Характеристика ферментов солода. Использование солода в пищевых производствах

 В солоде, полученном при проращивании зерна, содержатся оба вида амилазы. В процессе солодоращения в солоде увеличивается содержание β-амилазы в свободном состоянии. Динамика накопления α-амилазы еще достаточно не изучена. Установлено, что действие α-амилазы выражается в разрушении молекул амилозы и амилопектина на отдельные высокомолекулярные части, называемые декстринами. При этом α-амилаза обладает способностью разрывать связи в молекулах крахмала в любом месте. В результате действия α-амилазы образуется мало редуцирующих веществ и наблюдается разжижение крахмального клейстера. β-амилаза способна полностью осахаривать амилозу и получаемые из нее декстрины; амилопектин же осахаривается ею на мальтозу и декстрины в соотношении 54 и 46%. β-амилаза разрывает связи только в ответвлениях молекулы амилопектина и прекращает свое действие, дойдя до точек разветвления.β-амилаза способна полностью осахаривать амилозу и получаемые из нее декстрины; амилопектин же осахаривается ею на мальтозу и декстрины в соотношении 54 и 46%. β-амилаза разрывает связи только в ответвлениях молекулы амилопектина и прекращает свое действие, дойдя до точек разветвления. Наибольшее применение находят ячменный и ржаной солод, пер­вый в – пивоварении, второй – в хлебопечении и при приготовлении квасного сусла. Высокой ферментативной активностью обладает солод из шестирядного озимого ячменя. Амилолитическая, осахаривающая и протеолитическая активность соответственно в 1,5–2, 2–3 и 3–5 раз вы­ше, чем в солоде из двухрядного пивоваренного ячменя.

75. Микробные ферменты: продуценты, их культивирование, характеристика ферментных препаратов. В качестве продуцентов ферментов используются культуры представителей различных таксономических групп – бактерий, актиномицетов, микроскопических и высших базидиальных грибов.К микроорганизмам – продуцентам ферментов – предъявляются следующие требования: наличие высокой ферментативной активности; преимущественный синтез фермента или группы ферментов, превра­щающих определенный субстрат; генетическая стабильность по признаку синтеза фермента или ферментов; достаточно высокая скорость рос­та; способность расти на средах с доступными и недорогими источниками питания.

Культиви­рование продуцентов ферментов проводятся в условиях стерильности (глубинный процесс) или максимально возможного приближения к ним (твердофазный процесс). Ферментная промышленность выпускает большой ассортимент препаратов микробного происхождения, продуцентами которых являются представители различных таксономических групп Большая часть валового количества ферментов, особенно гидролитических, производят на основе культивирования бацилл (прежде всего B. subtilis), микроскопических грибов p. p. Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, а также актиномицетов p. p. Acyinomices, Streptomices. Чаще всего используют мезофильные штаммы аэробных микроорганизмов. Преобладающим способом культивирования является глубинный, основанный на выращивании продуцентов в стерильных жидких средах с принудительной аэрацией (для аэробных форм) и перемешиванием среды, при автоматическом регулировании параметров процесса, таких как температура, рН среды, ее редокс-потенциал, концентрация растворенного кислорода и пр. Наряду с глубинным применяется твердофазный способ культивирования, когда культуры продуцентов выращивают на увлажненных и простерилизованных твердых средах, таких как отруби, свекловичный жом, измельченное целлюлозосодержащее сырье, солодовые ростки и др. Твердофазное культивирование сложнее регулировать, чем глубинный процесс. Преимуществом твердофазного процесса является то, что условия культивирования максимально приближены к естественным, в которых полностью реализуется биопотенциал микроорганизмов. Твердофазная культура хорошо аэрируется. В конце ферментации получают культуру в форме, удобной для выделения ферментных препаратов. Глубинное культивирование используется как для аэробных, так и для анаэробных продуцентов, твердофазное – только для аэробных, именно для микроскопических и высших базидальных грибов.

76. Применение ферментов в спиртовой и пивоваренной промышленности. Пиво-Основными ферментами, образующимися в процессе солодоращения и имеющими наиболее существенное значение в технологии пивоварения, являются: амилолитические ферменты, разжижающие и осахаривающие крахмал; протеолитические ферменты, расщепляющие белок ячменя до пептидов различной молекулярной массы с свободных аминокислот; цитолитические ферменты, гидролизующие некрахмальные полисахариды, растворяющие клеточные стенки эндосперма зерна, благодаря чему облегчается доступ амилаз и протеаз к соответствующим субстратам. Применение ферментативных препаратов микробного происхождения (амилоризин ПХ, П10Х, амилосубтилин Г10Х, Г20Х, протосубтилин Г10Х, цитороземин ПХ) с целью замены солода несоложенным ячменем позволяет интенсифицировать процесс, избежать потерь ценных компонентов сырья на дыхание и образование проростка, в целом повысить рентабельность пивоваренного производства. Кроме отечественных препаратов, в настоящее время широко используются ферментные препараты различных зарубежных фирм. Предназначенные для замены ферментов солодаферментные препараты микробного происхождения должны по характеру соего действия соответствовать ферментам солода и значительно превосходить их по активности. Для борьбы с холодной мутью могут быть использованы растительные ферменты – папаин, фицин, бромелаин, а также грибные (продуцируемая микроскопическими грибами рода Aspergillus, Penicillium, Mucor, Amylomyces) и бактериальные (продуцируемая B. subtilis) протеазы.Спирт- Таким образом, для спиртового производства, перерабатывающего крахмалсодержащее сырье, необходимо применение ферментных препаратов с амилолитическим, протеолитическим и цитологическим действием.Ферментные препараты с относительно низкой оптимальной температурой действия целесообразно использовать на стадии осахаривания. Это относится к препаратам с основной активностью α-амилазы (Амилосубтилину, Амилоризину, солоду) и препаратам глюкоамилазы. Амилолитический комплекс солода и грибная α-амилаза более глубоко расщепляют крахмал, чем бактериальная α-амилаза, но полное осахаривание достигается только с помощью глюкоамилазы. Применение микробной глюкоамилазы позволяет увеличить степень сбраживания на 1,3 – 1,5% по сравнению с вариантом осахаривания солодом.В качестве препаратов глюкоамилазы обычно применяют Глюкаваморин Гх или амилоглюкаваморин Гх (культуральную жидкость гриба Asp. а wamori, получаемую в ферментных цехах спиртзаводов). Оптимум действия Глюкаваморина (рН 4 – 5,5) соответствует активной кислотности бражки (рН 4,2 – 5,2).

77. Применение ферментов в хлебопечении и кондитерском производстве. Применение амилаз. Первой технологической операцией производства крахмальных гидролизатов является гидролиз крахмала. Его проводят кислотным, кислотно-ферментативным или ферментативным способом. Во всех случаях процесс гидролиза включает стадии клейстеризации крахмала, разжижения крахмального клейстера и его осахаривания.Кислотно-ферментативным методом производят разжижение крахмала сначала кислотой, для этого суспензию крахмала подкисляют соляной кислотой до рН 1,8 – 2,5, нагревают до 140˚С в течение 5 мин. Затем нейтрализуют раствором кальцинированной соды до рН 6,0 – 6,5 и охлаждают до 85˚С, после чего добавляют ферментный препарат α-амилазы и ведут гидролиз в течение 30 мин.С целью разжижения на этой стадии используют ферментный препарат амилосубтилин Г10Х. Этот препарат выпускается в виде порошка; содержит в основном α-амлазу и β-глюконазу. Оптимальные условия действия препарата: рН 6,2 – 6,8, температура – 85 – 87˚С.Осахаривание полученного гидролизата также проводят с использованием ферментов. Для этой цели наиболее широко применяют порошкообразный препарат глюкавомарин Г20Х.Ферментативный способ заключается в том, 30 – 35%-ную крахмальную суспензию прогревают до 55˚С, доводят рН до 6,3 – 6,5, добавляют раствор ферментного препарата амилосубтилина Г10Х и раствор кальцинированной соды в качестве стабилизатора. Процесс разжижения длится в течение 1 часа при температуре 85 – 90˚С при непрерывном перемешивании. Далее стадия декстринизации и осахаривания проводится с использованием препаратов амилосубтилина Г10Х, амилоризина Г10Х и П10Х. Этот процесс идет 2 – 3 часа при температуре от 53 до 85˚С и рН 4,7 – 5,5.Дальнейшее осахаривание ведут при 60˚С и оптимальном рн, а продолжительность осахаривания зависит от желаемого результата (требуемой степени осахаривания). Инактивацию фермента и остановку процесса гидролиза производят нагреванием продукта до 80˚С в течение 20 мин. Применение глюкозоизомеразы. Фермент глюкозоизомераза катализирует реакцию изомеризации глюкозы во фруктозу. В промышленности преимущественно используются препараты глюкозоизомеразы, продуцируемые микроорганизмами, которые относятся к роду Streptomyces, а также к родам  Aerobacter и Lactobacillus.

78. Применение ферментов в хлебопечении и кондитерской промышленности. Хлебопечение. Основным препаратом, широко внедренным в хлебопекарную промышленность, является амилоризин П10Х. Препарат получают из поверхностной культуры A. oryzae осаждением этанолом. Он обладает амилолитической и протеолитической активностью.

Однако значение сахаров, безусловно, не ограничивается только процессом брожения. Огромную роль сахара играют в образовании красящих и ароматических веществ хлеба, участвуя в реакции меланоидинообразования. Исключительно важны для хлебопечения и те изменения, которые претерпевает при тестоведении и расстойке белковый комплекс муки. Именно белковый комплекс и его ферментативные изменения опреде­ляют собой физические свойства теста. От белкового комплекса зависит как поведение теста при его замесе и расстойке (в частности, формоудержанис), так и качество готового.хлеба, его объем, пористость, струк­тура мякиша.

Говоря о протеолитических ферментах, воздействующих на белковый комплекс муки, необходимо еще раз отметить эндогенные протеазы зер­на пшеницы, среди которых наибольшее значение имеют нейтральные протеиназы, превосходящие по своей активности кислые протеазы в не­сколько раз и способные в условиях теста эффективно расщеплять белки клейковины.

Кондитерское производство. Применение протеаз и амилаз. Комплексные ферментные препараты, содержащие активные протеазы и α-амилазу (например, амилоризин П10Х), применяют при производстве мучных кондитерских изделий с целью ускорения процесса брожения и корректировки физических свойств клейковины муки, изменения реологических свойств теста, ускорения его «созревания». При производстве мучных кондитерских изделий с использованием дрожжей, таких как галеты, крекеры, кексы,. Целесообразно применение комплексных препаратов с преобладанием протеолитического действия, но содержащих в своем составе и α-амилазу. Совокупное действие этих ферментов обеспечивают дрожжи сбраживаемыми сахарами и низкомолекулярными азотистыми веществами. Часть неиспользованных при брожении сахаров и азотистых веществ вступает в реакцию меланоидинообразования, благодаря чему галеты и крекеры приобретают интенсивную окраску и приятный аромат. При производстве затяжного печенья с использованием химических разрыхлителей, когда много усилий направляется на расслабление клейковины, на протяжении длительного технологического процесса наряду с механическим воздействием на белки клейковины целесообразно использование протеолитических ферментных препаратов; α-амилаза, при­сутствующая в качестве сопутствующего фермента как в грибных, так и бактериальных препаратах, не мешает их использованию. Для заварных и сырцовых пряников наибольшее значение имеет протеолиз, но наряду с потребностью в регулируемом расслаблении теста важным является и сохранение свежести (мягкости) продукта. Очевид­но, что при производстве таких видов изделий целесообразно примене­ние комплексных фементных препаратов с преобладанием протеолитической активности. При производстве бисквитного полуфабриката нужны комплексные ферментные препараты с умеренной активностью протеолитических ферментов и невысокой α-амилазной (декстринирующей) способностью. При таком сочетании обеспечивается умеренное расслабление клейковины, способствующее лучшему подъему теста при выпечке и образованию тонкопористой воздушной структуры готовых изделий. Образование декстринов, в свою очередь, способствует сохранению их свежести.

Комплексные ферментные препараты, содержащие протеазы и α-амилазу используются для ускорения и облегчения обработки теста при приготовлении слоеного полуфабриката с целью улучшения его эластич­ных свойств и предупреждения усадки при выпечке. Кроме того, приме­нение таких ферментных препаратов при производстве вафель позволя­ет оптимально снизить вязкость вафельного теста, способствует получе­нию тонких хрустящих вафельных листов.

Применение инвертазы. Препараты инвертазы, как уже отмечалось, получают из дрожжей  S. cerivisiae или S. carlsbergensis путем автолиза. Инвертаза применяется в кондитерской промышленности для производства отливных помадных корпусов конфет, круглых помадных корпусов и жидких фруктовых начинок, таких как вишневый ликер. В каждом случае ее применение обусловлено необходимостью получить полумягкую или жидкую консистенцию при высоких концентрациях сахара (78%), предотвращающих брожение. Ускорение или замедление действия инвертазы достигается путем изменения концентрации вносимого препарата, количества воды и температурного режима. При высокой температуре инвертаза инактивируется, и даже при температуре отливки (65˚С) активность инвертазы снижается на 12% в течение 30 мин и на 24% в течение 60 мин. Некоторые сорта конфет, например, конфеты с вишневым ликером, невозможно изготовить без инвертазы.

79. Применение ферментов при производстве соков, безалкогольных напитков и вин. Применение пектолитических ферментов. Основной биохимический процесс, протекающий в плодово-ягодной мезге и соке при их обработ­ке пектолитическими препаратами или при совместном применении тер­мической и ферментативной обработки, — гидролиз пектиновых веществ. Но наряду с этим происходят превращения белков, целлюлозы, гемицеллюлозы и других компонентов сырья. Поэтому ферментные препараты, используемые для получения полностью осветленного сока из большинства плодов и ягод, должны содер­жать не только пектолитические ферменты, но и ферменты, гидролизуюшие другие коллоидные соединения, которые обуславливают опалесценцию соков и нестабильность изготовляемых из них вин и безалко­гольных напитков. В настоящее время в мире производится достаточно широкий спектр пектолитических ферментных препаратов. Среди промышленных продуцентов пектолитических ферментов следует отметить A. niger, A. wenti, A. oryzae, A. foetidus, P. Expansum, P. Italicum, Rhizopus spp. Применение протеолитических ферментов. Некоторые плодово-ягод­ные соки и вина трудно осветляются и часто мутнеют при хранении из-за наличия в них белковых соединений. Для многих видов сырья огромную роль в процессе осветления соков играют протеиназы, в связи с чем наличие кислых протеиназ наряду с ферментами пектолитического комплекса обязательно. Применение мацерирующих ферментов. При производстве плодово-ягодных соков с мякотью размельчение плодовой ткани осуществляется механическим путем. Соки с мякотью часто содержат недостаточно тонко измельченную мякоть, негомогенную и расслаивающуюся при хранении. С позиции устранения указанных выше недостатков и получения гомогенных соков с мякотью, не подвергающихся расслаиванию, целесообразным является применение мацерующих ферментных препаратов, расщепляющих протопектин, но не снижающие вязкость сока. Пектолитические ферментные препараты, применяемые для увеличения выхода и осветления соков, непригодны для производства соков с мякотью, т. к. основным ферментом в них является эндополигалактуроназа, резко снижающая вязкость сока. Гемицеллюлаза и целлюлаза способствуют получению однородной консистенции соков с мякотью. Применение глюкозооксидазы и каталазы. Ферментный препарат глюкозооксидаза (в котором в качестве обязательного компонента присутствует каталаза) применяют с целью улучшения качества и стабилизации плодово-ягодных соков, вин, и безалкогольных напитков за счет удаления кислорода в результате реакции окисления глюкозы. Таким образом, этот препарат способствует предотвращению окислительных процессов и микробиологической порчи под действием аэробных микроорганизмов.  Ферментные препараты, применяемые в плодово-ягодном виноделии, должны сохранять активность в условиях определенного содержания алкоголя (до 10 – 12%) и эффективно действовать при значениях рН, обусловленных химическим составом виноматериалов. Применение инвертазы. Препараты, катализирующие гидролиз сахарозы при изготовлении сахарных сиропов, используемых при производстве сахарных сиропов, используемых при производстве безалкогольных напитков, должны содержать фермент инвертазу (β-фруктофуранозидазу), не должны иметь специфического запаха, темного цвета, окислительных или других ферментов, способных изменять цвет, аромат и вкус продукта.

Необходимо, чтобы препараты катализировали процесс инверсии сахарозы в довольно широком диапазоне рН (для чистого сахарного сиропа рН 6,0 – 6,5; для сахарного сиропа, изготовленного на фруктовых соках рН 2,5 – 4,5). Кроме того, необходимо учитывать специфику биохимического состава сырья и особенности технологического процесса производства соков и виноматериалов.

При производстве продуктов, относящихся к первой группе, – слабоокрашенных – следует применять ферментные препараты, не содержащие окислительных ферментов, вызывающих потемнение продукта, а в ряде случаев – снижение органолептических свойств и пищевой ценности, таких как полифенолоксидаза, пероксидаза, каталаза, аскорбатоксидаза. При переработке сырья второй группы – окрашенных в красный цвет – недопустимо применение препаратов, содержащих ферменты, разрушающие антоцианы.

80. Значение органических кислот в питании. Кислотный спектр плодов и овощей. Назначение органических кислот в питании определяется их энергетической ценностью: яблочная кислота – 2,4 ккал/г, лимонная – 2,5 ккал/г, молочная – 3,6 ккал/г, а также активным участием в обмене веществ. В некоторых овощах и плодах имеется небольшое количество янтарной, щавелевой, муравьиной, бензойной и салициловой кислот. Янтарная кислота обнаружена в крыжовнике, смородине, винограде и незрелых плодах, а салициловая — в малине, клюкве, землянике и вишне. Сильными бактерицидными свойствами обладает бензойная кислота. В бруснике и клюкве она достигает 0,5—2 г на 1 кг продукта. Ее используют в консервной промышленности как химический антисептик для предупреждения порчи плодов и овощей. Муравьиная кислота содержится в малине, щавелевая — в щавеле, шпинате, ревене и др. Щавелевая кислота может образовывать в организме трудноусвояемые соединения с кальцием, поэтому при его недостатке продукты, содержащие эту кислоту, надо употреблять ограниченно.Органические кислоты играют важную роль в некоторых процессах обмена веществ и функции желудочно-кишечного тракта. Полностью окисляясь в организме, они дают ему 10—15 кДж (2,4—3,6 ккал) и большое количество ценных щелочных компонентов, образуя углекислый газ (диоксид углерода) и воду. Эти продукты быстро выводятся из организма вместе со шлаками и излишней жидкостью, уменьшая отеки. При малоподвижном образе жизни, стрессовых ситуациях, загрязнении окружающей природной среды и воздействии других неблагоприятных факторов, приводящих к накоплению кислых продуктов неполного окисления, ощелачивающее действие органических кислот имеет важное значение в оздоровлении организма человека.Являясь сильными возбудителями секреции поджелудочной железы и моторной функции кишечника, органические кислоты оказывают влияние на процессы пищеварения. Кислотный спектр овощей представлен, преимущественно, теми же органическими кислотами, соотношение которых колеблется в значитель-ных пределах. Наряду с уже известными, в составе овощей обнаруживаются янтарная, фумаровая, пироглутаминовая и некоторые другие кислоты различного строения. Отличительной особенностью томатов является присутствие в них не-органических кислот – фосфорной, серной и соляной. В большинстве растительных объектов обнаружены нелетучие моно- и трикарбоновые кислоты, предельные и непредельные, в том числе гидрокси- и оксокислоты.В продуктах переработки плодов, например, в мезге, могут быть выявлены летучие кислоты – муравьиная и уксусная.Наиболее типичными в составе различных плодов и ягод являются лимонная и яблочная кислоты. Из числа других кислот часто обнаруживаются хинная, янтарная и щавелевая. К распространенным относятся также шикимовая, гликолевая, фумаровая, глицериновая и винная кислоты. Более 90% кислотности приходится на яблочную, лимонную и хин-ную кислоты в таких плодах как персики и абрикосы, причем соотношение блочной и лимонной кислот может колебаться в широком диапазоне, что в некоторых случаях связывают с изменением содержания этих кислот в плодах в процессе созревания. Установлено, например, что при созрева-нии персиков количество яблочной кислоты в них значительно возрастает, а лимонной уменьшается.

81. Характеристика пищевых кислот растений, физико-химические свойства важнейших пищевых кислот. Уксусная кислота (ледяная) Е460 является наиболее известной пище-вой кислотой и выпускается в виде эссенции, содержащей 70-80% собствен-но кислоты. В быту используют разбавленную водой уксусную эссенцию, получившую название столовый уксус. Использование уксуса для консервирования пищевых продуктов – один из наиболее старых способов консервирования. В зависимости от сырья, из которого получают уксусную кислоту, различают винный, фруктовый, яблочный, спиртовой уксус и синтетическую уксусную кислоту. Уксусную кислоту получают путем уксуснокислого брожения. Соли и эфиры этой кислоты имеют название ацетаты. В качестве пищевых добавок используются ацетаты калия и натрия (Е461 и Е462).Наряду с уксусной кислотой и ацетатами, применение находят диацетаты натрия и калия. Эти вещества состоят из уксусной кислоты и ацетатов в молярном соотношении 1:1. Уксусная кислота – бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой во всех отношениях. Диацетат натрия – белый кристаллический порошок, растворимый в воде, с сильным запахом уксусной кислоты.

Уксусная кислота не имеет законодательных ограничений; ее действие основано, главным образом, на снижении рН консервируемого продукта, проявляется при содержании выше 0,5% и направлено, главным образом, против бактерий. Основная область использования – овощные консервы и маринованные продукты. Применяется в майонезах, соусах, при мариновании рыбной продукции и овощей, ягод и фруктов. Уксусная кислота широко используется также как вкусовая добавка. Молочная кислота выпускается в двух формах, отличающихся концентрацией: 40%-й раствор и концентрат, содержащий не менее 70% кислоты. Получают молочнокислым брожением сахаров. Ее соли и эфиры называются лактатами. В виде пищевой добавки Е270 используется в производстве безалкогольных напитков, карамельных масс, кисломолочных продуктов. Молочная кислота имеет ограничения к применению в продуктах детского питания. Лимонная кислота – продукт лимоннокислого брожения сахаров. Имеет наиболее мягкий вкус по сравнению с другими пищевыми кислотами и не оказывает раздражающего действия на слизистые оболочки пищеварительного тракта. Соли и эфиры лимонной кислоты – цитраты. Применяется в кондитерской промышленности, при производстве безалкогольных напитков и некоторых видов рыбных консервов (пищевая добавка Е330). Яблочная кислота обладает менее кислым вкусом, чем лимонная и винная. Для промышленного использования эту кислоту получают синтетическим путем из малеиновой кислоты, в связи с чем критерии чистоты включают ограничения по содержанию в ней примесей токсичной малеиновой кислоты. Соли и эфиры яблочной кислоты называются малатами. Яблочная кислота обладает химическими свойствами оксикислот. При нагревании до 100°С превращается в ангидрид. Применяется в кондитерском производстве и при получении безалкогольных напитков (пищевая добавка Е296). Винная кислота является продуктом переработки отходов виноделия (винных дрожжей и винного камня). Не обладает каким-либо существенным раздражающим действием на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта и не подвергается обменным превращениям в организме человека. Основанная часть (около 80%) разрушается в кишечнике под действием бактерий. Соли и эфиры винной кислоты называются тартратами. Применяется в кондитерских изделиях и в безалкогольных напитках (пищевая добавка Е334). Янтарная кислота представляет собой побочный продукт производства адипиновой кислоты. Известен также способ ее выделения из отходов янтаря. Обладает химически свойствами, характерными для дикарбоновых кислот, образует соли и эфиры, которые получили название сукцинаты. При 235°С янтарная кислота отщепляет воду, превращаясь в янтарный ангидрид. Используется в пищевой промышленности для регулирования рН пищевых систем (пищевая добавка Е363). Фумаровая кислота содержится во многих растениях и грибах, образуется при брожении углеводов в присутствии Aspergillus fumaricus. Промышленный способ получения основан на изомеризации малеиновой кислоты под действием HCl, содержащей бром. Соли и эфиры называются фумаратами. В пищевой промышленности фумаровую кислоту используют как заменитель лимонной и винной кислот (пищевая добавка Е297). Обладает токсичностью, в связи с чем суточное потребление с продуктами питания лимитировано уровнем 6 мг на 1 кг массы тела. Фосфорная кислота и ее соли – фосфаты (калия, натрия и кальция) широко распространены в пищевом сырье и продуктах его переработки. В высоких концентрациях фосфаты содержатся в молочных, мясных и рыбных продуктах, в некоторых видах злаков и орехов. Фосфаты (пищевые добавки Е339 – 341) вводятся в безалкогольные напитки и кондитерские изделия. Допустимая суточная доза, в перерасчете на фосфорную кислоту, соответствует 5-15 мг на 1 кг массы тела (поскольку избыточное количество ее в организме может стать причиной дисбаланса кальция и фосфора).

82. Влияние пищевых кислот на качество продуктов. Цели добавления кислот в пищевые системы. Применение кислот в пищевых технологиях. Главное вкусовое ощущение, вызываемое присутствием кислот в со-ставе продукта – кислый вкус, который в общем случае пропорционален концентрации ионов Н+ (с учетом различий в активности веществ, вызы-вающих одинаковое вкусовое восприятие). Например, пороговая концентрация (минимальная концентрация вкусового вещества, воспринимаемая органами чувств), позволяющая ощутить кислый вкус, составляет для лимонной кислоты 0,017 %, для уксусной – 0,03%.Качество пищевого продукта представляет собой интегральную величину, включающую, помимо органолептических свойств (вкуса, цвета, аромата), показатели, характеризующие его коллоидную, химическую и микробиологическую стабильность.Формирование качества продукта осуществляется на всех этапах тех-нологического процесса его получения. При этом многие технологические показатели, обеспечивающие создание высококачественного продукта, зависит от активной кислотности (рН) пищевой система.

В общем случае величина рН оказывает влияние на следующие технологические параметры: образование компонентов вкуса и аромата, характерных для конкретного вида продукта; коллоидную стабильность полидисперсной пищевой системы (например, коллоидное состояние белков молока или комплекса белково-дубильных соединений в пиве); термическую стабильность пищевой системы (например, термоустойчивость белковых веществ молочных продуктов, зависящую от состояния равновесия между ионизированнным и коллоидно распределенным фосфатом кальция); биологическую стойкость (например, пива и соков); активность ферментов; условия роста полезной микрофлоры и ее влияние на процессы созревания (например, пива или сыров). Можно выделить три основные цели добавления кислот в пищевую систему: придание определенных органолептических свойств (вкуса, цвета, аромата), характерных для конкретного продукта; влияние на коллоидные свойства, обусловливающие формирование консистенции, присущей конкретному продукту; повышение стабильности, обеспечивающей сохранение качества продукта в течение определенного времени.

83. Характеристика лимонной и яблочной кислот. Их получение и применение в пищевых технологиях. Лимонная кислота – продукт лимоннокислого брожения сахаров. Имеет наиболее мягкий вкус по сравнению с другими пищевыми кислотами и не оказывает раздражающего действия на слизистые оболочки пищеварительного тракта. Соли и эфиры лимонной кислоты – цитраты. Применяется в кондитерской промышленности, при производстве безалкогольных напитков и некоторых видов рыбных консервов (пищевая добавка Е330). Яблочная кислота обладает менее кислым вкусом, чем лимонная и винная. Для промышленного использования эту кислоту получают синтетическим путем из малеиновой кислоты, в связи с чем критерии чистоты включают ограничения по содержанию в ней примесей токсичной малеиновой кислоты. Соли и эфиры яблочной кислоты называются малатами. Яблочная кислота обладает химическими свойствами оксикислот. При нагревании до 100°С превращается в ангидрид. Применяется в кондитерском производстве и при получении безалкогольных напитков (пищевая добавка Е296). Яблочная кислота используется в производстве газированных безалкогольных прохладительных напитков и соков, в молочных продуктах (в том числе, содержащих молочнокислые бактерии) в качестве стабилизатора эмульсии яичного желтка, в замороженных изделиях (мороженое, шербет), а также при производстве бакалейных продуктов (вино, майонез, сыры, рыба, соусы, фруктово-ягодные изделия). Она используется как подкислитель, антисептик и стабилизатор пищевых продуктов (является хорошим заменителем лимонной кислоты), а также в кондитерской промышленности для изготовления желе, пастилы, мармелада.   Яблочная кислота находит применение в фармацевтике, производстве косметики, моющих средств, очистителей металла, текстильной промышленности и т.д.

84. Характеристика уксусной и винной кислот. Их получение и применение в пищевых технологиях. Уксусная кислота ( ледяная) Е460 является наиболее известной пище-вой кислотой и выпускается в виде эссенции, содержащей 70-80% собствен-но кислоты. В быту используют разбавленную водой уксусную эссенцию, получившую название столовый уксус. Использование уксуса для консервирования пищевых продуктов – один из наиболее старых способов консервирования. В зависимости от сырья, из которого получают уксусную кислоту, различают винный, фруктовый, яблочный, спиртовой уксус и синтетическую уксусную кислоту. Уксусную кислоту получают путем уксуснокислого брожения. Соли и эфиры этой кислоты имеют название ацетаты. В качестве пищевых добавок используются ацетаты калия и натрия (Е461 и Е462).

Наряду с уксусной кислотой и ацетатами, применение находят диаце-таты натрия и калия. Эти вещества состоят из уксусной кислоты и ацетатов в молярном соотношении 1:1. Уксусная кислота – бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой во всех отношениях. Диацетат натрия – белый кристаллический порошок, растворимый в воде, с сильным запахом уксусной кислоты.

Уксусная кислота не имеет законодательных ограничений; ее действие основано, главным образом, на снижении рН консервируемого продукта, проявляется при содержании выше 0,5% и направлено, главным образом, против бактерий. Основная область использования – овощные консервы и маринованные продукты. Применяется в майонезах, соусах, при мариновании рыбной продукции и овощей, ягод и фруктов. Уксусная кислота широко используется также как вкусовая добавка. Винная кислота является продуктом переработки отходов виноделия (винных дрожжей и винного камня). Не обладает каким-либо существенным раздражающим действием на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта и не подвергается обменным превращениям в организме человека. Основанная часть (около 80%) разрушается в кишечнике под действием бактерий. Соли и эфиры винной кислоты называются тартратами. Применяется в кондитерских изделиях и в безалкогольных напитках (пищевая добавка Е334).

85. Характеристика молочной, фумаровой и янтарной кислот. Их получение и применение в пищевых технологиях. Молочная кислота выпускается в двух формах, отличающихся концентрацией: 40%-й раствор и концентрат, содержащий не менее 70% кислоты. Получают молочнокислым брожением сахаров. Ее соли и эфиры называются лактатами. В виде пищевой добавки Е270 используется в производстве безалкогольных напитков, карамельных масс, кисломолочных продуктов. Молочная кислота имеет ограничения к применению в продуктах детского питания. Янтарная кислота представляет собой побочный продукт производства адипиновой кислоты. Известен также способ ее выделения из отходов янтаря. Обладает химически свойствами, характерными для дикарбоновых кислот, образует соли и эфиры, которые получили название сукцинаты. При 235°С янтарная кислота отщепляет воду, превращаясь в янтарный ангидрид. Используется в пищевой промышленности для регулирования рН пищевых систем (пищевая добавка Е363). Фумаровая кислота содержится во многих растениях и грибах, образуется при брожении углеводов в присутствии Aspergillus fumaricus. Промышленный способ получения основан на изомеризации малеиновой кислоты под действием HCl, содержащей бром. Соли и эфиры называются фумаратами. В пищевой промышленности фумаровую кислоту используют как заменитель лимонной и винной кислот (пищевая добавка Е297). Обладает токсичностью, в связи с чем суточное потребление с продуктами питания лимитировано уровнем 6 мг на 1 кг массы тела.

86. Структура и химические свойства воды и льда. Молекула воды, кристаллизуясь, может связывать четыре других молекулы воды в тетраэдрической конфигурации. Поэтому образующийся лед имеет гексагональную кристаллическую решетку. Обычный лед принадлежит к бипирамидальному классу гексагональных систем. Кроме того, лед может существовать в девяти других кристаллических полиморфных конфигурациях, а также в аморфном состоянии неопределенной структуры. Однако только обычная гексагональная структура льда стабильна при нормальных условиях (760 мм рт. ст., 0°С).Лед состоит не только из НОН-молекул, ориентированных так, что один атом водорода расположен на линии между каждой парой кислородных атомов. Чистый лед содержит также и ионы Н+, Н3О+ и ОН-. Кроме того, кристаллы льда не являются совершенными, и имеющие место дефекты связаны с изменением положения протонов, сопровождаемым новой (нейтральной) ориентацией или изменениями ионного характера (с образованием Н3О+ или ОН-). Наличием этих дефектов можно объяснить бóльшую мобильность протона во льду, чем в воде, и небольшое увеличение электрической проводимости при замерзании воды.На структуру кристаллов льда оказывают влияние растворенные вещества. Тем не менее, для большинства пищевых продуктов и биологических материалов наиболее характерна гексагональная структура. Она была обнаружена при замораживании модельных водных растворов сахарозы, глицерина, альбумина и других соединений.Вода — химически активное вещество. Сильно п