Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Характеристика стабилизирующих средств в производстве соков

Оглавление

Введение

Общие сведения о стабилизаторах
Применение пищевых добавок для стабилизации соков
Стабилизаторы замутнения
Фиксаторы (стабилизаторы) окраски
Стабилизаторы, применяемые для осветления и получения стабильно прозрачных соков

Заключение

Библиографический список

Введение

Во всем мире производство соков является важным сегментом рынка безалкогольных напитков. На настоящий момент безалкогольная индустрия одна из динамично развивающихся отраслей пищевой промышленности. Многокомпонентность и широкий ассортимент выпускаемых консервов, строгие требования к их качеству, а так же стремление максимально сохранить первоначальные свойства исходного сырья значительно усложняют задачу. Поэтому большую роль в совершенствовании технологии консервов играют научные исследования пищевых продуктов. Разработка новых рецептур и технологий напитков различной функциональной направленности представляется важным и актуальным аспектом в рамках оптимизации питания и коррекции здоровья населения. Современная наука о питании рассматривает плоды многих растений и сами растения как жизненно необходимые продукты. Известно, что плод и ягоды – богатый источник витаминов, минеральных веществ, фенольных соединений, ферментов, многие из которых являются антиоксидантами.

Высококачественные напитки характеризуются чистым и полным вкусом, специфическим ароматом, прозрачностью и блеском. [4]

Общие сведения о стабилизаторах

К группе пищевых стабилизаторов относятся вещества, главной технологической функцией которых являются стабилизация гомогенной пищевой системы, образованной из двух или более несмешивающихся веществ, или улучшение степени гомогенизации этой системы.

Принцип действия стабилизаторов в пищевых системах аналогичен действию эмульгаторов, от которых они отличаются пониженной поверхностной активностью, это обусловлено особенностью строения молекул. В молекулах стабилизатора гидрофильные группы равномерно распределяются по всей длине молекулы и изменяют характер ее поведения на границе раздела фаз.

По своему действию в пищевых системах стабилизаторы занимают промежуточное положение между загустителями и эмульгаторами, при этом эффект стабилизации может быть достигнут счет адсорбции их молекул на межфазных границах, образуемых частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды, и так же за счет повышения вязкости дисперсионной среды, содержащей частицы дисперсной фазы.[1]

Применение пищевых добавок для стабилизации соков

«Характеристики соков, которые должны оставаться стабильными при хранении, обычно сводятся к следующим:

Цвет, стабильный или типичный для данного вида фруктов (ягод, овощей);
Вкус, стабильный или типичный для данного вида фруктов (ягод, овощей) без посторонних привкусов (горечь, вяжущий и т.п.);
Аромат, свежий и типичный для данного вида фруктов (ягод, овощей) без посторонних запахов;
Прозрачность (для прозрачных соков);
Стабильная мутная взвесь с равномерным распределением частиц мякоти по всему объему сока без осаждения.»

К важнейшим компонентам фруктовых соков относятся фенольные вещества – бесцветные фенолкарбоновые кислоты и флаваноиды, среди которых выделяют бесцветные катехины, красные и синие антоцианидины, светло-желтые флавонолы, бесцветные флаваноны, проантоцианидины и дигидрохалконы. Растительные фенолы играют особую роль в реакциях ферментативного окисления (потемнения) катализируемых фенолоксидазами. В неповрежденных клетках и их фенольные субстраты пространственно разделены, но после разрушения клеток в процессе измельчения фруктов или получения соков фенолоксидазы в присутствии кислорода воздуха окисляют фенолы до темных конденсированных продуктов группы дубильных веществ. Кроме потемнения, эта реакция может отрицательно повлиять на вкус и аромат сока и нектара. [2]

В соках могут происходить различные реакции, проводящие к изменению органолептических и физико-химических параметров напитка, поэтому стабилизирующие средства в производстве соков являются необходимыми для увеличения стойкости напитков, сохранения вкуса, цвета, аромата, прозрачности и стабильности мутной взвеси продукта.

Стабилизаторы замутнения

Это вещества (добавки), которые сохраняют во взвешенном состоянии мелкодисперсные частицы замутненных жидкостей, представляющие собой суспензию частиц мути в жидкости пищевого продукта.

Цель стабилизаторов замутнения состоит в предотвращении осаждения частиц мути на дно или подъем их на поверхность жидкости.

В безалкогольных напитках замутняющими частицами может быть мельчайшие частицы мякоти фруктов, ягод и овощей, эфирные масла или другие аналогичные вещества. Эффективными стабилизаторами замутнения могут быть загустители, которые увеличивают вязкость жидкой фазы, тем самым затрудняя перемещение по ней частичек мути, то есть стабилизируя систему.

Например, стабилизирующее действие кислого полисахарида на фруктовый или ягодный соки с мякотью основано на нейтрализации образующимися при диссоциации отрицательно заряженными молекулами полисахарида положительного заряда поверхности замутняющих частиц.[3]

Этим самым сокращается возможное взаимодействие между заряженными частицами замутнителя, способное вызывать коагуляцию.

Для стабилизации мутной взвеси в неосветленных соках необходимо:

уменьшить размер частиц взвеси до оптимального;
обеспечить необходимую вязкость сока;
уменьшит разницу плотностей взвешенных частиц и жидкости.

Этих целей достигают с помощью различных технологических приемов – разнообразных схем температурной обработки, гомогенизацией и т. п. В соках прямого отжима и концентрированных соках из плодов манго и гуавы нестабильность вызывается наличием крупных частиц взвеси, быстро образующих осадок.

Крупные частицы взвеси следует удалять, а содержание мелких должно составлять не менее 100 мг/л при размере частиц не более 0,6 мкм. Причина нестабильности мутной взвеси в ананасовых соках, в том числе концентрированных в большинстве случаев заключается в недостаточном количестве мелкодисперсной мутной взвеси и, как следствие, их низкой вязкости. Нужного значения вязкости жидкой фазы сока добиваются, выбирая плоды наиболее высокой спелости. Не рекомендуется проводить ферментативную обработку мезги, боле того, во избежание гидролиза пектинов под действием природных ферментов (пектинэстераз) длительность и температуру обработки мезги следует сократить до минимума.[2]

Стабилизация мякоти во взвешенном состоянии зависит от величины частиц, плотности и вязкости жидкой фазы и соотношения твердой и жидкой фаз. Необходимость сохранения жидкой консистенции сока и его гармоничного вкуса ограничивает возможности повышения вязкости сока и содержания в нем твердой фазы, поэтому в производстве соков с мякотью особое внимание обращают на уменьшение размеров частиц. Для более тонкого измельчения мякоти пюре пропускают через гомогенизаторы разных типов. Размер частиц мякоти должен быть в пределах 5…50 мкм.

При крупных размерах частиц мякоти под действием силы тяжести оседают на дно, что влечет за собой недопустимый дефект – расслоение сока. При достаточном измельчении частицы мякоти, наоборот, насыщаются воздухом и поднимаются вверх, что приводит опять же к расслоению жидкой и твердой фаз. Чтобы этого избежать, необходимо проводить деаэрацию сока, то есть удаление воздуха с целью стабилизации консистенции.

Рядом авторов были проведены исследования по стабилизации консистенции на овощных соках с мякотью (морковный и тыквенный). Соки гомогенизировали в течение 2-х минут и размеры частиц составили для морковного сока 9,5мкм и 10 мкм для тыквенного сока. При таких размерах частиц мякоти, через некоторое время частицы поднимались вверх. Для стабилизации консистенции необходимо провести деаэрацию сока. При использовании стабилизаторов консистенции соков стадию деаэрации можно исключить. При исследовании стабилизации консистенции соков с мякотью в качестве стабилизатора выбрали смесь альгината и каррагинана. Альгинат и каррагинан – полисахариды морских растений. По своим физическим свойствам относятся к группе загустителей и гелеобразователей, но в малых концентрациях могут проявлять свойства стабилизаторов консистенции.

В ходе работы смесь альгината и каррагинана добавляли в соки при температуре 30 ^оС в разных концентрациях. В результате опытов были сделаны выводы о том, что для стабилизации консистенции соков с мякотью целесообразно проводить гомогенизацию в течение 2-х минут, а стадию деаэрации можно заменить добавлением смеси альгината и каррагинана: для тыквенного сока концентрация составила 0,03%, для морковного – 0,04%. [4]

На стабильность мутной взвеси отрицательно влияют окислительные процессы. Меры по предотвращению окисления путем удаления удаленного кислорода, в том числе добавление аскорбиновой кислоты, положительно сказываются на стабильности взвеси. Рекомендуется добавлять в продукт аскорбиновую кислоту в количестве от 100 до 400 мг/ л на начальной стадии производства – в производстве нектаров, например, уже на стадии приготовления пюре.

Также для стабилизации мутной взвеси во фруктовых нектарах применяют пектины, особенно эффективны для этой цели высокоэтерифицированные пектины. В качестве стабилизаторов мутной взвеси овощных соков, как правило, не применяют добавление пектинов или других гидроколлоидов. Добавленные пектины частично адсорбируются на поверхности частиц взвеси и с большей вероятностью участвуют в образовании сильно гидратированной и отрицательно заряженной оболочки. В зависимости от вида фруктов применение пектинов в сочетании с гомогенизацией оказывает различное действие на стабильность нектара к расслоению фазовому разделению. В РФ в ананасовые соки и нектары разрешено добавлять пектины (Е440) в количестве до 3 г/л. Пектины разрешено добавлять в напитки в качестве загустителей и стабилизаторов согласно ТИ в соответствующем количестве.[2]

Пектин используется в пищевой промышленности и общественном питании как студнеобразователь, в последнее время находит широкое применение для детского, диетического и лечебно-профилактического питания, поскольку некоторые его формы обладают способностью связывать и выводить из организма отдельные токсические вещества.[5]

Фиксаторы (стабилизаторы) окраски

Фиксаторы (стабилизаторы) окраски – пищевые добавки, стабилизирующие, сохраняющие (или усиливающие) окраску пищевого продукта. К этой группе могут быть отнесены и отбеливатели (отбеливающие вещества), предотвращающие или устраняющие нежелательное окрашивание пищевых продуктов путем химической реакции с его компонентами.

Фиксаторы (стабилизаторы) окраски, отбеливающие вещества, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов в РФ: Аскорбиновая кислота (Е300), аскорбат натрия (Е301), аскорбат кальция (Е302), аскорбат калия (Е303), аскорбилпальмитат (Е304), аскорбилстеарат (Е305), изоаскорбиновая кислота (Е315), изоаскорбат натрия (Е316), изоаскорбат калия (Е317), изоаскорбат кальция (Е318), лимонная кислота (Е330), цитрат натрия (Е331), цитрат калия (Е332), цитрат кальция (Е333), винная кислота (Е334), тартрат натрия (Е335), тартрат калия (Е336), тартрат калия-натрия (Е337), цитрат магния (Е345), тартрат кальция (Е354), цитрат аммония (Е380), диоксид серы (Е220), сульфит натрия (Е221), гидросульфит натрия (Е222), пиросульфит натрия (Е223), пиросульфит калия (Е224), сульфит калия (Е225), сульфит кальция (Е226), гидросульфит кальция (Е227), бисульфит калия (Е228), нитрит калия (Е249), нитрит натрия (Е250), нитрат натрия (Е251), нитрат калия (Е252), уксусная кислота (Е260), этилендиаминтетраацетат кальция-натрия (Е385), этилендиаминтетраацетат динатрия (Е386), фосфат натрия (Е339), фосфаты калия (Е340), фосфат кальция (Е341), фосфаты аммония (Е342), фосфаты магния (Е343), пирофосфаты (Е450), трифосфаты (Е451), полифосфаты (Е452), карбонаты магния (Е504), сульфат меди (Е519), глюконат железа (Е579), натриевая и калиевая соли L-цистеина и его гидрохлоридов.[3]

Наиболее часто применяемыми стабилизаторами окраски в производстве соков являются аскорбиновая кислота, аскорбат натрия, аскорбат кальция, аскорбат калия изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота.

L-Аскорбиновая кислота (Е300)

Введение аскорбиновой кислоты и ее солей в пищевые продукты повышает их пищевую ценность.

Изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота (Е315) имеет более ограниченное применение, чем аскорбиновая кислота и ее производные. Обладает значительно меньшей, чем аскорбиновая кислота, витаминной активностью. [1]

Стабилизаторы, применяемые для осветления и получения

стабильно прозрачных соков

Для получения стабильно прозрачных соков необходимо не только удалить присутствующую в соке мутную взвесь, но и снизить в нем содержание тех веществ, которые в будущем могут привести к ее образованию.

Помутнение соков может быть вызвано грубодисперсными частицами плодовой ткани размером более 0,5 мм или растворенными в соке коллоидными частицами, вызывающие эффект светорассеяния (эффект Тиндаля). Обычно взвесь состоит из белков, пектина, полифенолов, липидов, полисахаридов и минеральных веществ. Удаляют их из сока не только путем механической стабилизации (фильтрование, сепарация), но и с помощью ферментных препаратов, стбилизаторов и адсорбентов.

Стабилизация прозрачных соков с помощью ферментных препаратов основана на расщеплении ими высокомолекулярных замутняющих веществ до низкомолекулярных растворимых соединений, не участвующих в образовании мути. Теоретически существует и обратная возможность – ферментативная полимеризация низкомолекулярных веществ до высокомолекулярных и удаление последних механическим путем.

Ферментативному гидролизу подвергают пектины, крахмал и фенольные вещества.

Пектиновые молекулы входят в состав комплексов частиц мутной взвеси, остающихся в соках после их извлечения. Активности собственных пектолитических ферментов сока не достаточно для гидролиза растворенных в соке пектинов. Более того, собственная пектинметилэстераза с определенной остаточной активностью может приводить к стабилизации взвеси в персиковом, грушевом, яблочном, абрикосовом, ананасовом, томатном соках. Для гидролиза пектинов используют ферментные препараты с высокой пектинметилэстеразной, эндополигалактуроназной, и пектинлиазной активностью, а также побочными арабиназной, галактаназной, ксиланазной, амилазной, гликозидазной и протеазной активностями. Побочные активности необходими для ферментативного гидролиза растворенных полисахаридов клеточных стенок, так называемого «остаточного пектина» или «гидроколлоидных веществ». Во избежание выпадения осадка пектатов для обработки соков обязательно следует использовать ферменты, гидролизующие пектиновые кислоты. Активность ферментов зависит от кислотности и температуры. Оптимальной считается температура 50 ^оС. [2]

Применение ферментных препаратов в отраслях пищевой промышленности позволяет интенсифицировать технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличить ее выход , а так же сэкономить ценно пищевое сырье.

Рядом авторов были проведены исследования по применению пектолитических ферментных препаратов при приготовлении напитков на основе плодово-ягодного сырья с использованием ферментных препаратов Фруктоцим Флюкс и Фруктоцим П6-Л.

Фруктоцим Флюкс и Фруктоцим П6-Л представляют собой

жидкие концентрированные пектолитические ферментные препараты для улучшения стабильности соков с высоким содержанием коллоидов. Данные ферментные препараты приняты в соответствии с ныне действующими законодательными нормами.

Его чистота и качество гарантированы специализированными лабораториями.

Исследования проводили в яблочном сусле с содержанием сухих веществ 8%. В сусло вносили ферментный препарат в количестве: Фруктоцим Флюкс – 0,002 – 0,004%; Фруктоцим П6-Л – 0,0015- 0,005% в виде 1 %-го рабочего раствора. Гидролиз проводили в интервале температур 20-60 ^оС.

Результаты исследования показали, что целесообразно про водить обработку при температуре 40 С, при этом оптимальной дозировкой ферментного препарата Фруктоцим Флюкс является 0,003%, Фруктоцим П6-Л – 0,0035%. Обработка ферментными препаратами при этих условиях позволяет снизить содержание пектиновых веществ на 30%.[6 ]

В соке обычно присутствует растворенный крахмал, образующий оболочку вокруг частиц мути и удерживающий их во взвешенном состоянии, а также коллоидный крахмал, вызывающий опалесцирующее помутнение. Ферментативный гидролиз растворенного крахмала может осуществляться ферментными препаратами грибковой А-амилазы и грибковой амилоглюкозидазы. Коллоидный крахмал с большим трудом поддается ферментативному гидролизу и остается во взвешенном состоянии в течении длительного времени. Амилопектин обладает ярко выраженным защитным действием и удаляется только с помощью некоторых стабилизирующих веществ, например, кизельзоля. Клейстеризованный крахмал не только затрудняет фильтрование, но и может после розлива вызвать помутнение сока, образуя комплексы с дубильными веществами.

Для удаления фенольных веществ эффективным является использование ферментных препаратов с лакказной и дифенолоксидазной активностью.

На следующих стадиях технологического процесса происходит тепловая инактивация ферментов. Следует отметить, что в настоящее время использование препаратов с лакказной активностью нет законодательных разрешений.

Одним из способов стабилизации соков является обработка осветлителями. При осветлении фруктовых соков в осадок выпадает значительное количество взвеси от 3 до 10% и более. Потери сока при этом обычно составляют около 4%. В промышленности соки осветляют горячим способом после выделения ароматобразующих веществ, промежуточного увеличения содержания растворимых сухих веществ дор 20-24% и перед заключительным концентрированием. Высокое содержание сухих веществ (более 25%) затрудняет осаждение мутной взвеси. Для стабилизации холодным способом доля сухих веществ не должна превышать 17%. При горячей стабилизации (при температуре около 50 ^оС) ферментативный гидролиз должен быть полностью завершен до внесения в сок основного средства.

При обработке соков бентонитом обычно используют дозировки от 0,3 до 5 кг/1000л. Бентонит (Е558) – коллоидно-гидратируемый силикат алюминия с общей формулой Al₂O₃SiO₂* nH₂O. Содержит варьируемое количество железа. Бентонит вводят в сок предварительно набухшим в виде водной суспензии, обеспечив хорошее перемешивание. Добавленный бентонит после внесения поддерживают во взвешенном состоянии в течении примерно 15 минут. Смешанные бентониты рекомендуется применять лишь при горячей стабилизации.

Для уменьшения содержания фенольных веществ и улучшения фильтрационных свойств соков их обрабатывают желатином, который, образуя комплексы с фенольными веществами, позволяет удалять из сока те из них, которые придают продукту горький и вяжущий вкусы. [2]

Желатин является практически единственным гелеобразователем белковой природы, который широко используется в пищевой промышленности.

Желатин – пищевой ингредиент, представляющий смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой (50 000 – 70 000) и их агрегатов с молекулярной массой до 300 000. Не имеет вкуса и запаха.[7]

Для стабилизации соков используют желатин типа А, полученные кислотным гидролизом и характеризуемые низкой и средней прочностью студня до 100^о по Блуму. Они отличаются высокой коагуляционной активностью, широким диапазоном стабилизирующих свойств, высокой способностью к связыванию полифенолов, небольшим образованием взвеси и лучшей растворимостью, При использовании желатина со слишком низкой прочностью студня низкомолекулярные белковые фрагменты желатина попадают в сок и вступают во взаимодействие с полифенолами, взывая помутнение. Эти белковые фрагменты удаляют обработкой бентонитом.

Используемая дозировка желатина, как правило, составляет 0,1-2,0 кг/1000л сока. При низкой дозировке желатина наличие пектинов препятствует связыванию полифенолов с желатином, а при высокой образуются нежелательные комплексы «пектин/желатин/полифенолы», в связи с чем стабилизация сока желатином в большинстве случаев проводится через 0,5-2 ч после ферментативного гидролиза пектина. Присутствующий в соке крахмал также стабилизирует взвесь. Желатин обычно вносят в сок дозирующим насосом в виде 5-10%-ного водного раствора. Обработку желатином рекомендуется проводить при температуре около 15 ^оС.

При горячей стабилизации удовлетворительный результат достигается при комбинированной обработке желатином и кизельзолем, хотя ранее более широко использовалась обработка желатином и таннином. Требуемая дозировка кизельзоля определяется лабораторным путем. Обычно используют 5-10-кратное по отношению к желатину количество 15%-ного раствора кизельзоля, причем для яркоокрашенных соков применяется пониженная дозировка, а для яблочных соков из столовых сортов яблок и некоорых других – повышенная. При горячем способе стабилизации требуются значительно более высокие дозировки кизельзоля.

Для снижения интенсивности цвета яблочных соков применяют активированный уголь в количестве от 30 до 50 г/л. Снижение интенсивности цвета сопровождается уменьшением содержания патулина.

Поливинилполипирролидон (ПВПП) применяют в производстве соков для повышения стабильности цвета и снижения окисляемости сока. Обычная дозировка – от 20 до 50 г/100л, а в экстремальных случаях – до 300 г/100л. [1]

Заключение

В настоящий момент безалкогольная индустрия одна из динамично развивающихся отраслей пищевой промышленности. В целом объемы производства и потребления безалкогольных напитков показывает устойчивый рост и тенденцию к развитию.

Высококачественные напитки характеризуются чистым и полным вкусом, специфическим ароматом, прозрачностью и блеском. Для потребителя наиболее очевидными, легко определяемыми признаками являются прозрачность и блеск напитка. Для того чтобы сохранить все эти качества продукта необходимо применять стабилизаторы.

Концентрация стабилизаторов различна и при не соблюдении этих норм ожидаемый эффект может быть не достигнут. Некоторые вещества не только стабилизируют окраску, мутную взвесь, прозрачность и т.д., но и повышают пищевую ценность продукта.

Библиографический список

Нечаев А.П. Пищевые добавки [Текст]: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н. – М.: Колос, 2001. – 256с.: ил. – ISBN 5-201-14433-0.
Сарафанова Л.А. Применение пищевых добавок в индустрии напитков [Текст] / Сарафанова Л.А. – СПб.: Профессия, 2005. – 304с.: ил. – ISBN 5-8459-0168-5.
Нечаев А.П. Пищевые и биологически активные добавки, ароматизаторы и технологические вспомогательные средства [Текст]: учебное пособие / Нечаев А.П., Кочеткова А.А. - СПб: ГИОРД, 2007. – 248с.: ил. - ISBN 5-89123-901-9
Крук О.Ю.Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов [Текст]: сб. науч. работ / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Вып.12. – Кемерово, 2007. – 140с. ISSN 0203-9478.
Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов [Текст]: Учебник / Позняковский В.М. – 4-е изд., испр. и доп. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. – 522с. - ISBN 5-94087-232-8
Зайцева И.С., Савченко Н.Б.Пищевые продукты и здоровье человека [Текст]: тезисы докладов I Всероссийской конференции студентов и аспирантов. В 2-х частях. Часть 1. - Кемерово, 2008. – 164с. ISSN 0342-7568.
Нечаев А.П. Пищевая химия [Текст] / Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А.; под ред. А.П. Нечаева. - 4-е изд., испр. и доп. – СПб.: ГИОРД, 2007. – 640с. – ISBN 5-93208-043-4.

Характеристика стабилизирующих средств в производстве соков 📙 Реферат → 🆔 301629