Бизнес-план (краткое изложение) Москва октябрь 2004
Скачать 0.72 Mb.
|
- Навигация по данной странице:
- Желирование. О
- Комплексообразование. К
- Стандартизация пектинов. К
- Физические свойства пектина.
- Требования, предъявляемые к качеству (чистоте) пектина. В
Существует несколько способов разнесения пектиновых частиц при внесении их в воду, однако самый удобный для применения в домашних условиях – это предварительно перемешать пектин с пятью частями сахарной пудры. В этом случае вся смесь растворяется в воде так же легко и быстро, как сама сахарная пудра. Этим способом можно растворить пектин до 4%-й концентрации даже в холодной воде, однако желание получить раствор большей концентрации лучше реализовывать в горячей воде с последующим легким кипячением в течение одной минуты. Иные способы растворения пектина, выполненные на хороших промышленных или лабораторных установках, позволяют достичь концентрации пектина в растворе до 12%. Необходимо отметить, что пектин исключительно плохо растворяется, а порой и вовсе не растворяется в среде, где существуют условия для желирования. Высокометоксилированные пектины рекомендуется растворять в среде, имеющей не более 20% сухих растворимых веществ. Пектины очень плохо растворяются, если в среде содержится много сахара. Поэтому рекомендуется сначала растворить пек-тин, а потом добавлять сахар, согласно рецепту. 
Хорошими растворителями пектиновых веществ являются, помимо воды, жидкий аммиак и 84%-ая фосфорная кислота. В глицерине пектиновые вещества лишь набухают, а в остальных органических и неорганических растворителях они практически нерастворимы. Нерастворимые пектины, сшитый пектин и протопектин имеют ограниченную набухаемость в воде. Пектаты щелочных металлов, аммония и органических оснований (пиридина, никотина, морфина) хорошо растворимы в воде. Соли поливалентных и тяжелых металлов – нерастворимы. Растворимость в значительной мере определяется степенью этерификации, т.е. величиной метоксильной составляющей. При повышении степени этерификации и уменьшении величины молекулы (уменьшении молекулярной массы) пектина его растворимость в воде увеличивается. Высокометoксилированные пектины более растворимы, чем пектины низкометоксилированные. Полностью лишенные метоксильных групп пектиновые кислоты не растворяются в воде даже при небольшой их молекулярной массе. Пектин при взаимодействии с водой набухает и полярные группы его молекул гидратируются. При этом связывается около 10 молекул воды на каждое звено цепи (три молекулы на одну гидроксильную и четыре молекулы на одну карбоксильную). В водных растворах молекула пектина имеет форму спирали. Растворимость пектиновых веществ в значительной мере определяет их способность к экстрагированию из растительного сырья. Молекулярная масса пектина, метоксильная составляющая, а также наличие других функциональных групп в значительной степени определяют характер связи пектина с другими компонентами клеточной стенки и, как следствие, легкость или трудность извлечения пектина из сырья. При длительном хранении пектина всегда следует принимать во внимание тот факт, что при 50% относительной влажности атмосферного воздуха пектин сорбирует до 9% влаги, а при 70% влажности воздуха – до 12% влаги. Поэтому пектины следует хранить во влагонепроницаемой упаковке, что позволяет сохранять его годами (особенно это справедливо для прохладных и холодных хранилищ).
Одним из двух наиболее важных свойств пектинов является их желирующая способ-ность, которая обусловлена особым хими-ческим строением молекулы пектинов, а так-же наличием сухих растворимых веществ и рН или кальцием. 
Именно желеобразующая способность пектина стала определяющим фактором его широкого применения в кондитерской промышленности. Желирование – это процесс, при котором горячий пектиносодержащий раствор, включающий определенные соединения, при охлаждении образует плотное тело, имеющее собственную форму. Длинные спиралеобразные молекулы пектина в массе желе образуют равномерно распределенную трехмерную сеть, связывая при этом большое количество жидкости. Желирущая способность пектиновых веществ пропорциональна их молекулярной массе (другими словами, длине цепи пектиновой молекулы), достигающей 200000 при линейных размерах около 1600 ангстрем. Для протекания процесса желирования молекулярная масса пектина должна быть не менее 20000. Высокоэтерифицированный (ВЭ) пектин (степень этерификации выше 50%) желирует в кислой среде (рН = 1-3,5) при наличии в растворе сухих растворимых веществ (сахара) не менее 55%, обычно 55-85%. Максимальную желирующую способность такой пектин имеет в присутствии 60-65% сахара. Вообще, количество пектина, необходимого для желирования, обратнопропорционально концентрации сахара, присутствие которого снижает активность воды и увеличивает число и размеры зон сцепления молекул пектина, образующих прочный трехмерный каркас желе. Текстура образуемого геля и скорость желирования тесно связаны c показателем степени этерификации (СЭ). В одинаковых условиях ВЭ пектины с более высокой СЭ желируют при более высоких температурах и быстрее, чем пектины с меньшей СЭ. Кроме того, они образуют гели с так называемой хрупкой текстурой, обладающей минимальными вязкостными свойствами. При снижении СЭ ВЭ пектинов для хорошего желирования требуется добавление кислоты, снижающей электростатическое отталкивание свободных карбоксильных групп пектина. Если содержание сахара остается постоянным, то гели с более низким спектром рН будут более плотными и более хрупкими. Максимальная желирующая способность при минимальной скорости желирования наблюдается при СЭ в пределах 60%. Наилучшей считается СЭ = 60-65%. 
При СЭ ниже 50% уменьшается крепость желе с 65%-ным содержанием сахара, а при СЭ ниже 30% желирующая способность при этих условиях исчезает вовсе. Однако это не означает, что низкоэтерифицированные (НЭ) пектины не желируют. Просто этим пектинам для образования геля необходимо наличие в растворе дивалентных ионов металла [для пищевых систем – это обычно кальций (Са++)] и для них (НЭ пектинов) не имеет определяющего значения ни наличие растворимых сухих веществ, ни величина рН. НЭ пектины способны образовывать гели в широком диапазоне рН (от 1 до 7 и выше) и наличии растворимых сухих веществ от 1,5% до 80%. Единственно необходимым условием является наличие кальция. В данном случае действует формула: Нет кальция – нет геля. Добавленные ионы кальция влияют на температуру желирования и текстуру геля. С увеличением концентрации ионов кальция текстура становится более плотной и более хрупкой. Правильное согласование содержания пектина и кальция обеспечивает условия для создания оптимальной текстуры. Передозировка кальция вызывает образование хрупкого геля с сильной склонностью к синерезису и, в конечном итоге, к выпадению соли - пектината кальция. Способность НЭ пектинов желировать при низком содержании сухих веществ (сахара) и высоких значениях рН используют в производстве молочных и диети-ческих продуктов, например, для страдающих сахарным диабетом. 
Следует обратить внимание на то, что пектины со СЭ в пределах 50% образуют гели равно в обоих условиях, свойственных как для ВЭ, так и НЭ пектинов. Основным и определяющим параметром, регулирующим желирующие свойства пектинов, является высокогомогенное меж- и внутримолекулярное распре-деление карбоксильных групп, которое характерно в особенности для яблочных пектинов. Цитрусовые пектины, имеющие одинаковую с яблочными пектинами СЭ, обладают более высокой температурой желирования и более хрупкой текстурой в образуемых ими гелях. Ацетильные группы, наличие которых характерно для пектинов полученных из овощей, отрицательно влияют на процессы желеобразования, так как стерически затрудняют ассоциацию молекул ВЭ пектинов и взаимодействие между двухвалентными катионами и свободными карбоксильными группами молекул НЭ пектинов. Таким образом, можно сказать, что на прочность геля влияют количество пектина, его тип, содержание сухих веществ (сахаров), значение рН, химическая природа вводимой кислоты, содержание в составе рецептурной смеси буферных солей и ионов кальция. Полностью этерифицированный пектин (СЭ = 100%) не содержит никаких активных групп и поэтому не желирует. Пектин с 0% СЭ не в состоянии желировать вследствие нерастворимости. Любопытно отметить, что из всех гидроколлоидов, обладающих различными сгущающими и желирующими свойствами, лишь пектин обладает высокой стабильностью в кислотном спектре рН и отличной устойчивостью к поперечным нагрузкам.
Комплексообразующая способность основана на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых и радиоактивных металлов. Благодаря этому свойству пектина, его включают в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Для организма человека особенно опасны долгоживущие (с периодом полураспада в несколько десятков лет) изотопы цезия (137Cs), стронция (90Sr), иттрия (91Y) и др. Установлено, что 1 г свекловичного пектинаспособен связать от 150 до 420 мг стронция. При взаимодействии одной части кобальта со 100 частями пектина более 89% металла может быть связано в нерастворимый комплекс и выведено из организма. 
Комплексообразующие свойства пектиновых веществ зависят от содержания свободных карбоксильных групп, т.е. степени этерификации карбоксильных групп метанолом. Степень этерификации определяет линейную плотность заряда макромолекулы и, следовательно, силу и способ связи катионов. При высокой степени этерификации пектина (>90%) свободные карбоксильные группы, в которые включены атомы С6, в значительной степени удалены друг от друга. При этом кальциевые или стронциевые соли пектиновой кислоты практически полностью диссоциируют. С уменьшением степени этерификации, т.е. при увеличении заряда макромолекулы, связь пектиновых веществ с катионами возрастает; константа стабильности пектатов и пектинатов увеличивается в функции, близкой к логарифмической зависимости. При степени этерификации = 40% происходит изменение конформации, приводящей к агрегированию пектиновых макромолекул и образованию прочной внутримолекулярной хелатной связи. Комплексообразующая способность не зависит от молекулярной массы пектина и определяется коэффициентом селективности катионного обмена (КМ2+/М+), являющимися характеристикой насыщения пектиновых веществ двухвалентным катионом. Коэффициент КМ2+/М+ для Cu2+, Pb2+, Co2+, Sr2+, Ca2+ соответственно равен 3300, 2580, 241, 120, 121. Исследования сорбционной способности пектовой кислоты показало, что рассматриваемые катионы по "активности" располагаются в определенный ряд: Mn2+> Cu2+> Zn2+> Co2+> Pb2+> Ni2+> Ca2+> Mg2+. Такая последовательность объясняется тем, что катионы двухвалентного марганца, меди, кобальта, никеля помимо соединений типа P(COO)2 Me образуют соединения другого вида за счет взаимодействия (кроме карбоксильных) с оксигруппами макромолекул или за счет образования соли типа P(COO)Me(COOCH3). Комплексообразующая способность пектина увеличивается с повышением рН среды. Пектин, полученный из корзинок подсолнечника, при рН 1.8-2,0 связывал 28,5% введенного стронция, при рН 3,6-3,7 - 52%, а при рН 7,6 -7,7 - 72%. Свекловичный пектин при тех же значениях рН соответственно связывал 26,4; 36,0 и 64,0% от общего количества введенного стронция. Массовое соотношение стронций-пектин во всех опытах равнялось 36-15. Степень связывания пектином металлов зависит от количественного соотношения этих компонентов. При взаимодействии в растворе 1 части кобальта с 10 частями пектина из подсолнечника связывается 7,8% металла, а при соотношении 1:100 - 80,2%, при концентрации 0.5% свекловичного пек-тина - 75% стронция. Таким образом, благодаря этому химическому свойству, пектин может быть отнесен к незаменимому веществу для использования в производстве пищевой продукции профилактического и лечебного питания. Оптимальная профилактическая доза пектина составляет 4г в сутки, а в условиях радиоактивного загрязнения - не менее 15-16г.
Климатические условия, погода, место произрастания, процесс созревания, время сбора уро-жая, а также порядок обращения со свежими выжимками оказывают значительное влияние на сырье и на экстрагируемый из этого сырья пектин. Учитывая невозможность получения из различных партий сырья пектин одного и того же качества, производители пектина его стандартизируют, чтобы потребители могли быть уверены, что при приготовлении желе они всегда будут получать одну и ту же прочность желейного продукта в одной и той же точке производственного процесса, не меняя при этом рецептуры при каждой новой закупке пектина. 
Производители коммерческого пектина в целях стандартизации обычно смешивают его с сахарами, а в некоторые пектины ещё добавляют и пищевые буферные соли, необходимые для получения заданного рН и времени садки, т.е. времени желеобразования. Стандартизация высокометоксилированных пектинов по показателю постоянной желирующей силы ("градусности") осуществляется по международному методу USA-SAG. В соответствии с этим методом, по стандартной рецептуре из сахара, воды и пектина готовят желе с содержанием сухих растворимых веществ = 65% и рН=2,3-2,4. После охлаждения измеряют процент оседания желе под собственным весом. Полученный результат пересчитывают в градусы USA-SAG. При оседании желе на 23,5% градусность составляет 150оUSA-SAG, что и является торговым стандартом для коммерческого пектина. 150о USA-SAG означает, что 1 кг стандартизированного пектина превращает раствор, содержащий 150 кг сахара, в стандартный судень (прочность=23,5% USA-SAG). Другими словами, 1 кг 150 "градусного" пектина может образовать (150x100)/65=230 кг стандартного желе. Для определения прочности студня существуют различные методы, например, Сосновского, Тарр-Бейкера и др., но наибольшее распространение в международной торговле пектином, ввиду своей простоты воспроизводимости, получил метод USA-SAG, введенный в действие в 1959 году. Однако недостатком метода является его применимость лишь к пектинам высокометоксилированным, а также и то, что из-за низкого значения рН, применяемого при тестировании, получаемые результаты оказываются несопоставимыми с производственной практикой. Правильнее всего, конечно же, оценивать качество пектинов, анализируя гели, приготовленные по рецептуре, близкой к практической. Кроме того, стандартизация пектинов, полученных из различных источников сырья, ещё не гарантирует получение кондитерами желе с одним и тем же показателем прочности на разрыв, которому придает всё возрастающее значение кондитерская промышленность, более и более ориентируясь на нас с вами, конечных потребителей. То есть стандартизированные пектины из овощей имеют показатель прочности на разрыв ниже, чем стандартизированные фруктовые пектины. Для кондитеров, производящих желейно-пастильную продукцию, важное значение имеют, кроме градусности пектина, еще и время образования желе, а также температура желеобразования. Высокометоксилированные пектины по скорости образования студня делятся на пектины быстрой, средней и медленной "садки", т.е. студнеобразования. Степень этерификациии их составляет соответственно 75%, 70% и 65%. Продолжительность студнеобразования пектина, т.е. время, которым располагает производитель желейных изделий для отлива продуктов, не опасаясь преждевременного желирования, определяется с момента разливки в формы рецептурной смеси до появления первых признаков студнеобразования. Как правило, для пектина быстрой садки студнеобразование длится 10-40 секунд, для пектина медленной садки – 5-15 минут, однако время садки может значительно отличаться от приведенного в зависимости от конкретных условий, т.е. рН, oС и содержания сухих растворимых веществ и пектина в рецептурной смеси. Помимо кондитерской промышленности пектины все более и более находят применение в кисломолочных продуктах, йогуртах, диетических напитках, молочных пудингах, кетчупах, в хлебопечении и пр., где не требуется образование желе, и поэтому стандартизация пектина по методу USA-SAG для них просто теряет смысл, одновременно она становится малополезной и для других направлений использования пектина. В заключение хотим особенно подчеркнуть очень важный для понимания факт, что нет универсального типа пектина, свойства которого одинаково проявлялись бы как в кондитерских, так и кисломолочных и диетических продуктах, которые отличаются не только потребительскими свойствами, но и технологиями получения. Практика показывает, что каждый отдельный вид пектина с точно установленными (стандартизированными) свойствами должен быть предназначен для производства конкретного изделия и оптимально соответствовать требованиям технологии его производства.
Приведенные в таблице данные получены специалистами Краснодарского политехнического института.
В таблице приведены основные показатели качества, по которым аттестуют коммерческий пектин в рамках международных стандартов JECFA, FCC, EEC .
JECFA - Объединенный экспертный комитет по пищевым добавкам Всемирной Организации Здравоохранения. Каталог: media media -> «Мобильный телефон друг или враг?» media -> Сердечная недостаточность (книги и статьи из научно-медицинских журналов, имеющихся в фонде библиотеки) media -> Проект ассоциации специалистов и организаций лабораторной службы «Федерация лабораторной медицины» media -> Курильщики перекрыли кислород! media -> Г. И. Забалуев Гиповитаминозы у животных media -> Инструкция по медицинскому применению лекарственного средства Аноро ® Эллипта ® Торговое название Скачать 0.72 Mb. Поделитесь с Вашими друзьями:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||