ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КАРРАГИНАНОВ 1.1. Свойства каррагинанов Каррагинан – это семейство линейных сульфатных полисахаридов, получаемых из красных морских водорослей. Название происходит от англ. carrageen moss — английского названия водорослей вида Chondrus crispus Stackh., произрастающих у берегов Ирландии, которое в свою очередь происходит от ирл. carraigín — «маленькая скала». В промышленных масштабах производство началось с 1930-х, хотя в Китае использовали каррагинан ещё в VII веке до н. э. В настоящее время крупнейшим производителем являются Филиппины, где морские водоросли разводятся специально. В основном это виды Kappaphycus alvarezii, Kappaphycus striatum и Eucheuma denticulatum. Они растут на глубине двух метров. Водоросли обычно выращивают на нейлоновых тросах, закреплённых на бамбуковых опорах. Урожай собирают через три месяца, когда каждое растение весит около килограмма. После сбора водоросли сушат, упаковывают в тюки и отправляют на фабрику. Там водоросли мелют, просеивают, чтобы удалить загрязнения, например песок, и тщательно промывают. После обработки горячим щелочным раствором (например, 5—8%-ным гидроксидом калия) из водорослей путём центрифугирования и фильтрации удаляется целлюлоза. Получившийся каррагинановый раствор затем концентрируется выпариванием. Затем высушивается и измельчается в соответствии со спецификацией. Свойства каррагинана: · загустительные свойства: каррагинан способен образовывать гелеобразные структуры и увеличивать вязкость жидкостей, что делает его отличным загустителем для широкого спектра продуктов, включая молочные изделия, соусы, десерты и напитки. · стабилизирующие свойства: этот полисахарид помогает сохранять структуру и текстуру продуктов, предотвращая оседание ингредиентов и разделение составных частей. Это особенно важно для кремов, молочных напитков и других продуктов, требующих длительного хранения. · эмульгирующие свойства: каррагинан способен создавать стабильные эмульсии, что позволяет использовать его в качестве эмульгатора для смешивания несмешиваемых жидкостей, таких как вода и масло, в косметических и фармацевтических продуктах. · упругость и эластичность: в пищевой промышленности, особенно в производстве кондитерских изделий, каррагинан добавляется для придания продуктам упругости, эластичности и хорошей текстуры. · термостойкость: каррагинан остается стабильным при высоких температурах, что делает его подходящим для использования в производстве продуктов, проходящих тепловую обработку. · прозрачность: рафинированный каррагинан обеспечивает прозрачность продуктов, что делает его идеальным для использования в производстве прозрачных желе, мармелада и других продуктов, где важен внешний вид. Существует множество каррагинанов, но в пищевой промышленности используют 3 типа: · йота-каррагинан (дает мягкий гель), · каппа-каррагинан (дает твердый, хрупкий), · лямбда-каррагинан (только загущает). Загущающие и гелеобразующие свойства разных типов каррагинанов неодинаковы. Например, каппа-каррагинан образует прочный гель с ионами калия, а йота-каррагинан, взаимодействуя с ионами кальция, дает мягкие эластичные гели. Лямбда-каррагинан в присутствии катионов геля не образует, однако при очень высоких концентрациях солей образует гель. Сведения о свойствах каррагинанов обычно предоставляют их производители. Все каррагинаны растворимы в горячей воде, однако в холодной воде растворимы только натриевые соли каппа- и йота-каррагинанов. В горячем молоке все они растворимы, а в холодном растворим только лямбда-каррагинан, загущающий молоко за счет взаимодействия с белками, причем в присутствии фосфатов этот эффект усиливается. Растворы каррагинанов имеют довольно высокую вязкость, проявляют псевдопластичность и разжижаются при прокачивании или перемешивании. Частицы каррагинана не только имеют высокое сродство к воде, но и обладают структурной «памятью», то есть при абсорбции воды каррагинановые частицы, набухая, почти полностью возвращаются к исходному состоянию, принимая форму и размеры сухих частиц. Данное явление обусловливает ярко выраженную способность каррагинана связывать воду. Как мы уже отмечали, присутствующие в воде соли могут влиять на свойства полисахарида. Горячие растворы каппа- и йота-каррагинанов затвердевают при охлаждении ниже точки (температуры) гелеобразования (30-70 °С в зависимости от присутствия катионов и других ингредиентов), образуя гели различной текстуры. Для эффективного использования каррагинана важно знать ионный состав пищевой системы. Например, каппа-каррагинану для стабилизации соединения зон внутри прочного хрупкого геля необходимы ионы калия, а йота-каррагинану для связи соседних цепей в мягких и эластичных гелях - ионы кальция. В кислой среде (рН < 5,5) вязкость раствора каррагинана и прочность его геля уменьшаются, особенно при рН < 4,5, хотя и при рН 3,5 они еще достаточно высоки. При низких значениях рН протекает автогидролиз, и кислотная форма каррагинана распадается по месту присоединения 3,6-ангидрогалактозы. Скорость автогидролиза при повышенных температурах значительно возрастает, однако при температурах ниже точки гелеобразования в каррагинане остаются связанные с сульфатом ионы калия, что замедляет автогидролиз. Следовательно, для предотвращения гидролиза в кислых продуктах каррагинан следует вносить в последний момент, а также при наличии возможности подкислять продукт непосредственно перед отсадкой или розливом, чтобы минимизировать распад полимера. В кислой среде (рН < 5,5) вязкость раствора каррагинана и прочность его геля уменьшаются, особенно при рН < 4,5, хотя и при рН 3,5 они еще достаточно высоки. При низких значениях рН протекает автогидролиз, и кислотная форма каррагинана распадается по месту присоединения 3,6-ангидрогалактозы. Скорость автогидролиза при повышенных температурах значительно возрастает, однако при температурах ниже точки гелеобразования в каррагинане остаются связанные с сульфатом ионы калия, что замедляет автогидролиз. Следовательно, для предотвращения гидролиза в кислых продуктах каррагинан следует вносить в последний момент, а также при наличии возможности подкислять продукт непосредственно перед отсадкой или розливом, чтобы минимизировать распад полимера. 1.2. Применение каррагинанов В современных пищевых продуктах каррагинан играет важную роль, придавая им необходимую текстуру, структуру и физическую стабильность, повышая качество и выход ветчины, сосисок и продукции из мяса птицы. Для приготовления гелей на водной основе и глазури для тортов и пирожных уже давно используют быстрожелирующийся каррагинан. Каррагинан входит в состав соусов, салатных дрессингов и подливок, загущая их и стабилизируя эмульсию. Обосновано его применение также в производстве питьевого молока и молочных десертов. Благодаря взаимодействию с белками небольшое количество каррагинана стабилизирует какао и улучшает «ощущение во рту». В присутствии каррагинана повышается стабильность взбитых сливок и топпингов. Предотвращая отделение сыворотки и образование кристаллов льда в замороженных молочных продуктах, в том числе мороженом, каррагинан повышает их стабильность. Применяют каррагинан также в качестве гелеобразователя в пудингах и начинках для пирогов. Гели на водной основе для десертов и глазури для тортов и пирожных относятся к традиционным изделиям с каррагинаном. В этих изделиях используется способность каппа-каррагинана к образованию прочного хрупкого геля, структура которого может быть модифицирована йота-каррагинаном, КРД или конжаковой камедью в целях придания эластичности, обеспечения лучшего сцепления и синерезиса. Такие гели можно использовать для производства заливного, мясных консервов, кормов для домашних животных, а также термоообработанных кусочков мяса. В этом случае каррагинан способствует удержанию влаги и повышению сочности продукта, увеличению его выхода, улучшению «ощущения во рту» и позволяет реализовы- вать продукт в виде отдельных ломтиков или кусочков. В десертных гелях на водной основе, глазурях, мясной нарезке, изделиях из мяса птицы, в консервированном мясе, кормах для домашних животных и других прочных пищевых гелях используют смеси каппа-каррагинана и КРД с синергическими свойствами. Гели из таких смесей характеризуются повышенной прочностью, когезивной и эластичной структурой, они устойчивы к синерезису и относительно недороги. Подобные смеси дают высокую вязкость при повышенных температурах, что позволяет лучше сохранять в продукте мясной сок и уменьшает разделение эмульсии и разбрызгивание в процессе розлива или заполнения тары. Наибольшее количество нерастворимых в кислотах веществ в смеси с КРД используется в производстве желированных кормов для домашних животных, а в смеси с гуаровой камедью - в производстве подливок. Синергические смеси каппа-каррагинана и конжаковой камеди применяются в настоящее время реже. В основном это обусловлено тем, что очищенная конжаковая камедь стала доступна не так давно, однако эти смеси уже используются в производстве сурими и десертных гелей на водной основе, а также кормов для домашних животных с хорошими перспективами дальнешего распространения. Обратимые гели на основе разбавленного йота-каррагинана стабилизируют суспензии овощей и приправ в дрессингах для салатов типа винегретов. Каррагинан диспергируют в воде комнатной температуры, получая вязкий раствор, после чего добавляют хлорид натрия, повышающий температуру затвердевания каррагинана. Раствор переводят в обратимый гель с четким пределом текучести, очень эффективно стабилизирующий суспензии. Одним из продуктов, в состав которого входит каррагинан из растущих у берегов Ирландии водорослей C. crispus является молочный пудинг, который приготавливают путем кипячения водорослей в молоке с последующим охлаждением до состояния геля. В настоящее время каррагинаны широко используют во всем мире для получения сухих смесей и готовых к употреблению фланов, сливочных десертов и муссов. В этих продуктах проявляются свойства каррагинана как загустителя и ге- леобразователя, причем можно получать самую разную текстуру - от прочных гелей сливочной карамели до мягких гелей готовых к употреблению десертов, густых кремов, пудингов и сливочных десертов. |
