Загустители (thickeningagents)

Загустители — это вещества, увеличивающие вязкость пищевых продуктов, загущающие их.

Загустители улучшают и сохраняют структуру пищевого продукта, позволяют получать продукты с нужной консистенцией, «телом», которое положительно влияет на вкусовое восприятие (так называемый эффект «mouthfeel»).

Благодаря способности увеличивать вязкость водных сред загустители стабилизируют дисперсные системы: суспензии, эмульсии и пены.

Загустители являются гидроколлоидами. Их молекулы представляют собой линейные или разветвлённые полимерные цепи, свёрнутые в клубки. Благодаря особенностям своей структуры и многочисленным полярным группам, особенно гидроксильным, загустители, добавленные к пищевому продукту, вступают во взаимодействие с имеющейся в нём водой.

Полярные молекулы воды располагаются при этом вокруг полярных групп загустителя. Благодаря сольватации, которая часто сопровождается раскручиванием молекулы, подвижность молекул воды ограничивается, а вязкость раствора возрастает.

Макромолекулы, которые при набухании частично или полностью переходят в вытянутое состояние, в наибольшей степени увеличивают вязкость, так как гидродинамическое сопротивление длинных вытянутых полимерных цепей является наибольшим.

Вязкость возрастает экспоненциально с увеличением длины цепи. Увеличение степени разветвления молекулы гидроколлоида приводит к уменьшению вязкости, если расположение боковых цепей мешает связыванию молекул воды.

Если же полярные и неполярные группы расположены преимущественно на концах цепи, это благоприятствует связыванию воды и возрастанию вязкости. Для макромолекул с высокой степенью разветвления достижение высокой вязкости возможно только в концентрированных растворах.

Свойства загустителей, особенно нейтральных полисахароидов, можно менять путём химической модификации: введением в молекулу нейтральных или ионных заместителей.

Ярким примером этого служат крахмалы, нативные и модифицированные.

Путем модификации можно добиться следующих свойств у крахмалов:

• понижения или повышения температуры клейстеризаци и;
• понижения или повышения вязкости;
• повышения растворимости в холодной воде;
• эмульгирующих;
• снижение склонности к ретроградации;
• устойчивости к синерезису;
• устойчивости к кислотам;
• устойчивости к высоким температурам;
• устойчивости к циклам оттаивания - замораживания.

Сами по себе загустители не могут образовывать эластичные прочные гели. Чёткое разграничение между желеобразователями и загустителями, однако, не всегда возможно. Есть вещества, обладающие в разной степени свойствами и желеобразователя, и загустителя.

Некоторые загустители в определённых условиях, например при определённой концентрации сахара, ионов Са++ или значении рН, могут образовывать прочные эластичные гели. Гидроколлоиды не являются эмульгаторами, так как в их молекулах отсутствует характерное сочетание гидрофильных и липо- фильных групп.

Исключение составляют не- ионогенные эфиры целлюлозы, например ме- тилцеллюлоза, переэтерйфицированная ме- тилцеллюлоза, КМЦ, и пропиленгликоль- альгинат. Гидроколлоиды, применяемые в качестве загустителей и принадлежащие к группе полисахаридов, имеют растительное или микробное происхождение.

Применение находят как натуральные полисахариды, так и модифицированные. Полисахариды, полученные из растений, подразделяют на экссудаты, смолы (защитные коллоиды, выделяемые растением при повреждениях), например трагакант; и муку семян (резервные полисахариды растений), например муку семян рожкового дерева.

К модифицированным полисахаридам относят сложные эфиры целлюлозы, например метилцеллюлозу и карбоксиметилцеллю- лозу (КМЦ), а к микробным — ксантан. Растительные гидроколлоиды по химическому строению подразделяются на три группы: кислые полисахариды с остатками уроновой кислоты, кислые полисахариды с остатками серной кислоты и нейтральные полисахариды.

В качестве загустителей применяются кислые гидроколлоиды с остатками уроновой кислоты, например трагакант и гуммиарабик, а также нейтральные соединения, например камедь бобов рожкового дерева и гуар.

Поведение нейтральных полисахаридов, в отличие от полиэлектролитов, практически не зависит от изменения рН среды и концентрации соли. К кислым полисахаридам с остатками серной кислоты, применяемым в качестве желеобразователей, принадлежат, например, агар и каррагинан (см. раздел 2.4).

Эффективность действия гидроколлоидов определяется не только структурными особенностями их молекул (длина цепи, степень разветвления, природа мономерных звеньев и функциональных групп и их расположение в молекуле, наличие гликозидных связей), но и составом пищевого продукта, способом его получения и условиями хранения.

На растворение и диспергирование гидроколлоидов влияют размер и форма их частиц, удельная поверхность, гранулометрический состав.

Большое значение имеет способ приготовления раствора (дисперсии): интенсивность и время перемешивания, температура, значение рН, присутствие электролитов, минеральных веществ и гидратируемых веществ, например сахара, возможность образования комплексов с другими имеющимися в системе соединениями, процессы распада, вызываемые ферментами или микроорганизмами.

Есть загустители, которые могут образовывать ассоциаты с другими высокомолекулярными компонентами пищевого продукта, что вызывает заметное возрастание вязкости. При совместном использовании двух и более загустителей возможно проявление синергического эффекта: смеси загущают сильнее, чем можно было бы ожидать от суммарного действия компонентов.

Например, ксантан с гуаровой камедью или с камедью рожкового дерева. В последнем случае возможно даже гелеобразование.

Области применения: супы и соусы быстрого приготовления, консервированные супы и соусы, продукты глубокой заморозки, ин- стантные продукты, фруктовые наполнители и другие продукты переработки фруктов, фруктовые и овощные консервы, напитки, сметана, йогурт, кефир и другие кисломолочные продукты, сухие молочные продукты, мороженое, десерты, кисели, майонезы и другие эмульгированные соусы, маргарины, сыры, плавленые сыры и сырные продукты, мучные кондитерские изделия, сахарные изделия, жевательная резинка, жевательные конфеты, кетчуп и аналогичные продукты, диетические низкокалорийные продукты.

Загустители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ. Е400 альгиновая кислота, Е401-404 альгинаты натрия, калия, аммония, кальция, Е405 пропиленгликоль- альгинат, Е406 агар, Е407 каррагинан и его натриевая, калиевая, аммонийная соли, включая фурцел- леран, Е407а каррагинан из водорослей Euchema, Е409 арабиногалактан,

Е410 камедь рожкового дерева, Е411 овсяная камедь, Е412 гуаровая камедь, Е413 трагакант, Е415 ксантановая камедь, Е416 карайи камедь, Е417 тары камедь, Е418 геллано- вая камедь, Е419 гхатти камедь, Е422 глицерин, Е425 камедь коньяку, Е440 пектины, Е444 сахарозы ацетат-изобутират, Е445 эфиры глицерина и смоляных кислот, Е460 целлюлоза,

Е461 метил- целлюлоза, Е463 гидроксипропилцеллюлоза, Е464 гидроксипропилметилцеллюлоза, Е465 метилэ- тилцеллюлоза, Е466 карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль, Е467 этилгидроксиэтилцеллюлоза, Е1200 полидекстрозы A hN, E1201 поливинилпир- ролидон, Е1400 декстрины, Е1401 крахмал, обработанный кислотой, Е1402 крахмал, обработанный щёлочью,

Е1403 отбелённый крахмал, Е1404 окисленный крахмал, Е1405 крахмал, обработанный ферментными препаратами, Е1410 монокрахмал- фосфат, Е1411 дикрахмалглицерин «сшитый», Е1412 дикрахмалфосфат, этерифицированный тринатрийметафосфатом; этерифицированный хлорокисыо фосфора, Е1413 фосфатированный дикрахмалфосфат «сшитый»,

Е1414 ацетилиро- ванный дикрахмалфосфат «сшитый», Е1420 ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом, Е1421 ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом, Е1422 ацети- лированныйдикрахмалоадипат, Е1423ацетилиро- ванный дикрахмалоглицерин, Е1440 оксипропи- лированный крахмал, Е1442 оксипропилирован- ный дикрахмалфосфат «сшитый»,

Е1443оксипро- пилированный дикрахмалоглицерин, Е1450 эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты, Е1451 крахмал ацетилированный окисленный, желатин, крахмал нативный, набухающие крахмалы, хитозан, гидрохлорид хитозония.