2. Пенообразователи. Пены. Газовые эмульсии. Характеристика свойств
Одним из способов изменения консистенции и структуры пищевых продуктов в целях удовлетворения вкусов потребителей является введение в пищевое сырье диспергированного воздуха или другого газа. Для многих продуктов питания пенообразная структура оказывает решающее влияние на их отличительные свойства (например, в хлебобулочных и некоторых кондитерских изделиях, мороженом, напитках и десертных изделиях).
В этот функциональный класс входят вещества, обеспечивающие равномерную диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты. В результате образуются пены и газовые эмульсии.
Пена представляет собой дисперсную систему, состоящую из ячеек – пузырьков газа (пара), разделенных пленками жидкости (или твердого вещества). Обычно газ (пар) рассматривается как дисперсная фаза, а жидкость (или твердое вещество) – как непрерывная дисперсионная среда. Пены, в которых дисперсионной средой является твердое вещество, образуются при отверждении растворов или расплавов, насыщенных каким-либо газом. Жидкие или твердые пленки, разделяющие пузырьки газа, образуют в совокупности пленочный каркас, являющийся основой пены.
Структура пен определяется соотношением объемов газовой и жидкой фаз и в зависимости от него ячейки пены могут иметь сферическую или многогранную (полиэдрическую) форму.
Получить пены, как и другие дисперсные системы, можно диспергационным и конденсационным способами.
Получение пен может быть обусловлено действием нескольких источников пенообразования одновременно. Так, некоторые технологические процессы осуществляют с аэрацией и перемешиванием.
Для получения пен необходимой устойчивости в систему вводят пенообразователи, которые подразделяются на два типа (рода):
· истинно растворимые (низкомолекулярные) ПАВ;
· коллоидные ПАВ, белки и ряд других природных высокомолекулярных соединений.
В общем случае при образовании пены в присутствии ПАВ происходит адсорбция их молекул в тонком слое пленки жидкой дисперсионной среды на границе с газовой дисперсной фазой, что вызывает изменение поверхностного натяжения на границе раздела фаз.
В результате истечение жидкости из пенной пленки и ее утончение замедляются, а время «жизни» пены увеличивается. Утончение пленок препятствует также избыточное давление, возникающее в тонком слое. Адсорбционный слой ПАВ изменяет структуру поверхности межфазной границы, повышая ее механическую прочность.
В присутствии пенообразователей первого рода устойчивость пен повышается пропорционально концентрации введенного ПАВ. Однако такие пены быстро разрушаются по мере истечения жидкости из пенных пленок.
При использовании пенообразователей второго рода с увеличением их концентрации повышается прочность структуры пены, каркас которой способен сдержать истечение межпленочной жидкости. При этом образуются устойчивые пены, время «жизни» которых составляет десятки и даже часы.
Пены, полученные встряхиванием воды, исчезают мгновенно. Золь муки способен создавать пену в присутствии пенообразователей первого типа. Взбитые сливки, в состав которых входят пенообразователи второго типа, являются уже более устойчивой системой.
Устойчивость пены в присутствии пенообразователей определяется рядом факторов – кинетическими, структурно-механическими и термодинамическими, которые могут действовать отдельно или в совокупности. В случае использования ПАВ эти факторы обусловлены одним и тем же – адсорбцией молекул в тонком слое жидкости оболочки пены.
Пенообразные пищевые продукты содержат значительное количество влаги. Так, пастила и зефир содержат до 14-18% влаги. При производстве пенообразных продуктов питания важным моментом является подбор пищевых веществ, которые способствовали бы повышению устойчивости пены. Пищевые продукты в виде пен изготовляют также в аэрозольных упаковках.
В соответствии с СанПиН 2.3.2.560–96 технологические функции пенообразователя имеют четыре пищевые добавки (таблица 1).
Таблица 1 – Пищевые пенообразователи
| Номер | Название | Природа, строение, состав |
| Е465 | Метилэтилцеллюлоза | Простые эфиры целлюлозы |
| Е570 | Жирные кислоты | Предельные и непредельные одноосновные кислоты алифатического ряда |
| Е999 | Экстракт квиллайи | Растительный экстракт |
| Е1505 | Триэтилцитрат | Сложный эфир лимонной кислоты и этилового спирта |
Конденсационный способ получения пен основан на пересыщении раствора газов. К этому способу относится получение пен в результате химических реакций и микробиологических процессов, сопровождающихся выделением газа. Так, в процессе ферментации теста, которая идет по схеме молочнокислого брожения, из глюкозы помимо молочной и янтарной кислот образуются вызывающие пенообразование газы (СО2 + Н2).
При снижении давления и повышении температуры растворимость газа в жидкости снижается. Жидкость вспенивается, из нее может выделяться газ.
Подобный процесс происходит при вскрытии бутылок с игристыми винами, пивом и другими напитками. В отличие от шампанского, лимонада и боржоми пиво содержит пенообразователи – хмелевые смолы, белки, декстрины и другие.
Список использованных источников:
1. Булдаков, А.С. Пищевые добавки. Справочник. 2-е изд. перераб. и доп. / А.С. Булдаков. – М.: ДеЛи принт, 2001. – 436 с.
2. Гигиениеские требования к качеству и безопасности проовольственного сырья и пищевых продуктов. Санитарные правила и нормы. (СанПиН 2.3.2.560–96). – М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996. – 269 с.
3. Голубев, В.Н. Пищевые и биологически активные добавки: учеб. для студ. высш. учеб. завед. / В.Н. Голубев, Л.В. Чичева-Филатова, Т.В. Шленская. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 208 с.
4. Горева, Е.Н. Товароведение и экспертиза пищевых добавок: учеб. метод. комплекс / Е.А. Горева, А.В. Петренко; Челяб. ин-т (фил.) ГОУ ВПО «РГТЭУ». – Челябинск: 2008. – 58 с.
5. ГОСТ Р 52499 – 2005. Добавки пищевые. Термины и определении. – Национ. стандарт РФ. – введ. 2005-12-30. № 539 – СТ.
6. Иванова, Т.Н. Товароведение и экспертиза пищевых концентратов и пищевых добавок [Текст]: учебник для вузов / Т.Н. Иванова, В.М. Поздняковский. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 304 с.
7. Нечаев, А.П., Кочеткова, А. А. Пищевые и биологически активные добавки, ароматизаторы и технологические вспомогательные средства. Учебное пособие. СПб: ГИОРД, 2007. – 248 с.