Инновационные технологии в пищевой индустрии

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ,

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПИЩЕВЫХ ОТРАСЛЯХ………………………        3           

 

2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК И ИХ КОДЫ………     7

 

3 СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ

СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ………………………………….      13

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………    20 
1 Характеристика растительного сырья, использование в пищевых отраслях

 

Растительное сырье — растительные организмы (как целые растения, так и отдельные их части — корни, стебли, почки, цветки, плоды), используемые человеком в различных отраслях промышленности. Для производства продуктов питания может использоваться сырье как одного вида (например, плодоовощное сырье при выработке соков), так и разных (мучные кондитерские изделия с изюмом и др.). При получении комбинированных продуктов питания, наряду с растительным, применяют и другие виды сырья, например животное. В зависимости от цели применения различают растительное сырье пищевое, кормовое, лекарственное, техническое (эфиромасличное, красящее, дубильное и др.).

Пищевое растительное сырье используют в качестве основного ингредиента, а также как вкусо-ароматическую добавку в производстве традиционных продуктов питания (хлебных и кондитерских изделий, спирта, вина, соков и др.). Для создания специализированных продуктов питания — диетических и лечебно-профилактических продуктов, в том числе биологически активных добавок (БАД) возможно применение лекарственных растений различной функциональной направленности.

Органические и минеральные вещества растений обусловливают пищевую и биологическую ценность растительного сырья. На 80 % растения состоят из углеводов. Углеводы растений широко используются человеком в пищу, являясь для него основным источником энергии. Главные усваиваемые углеводы в питании человека — крахмал (примерно 80 % всех потребляемых человеком углеводов) и сахароза. Крахмал в пищевой промышленности получают из зерновых, бобовых и картофеля; сахарозу — из сахарной свеклы и сахарного тростника.

Различают две группы пищевого растительного сырья: культивируемое и дикорастущее (Рисунок 1). Каждая из этих групп включает сырье плодовоовощное и травянистое. К культивируемому сырью также относят зерно и продукты его переработки. Культивируемое сырье (зерновое и плодоовощное) может быть традиционным и генетически модифицированным.

Рисунок 1 – Классификация пищевого растительного сырья

Существует многообразие продуктов, производимых на предприятиях пищевых отраслей промышленности, соответственно существует многообразие пищевых производств, направленных на превращение растительного  сырья в нужные человеку пищевые продукты или полуфабрикаты, из которых будут произведены пищевые продукты.

Такие растения, как картофель (клубни), злаки  (семена) содержат значительное количество крахмала (60–70 масс. % от массы сухого вещества). Поэтому  в данном случае имеем крахмалсодержащее сырье. Данное сырье находит широкое применение как в пищевой промышленности, так и в технике.

В пищевой промышленности его используют в качестве загустителя и желирующего средства. Микробиологической переработкой из крахмала получают патоку, декстрины, глюкозу и другие продукты.

Техническое применение крахмала связано с его клеящими свойствами (производство бумажных и текстильных изделий). Большое значение имеют химически модифицированные крахмалы (частично гидролизованные, окисленные, алкилированные, ацилированные), на основе которых получают пленки, волокна, клеи, пластификаторы. Крахмал (как правило, без предварительного выделения его из сырья) служит основным продуктом при производстве этанола.

В корнеплодах сахарной свеклы и стеблях сахарного тростника в значительных количествах накапливается сахароза (сахар), поэтому эти растения являются сахарсодержащим сырьем.

Сахароза, мировое производство которой составляет примерно 130 млн т/год, используется в основном  в пищевой промышленности. Но значительное ее количество подвергается химической и микробиологической переработке для получения различных эфиров и этанола.

Углеводы широко используются в качестве субстрата при микробиологической переработке. Для этих целей используют как гексозансодержащее, так и пентозансодержащее сырье.

К гексозансодержащему сырью относятся растения, содержащие целлюлозу, крахмал, сахарозу.

Пентозансодержащее сырье после гидролиза используется для производства кормовых дрожжей и фурфурола, необходимого для получения лекарственных препаратов и ксилита, служащего заменителем сахара.

Пектиновые вещества используются в основном  в пищевой промышленности. Однако усиливающийся интерес к пектинам как к лечебным веществам является стимулом к увеличению масштабов переработки пектинсодержащего сырья.

Семена многих растений накапливают большие количества жира (растительного масла), и они используются в качествемасличного сырья для выделения растительных масел, применяемых и для пищевых, и для технических целей. Ежегодная выработка растительных масел достигла, по данным, 80 млн т.

Эфирные масла уступают по объемам производства (40 тыс. т) другим продуктам, получаемым из растений. Однако важность их для человеческого общества достаточно велика. В качестве эфиромасличного сырья используются разные части (цветки, листья, стебли, корни) многих видов растений. Основными областями применения эфирных масел являются парфюмерно-косметическая и пищевая промышленность.

 

 

2  Классификация пищевых  добавок и их коды

 

Пищевые добавки (англ. food additives) - это химические или природные вещества, призванные улучшать вкус, цвет, запах и срок хранения продуктов питания. Список ингредиентов “Е” введен в 1953 году, когда в Европе было принято не писать на упаковках продуктов питания полные названия пищевых добавок, а ставить код.

В бывшем СССР эта система была узаконена в 1978 году. Сейчас в соответствии с законом РФ ”О защите прав потребителей” на упаковках продуктов питания должны быть указаны все содержащиеся в них пищевые добавки с помощью кодировок.

Для классификации пищевых добавок в странах Евросоюза разработана система нумерации (действует с 1953 года). Каждая добавка имеет уникальный номер, начинающийся с буквы «E». Система нумерации была доработана и принята для международной классификации Кодекс Алиментариус.

Все пищевые добавки E можно классифицировать на две группы. Первая группа обозначается символом “Е” с трехзначным цифровым кодом (например, E-300 - аскорбиновая кислота, на англ. “ascorbic acid”, или витамин C). При этом первая цифра этого кода указывает на технологическое назначение пищевой добавки.

Список пищевых добавок Е:

• Е-100 — Е-199 – красители. Они окрашивают бесцветные продукты или скрывают природный оттенок продуктов. Например, Е-122 (или E122) - азорубин, кармуазин - пищевая добавка, принадлежащая к группе азокрасителей - синтетические красители красных оттенков.
• Е-200 и далее – консерванты, продлевающие сроки хранения продуктов.
• Е-300 и далее – антиоксиданты (антиокислители) – предохраняют продукты от окисления на воздухе.
• Е-400 и далее – стабилизаторы (загустители) – поддерживают нужную консистенцию продукта.
• Е-500 и далее – эмульгаторы, обеспечивающие однородный вид продукта.
• Е-600 и далее – усилители вкуса и аромата.
• Е-700 — Е-899 – запасные индексы о другой информации о технологических назначениях пищевых добавок.
• Е-900 — Е-999 – антифламинги (пеногасители), глазирователи, подсластители и разрыхлители. Например, E-999 (или Е999) - экстракт Квиллайи (Quillaia extracts) - эта добавка может применяться согласно (СанПиН 2.3.2.1078-01) как пенообразователь.

Вторая группа пищевых добавок обозначается символом “Е” с четырехзначным цифровым кодом (например, E1105 - консервант лизоцим, на англ. lysozyme). К этой группе относятся пищевые добавки на основе ферментов: эмульгаторы, уплотнители, стабилизаторы и другие.

 Многие из пищевых добавок имеют природное происхождение и содержатся в натуральных продуктах питания, не подвергавшихся технологической обработке. Например, в список пищевых добавок входят: аскорбиновая кислота Е-300 (витамин С, содержится в значительных количествах в продуктах растительного происхождения – листовых овощах, фруктах, ягодах), молочная кислота Е-281 (содержится в кисломолочных продуктах, квашеной капусте), пектины Е-440 (полисахариды, содержащиеся в изобилии во фруктах, ягодах, корнеплодах).

Для большинства людей потребление продуктов питания, в состав которых входят пищевые добавки, не представляет никакой опасности. Лишь немногие ингредиенты Е могут быть потенциально опасными для людей с хроническими заболеваниями. [2]

Аллергикам не рекомендуется употребление продуктов питания, содержащих красители Е-131, Е-132, Е-160b, консерванты Е-210, Е-214, Е-217, Е-230, Е-231, Е-232, Е-239, антиокислители Е-311, Е-312, Е-313, подсластитель Е-951.

У астматиков красители Е-102, Е-107, Е-122, Е-123, Е-124, Е-155, консерванты Е-211, Е-212, Е-213, Е-214, Е-217, Е-221 — Е-227 могут спровоцировать приступы астмы.

Людям, чувствительным к аспирину, не рекомендуются красители Е-107, Е-110, Е-121-124, Е-155, консерванты Е-214, Е-217.

Беременным женщинам не рекомендуется употребление продуктов питания, содержащих Е-233.

Расстройство пищеварения могут вызвать цитраты и фосфаты Е-338-341, Е-407, Е-450, Е-461, Е-463, Е-465, Е-466.

Нежелательны для маленьких детей пищевые добавки: Е-249, Е-262, Е-310-312, Е-320,  регулятор pH Е-514, ароматизаторы Е-623, Е-626-635.

Е-320 не рекомендуется людям с повышенным уровнем холестерина в крови.

Е-127 может стать причиной нарушения функции щитовидной железы.

Е-320 — Е-233 не рекомендуются людям с кожными заболеваниями.

Людям с заболеваниями печени и почек не рекомендуются Е-171 — Е-173, Е-220, Е-302, Е-320-332, Е-510, Е-518.

Основными целями введения пищевых добавок в продукты и напитки являются:

1. Создание новых или  совершенствование существующих  технологий подготовки и переработки пищевого сырья, а также изготовления, фасовки, транспортировки и хранения продуктов питания.

2. Увеличение стабильности  и стойкости пищевых продуктов  и напитков к различным воздействиям, ухудшающим их качественные показатели.

3. Создание и сохранение  структуры продуктов питания.

4. Изменение (в лучшую  сторону) или сохранение органолептических свойств и внешнего вида пищевых продуктов и напитков.

Все пищевые добавки не должны маскировать последствий использования нестандартного сырья, проведения технологических процессов в антисанитарных условиях и нарушения технологической дисциплины. Кроме того, часто мы ожидаем от пищи свойств, не совместимых  с натуральностью:  чтобы напитки, сладости, масло, молоко, творог,  майонез  не содержали сахара и жира, а значит были низкокалорийными, и хранились  достаточно долго. Но здесь не обойтись искусственных химических соединений, обозначенных буквой Е,  они работают как загустители, эмульгаторы, стабилизаторы, без них современная пища, распалась  бы на части.

Например,  добавка Е – 400 альгиновая кислота, стабилизатор (сберегает,  структуру продуктов, придавая им густоту)  без неё невозможно производство шоколада, карамели, мармелада, желе и  низкокалорийных сладостей. Альгиновая кислота – это тягучие, желеобразное вещество, добывается из бурых водорослей, оно не растворяется в воде и во многих органических растворителях,  что предопределило ее использование в качестве загустителя.

Производство маргарина, конфет, шоколада неосуществимо  без эмульгаторов, только с помощью их можно соединить жир с жидкостью. Сами по себе, они смешаться не могут, ведь плотность масла меньше плотности воды, как и нефть, оно остаётся на поверхности воды. У молекул масла, связи прочнее, чем у молекул воды, при соприкосновении их оболочка напрягается вследствие чего появляется так называемое «поверхностное натяжение». Задача эмульгатора, нарушить «поверхностное натяжение», чтобы вода и жир смогли смешаться. Простой пример сильного эмульгатора – это жидкость для мытья посуды, она  содействует смешиванию  жира собравшегося на тарелке и воды, превращая его в эмульсию, которую легко смыть.

Вещества, условно отнесённые к собственно консервантам, - сорбиновая, бензойная, сернистая кислоты и их соли, нитраты, нитриты, низин и другие - используются в гораздо меньших количествах (менее 0,5 %) и практически не влияют на органолептические показатели продукта.

Основные области использования нитратов и нитритов - мясопродукты и сыры. Антимикробное действие самих нитратов незначительно, но в мясопродуктах они превращаются в нитриты. Нитриты не только способствуют образованию требуемой окраски и специфического аромата мясных продуктов, но и защищают их от окислительной и бактериальной порчи. Действие нитритов направлено, главным образом, против бактерий рода Clostridium, образующих ботулиновые токсины. Нитраты используют в производстве колбас и мясных продуктов (солёных, варёных, копчёных, консервов) в количестве до 250 мг/кг; в сырах - в количестве до 50 мг/кг; в сельди, кильке солёной и в маринаде - в количестве до 200 мг/кг. В соответствии с «Гигиеническими требованиями по применению пищевых добавок» максимальное остаточное количество нитритов, которое может обнаруживаться в продуктах, приобретённых в розничной торговой сети составляет 50 мг/кг.

Пищевые стабилизаторы применяются в молочном производстве для контроля консистенции йогуртов, сливочных кремов, при производстве фруктовых наполнителей для продукции.

В процессе производства йогурта пектины образуют мягкую желированную структуру, достаточно плотную для равномерного распределения фруктовых частиц. Пектин в сочетании с растительными камедями, препятствует переносу цвета фруктового наполнителя на молочную фазу готового продукта. При изготовлении наполнителя для йогурта с содержанием сухих веществ 25-35% используются амидированные низкоэтерифицированные пектины яблочный или яблочно-цитрусовый.