Характеристика основних груп ХД

Синтетичні барвники (СБ)

СБ мають значні технологічні переваги у порівнянні з більшістю НБ. Вони дають яскраві, легко відновлювані кольори і менш чутливі до різних видів впливу.

СБ – дешевші за НБ. Але їх використання строго регламентується у порівнянні з НБ, оскільки вони можуть мати токсичну дію на організм людини.

Серед СБ найбільш поширені 9 основних:

тартразин Е102 (жовтий); жовтий хіноліновий Е 104 (лимонно-жовтий); жовтий "Солнечний закат" Е110 (оранжевий); кармуазин (азорубін) Е122 (малиновий); понсо Е124 (червоний); синій патентований Е131 (голубий); індігокармін Е132 (синій); синій блискучий Е133 (голубий); чорний блискучий Е151 (фіолетовий).

СБ – це органічні сполуки, вони добре розчиняються у воді, більшість із них утворює нерозчинні комплекси (лаки) з іонами металів і в такій формі в якості пігментів використовуються для забарвлення порошкрподібних продуктів, драже, таблеток, жувальних гумок.

З хімічної точки зору СБ розділяють на 5 класів:

- азобарвники (тартразин, жовтий "Солнечний закат", кармуазин, понсо, чорний блискучий);

- триарілметанові барвники (синій патентований, синій блискучий, зелений Е142, коричневий Е154, коричневий Е155.

- ксантанові барвники (еритрозин Е127);

- хінолінові барвники (жовтий хіноліновий Е104);

- індігоідні (індігокармін).

В якості харчових барвників використовують також деякі мінеральні пігменти і метали. Так, окис заліза (Е172) дає чорний, червоний і жовтий кольори, а діоксид титана (Е 171) і карбонат кальція (Е170) – білий; із металів використовують золото (Е175), срібло (Е174), алюміній (Е173).

СБ використовують як індивідуально, так і в суміші один з другим.

Індивідуальні синтетичні барвники містять, як правило 80-85% основного барвника в кожному конкретному випадку приведено.

Склад деяких сумішей барвників

Суміші барвників використовують для одержання кольорів і відтінків які можна приготувати за допомогою індивідуальних барвників.

Як індивідуальні, так і суміші барвників можуть виготовлятись з наповнювачами (сіллю або цукром). Такі суміші барвників з наповнювачами використовують для спрощення дозування у тих випадках, коли готується велика партія продукції.

Замінники цукру

Термін «цукор» (в харчовому розумінні) відносяться тільки до цукрози, яка є стандартом чистоти смаку і солодкості. Всі інші речовини, що мають солодкий смак, називають цукрозамінниками чи інтенсивними підсолоджувачами. В світі відомо десятки замінників цукру та інтенсивних підсолоджувачів які широко використовуються в США, Франції, Англії, Іспанії, Німеччині – 46 – 76 % населення.

Цукрозамінники надають харчовим продуктам солодкого смаку та виконують інші технологічні функції цукру. За силою солодкості цукрозамінники не дуже відрізняються від цукру і готовий продукт за консистенцією такий же як і з цукрозою.

За останні десятиріччя відбувається інтенсивне зростання виробництва замінників цукру, особливо вуглеводної природи, зокрема інвертних і крохмальних сиропів.

В світі виробляється 130 млн т цукру, а загальне виробництво замінників цукру складає 15-20 млн т до цукрового еквівалента. Це призвело до зниження вживання цукрози у чистому вигляді із цукрового буряка та тростини.

Існують різні класифікації солодких речовин: наприклад за хімічним складом, харчовими критеріями, за ступенем солодкості (з високим та низьким цукровим еквівалентом), за калорійністю (висококалорійні, низькокалорійні, некалорійні), за хімічною будовою, за походженням (натуральні та штучні).

Глюкозно-фруктозні сиропи (ГФС)

Шляхом ферментативного гідролізу крохмалю і крохмальмісткої сировини (картопля, кукурудза, пшениця, сорго і ячмінь) її постадійно перетворюють спочатку в глюкозу, а потім у суміш глюкози і фруктози.

Процес одержання сиропів можна зупинити на різних стадіях і тому можна одержати ГФС з різним співвідношенням глюкози і фруктози.

Класифікація солодких речовин

Якщо у сиропі 42 % фруктози це звичайний ГФС, при підвищеному вмісту фруктози до 55- 60% - збагачений ГФС (сироп 2-го покоління), а високофруктозний сироп 3-го покоління містить 90-95% фруктози.

У зв’язку з тим, що такий сироп солодший за цукор, за кордоном він поступово витісняє останній при виробництві напоїв, кондитерських і хлібопекарських виробів.

ГФС можна замінити біля 20% цукру в кондитерській промисловості, у виробництві морозива біля 50%, при виробництві хлібобулочних виробів, плодоовочевих консервів, безалкогольних напоїв і виноградних вин, згущеного молока – до 100%.

Кукурудзяні сиропи з високим вмістом фруктози можна використовувати при виробництві пшеничного хліба.

При цьому хліб довше не черствіє і не відрізняється від звичайного за смаком, однорідністю і кольором м’якушки.

Кондитерські вироби (цукерки, помади, зефір) з ГФС довше зберігаються у свіжому вигляді.

Використання сиропів у виробництві харчових продуктів дозволяє знизити їх калорійність.

Сьогодні в світі працює більше 100 спеціалізованих підприємств з виробництва високофруктозних сиропів, 59 з яких знаходяться в Азії із яких біля 50 працюють у Японії.

Суттєво збільшується використання ГФС на Тайвані, в Японії, Південній Кореї, Канаді.

Зокрема в США значно зросло виробництво високофруктозних сиропів, що призвело до суттєвого зменшення використання цукру.

Сиропи фірм «Gludex» і «Xarin» (Бразилія) являють собою прозору густу рідину (розчин цукрози, фруктози, глюкози в різних кількостях, які одержують гідролізом тростинної сировини).

Загальний вміст сухих речовин 76,6%, вміст фруктози – 23%, глюкози – 23%, сахарози – 30%, води – 24%.

Сироп «Глудекс» використовують при виробництві хлібобулочних та кондитерських виробів, джемів, консервованих фруктів, морозива, алкогольних напоїв.

Порівняно з цукром сиропи мають деякі переваги, а саме:

- зникає необхідність процесів розчинення та обробки цукру;

- для зберігання необхідна менша площа;

- підвищує температуру кипіння продукта;

- зменшує температуру замерзання, що запобігає кристалізації цукрози.

Глюкозно-фруктозні сиропи можна одержати з відходів переробки плодів і овочів. Сиропи також одержують з крохмальної патоки в досить широкому асортименті.

Кленовий сироп одержують із соку дерев цукрового клена який росте в Північній Америці і Канаді. Цей сік містить до 5% цукрози і небагато моноцукрів. Випарюванням із цього соку отримують кленовий сироп який використовують у домашніх умовах замість цукру.

Кленовий сироп це густа рідина світло-коричневого кольору з приємним ароматом, концентрація СР 66,5-70%.Із сиропа при уварюванні і подальшій кристалізації можна одержати твердий кленовий цукор.

Сорговий сироп одержують із стебел цукрового сорго, висота якого 2-3м. Стебла містять до 85% соку з вмістом цукру 12-18%. Для одержання сиропу сік віджимають із стебел на вальцівках, очищають, обробляють вапняковим молоком і згущують, уварюючи у вакуум котлах.

Сорговий сироп – густа рідина жовтуватого кольору з характерним запахом. Смак приємний, без присмаку гіркоти та карамелізованого цукру.

Сироп містить 75-80% СР з яких до 70% цукри, солі калія і магнія; фруктози 35-45%; глюкози 50-60%; є амінокислоти.

Левулезний (фруктозний) сироп виробляють із топінамбура (земляної груші)

Топінамбур містить полісахарид інуліна, мономером якого є фруктоза.

Сироп, що одержують при гідролізі інуліна містить біля 80% фруктози.

На основі сировини із топінамбура розроблені кондитерські, хлібобулочні вироби, соки, та інше. Для хворих на цукровий діабет виробляють концентрат із топінамбура, порошок, таблетки, капсули із чистого інуліну.

Цукрові спирти. Полілоли одержують: 1) шляхом гідрирування моносахаридів з допомогою каталізаторів; 2) ферментативним шляхом з дісахаридів; 3) шляхом повної чи часткової гідрогенізації продуктів з використанням високомальтозної патоки.

Використання цукрових спиртів в якості підсолоджуючих засобів не потребує для їх засвоювання організмом інсуліну, що дозволяє використовувати їх при приготуванні продуктів для діабетиків

Цукрові спирти практично повністю засвоюються організмом, але досить повільно, тому їх вживання обмежено.

Цукрові спирти порівняно з цукрами асимілюються значно меншим числом мікроорганізмів, тому продукти з цукровими спиртами (особливо ксилітом) менше піддаються дії мікроорганізмів, це пояснює їх меншу карієсогенність.

При змішуванні цукрових спиртів наблюдається синергічний ефект. Наприклад: суміш з 37% ксиліта і 63% сиропа лактіта (викор. при вир. мармеладу), а суміш з 40% сорбіта і 60% ксиліта має таку ж солодкість як і сахароза і використовується при виробництві жувальної гумки.

Річне виробництво цукрових спиртів в світі складає 1 млн т, із них сорбіта – 63% в рідкому вигляді і 20% сорбіта кристалічного; 180 тис. т сорбіта перероблюють у вітамін С.

36% поліолів використовують для заміни цукру при виробництві харчових продуктів.

Ксиліт Е967

Синоніми: ксилітол. Емпірична формула С₅Н₁₂О₅, м.м. 152,15.

Білий кристалічний порошок, без запаху, з солодким смаком, визиває відчуття холоду на язику. Т°пл. 93-94, t°кіп. - 215⁰С, стійкий до кислот і нагрівання, добре розчинний у воді (від’ємна теплота розчинення), середня розчинність у спирті, не розчиняється в жирових розчинах.

Природнє джерело ксиліта: міститься в овочах і фруктах до 1% СР, в ксилані березової деревини до 40% масових.

Березову деревину розкладають кислотою до Д-ксилози. Після очистки останню відновлюють до ксиліта. Ксиліт тому і називають "березовий цукор". Повільно всмоктується в тонкому кишечнику; в товстому – він піддається ферментативному розкладанню і засвоюється незалежно від інсуліна, виділяючи 2,4 ккал/г.

Одноразовий прийом більше 20 г, або вживання більше 50 г на добу може визвати пронос і надування живота.

Ксиліт некарієсогенний, інсулінонезалежний підсолоджувач, але більш дорогий, ніж сорбіт. Ксиліт використовують тільки там, де заважає гідроскопічність сорбіта.

Суміш 60% ксиліта і 40% сорбіта завдяки синергізму має солодкість, що адекватна сахарозі.

Ксиліт, ГОСТ 20710 "Ксилит пищевой", "Технические условия", виробляють: в/с W < 1,5%; Іс не>2,0%. Солодкість як у сахарози, дуже гідроскопічний, пакують у паперові мішки з поліетиленовим вкладишом, зберігають при j не > 75%.

Технологічні аспекти використання:

- не бере участі у формуванні кольору поверхні виробів;

- не бере участі у формуванні структури, як цукор;

- дорожчий, за цукор у декілька разів.

Сорбіт Е420

Синоніми: сорбітол, гексангексол, Д-глюцит.

Емпірична формула С₆Н₁₄О₆, м.м. 182,17. Це білий кристалічний порошок, без запаху, гігроскопічний, солодкий на смак, холодить язик, солодкість 48-60% солодкості цукрози.

Т°пл – 96⁰С, наслідком від’ємної теплоти розчинення є "холодящий" ефект кристалів сорбіта на язику; добре розчинний у воді, гарячому етанолі, середня розчинність у холодному етанолі, не розчиняється у жирі.

Природнім джерелом для одержання сорбіту є ягоди горобини та плоди сімейства розовоквіткових.

Сорбіт незначно всмоктується в тонкому кишечнику (10-20 г/год). Великі дози (більше 20 г, денна 50 г) можуть визвати розклади роботи ШКТ (пронос).

В товстому кишечнику сорбіт розкладається ферментами, потім засвоюється інсуліннезалежно зі звільненніям 2,4 ккал/г. Сорбіт є слабкий каріоген (утворює на 70-90% менше кислоти, ніж цукроза) ДДП не визначена, але слід враховувати його послаблюючу дію.

Сорбіт виробляється:

ОСТ 645-59-78 – кристалічна речовина виражена у вигляді твердих плит сіруватого кольору;

ТУ 64517-80 – порошкоподібний.

Солодкість 48% сахарози, калорійність 353 ккал.

Недоліки ті ж самі, що і у ксиліта крім того:

- відчувається металеве після смакове відчуття;

- дозування у 2 раз більше ніж цукру;

- дріжджами не зброджується.

D – маніт Е421

Синоніми: гексангексолманітол, манітол. Емпірична формула С₆Н₁₄О₆, м.м. – 182.17

Це білі негідроскопічні кристали без запаху, солодкі на смак, в 2 рази менша солодкість, ніж сахарози.

D –маніт має незначну оптичну активність, добре розчинний в гарячій воді, середня розчинність в спиртах, холодній воді, не розчиняється в жирі.

Джерело (природнє) – основний компонент-манани застиглого ексудата ясеня і платана (30-50) і 80-90% відповідно), міститься у грибах, мохові, водоростях.

Одержують каталітичним гідрировуваням манози або збагаченого фруктозою інвертного сиропа.

Маніт незначно всмоктується тонким кишечником; одноразове вживання >20 г (добове вживання > 50г) може визвати пронос. В товстому кишечнику маніт піддається ферментативному розкладанню (іноді супроводжується надуванням живота), а потім засвоюється інсулінезалежно, звільняючи 2,4 ккал/г; маніт не визиває карієса.

ДДП не визначена, при використанні слід враховувати послаблюючу дію. В ЄС дозволений для підсолоджування всіх харчових продуктів, крім напоїв.

Маніт дорожчий за сорбіт; використовується при виробництві жувальної гумки, в фармації, в косметичних виробах.

Лактіт Е966

Синоніми: гідрирувана лактоза, лактітол, м.м. 334,31 (б/в).

Органолептичні властивості: це білі слабогігроскопічні кристали без смаку зі слабким солодким смаком (30-40% солодкості цукрози), холодить язик.

Лактіт має від’ємну теплоту розчинення, t°пл 146⁰С; 115-125⁰С моногідрат; 70-80⁰С дігідрат.

Одержують каталітичним гідруванням лактози. Лактіт не викликає карієсу зубів і практично нешкідливий для хворих на цукровий діабет, інсулінонезалежний. Лактіт повністю гідролізується в тонкому кишечнику має послаблюючий ефект.

Мальтіт і мальтітний сироп Е965

Синоніми: гідрирувана мальтоза, мальтітол

Емпірична формула: С₁₂Н₂₄О₁₁ м.м. 344.31

Це білий кристалічний порошок без запаху, з солодким смаком; 0,8 солодкості цукрози.

Температура плавлення 148-151⁰С, стійкий до гідролізу, добре розчиняється у воді, середньо – у спирті, не розчиняється в жирі.

Одержують каталітичним гідрирувуванням мальтози або високомальтозних сиропів.

Мальтіт не повністю гідролізується в тонкому кишечнику до глюкози, сорбіта та маніта. Мікрофлора товстої кишки розкладає залишок на коротколанцюгові жирні кислоти які всмоктуються і засвоюються.

Мальтіт не визиває карієсу і має незначні обмеження для хворих діабетом. Добове вживання більше 90 г може визвати пронос.

Ізомальтіт Е953

Синоніми: ізомальтітол, палатініт, м.м. 344,32

Це білі кристали без запаху з солодким смаком

Т°пл 145-150⁰С, відносно стійкий до гідролізу, гігроскопічний, добре розчиняється у воді, середня розчинність у спиртах; не розчиняється у жирі.

Одержують ферментативною ізомеризацією цукрози в ізомальтозу (палатінозу) яку потім піддають каталітичному гідрируванню.

В тонкому кишечнику піддається неповному гідролізу (до глюкози, сорбіта та маніта). Залишок розкладається мікрофлорою товстого кишечника до коротколанцюгових жирних кислот.

Ізомальтіт некарієсогенний і не завдає серйозної загрози для хворих на цукровий діабет. Одноразовий прийом 20-30 г може визвати пронос і надування живота.

Він в 2 рази менш солодкий, ніж цукроза. З точки зору технології він більше, ніж всі інші замінники цукру схожий на цукор і може без зміни технології використовуватися у виробництві твердої і м’якої карамелі, шоколаду і багатьох інших харчових продуктів, які можуть вважатися некарієсогенними, діабетичними і низькокалорійними.