Регуляторы pH пищевых систем

В формировании консистенции пищевой системы важное значение имеет величина pH, с которой, в частности, связана эффективность действия добавки, вводимой для решения технологической задачи формирования заданных реологических свойств продукта. От величины pH пищевой массы, а также от ее изменений в ходе технологического процесса формирования готового пищевого продукта зависит эффективность эмульгатора, стабилизатора, загустителя или гелеобразователя, введенного в пищевую систему.

В зависимости от специфики конкретной пищевой системы ее pH может оказывать влияние на основные коллоидные свойства, обусловливающие формирование консистенции, присущей конкретному продукту. К таким свойствам относятся:

• • устойчивость дисперсных систем (эмульсий и суспензий);
• • изменение вязкости в присутствии загустителя;
• • формирование гелевой структуры в присутствии гелеобразователя;
• • придание определенного вкуса, характерного для конкретного продукта.

Изменение pH достигается введением подкисляющих или подщелачивающих веществ. Для решения этой технологической задачи используют пищевые добавки двух функциональных классов, объединяющих регуляторы кислотности, к которым относятся соли пищевых кислот и некоторые вещества основного характера.

Кислоты, основания и соли могут применяться не только с целью изменения pH пищевой системы (среды или продукта), но также для изменения буферных свойств продукта или придания ему кислого вкуса, кислотного или щелочного гидролиза пищевого сырья при получении конкретного продукта. Кислоты, разрешенные для использования в пищевой промышленности, как правило, безвредны для организма, в связи с чем их применение не лимитируется, а регламентируется технологическими инструкциями. Исключение составляет фумаровая кислота, обладающая токсичностью, ДСД составляет 6 мг/кг массы тела человека.

Уксусная кислота (Е 260) — наиболее известная пищевая кислота, выпускается в виде эссенции, содержащей 70—80% собственно кислоты. В быту используют разбавленную водой уксусную эссенцию, получившую название «столовый уксус». Получают путем уксуснокислого брожения. Соли этой кислоты (Е 263—264) имеют название ацетаты. Для пищевых целей разрешены ацетаты калия (Е 261), натрия (Е 262), кальция (Е 263) и аммония (Е 264). Основная область использования — овощные консервы и маринованные продукты.

Молочная кислота (Е 270) выпускается в двух формах, отличающихся концентрацией: в виде 40%-ного раствора и концентрата, содержащего не менее 70% кислоты. Получают молочнокислым брожением сахаров. Ее соли (Е 325—329) называются лактатами. Для использования в пищевых продуктах разрешены лактаты натрия (Е 325), калия (Е 326), кальция (Е 327), аммония (Е 328) и магния (Е 329), которые вводят в пищевую систему отдельно или в комбинации. Используется в производстве безалкогольных напитков, пива, карамельных масс, кисломолочных продуктов. Имеет ограничения к применению в продуктах детского питания.

Лимонная кислота (Е 330) — продукт лимоннокислого брожения сахаров. Обладает наиболее мягким вкусом по сравнению с другими пищевыми кислотами и не оказывает раздражающего действия на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Соли лимонной кислоты (Е 331—345, 380) — цитраты. Регуляторами pH пищевых систем являются цитраты натрия (Е 331), калия (Е 332), кальция (Е 333), магния (Е 345) и аммония (Е 380). Лимонную кислоту и ее соли вводят отдельно или в комбинациях. Лимонную кислоту применяют в кондитерской промышленности, при производстве безалкогольных напитков и некоторых видов рыбных консервов.

Яблочная кислота (Е 296) обладает менее кислым вкусом, чем лимонная и винная. Для промышленного использования ее получают синтетическим путем из малеиновой кислоты, в связи с чем критерии чистоты ограничивают содержание в ней примесей токсичной малеиновой кислоты. Соли яблочной кислоты (Е 349—352) называются малатами. Пищевыми добавками являются малаты аммония (Е 349), натрия (Е 330) калия (Е 351) и кальция (Е 352). Яблочная кислота обладает химическими свойствами оксикислот. При нагреве до 100 °C превращается в ангидрид. Применяется в кондитерском производстве и производстве безалкогольных напитков.

Винная кислота (Е 334) является продуктом переработки отходов виноделия (винных дрожжей и винного камня), не оказывает какоголибо существенного раздражающего действия на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта и не подвергается обменным превращениям в организме человека. Основная часть ее (около 80%) разрушается в кишечнике под действием бактерий. Винная кислота применяется в кондитерских изделиях и безалкогольных напитках.

Янтарная кислота (Е 363) представляет собой побочный продукт производства адипиновой кислоты. Она может быть получена из отходов янтаря. Обладает химическими свойствами, характерными для дикарбоновых кислот, и образует соли, которые получили название сукцинаты. Янтарная кислота, а также ее соли (натрия, калия и кальция) могут использоваться для регулирования pH пищевых систем, к которым относятся порошкообразные смеси для приготовления безалкогольных напитков в домашних условиях; концентраты супов и бульонов, сухие десертные смеси. ПДК составляет 3,5—6,0 г на 1 кг продукта.

Адипиновая кислота (Е 355) обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот, в частности образует соли, большинство из которых растворимы в воде. Соли адипиновой кислоты (Е 356—359) получили название адипаты. В качестве регуляторов кислотности используются адипаты натрия (Е 356), калия (Е 357) и аммония (Е 359). Основные области применения — сухие ароматизированные и желеобразные десерты, порошкообразные смеси для изготовления напитков в домашних условиях, начинки и декоративные ингредиенты для сдобных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. ПДК составляет 1—10 г/кг.

Фумаровая кислота (Е 297) содержится во многих растениях и грибах, образуется при брожении углеводов. Соли называются фумаратами. В пищевой промышленности фумаровую кислоту используют в качестве заменителя лимонной и винной кислот. Обладает токсичностью, в связи с чем допустимая суточная доза с продуктами питания лимитирована уровнем 6 мг/кг массы тала человека.

Глюконо-6-лактон (Е 575) в водных растворах гидролизуется с образованием глюконовой кислоты, содержание которой зависит от температуры, концентрации и pH раствора, что создает возможность регулирования pH системы. Применяется в качестве регулятора кислотности и разрыхлителя в продуктах на основе мясных фаршей (сосисках, сардельках и т. п.) и десертных смесях.

Фосфорная кислота (Е 338) содержится в пищевом сырье и продуктах в свободном виде и в виде натриевых, калиевых и кальциевых солей (фосфатов). Высокими концентрациями фосфатов отличаются молоко и некоторые молочные продукты (сыры), мясные и рыбные продукты, некоторые злаки и орехи. В пищевой промышленности применяется главным образом в производстве безалкогольных напитков, молочных продуктов и кондитерских изделий. Установлена допустимая суточная доза фосфорной кислоты в составе пищевых продуктов, соответствующая 5—15 мг на 1 кг массы тела человека, поскольку ее избыточное количество в организме может привести к нарушению баланса кальция и фосфора. Регламентируемые уровни содержания фосфатов в молочных и других продуктах составляют от 1 до 5 мг/кг (мг/дм³) продукта, а в плавленых сырах и в сухих смесях на основе муки — до 20 г/кг.

Помимо перечисленных добавок для регулирования pH пищевых систем могут использоваться соляная кислота (Е 507), серная кислота (Е 513) и ее соли — сульфаты натрия (Е 514) и калия (Е 515), а также муравьиная кислота (Е 236), применяемая обычно в качестве консерванта. Применение этих добавок регламентируется технологическими инструкциями на пищевые продукты.

Подщелачивающие вещества вводят в пищевые системы для снижения кислотности некоторых продуктов, разрыхления пищевых масс, изготовления сухих шипучих напитков. Основной группой подщелачивающих веществ являются углекислота (диоксид углерода) (Е 290) и ее соли — карбонаты и гидрокарбонаты натрия (Е 500), калия (Е 501), аммония (Е 503), магния (Е 504) и железа (Е 505). В гигиеническом отношении использование этих добавок не вызывает опасений, поскольку они относятся к безвредным веществам, дозировки которых регламентируют в соответствии с технологическими задачами. В качестве разрыхлителя при производстве печенья применяют карбонат натрия или аммония. В производстве сухих шипучих напитков используют карбонат натрия, с помощью которого достигается имитация вкуса минеральной воды. Карбонат натрия используют также для снижения кислотности сгущенного молока. Для подщелачивания пищевых систем разрешены также гидроксиды натрия (Е 524), калия (Е 525), кальция (Е 526), аммония (Е 527), магния (Е 530) и оксиды кальция (Е 529) и магния (Е 530).

Контрольные вопросы и задания

• 1. Каковы основные технологические функции пищевых добавок, влияющих на физико-химические свойства и консистенцию пищевых продуктов?
• 2. Как классифицируются загустители и гелеобразователи?
• 3. Каковы основные источники получения и химическая природа загустителей и гелеобразователей?
• 4. Перечислите технологические задачи, решаемые при применении загустителей и гелеобразователей.
• 5. Каково назначение пищевых добавок относящихся к улучшителям консистенции? Как их классифицируют?
• 6. Охарактеризуйте натуральные загустители и гелеобразователи, получаемые из водорослей, — агар-агар, агароиды, каррагинаны, альгиновую кислоту и ее соли. Каковы особенности их применения в пищевых продуктах?

• 7. Охарактеризуйте натуральные загустители и гелеобразователи—пектины. Каковы особенности их применения в пищевых продуктах?
• 8. Как получают и применяют натуральный загуститель и гелеобразователь белковой природы — желатин?
• 9. Охарактеризуйте полусинтетические загустители и гелеобразователи — метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу.
• 10. Что представляют собой модифицированные крахмалы? Каковы особенности применения различных видов модифицированных крахмалов?
• 11. Каково назначение эмульгаторов и стабилизаторов?
• 12. Сравните понятия «эмульгатор» и «поверхносто-активное вещество».
• 13. Каковы основные технологические функции эмульгаторов в пищевых продуктах?
• 14. Охарактеризуйте основные эмульгаторы и стабилизаторы.
• 15. Каково назначение пищевых добавок — пенообразователей? Что представляют собой пены и газовые эмульсии?
• 16. Какие существуют способы получения продуктов — пищевых пен?
• 17. Охарактеризуйте пищевые добавки, препятствующие слеживанию или комкованию. В какие продукты они добавляются? Укажите причины комкования порошкообразных пищевых продуктов.