Студопедия
Новини освіти і науки:
Контакти
 


Тлумачний словник






ЕЛЕКТРОКІНЕТИЧНІ МЕТОДИ ОБРОБКИ МАТЕРІАЛІВ.

План.

Тема 10. Технологія продуктів харчування з використанням підсолоджувачів

1. Характеристика пектина як сполуки, функціональні властивості.

2. Рекомендації щодо вітапектину та фітосорбенту.

3. Технологія використання пектинів у виробництві функціональних продуктів харчування.

 

Література: 1.Технологія продукції громадського харчування з використанням біологічно активних добавок [Монографія. - Київ:КНТЕУ, 2003.-526с.

2. Харчування людини і сучасне довкілля: теорія і практика [Монографія] ]/ Пересічний М.І., Корзун В.Н., Кравченко М.Ф., О.М.Григоренко. - Київ:КНТЕУ, 2003.-322с.

3.Сушанский А. Г., Лифляндский В. Г. Энциклопедия здорового питания. Том 1. Питание для здоровья. — С.-Пб.: Нева, 1999.— 799 с.

 

Нині арсенал природних та синтетичних підсолоджувальних речовин містить понад 2000 сполук, проте їх кількість, що може реально використовуватись у харчуванні, є досить незначною. Головний підсолоджувач у харчуванні людини - цукор. Завдяки своїм органолептичним та фізико-хімічним властивостям він широко використовується у технології виготовлення харчових продуктів. Цукроза, яку містить цукор, у багатьох випадках визначає структуру і смак продукції. На жаль, вона має чимало суттєвих недоліків: досить високу калорійність;не може споживатись особами, хворими на цукровий діабет; частково метаболізується бактеріями, які знаходяться у порожнині рота, зумовлюючи появу зубного нальоту, який спричиняє карієс зубів.

Сучасні вітчизняні та зарубіжні дослідження свідчать, що надлишкове споживання легкозасвоюваних вуглеводів є одним із факторів ризику розвитку цукрового діабету, ожиріння, атеросклерозу та інших захворювань. Для харчування людей, які страждають на такі хвороби, та для профілактики слід впроваджувати підсолоджувальні речовини.

Існує ряд вимог для дозволу використання підсолоджувальних речовин у харчуванні людини. Вони повинні:

- мати солодкий смак без стороннього присмаку;

- низьку енергетичну цінність;

- бути стійкими при нагріванні та при різних рН середовищах;

- легкорозчинними;

- не мати шкідливого впливу на організм;

- брати участь в обміні речовин без участі інсуліну (гормону підшлункової залози, що регулює засвоєння глюкози);

- не підвищувати рівня цукру у крові.

Усі підсолоджувачі можна класифікувати по-різному, але до усіх висуваються єдині вимоги: якість солодкості, відсутність кольору та запаху, приємний смак, безпечність, повне виведення з організму, гарна розчинність у воді, хімічна стійкість.

Підсолоджувальні речовини поділяються:

За походженям на:

- природні:

а) моно- та олігоцукриди;

б)цукрові спирти;

в)солодкі речовини нецукрового типу.

- синтетичні або штучні.

- змішані (комбіновані).

За ступенем солодкості відносно сахарози поділяються на:

- інтенсивні;

- неінтенсивні.

Глюкоза або декстроза, або виноградний цукор належать до групи маноз - моноцукридів. Глюкоза широко розповсюджена у природі: міститься у зелених частинах рослин, виноградному соку, насінні, ягодах та фруктах, меді. Глюкоза входить до складу найважливіших ди- та поліцукридів: цукрози, крохмалю, клітковини та багатьох глікозидів. Отримують глюкозу шляхом гідролізу крохмалю та клітковини. Глюкоза зброджується дріжджами.

На сьогодні не існує достатніх даних з використання гідрогенізованого сиропу глюкози у харчуванні людини через відсутність достатніх адекватних довгострокових досліджень токсичних властивостей та впливу на репродуктивну функцію цієї речовини, тому рівень припустимого добового споживання не встановлений та специфікації не визначені.

Як харчова добавка глюкоза застосовується для підсолоджування безалкогольних та прохолоджувальних напоїв, деяких видів кондитерських виробів, жувальної гумки.

Як підсолоджувальна речовина вона застосовується при виробництві дієтичних продуктів, продуктів дитячого харчування, безалкогольних напоїв, шоколаду, пива. У медицині D-глюкоза використовується при приготуванні розчинів для ін'єкцій, протизапальних мазей, різноманітних лікарських препаратів.

Фруктоза. Із кетоз важливе значення має D-фруктоза, що застосовуються при приготуванні діабетичних продуктів. Вважають, що фруктозу можуть вживати хворі на діабет як частину вуглеводів їжі в кількості 0,5-41,0 г на 1 кг маси людини. Фруктоза або фруктовий цукор у вільному стані міститься в зелених частинах рослин, нектарі, меді. Фруктоза входить до складу цукрози, а також утворює високо-молекулярний поліцукрид інулін. Як і глюкоза, фруктоза зброджується дріжджами. Отримують фруктозу з цукрози, інуліну трансформацією деяких інших маноз методами біотехнології.

Фруктоза є підсолоджувальною речовиною для напоїв та кондитерських виробів; засвоюється швидко, перетворюючись у печінці в глікоген глюкоза та фруктоза є важливими компонентами харчових продуктів та вихідним матеріалом при бродінні.

Серед цукрів D-фруктоза має найбільшу розчинність. Приготовлені з неї сиропи не кристалізуються. Вона дуже гігроскопічна і є ефективним засобом для підтримки необхідної вологості продуктів. Особливістю розчинів фруктози порівняно з розчинами цукрози, є більш низька в'язкість. Важливою властивістю фруктози є здатність посилювати смак і аромат продуктів.

У промисловому масштабі фруктоза застосовується при виробництві консервованих фруктів, безалкогольних напоїв, овочів, йогуртів, соків, порошків для приготування освіжаючих напоїв, пудингових сумішей. Французька фірма "Hoffman - LaRoche" планує використовувати чисту кристалічну фруктозу при виробництві спеціального підсолоджувального препарату. Вартість фруктози висока. Чисту кристалічну фруктозу у значних кількостях виробляють у США.

Застосування фруктози дозволяє одержати продукти більш низької калорійності. Властивості фруктози роблять її перспективною для більш широкого застосування у харчовій промисловості. Вона більш розчинна, ніж сахароза, володіє високою реакційною здатністю, не схильна до інверсії, утворює ароматизовані забарвлені сполуки, у два рази підвищує швидке розкладання спирту в організмі, практично не спричиняє карієс зубів. Властивості фруктози роблять її незамінною при виробництві кондитерських виробів. Застосування її при виробництві безалкогольних напоїв знижує їхню калорійність і не підвищує в'язкості.

Лактоза входить до складу молока усіх ссавців. Ступінь її солодкості порівняно із сахарозою становить усього 0,16. Одержують лактозу з молочної сироватки безпосередньою кристалізацією або після видалення білків методом ультрафільтрації. У табл. 1 наведені дані вмісту лактози в окремих продуктах.

Розчинність лактози у воді невисока - приблизно 20% при температурі 20°С, і з розчинів підвищеної концентрації виділяються кристали гідрату ἀ-лактози.

Таблиця 1 - Склад молочних продуктів

 

Продукт Вміст, %
    Лактоза Білки Жир Зола Волога
Молоко:          
незбиране 4,8 3,5 3,5 0,7 87,4
знежирене 5,1 3,6 0,1 0,7 90,5
згущене 16,3 10,0 0,3 2,3 28,4
сухе знежирене 52,0 35,9 0,8 8,0 здГ
Сироватка:          
згущена 38,5 7,0 2,4 4,0 48,1
суха солодка 73,5 12,9 0,9 8,0 4,5
суха кисла 66,5 13,0 - 10,2 3,2
Сухі речовини сироватки 56,6 39,0 3,3 9,7

 

Підвищити ступінь солодкості розчинів лактози можна шляхом обробки ферментами лактозою і глюкоізомеразою. У такий спосіб можна одержати продукт із концентрацією сухих речовин 10%, що містить 20% фруктози, 25 - глюкози, 45 - галактози і 1% - лактози. Однак недоліком цього продукту є високий вміст у ньому солей.

У харчовій промисловості лактозу можна використовувати як носій синтетичних солодких речовин для поліпшення якості та зовнішнього вигляду продукту (термічна обробка сприяє одержанню коричневого забарвлення), поліпшення смаку молочних напоїв. Однак не усі люди здатні засвоювати лактозу через відсутність ферменту, здатного її розщеплювати.

Гідролізати крохмалю (крохмальні сиропи). Серед гідролітичних процесів оцукрювання поліцукридів важливе місце займає гідроліз крохмалю. Останнім часом в усьому світі все більшого значення набувають продукти, які одержують з крохмалю, зокрема глюкозний і фруктозний сиропи. Спочатку їх одержували тільки з картопляного, а нині і з кукурудзяного крохмалю.

Гідроліз крохмалю являє собою складний хімічний процес, здійснюваний за допомогою кислот, ферментів або і тих і інших. У процесі оцукрювання крохмалю утвориться дисахарид мальтоза, який розщеплюється на дві молекули D-глюкози. Склад гідролізатів крохмалю залежить від ступеня оцукрювання, якщ оцінюється величиною глюкозного еквіваленту DE, що являє собою відсотковий вміст D-глюкози в масі сухої речовини продукту.

Ізомерізацією крохмального гідролізату одержують ізомеризований глюкозо-фруктозний сироп, що позначається часто просто як фруктозний сироп. Ізомеризація може бути проведена хімічним шляхом з використанням кислот і лугів, ферментативним або за допомогою іонообмінних смол. Найбільш ефективним і широко застосовуваним є ферментативний спосіб.

Відомо близько 50 мікроорганізмів, здатних продуціювати ферменти, що ізомеризують глюкозу до фруктози. Особливістю глюкоізомерази є те, що до складу її білкової молекули входять іони С і Mg. Введення цих іонів у розчин сприяє прискоренню процесу ізомеризації.

Дуже перспективним є застосування імобілізованих ферментів у реакторах безперервної дії. Такий спосіб дозволяє застосовувати ферменти у високій концентрації, що сприяє підвищенню швидкості головної реакції і гальмує побічні.

Глюкозний сироп не має побічного смаку і є цінним харчовим підсолоджувальним продуктом (табл. 2).

Таблщя 2 - Вміст цукридів у крохмальних сиропах,%

 

Сахариди Сироп
    Низько-оцукрений Високо-оцукрений Мальтоз- ний Дуже високо оцукрений Фруктозний
Глюкоза 16,2 40,0 9,6 92,3 50,4
Фруктоза - - - - 42,6
Мальтоза 10,6 19,6 40,1 3,6 4,1
Зі ступенем полімеризації; %          
1,4 7,8 15,5 0,8 0,9
6,4 3,7 6,8 0,7 0,2
6,9 2,6 1,8 0,8 0,2
Вищі сахариди 48,5 13,0 26,2 1,8 1,6

 

Глюкозний сироп широко застосовується у кондитерській промисловості при виробництві різноманітних видів карамелі, жувальної гумки тощо. Його використовують при виробництві лікерів, десертних вин, безалкогольних прохолоджувальних напоїв і фруктових консервів.

Глюкозні сиропи мають низку переваг перед цукрозою. Так, у результаті дослідів на тваринах було встановлено, що при застосуванні глюкозних сиропів утворюється менше резервного жиру, ніж при споживанні цукрози.

Фруктозні сиропи. Для виробництва фруктозних сиропів використовується кукурудза, яка порівняно з іншою крохмалевмісною сировиною має ряд переваг. Фруктозні сиропи із вмістом фруктози 42,6% мають такий самий ступінь солодкості, як і цукроза.

Фруктозні сиропи "першого покоління" містили 55% глюкози, 42 -фруктози і 3% суміші інших цукридів. Потім було організоване вирооництво сиропів із більш високим вмістом фруктози - близько 55% (сиропи "другого покоління"). Нині випускають сиропи у порошкоподібному вигляді (сиропи "третього покоління") із вмістом фруктози 90-95%.

Солодовий екстракт і солодовий сироп. Солодовий екстракт - водяна витяжка з ячмінного солоду - містить розчинні у воді речовини, що утворюються під дією ферментів. Він являє собою суміш що складається з різноманітних цукридів, білків, мінеральних речовин і ферментів. Співвідношення окремих компонентів змінюється залежно від умов солодоросту. Звичайно вміст цукрози в ньому становить 4-5% до маси сухих речовин. Крім цукрози, в екстракті міститься фруктоза, глюкоза і мальтоза.

Солодові екстракти сприяють розщепленню крохмалю з одержанням швидкозасвоюваних цукридів. їх застосовують при виробництві кондитерських виробів як живильне середовище для заквашувальних культур, що використовуються при виробництві борошняних виробів і продуктів дитячого харчування.

Кленовий сироп і кленовий цукор одержують із соку клена Acer saccharuni у США, Канаді і Японії. Сироп містить приблизно 98% сахаридів, із яких 80-99% припадають на сахарозу.

Цукрові спирти (поліоли). Продукти відновлення моноцукридів мають назву цукрових спиртів. Кількість цукрових спиртів порівняно з кількістю альдоз і кетоз значно менша, оскільки при відновленні їх ряду утворюються ті самі спирти: наприклад, при відновленні D-глюкози і D-фруктози утвориться D-сорбіт. Однак при відновленні кетоз з'являється новий асиметричний атом, що супроводжується утворенням двох цукрових спиртів. Наприклад, при відновленні D-фруктози утворяться D-сорбіт і D-маніт. Відновлення моносахариди можна здійснювати, використовуючи як каталізатори амальгам натрію, металевий кальцій, рідкісні метали. Гарні результати були отримані при застосуванні алюмонатрієвогр бориду. Лактони альдонових кислот можна відновлювати до відповідних спиртів.

D-маніт був виділений із рослин" Peucedanum calcareum, Delphinium flexiosuni й ін.

D-сорбіт, і D-маніт одержують гідрогенізацією глюкози.

При гідрогенізації цукрози, проведейій при високій температурі на рутенієвому каталізаторі за наявності винної кислоти при температурі 80°С, утвориться суміш D-сорбіту (85-87%) і D-маніту (12-15%). D-сорбіт з виходом 66% був одержаний гідрогенізацією D-фруктози за наявності нікелевого каталізатора, оптично активної винної і глутамінової кислот.

Сорбіт - належить до групи солодких багатоатомних спиртів -поліолів. Солодкість сорбіту становить 0,6 від солодкості цукрози. Дослідження показали більш повільне всмоктування сорбіту порівняно з глюкозою та фруктозою. Сорбіт практично повністю засвоюється організмом. 1 г сорбіту дає 3,4 ккал енергії. Не менше 75 % прийнятої дози сорбіту піддається обмінним перетворенням до вуглекислого газу та води. В організмі сорбіт спочатку окиснюється до фруктози.

Результати досліджень свідчать, що вживання сорбіту сприяє економії в організмі таких вітамінів групи В, як тіамін, піридоксин та біотин. Також показано, що вживання сорбіту сприяє зростанню кишкової мікрофлори, яка синтезує ці вітаміни. Разом із цим, щоденне вживання сорбіту в кількості до 20-40 г збільшує виведення з організму людини тіаміну, рибофлавіну та N1-нікотинаміду.

Виявлені нешкідливість сорбіту при тривалому застосуванні у харчуванні хворих на цукровий діабет. Сорбіт використовується у дієтичних плодоовочевих консервах, кондитерських виробах та безалкогольних напоях.

Об'єднаний комітет з харчових добавок ФАО/ВООЗ не встановив будь-яких обмежень відносно умовно припустимої дози сорбіту як харчової добавки чи харчового продукту.

Ксиліт - солодкий п'ятиатомний спирт, являє собою кристалічну речовину білого кольору. Енергетична цінність ксиліту приблизно дорівнює енергетичній цінності глюкози - 1 г ксиліту дає близько 4 ккал енергії. Він швидко засвоюється і не має впливу на вміст цукру у крові. Проте при вживанні ксиліту можливе короткочасне зростання вмісту цукру в крові, яке швидко набуває нормального рівня. В експериментальних дослідженнях з використанням позначеного вуглецю було встановлено, що ксиліт швидко всмоктується та проникає у тканини. Ксиліт не впливає на обмінні процеси і не є токсичним, а також не має будь-яких інших негативних властивостей. При вживанні ксиліту у великих кількостях (до 50 г на добу та більше) може спостерігатися розлад кишечнику, тому в цих дозах ксиліт може розглядатися і як послаблюючий засіб.

Ксиліт використовується для заміни цукру при виробництві кондитерських виробів для хворих на цукровий діабет та ожиріння. Ксиліт показаний також як жовчогінний засіб та, крім того позитивно впливає на стан зубів та збільшує секрецію шлункового соку. Вміст ксиліту в харчових продуктах не нормується, а його додавання у харчові продукти відбувається відповідно до затвердженої рецептури.

Застосовують ксиліт у дієтичних плодоовочевих консервах, кондитерських, хлібобулочних виробах, безалкогольних газованих напоях.

Ксиліт - значно поширений у рослинному світі. Він може бути і продуктом метаболізму: за добу утворюється в організмі в кількості 5-15 г. Отримують ксиліт гідруванням (за наявності каталізатора) ксилози, що є складовою частиною високомолекулярних ксиланів деревини. Ксилан також міститься в соломі, оболонках вівса, кукурудзи та ін.

Цукрові спирти - безбарвні сполуки, добре розчинні у воді. Деякі з них, наприклад D-сорбіт, гігроскопічні. Одержати їх можна шляхом кристалізіції із спиртів із низькою температурою кипіння. У кислому і лужному середовищах їхня стійкість вище стійкості альдоз і кетоз.

Серед реакцій цукрових спиртів важливе місце займають реакції окиснювання. При селективному окиснюванні D-сорбіту за допомогою Acetobacter suboxydans утвориться L-сорбоза. Ця реакція є складовою частиною одержання вітаміну С із глюкози.

Ступінь солодкості ксиліту, сорбіту і маніту порівняно із цукрозою становить відповідно 0,85-1,2, 0,6 і 0,4.

Із розглянутих вище спиртів найбільш поширений сорбіт, який використовується, зокрема, при виробництві кондитерських виробів.

Цукрові спирти застосовуються при приготуванні продуктів для хворих на цукровий діабет, оскільки для їхнього засвоєння не потрібен інсулін. Енергетична цінність сорбіту і ксиліту приблизно однакова і становить 16,99 кДж/г, маніту - 8,49 кДж/г. Вони повільно і практично цілком засвоюються організмом. Медичні дослідження цукрових спиртів продовжуються. У Фінляндії, де організоване виробництво ксиліту з березової кори, на основі тривалих клінічних досліджень встановлено, що ксиліт позитивно впливає на стан зубів. Перевагою ксиліту є і те, що він не асимілюється більшістю видів мікроорганізмів. Тому продукти із ксилітом нe піддаються мікробіологічному розкладанню. Досліди на тваринах і клінічні дослідження довели, що сорбіт в організмі перетворюється у фруктозу, збільшує виділення жовчі, сприяє виділенню шлункового соку, покращує перистальтику кишкового тракту. Засвоюється він досить повільно, що може призвести до шлункових розладів.

Лактит - це багатоатомний спирт, який одержали гідратуванням природного молочного цукру - лактози при високій температурі та високому тиску водню за допомогою нікелевого каталізатора. Моногідрат лактози - це білий кристалічний порошок. За своїми фізико-хімічними властивостями лактит більш подібний, ніж інші неінтенсивні цукрозамінники до цукрози і не потребує змін у технології при використанні замість цукру для виробництва харчових продуктів, які у цьому випадку мають ту ж масу і структуру, що і на основі цукру (цукрози).

Лактит має чистий солодкий смак і не залишає сторонніх присмаків, чим відрізняється від інтенсивних підсолоджувачів. На його основі можна одержувати харчові продукти:

> зі зниженою калорійністю (калорійність лактиту 2 ккал/г, сахарози - 4 ккал/г);

> які не викликають карієсу зубів (лактит не метаболізується бактеріями, які наявні у ротовій порожнині, завдяки чому не з'являється зубний наліт і не виникає кисле середовище);

> придатні для харчування хворих на цукровий діабет (лактит не впливає на рівень глюкози й інсуліну в крові).

У доповнення до цього лактит не гігроскопічний (порівняно із сорбітом і ксилітом), добре розчиняється у воді. Ефективно знижує точку замерзання, його водні розчини мають значну в'язкість. Завдяки цьому лактит з успіхом замінює цукрозу в рецептурах кондитерських виробів, цукерок, морозива та ін.

Лактит добре доповнює інтенсивні цукрозамінники при приготуванні чаю, кави, прохолоджувальних напоїв. Морозиво, у якому цукор повністю замінили на лактит, має незмінні смакові та фізичні характеристики, помітно знижується калорійність. Страви і вироби з цим підсолоджувачем рекомендовані людям, хворим на діабет, ожиріння, карієс зубів й інші захворювання.

У 60-х роках минулого сторіччя зріс інтерес до підсолоджувальних речовин, що являють собою природні білки. Це було обумовлено тим, що виникла необхідність у підсолоджувальиих речовинах високої солодкості, які не мають енергетичної цінності. Вибір такої підсолоджувальної речовини міг бути зроблений на підставі порівняння природних підсолоджувальиих речовин білкового типу з новими синтетичними речовинами солодкого смаку.

Міракулін одержують із плоду, лікувальні властивості якого відкрив англійський лікар В.Ф. Даніел. Плід має червоний колір і за формою нагадує оливки. Активна речовина міститься в тонкій оболонці плоду. Назва "чудо-плід" пов'язана з його смаковою гамою: від різко кислого смаку лимонного соку до смаку солодкого напою з цитрусовим присмаком. Тривале смакове відчуття вважається недоліком при вживанні різноманітних страв.

Міракулін являє собою глікопротеїд з молекулярною масою 42000±3000. У білковій частині він містить 373 амінокислоти і має ізоелектричну точку при рН9. Втановлено, що міракулін термостійкий при значеннях рН 3-12. Міракулін найефективніший із відомих речовин, що спроможні викликати відчуття солодкого смаку. Запропоновано декілька гіпотез, пояснюючих механізм його впливу. Курихара і Байдлер припустили, що в кислому середовищі відбу­вається зміна форми молекули, що забезпечує можливість сахаридним ділянкам арабінози і ксилози стимулювати центри рецептора, які викликають солодкий смак. Однак встановлено, що зміна білкової частини молекули міракуліну під дією ферменту призводить до зміни його активності. Це свідчить про те, що важливу роль відіграє і білкова частина його молекули. Міракулін блокує кислі центри рецептора, що дозволяє аміногрупі взаємодіяти із центрами рецепторів, які сприймають солодкий смак.

Можливі два способи застосування міракуліну. Відповідно до першого рекомендується застосовувати препарати, які його містять, безпосередньо перед вживанням несолодких харчових продуктів; відповідно до другого рекомендується додавати їх безпосередньо у харчові продукти.

Тауматгти і талін. Останнім часом велика увага приділяється дослідженню природного білка солодкого смаку, який міститься у плодах Thaumatococus danielli. Солодкий білок знаходиться в мембрані насіння. Білки, солодкі на смак, назвали тауматином І і II (Ті і Т2). Вихід білків становить 0,9 г тауматину, за ступенем солодкості еквівалентні 1,5 кг цукрози.

Встановлено, що тауматини мають приблизно однакову молекулярну масу (Т1-21000±600, Т2-20500±600), дуже близький склад амінокислот практично однаковий ступінь солодкості й ізоелектричну точку при рН 12.

Встановлено, що ступінь солодкості тауматинів залежить від їхніх лужних властивостей. Доведено, що ацетилування залишків лізину в молекулі Ті призводить до зниження ступеня солодкості, який зникає зовсім при ацетилуванні чотирьох із десятьох залишків лізину в молекулі білка. Вплив температури на ступінь солодкості тауматинів неоднозначний і залежить від концентрації речовини, наявності кисню, солей і величини рН. Необоротна денатурація білка відбувається при температурі 75°С і рН 5 або при температурі 55°С і рНЗ. Втрата солодкого смаку спостерігається й у тому випадку, якщо частина дисульфідних зв'язків при окиснюванні або відновленні руйнується.

Гліцерезин. Одержують із коренів солодкого дерева Qlycyrrhiza glabra, що росте на півдні Європи і в Середній Азії. Корінь містить 6-14% гліцерезину. У ньому, крім гліцерезинової кислоти, міститься також крохмаль, цукри, білки, аміди, флавони і смоли.

Гліцерезинова кислота - безбарвна кристалічна речовина, що практично нерозчинна у холодній, але розчинна в киплячій воді й етиловому спирті, являє собою глікозид тритерпенгліцеретинової кислоти, яка зв'язана з 0-β-D-глюкуронизил - (1,2)- (3- D-глюкуроновою кислотою.

Гліцерезинова кислота, її амонієві та калієві солі після охолодження гарячих розчинів утворюють гелі, з яких потім кристалізуються при додаванні крижаної оцтової кислоти або етилового спирту. При гідролізі калієвої солі гліцерезинової кислоти розведеної сірчаною кислотою, одержують кристалічний аглікон - нерозчинна у воді та без запаху гліцеретинова кислота, а у розчині - глюкуронова кислота.

Визначено, що глюкуронова кислота зв'язана з гліцеретиновою через групу ОН, як у дицукриді.

Екстрагуванням із коренів солодкого дерева одержують екстракти, що застосовують у кондитерській промисловості та ін. З економічної точки зору найбільше вигідна амонієва сіль гліцерезинової кислоти. Гліцерезин у 50-100 разів солодше від сахарози, але не має яскраво вираженого солодкого смаку. Йому притаманні специфічні присмак і запах, що обмежує його застосування. За наявності цукрози гліцерезин виявляє синергетичний ефект.

Стевіозид. За останні 30-40 років значного поширення набули глікозиди стевії. Стевія - одна з найбільш цінних рослин, речовини якої сприяють зростанню рівня біоенергетичних можливостей організму людини, який дозволяє вести активний образ життя до старості.

З 1986 р. стевію вирощують в Україні. З 1988 по 1992 pp. НДІ гігієни харчування МОЗ України проводив медико-біологічні дослідження впливу на організм продуктів переробки стевії, які включали вивчення загальнотоксичної дії, вплив на імунний статус функцію відтворювання, дослідження мутагенності.

Результати проведених досліджень свідчать про те, що продукція переробки стевії при тривалому її вживанні абсолютно нешкідлива, негативні ефекти не виявлені, спостерігалася сприятлива дія на стан вуглеводного і ліпідного обмінів. Міністерство охорони здоров'я України видало дозвіл на використання стевіозиду як підсолоджувача при виготовленні продуків харчування (кондитерські вироби, плодово-ягідні та овочеві консерви, різні напої, соки, сир, морозиво тощо). Медики стверджують, що стевія корисна при гіпоглікемії та діабеті. У результаті проведених експериментів було відпрацьовано та запатентовано простий, недорогий і ефективний метод зеленого живцювання стевії в необмеженому обсязі, що дозволяє розмножувати цю культуру насіннями і розсадою. Одержання насіння дозволило вести селекційну роботу зі створенням вихідного матеріалу і гетерозісних гібридів. За даними Інституту фізіології рослин ім. К.А. Тимірязева підсолоджувальні компоненти стевії не-токсичні, низькокалорійні, не викликають звикання. Вони можуть успішно застосовуватись як підсолоджувач для людей, які страждають на цукровий діабет та порушення вуглеводного обміну.

Листя стевії у 30 разів солодші за цукор, що визначається наявністю у них солодких дитерпенових глікозидів, які являють собою органічні речовини невуглеводної природи. Еквівалент солодкості суми дитерпенових глікозидів, що містяться у листі стевії та отримали загальну назву "стевіозид", у середньому становить 300 одиниць.

Основні переваги дитерпенових глікозидів - солодкі на смак без стороннього присмаку; практично нульова енергетична цінність; стійкість до нагрівання та довгого зберігання, дії кислот та лугів, незасвоюваність мікроорганізмів, гарна розчинність у воді, невелике дозування, безпечність при довгому вживанні, включення у процес обміну речовин без участі інсуліну, оскільки вони не змінюють, а нормалізують рівень глюкози у крові. Глікозиди у поєднанні з іншими компонентами, що містяться у стевії, попереджують розвиток хворо­ботворних бактерій і вірусів, а також мають протизапальну дію.

Солодкість дитерпенових глікозидів сприяє нормалізації конценетрації глюкози у крові та відновленню порушеного процесу обміну речовин, що полегшує протікання цукрового діабету. Стевіозиду в листі стевії міститься 10-12%, причому в рослинах, вирощених у Середній Азії, він сягає 18%, у Криму, Україні, Молдавії, Грузії - до 5-7%. За хімичною природою харчовий стевіозид являє собою сумарний препарат, що складається з восьми дитерпенових глікозидів солодкого смаку. Дитерпенові глікозиди у харчовому сте-віозиді становлять не менше 70%. Інші 30% становлять флавоноїди, водорозчинні хлорофіли та ксантофіли, оксикоричні кислоти, нейтральні водорозчинні олігосахариди, вілвігі цукри та інші сполуки. У стевії, крім солодких глікозидів наявні сапоніни - глікозиди, які завдяки гідролізу розкладаються на вуглеводи і невуглеводні компоненти - аглікони, які визначають їхню цілющу дію. Рослинні глікозиди утворюють з водою щільну піну, яка емульгує жир у воді та має гомеопатичну дію. Завдяки легкій подразливій дії на слизову оболонку шлунка відбувається рефлекторне посилення секреції усіх залоз, що сприятливо впливає на бронхи. Вони можуть діяти як протизапальний засіб проти шкіряних і ревматичних захворювань; сприяють всмоктуванню в організм інших речовин, що містяться у стевії.

Екстракт стевії отримано за унікальною технологією, яка запатентована в Україні, без застосування хімічних домішок та консервантів. Він пройшов клінічні випробування, рекомендований Міністерством охорони здоров'я України для застосування в раціональному лікувально-профілактичному харчуванні. Продукт натуральний, не має енергетичної цінності, не має протипоказань, 1 г екстракту замінює 60 г цукру. Солодкий смак та лікувальний ефект визначають дитерпенові глікозиди-стевіозиди, які солодші за цукор у 300-400 разів. Стевіозиди - це фітостероїди.

Стевіозиди є будівним матеріалом для ендокринної системи людини, гормонізують та відновлюють всі види обміну, регулюють роботу нейроендокриної системи, відновлюють імунітет, позитивно впливають на окисно-відновлювальні процесі у клітинах, допомагають організму позбутися шлаків.

Стевіозид являє собою білий кристалічний гігроскопічний порошок з температурою плавлення 196-198°С, легкорозчинний у воді та нестійкий до нагрівання. При ферментативному гідролізі з одного моля стевіозиду утворюється три моля D-глюкози та один моль аглікона, який не має солодкого смаку і отримав назву стевіол. При кислотному гідролізі стевіозиду, крім D-глюкози виділяється також ізомер аглакону - ізостевіол, що має мутагенні властивості. Тому технологія отримання екстрактів і порошків з листя стевії, а також кристалічних стевіозидів повинна бути м'якою, забезпечувати безпеку продуктів. Крім того, ці технології повинні бути високоефективними і рентабельними в економічному аспекті, оскільки, як показує практика, врожайність стевії за сухою масою листя не перевищує 2 т/га - при середньому вмісті стевіозиду 6%. Для забезпечення м'яких технологічних режимів при переробці листя стевії використовуються процеси гідроакустичної екстракції стевіозиду активованою водою, мембранні (ультрафільтрація, діафільтрація, зворотний осмос) та іонообмінні способи його очищення та концентрування, а також низькотемпературна сушка. Особливістю цих процесів є те, що всі вони відбуваються за температурою навколишнього середовища без фазових перетворень і максимально зберігають нативність хімічної структури стевіозиду.

Виробництво природного підсолоджувача із стевії (натуральний порошок з листя, сухий екстракт, кристалічний стевіозид) включає такі основні етапи: обробка листя і стебла стевії в екстракторі, виділення водного екстракту стевіозиду шляхом сепарації, послідовне очищення шляхом ультра- та діафільтрації, зворотноосмотичне концентрування, остаточне очищення концентрованого екстракту на іонообмінних колонках, сушка концентрату. Отримані продукти переробки стевії (рідкий та сухий екстракти, пасти, рідкий і сухий концентрат стевіозиду) доцільно використовувати як підсолоджувані та дієтичні добавки при виробництві різноманітних продуктів харчування.

Побічний продукт виробництва порошкового стевіозиду - пігментно-вуглеводна паста (забарвлені харчові волокна), яка містить практично весь початковий комплекс вітамінів, мінеральних і білкових речовин, що обумовлює високу харчову цінність цього продукту. Для контролю якості препаратів стевіозиду використовується метод високоефективної рідинної хроматографії на колонці з С18. Аналіз показує, що продукт складається із 27% стевіозиду і 73% ребаудіозиду. Спричиняє відчуття приємного солодкого смаку і добре розчинний у воді. Отримані за запропонованою схемою продукти переробки стевії (рідкі та сухі екстракти, пасти, рідкий і сухий концентрат стевіозиду) доцільно використовувати як підсолоджувачі та біологічно активні добавки при виробництві різноманітних продуктів харчування. При ферментативному гідролізі стевіозиду утворюються 3 моля D-глюкози і 1 моль аглікону, що не має смаку і отримав назву "стевіол". При кислотному гідролізі, крім D-глюкози, утворюється також дещо відмінний від розглянутого аглікон ізостевіол.

У структурі аглікону до гідроксильної групи при атомі С із стевіолу в стевіозиді приєднаний відновлювальний дицукрид софороза (2-0-β-D-глюкопіранозил - β-D-глюкопіраноза). З карбоксильною групою, що знаходиться на С4, ефірним зв'язком зв'язаний моноцукрид p-D- глюкопіраноза.

Були синтезовані і деякі аналоги стевіозиду, наприклад R1=: (CH2)3S03Na, R2=β=D-софорозил, які мають солодкий смак. Сполуки, у яких R'= (СН2)3 S03Na і R2=H, мають гіркий смак.

З листя S. rebaudiana, крім відомих глікозидів стевіозиду і стевіолбіозиду були виділені ще два глікозиди: ребаудіозиди А и В. Ребаудіозид В являє собою 13-0-[β-D—глюкопіранозил-(1-2)-β-D-глюкопіранозил(1-3)]-β-D-глюкопіранозилсте-вілу; ребаудіозид А є його β - D - глюкопіранозиловий ефір.

Структура стевіолу подібна стероїдним гормонам. Він має слабку антиандрогенну активність. Стевіол нетоксичний.

Стевіозид приблизно у 300 разів солодший за сахарозу. Невелика його кількість викликає відчуття приємного солодкого смаку, велика -відчуття спочатку солодкого, потім гіркого смаку.

Технологія використання підсолоджувальних речовин у виробництві функціональних продуктів харчування. За розробленою технологією екстракт "Стевіясан" отримували з трави сухої дволисника солодкого - "стевії" (Stevia rebaudiana Bertoni). Листя і стебла рослини подрібнювали в екстракторі роторно-кавітаційного типу до отримання гомогенізованої однорідної маси.

Екстракт стевіозиду відділяли шляхом сепарації і проводили послідовне очищення за допомогою ультрафільтрації через полісульфонамідні мембрани ІПМ фірми "Владіпор".

На наступному етапі масу концентрували зворотно-осмотично,
з використанням поліамідної композитної мембрани ОФМ-До, із
отриманням продукту із вмістом стевіозиду 55-60%. Для останнього
очищення концентрату екстракту його пропускали крізь іонообмінні
колонки із катіонообмінними матеріалами, для цього використову­
вали амберлітову смолу IRC-450.

Висушування концентрату проводили на агрегаті з фонтануючим прошарком і розпилюючою форсункою при температурі носія 70-75°С до залишкової вологості екстракту 3-4% і вмістом стевіозиду до 96%.

За хімічною природою екстракт "Стевіясан" є сумарним препаратом, що містить дитерпенові глікозиди солодкого смаку і являє собою сироп або білий кристалічний гігроскопічний порошок з температурою плавління 198°С, розчинністю у воді (800 г/л), енергетичною цінністю - 29 ккал /100 г.

У екстракті-сиропі 70%) (на СР) дитерпенових глікозидів, 15% флавоноїдів, 5%полісахаридів, енергетична цінність - 18,5 ккал /100 г.

У дослідженнях використаний екстракт "Стевіясан" сухий, у вигляді сиропу - рідкий. Медико-біологічними дослідженнями встановлені нормовані мікробіологічні показники екстракту.

Визначені допустимі рівні токсичних елементів у екстракті та його хімічний склад і фізико-хімічні характеристики. Для оцінки еквівалентної солодкості екстракту використаний цукровий розчин, що відповідав пороговій солодкості - 0,4 г/л. Через інтенсивний солодкий післясмак розчинів екстракту, в концентраціях, що відповідають 40-100 г цукру на 1 л, що було важко компенсувати, вибрана найменш можлива концентрація підсолоджувача. У дослід­женнях використаний маточний розчин екстракту з концентрацією 0,133г/л і 5 розчинів з діапазоном передбачуваної еквівалентної солодкості (табл.3).

Таблиця 3. - Показники солодкості екстракту "Стевіясан"

 

Номер розчину Маточний розчин, мл . Суха речовина, г/л Солодкість, відповідно SES
149,8 0,020
170,8 0,022
199,2 0,025
238,7 0,030
295,6 0,040

Реальне значення еквівалентної солодкості сухого екстракту визначене у межах 280-300 од., рідкого екстракту - 55-65 од.

Для розробки раціональних технологій продуктів оздоровчого харчування, зокрема борошняних кондитерських виробів, виникла необхідність у проведенні комплексних досліджень щодо впливу екстракту "Стевіясан" на реологічні характеристики тістових моделей.

Таблиця 4. - Реологічні характеристики тістових моделей

 

Тістові моделі Модуль зсуву,G (Па·10-2) Динамічна в'язкість (Па·С·10-4) Піддатливість, (см2/дин·10-2) Період релаксації, за Максвелом (с·102) Пластичність, Р (%)
52,15 2,90 1,95 5,52- 18,15
50,36 2,80 2,00 5,51: 18,18
47,22 2,60 2,15 5,48 18,25
41,11 2,10 2,45 5,10 19,60
47,85- 2,35 2,10 4,80 20,80
46,05 2,15 2,20 4,65 21,50
42,30 1,90 2,35 4,50 22,15

Примітка. Тістова модель № 1 - контроль; тістові моделі № 2-4 із сухим екс­трактом; № 5-7 з рідким екстрактом; реологічні характеристики реєструвалися у режимі зсуву під час посту.

 

Екстракт "Стевіясан", у концентрації від 0,1 до 0,7% знижує пружно-еластичні властивості на 3,5-21,5 (сухий) і на 8,5-19% (рідкий) та динамічну в'язкість на 3,8-27,5% (сухий) і 20,0-34,0% (рідкий), відповідно. Разом з тим, необхідно відмітити збільшення піддатливості зразків з екстрактом сухим на 3,6-26,6% і пластичності на 0,22-0,84% відповідно. Для зразків з екстрактом рідким піддатливість збільшується на 8,8-23,4%, пластичність - на 14,5-21,8% відповідно. Збільшення концентрації екстракту знижує граничну напругу зсуву на 0,46-0,29 Па-10-2 (моделі №2-4) та на 0,5-0,37 Па·102 (моделі №5-7) (табл.4). Отримані характеристики свідчать, що екстракт є пластифікатором структури тіста.

Аналіз альвеограм дозволив отримати механічні характеристики, які підтверджують дані, що екстракт "Стевіясан" є пластифікатором структури тістових мас завдяки наявності дитерпенових глікозидів. Він знижує пружність тіста та підвищує пластичність. Пружність тіста (моделі 2-4) знижується на 7,3-19,2% відповідно, що позитивно впливає на заміс тіста. Витрати енергії на деформацію зразків знижуються на 5,5-11%. Структура борошняних кондитерських виробів залежить від .длейковинного комплексу і стану вологи у тісті (табл. 5). При збільшенні концентрації екстракту відносний вміст зв'язаної вологи збільшується на 1,39% (у Моделі 2-4) та на 0,9% (моделі 5-7).

 

Таблиця 5.- Вміст вологи у тістових моделях

Показники містові моделі
   
Загальний і вміст вологи, % 40,6 40,5 40,0 39,4 40,2 39,8 39,3
вільна волога, % 13,2 13,1 12,7 12,0 12,8 12,7 12,6
зв'язана волога, % 86,1 86,4 86,9 87,3 87,0 87,1 87,3

Примітка. Тістова модель № 1 - контроль; тістові моделі № 2-4 із сухим екстрактом; № 5-7 з рідким екстрактом.

Технологічні властивості тістових мас залежать і від взаємодії дисперсійного середовища з біополімерами борошна за наявності води, тому вважали за доцільне дослідити вплив екстракту на клейковину борошна.Борошняне тісто є колоїдною, дисперсною системою, його властивості визначають високо- та низькомолекулярні сполуки, насамперед білки клейковини, які утворюють у структурі тіста просторову пружно-еластичну сітку і крохмаль, що є наповнювачем і пластифікатором структури. При наявності води білкові речовини борошна здатні інтенсивно набрякати. При цьому нерозчинні у воді білкові фракції - гліадинова та глютенінова утворюють пружну, пластичну структуру. Цукор виявляє дегідратуючу дію і таким чином, знижує набрякання білків і крохмалю борошна. Він сприяє збільшенню тиску в інтерміцилярній рідині, що призводить до її віддтоку від полімеру до цукру.

Визначені якісні та кількісні показники клейковини тістових моделей з екстрактом "Стевіясан" (табл. 6). Кількість сирої клейковини у моделях з екстрактом "Стевіясан" нижча, ніж у контролі, знижується і її гідратаційна здатність з підвищенням концентрації екстракту завдяки комплексу дитерпенових глікозидів, які зменшують гідратацію протеїнових гелів борошна і сприяють зниженню пружності тіста. Структурно-механічні характеристики тістових моделей з екстрактом залежать від концентрації шдсолоджувача: із його збільшенням зменшуються пружні та підвищуються пластичні властивості тістових мас. Використання екстракту "Стевіясан" гальмує набрякання клейковини і підвищує пластичність тістових мас, тому його доцільно використовувати при виготовленні таких видів тіста, де це є важливою технологічною умовою отримання якісної продукції (пісочні та бісквітні вироби).

Таблиця 6. -Якісний і кількісний склад клейковинного гелю тістових моделей з екстрактом "Стевіясан"

 

Показники       Тістові моделі      
   
Кількість сирої клейковини, % 28,0 26,7 26,5 26,3 27,8 27,4 27,2 26,5
Розтяжність, % 25,0 20,0 19,20 18,5 24,0 22,0 20,0 19,0
Стискуваність, од. приладу ІДК-1 102,5 102,0 101,5 100,0 101,7 101,5 101,2 99,0
Гідратаційна здатність, % 177,0 171,5 169,0 163,5 175,0 170,0 168,0 153,0
Гранична напруга зсуву, кПа 5,5 4,5 3,4 3,0 5,2 4,3 3,80 2,3

 

Значна частина кондитерських оздоблювальних і борошняних напівфабрикатів та солодких страв являє собою піноподібну структуру, тому технологічний процес їхнього виробництва ґрунтується на утворенні пін. З метою вивчення можливості використання у їхніх рецептурах екстракту досліджено його вплив на утворення піни з вершків (табл. 7).

Таблиця 7. - Фізико-хімічні показники харчових пін з екстрактом "Стевіясан"

 

Зразки Фізико-хімічні показники
    Піноутворююча здатність, % Стійкість піни, %
Контроль 132,0±2 128,0±3
Дослід № 1 131,5±4 125,0±2
Дослід № 2 132,0±3 124,0±2

Примітка. Контрольний зразок - вершки з цукром; дослід № 1 - вершки з 50% цукру і екстрактом "Стевіясан"; дослід № 2 - вершки з екстрактом "Стевіясан".

Додавання екстракту "Стевіясан" до концентрації, що необхідна для відчуття солодкості на рівні контрольного .зразка, не впливає на піноутворювальну здатність системи. Піноутворюювальна здатність контрольного і дослідних зразків подібна, проте,' стійкість піни вища у контролі, оскільки цукор сприяє підвищенню стійкості пінної структури.

З метою визначення впливу екстракту на динаміку розвитку мікроорганізмів (МАФАМ) проведені мікробіологічні дослідження. Результати отриманих експериментальних даних свідчать, що живильне середовище з вмістом екстракту "Стевіясан" пригнічує зростання Staphylococcus Aureus, загальна кількість МАФАМ у зразках молочних розчинів з екстрактом достовірно нижча порівняно з молоком, екстракт уповільнює процеси метаболізму, розвиток і збільшення кількості мікроорганізмів, що дозволяє прогнозувати його позитивний вплив на мікробіологічну безпеку продуктів з його використанням.

Визначена еквівалентна солодкість екстракту "Стевіясан" відносно цукру, яка становила для сухого екстракту 280-300 од., для рідкого - 55-65 од.

 

1. Основи електронно-іонної технології.

1.1.Характеристика електронно-іонних процесів.

При впливі електричного поля високої напруженості на речовину, яка знаходиться у твердому, рідкому чи газоподібному стані, виникають процеси, при яких поряд зі зміною фізичних і хімічних властивостей матеріалу відбувається зміна розподілу утворюючих його частинок у просторі. Це застосування електричних полів високої напруженості в технологічних процесах одержало загальну назву електронно-іонної технології (ЕІТ).

Електронно-іонна технологія містить у собі три характерних процеси: електризацію матеріалу в момент диспергування чи вже знаходиться в дисперсному стані; організацію різних форм руху частинок в електричному полі; формування готового продукту чи виробу.

Отримали застосування наступні види ЕІТ:

Электрогазоочищення виділення з газового (повітряного) потоку твердих або рідких частинок, що містяться в ньому;

Электросепарація розділення багатокомпонентних систем на компоненти, шляхом використання електрофізичних і фізико-хімічних властивостей частинок компонентів;

электропокраскананесення твердих або рідких покриттів на вироби;

электродрукформування зображення, отримання багаторазових копій, виконання матриць для розмноження;


Читайте також:

  1. L2.T4/1.1. Засоби періодичного транспортування штучних матеріалів.
  2. L2.T4/1.2. Засоби безперервного транспортування матеріалів. Транспортери.
  3. L2.T4/1.3. Засоби дозування сипучих матеріалів.
  4. Автоматизація водорозподілу на відкритих зрошувальних системах. Методи керування водорозподілом. Вимірювання рівня води. Вимірювання витрати.
  5. Агрегативна стійкість, коагуляція суспензій. Методи отримання.
  6. Адаптовані й специфічні методи дослідження у журналістикознавстві
  7. Адміністративні (прямі) методи регулювання.
  8. Адміністративні методи - це сукупність прийомів, впливів, заснованих на використанні об'єктивних організаційних відносин між людьми та загальноорганізаційних принципів управління.
  9. Адміністративні методи управління
  10. Адміністративні, економічні й інституційні методи.
  11. Адміністративно-правові (організаційно-адміністративні) методи мотивації
  12. Адміністративно-правові методи забезпечення економічного механізму управління охороною довкілля




<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Комп'ютерні моніторингові системи | Заряд частинки в електричному полі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.013 сек.