Пищевые добавки этой группы подразделяются в свою очередь на следующие подгруппы:

• регуляторы кислотности (acidity regulators, pH-control agents);
• пеногасители и антивспенивающие агенты (antifoaming agents, foam inhi-bitors, defoamers);
• эмульгирующие соли (emulsyfing salts); разрыхлители (leavening agents);
• катализаторы гидролиза и инверсии (catalysts for hydrolysis and inver-вещества, облегчающие фильтрование (filter aids, clarifyng agents); экстрагенты (exraction solvents);
• носители, растворители, разбавители (solvents, carrier solvents); средства для капсулирования (encapsulating agents);
• средства для таблетирования (tableting aids); разделители (mold releasing agents); осушители (drying agents);
• средства для снятия кожицы с плодов (peeling agents);
• охлаждающие и замораживающие агенты (cooling agents, coolants, freezing agents, cryogens);
• вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов (agents promoting vital activity of helpful microorganisms);
• катализаторы (catalysts);
• улучшители хлебопекарные (flour improvers, bread improvers);
• пропелленты (propellants);
• ферменты и ферментные препараты (enzymes);
• диспергирующие агенты (dispergators, solubilizators).

Каждое из перечисленных веществ добавляется в пищевые продукты для достижения определенных технологических целей. При этом часть добавок остается в пищевом продукте и употребляется в пищу, что свидетельствует о необходимости их санитарно-гигиенического контроля. Другие, так называемые вспомогательные материалы, после выполнения своих технологических функций, полностью удаляются из пищевого продукта. Некоторые добавки разрушаются в процессе его изготовления.

Регуляторы кислотности (регуляторы рН пищевых систем)

Через изменения значений рН решают следующие технологические задачи:

• формируют заданные реологические свойства продукта;
• действуют на эффективность эмульгаторов, стабилизаторов, загустителей, других пищевых добавок;
• влияют на основные коллоидные свойства, обусловливающие формирование консистенции.

Изменение величины рН достигается введением кислот, оснований и солей. При помощи буферных веществ рН пищевой системы поддерживается на определенном уровне.

О свойствах важнейших пищевых кислот (подкисляющих веществ) – снижении рН и создании кислого вкуса – речь шла выше.

Основания (подщелачивающие вещества) используют для снижения кислотности пищевых систем (увеличение рН). Наряду с вышеуказанной функцией их применяют для разрыхления пищевых масс, изготовления сухих шипучих напитков.

Основную группу подщелачивающих веществ составляют углекислота (диоксид углерода) и ее соли – карбонаты и гидрокарбонаты натрия, калия, аммония, магния и железа.

Для регуляции рН также допускаются гидроксиды натрия, калия, кальция, магния, аммония, оксиды кальция и магния.

Пеногасители и антивспенивающие агенты

Предназначены для разрушения пены, образование которой на определенных этапах технологического процесса может вызвать серьезные проблемы и ухудшить качество конечного продукта. В частности, активное пенообразование мешает фильтрованию, центрифугированию, выпариванию, дозированию, перекачке и розливу.

Механизм действия пеногасителей и антивспенивающих агентов заключается в том, что они замещая пенообразователи на границе раздела газовой и жидкой фаз, образуют пленку, разрушающую пузырьки газа и стабилизирующую пищевую систему.

Все разрешенные пищевые добавки этого класса нерастворимы в жидкостях, к ним относят: жирные спирты, полисилоксаны, природные жиры и масла, полигликолевые эфиры жирных кислот, полигликоли, монои диглицериды, полисорбаты, сложные эфиры сорбитана и жирных кислот.

Гашение пены возможно механическими или физическими методами (перемешивание, нагрев, охлаждение и т. п.), однако по сравнению с химическими методами они менее экономичны и эффективны.

Эмульгирующие соли

Не являются эмульгаторами, однако участвуют в образовании эмульсии путем взаимодействия с белковыми молекулами субстрата. Эффективность использования эмульгирующих солей видна на примере производства плавленых сыров. При отсутствии этих добавок, в частности фосфатов, нагревание сыра не приводит к его плавлению, появляются дефекты и недостатки: сыр сморщивается, превращаясь в резиноподобную массу, наблюдается отделение масла и воды.

Помимо солей фосфорной кислоты в качестве эмульгирующих агентов разрешены к применению в производстве молочных и мясных продуктов соли молочной, лимонной кислот и ряд других соединений, обладающих индивидуальными свойствами.

Разрыхлители

Добавляют в муку или тесто для увеличения объема хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. эффект разрыхления достигается за счет выделения разрыхлителями газа, главным образом углекислого.

Газы должны высвобождаться при температуре 40-60 °С, пока клейковина не теряет растяжимость и тесто не начинает затвердевать. Соблюдение этих условий обеспечивает пористость мякиша и другие показатели качества готового продукта. К разрыхлителям относят хлебопекарные дрожжи и различные химические соединения: карбонаты, дигидрофосфаты, алюмофосфаты натрия, калия, кальция, аммония. Химические разрыхлители находят более широкое применение. В отличие от дрожжей, жизнедеятельность которых связана с определенной температурой и продолжительностью брожения, они не требуют каких-либо специальных условий и параметров.

Разрыхлители могут использоваться индивидуально или в составе пекарских порошков. Последние обязательно включают носитель углекислого газа в виде питевой соды (бикарбоната натрия), а также различные разделители (мука, крахмал и др.).

Катализаторы гидролиза

Вещества, катализирующие распад белков и углеводов до составляющих их монокомпонентов. Продукты гидролиза применяют для различных целей в технологии производства пищевых продуктов.

Катализатором гидролиза белков чаще всего выступает соляная кислота. Исходным сырьем могут служить бобовые и зерновые культуры, семена масличных культур, дрожжи, молочный белок, клейковина кукурузы, белоксодержащие отходы мясной промышленности. Белки расщепляются до пептидов или аминокислот, которые находят применение в производстве бульонных кубиков, смесей пряностей, приправ, супов и соусов быстрого приготовления, других пищекон-

центратов (для усиления собственного или придания специфического вкуса другим продуктам).

Катализаторы расщепления углеводов – как правило, соляная и серная кислоты, реже – азотная и уксусная; сырье – кукурузный, рисовый, пшеничный, картофельный крахмалы. Крахмалы последовательно расщепляются до декстринов, мальтозы, D-глюкозы, сахароза – до инвертного сахара, равных частей глюкозы и фруктозы. Этот процесс получил название инверсии или инвертирования.

Продуктами частичного гидролиза углеводов могут также быть мальтоолигосахариды, мальтотриоза, глюкозные и мальтозные сиропы. Все они находят применение в различных отраслях пищевой промышленности, в частности, используются для получения инвертного сиропа в кондитерском производстве.

Вещества, облегчающие фильтрование
(осветлители, адсорбенты, флокулянты)

Инертные нерастворимые вещества, способные:

• облегчать или улучшать отделение твердых частиц от жидкостей или газов;
• ускорять удаление нежелательных замутняющих компонентов из жидкостей, в частности, напитков, которые длительное время должны оставаться прозрачными;
• придавать фильтрующему слою необходимую прочность и регулировать размер пор;
• разрыхлять осадок, образующийся на фильтре, и уменьшать забивание пор фильтра.

Осветлители. В зависимости от вида осветлителя принцип действия связан либо с адсорбцией, либо с коагуляцией, либо с образованием труднорастворимых соединений с ионами металлов, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от жидкой части продукта.

С помошью осветлителей удаляют также мелкодисперсные и коллоидные компоненты, которые невозможно отфильтровать. Эти вещества способны связывать мельчайшие частички мути и осаждаться вместе с ними.

После выполнения своих функций осветлители удаляют из готового продукта фильтрацией или седиментацией.

Адсорбенты. Принцип действия связан с большой удельной поверхностью, благодаря которой они могут селективно адсорбировать различные вещества из напитков и вместе с ними выпадать в осадок.

Флокулянты вызывают превращение золя – коллоидного раствора твердого вещества – в гель (процесс флокуляции).

Чаще всего для облегчения фильтрования используют целлюлозу, кизельгур, перлит, которые добавляют к фильтруемой жидкости в виде суспензии или вспомогательного слоя на самом фильтре.

Наиболее часто осветлители, адсорбенты и флокулянты применяются в пивоварении, виноделии и производстве соков.

Экстрагенты

Жидкости или сжиженные газы, служащие для экстракции из природного сырья различных пищевых и непищевых компонентов.

В качестве жидких экстрагентов используют воду, растительные масла, алифатические спирты, углеводороды, из сжиженных газов – диоксид углерода, окись азота, пропан и др.

В зависимости от вида экстрагента и сырья, цели и задач экстракции различают три ее вида: экстракция жидкостью из твердого вещества, экстракция жидкостью из жидкости, экстракция сжиженным газом из твердого вещества.

Классическое применение экстрагентов – удаление спирта из напитков, никотина из табака, кофеина из кофе и чая.

Носители, растворители, разбавители

Большая группа пищевых добавок, используемая для:

• растворения или разбавления малых количеств рецептурных компонентов в целях удобства их дозирования и равномерного распределения в продукте (добавление ароматизаторов, красителей, антиокислителей, обогащение витаминами, другими микронутриентами);
• защиты и стабилизации компонентов рецептуры от нежелательных воздействий;
• стандартизации показателей качества продукта;
• увлажнения или предотвращения пыления (при гранулировании, капсулировании).

При этом сами носители, растворители и разбавители не выполняют самостоятельных технологических функций.

Средства для капсулирования

Представляют собой капсулы или микрокапсулы, обволакивающие поверхность пищевых компонентов.

В зависимости от применяемых средств – крахмал, желатин, камедь и др. – капсулы могут быть жесткими или мягкими. В жесткие капсулы помещают, как правило, порошкообразные вещества, в мягкие – жидкости и эмульсии.

Капсулирование защищает пищевые компоненты от вредных воздействий окружающей среды (влаги, окисления, высыхания), нежелательных реакций между отдельными веществами продукта, позволяет переводить некоторые водорастворимые соединения в маслодиспергируемую форму и наоборот, что в целом повышает качество и эффективность действия, увеличивает срок годности пищевой продукции.

В последнее время капсулирование и микрокапсулирование наиболее широко используют при производстве БАД.

Средства для таблетирования

Облегчают технологический процесс производства таблетированных форм пищевых продуктов и позволяют направленно влиять на их потребительские свойства.

Средства для таблетирования включают следующие основные группы пищевых добавок: наполнители, разделители, ускорители, адсорбенты, влагоудерживающие агенты, катализаторы и ингибиторы растворения.

Наполнители применяются в качестве основы. Это различные типы крахмала, сахароза, микрокристаллическая целлюлоза, маннит, оксид магния и многие другие соединения, выполняющие также функции смазки, связующего и влагоудерживающего агента.

Разделители предотвращают склеивание таблеток и улучшают их скольжение в матрице таблетирующего оборудования. Эффективными разделителями являются ПАВ, целлюлоза, парафин, тальк, полиэтиленгликоли и т. д.

Ускорители предназначены для быстрого разрушения таблеток в жидкой среде. Общим свойством этой группы добавок является их гидрофильность – способность сильно и быстро набухать. К ускорителям относят порошкообразные виды целлюлозы, модифицированные крахмалы, альгиновую кислоту, альгинат кальция и др.

Адсорбенты обеспечивают всасывание жидкости в таблетируемую массу. С этой целью используют крахмалы, целлюлозу, молочный сахар, кремниевую кислоту (в высокодисперсной пирогенной форме), каолин, бентонит.

Влагоудерживающие агенты, или регуляторы влаги, придают таблеткам оптимальную влажность (крахмалы, глицерин, сорбитный сироп, низкомолекулярные полиэтиленгликоли).

Катализаторы растворения помогают более быстрому растворению таблеток, предназначенных, в частности, для рассасывания во рту. Эффективными ингибиторами растворения показали себя твердый парафин, какао-масло, стеарин, полиэтиленгликоль, другие вещества гидрофобной природы.

В зависимости от подбора средств для таблетирования могут производиться различные таблетированные формы рассасываемых, жевательных и шипучих пищевых продуктов, в том числе БАД.

Разделители (антиадгезивы)

Вещества, уменьшающие силу адгезии между двумя граничащими поверхностями. Разделители применяются в различных отраслях пищевой промышленности: в хлебопекарном и кондитерском производстве для облегчения выемки таблетированных продуктов из форм, хлебобулочных и мучных кондитерских изделий из противней, скольжения кондитерских масс по поверхности оборудования, изготовления пекарских порошков; при производстве БАД – различных таблетированных форм.

Из разрешенных в Российской Федерации разделителей используют муку, крахмалы, соли кальция, силикаты, растительные масла, жиры, воски, эмульсии и др. Антиадгезивы могут быть в виде суспензий, спреев, паст и порошков – на поверхность форм их намазывают или распыляют.

Осушители

Вещества химической и физической природы, способные связывать и удалять воду из газов, жидкостей и твердых продуктов.

Механизм химического связывания воды заключается в ее взаимодействии с осушителями и образовании новых соединений, физическом связывании (за счет процессов растворения или адсорбции).

Технологию сушки пищевых продуктов осушителями отличает от традиционных способов более мягкий, щадящий характер, что очень важно для сохранения потребительских, в том числе питательных, свойств.

Распространенный способ сушки осушителями – помещение обезвоживаемого продукта в емкости, заполненные осушителем. Газ сушат, пропуская через такие емкости, жидкости – засыпая в них нерастворимые осушители с последующим их удалением.

Среди разрешенных к применению осушителей – сульфаты натрия, кальция и магния, серная кислота, карбонат калия, хлорид кальция, гидроксид натрия и калия, оксид кальция, силикогель, оксид алюминия.

Средства для снятия кожицы с плодов

В практике перерабатывающей промышленности и общественного питания для снятия кожицы с плодов применяют различные методы: механический, вакуумирование, обработку паром, химическую очистку. Используется также комбинация названных методов между собой.

Для химической, в частности щелочной, очистки разрешены: карбонаты натрия, сульфат алюминия, алюмонатриевые, алюмокалиевые и алюмоаммиачные квасцы, гидроксиды натрия и калия.

Снимают кожицу с плодов в специальном очистном оборудовании различной конструкции, например барабанного типа, куда засыпается порошок щелочи. Другой способ – опрыскивание продукта раствором щелочи. По окончании технологического процесса для нейтрализации щелочи обрабатываемое сырье погружают в раствор кислоты. Например, для фруктов используется 1-2%-ный раствор лимонной кислоты.

Охлаждающие и замораживающие агенты

Газообразные вещества, жидкости и твердые тела, способные при условии прямого контакта понижать температуру пищевого продукта. Этим они отличаются от хладагентов, применяемых в холодильной технике.

Исходя из технологических целей и задач, наряду с общеизвестным льдом используют другие охлаждающие и замораживающие агенты.

Наиболее эффективно, с точки зрения органолептических показателей качества и пищевой ценности, сверхбыстрое замораживание. Этот процесс может осуществляться путем орошения или погружения продукта в жидкий азот, углекислый газ или смесь диоксида углерода с азотом, а также в специальных туннелях и скороморозильных аппаратах, через которые с высокой скоростью пропускают сжиженный газ.

Охлаждающие и замораживающие агенты используются при хранении и транспортировании практически всех групп пищевой продукции.

Вещества, способствующие жизнедеятельности полезных микроорганизмов

Микроорганизмы применяются в пищевой промышленности по двум основным направлениям:

• в биотехнологии получения продуктов питания (кисломолочная продукция, пиво и другие напитки брожения, хлеб, хлебобулочные изделия и др.);
• в качестве продуцентов основных пищевых веществ, макрои микронутриентов.

Будучи живыми, микроорганизмы нуждаются в определенных веществах, способствующих их жизнедеятельности. Подбор и использование пищевых добавок рассматриваемой группы осуществляют с учетом индивидуальных особенностей полезных микроорганизмов.

В пищевой биотехнологии применяются гетерогенные микроорганизмы, требующие органических источников углерода, которыми могут быть монои полисахариды, аминокислоты, олигои полипептиды, природное углеродсодержащее сырье. При этом плесневые грибы предпочитают сахаросодержащие среды, а бактерии – белоксодержащие.

Используемые в биотехнологии микроорганизмы нуждаются также в азотсодержащих источниках, минеральных веществах и витаминах.

Катализаторы

Вещества, ускоряющие течение химических или биохимических реакций.

В список катализаторов разрешенных к применению в производстве пищевых продуктов, включены: металлы Na, Ni, Pt, Pd, оксиды азота, кальция и магния, этилат и метилат натрия, смесь едкого натра с глицерином.

В зависимости от агрегатного состояния реагирующего вещества и катализатора (твердое, жидкое или газообразное) последние могут быть трех видов: гомогенные, гетерогенные и смешанные.

В пищевом производстве катализаторы используют в очень низких концентрациях, при этом они не расходуются и не остаются в конечном продукте. Типичный пример – ускорение процесса агидрогенизации жидких масел при помощи никеля, в результате чего двойные связи превращаются в простые и растительное масло отверждается. Другие примеры ускорения технологических процессов: переэтерификация жиров с применением этилата натрия или смеси едкого натра с глицерином, когда получают жир с направленными свойствами; ускорение каталитического расщепления перекиси водорода в присутствии оксидов магния или меди.

Улучшители хлебопекарные

В настоящее время используется очень много улучшающих качество хлеба веществ, различных по принципам действия.

Основную группу хлебопекарных улучшителей и добавок составляют: улучшители окислительного действия, восстановительного действия, сухая клейковина и улучшители на ее основе, модифицирующие крахмалы, ферментные препараты, поверхностно-активные вещества (эмульгаторы), органические кислоты, минеральные соли, консерванты, ароматические и вкусовые добавки, сухие закваски (подкислители), гидроколлоиды, комплексные хлебопекарные улучшители.

Применение рассматриваемых добавок в мукомольной и хлебопекарной промышленности позволяет:

• использовать муку с нестабильными хлебопекарными свойствами;
• интенсифицировать и оптимизировать технологические процессы в хлебопечении;
• формировать заданные реологические свойства теста для обеспечения стабильных показателей качества хлеба, в том числе при непрерывно-поточных способах его приготовления;
• улучшать потребительские свойства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, приготовленных на основе замороженых полуфабрикатов;
• предотвратить микробиальную порчу и образование токсикантов, а также пороков и недостатков, возникающих при изготовлении и хранении продукта;
• обеспечить продление срока свежести, других регламентируемых критериев качества при хранении.

Таким образом, благодаря использованию хлебопекарных улучшителей решается ряд приоритетных задач в области совершенствования технологий, повышения качества хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Пропелленты

Газы, предназначенные для выдавливания (перемещения) пищевых продуктов из различных емкостей (танков, хранилищ, контейнеров, баллончиков). К пропеллентам предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования во избежание возможного загрязнения продуктов ксенобиотиками.

Пропеллентом при передвижении сыпучих продуктов с помощью пневмотранспорта выступает воздух. Для различных взбитых продуктов в баллончиках используются пропелленты, разрешенные Минздравом к применению в Российской Федерации. Используемые газы могут не контактировать с пищевыми продуктами или быть их компонентом, например, взбитые сливки из баллончика.

Ферменты и ферментные препараты

Очищенные и концентрированные продукты, содержащие определенные ферменты или комплекс ферментов, характерных для биологических сред и организмов-продуцентов.

Применение ферментов в пищевой промышленности определяется уровнем развития современной биотехнологии. Ферментативные процессы – основа большинства пищевых производств: пивоварения, виноделия, сыроделия, хлебопечения, получения спирта, пищевых органических кислот, витаминов и т. д. В последние десятилетия развиваются принципиально новые направления прикладной биотехнологии: производство глюкозофруктозных сиропов из крахмала, глюкозогалактозных сиропов из молочной сыворотки, этанола из целлюлозосодержащего сырья и т. д. Активное использование ферментов в масложировой промышленности, главным образом иммобилизованных микробных препаратов, идет по следующим направлениям:

• гидролиз жиров липазами для получения глицерина и жирных кислот, удаление неполных глицеридов из масел, ароматизация пищевых продуктов и напитков;
• синтез глицеридов;
• трансэтерификация жиров (ацедолиз, алкоголиз, интерэтерефикация);
• извлечение масел из растительного сырья с применением гидролитических ферментов.

Для получения ферментных препаратов допускается использовать ткани и органы здоровых сельскохозяйственных животных, культурных растений, а также непатогенные и нетоксичные штаммы различных микроорганизмов, бактерий и низших грибов в соответствии с СанПиН. При этом для стандартизации активности и повышения стабильности ферментных препаратов в их состав разрешается вводить хлорид и фосфат калия, глицерин, другие пищевые добавки.

В нормативной и технической документации на ферментные препараты необходимо указывать источник получения препарата и его характеристику, включая основную и дополнительную активность.

На штаммы микроорганизмов – продуцентов ферментов дополнительно должна быть представлена следующая информация:

• сведения о таксономическом положении (родовое и видовое название штамма, номер и оригинальное название; сведения о депонировании в коллекции культур и модификациях);
• материалы об исследовании культур на токсигенность и патогенность (для штаммов представителей родов, среди которых встречаются условно патогенные микроорганизмы);
• декларация об использовании в производстве ферментных препартов штаммов генетически модифицированных микроорганизмов.

В России принята специальная номенклатура ферментов, указывающая на вид продуцента, активность, способ культивирования и степень концентрации фермента по сравнению с исходной культурой продуцента. Пример: «протосубтилин Г10Х» – фермент протеолитический из Вacillus subtilis, получен глубинным способом и концентрирован десятикратно.

При проведении товарной экспертизы учитываются также показатели безопасности ферментных препаратов, которые должны удовлетворять определенным требованиям. Так, содержание токсичных элементов в ферментных препаратах не должно превышать: для свинца – 10,0 мг/кг, для мышьяка – 3,0 мг/кг. Требования к микробиологическим показателям:

• количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), КОЕ/г, не более: для ферментных препаратов растительного, бактериального и грибного происхождения – 5 ž 10⁴; для ферментных препаратов животного происхождения (в том числе молокосвертывающих) – 1 ž 10⁴;
• бактерии группы кишечных палочек (БГКП), коли-формы, в 0,1 г продукта – не допускаются;
• патогенные микроорганизмы (в том числе сальмонеллы) в 25 г – не допускаются;
• Е. coli в 25 г – не допускаются.

Ферментные препараты не должны содержать жизнеспособных форм продуцентов ферментов.

Ферментные препарты бактериального и грибного происхождения не должны иметь антибиотической активности.

В препаратах грибного происхождения не должны содержаться микотоксины (афлатоксин В₁, Т-2 токсин, зеараленон, охратоксин А, стеригматоцистин).

При контроле содержания микотоксинов в ферментных препаратах следует учитывать, что продуцентами микотоксинов чаще всего являются токсигенные штаммы грибов: для афлатоксинов и стеригматоцистина – Aspergillus flavus и A. parasiticus; для охратоксина А – A. ochraceus и Penecillium verrucosum, реже – A. sclerotiorium, A. melleus, A. alliaceus, A. sulphureus; для зеараленона, дезоксиниваленола и Т-2 токсина – Fusarium graminearum, реже – другие виды Fusarium.

Активность ферментов в готовых пищевых продуктах (после использования ферментных препаратов) не определяется.

В настоящее время список ферментов, разрешенных к применению в Российской Федерации, включает амилазы, протеазы, глюкозооксидазы, инвертазы и липазы, характеризующиеся амилолитической, протеолитической, оксидазной и липолитической активностью.

Диспергирующие агенты

Вещества, способствующие образованию устойчивых многокомпонентных коллоидных систем – микродисперсий. По своей природе относятся к мицеллообразующим поверхностно-активным веществам.

Диспергаторы подразделяют на солюбилизаторы и инстантизаторы, отличающиеся характером своего технологического действия.

Солюбилизаторы благодаря способности образовывать микроэмульсии дают возможность получать прозрачные напитки с использованием нерастворимых в воде веществ, а также вносить в жироемкие продукты водорастворимые пищевые добавки и биологически активные вещества.

Инстантизаторы (смачивающие агенты) ускоряют и облегчают растворение сухих напитков, примененяются в технологии производства порошкообразных и гранулированных продуктов питания: молока, сливок, безалкогольных напитков, нектаров, соков, киселей, растворимого кофе, чая и др.