Улучшение растворимости сухих пищевых ингредиентов

Одним из важных требований к сухому пищевому ингредиенту является быст­рота и легкость его восстановления в воде, в том числе отсутствие комкования при контакте порошка с водой. Процесс восстановления любого порошка включает в себя определенную последовательность стадий: смачивание, оседание, дисперги­рование и суспендирование (флотацию) (рисунок).

Основные стадии восстановления порошкообразного ингредиента:
а - смачивание; б - оседание; в - диспергирование; г - суспендирование [126]

Первым этапом процесса восстановления любого ингредиента, выпускаемого в форме порошка, является его смачивание. Смачиваемость порошков обычно ха­рактеризуется временем смачивания, измеряемым в секундах [66]. Плохой смачива­емостью отличаются поверхности, содержащие слишком много гидрофобных или гидрофильных частиц [125]. Когда гидрофильный порошок попадает в воду, части­цы, непосредственно контактирующие с водой, мгновенно вступают с ней во взаи­модействие, блокируя доступ воды к частицам, оказавшимся «во втором эшелоне». В результате образуются долго не растворяющиеся комки. Если частицы порошка содержат много поверхностного жира, то он формирует влагозащитный барьер, при соприкосновении с водой препятствующий ее проникновению вглубь частиц [125, 126].

Характеристикой второго этапа процесса восстановления является время осе­дания. Смоченный порошок должен исчезнуть с поверхности жидкости в течение определенного времени, например молочный белок - максимально за 20 с, какао-порошок - примерно за 10 с [89].

После оседания порошок должен диспергировать - распасться на более мелкие составляющие. От этой его способности будет зависеть то, насколько гомогенным получится конечный продукт. Еще несколько лет тому назад основным критери­ем, характеризующим качество инстантизированных продуктов, было время осе­дания. Качественными считались продукты со средним временем оседания, рав­ным 5-10 с, но дисперсия была исключительно плохой и, следовательно, продукт имел высокую степень седиментации. Изготовители сухих пищевых ингредиентов подвергли эти критерии пересмотру, и в настоящее время производятся продукты с немного большим временем оседания, чем было упомянуто выше, но со степенью дисперсии материала в диапазоне 95-98%. Следствием этого является очень низкий процент седиментации [89].

Конечным результатом процесса восстановления инстантных порошков явля­ется получение устойчивой, без признаков седиментации, суспензии как результата последовательного протекания процессов хорошего смачивания, оседания, дис­пергирования и суспендирования частиц порошка в жидкой среде. Существенно улучшить способность порошка восстанавливаться в воде (инстантизировать его) можно тремя путями: 1) гранулированием; 2) обработкой порошков поверхностно-активными веществами; 3) комбинацией обоих способов (таблица).

Размер частиц сухих пищевых ингредиентов как и сухих пищевых продуктов, значительно влияет на их свойства. Помимо различий в насыпной плотности, мик­рогранулы по сравнению с мелкодисперсным порошком характеризуются улучшен­ной сыпучестью, сниженным пылеобразованием и повышенной скоростью раство­рения. В процессе гранулирования, или агломерирования, механически получают более крупные частицы, или агломераты. При этом площадь поверхности частиц уменьшается, а внутреннее пространство между ними увеличивается. Это позволяет воде легче проникать в пространство между частицами, улучшая диспергируемость и растворение агломерата по сравнению с порошком. Например, за счет агломера­ции можно снизить время диспергирования сывороточного белкового концентрата с 10 мин до 15 с [155].

В качестве поверхностно-активных веществ для инстантизации порошков часто используют лецитины. Обычно эмульгатор выполняет в пищевом продукте толь­ко одну функцию: диспергирующего, суспендирующего или смачивающего агента. Лецитины же выполняют все эти функции одновременно и могут рассматриваться как полифункциональная пищевая добавка. Они достаточно эффективны для инс­тантизации даже таких сложных систем с высоким содержанием сывороточных бел­ков, как быстрорастворимые сывороточные напитки с пониженным содержанием лактозы.