Речовини полісахаридної природи, які змінюють структуру і фізико-хімічні властивості харчових продуктів

До них належать добавки різних функціональних класів – згущувачі, гелеутворювачі, стабілізатори фізичного стану харчових продуктів: ПАР (емульгатори і піноутворювачі).

Стабілізаційні системи включають декілька компонентів: емульгатор, стабілізатор, згущувач. Якісний склад цих систем, співвідношення компонентів можуть бути різними залежно від характеру, консистенції, технології одержання харчового продукту, а також умов зберігання та способу реалізації даного продукту. Застосування в харчовій промисловості таких добавок дозволяє створити асортимент продуктів емульсійної і гелевої природи (маргарини, майонези, соуси, пастила, зефір, суфле, мармелад), і структурованих продуктів. Стабілізаційні системи використовуються при виробництві супів (сухі, консервовані, заморожені), соусів (майонези, томатні соуси), бульйонних і консервованих продуктів.

Згущувачі – речовини, які використовують для підвищення в’язкості продукту.

Гелеутворювачі – сполуки, які надають харчовому продукту властивості гелю. Згущувачі та гелеутворювачі, що введені в рідку харчову систему в процесі виготовлення харчового продукту, зв’язують воду, харчова колоїдна система втрачає рухомість, змінюється консистенція харчового продукту – підвищується в’язкість або утворюється гель. За хімічною будовою добавки цієї групи є полімерними сполуками, в макромолекулах яких рівномірно розподілені гідрофільні групи, які взаємодіють з водою, тому вони, як правило, розчинні в воді. Також вони можуть брати участь в реакціях обміну з іонами водню і металів (кальцій), а крім того, з органічними молекулами меншої молекулярної маси.

Розчинність підвищується:

• у присутності іонізованих груп ‑ сульфатних і карбоксильних, (зростає гідрофільність) ‑ карагінани, альгінати;

• при наявності в молекулах полісахаридів бічних розгалужень, що покращує гідратацію (ксантани);

• при механічній дії (перемішування);

• при нагріванні.

Розчинність знижується при наявності:

• нерозгалужених зон і ділянок без іонізованих груп (камедь ріжкового дерева);

• іонів кальцію або інших полівалентних іонів, що спричиняють повздовжнє зшивання полісахаридних ланцюгів (пектини).

Додатково ці добавки можуть виконувати функцію стабілізатора так як збільшення в’язкості дисперсної харчової системи при введенні в неї згущувача або перетворення такої системи на слабкий гель при низьких концентраціях гелеутворювача запобігає розшаруванню її на вихідні компоненти (випадіння в осад твердих часточок диспергованих в рідкому дисперсійному середовищі).

Класифікація харчових добавок полісахаридної природи залежно від структури

Класифікаційна ознака	Характеристика	Основні представники
Будова полімерного ланцюга	Лінійна	Альгінати, карагінани, модифіковані целюлози, фурцелеран, пектини.
	Розгалужена	Галактоманани (гуарова камедь і камедь ріжкового дерева), ксантани.
Природа мономерних залишків	Гомоглікани	Модифіковані целюлози і крохмалі
	Гетероглікани	Альгінати, карагінани, галактоманани, пектини, ксантани.
Заряд	Нейтральний	Похідні целюлози, амілопектини, галактоманани.
	Аніонний (кислотний)	Альгінати, карагінани, пектини, ксантани, камедь.

Модифіковані крохмалі (Е1400-Е1451) є продуктами фракціонування, деструкції різних модифікацій нативних рослинних крохмалів. Представляють собою переважно суміш двох фракцій полімерів глюкози лі будови – амілози і амілопектину.

Основна технологічна властивість нативного крохмалю – здатність розчинятися при нагріванні у воді з утворенням в’язких колоїдних розчинів (клейстерів). Однак властивості таких клейстерів часто не відповідають необхідним вимогам; зокрема, нативні кукурудзяні крохмалі утворюють слабкі, гумоподібні клейстери і небажані гелі в процесі термічної обробки. Також типовою властивістю для клейстерів, утворених нативними крохмалями, є синерезис.

Різні способи обробки нативних крохмалів дозволяють суттєво змінити їх будову, розчинність у воді та інші властивості: стійкість до нагрівання і дії кислот.

Основні види модифікованих крохмалів

Тип модифікації	Основні групи (підгрупи)	Використання
Набухання	Набухаючий крохмаль Розчинні в холодній воді (інстант-крохмаль). Одержані: вальцовим висушування; екструзією.	Набухають в холодній воді без додаткового нагрівання. Використовують в технології різних десертів, желейного мармеладу, здобного тіста, що містить ягоди, які у відсутності стабілізатора осідають на дно до початку випікання.
Деполімеризація	Розщеплені крохмалі: декстрини; крохмалі, гідролізовані кислотами; крохмалі, гідролізовані ферментами; окислені крохмалі.	Декстрини одержують сухим нагрівом нативних крохмалів у присутності кислот. Гідролізовані крохмалі одержують обробкою крохмальних суспензій розчинами кислот або ферментів амілаз. Використовують в кондитерських виробах: пастила і желе, жувальній гумці. Окислені крохмалі утворюються при дії Н2О2, КМnО4, НСIO4, KIO4. Розбавлені розчини ‑ прозорі. Використовують для стабілізації морозива, при виробництві мармеладу, лукуму, у хлібопеченні.
Стабілізація	Стабілізовані крохмалі (продукти хімічної модифікації) зі складним ефірним зв’язком: ацетильовані; фосфатні; оксиалкільні.	Підвищена прозорість і стабільність клейстеру при низьких температурах (для ацетильованих крохмалів). Полегшення теплової обробки, Стійкість до заморожування-розморожування (фосфатні). Емульгуюча і стабілізуюча здатності, полегшена теплова обробка.
Повздовжнє зшивання полімерних ланцюгів	Зшиті крохмалі: хлороксидом фосфору; епіхлоргідрином; адипіновою кислотою.	Мають знижену швидкість набухання і клейстеризації. Клейстери є більш в’язкими, стійкі до високих температур, тривалого нагрівання, до низьких значень рН, механічному навантаженню. Використовують дихкрохмальні ефіри фосфорної та адипінової кислот, дикрохмаль гліцерини. Використовують при одержанні екструдивних продуктів, консервуванні методом стерилізації, випіканні, виробництві консервованих супів.

Целюлоза та її похідні (Е460 у двох модифікаціях).

• Е460i – мікрокристалічна целюлоза (частково гідролізована кислотою за аморфними ділянками, потім подрібнена; має укорочені молекули), використовується як наповнювач і реологічний компонент низькокалорійних харчових продуктів;

• Е460ii – порошкоподібна целюлоза, виділена з рослинної сировини (деревини, хлопка) звільнена від попутних речовин (геміцелюлоз і лігніну), потім подрібнена. Використовується для виготовлення харчових згущувачів.

Основні технологічні функції целюлози – емульгатор і текстуратор, добавка, що запобігає злежуванню і грудкуванню.