0
Руб. Товаров в корзине на сумму

Вернуться в магазин

0
Руб. Товаров в корзине на сумму

Вернуться в магазин

Униконс   
 
 
 

Основные группы пищевых ПАВ

 

   Моно- и диглицериды жирных кислот и их производные (E471, Е472а—E472g). Наиболее известная группа эмульгаторов, промышленное производство которых началось в 20-е годы XX в. Сегодня их доля в общем потреблении пищевых эмульгаторов составляет около 60%.

   В группу пищевых добавок глицеридной природы входят неполные ацилглицерины (моно- и диглицериды), которые в промышленности получают глицеролизом жиров и масел или этерификацией глицерина высокомолекулярными жирными кислотами, а также продукты их этерификации по первичной гидроксилъной группе пищевыми низкомолекулярными кислотами — уксусной, молочной, винной, диацетилвинной и лимонной.

   Известны различные типы моноглицеридов, которые в зависимости от вида исходного жирового сырья и технологии получения могут содержать от 40 до 60 % фракции моноэфира в смеси с ди- (34—50 %) и триглицеридами (3,5—10 %) со значениями йодного числа, характеризующего степень непредельности ацилов жирных кислот, от 1 до 100 и температурой плавления от 40 до 70 °С.

   При молекулярной дистилляции продуктов глицеролиза получают дистиллированные моноглицериды, содержащие не менее 90 % моноэфира, представляющего собой смесь α- и β-кристаллических форм, из которых наиболее активной с позиций функциональности является α-форма. Содержание α-формы может варьировать в интервале 40-90 %.

   В качестве пищевых добавок разрешены семь сложноэфирных модификаций неполных ацилглицеринов.

   Три из них, как и исходные моно- (МГ) и диглицериды (ДГ), относятся к группе безопасных добавок — статус GRAS, применяемых без ограничений. Для остальных допустимая суточная доза (ДСД) составляет 30 мг/кг, а для добавки Е472е — даже 50 мг/кг массы тела человека.

   Пищевые добавки глнцерндной природы

Е-номер

Пищевая добавка

Хг

ДСД, мг/кг массы тела человека

Е471

Моно- и диглицериды жирных кислот

— Н

GRAS*

Е472а

Эфиры уксусной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот

О

||

—С—СН3

GRAS

Е472b

Эфиры молочной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот

GRAS

Е472с

Эфиры лимонной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот

GRAS

E472d

Эфиры винной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот

0   30

Е472е

Эфиры диацетилвинной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот

0...50

Е472f

Смешанные эфиры винной, уксусной кислот и моно-, диглицеридов

(см. Е472а и E472d)

0...30

E472g

Эфиры янтарной кислоты и моноглицеридов   (сукцинили-рованные моноглицериды)

0...30

* GRAS — Generally Regarded As Safe — совершенно безвредны.

   Все добавки этой подгруппы — липофильные неионогенные эмульгаторы.

 

   Критерии чистоты глицеридов и их производных

Критерий

Е - номер

E471

Е472а

Е472Ъ

Е472с

E472d

Е472е

Содержание моно-, диэфиров, %, не менее

70

-

-

-

общей карбоновой  кислоты, %

9-32

13-45

13-50

15-50

8

свободных жирных кислот, %, не более

3

3

3

3

3

3

свободного глицерина, %, не более

7

2

2

2

2

2

общего глицерина, % 16—33

14-31

13-30

11-29

12-29

11-28

золы, %, не более

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

 

   По своим технологическим функциям пищевые добавки глице-ридной природы являются эмульгаторами и стабилизаторами пищевых дисперсных систем. Их модификация с образованием различных производных позволяет направленно изменять ГЛБ молекул и, следовательно, их поверхностную активность на границах раздела фаз.

  Дефиниции этих добавок, связанные с образованием и стабилизацией однородных дисперсных систем из двух и более несмешивающихся фаз, определяют основные области их применения в пищевых продуктах.

  Введение в структуру глицеридных молекул ацилов низкомолекулярных кислот обеспечивает формирование новой технологической функции комплексообразования

  Производные моноглицеридов нашли применение в кондитерской промышленности, хлебопечении, при производстве майонезов и маргаринов, мороженого, напитков, макаронных изделий и т. д.

  Применение моно- и диацилглицеринов в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, в макаронной промышленности позволяет механизировать технологический процесс и повысить качество изделий (макароны перестают быть клейкими). В производстве маргаринов и майонезов добавки моно- и диацилглицеринов оказывают эмульгирующее, стабилизирующее и пластифицирующее действие.

   Фосфолипиды (Е322, Е442). Наиболее популярны в этой группе природные лецитины (Е322), имеющие синтетический аналог под названием «аммониевые фосфатиды» (Е442).

   В соответствии с Директивой Европейского Союза лецитины (Е322) представляют собой смесь фракций фосфатидов, полученную из животных или растительных объектов физическими методами, включающими использование ферментов. Содержание в этой смеси веществ, нерастворимых в ацетоне (собственно фосфолипидов), составляет не менее 56—60 %.

   Коммерческие лецитины включают следующие основные фракции: фосфатидилхолины, т. е. собственно лецитины (до 25 %), фос-фатидилэтаноламины (до 25 %), фосфатидилсерины (до 15 %), фос-фатидилинозиты и фосфатидные кислоты (5—10 %).

  Аммониевые фосфатиды (Е442) представляют собой смесь аммониевых солей различных фосфатидных кислот, являющихся продуктами взаимодействия ортофосфорной кислоты с одним, двумя или тремя остатками ацетилглицеринов.

   В соответствии с Директивой ФАО—ВОЗ для синтетических аналогов содержание связанного фосфора регламентируется в пределах 3,0—3,4%, а содержание азота — 1,2—1,5%.

   Аммониевые  фосфатиды (Е442): Х= N+H4 → аммониевая соль фосфатидной кислоты. Основным источником промышленного получения лецитинов для пищевой промышленности служат масличные культуры (главным образом соя, реже — подсолнечник), из которых их выделяют гидратацией масел. Концентрированным источником фосфолипидов животного происхождения является яичный желток.

 

   Фракционный состав (%) фосфолипидов сои и яичного желтка

Основные фракции фосфолипидов

Соя

Яичный желток

Фосфатидилхолин (лецитин)

Фосфатидилэтаноламин

Фосфатидилсерин

Фосфатидилинозит

Фосфатидная кислота

Плазмологен

Сфингомиелин

Другие фосфолипиды

Фитогликолипиды

31,7

20,8

3,0

17,5

2

-

-

10,2

14,8

78,8

17,1

Следы

0,6

Следы

1

2,5

-

-

 

   На базе растительных фосфолипидов сои и яичного желтка получают продукты различного состава и свойств, которые делят на три группы:

  • стандартизованные и модифицированные лецитины в масляном состоянии;
  • обезжиренные лецитины в порошкообразном и гранулированном виде;
  • фосфолипидные фракции в масляном и порошкообразном виде.

   В странах Европы, Соединенных Штатах Америки и Японии лецитины имеют статус GRAS, их применение в пищевых продуктах не лимитируется.

   Специфические критерии чистоты кроме содержания фосфолипи-дов включают ряд других показателей. Перечень этих показателей и их регламентируемые значения представлены ниже

Внешний вид

Коричневая вязкая жидкость или порошок

Содержание веществ, нерастворимых:

в толуоле, %, не более

0,3

в ацетоне, %, не менее

56*—60

Влажность, %, не более

2

Кислотное число, мг КОН/г, не более

35—45*

Перекисное число, ммоль 1/2 акт. О/кг, не более

10

*3начения для гидроксилированного лецитина

   Принципиально возможны два способа модификации стандартных фосфолипидов: ферментативный и химический.

   Продукты ферментативной модификации фосфолипидов могут быть различны. В зависимости от природы используемой фосфолипазы А происходит направленное отщепление ацила высших жирных кислот из первого или второго положения с образованием соответствующих лизоформ: лизофосфатидилхолина, лизофосфатидилэтаноламина и т.д. Под действием фосфолипазы В деэтерификация идет и в первом, и во втором положении, а фосфолипазы С и D, не затрагивая ацилов высших жирных кислот, осуществляют гидролиз в фосфорнокислой группе и приводят к образованию диацилглицеринов (фосфолипаза С) или фосфатидных кислот (фосфолипаза D).

   Все приемы модификации фосфолипидов приводят к изменению ГЛБ, а следовательно, и к поверхностной активности, определяющей технологические функции фосфолипидов в различных пищевых системах. Значения ГЛБ для различных модификаций лецитинов приведены ниже.

Вид лецитина

Стандартный

Ацетилированный

Гидролизованный

Гидроксидированный

ГЛБ

4

6

8

10

   В основе получения синтетических аналогов лежит глицеролиз растительных масел и жиров с последующим фосфорилированием образовавшихся неполных ацилглицеринов фосфорным ангидридом и нейтрализацией кислотных форм газообразным аммиаком.

   В отличие от своих природных аналогов аммониевые фосфатиды не имеют статуса GRAS, применение их в пищевых продуктах регламентируется соответствующими директивами.

   Коммерческие препараты природных и синтетических фосфоли-пидов, как и других эмульгаторов, выпускаются под различными фирменными названиями.

   Использование пищевых добавок этой группы связано с их технологическими функциями — функциями эмульгаторов, обладающих антиоксидантным эффектом.

   Особенности эмульгирующих свойств фосфолипидов обусловлены способностью образовывать и поддерживать в однородном состоянии как прямые, так и обратные эмульсии, что расширяет возможности их использования: от майонезов и различных соусов для салатов (прямые эмульсии) до аналогов сливочного масла и маргаринов различного жирнокислотного состава (обратные эмульсии).

   Другой отличительной особенностью фосфолипидов от большинства пищевых эмульгаторов является их способность образовывать липосомы. липидные везикулы («пузырьки»), представляющие собой частицы, образованные концентрическими замкнутыми липидными бислоями с внутренним водным слоем, изолированным от внешней среды и содержащим в зависимости от назначения липосом различные включения, например пептиды или белки Использование липосомных систем в пищевых продуктах связано с функциями защиты отдельных пищевых компонентов от внешнего воздействия (защита дрожжевых клеток от охлаждения в замороженных мучных полуфабрикатах и пицце), сохранением влаги (мороженое) или органических, например вкусовых, веществ (хлеб и бисквиты), снижением точки замерзания продуктов, готовых к употреблению

   Антиоксидантное действие фосфолипидов, как и большинства других пищевых антиокислителей, связано с подавлением реакций автоокисления непредельных органических соединений, прежде всего ненасыщенных жирных кислот, в составе липидов.

   Антиоксидантные свойства фосфолипидов проявляются в трех случаях:

  • при инактивации α-метиленовых групп в жирных кислотах за счет комплексного взаимодействия с кислотной фосфатной группой, образующейся при расщеплении фосфолипидов;
  • при инактивации гидропероксидов в результате комплексного взаимодействия с образованием меланофосфолипидов;
  • при ингибировании реакций расщепления токоферола в конкурирующей реакции фосфолипидов с пероксидными соединениями или радикалами.

   Являясь эффективными антиоксидантами, фосфолипиды могут выступать и в качестве синергистов других антиокислителей. Эффективно, например, совместное использование фосфолипидов с эфирами аскорбиновой кислоты [(аскорбилпальмитатом (Е304) и аскор-билстеаратом (Е305)] и производными галловой кислоты [пропилгал-латом (Е310) и октилгаллатом (Е311)].

   Эффекты антиоксидантного и синергического действий фосфолипидов неодинаковы и связаны с особенностями химического строения отдельных соединений. Например, в исследованиях синергического эффекта препаратов различных фосфолипидов и α-токоферола, применяемого для замедления процессов автоокисления в жирах, было установлено, что чистые фосфатидная кислота и фосфатидилэтаноламин гораздо более эффективны, чем фосфатидилхолин и фосфатидилсерин, а фосфатидилинозит практически не проявляет синергического эффекта.

   Максимальная антиоксидантная эфективность может быть достигнута путем создания композиций фосфолипидов определенного состава.

   Поверхностная активность фосфолипидов на различных межфазных границах (твердое вещество — жидкость; жидкость — газ и т. д.) обусловливает эффективность их действия в многокомпонентных дисперсных системах, включая структурированные, в которых функции этих добавок сводятся к изменению реологических свойств.

   Величина технологического эффекта, связанная с химической природой отдельных фосфолипидов, для конкретной пищевой системы будет зависеть от фракционного состава фосфолипидной добавки. Примером, подтверждающим это общее положение, могут служить диаграммы, иллюстрирующие изменение вязкости трех типов шоколадных масс в присутствии различных по составу фосфолипидов.

   В отличие от большинства других пищевых добавок препараты фосфолипидов обладают высокой физиологической эффективностью, связанной с уменьшением уровня холестерина в крови, улучшением функции печени и состояния центральной и периферической нервной систем, торможением процессов старения организма и нормализацией иммунобиологической реактивности организма. И хотя диетологи не относят фосфолипиды к незаменимым факторам пита ния, эти добавки являются физиологически ценными компонентами пищи, суточная потребность в которых составляет около 5 г. В связи с этим использование фосфолипидов выходит за рамки решения только технологических задач и создает предпосылки для создания новых видов продуктов питания, оказывающих положительное влияние на здоровье человека.

   Эфиры полиглицерина (Е475).

   Технология их получения основана на полимеризации глицерина с последующей этерификацией пищевыми жирами или высшими жирными кислотами (пальмитиновой, стеариновой и олеиновой).

   Эфиры полиглицерина — неионогенные ПАВ. Они могут проявлять как гидрофильные, так и липофильные свойства со значениями ГЛБ от 5 до 13, что зависит от степени полимеризации глицерина (преимущественно п= 1, 2, 3, 4) и степени этерификации гидроксильных групп. Согласно Директиве Европейского Союза критерии чистоты эфиров полиглицерина включают. Общее содержание эфиров жирных кислот — не менее 90%, свободные жирные кислоты (в пересчете на олеиновую) — не более 6 %, общее содержание глицерина и полиглицерина — соответственно не менее 18% и не более 60%, свободный глицерин и полиглицерин — не более 7 %

   Их применение в пищевой промышленности связано с технологическими функциями эмульгаторов, пеногасителей, смазочных материалов, замугнителей. Основные объекты использования — хлебопекарные и кондитерские изделия, а также маргариновая продукция. ДСД эфиров полиглицерина в общем случае не должна превышать 25 мг/кг массы тела человека.

   Эфиры сахарозы (Е473).

   По химической природе они представляют собой смесь преимущественно моно-, да- и триэфиров сахарозы с природными высшими жирными кислотами:

   Получение этих добавок основано на реакции между сахарозой и метиловыми или этиловыми эфирами пищевых кислот жирного ряда в среде органического растворителя (диметилсулъфоксида или диметилформамида), остаточное содержание которого в пищевой добавке не должно превышать 1 или 2 мг/кг (соответственно для диметилформамида и диметилсульфоксида).

   Общее содержание эфиров должно составлять не менее 80% при контролируемом уровне содержания сахарозы не более 5 % и свободных жирных кислот не более 3 %. ДСД эфиров сахарозы может достигать 25 мг/кг массы тела человека. Добавки этой группы, отличающиеся содержанием моноэфиров, являются неионогенными эмульгаторами и характеризуются различной гидрофильностью: например, при содержании моноэфира, равном 10%, ГЛБ эмульгатора соответствует 2, а при содержании 70% равно 15.

   Гидрофильность эфиров сахарозы в зависимости от содержания моноэфира

Содержание моноэфира, %

10

30

40

50

60

70

ГЛБ

2

6

8

И

13

15

    Применение эфиров сахарозы в пищевой промышленности связано с их технологической функцией эмульгаторов, образующих и поддерживающих в однородном состоянии смеси несмешиваемых фаз в широком диапазоне качественного и количественного составов. В связи с этим спектр применения этих добавок очень широкий — от пищевых эмульсий до структурированных систем.

    Эмульгирующие и влагоудерживающие свойства эфиров сахарозы эффективны в технологиях майонезов, маргаринов, соусов, диетических молочных продуктов и мороженого. Введение этих добавок в рецептуры хлебобулочных и мучных кондитерских изделий замедляет процессы их черствения, улучшает структуру продукта. Поверхностная активность эфиров сахарозы в пищевых суспензиях проявляется в изменении реологических свойств последних и влиянии на консистенцию продукта. Введение добавки эфиров сахарозы, например в расплавленную шоколадную массу, приводит к снижению вязкости и структурной прочности массы, облегчает процесс конширования.

   Эфиры сорбитана (Е491—Е496). Эта группа пищевых добавок представляет собой сложные эфиры шестиатомного спирта сорбита в моноангидроформе (моноангидросорбита, или сорбитана) с природными высшими жирными кислотами — лауриновой, пальмитиновой, стеариновой и олеиновой. Сложные эфиры ангидросорбита и жирных кислот иногда называют сокращенно СПЭНами.

   Эфиры сорбитана, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

Е-номер

Эфиры сорбитана

Х1

Х2 и Х3

Е491

Сорбитанмоностеарат

Н

Е492

Сорбитантристеарат

Е493

Сорбитанмонолаурат

Н

Е494

Сорбитанмоноолеат

Н

Е495

Сорбитанмонопальмитат

Н

Е496

Сорбитантриолеат

 

   Добавки этой подгруппы служат липофильными неионогенны-ми эмульгаторами. ГЛБ для сорбитанмоностеарата составляет 4,7.

   Области использования этих добавок в пищевых продуктах связаны с технологическими функциями эмульгаторов, стабилизаторов и пеногасителей. ДСД для этих добавок составляет 0—25 мг/кг массы тела человека.

   Эфиры сорбитана используются в производстве мучных кондитерских изделий, сухих дрожжей и забеливателей для кофе. В производстве маргаринов они применяются для модификации кристаллов жира.

   Эфиры полиоксиэтиленсорбитана (Е432—Е436).

   Представляют собой оксиэтилированные эфиры сорбитана — эфиры моноангидросор-бита с жирными кислотами, в молекулах которых свободные ОН-группы замещены оксиэтилированными группами.

   В эфирах пищевого назначения степень оксиэтилирования — п равна 20, т. е. добавки этой подгруппы представляют собой эфиры полиоксиэтилен(20)сорбитана.

   Коммерческие препараты добавок этой группы получили название «Полисорбаты» или «Твины».

   В перечень добавок, разрешенных к применению в производстве пищевых продуктов, включены пять Полисорбатов.

   Эти неионогенные эмульгаторы получают взаимодействием окиси этилена с эфирами ангидросорбита и жирных кислот в среде 1,4-ди-оксана. При этоксилировании гидрофильность эфиров сорбитанов, зависящая от числа ацилов жирных кислот в их молекулах, значительно повышается.

Тип сорбитана

ГЛБ

Тип сорбитана

ГЛБ

Сорбитан моностеарат

4,7

Полиоксиэтилен(20)сорбитан тристеарат

10,5

Полиоксиэтилен (20) сорбитан моностеарат

14,9

Полиоксиэтилен(20)сорбитан моноолеат

15,0

 

   В зависимости от особенностей пищевой системы ПАВ этой подгруппы могут проявлять технологические функции эмульгатора, стабилизатора, пеногасителя, смачивающего агента и добавки, контролирующей пенообразование. Допустимая суточная доза Полисорбатов составляет 0—25 мг/кг массы тела человека. Эфиры полиоксиэтилен-сорбитана применяются при производстве мороженого, сливок для кофе, замороженных десертов, кексов и других кондитерских изделий.

   Эфиры молочной кислоты — лактилаты (Е481 и Е482).

   В эту подгруппу ПАВ, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов, входят производные молочной кислоты с высшими жирными кислотами (стеариновой или олеиновой) в виде натриевых или кальциевых солей:

  • лактилаты натрия (Е481);
  • стеароиллактилат (Е481i);
  • олеоиллактилат (Е481ii);
  • лактилаты кальция (Е482).

   В основе получения этих добавок лежит взаимодействие карбоксильной группы стеариновой (или олеиновой) кислоты с гидроксильной группой пищевой молочной кислоты с последующей нейтрализацией гидроксидом натрия или кальция свободных карбоксильных групп в молекулах синтезированных эфиров Поскольку в коммерческих концентрированных растворах молочная кислота находится преимущественно в полимеризованной форме, переходящей в свободную молочную кислоту в водной среде, в условиях описанной реакции наряду с монолактилатами (п = 1) могут образовываться некоторые количества эфиров ди-, три- и тетрамеров.

   Критерии чистоты лактилатов

Критерий

Е481

Е482

Содержание, %:

натрия

2-5

кальция

1-5

Эфирное число, мг КОН/г.

не менее

90

125

не более

190

190

Общее содержание молочной кислоты (свободной и связанной), %:

не менее

15

15

не более

40

40

Кислотное число, мг КОН/г:

не менее

60

50

не более

130

130

   Стеароиллактилаты натрия и кальция могут быть отнесены к группе анионактивных ПАВ с отрицательным зарядом на поверхностно-активной части молекулы.

   Значение ГЛБ для стеароиллактилата натрия составляет 10—12, для кальциевой соли — 5—6. Основные области использования — производство хлеба и хлебобулочных изделий, пудингов, взбитых сливок и др.

   ДСД лактилатов с пищевыми продуктами должно составлять О— 20 мг/кг массы тела человека.