Пищевые добавки

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

Е - номер

Технологическая функция

Пропелленты

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.