Технологические пищевые добавки

Технологическая пищевая добавка — это любое вещество, которое:

  • а) не потребляется в пищу само по себе;
  • б) специально используется в переработке сырья, пищевых продуктов или их ингредиентов с целью достижения определённой технологической цели (ускорения технологического процесса, облегчения его ведения и др.) во время обработки или переработки; часто без них осуществление процесса вообще невозможно;
  • в) может привести к непреднамеренному, но технически неизбежному содержанию в конечном продукте остатков вещества или его производных при условии, что они не представляют риска для здоровья и не оказывают никакого технологического воздействия на конечный продукт, то есть часть веществ, ускоряющих и облегчающих ведение технологических процессов, остаются в пищевом продукте до его использования и употребляются вместе с ним в пищу.

К технологическим пищевым добавкам (ПД), как известно, относятся агенты-антислёживатели, хлебопекарные улучшители, носители пищевого ингредиента, вещества для капсулирования, разрыхлители, увлажнители, уплотнители, объёмообразующие агенты, пенообразователи и пеногасители, а также смачивающие вещества, средства для таблетирования и многие другие; часть их относится скорее к вспомогательным.

Некоторые технологические добавки разрушаются в процессе получения продукта, например, разрыхлители или же вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов.

Технологические добавки позволяют решить многие вопросы:

  • ускорения технологических процессов;
  • регулирования и улучшения текстуры пищевых систем и готовых продуктов, предотвращения комкования и слёживания продукта;
  • улучшения качества сырья и готовых продуктов (например, отбеливатели муки, фиксаторы миоглобина);
  • улучшения внешнего вида продуктов (полирующие средства);
  • совершенствования экстракции, новые виды экстрагирующих веществ;
  • решения отдельных технологических вопросов при производстве отдельных пищевых продуктов.

Технологическая пищевая добавка

1. Антислёживающие агенты

По ГОСТ Р 34145–2017 «Добавки пищевые. Агенты антислёживающие пищевой продукции. Термины и определения»: антислёживающий агент [антикомкователь] (пищевого продукта) — пищевая добавка, предназначенная для предотвращения слипания [комкования] частиц порошкообразных и мелкокристаллических пищевых продуктов и сохранения их сыпучести.

Антислёживающие агенты (функциональный класс II), или вещества, препятствующие слёживанию и комкованию, разделяющие вещества, присыпки, вещества, уменьшающие липкость, высушивающие добавки, добавки, препятствующие затвердению (free flowing agents, anticaking agents, antibaking agents), — это вещества, добавляемые к порошкообразным и мелкокристаллическим тонкоизмельчённым пищевым продуктам для сохранения их сыпучести, предотвращения слипания или спекания их частиц, образования комков, скоплений, т. е. для снижения эффекта слёживания (комкования); также это могут быть антипригарные средства, высушивающие и др.

Их можно классифицировать на несколько следующих подразрядов:

  • а) вещества, препятствующие слёживанию и комкованию;
  • б) вещества, препятствующие затвердению;
  • в) высушивающие вещества;
  • г) присыпки;
  • д) вещества, уменьшающие липкость.

Действие антислёживающих агентов основано на поглощении (адсорбировании) влаги или образовании тонких гидрофобных слоёв между препятствующими увеличению площади контакта частицами продукта, создающими барьер для влаги, провоцирующей слёживание и комкование. В результате решаются проблемы, связанные с гигроскопичностью веществ, например, преждевременное протекание реакций между компонентами пекарского порошка.

Увеличивая расстояния между частицами продукта добавкой антислёживающих агентов, можно уменьшить силы когезии, а также уменьшить или предотвратить электростатическое взаимодействие разноимённо заряженных частиц. Так можно воспрепятствовать склеиванию, слипанию и комкованию порошкообразных и мелкокристаллических пищевых продуктов. При хранении под собственным весом в больших ёмкостях они сохраняют сыпучесть и не создают проблем при автоматическом дозировании и фасовке.

В качестве антислёживающих агентов используются инертные органические и неорганические вещества в виде тонкодисперсных порошков. Обычно они нерастворимы в воде. Дозировка, как правило, составляет 0,1…1,0 %, ферроцианиды добавляют к соли в количестве 5…20 мг/кг. К антислёживающим агентам относятся также разделители (разделяющие агенты, см. п. 3.6.8.2), снижающие адгезию при формовании и/или упаковке.

Области применения антикомкователей: поваренная соль, смеси пряностей и приправ, порошкообразные сушёные овощи и фрукты, сухие супы и соусы, сухие смеси для мороженого, сухие напитки, разрыхлители (пекарские порошки), сахарная пудра, кондитерские изделия (кондитерский сахар).

Антислёживающие агенты, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  • Е170 карбонат кальция,
  • Е341 фосфаты кальция,
  • Е343 фосфаты магния,
  • Е421 маннит,
  • Е460 целлюлоза,
  • Е470 жирных кислот (миристиновой, олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и их смеси) соли алюминия, аммония, калия, кальция, магния, натрия,
  • Е500 карбонаты натрия,
  • Е504 карбонаты магния,
  • Е530 оксид магния,
  • Е535 ферроцианид натрия,
  • Е536 ферроцианид калия,
  • Е538 ферроцианид кальция,
  • Е542 костный фосфат,
  • Е551 диоксид кремния аморфный,
  • Е552 силикат кальция,
  • Е553 силикаты магния,
  • Е554 алюмосиликат натрия (исключён из Приложения 2 ТР ТС 029/2012),
  • Е555 алюмосиликат калия (исключён из Приложения 2 ТР ТС 029/2012),
  • Е556 алюмосиликат кальция,
  • Е558 бентонит,
  • Е559 каолин (исключён из Приложения 2 ТР ТС 029/2012),
  • Е1503 касторовое масло (разделяющий агент),
  • Е900 полидиметилсилоксан,
  • Е953 изомальт, изомальтит.

2. Улучшители муки

Улучшители муки (вещества для обработки муки) flour treatment agent — пищевая добавка, предназначенная для улучшения хлебопекарных качеств или цвета муки.

(Примечание. К веществам для обработки муки не относятся эмульгаторы.)

В мукомольной и хлебопекарной промышленности практикуется внесение в муку и тесто средств для обработки муки (функциональный класс XV), в том числе разных групп хлебопекарных улучшителей (flour improvers, bread improvers) различного принципа действия, отбеливающих добавок, улучшителей цвета и качества муки. При этом достигаются следующие цели:

  • возможность переработки муки с нестабильными хлебопекарными свойствами;
  • интенсификация технологического процесса, реализация ускоренных технологий приготовления хлеба;
  • формирование определённых реологических свойств теста (повышение газоудерживающей способности теста, придание эластичных свойств для ламинирования теста, обеспечение вязкопластичных свойств, снижение адгезии тестовых заготовок и др.);
  • улучшение качества хлебобулочных изделий разнообразного ассортимента — сдобных, слоёных дрожжевых и бездрожжевых изделий, изделий, приготовленных на основе замороженных полуфабрикатов;
  • стабилизация качества хлеба при непрерывнопоточных способах приготовления хлеба;
  • предотвращение микробиологической порчи хлебобулочных изделий, в том числе заболевания картофельной болезнью;
  • продление срока сохранения свежести хлеба и др.

Эти агенты добавляют в муку во время или после помола для улучшения цвета и качества выпечки. Это и отбеливатель муки, и усилитель теста, и кондиционер для теста. Главная задача средства для обработки муки как ПД — быть кондиционером для теста при изготовлении хлеба и другой выпечки. ПД, применяемые в хлебопечении, крайне разнообразны; спектр их использования расширяют комплексные добавки и ферментные препараты.

Самой многочисленной группой веществ, используемых в качестве улучшителей, являются улучшители окислительного действия. К типичным окислителям, применяемым в хлебопекарной промышленности, относятся перекись кальция, персульфаты, аскорбиновая кислота и др.

Особенностью улучшителей окислительного действия является их способность изменять состояние белково-протеиназного комплекса муки, влиять на её белковые вещества (упрочнение и снижение атакуемости ферментами, вследствие образования дисульфидных связей путём окисления смежных сульфгидрильных групп), на активаторы протеолиза (инактивация окислением сульфгидрильных групп) и на протеиназу (превращение в неактивную форму окислением сульфгидрильных групп).

В результате этих процессов повышается сила муки, улучшаются структурно-механические свойства теста, газо- и формоудерживающая способности теста, повышается стабильность тестовых заготовок, в том числе при перерасстойке, увеличивается объём хлеба и уменьшается расплываемость подовых изделий. При применении улучшителей окислительного действия наблюдается эффект отбеливания мякиша хлеба в результате окисления и обесцвечивания пигментов муки. К веществам преимущественно отбеливающего действия относится пероксид бензоила.

В ряде стран для улучшения качества хлеба применяются продукты или препараты, имеющие липоксигеназную или глюкозооксидазную активности. Фермент липоксигеназа катализирует окисление цис-формы линолевой, линоленовой, арахидоновой и других ненасыщенных кислот воздухом, в результате чего образуются перекисные соединения (гидроперекиси), которые являются активными окислителями. Внесение в тесто при замесе ферментного препарата глюкозооксидазы с активностью фермента каталазы вызывает окисление глюкозы в глюконовую кислоту, кислород и воду, что обусловливает окисление свободных сульфгидрильных групп в структуре клейковинных белков и образование дисульфидных связей, способствующих укреплению теста, увеличению его эластичности, увеличению объёма изделий.

Для изменения реологических свойств теста из муки пшеничной сортовой с излишне крепкой или короткорвущейся клейковиной применяются улучшители восстановительного действия, которые оказывают структуризирующее действие на клейковинные белки. Качество хлеба при этом улучшается: увеличивается объёмный выход хлеба, мякиш становится более эластичным, более разрыхлённым. На поверхности изделий отсутствуют подрывы и трещины, характерные для хлеба из такой муки.

Функциональной особенностью улучшителей восстановительного действия является способность расслабления и структуризации клейковины муки за счёт смещения соотношения связей –S=S– и –SH-групп в сторону увеличения –SH-связей, что приводит к улучшению структурно-механических свойств теста из муки, обладающей крепкой клейковиной. Использование улучшителей восстановительного действия целесообразно при производстве пресного, слоё- ного дрожжевого и бездрожжевого теста, для мучных кондитерских изделий (крекеров, затяжного печенья, галет). Их внесение улучшает реологические свойства полуфабрикатов, подвергаемых ламинированию (раскаткам и прокаткам), сокращает процесс производства за счет уменьшения периода отлёжки теста, улучшает органолептические свойства готовых изделий.

В качестве хлебопекарных улучшителей используют модифицированные крахмалы, получаемые различными физическими и химическими методами. Они относятся к крахмалопродуктам наряду с декстринами, мальтодекстринами, циклодекстринами, патокой и глюкозой различных видов, крахмальными сиропами, глюкозно-фруктозными сиропами и другими продуктами на основе крахмала.

Модифицированный крахмал: крахмал, свойства которого направленно изменены в результате физической, химической, биохимической, радиационной или комбинированной обработки (цит. по ГОСТ 32902–2014 «Крахмал и крахмалопродукты. Термины и определения», где перечислены все возможные его виды — около 30 наименований).

Перечислим основные модифицированные крахмалы:

  • щелочной крахмал, полученный обработкой крахмала раствором щёлочи;
  • отбелённый крахмал, белизна которого повышена обработкой крахмала в водной среде специальными реагентами;
  • ферментативно-модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала амилолитическими ферментами;
  • дикрахмалглицерин,
  • полученный сшивкой крахмала эпихлоргидрином в водной среде;
  • дикрахмалфосфат, полученный сшивкой крахмала солями метафосфорной кислоты или хлорокисью фосфора или другими полифункциональными реагентами;
  • ацетилированный (ацетатный), полученный обработкой крахмала уксусной кислотой или уксусным ангидридом, или винилацетатом;
  • дикрахмаладипат сшит адипиновой кислотой или её ангидридом;
  • оксипропилкрахмал, полученный обработкой крахмала окисью пропилена;
  • оксиэтилкрахмал, полученный обработкой крахмала окисью этилена;
  • крахмалоктенилсукцинат, полученный сшивкой полисахаридов крахмала октенилянтарной кислотой или её ангидридом;
  • карбоксиметилированный крахмал, полученный обработкой крахмала монохлоруксусной кислотой или её солями в присутствии щёлочи;
  •  растворимый — полностью растворим в воде при комнатной температуре;
  • крахмал-индикатор — картофельный крахмал, полученный обработкой крахмала кислотой, образующий при нагревании прозрачные стабильные растворы;
  • резистентный крахмал — обладает повышенной устойчивостью к действию амилолитических ферментов,
  • пористый — ферментативно-модифицированный крахмал, обладающий повышенной адсорбционной способностью.

Данные крахмалы обычно являются стабилизаторами, загустителями, эмульгаторами или носителями, совмещая в разной мере эти функции. В зависимости от качества муки применяют модифицированные окисленные крахмалы разных марок, которые вводят в тесто в сыпучем виде, в водной суспензии или в составе заварки. Их использование улучшает гидрофильные свойства компонентов муки, структурно-механические свойства теста, что приводит к повышению качества хлеба, в том числе замедлению его черствения.

Поверхностно-активные вещества (пищевые эмульгаторы), укрепляющие структурно-механические свойства теста, проявляют улучшающее действие при механической обработке теста, брожении, формировании тестовых заготовок, а также при расстойке и в течение первого периода выпечки тестовых заготовок. В результате такого воздействия выпеченные изделия обладают большим объёмом, равномерной и мелкопористой структурой мякиша и тонкой коркой.

Улучшающее воздействие ПАВ на свойства теста объясняется образованием дополнительных ламинарных структур белковых прослоек, что приводит к увеличению газоудерживающей способности, стабильности теста, его устойчивости к деформации. Наибольший улучшающий качество хлеба эффект достигается при внесении эмульгаторов в тесто в виде эмульсии жира в воде.

Влияние ПАВ на газообразование в тесте зависит от вида эмульгатора. Так, внесение фосфатных концентратов практически не влияет на газообразование в тесте или несколько снижает его. Увеличение объёма хлеба в результате их применения может быть объяснено повышением газоудерживающей способности теста на стадии окончательной расстойки и начального периода выпечки. В хлебопечении находят применение натриевая и кальциевая соли стеароилмолочной кислоты, эфиры диацетилвинной кислоты и моно- и диглицеридов, дистиллированные моноглицериды, фосфолипиды.

При производстве хлеба и хлебобулочных изделий находят применение гидроколлоиды, целесообразность использования которых обусловлена их диетическими и лечебно-профилактическими свойствами. В результате исследования их влияния на свойства теста и качество пшеничного хлеба показано, что внесение в тесто гидроколлоидов приводит к незначительному сокращению продолжительности окончательной расстойки и уменьшению эластичности теста при одновременном улучшении газоудерживающей способности теста и формоустойчивости подовых изделий. В качестве гидроколлоидов находят применение различные виды камедей (ксантановая, гуаровая, рожкового дерева), альгиновая кислота, её соли натрия, кальция и калия, арабиногалактаны, пектины и другие полисахариды. Гигиенические регламенты применения веществ для обработки муки приведены в Приложении № 5 Раздела 22 ЕСЭТ.

Области применения этих ПД: производство хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Улучшители хлеба, запрещённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  • Е924а бромат калия,
  • Е924b бромат кальция.

Улучшители хлеба, не разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  • Е921 натриевая и калиевая соли L-цистина и его гидрохлоридов,
  • Е927а азодикарбонамид.

Вещества для обработки муки, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  • Е327 лактат кальция,
  • Е328 лактат аммония,
  • Е329 лактат магния DL-,
  • Е341 фосфаты кальция,
  • Е342 фосфаты аммония,
  • Е483 стеарилтартрат,
  • Е510 хлорид аммония,
  • Е516 сульфаты кальция,
  • Е517 сульфаты аммония,
  • Е529 оксид кальция,
  • Е920 L-цистеина и его гидрохлориды — натриевая и калиевая соли,
  • Е927b карбамид (мочевина),
  • Е928 перекись бензоила.

3. Разрыхлители

Разрыхлитель (пищевого продукта), leavening agent: пищевая добавка, предназначенная для увеличения объ- ёма теста за счёт образования газа.

Все разрыхлители (XXIII функциональный класс пищевых добавок (ПД)) — это вещества, высвобождающие газ, обычно CO2, и увеличивающие тем самым объём тестовых изделий; их добавляют в муку или в тесто, чтобы придать характерную текстуру (обычно в выпечке). Образование CO2  возможно в результате жизнедеятельности дрожжей (биологическим путём) или в результате химических превращений.

Химические разрыхлители, в отличие от дрожжей, работают в тесте с высоким содержанием жира, сахара и даже орехов и изюма и не требуют, как дрожжи, поддержания определённой температуры, длительного времени брожения и использования компонентов комнатной температуры. CO2 должен высвобождаться уже при температуре ниже 100 °C (40…60 °C), прежде чем клейковина потеряет растяжимость и тесто начнёт затвердевать. Соблюдение этого условия влияет на пористость мякиша и качество выпечки.

Индивидуальными разрыхлителями являются химические соединения, образующие при нагревании необходимый для созревания теста CO2: карбонаты и бикарбонаты натрия и калия, углеаммонийные соли и др. По химическому составу их подразделяют на кислотные, щелочные и кислотно-щелочные. Наиболее известен из щелочных разрыхлителей — карбонат натрия (в частности, гидрокарбонат натрия). Популярны также углеаммонийные соли (смеси карбонатов аммония). Иногда в качестве разрыхлителей применяются фосфаты и тартраты аммония. Например, при термическом разложении карбоната и бикарбоната аммония протекают следующие реакции:

термическое разложение карбоната и бикарбоната аммония

Выделяющийся аммиак может придавать неприятный запах готовой выпечке, поэтому углеаммонийные соли обычно не используют в производстве крупных изделий.

За рубежом применяют в основном кислотно-щелочные смеси — пекарские порошки, состоящие из трёх и более веществ, одно из которых является носителем углекислого газа, одно или несколько реагируют с первым с выделением газа, третье — разделитель, предотвращающий их преждевременное взаимодействие. Под действием влаги и нагревания пекарский порошок в результате химической реакции выделяет необходимый для созревания теста и увеличения удельного объёма углекислый газ. Например, в результате следующей реакции между дифосфатом натрия и бикарбонатом натрия (питьевой содой):

реакция между дифосфатом натрия и бикарбонатом натрия

Носителем углекислого газа в пекарских порошках практически всегда является бикарбонат натрия (питьевая сода). Для его разложения применяют пищевые органические кислоты. В качестве разделителей чаще всего используют крахмалы или муку.

Области применения разрыхлителей: хлебобулочные, мучные кондитерские изделия, сдоба, пироги и другая домашняя выпечка.

Разрыхлители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ: Е341 фосфаты кальция, Е450 пирофосфаты, Е500 карбонаты натрия и Е503 карбонаты аммония.

4. Влагоудерживающие агенты

Влагоудерживающий агент [влагоудерживающее вещество] (пищевого продукта) — humectant agent moistureholding substance — пищевая добавка, предназначенная для удержания влаги и предохранения пищевых продуктов от высыхания (XIX функциональный класс ПД). По Регламенту № 1333: увлажнители — вещества, которые предотвращают высыхание пищевого продукта, нейтрализуя воздействие окружающей среды с низким содержанием влажности, или способствуют растворению порошка в водной среде.

Увлажняющие вещества, смачивающие и влагоудерживающие агенты (humectants, conditioners) — гигроскопичные вещества, регулирующие активность воды аw (определяемое как отношение давления паров воды над продуктом к давлению паров над чистой водой при одной и той же температуре) в пищевых продуктах и предохраняющие их таким образом от высыхания и вызванных им нежелательных изменений структуры и текстуры (чаще всего черствения), противодействуют сухой атмосфере. Их добавляют к тем продуктам, качество которых ухудшается с потерей воды. Благодаря своей гигроскопичности влагоудерживающий агент связывает имеющуюся в свежеприготовленном продукте воду и тем самым предотвращает или существенно замедляет её испарение в атмосферу.

Вследствие этого сохраняется консистенция исходного продукта (например, бисквита) и продлевается его свежесть. В высококонцентрированных сиропах добавка сахаров, например, глюкозы или инвертного сахара повышает растворимость сахарозы, из-за чего замедляется процесс её кристаллизации. Это позволяет сохранить консистенцию сахарных кондитерских изделий, обычно помадных конфет, до окончания срока годности. Кроме того, влагоудерживающие агенты используют для связывания нежелательной воды, оставшейся в продукте по окончании производственных процессов.

Важнейшими влагоудерживающими агентами являются глицерин, сорбит, инвертный сахар и другие сахароподобные вещества. Все они в той или иной степени обладают сладким вкусом. Это не помеха, поскольку эти вещества преимущественно используются в кондитерских изделиях и выпечке. Следует, однако, учитывать их сладость при расчёте рецептур. Для связывания влаги в пищевых продуктах применяют также гидроколлоиды, например, агар, альгинаты, пектины.

Необходимое количество и момент внесения влагоудерживающих агентов зависят от механизма их действия, вида готового продукта и желаемого результата. Действие их можно усилить применением герметичной упаковки. Кроме того, для предотвращения потери влаги рекомендуется хранить продукты при постоянной невысокой температуре.

Эффективность влагоудерживающих агентов тем выше, чем больше их гигроскопичность. Количественной оценкой эффективности служит величина равновесной влажности (ERH — equilibrium relative humidity). Она измеряется в процентах и равняется активности воды, умноженной на 100*.

ERH и aw — два важных параметра при хранении пищевых продуктов, влияющих на их порчу.

Кондитерская (зефир, мягкие конфеты) и хлебопекарная промышленности — основные области применения влагоудерживающих агентов.

Влагоудерживающие агенты, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  • Е325 лактат натрия,
  • Е339 фосфаты натрия,
  • Е340 фосфаты калия,
  • Е341 фосфаты кальция,
  • Е350 малаты натрия,
  • Е351 малаты калия,
  • Е352 малаты кальция,
  • Е420 сорбит,
  • Е422 глицерин,
  • Е450 пирофосфаты,
  • Е452 полифосфаты,
  • Е480 диоктилсульфосукцинат натрия,
  • Е542 фосфат костный,
  • Е967 ксилит,
  • Е968 эритрит,
  • Е1200 полидекстрозы,
  • Е1203 поливиниловый спирт,
  • Е1517 диацетин (глицерилдиацетат),
  • Е1518 триацетин,
  • Е1520 пропиленгликоль.

5. Пенообразователи

Пенообразователь (пищевого продукта): пищевая добавка, предназначенная для равномерного распределения газообразной фазы в жидких и твёрдых пищевых продуктах; это и аэрирующий агент, и взбивающий агент.

Пенообразователи (foaming agent; XVI функциональный класс пищевых добавок ПД) обеспечивают лучшее распределение жира и одновременно снижают антагонизм жиров и белков благодаря «гидрофилизации» поверхности жира, кроме того, они способствуют необходимой частичной агломерации жировых шариков (деэмульгированию). Иногда дополняют следующими формулировками: это эмульгаторы, создающие условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты (взбивающие, аэрирующие добавки), или же что это ТВС, предназначенное для увеличения пены, а также для создания характерной структуры продукта.

Пена представляет собой тонкую дисперсию воздуха в жидкости или твёрдом теле. Для образования пены могут быть необходимы поверхностно-активные свойства пенообразователей. В жиросодержащих пенных массах они располагаются на поверхности жировых шариков.

Области применения пенообразователей: хлебобулочные и кондитерские изделия, мороженое и другие взбитые десерты (зефир, суфле и др.), игристые вина, пиво, газированные напитки, молочные коктейли.

Пенообразователи, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  • Е465 метилэтилцеллюлоза,
  • Е999 экстракт квиллайи,
  • Е1505 триэтилцитрат, мыльного корня (Acantophyllum sp.) экстракт, солодкового корня (Glycyrrhiza sp.) экстракт.

6. Наполнители (Объёмообразующие агенты)

По ГОСТ Р 52499–2005: наполнитель (пищевого продукта), bulking agent — пищевая добавка, предназначенная для увеличения объёма пищевого продукта без существенного увеличения энергетической ценности

(Примечания. 1. К наполнителям не относятся вода и воздух. 2. Наполнители могут быть использованы в производстве пищевых ароматизаторов и ТВС как носители и/или растворители вкусоароматических веществ; ранее наполнители (носители-наполнители, растворители-наполнители) относили к ТВС, предназначавшимся для уменьшения концентрации основного компонента. А по Регламенту № 1333: объёмообразующие агенты — вещества, которые увеличивают объём пищевого продукта, не увеличивая его энергетическую ценность).

Наполнители (функциональный класс VI) — это инертные вещества, необходимые в производстве низкокалорийных продуктов. Они не имеют или практически не имеют пищевой ценности и используются для компенсации потери массы и объёма продукта при снижении содержания в нём жира, сахара и других углеводов. Кроме того, наполнители вызывают чувство насыщения, не привнося дополнительных калорий в рацион. Наполнители также являются основой таблеток, например, таблеток быстрорастворимых напитков или подсластителей. Важнейшими наполнителями являются крахмалы, сахар, различные виды целлюлозы.

К этому функциональному классу, естественно, не относятся как так называемые фруктовые и овощные наполнители (см. ГОСТ Р 54682–2011 «Полуфабрикаты. Наполнители фруктовые и овощные. Общие технические условия»), изготовленные из фруктовых или овощных соков и/или пюре с добавлением или без добавления целых или нарезанных фруктов или овощей, сахара или сахаров, или сахарозаменителей, и/или подсластителей, или мёда, стабилизаторов консистенции (пектина, желирующих веществ, загустителей), пищевых органических кислот, пряностей, других пищевых ингредиентов, пищевых красителей, консервантов, пищевых ароматизаторов, так и неорганические наполнители для лакокрасочных материалов (см., например, ГОСТ 19487–74 «Пигменты и наполнители неорганические. Термины и определения»).

Области их применения: кондитерская, масложировая и хлебопекарная промышленность, производство соусов, майонезов, кетчупов, напитков и т. д.

Наполнители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ:

  1. Е325 лактат натрия,
  2. Е462 этилцеллюлоза,
  3. Е953 изомальт, изомальтит, а также хитозан, гидрохлорид хитозония.

7. Носители

По ТР ТС 029/2012: носитель — пищевая добавка, предназначенная для растворения, разбавления, диспергирования или других физических модификаций пищевых добавок, ароматизаторов, ферментных препаратов, нутриентов и/или иных веществ, не влияющая на их функции для повышения эффективности и упрощения их использования, а в Директиве 95/2/ЕС имела место следующая формулировка: носители, в том числе растворы носителя, означают вещества, используемые для растворения, разбавления, рассеивания или иного изменения физического состояния пищевой добавки без изменения её технологической функции (и без оказания какого-либо собственного технологического воздействия) с целью облегчения её перемещения, применения или использования, пищевая добавка, предназначенная для физических модификаций ингредиентов пищевого продукта без изменения их технологических функций. В этой же Директиве приведён перечень разрешённых носителей и растворов носителей с указанием ограничений их использования.

Таким образом, функциональный класс VIII — это вещества (carrier, transmitter of food ingredients), которые используют для физического изменения ПД или других веществ, добавляемых в пищевой продукт с пищевыми (физиологическими) целями, для извлечения отдельных компонентов сырья с последующим удалением их из готовых продуктов специальными технологическими приёмами; они способствуют обработке, применению или упрощению использования этих веществ без изменения их функций или влияния на них, т. е. это растворитель-носитель (carrier solvent), разбавитель для других ПД, капсулирующий агент (encapsulating agent), питательный носитель (nutrient carrier), используемые для растворения, разбавления, для облегчения обработки, диспергирования или иного физического изменения ПД или питательного вещества.

Часто рецептурные компоненты перед использованием необходимо разбавлять или растворять для удобства дозирования малых количеств и равномерного распределения в продукте (ароматизаторы, красители, антиокислители), для защиты от нежелательных воздействий (витамины), для стандартизации свойств (агары) и т. п. Вещества, делающие более лёгким, безопасным и эффективным процесс внесения рецептурных компонентов в продукт, а также защищающие и стабилизирующие эти компоненты, но сами не выполняющие никаких технологических функций, носят название носители, или разбавители, растворители-носители.

Так как экстракционные растворители, применяемые в ходе таких технологических процессов, как производство жиров, рыбы, кофе, чая и др., можно отнести не только к данному функциональному классу, но и, судя по Разделу 23, к ТВС, то подробнее о них см. в пп. 3.6.1, а вот о средствах для капсулирования скажем чуть подробнее ниже. Иногда возникает необходимость использовать носители для предотвращения пыления (гранулирование, капсулирование), увлажнения.

Средства для капсулирования — это вещества, способные образовывать защитный обволакивающий слой в форме капсул или микрокапсул на поверхности пищевых компонентов, благодаря чему увеличивается срок годности последних. Капсулирующие вещества защищают от атмосферных воздействий (света, УФ-излучения, влаги, окисления, высыхания), предотвращают реакции между отдельными компонентами пищевого продукта, а также позволяют переводить водорастворимые вещества в маслодиспергируемую форму, и наоборот.

Получение и использование капсул пришло в пищевую промышленность из фармацевтики.

Капсулированию можно подвергать твёрдые, жидкие и газообразные вещества. Капсулированные жидкости можно перерабатывать как порошки. Обычно в качестве средств для капсулирования используют различные крахмалы и желатин. Крахмальные капсулы наполняют порошкообразными веществами. Следует различать жёсткие и мягкие желатиновые капсулы. Первые наполняют преимущественно порошкообразными веществами, вторые — жидкостями и эмульсиями, например, эфирными маслами или рыбьим жиром. Для водных растворов желатиновые капсулы непригодны.

Желатиновые капсулы можно получать методом погружения или прессования. Материал стенок желатиновых капсул состоит из желатина и пластификатора. Микрокапсулы являются результатом капсулирования капелек или тонкодисперсных частиц твёрдой фазы. Их диаметр составляет от нескольких микрометров до нескольких миллиметров.

Материалом стенок микрокапсул могут быть желатин, казеин, гуммиарабик, пектин, КМЦ, жиры и полимеры. В качестве средств для капсулирования часто применяются также смеси эмульгаторов и гидроколлоидов, а в качестве пластификаторов — глицерин, сорбит, камеди и сахара. Существует много способов микрокапсулирования: распыление, расплавление, экструзия, коацервация, разделение фаз и полимеризация на поверхности. Области применения этих средств: для сохранения качества жиров, растительных масел, витаминов, ферментов, пряностей и их экстрактов, ароматизаторов и ароматических веществ.

Области применения носителей: процессы внесения компонентов в производстве хлебобулочных изделий, кондитерских изделий, майонезов, кетчупов, соусов, напыления ароматизаторов, внесение антиокислителей в производстве жиров и жиросодержащих продуктов, внесение пищевых красителей, эмульгаторов, стандартизация по прочности желатинов, агаров, пектинов, стандартизация по вязкости камедей, капсулирование, таблетирование.

Носители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ: Е170 карбонат кальция, Е263 ацетат кальция, Е331 цитраты натрия, Е332 цитраты калия, Е341 фосфаты кальция, Е400 альгиновая кислота, Е401 альгинат натрия, Е403 альгинат аммония, Е404 альгинат кальция, Е405 пропиленгликольальгинат, Е406 агар, Е407 каррагинан и его натриевая, калиевая, аммонийная соли, включая фурцеллеран, Е407а каррагинан из водорослей Euchema, Е409 арабиногалактан, Е410 камедь рожкового дерева, Е412 гуаровая камедь, Е413 трагакант, Е415 ксантановая камедь, Е420 сорбит, Е421 маннит, Е422 глицерин, Е432 полиоксиэтилен (20) сорбитан монолаурат, Твин 20, Е433 полиоксиэтилен (20) сорбитан моноолеат, (TWEEN) 80, Е434 полиоксиэтиленсорбитан (20) монопальмитат (TWEEN) 40, Е435 полиоксиэтиленсорбитан (20) моностеарат, (TWEEN) 60, Е436 полиоксиэтилен (20) сорбитан тристеарат, Е442 фосфатидиловой кислоты аммонийные соли, Е460 целлюлоза, Е462 этилцеллюлоза, Е461 метилцеллюлоза, Е462 этилцеллюлоза, Е464 гидроксипропилметилцеллюлоза, Е465 метилэтилцеллюлоза, Е466 карбоксиметилцеллюлоза, Е468 кроскарамеллоза, Е469 карбоксиметилцеллюлоза, ферментативно гидролизованная, Е470 жирных кислот (миристиновой, олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и их смеси) соли алюминия, аммония, калия, кальция, магния, натрия, Е471 моно- и диглицериды жирных кислот, Е472а эфиры глицерина и уксусной и жирных кислот, Е472с эфиры глицерина и лимонной и жирных кислот, Е472е эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот, Е473 эфиры сахарозы и жирных кислот, Е475 эфиры полиглицерина и жирных кислот, Е491 сорбитан моностеарат (SPAN 60), Е492 сорбитан тристеарат (SPAN 65), Е493 сорбитан монолаурат (SPAN 20), Е494 сорбитан моноолеат (SPAN 80), Е495 сорбитан монопальмитат (SPAN 40), Е501 карбонаты калия, Е504 карбонаты магния, Е508 хлорид калия, Е509 хлорид кальция, Е511 хлорид магния, Е514 сульфаты натрия, Е515 сульфаты калия, Е516 сульфаты кальция, Е517 сульфаты аммония, Е551 диоксид кремния аморфный, Е552 силикат кальция, Е558 бентонит, Е559 алюмосиликат, Е570 жирные кислоты, Е577 глюконат калия, Е640 глицин и его натриевая соль, Е901 пчелиный воск, белый и жёлтый, Е953 изомальт, Е965 мальтит и мальтитный сироп, Е966 лактит, Е1200 полидекстрозы, Е1201 поливинилпирролидон, Е1202 поливинилполипирролидон, Е1404 крахмал окисленный, Е1410 монокрахмалфосфат, Е1412 дикрахмалфосфат, этерифицированный тринатрийметафосфатом; этерифицированный хлорокисью фосфора, Е1413 фосфатированный дикрахмалфосфат «сшитый», Е1414 ацетилированный дикрахмалфосфат «сшитый», Е1421 ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом, Е1422 ацетилированный дикрахмалоадипат, Е1440 оксипропилированный крахмал, Е1442 оксипропилированный дикрахмалфосфат «сшитый», Е1450 эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты, Е1503 касторовое масло, Е1505 триэтилцитрат, Е1517 диацетин (глицерилдиацетат), Е1518 триацетин, Е1519 бензиловый спирт, Е1520 пропиленгликоль, Е1521 полиэтиленгликоль.

8. Пеногасители

Пеногаситель (пищевого продукта), antifoaming agent: пищевая добавка, предназначенная для предупреждения или снижения пенообразования в пищевых продуктах. Иногда эти технологические ПД III функционального класса относят к ТВС.

Когда продукт пребывает в жидком состоянии, используются многофункциональные пеногасители (antifoamers, defoamers), или антивспенивающие агенты, или противопенные вещества, антифламинги (от англ. flaming — пылающий) — пищевые пеногасители, антивспениватели, ингибиторы пены (foam inhibitors).

Под воздействием их на поверхности пищевой субстанции образуется нерастворимая пленка. Благодаря ей поверхностное натяжение увеличивается, что, в свою очередь, не позволяет пузырькам воздуха проникать внутрь и образовывать пену. Они на определённых стадиях ряда процессов производства пищевых продуктов предотвращают или снижают образование пены или разрушают уже образовавшуюся пену. В результате ускоряется и облегчается ведение таких технологических процессов, как фильтрование, перекачка, дозирование и розлив жидкостей.

Пеногасители должны быть нерастворимы в жидкостях, к которым добавляются. 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. Дозировки этих добавок очень малы (обычно достаточно нескольких миллиграммов на 1 кг). В конечном продукте они отсутствуют или присутствуют в следовых количествах.

Области применения пеногасителей: производство 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 розливе в бутылки фруктовых соков и других напитков. Пеногасители, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ: Е404 альгинат кальция, Е570 жирные кислоты, Е900 полидиметилсилоксан, а также Е905с(i) микрокристаллический воск.

9. Отвердители (Уплотнители)

Уплотнитель (растительных тканей) — пищевая добавка, предназначенная для улучшения структуры и внешнего вида пищевых продуктов, а также сохранения их пищевой ценности. Существуют разные определения этих добавок.

Например, в Директиве 95/2/ЕС сообщено, что уплотнители означают вещества, которые способствуют уплотнению или поддержанию плотности или прочности тканей фруктов или овощей или взаимодействуют с желирующими агентами для образования или поддержания геля. А по Регламенту № 1333: отвердители — вещества, которые делают или сохраняют ткани фруктов и овощей твёрдыми или хрустящими, или взаимодействуют с желеобразователями для получения или загустения желе; или ещё: уплотнители, отвердители — это вещества, улучшающие структуру и внешний вид перерабатываемых пищевых продуктов, в основном фруктов и овощей, за счёт уплотнения их тканей.

Они своим воздействием на пектины как бы помогают противостоять возможному размягчению пищи, например, при консервировании. В общем, благодаря действию так называемых укрепляющих агентов — пищевых уплотнителей (food firming agent) — растительные ткани приобретают устойчивость к термической обработке (бланшировке, пастеризации, стерилизации, сушке нагреванием, сушке вымораживанием, глубокой заморозке), что особенно важно при консервировании. Кроме того, уплотнители (XIII функциональный класс) помогают сохранить имеющиеся в растительном сырье витамины, минеральные соли и питательные вещества.

Фрукты и овощи содержат пектиновые вещества, образующие вокруг волокон их тканей гели, которые укрепляют структуру растительных пищевых продуктов и снижают разрушение и размягчение при обработке. Этого, однако, недостаточно для надёжной стабилизации качества фруктов и овощей. Дополнительно необходимо использовать уплотнители, которые обеспечивают необходимую защиту благодаря взаимодействию с пектинами и образованию соответствующих пектатов.

С этой же целью применяются соли кальция, магния и алюминия в виде ацетатов, карбонатов, хлоридов, цитратов, лактатов, малатов, фосфатов, полифосфатов, сульфитов или тартратов индивидуально или в смесях, в том числе в смесях с поваренной солью. Выбор уплотнителя (отвердителя) зависит от его растворимости и реакционноспособности. Концентрация соли должна быть достаточна для эффективного действия. При расчёте следует учитывать жёсткость воды. Слишком мягкая вода способствует вымыванию питательных веществ и размягчению тканей, а слишком жёсткая может вызывать нежелательную жёсткость и клейкость. Обработку проводят перед или во время термообработки погружением в раствор или добавкой уплотнителя к заливке консервов.

Области применения отвердителей: консервированные овощи, фрукты, мясо крабов, лосося, омаров, тунца.

Разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ уплотнители (отвердители): Е341 фосфаты кальция, Е509 хлорид кальция, Е511 хлорид магния, Е516 сульфаты кальция, Е518 сульфат магния, Е520 сульфат алюминия, Е521 сульфат алюминия-натрия, квасцы алюмонатриевые, Е523 сульфат алюминия-аммония, квасцы алюмоаммиачные, Е526 гидроксид кальция, Е578 глюконат кальция.