кг.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ  И ИХ СОЛИ (Е 481 – Е 482).В пищевой промышленности в качестве эмульгаторов применяют свободные жирные кислоты – олеиновую, стеариновую, пальмитиновую и их натриевые, калиевые, кальциевые соли в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий в концентрации до 5 г на 1 кг массы продуктов.

МОНО – и  ДИАЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ ЖИРНЫХ ККИСЛОТ (Е 471).

Их  применение в шоколадном производстве позволяет экономить  масло какао, в маргариновом –  получать низкожировые маргарины с содержанием фазы 40…50%.

В производстве маргарина  применяют эмульгатор Т – 8 –  смесь  эмульгатора  Т – 1 и  фосфолипидных концентратов.

Эмульгатор  Т – 1 – это смесь моно – и диацилглицеролов жирных кислот, которые получают  гидролизом ацилглицеролов или этерефикаций глицерина жирными высокомолекулярными кислотами. Применение такой пищевой добавки в количестве до 0,18 % к массе муки  в хлебопечение улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствления, а в производстве маргарина – повышает его пластичные свойства при содержание эмульгатора Т – 1 не более 2000 мг/кг.

Эмульгатор  Т – 2 получают путём этерефикации жирных предельных кислот с 16 и 18 атомами углерода и применяют в производстве маргаринов в качестве пластификатора и антиразбрызгивателя, а также в хлебопечении для улучшения качества хлеба.

Токсикологические свойства эмульгаторов Т – 1 и Т – 2  хорошо изучены. Объединённый комитет  экспертов  ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил  допустимое суточное потребление  этих соединений 125 мг на 1 кг массы тела.

ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАН – Е900а, пеногаситель, эмульгатор, добавки, препятствующая слеживанию и комкованию, разрешена к применению в нашей стране и в Европе, за исключением Германии.

При выборе конкретного  пеногасителя должны учитываться следующие факторы:

химическая природа  пенообразующего агента;

тенденция пенообразования;

растворимость и концентрация;

присутствие электролитов, коллоидов или других поверхностно – активных  веществ;

температура, рН и вязкость системы;

используемое технологическое оборудование;

конечное назначение продукта, содержащего пеногаситель.

В пищевой промышленности наиболее широко используются силиконовые  пеногасители (Е900), поскольку они  в наибольшей мере соответствуют  всем необходимым требованиям.

Пенообразователи (Forming agent)

Одним из способов изменения  консистенции и структуры пищевых  продуктов с целью удовлетворения вкусов потребителей является введение в пищевое сырье диспергированного  воздуха или другого газа. Для  многих продуктов питания пенообразная структура оказывает решающее влияние на его отличительные свойства (например, в хлебобулочных и некоторых кондитерских изделиях, мороженом, напитках и десертных изделиях).

В этот функциональный класс  входят вещества, обеспечивающие равномерную  диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты, в результате образуются пены и газовые эмульсии.

Пена представляет собой дисперсную систему, состоящую  из ячеек — пузырьков газа (пара), разделенных пленками жидкости (или твердого вещества). Обычно газ (пар) рассматривается как дисперсная фаза, а жидкость (или твердое вещество) — как непрерывная дисперсионная среда. Пены, в которых дисперсионной средой является твердое вещество, образуются при отверждении растворов или расплавов, насыщенных каким-либо газом. Разделяющие пузырьки газа жидкие пли твердые пленки образуют в совокупности пленочный каркас, являющийся основой пены.

Структура пен определяется соотношением объемов газовой и  жидкой фаз и в зависимости  от этого соотношения ячейки пены могут иметь сферическую или многогранную (полиэдрическую) форму.

Получить пены, как  и другие дисперсные системы, можно  двумя способами: диспергационным и конденсационным.

При диспергационном  способе получения пена образуется в результате интенсивного совместного  диспергирования пенообразующего раствора и воздуха. Диспергирование технологически осуществляется следующими методами:

а) При прохождении  струп газа через слой жидкости (в  барботажных или аэрационных установках, в аппаратах с «пенным слоем», применяемых для очистки отходящих газов, в пеногенераторах некоторых типов, имеющих сетку, орошаемую пенообразующим раствором;

б) При действии движущихся устройств на жидкость в атмосфере  газа или при действии движущейся жидкости на преграду (в технологических  аппаратах при перемешивании мешалками, встряхивании, взбивании, переливании растворов).

Получение пен  может быть обусловлено действием  нескольких источников пенообразования одновременно. Так, некоторые технологические процессы осуществляют с аэрацией и перемешиванием. Микробиологический синтез, который обычно проводят при аэрации и перемешивании, сопровождается выделением газообразных продуктов метаболизма.

Механизм  образования пузырька пены представлен  на рисунки .На межфазной поверхности газообразного или парового включения в жидкой среде, содержащей ПАВ, образуется адсорбционный слой. Скорость формирования этого слоя определяется скоростью диффузии молекул ПАВ из глубины раствора к поверхности включения. При выходе пузырька на поверхность раствора он окружается двойным слоем ориентированных молекул.

Схема образования  пузырька газа в жидкости, на поверхности  раствора и в воздухе.

Разбавленные дисперсные системы типа  Г/Ж. содержание 
дисперсной фазы которых менее 0,1%. называют газовыми эмульсиями. В разбавленных системах происходит обратная седиментация - всплытие газовых пузырьков. В концентрированных   и   высококонцентрированных   системах   типа Г/Ж, т.е. собственно пенах пузырьки соприкасаются друг с другом  и лишены возможности свободного перемещения.

Со временем толщина пленок уменьшается из-за стекания жидкости под действием силы тяжести и капиллярного давления в местах контакта нескольких газовых пузырьков.

Следствием утончения  пленок становятся прорыв слоя жидкости между газовыми пузырьками и их коалесценция (слияние).

Увеличение размеров газовых пузырьков приводит к  изменению раздела фаз, способствующему  разрушению пены. В связи с этим время «жизни» пены, дисперсионная среда которой представляет собой однокомпонентную жидкость (например, чистую воду), сравнительно мало и пена, образованная путем диспергирования газа в жидкости, разрушается практически сразу после ее образования.

Разрушение газовых  эмульсий, в которых концентрация дисперсной фазы невелика, связано с процессом обратной седиментации — всплытием газовых пузырьков из объема жидкой дисперсионной среды на ее поверхность.

Для получения пен  необходимой устойчивости в систему  вводят пенообразователи, которые подразделяют на два типа (рода):

- истинно растворимые  (низкомолекулярные) ПАВ;

коллоидные ПАВ, белки и некоторые другие природные высокомолекулярные   соединения.

В общем случае при  образовании пены в присутствии  ПАВ происходит адсорбция их молекул в тонком слое пленки жидкой дисперсионной среды на границе с газовой дисперсной фазой, что вызывает изменение поверхностного натяжения на границе раздела фаз. В результате истечение жидкости из пенной пленки и ее утончение замедляются, а время «жизни» пены увеличивается.

Утончению пленок препятствует также избыточное давление, возникающее  в тонком слое. Адсорбционный слой ПАВ изменяет структуру поверхности межфазной границы, повышая ее механическую прочность.

В присутствии пенообразователей  первого рода устойчивость пен 
повышается пропорционально концентрации введенного ПАВ, однако такие пены быстро разрушаются по мере истечения жидкости из пенных пленок. При использовании пенообразователей второго рода с увеличением их концентрации повышается прочность структуры пены, каркас которой способен сдержать истечение межпленочной жидкости. При этом образуются устойчивые пены, время «жизни» которых составляет десятки минут и даже часы.

Пены, полученные встряхиванием  воды, исчезают мгновенно. Золь муки способен создавать пену в присутствии  пенообразователей первого типа. Взбитые сливки, в состав которых входят пенообразователи второго типа, являются уже более устойчивой системой.

Устойчивость пены в  присутствии пенообразователей  определяется рядом факторов, а именно кинетическим, структурно-механическим и термодинамическим факторами, которые могут действовать отдельно или в совокупности. В случае использования ПАВ эти факторы обусловлены одним и тем же - адсорбцией молекул в тонком слое жидкости оболочки пены.

Кинетический фактор связан с изменением поверхностного натяжения на границе раздела между фазами. Если этими (разами являются жидкость (вода) и газ (воздух), то для пен речь идет о поверхностном натяжении σ_ЖГ. В результате изменения поверхностного натяжения замедляется отток жидкости из пены и ее утончение, что приводит к увеличению времени жизни пены.

Адсорбционный слой ПАВ  изменяет структуру поверхности  границы фаз  и определяет механическую прочность этой структуры. Кроме того, в тонком слое возникает избыточное давление, которое препятствует утончению пленки и характеризует термодинамический фактор устойчивости.

Устойчивость пен продуктов  бродильного производства (пива солодовых  напитков) вызвана присутствием альбумина, желатина, солодового экстракта и  таннина. Наличие азотсодержащих веществ  обусловливает вспенивание плодово-ягодного варенья и экстрактом чайного листа.

Особую роль пена играет при сбивании масла  из сливок или  молока.

Примеры некоторых пищевых  пен и природа их образования  приведены в таблице.

Источники образования  основных видов пищевых пен

Возможные источники  образования, тип и форма некоторых  пен в пищевой промышленности и продуктов питания

Если пенообразующим веществом служит яичный белок, то вследствие развертывания молекул белка  на межфазной поверхности наступает  поверхностная денатурация. Денатурированный белок повышает стабильность пен. Одновременно могут образовываться связи между полипептидными цепями с возникновением пространственной двух- и трехмерной структуры в виде сетки, которая благоприятствует повышению стабильности пены.

Пенообразные  пищевые продукты содержат значительные количества влаги.Так, пастила и зефир содержат влаги до 14-18%. При производстве пенообразных продуктов питания важным моментом является такой подбор пищевых веществ, которые способствовали бы повышению устойчивости пены. Пищевые продукты в виде пен изготавливают также в аэрозольных упаковках.

В соответствии с СанПиН 2.3.2.560—96 технологические  функции пенообразователя имеют четыре пищевые добавки

Пищевые пенообразователи

Конденсационный способ получения пен основан на пересыщении  раствора газом. К этому способу  относится получение пен в  результате химических реакций и  микробиологических процессов, которые  сопровождаются выделением газа. Так, в процессе брожения теста, которое идет по схеме молочнокислого брожения, из глюкозы помимо молочной  и  янтарной  кислот образуются  газы (СО₂ + Н₂), которые вызывают пенообразование.

При снижении давления и  повышении температуры растворимость газа в жидкости снижается. Жидкость вспенивается, из нее может выделяться газ. Подобный процесс происходит при открытии бутылок с игристыми винами, пивом и другими напитками, отлично от шампанского, лимонада и боржоми пиво содержит пенообразователи - хмелевые смолы, белки, декстрины и др.

2. Осветлители и комплексообразователи ,их основные свойства и представители. Применение  в пищевой промышленности.

Оветлители и комплексообразующие  ПД необходимы в производстве напитков, мороженого, мясных изделий. С этими целями используются, например, фосфаты и полифосфаты. При этом важно соблюсти определенное соотношение кальция и фосфора, так как иначе эти необходимые для организма элементы не усваиваются. Кроме того, возможно загрязнение этих добавок мышьяком, поэтому установлены нормы их использования. 
Как осветлитель вина, пива, уксуса применяется танин, как осветлитель вина — фитиновая кислота. Это достаточно безобидные вещества, зато ЭДТА (этилендиаминтетраацетат), используемый в том же качестве, может связывать железо, медь и другие необходимые человеку минералы, поэтому утверждены нормы его содержания в продукте. Нормирование касается и гликолей.

Е576 — Глюконат натрия (Sodium Gluconate) — комплексообразователь. Не более 20 гр в

день!

Е577 — Глюконат калия (Potassium Gluconate) — комплексообразователь. Не более 20 гр в

день!

Окислители - путем выделения  активного кислорода или хлора, которые превращают красящие вещества продукта в неокрашенные соединения; 
Во многих странах используются такие окислители, как диоксид хлора, оксиды азота, пероксиды бензоата и ацетона.            

3. Подразделения антиокислителей ,цели их использования .

Требования безопасности.

 Как и консервирующие вещества, антиоксиданты (АО) применяются для увеличения сроков хранения пищевых продуктов. В основе их действия лежит ингибирование реакций окисления пищевых компонентов. Окисление проходит под влиянием кислорода, воздуха, света, температуры, технологических факторов производства. конечные продукты окисления отрицательно влияют на органолептические свойства и могут быть токсичны для организма человека.

Для предотвращения окислительной  порчи используют антиоксиданты, которые  делятся на две группы - природные  и синтетические АО. К природным  антиокислителям относят токоферолы (витамин Е), аскорбиновую кислоту (витамин С), флавоны (кварцетин), эфиры галловой кислоты и т.д.

Синтетические - бутилоксианизол (БОА), бутилокситолуол (БОТ) - «ионол», додецилгаллет (ДГ), сантохин, дулидин, дибуг и др. Допустимый уровень  синтетических АО в пищевых продуктах не превышает 0,02%, в кормовых их концентрация может быть увеличена в 5-10 раз. Последнее время вызывает определенные опасения использование БОТ, так как установлены его токсические и канцерогенные свойства.

Антиокисдантная активность соединений зависит от природы продукта, целого ряда других факторов, поэтому необходимы научные исследования для обоснования использования АО или их комплексов в отношении конкретных продуктов питания.

Окислительные процессы приводят к порче ценных пищевых продуктов (прогорканию жиров, разрушению витаминов), потере механической прочности и изменению цвета полимеров (каучук, пластмассы, волокно), осмолению топлива, образованию кислот и шлама в турбинных и трансформаторных маслах и др. Для увеличения стойкости пищевых продуктов, содержащих жиры и витамины, используют природные антиоксиданты — токоферолы (витамины Е), нордигидрогваяретовую кислоту и др. — и синтетические антиоксиданты — пропиловый и додециловый эфиры галловой кислоты, бутилокситолуол (ионол) и др.

 
Наиболее целесообразно использование  антиокислителей для сохранения жировых продуктов питания, способных  окисляться на свету под влиянием кислорода и тепла до гидроперекисей, в ходе дальнейшего окисления  которых образуются такие токсичные  вещества, как альдегиды, кетоны, жирные низкомолекулярные кислоты, различные продукты полимеризации и другие соединения. Для предотвращения окислительной порчи жиров и применяются антиоксиданты, или антиокислители, и их синергисты.

Этот класс пищевых  добавок включает три подкласса с учётом их функций:

антиокислители;

синергисты антиокислителей;

комплексообразователи.

Ряд соединений: лецитины (Е322), лактиты (Е325, Е326) и некоторые  другие – выполняют комплексные  функции. Перечень антиокислителей, разрешённых  к применению в Российской Федерации, приведён в таблице.

Антиокислители, разрешенные  к применению в Российской Федерации

Е300              Аскорбиновая кислота (L)                                        Антиокислитель

Е301              Аскорбат натрия

Е302              Аскорбат кальция

Е303              Аскорбат калия

Е304              Аскорбилпальмитат

Е305              Аскорбилстеарат

Е306              Концентрат смеси токоферолов

Е307              α – Токоферол

Е308              γ – Токоферол синтетический                                 Антиокислитель

Е309              δ - Токоферол синтетический       

Е310             Пропилгаллат

Е311             Октилгаллат

Е312             Додецилгаллат

Е314             Гваяковая смола

Е315             изо – Аскорбиновая кислота

                     (эриторбовая кислота)   

Е316             изо – Аскорбат натрия

Е317             изо – Аскорбат калия

Е318             изо – Аскорбат кальция

Е319             трет – Бутилгидрохинон (ТБГХ, ТВНО)    

Е320            Бутилгидроксианизол (БГА, ВНА)    

Е321            Бутилгидрокситолуол (ионол, БОТ)                        Антиокислитель

Е322            Лецитины                                                                   Антиокислитель, эмульгатор

Е323            Аноксомер                                                                  Антиокислитель

Е325            Лактат натрия                                                             Синергист антиокислителя,

                                                                                                          влагоудержвающий агент

Е326           Лактат калия                                                                Синергист антиокислителя,

                                                                                                          регулятор кислотности

Е330          Лимонная кислота                                                        Регулятор кислотности, ан-

                                                                                                         тиокислитель, комплексоо-

                                                                                                         бразователь

Е385           Этилендиаминтетраацетат                                        Антиокислитель, консер-

                                                                                                         вант, комплексообразова-

                                                                                                         тель

Е386          Этилендиаминтетраацетат                                         Антиокислитель, консер-

                   динатрий                                                                      вант, синергист, комплек-

                                                                                                         сообразователь

Е387          Оксистеарин                                                                Антиокислитель, комплек-

                                                                                                         сообразователь

Е391          Фитиновая кислота                                                    Антиокислитель

Е1102        Глюкооксидаза                                                           Антиоксидант

                  Дигидрокверцетин                                                     Антиокислитель

                  Кверцетин

Жировые продукты содержат определённое количество природных  антиокислителей, среди которых  наибольшее значение имеют токоферолы (витамин Е), которыми особенно богаты растительные масла.

Токоферолы (Е306, Е307, Е308, Е309). Природные антиокислители присутствуют в ряде растительных масел.

В виде смеси изомеров токоферолы в больших количествах  содержатся в растительных жирах (500 – 100%): масле пшеничных зародышей, кукурузном, подсолнечном и др.; в  животных жирах их содержание незначительно. Из смеси токоферолов наибольшую Σ  - витаминную и наименьшую антиоксидантную активность проявляет α – токоферол, а δ – токоферол, наоборот, проявляет наименьшую активность и наибольшую антиоксидантную.