Наибольшее распространение среди пищевых искусственных антиокислителей получили производные фенолов: бутил(гидр)оксианизол (БОА, Е320), бутил(гидр)окситолуол (БОТ, «ионол», Е321), а также изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота (Е315) и изоаскорбат натрия (Е 316), третбутилгидрохинон (Е 319) и эфиры галловой кислоты галлаты (Е 310...Е 313), хорошим синергистом антиоксидантов является ЭДТА (Е385, Е386). Этих соединений в природе не обнаружено. Побочного витаминизирующего действия они не оказывают, но их существенным достоинством является высокая стабильность и, как следствие, значительное увеличение срока хранения пищевых продуктов.
Антиокислители 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. Можно было бы ожидать, что любое повышение содержания антиокислителя приводит к увеличению времени защиты продукта, но это не так. На практике для большинства антиоксидантов существует предельная концентрация, выше которой срок хранения продукта уже не увеличивается. Как правило, она составляет 0,02 %, что соответствует гигиеническим требованиям к допустимому содержанию антиокислителей в продуктах питания.
5. ВЕЩЕСТВА, УСКОРЯЮЩИЕ И ОБЛЕГЧАЮЩИЕ ВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ)
Эти вещества добавляются к продукту в процессе его производства для достижения определённых технологических целей: ускорения технологического процесса, облегчения его ведения, часто без них осуществление процесса вообще невозможно. Значительная часть веществ, ускоряющих и облегчающих ведение технологических процессов, остаётся в пищевом продукте вплоть до его использования. К этим веществам относят средства для капсулирования, для таблетирования, пеногасители. Пропелленты, в зависимости от обстоятельств использования, могут относиться как к первой, так и ко второй группе, это же касается веществ, облегчающих фильтрование.
Некоторые технологические добавки в процессе изготовления продукта разрушаются, например, разрыхлители или вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов.
5.1. Регуляторы кислотности
Вещества, устанавливающие и поддерживающие в пищевом продукте определённое значение рН, называются регуляторами кислотности. Добавление кислот снижает рН продукта, добавка щелочей увеличивает его, а добавка буферных веществ поддерживает рН на определённом уровне.
Компоненты буферной смеси находятся в состоянии химического равновесия. Значение рН такой системы слабо меняется при концентрировании, разбавлении и введении относительно небольших количеств веществ, которые взаимодействуют с одним из компонентов буферной системы. Чаще всего компонентами пищевой буферной системы являются слабая кислота (основание) и её соль с сильным основанием (кислотой). Добавкой солей слабых кислот (например, ацетата натрия) или оснований (например, хлорида аммония) можно «нейтрализовать» сильнокислые и сильнощелочные растворы, то есть сделать их слабокислыми и слабощелочными соответственно.
Регуляторы кислотности используются в производстве напитков, мясо- и рыбопродуктов, мармеладов, желе, твёрдой и мягкой карамели, кислых драже, жевательной резинки, жевательных конфет.
В производстве мясопродуктов, особенно сырокопчёных колбас, поддержание кислой реакции среды необходимо для оптимизации протекания процессов созревания, в частности, для предотвращения развития нежелательной микрофлоры и повышения эффективности использования нитритов (нитратов); для этих целей используют глюконодельталактон. Благодаря добавке кислот в колбасах и ветчинных изделиях происходит ускорение превращения миоглобина в термостойкие нитрозомиоглобин и нитрозогемоглобин. Обычно добавляют 0,1 % лимонной кислоты или 0,2...0,3 % глюконодельталактона.
При переработке кишок, кислоты (обычно уксусная или молочная, в количестве 2...4%) замедляют развитие микроорганизмов и устраняют неприятный запах.
Для увеличения сохранности мяса (после убоя скота) поверхность его обрабатывают водным раствором смеси уксусной, молочной, лимонной и аскорбиновой кислот.
Обработка поверхности рыбы растворами кислот также способствует её сохранности и осветлению. Кроме того, кислоты связывают триметиламин, устраняя тем самым неприятный рыбный запах. По этой причине их добавляют к панировочным смесям для жарки и запекания рыбы. Снижение рН в консервах позволяет уменьшить время и температуру стерилизации.
В производстве овощных соков для сохранения их окраски, витамина С и смягчения условий термообработки хорошо подходят фруктовые кислоты. Сухие овощи бланшируют с добавкой к воде 0,5 % лимонной кислоты, что также обеспечивает сохранение естественной окраски и витамина С. Добавка солей лимонной кислоты ускоряет гидратацию, за счёт чего уменьшается время варки овощей.
Буферные соли используют в пищевом производстве для того, чтобы снижать коагуляцию белков и расщепление желирующих веществ при нагревании, влиять на набухание гелей, регулировать протекание процессов желирования и инверсии сахарозы, управлять ферментативными реакциями и увеличивать выходы пищевых продуктов, улучшать их сохранность, текстуру и реологические свойства. С помощью буферных солей регулируют, облагораживают и гармонизируют вкус фруктовых десертов, желе, мороженого и кондитерских изделий.
5.2. Пеногасители и антивспенивающие агенты
Антивспенивающие агенты на определённых стадиях ряда процессов производства пищевых продуктов предотвращают или снижают образование пены. Пеногасители разрушают уже образовавшуюся пену.
В результате ускоряется и облегчается ведение таких технологических процессов, как фильтрование, перекачка, дозирование и розлив жидкостей. Эти процессы важны в производстве крахмала, сахара, продуктов переработки картофеля, растворимого кофе, пекарских дрожжей, мясопродуктов, жиров и масел, молочных продуктов, супов и соусов, консервированных овощей, сиропов, фруктовых продуктов, варенья, мармеладов и желе, жиров для жарки, при разливе в бутылки фруктовых соков и других напитков.
Антивспенивающие агенты замещают пенообразователи на границе поверхности раздела газовой и жидкой фаз и, образуя там непроницаемую поверхностную плёнку, повышают поверхностное напряжение. Они должны быть нерастворимы в жидкостях, к которым добавляются.
Пеногасители имеют тот же состав, то же химическое строение и аналогичный механизм действия, что и антивспенивающие агенты. Они тоже образуют на поверхности раздела газовой и жидкой фаз плёнку, благодаря которой разрушаются пузырьки газа. При этом снижается величина поверхности, и система переходит в термодинамически более устойчивое состояние.
Свойствами отрицательно влиять на пенообразование обладают жирные спирты, полисилоксаны, природные жиры и масла, полигликолевые эфиры жирных кислот, полигликоли, моно- и диглицериды, полисорбаты, сложные эфиры сорбитана и жирных кислот.
Дозировка этих добавок очень мала, обычно достаточно нескольких миллиграмм на 1 кг (в конечном продукте они практически отсутствуют).
5.3. Эмульгирующие соли
К эмульгирующим солям относят вещества, добавка которых способствует образованию эмульсии. Но эмульгаторами являются не сами вещества, а продукты их взаимодействия с белковыми молекулами субстрата. Типичный пример — фосфаты.
В сгущенном стерилизованном молоке благодаря стабилизирующему действию фосфатов снижается осаждение казеина. При сгущении молока (например, выпариванием) или концентрировании его добавкой сухих продуктов нарушается имеющееся в молоке равновесие, что приводит к увеличению концентрации минеральных веществ, в том числе ионов кальция. Следствием этого является сшивание казеина кальциевыми мостиками, благодаря чему казеин осаждается, и эмульсия разрушается. Если полифосфаты «перехватят» ионы кальция, эмульсия в процессе производства не разрушится.
Непрямое эмульгирующее действие фосфатов используется в производстве плавленых сыров. Термическая обработка сыра возможна только через промежуточное образование казеинового золя. Имеющийся в исходном сыре кальциево-казеиновый гель переходит в жидкий натрий-казеиновый золь благодаря полифосфату натрия или другим фосфатам, цитратам, тартратам и лактатам.
Казеинат натрия образует вместе с тонкодиспергированным при плавлении молочным жиром и растворенными в водной фазе органическими и неорганическими веществами стойкую дисперсию (эмульсию, суспензию). При охлаждении казеинат снова переходит из состояния золя в гель, молочный жир укрепляется, и масса переходит в стабильную суспензию. Если сыр нагревать без эмульгирующих солей, он не плавится, а сморщивается, превращаясь в резиноподобную массу, и отделяет масло и воду. Если добавить при перемешивании 2...3 % соли-плавителя в виде водного раствора, компоненты стекаются в гомогенное тесто.
К колбасным изделиям эмульгирующие соли добавляют для более равномерного распределения жира и стабилизации эмульсии к механическим и термическим воздействиям. Полифосфаты в качестве вспомогательных средств при измельчении продукта улучшают его нарезаемость, органолептические свойства и облегчают переработку даже мороженого мяса.
Фосфаты оказывают опосредованное влияние на пены. Они нужным образом изменяют поведение белковых мембран, повышая взбитость и стабильность пен. Кроме того, фосфаты способствуют гидратации и набуханию белков, благодаря чему протеины растворяются и диспергируются. Возможное при этом возрастание вязкости положительно влияет на взбивание.