Ускорители процесса производства пищевых продуктов

Стабилизаторы

К группе пищевых стабилизаторов (функциональный класс 21) 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, что обусловлено особенностями строения молекул. В молекулах стабилизатора гидрофильные группы, как правило, равномерно распределяются по всей длине молекулы и изменяют характер ее поведения на границе раздела фаз.

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

Часто добавки этого функционального класса в пищевых системах проявляют смежные технологические функции эмульгаторов, загустителей и комплексообразователей.

В таблице 1 приведены основные представители добавок, выделенных в соответствии с СанПиН 2.3.2.560—96 в самостоятельный функциональный класс — класс стабилизаторов.

Таблица 1 - Стабилизаторы, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктовТаблица 1 – Стабилизаторы, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)

Факультет: технологический

Кафедра: химии

Группа: 1112

Реферат

Тема: «Пены. Методы получения. Основные характеристики.

Свойства. Устойчивость. Применение.»

Выполнила: Косарева Ю. В.

      Проверила: Нуриева Э. Н.

Нижнекамск 2014

Содержание.

1.Введение ………………………………………………………………………………………………3

2.Строение пен…………………………………………………………………………………………3

3.Основные характеристики …………………………………………………………………..4

4.Устойчивость пен …………………………………………………………………………….5

5.Методы разрушения пен ……………………………………………………………………8

6.Применение пен …………………………………………………………………………….9

7.Способы получения …………………………………………………………………………….11

8.Заключения ……………………………………………………………………………………..12

9.Используемая литература ……………………………………………………………………15

Что такое пожарная пена?

Химической основой пенообразователей и, следовательно, противопожарной пены являются ПАВы. Основное отличительное свойство этих веществ заключается в их способности самопроизвольно концентрироваться и адсорбироваться на границе раздела фаз «вода – воздух» и «вода – углеводороды» с образованием мицелл. Для оценки предельно возможных концентраций ПАВ в мицеллах (моль/л) введена величина критической концентрации мицеллообразования ККМ. При пенообразовании молекулы ПАВ из мицелл поступают на поверхность водных плёнок пузырьков на границе раздела фаз. Образованная таким образом поверхность плёнок будет стабильной до тех пор, пока запас молекул в мицеллах не исчерпается.

Фиксаторы миоглобина

Фиксаторы миоглобина — вещества, обеспечивающие стойкий розовый цвет мясных изделий (колбасы). В качестве фиксаторов миоглобина наиболее широко применяются нитриты, которые, вступая в связь с пигментами мяса, образуют нитрозогемоглобин. Последний при тепловой обработке переходит в гемохромоген, сообщающий колбасам стойкий розово-красный цвет.

Нитриты токсичны, в связи с чем их применение требует большой токсикологической настороженности, строгой дозированности и равномерности распределения в массе фарша, а также контроля за приготовлением раствора, введением его в фарш и сроками хранения. Нитриты применяют, соблюдая установленные требования. Засолка мяса допускается только мокрым способом.

Применяемые дозы нитритов для засола говядины, баранины и конины — 0,1 % нитрита к весу рассола или 0,12 % нитрита к объему рассола; для свинины -0,06- 0,08 % нитрита; для колбасных изделий — 0,005 % к весу мяса, шротированного или пропущенного через волчок.

Раствор нитрита должен быть приготовлен не ранее чем за сутки до применения. В готовом продукте содержание нитритов вплоть до последнего времени допускалось до 20 мг на 100 г мяса (0,02 %). В настоящее время содержание нитритов в некоторых колбасных изделиях снижено до 5 мг на 100 г мяса.

Поступление нитритов в организм обусловливает метгемоглобинообразование и возможное развитие нитратной метгемоглобинемии, особенно у детей младшего возраста. Не умаляя значения при этом питьевой воды, содержащей нитриты и нитраты, тем не менее и нитриты пищевых продуктов могут участвовать в развитии нитратной метгемоглобинемии. Безусловно, допустимой суточной дозой нитратов для человека является 0- 5 мг/кг, а нитритов 0-0,4 мг/кг веса тела. Условно допустимыми дозами являются для нитратов 5-10 мг/кг и нитритов 0,4-0,8 мг/кг веса тела.

Классификация и виды эмульгаторов

Эмульсионные агенты делят на несколько групп:

  • эмульгаторы;
  • пенообразователи — это вещества и органические соединения, которые участвуют в образовании устойчивой пены. В результате, газообразные вещества преобразуются в жидкие и твердые продукты;
  • стабилизаторы пены — вещества, которые добавляют в продукты для стабилизаторов (нуга, закаливание мороженого, подсушивание бисквита).

К натуральным эмульгаторам относят яичные белок и желток, желатины, агары, пектины, сапонины. Последние широко распространены в природной среде (листьях, корнях, стеблях, растение «мыльнянка»). К синтетическим — карбол, метилцеллюлоза.

Эмульсирующие агенты бывают также концентрированные, высококонцентированные и разбавленные. 
В концентрированных эмульсиях содержание жидкости с дисперсной фазой может превышать 74% (мороженое, кремы, молочная продукция).
В высоконцентированных эмульсиях допустимо превышение 74%. Такие эмульсии по своим свойствам схожи с гелями (масла, майонезы).
В разбавленных эмульсиях концентрация воды или масла не может превышать 0,1. Сюда можно отнести молоко и напитки, где вместо ароматизаторов используются эфирные масла.

По химической составляющей эмульгаторы делят на гидрофобные и гидрофильные. Они расположены на полярных концах молекул. Гидрофильные призваны обеспечить растворимость эмульсии в воде, гидрофобные — в неполярных растворителях. Эти группы эмульгаторов облегчают образование эмульсий, а также предотвращают возможность повторного слипания частичек дисперсной фазы.

Перечень некоторых видов эмульгаторов:

Моно- и диглицериды жирных кислот (натуральный жир) — это самые известные эмульсионные агенты. Появились они в самом начале XX века и являются полностью натуральными. Применяются преимущественно в продуктах питания. Главное их преимущество — улучшение уровня вязкости, структуры готового изделия. Отличительная особенность — замена ингредиентов животного происхождения. Состав очень схож с натуральным, поэтому этот эмульгатор часто добавляют в диетические продукты. Один из самых безопасных эмульгаторов, в организме перерабатывается как любой другой жир. Важное преимущество эмульгатора — он является полностью гипоаллергенным. Они продлевают срок жизни продукта, улучшают его вкусовые свойства. Например, макароны уже давно перестали склеиваться между собой, благодаря применяемому эмульгатору.

Эфиры жирных кислот — это винная, уксусная кислоты, глицерин и тд. Эти эмульгаторы улучшают качество пшеничной муки, делая ее менее клейкой, а также помогают придать объем кондитерским изделиям. Для того, чтобы внести их в тесто необходимо предварительно растворить. Рекомендуемая дозировка составляет 0,2% эмульсионного агента. Эмульгаторы облегчают переработку сырья, улучшают качество взбивания теста. При взаимодействии с токоферолом действуют как антиокислитель. Эмульгаторы этой группы хорошо взаимодействуют с ароматизаторами, защищая их от появления нежелательного вкуса.

Эфиры полиглицерина — это не только эмульгаторы по своим свойствам, но и  стабилизаторы. Они сохраняют вязкость изделий, улучшают структуру продукта. Эфиры полиглицерина используется для приготовления соусов, майонезов, масла, маргарина, применимы  в кондитерской отрасли.

Полиглицерин — эмульгатор для шоколада. Благодаря использованной эмульсии сокращаются расходы на какао масло. У готового шоколадного изделия и глазури появляется приятная обтекаемость. Эмульгатор готовят на основе касторового масла. 

Эфиры молочной кислоты — вещества, необходимые в производстве алкогольных напитков, кондитерских изделий, хлеба и мяса. Эмульгатор способен увеличить длительность жизни дрожжевых клеток и улучшить качество исходного продукта.

Сорбитан тристеарат — это сложные эфиры на основе стеариновой кислота. Добавляют в качестве текстуратора и загустителя в чай, мороженое типа фруктовый лед, травяные настойки.

Технологические добавки

Технологические добавки объединяют большую группу веществ, используемых в качестве обязательного компонента в производстве пищевых продуктов; к ним относятся:

  1. разрыхлители теста (натрий двууглекислый, углекислый аммоний);
  2. желеобразователи (агар, пектин, агароид пищевой, альгинат натрия);
  3. отбеливатели (бромноватистокислый калий, для муки 40мг/кг;
  4. пенообразователи (экстракт мыльного корня для халвы).

Химические разрыхлители теста применяются в производстве печенья. Для этой цели используют двууглекислый натрий и углекислый аммоний. Оба эти вещества не обладают какими-либо вредными свойствами, в связи с чем не лимитируются как пищевая добавка.

В производстве мармелада, пастилы, джемов необходимы вещества, обеспечивающие желирующее действие, в результате которого продукту придается свойственная ему стойко сохраняющаяся структура. К веществам, обладающим желирующими свойствами, относятся агар и агароид пищевые, пектин, растительный клей, альгинат натрия.

Приведенные вещества растительного происхождения не обладают какими-либо вредными свойствами, в связи с чем их применение в пищевой промышленности не лимитируется.

Пектин в настоящее время может рассматриваться как пищевое вещество, полезное и необходимое в питании человека, в связи с чем более правильно пектин исключить из числа пищевых добавок и рассматривать его как пищевое вещество.

В качестве отбеливателя муки в хлебопекарной промышленности используется бромноватистокислый калий, который в применяемых концентрациях безвреден. Согласно данным Объединенного комитета экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ, установлена безусловно допустимая доза бромидов для обработки муки — 0-20 мг/кг и условно допустимая- 20-75 мг/кг (для бисквитов). Бромноватистокислый калий допущен в качестве отбеливателя муки в количестве 40 мг/кг.

Строение пен.

Пены относятся к грубодисперсным системам — в момент возникновения пузырьки видны невооруженным глазом. При образовании пены ее ячейки имеют сферическую форму, которая с течением времени переходит в полиэдрическую. Характерной идеализированной фигурой ячеек является пентагональный додекаэдр — двенадцатигранник с пятиугольными гранями, имеющий 30 ребер и 20 вершин, где грани ячеек – тонкие жидкие пленки (рис.1). Пленки жидкости, находящиеся между пузырьками, образуют так называемые треугольники Плато. В каждом ребре многогранника сходятся три жидкие пленки, которые являются стенками пузырьков. Эти пленки образуют между собой углы, близкие к 1200.

В местах стыков пленок образуются утолщения, которые называют каналами (рис.1). Каналы в поперечном сечении являются треугольниками. Четыре канала сходятся в одной точке, создавая узлы (рис.1). Каналы и узлы пронизывают всю структуру пены.

Рис.1 Схема полиэдрической пены: 1 — пленка жидкости; 2 — каналы; 3 — узлы.

Жидкие пленки в центре плоскопараллельны. Вблизи каналов они утолщаются и становятся вогнутыми. В результате возникает капиллярное давление, вызывающее отток жидкости из пленок в каналы. Под действием гравитации жидкость собирается в каналы и по узлам стекает в нижнюю часть пены. В результате оттока жидкости пленки утончаются.

Назначение пенообразователя

Пенообразователи синтетические углеводородные общего назначения используются для получения огнетушащей пены и растворов смачивателей. Данные пенообразователи получили наиболее широкое применение благодаря относительно низкой стоимости и доступности сырья, а также отработанной технологии их изготовления. По огнетушащей эффективности они уступают пенообразователям целевого назначения. Пенообразователи содержат анионные углеводородные ПАВ (в основном первичные и вторичные алкилсульфаты) с добавлением ингибитора коррозии.

Пенообразователи синтетические углеводородные целевого назначения используются для получения пены при тушении нефтепродуктов и горючих жидкостей различных классов, а также с морской водой, при низких температурах, для тушения пеной высокой кратности; обладают повышенной огнетушащей способностью. Пенообразователи содержат смесь углеводородных ПАВ со стабилизирующими добавками.

Пенообразователи синтетические фторсодержащие плёнкообразующие целевого назначения используются для получения пены при тушении нефтепродуктов и горючих жидкостей различных классов, кроме водорастворимых (полярных) горючих жидкостей. Все пенообразователи синтетические фторсодержащие плёнкообразующие целевого назначения отличаются повышенной огнетушащей эффективностью. Пенообразователи состоят из смеси углеводородных и фторсодержащих ПАВ.

Пенообразователи синтетические фторсодержащие пленкообразующие целевого назначения для тушения водорастворимых (полярных)горючих жидкостей используются для получения пены при тушении нефтепродуктов и водорастворимых (полярных) горючих жидкостей (спирты, эфиры, кетоны и др.). Все пенообразователи синтетические фторсодержащие пленкообразующие для тушения водорастворимых (полярных) горючих жидкостей отличаются повышенной огнетушащей эффективностью. Пенообразователи содержат смесь фторированных и углеводородных ПАВ с добавками полимерных соединений.

Пенообразователи протеиновые (в том числе фторпротеиновые) используются для получения пены при тушении нефтепродуктов и других горючих жидкостей. Фторпротеиновые пенообразователи отличаются повышенной огнетушащей эффективностью. Используются для тушения полярных горючих жидкостей, если смеси протеинов, фторсодержащих и углеводородных ПАВ содержат дополнительно добавки полимерных соединений.

Пенообразующие вещества

В производстве некоторых кондитерских изделий необходимы пенообразователи, сообщающие характерную структуру, свойственную данному изделию. Классическим пенообразующим веществом является экстракт мыльного корня. Однако широкое применение его ограничивается и даже невозможно из-за токсических свойств действующего начала мыльного корня — сапонинов.

В связи с содержанием в мыльном корне сапонинов, обладающих токсическими свойствами, мыльный корень и его экстракты не допускаются в пищевой промышленности, в частности в кондитерском производстве и производстве безалкогольных напитков. Исключение составляет халва, в производстве которой допускается использование экстракта мыльного корня для введения в карамельную массу в количестве, не превышающем 0,03 % сапонина на 1 кг. При расчете на экстракт (удельный вес 1,05) допускается 20 000 мг на 1 кг карамельной массы.

Соусы и майонезы

К этой группе относятся эмульсии прямого типа, т.е. регулирующие стойкость продукта, устойчивость к транспортировке и хранению. 
Увеличение потребностей рынка в высококачественных соусах, майонезах, а также соусах с различными видами добавок и наполнителей, привело к бурному росту спроса на эмульгирующие системы для этих продуктов. Широко применяют эмульгирующие системы, которые состоят, в основном, из концентратов сывороточного белка.

Классическим эмульгатором для майонеза являются яичные продукты и сухое молоко. В состав молока входит казеин, который реагирует на высокую температуру и уровень рН. Эти эмульгаторы придают отличные органолептические характеристики продукту, густую кремовую консистенцию, повышают срок годности изделия, насыщают полезными аминокислотами, тем самым повышает биологическую ценность майонеза.

Методы разрушения пен.

Некоторые технологические процессы, особенно в химической, текстильной и пищевой промышленности, сопровождаются нежелательным пенообразованием. В ряде случаев образование пены может вызвать серьезные проблемы в ходе технологического процесса или отрицательно сказаться на качестве конечного продукта. В частности, пены могут снижать производительность оборудования, увеличивать технологическое время и затраты. Они мешают проведению технологических процессов, связанных с фильтрованием, центрифугированием, выпариванием, дистилляцией и т.п. В подобных случаях прибегают к разрушению пен. Для этих целей используют механические и физические способы. Механическое разрушение пен осуществляют струей воздуха или пара, либо с помощью специальных механических устройств – диспергаторов, крыльчатки, вакуумных устройств. Физические способы заключаются в воздействии на пену перегретым паром, ультразвуком, электрическим полем.

Однако наиболее экономичным и эффективным является применение химических пеногасителей. В качестве пеногасителей применяют природные жиры и масла, органические кислоты, кремнийорганические соединения, силиконовые масла, спирты, эфиры. Эффективные пеногасители – поверхностно-активные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию пен из-за их низкой поверхностной активности.

Для пеногасителей характерна специфичность действия: вещества, вызывающие гашение пены в одной среде, малоэффективны в другой. Широкое распространение получили пеногасители из семейства кремнийорганических ВМС, они устойчивы, химически инертны, относительно дешевы.

При выборе пеногасителя необходимо учитывать следующие факторы: химическую природу пенообразователя, растворимость и концентрацию, присутствие электролитов, коллоидов или других ПАВ, температуру, рН и вязкость системы, используемое технологическое оборудование, конечное назначение продукта, содержащего пеногаситель.

В пищевой промышленности наиболее широко используют силиконовые пеногасители, поскольку они в наибольшей мере соответствуют всем необходимым требованиям.

Эмульгаторы для производства мороженого

Главным эмульгатором холодных десертов является лецитин. Он входит в группу фосфолипидов (растительные жиры). Его получают методом гидратации. Лецитин выполняет не только эмульгирующую роль для создания эмульсии прямого или обратного типа, но и улучшает физико-химическую стабильность продуктов за счет создания поверхностных зарядов или устойчивых лецитиново-протеиновых пленок.

Эмульгаторы по-особому действуют в каждом продукте.  Они стабилизируют эмульсии,  улучшают реологические показатели и повышают эффективность технологических процессов, продлевают сроки хранения и исходное качество продукта.
Лецитин используется при производстве вафельных изделий и глазурей для мороженого. В вафлях лецитин обеспечивает легкий съем изделий с форм, создает мелкодисперсную жировую фазу в тесте, за счет чего улучшается текстура продукта и уменьшается их ломкость.

При производстве глазурей для мороженого лецитин понижает вязкость, снижает порог текучести, контролирует кристаллизацию жира при застывании.
Группа компаний «СОЮЗСНАБ» предлагает высококачественный нативный соевый лецитин для мороженого по выгодной цене. Мы сотрудничаем с мировыми поставщиками лецитина и гарантирует качество продукта.

Применение пен.

Пенообразование используют во многих отраслях народного хозяйства – в производстве строительных и теплоизоляционных материалов (пенобетон, пеностекло), пластичных масс (пенопласты), при обогащении полезных ископаемых (пенная флотация).

Экстракорпоральное насыщение крови кислородом осуществляется в пенных аппаратах («искусственные легкие»). Пенные аэрозоли применяют для остановки кровотечений.

Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением полученных пен имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов, для которых пенообразная структура оказывает решающее влияние на их отличительные свойства, например хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, мороженого, кремов и др. Образование устойчивой пены пива свидетельствует о его высоком качестве.

На образовании пены основана пеносушка – сушка с предварительным вспениванием, обеспечивает получение сухих продуктов с тонкой структурой. Используется при производстве сухого картофельного пюре, кофе, порошков для приготовления напитков.

Пенообразование и пены имеют большое практическое значение. Образование пены является положительным фактором при стирке. С помощью вспенивания и последующего удаления пены можно очищать некоторые жидкости от содержащихся в них поверхностно-активных примесей, переходящих в пену. Так, например, за время существования пены можно извлечь нефтяные загрязнения с поверхности моря. И, наоборот, пользуясь тем же приемом, из раствора можно извлекать содержащиеся в нем ценные ПАВ.

Для мясной промышленности

Эмульгаторы активно применяются в мясной отрасли. Главные свойства эмульсий в мясе:
•    препятствует образованию бульонных и жировых отеков;
•    устраняет неприятные привкусы, в том числе, жира;
•    улучшает внешний вид продукта;
•    позволяет использовать в рецептурах легкоплавкое мясное сырье;
•    стабилизирует и улучшает консистенцию, а также качество готовых изделий;
•    увеличивает длительность хранения (продукция устойчива к механическим воздействиям и к неблагоприятным факторам).
Эмульгаторами для вареных колбас и сосисок чаще всего становятся моно и диглецириды. Они тонко распределяют жир, защищают от образования жировых отеков, обеспечивают аппетитный аромат и вкус готовых изделий. Данные виды эмульсионных агентов используют также для ливерных колбас и паштетов. Они выравнивают колебания качества сырья, уменьшают появления осадка в виде желе.  
Эмульгаторы вносятся вместе с сухими компонентами в самом начале подготовки фарша.

Эмульгаторы для маргаринов и спредов

Компания «СОЮЗСНАБ» ведет сотрудничество с мировыми компаниями по производству эмульгаторов и их продаже для молочных изделий, в том числе, спредов. Главные отличительные свойства эмульсионных агентов для спредов: придание продукту пластичности, высокий уровень водопоглощения, улучшенное качество взбивания, препятствие в появлении такого порока как «крошливость».

Все эмульгаторы применяются в пищевой промышленности строго по рецептуре и согласно рекомендуемым дозировкам. В продуктах с высокой кислотностью эмульгирующие агенты могут выступать в роли пеногасителя. Это незаменимый ингредиент в современной пищевой промышленности, позволяющий в несколько раз улучшить органолептические, функциональные и технологические свойства пищевых продуктов.

Заказать бесплатные образцы вы можете на нашем сайте или связавшись через форму обратной связи с менеджером компании. 
 

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...