Галактоманнаны являются резервными углеводами, представляющими собой полисахаридный запас клеточных стенок разнообразных альбуминовых или эндоспермных семян. Эндосперм этих семян развивается параллельно с зародышем, полностью его обволакивая. Эндосперм защищен оболочкой семени. В нем содержится незначительное количество целлюлозы и абсолютно отсутствует лигнин. К широко используемым относятся галактоманнаны из плодов рожкового дерева (Ceratonia siliqua), гуара (Cyamopsis tetragonoloba) и, в меньшей степени, кустарника тары (Cesalpinia spinosa).

Эти три вида галактоманнанов построены из цепей полностью линейного (1→4)-β-D-маннана, к которым посредством (1→6)- α-гликозидных связей через равные интервалы присоединены боковые цепи, состоящие из единичных остатков α-D-галактозы.

Эндосперм семядолей получают с помощью механического, физического или химического отделения оболочек (в очень большом объеме), а также более хрупких зародышей семян в процессе расщепления, измельчения и просеивания. Из полученных семядолей бобов рожкового дерева, семян гуара и тары затем получают мелкий порошок почти белого цвета.

Промышленные продукты не всегда состоят только из эндосперма, они также могут содержать остатки оболочек и частицы зародыша. Продукты классифицируются в основном по параметрам вязкости, содержанию протеина, нерастворимому в кислоте остатку (как показателю остаточного содержания оболочек) и распределению размера частиц (гранулометрическому составу). Различные виды бобов, погодные условия, сопровождающие их рост и процесс сбора урожая, географические условия выращивания, разная морфологическая структура эндосперма и условия обработки – все это затрудняет точную формулировку определения данных продуктов.

Ксилоглюкан, содержащийся в семенах тамариндового дерева (Tamarindus indica), используется в качестве пищевой добавки в Японии. Текучесть раствора очень близка к ньютоновской и не меняется при нагревании, кислотном и механическом воздействии.

Семена некоторых растений (например, Tamarindus, Impatients, Аппопа, Tropaelum, Hymenaea, Detarium) содержат большое количество ксилоглюкана вокруг семядольных клеток. Некоторое количество ксилоглюкана можно экстрагировать из ткани с помощью холодной воды. Однако в большинстве случаев для экстракции ксилоглюкана из клеточных стенок требуется применение щелочи.

2.6.1. КРАТКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ГИДРОКОЛЛОИДОВ СЕМЯН

Камедь гуаровая. Гуаровая камедь – это наименование измельченного эндосперма, называемого гуаровыми хлопьями, из семян растения гуара Cyamopsis tetragonoloba L. Гуар является однолетним растением из семейства бобовых, которое произрастает в основном в засушливых и полузасушливых климатических зонах, поскольку оно обладает глубоким, волокнистым на вид корнем. Это растение обогащает почву азотом и идеально в севообороте с хлопком и зерновыми. Гуар выращивали на протяжении веков на Индийском полуострове и использовали в пищу человека и животных. Слово «гуар» происходит от санскритского Gau-ahar, в котором Gau означает «корова», a ahar – «пища».

По виду растение напоминает куст высотой 90 см. Оно очень устойчиво к засухе. После того как растение дало всходы, ему уже требуется очень незначительное количество поверхностных вод в течение главного периода роста, который занимает 20-25 недель. Для созревания семян гуару требуется вода. Дождливый сезон на полуострове, особенно в северо-западной части Индии и северо-восточной части Пакистана, обеспечивает выпадение достаточного количества осадков, необходимых для роста гуара. Сезон роста в Индии и Пакистане начинается в июле или августе, а сбор урожая приходится на ноябрь и декабрь. Длина стручка гуара, по форме почти круглого, составляет 5-8 см, ширина – около 1 см. В нем находится 6-9 семян, что составляет 60% общей массы стручка. С одного гектара можно собрать до 1800 кг стручков. На субконтиненте сбор урожая осуществляется вручную. Семена извлекают с помощью передвижных молотильных машин. Ни из Пакистана, ни из Индии гуаровые семена как таковые не экспортируют.

В противоположность семенам рожкового дерева, которые называют бобами, семена гуара называют именно семенами. Цвет может варьироваться от светло-янтарного до желтовато-зеленого и серо-оливкового. Черный цвет семян является результатом начала разложения, возникающего из-за микробиологического разрушения, вызванного дождем в неподходящее время. Такие семена вызывают проблемы при производстве, так как они приводят к появлению пятен и изменению цвета конечного порошка. Средняя урожайность гуаровых семян оценивается приблизительно в 500 000 т в год, однако из-за погодных условий она сильно колеблется. С целью снижения зависимости от этих колебаний и удовлетворения постоянно растущего спроса на гуаровые продукты в разных частях мира, особенно в Южном полушарии, реализованы различные агрономические программы. Плантации гуара были созданы в африканской Республике Малави, Австралии, Колумбии, Бразилии и Аргентине. Гуар особенно хорошо произрастает в некоторых районах Техаса, Оклахомы и Аризоны.

Гуаровую камедь (или гуаран) получают путем экстракции из семян растения С. tetragonoloba. Они состоят на 20-22% из оболочек, на 43-44% – из зародыша и на 34-36% – из эндосперма.

Целые семена гуара подают на жерновую или любую другую мельницу, в которой есть две истирающие поверхности, двигающиеся с разной скоростью. Семя расщепляется на покрытые оболочкой половинки (семядоли) эндосперма и тонкий зародыш, который впоследствии должен быть отсеян. Сырые (неочищенные) фрагменты семян (эндосперм + оболочка) нагреваются для размягчения оболочки и затем подаются на мельницу, в которой оболочка сдирается с эндосперма, либо в молотковую зернодробилку, где оболочка скалывается. Любые оставшиеся частицы зародыша на этой стадии растираются и затем отсеиваются, в результате чего получают мелкие, чешуйчатые хлопья, представляющие собой, по существу, чистый эндосперм. Продукт отсеивания поступает в продажу в качестве корма для скота и называется гуаровой мукой. Содержание протеина в нем составляет 35%.

С использованием технологических приемов измельчения и просеивания из эндосперма гуара или гуаровых чешуек получают коммерческие порошкообразные продукты.

Потребление гуаровой камеди на душу населения в США составляет 34 кг, а в Германии, Франции и Великобритании – 39 кг. Потребление гуаровой камеди в России весьма незначительно. По данным обзора, подготовленного BusinesStat в 2015 г., объем ее импорта составил всего 15,16 тыс. т.

КАМЕДЬ РОЖКОВОГО ДЕРЕВА

Вечнозеленое рожковое дерево можно выращивать в полузасушливых или субтропических районах на известковой почве. Это дерево является важной частью растительности территорий, расположенных вокруг Средиземного моря, особенно Марокко и Португалии. Оно может достигать высоты 10-15 м, а его корни могут уходить на глубину 25 м. Продолжительность жизни рожкового дерева превышает 100 лет.

Научное название рожкового дерева Ceratonia siliqua происходит от греческого keraάtion (керйтюу) (keras – «рог»), и латинского siliqua – «стручок, боб». Сухой стручок имеет на изломе запах дрожжей. Поэтому его народное название «Хлебное дерево Иоанна» широко распространено в национальных языках.

На плантациях с низкой производительностью привитые деревья могут быть интерплантированы к оливковым деревьям, винограду, миндалю и ячменю. Их также выращивают в качестве декоративных растений и для создания ландшафта, а кроме того, в виде ветрозащитных полос и лесонасаждений. Обычно рожковые деревья начинают плодоносить через 8-10 лет. Плоды, а именно стручки рожкового дерева, можно собирать один раз в год. Длина стручков составляет 10-30 см, ширина – 1,5-3,5 см, и толщина – 1 см. Стручки обладают цветом темного шоколада. По форме – прямые или изогнутые. Обычно содержат от 8 до 12 семян, в исключительных случаях – до 15. Плоды собирают при их влажности, равной 12-18%, путем встряхивания деревьев при помощи длинных шестов. Затем плоды высушивают. Сухие стручки являются довольно жесткими. В среднем с одного дерева собирают 50-70 кг стручков, что составляет приблизительно 2000-3000 кг/га. В орошаемых садах в среднем можно получить соответственно 250-300 кг с дерева (12 300 кг/га). Производительность стручков рожкового дерева в мире оценивается в 300 000-350 000 т в год, получаемых с 200 000 га, при этом урожайность зависит от сорта растения, региона и практики выращивания.

Основными составляющими стручка рожкового дерева, называемого также цареградским стручком, являются: 90% (к массе) – мякоть, содержащая большое количество Сахаров (48-56%); 10% (к массе) – семена.

Отделение семян осуществляют дроблением. Стручки помещают между двумя валками особой геометрии, а затем извлеченные семена отделяют с помощью специальных сит.

Оболочка семян ценности не имеет, зародыш на 50% состоит из протеина и используется на корм крупному рогатому скоту. Он применяется также в качестве красителя для некоторых видов японской лапши, печенья и других продуктов. Для выделения эндосперма необходимо удалить с семян очень твердую оболочку, а затем отделить хрупкий зародыш. Для отделения оболочек используют процесс, получивший название «пиллинг» (отшелушивание). Существует два различных процесса отшелушивания.

1 .Химический пиллинг.

Оболочку семян обугливают концентрированными растворами серной кислоты при высокой температуре. Преимуществом этой технологии является достаточно равномерный эффект пиллинга, который позволяет получить белый порошок. Процесс также облегчает отделение зародыша от эндосперма. Таким образом, при помощи этого метода можно получить высококачественную камедь рожкового дерева, обладающую высокой вязкостью. Недостатком этого способа является проблема сточных вод.

2. Термомеханический пилинг.

Семена прокаливают при температурах, достигающих 450°С, при этом большая часть оболочек отлетает. Остатки оболочек очищают механическим способом. Поскольку это сопровождается одновременно раскалыванием на куски содержащих эндосперм семядолей и зародыша, качественное отделение эндосперма от частиц зародыша и остатков оболочек оказывается затруднительным. Преимуществами данного метода являются использование относительно простого производственного оборудования, отсутствие необходимости в дополнительной обработке сточных вод, а также высокий выход готового продукта. Недостатки же состоят в том, что этим способом получают камеди более низкого качества, образующие менее вязкие растворы. Кроме того, все эти камеди из-за неполного отделения частиц зародыша имеют светло-желтый цвет.

Полученный любым из двух описанных способов эндосперм измельчают до необходимой степени.

Потребление камеди рожкового дерева на душу населения в США составляет 8 кг, а в Германии, Франции и Великобритании – 18 кг.

КАМЕДЬ ТАМАРИНДОВАЯ

В Индии, Юго-Восточной Азии, Вест-Индии, Бразилии и в других странах выращивается множество тамариндовых деревьев для употребления в пищу (плоды) и в качестве украшения. На рис. 2.19 показаны области, в которых произрастает тамаринд.

Рис. 2.19. Регионы, в которых произрастает дерево тамаринд

Тамаринд растет очень быстро; взрослое вечнозеленое дерево может достигать в высоту 25-30 м. Спустя 12-13 лет после посева деревья начинают цвести и давать плоды. Деревья плодоносят более 60 лет и, как говорят, могут жить более 120 лет. Эти деревья приобрели популярность благодаря своей продолжительности жизни, прекрасному внешнему виду, а также широким возможностям их применения в повседневной жизни людей. В Северном полушарии деревья цветут с апреля по май, а плодоносят с осени по зиму. Взрослое дерево в среднем дает 200-250 кг плодов.

Семя тамаринда имеет плоскую, неправильную форму, которая может быть круглой, овальной или прямоугольной. Длина стороны – приблизительно 0,6 дюйма (1,5 см), а толщина – около 0,3 дюйма (0,75 см). Сверху семя покрыто коричневой оболочкой, называемой также шелухой, которая составляет примерно 30% веса, и пленкой белого или желтого цвета. Внутри семени находится ядро, которое составляет 70% массы семени. Изолированные ядра семян тамаринда напоминают зерновые и обладают следующим составом: белок (15,40-22,70%), масло (3,90-7,40%), грубое волокно (0,70-8,80%); диетическое волокно (65,10-72,20%), зола (2,45-3,30%).

     ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС     

Смола тамаринда (или порошок ядра тамаринда, неочищенный ксилоглюкан) была обнаружена при поиске новых источников клея при их дефиците, вызванном Второй мировой войной. В промышленное производство она поступила в качестве замены крахмалу в 1943 г. для склеивания хлопка на индийских текстильных фабриках. В США основным промышленным применением смолы тамаринда было использование ее в качестве добавки вместо крахмала и галактоманнанов в бумажной промышленности. Очищенную смолу семян тамаринда, или КСТ, впервые начали успешно производить в японской компании Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd. в 1964 г.

Для получения тамариндовой камеди семена сначала промывают водой и нагревают, чтобы сделать шелуху жесткой и ломкой. Затем семена подвергают обрушиванию, чтобы отделить грубо измельченный эндосперм, который затем измельчают для получения порошка ядра тамаринда. Этот порошок, или мука, обычно содержит не менее 50% ксилоглюкана. Для дальнейшего очищения порошок перемешивают с 30-40-кратным объемом воды и кипятят в течение 30-40 мин, затем оставляют на ночь в отстойнике, где происходит осаждение белков и волокон. Отстоявшуюся жидкость затем концентрируют до приблизительно половины ее начального объема, смешивают со вспомогательным веществом для фильтрования и фильтруют через фильтр-пресс. Очищенную жидкость сушат, а полученное сухое вещество измельчают, получая очищенный экстракт семян. Дополнительную очистку можно осуществить, используя осаждение солями и промывание спиртом.

КАМЕДЬ ТАРА

Камедь тара представляет собой измельченный эндосперм семян растения вида Caesalpinia spinosa (С. spinosa (L.)), или дерева тара. Внешне камедь тара представляет собой порошок белого цвета с оттенками желтого, практически не имеющий запаха.

Родиной дерева или кустарника тары являются Кордильеры – горные районы Боливии, Перу и севера Чили. Произрастает это дерево также в Эквадоре, Колумбии, Венесуэле и на Кубе.

Деревья тары дают плоские оранжевые стручки длиной 10 см и шириной 2,5 см, в которых содержатся от четырех до семи крупных круглых семян, масса которых составляет примерно 28% от массы стручка. Созревшие семена имеют черный цвет и по внешнему виду напоминают семена рожкового дерева.

Главная отличительная черта плодов тары, определяющая интерес к ним, – это наличие в них очень полезных танинов. Их экстрагируют из стручков горячей водой после удаления семян. Экстракт концентрируют, сушат, измельчают и реализуют как порошок тары, в котором содержится 55-62% танинов.

Таким образом, семена тары считаются побочным продуктом. Молотый эндосперм этих семян служит сырьем для получения камеди тары.

Оболочки семян дерева тары удаляют обработкой горячей серной кислотой с последующей интенсивной промывкой водой или поджариванием в ротационной печи при температуре 550°С, после чего остатки фрагментов оболочек удаляют механическим сепарированием. Оставшиеся семена затем измельчают и просеивают. Выделенный эндосперм высушивают до требуемого содержания влаги, измельчают в тонкий, белый с желтоватым оттенком порошок и после просеивания на ситах получают материал с частицами требуемого размера.

2.6.2. СТРУКТУРА ГИДРОКОЛЛОИДОВ СЕМЯН

КАМЕДИ РОЖКОВОГО ДЕРЕВА, ГУАРА И ТАРА

Исходная структура галактоманнанов уже описана выше. Эти поликонденсаты состоят из линейных цепей, образованных соединенными между собой посредством (1→4)-β-D-гликозидных связей маннозными остатками, в которых атом водорода некоторых первичных гидроксильных групп при С₆ замещен на единичный остаток α-D-галактозы, присоединенный посредством (1→6)-связи. Содержание галактозы в камеди рожкового дерева составляет 17-26%, в камеди тары – около 25%, а в гуаровой камеди – 33-40%. На рис. 2.20 приведена общая химическая структура абстрактного «строительного блока», лежащего в основе молекул различных галактоманнанов.

Рис. 2.20. Основной структурный фрагмент камедей рожкового дерева, гуара, тары

Что касается распределения галактозных остатков, точная структура этих галактоманнанов может быть достаточно нерегулярной. В некоторых галактоманнанах гуаровой камеди может встретиться сразу пять расположенных подряд незамещенных маннозных остатков, а в камеди рожкового дерева – сразу 10-11. Следовательно, существует определенная степень блочной конденсации. Идеальная структура галактоманнанов камеди тары располагается где-то между структурами камеди рожкового дерева и гуаровой камеди.

Главная цепь молекул всех трех видов галактоманнанов по структуре аналогична целлюлозе (см. параграф 2.1). Целлюлоза состоит из остатков β-D-глюкопиранозы, соединенных (1→4)-связями в полимерную молекулу. Манноза является эпимером глюкозы по второму углеродному атому молекулы. Целлюлоза полностью нерастворима в воде, что является следствием ассоциации цепи. Введение в линейную цепь маннана в качестве заместителей более 12% галактозы делает галактоманнаны водорастворимыми.

Гидроксильные группы в молекулах галактоманнанов могут быть модифицированы с образованием неионных, анионных, катионных и амфотерных производных (рис. 2.21). Первичные и вторичные гидроксильные группы обладают практически одинаковой реакционной способностью. Обычно получают случайное распределение заменителей деполимеризации макромолекул.

Рис. 2.21. Производные гуара

Тамариндовая камедь. Основное химическое соединение в тамариндовой камеди – ксилоглюкан, представляющий собой полисахарид, главная цепь которого состоит из D-глюкана, соединенного β-(1→4)-связями и частично замещена в положении O-6 ее глюкопиранозных остатков a-D-ксилопиранозой. Некоторые из остатков ксилозы β-D-галактозилированы в положении O-2. Структуры компонентов ксилоглюкана тамаринда, гептасахарида (Glu₄Xyl₃), октасахарида (Glu₄Xyl₃Gal), нонасахарида (Glu₄Xyl₃Gal₂) показаны на рис. 2.22.

Строение ксилоглюкана семян тамаринда было исследовано методом рассеивания света, малоуглового рентгеновского рассеяния и синхротронного излучения. Данные показывают, что ксилоглюкан в водном растворе состоит из многократно скрученных агрегатов, обладающих высокой жесткостью.

Рис. 2.22. Структуры компонентов ксилоглюкана:
 Glu – глюкоза; Хуl – ксилоза; Gal – галактоза

На рис. 2.23 показаны модели ксилоглюкана, полученные с использованием метода рентгеновской дифракции волокон и молекулярного моделирования.

Рис. 2.23. Изолированные молекулярные модели полисахарида семян тамаринда, показанные в нормальной проекции и параллельно их молекулярным осям (пунктирные линии означают водородные связи):
а –х ≈ -60°; б – х ≈ 60°; в – х ≈ 180°

Результаты показывают, что в твердом состоянии основная цепь принимает конформацию, подобную конформации целлюлозы.

2.6.3. СВОЙСТВА ГИДРОКОЛЛОИДОВ СЕМЯН

КАМЕДЬ РОЖКОВОГО ДЕРЕВА (Е 410)

Она плохо растворяется и набухает в холодной воде. Для интенсификации процесса гидратации раствор полисахарида нагревают до 63-65°С. При концентрации 2-3% образуется густая пастообразная масса, но не гель. В пищевой промышленности камедь рожкового дерева применяется в основном в качестве загустителя. Она рассматривалась Комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам несколько раз, в результате чего было принято обозначение «Временное ДСП не уточнено». Этот термин применяется к пищевому веществу очень низкой токсичности, которое в результате его суммарного потребления при применении этого вещества в необходимых количествах, по мнению Комитета, не представляет опасности для здоровья. По этой причине и по причинам, указанным в индивидуальных оценках, установление ДСП в виде числового значения необязательно. Добавка, отвечающая этим требованиям, должна быть лишь технологически эффективной и не нарушать пищевой баланс.

Гуаровая камедь (Е 412). После крахмала и гуммиарабика гуаровая камедь является наиболее распространенным гидроколлоидом в производстве пищевых и кормовых продуктов. Гуаровая камедь имеет нейтральные вкус и запах, растворяется в холодной воде, образуя вязкие растворы в области рН 2,5-7,0. Она хорошо совместима с другими гидроколлоидами – ксантаном, каррагинаном. При этом их совместное применение взаимно усиливает структурообразующие свойства, проявляемые каждым полимером в отдельности. Гуаровую камедь применяют как загуститель при производстве мороженого, соусов, низкокалорийных продуктов.

Гипотетическая трехмерная структура таких гелей показана на рис. 2.24.

Рис. 2.24. Схематическая модель ассоциации молекул галактоманнанов камеди рожкового дерева при гелеобразования

Для гуаровой камеди Объединенным комитетом экспертов ФАО/ ВОЗ также принято обозначение «Временное ДСП не уточнено».

КАМЕДЬ ТАРА (Е 417)

Она является стабилизирующим веществом, предназначенным для сохранения вязкости и консистенции пищевых продуктов. К примеру, подобным действием обладает пектин. Этот гидроколлоид относится к группе стабилизаторов пены, которые являются хорошими эмульгаторами и добавляются в продукты жидкой консистенции для образования и удержания пены.

Основным и самым важным качеством камеди тара является повышенная прочность и большая растяжимость. Камедь хорошо смешивается с различными веществами и образует устойчивые суспензии и эластичные гели, которые являются термообратимыми.

Свойства камеди тара можно сравнить со свойствами гуаровой камеди, она хорошо растворима в воде. Однако нагретый раствор камеди тара имеет большее значение вязкости и позволяет стабилизировать мелкодисперсные частицы на более продолжительный срок.

Добавка Е 417 имеет структуру белого порошка, не имеющего ни вкуса, ни запаха.

Допустимая норма суточного потребления добавки Е 417 не определена. Добавка разрешена к применению в пищевой промышленности на территории Российской Федерации в качестве пенообразователя и эмульгатора. Е 417 не используется при производстве детского и диетического питания.

Камедь тара не является аллергеном и не вызывает раздражения кожных покровов. Однако с осторожностью следует употреблять продукты, содержащие добавку Е 417, людям, имеющим нарушения обменных процессов и проблем желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

ТАМАРИНДОВАЯ КАМЕДЬ

Ксилоглюкан семян тамаринда в водных растворах проявляет уникальные физические свойства:

• ньютоновское течение (крахмалоподобная текучесть);
• синергизм с сахарами (загущение, гелеобразование);
• превосходная стабильность (к нагреванию, кислотам, соли, механическому воздействию);
• сильное влагоудерживание.

При добавлении Сахаров, таких как сахароза, глюкоза или крахмальный сироп, вязкость растворов тамаринда повышается. Степень синергизма немного варьирует в зависимости от типа сахара.

Ксилоглюкан может образовывать гель при наличии сахара или спирта. В этом смысле он напоминает пектин. Он образует гель при концентрации сахара 40–50% и в широком диапазоне рН. Этот гель обладает высокой эластичностью и низкой степенью высвобождения воды. При добавлении спирта (до 20%), чтобы вся смола попала в раствор, можно значительно снизить количество нужного для образования геля сахара или вообще его не добавлять.

По следующей формуле можно вычислить, какое количество спирта и сахара необходимо для образования геля:

55 = 2А + S,                                      (2.1)

где A – концентрация спирта; S – концентрация сахара.

Гели, образованные с использованием спирта, обычно тверже и обладают более низкими значениями температуры плавления, чем гели, образованные с использованием сахара.

Гель образуется при нагревании, которое ведет к растворению полисахарида, с последующим охлаждением до комнатной температуры. Процесс замораживания/оттаивания делает ксилоглюкан-сахарные гели прочнее и эластичнее.

Ксилоглюкан очень устойчив к высоким температурным воздействиям, к воздействию кислот и солей в течение продолжительного периода времени. Он также обладает превосходной стабильностью в растворах с высоким содержанием солей (20%). Кроме того, он придает стабильность крахмалу.

Ксилоглюкан не проявляет заметного синергизма с другими гидроколлоидами, за исключением ксантановой камеди и галактоманнана. Отрицательного влияния также не наблюдается. Он совместим с другими полисахаридами и не вступает с ними во взаимодействие.

2.6.4. ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОКОЛЛОИДОВ СЕМЯН

Основные функциональные свойства камеди рожкового дерева приведены в табл. 2.10. Аналогичные таблицы можно составить также и для двух других камедей, т.е. для камеди гуара и камеди тара.

Таблица 2.10

Функциональные свойства камеди рожкового дерева

Ксилоглюкан семян тамаринда (КСТ) широко используется в качестве пищевой добавки в Японии. В основном, он применяется в соусах, подливках и майонезах, мороженом и некоторых мучных продуктах (табл. 2.11). Использование КСТ зависит от его функции и продуктов, но обычно для пищевых изделий концентрация ксилоглюкана составляет 0,1–0,5%.

Таблица 2.11

Пищевое применение камеди тамаринда

Как загуститель ксилоглюкан придает хорошую вязкость без ощущения пастообразности и волокнистости. КСТ также улучшает ощущение наполненности во рту. Так как текстура КСТ близка к крахмальной и он является более стабильным, во многих случаях ксилоглюкан может быть использован вместо крахмала или в сочетании с ним.

Ксилоглюкан применяется в производстве соусов для свиных отбивных и мяса, так как эти соусы должны обладать высокой вязкостью и стабильностью при низких значениях рН в течение продолжительного времени. В низкожирном молоке, фруктовых напитках или какаонапитках небольшое количество ксилоглюкана (0,05%) улучшает консистенцию и текстуру.

Так как ксилоглюкан обеспечивает стабильность суспензии маленьких частиц, его можно использовать в напитках, содержащих фруктовую мякоть или ширико (сладкий суп с рисовым пирогом).

Ксилоглюкан сам по себе или в сочетании с другими полисахаридами (например, гуаровой камедью, камедью рожкового дерева или каррагинаном) является эффективным стабилизатором в замороженных десертах, таких как мороженое и шербет (фруктовое мороженое). Он создает хорошую взбитость, препятствует расслоению, обладает прекрасной устойчивостью к тепловому удару и хорошо удерживает воду без образования кристаллов льда и сахара в течение длительного периода хранения.

С концентрированными растворами сахара ксилоглюкан образует эластичный гель в широком диапазоне рН. На текстуру гелей не оказывает воздействия варка в нейтральных водных растворах, что является следствием его термической устойчивости. Гель удерживает воду и устойчив к замораживанию/оттаиванию. Его можно использовать для замены пектина во фруктовых желе и джемах.

Ксилоглюкан, как и другие полисахариды, имеет большое количество ОН-групп в молекулах, а также длинную главную цепь с боковыми цепями. Следовательно, цепи ксилоглюкана являются гидрофильными и прочно связаны с водой. Благодаря этой выраженной способности к связыванию воды ксилоглюкан используется для придания хорошего внешнего вида продуктам и полирования цукудани (продукт из морских водорослей). Небольшое количество ксилоглюкана в каррагинановом или агаровом геле предотвращает выделение воды.

При некоторых условиях ксилоглюкан может замедлить старение крахмала. Также он придает крахмалу дополнительную устойчивость к температурному и механическому воздействию. В комбинации с крахмалом или в качестве его заменителя ксилоглюкан используется в сладких заварных кремах, мучном тесте, тушеных овощах и мясе, лапше и японских традиционных кондитерских изделиях (например, данго и рисовый пирог).

Изучение влияния ксилоглюкана на гелеобразование и ретроградацию кукурузного крахмала показало, что молекулы ксилоглюкана могут переплетаться с молекулами крахмала и тем самым предотвращать переупорядочивание структуры, что замедляет ретроградацию в течение длительного периода хранения. Ксилоглюкан также снижает синерезис дисперсий крахмала.

В качестве заменителя или имитатора жиров растворы ксилоглюкана обладают прекрасным вкусоощущением и свойствами жира/ масла (т.е. свойствами жареных продуктов и сбалансированностью состава). Низкожирные и обезжиренные майонезы являются в настоящее время также одним из основных применений ксилоглюкана. Во многих случаях в комбинации с ксилоглюканом используются ксантановая камедь или другие полисахариды и крахмал или декстрин.

Три вида рассматриваемых в данном разделе камедей одобрены к применению в качестве пищевых добавок со следующими Е-кодами: Е 410 – камедь рожкового дерева, Е 412 – гуаровая камедь и Е 417 – камедь тары.

В качестве пищевой добавки очищенный ксилоглюкан из тамаринда разрешен к потреблению в Японии и странах Юго-Восточной Азии (Тайвань и Южная Корея). Он не разрешен к пищевому потреблению в США и ЕС.

Было проведено бесчисленное количество различных опытов, проверяющих его безопасность, включая острую токсичность, подострую токсичность, мутагенные исследования и три исследования, посвященные хронической токсичности. Никаких отклонений от нормы обнаружено не было. Исследования также показали, что включение ксилоглюкана в количестве 4,8 и 12% в диету крыс в течение двух лет не вызвало никаких значительных изменений. Изменения не были обнаружены ни в массе тела, ни в приеме пищи, ни в биохимическом составе мочи и крови, ни в гематологическом тесте, ни в массе органов и гистопатологических данных крыс, получавших ксилоглюкан.