В научном сообществе нередко проводятся дискуссии о преимуществах камедей в качестве пищевых волокон, которые можно охарактеризовать как своеобразный «полимер клетчатки», аналогичный пектину по своему действию. Проведены исследования, посвященные взаимодействию камедей с желчными кислотами в человеческом кишечнике. Этот синергетический эффект способствует замедлению абсорбции холестерина, сахара и тяжелых металлов, что в конечном итоге приводит к улучшению процессов пищеварения. В связи с этим, детальное изучение функционально-технологических характеристик различных видов камедей, а также выявление специфики их интеграции в разнообразные пищевые матрицы, представляет собой актуальное научное направление.
В работе ученых Астраханского государственного технического университета приведена комплексная сравнительная оценка камедей с акцентом на потенциальные возможности их использования в качестве загустителей для соусов*.
В роли объектов для анализа были выбраны промышленные образцы гуаровой (Е412), ксантановой (Е415), тары (Е417) и камеди рожкового дерева (Е410). Особое внимание уделено оценке воздействия сахара, соли и лимонной кислоты на функциональные параметры и технологические характеристики томатных соусов, загущенных камедями.
Чтобы глубже разобраться в принципах функционирования камедей в готовом продукте, предлагаем краткий обзор ключевых функционально-технологических свойств каждого из рассматриваемых видов.
Камедь тары, камедь рожкового дерева и гуаровая камедь имеют растительное происхождение и обладают общим, наиважнейшим свойством – они выступают в синергии с другими гидроколлоидами, усиливая их действие. И если первые плохо растворяются в холодной воде склонны к деградации в условиях с пониженным или повышенным рН, то гуаровая камедь отличается стабильностью, хорошей растворимостью в горячей и холодной воде, а также придает продукту ощущение текстурной однородности - это обусловлено структурой ее молекул, где часто чередуются сегменты с боковыми цепями.
Ксантановая камедь продуцируется с помощью микроорганизмов и прекрасно контролирует реологические характеристики в водных средах, поддерживая стабильную вязкость в обширном спектре значений рН, даже при наличии электролитов и под воздействием повышенных температур.
В случае, если перечисленные функциональные характеристики идеально вписываются в рамки ваших производственных нужд и технологических процессов, мы рекомендуем посетить наш сайт для детального ознакомления с полным спектром предлагаемых камедей.
Далее мы переходим к детальному разбору проведенного эксперимента.
1 этап. Проведение эксперимента по подбору оптимальных дозировок для загущения модельных соусов. Условия:
- концентрации загустителей – от 0,5 до 5% (такой диапазон позволил подобрать наиболее точную концентрацию гидроколлоидов для получения соуса, подходящего по всем параметрам);
- условия гидратации: нагревание до 90 ± 2 °С, затем постепенное охлаждение до 20 ± 2 °С;
- выдержка в условиях холодильного хранения при температуре 4 ± 2 ºС на протяжении 48 ч.
По результатам эксперимента, на основе эмпирических данных доказано, что для достижения классической консистенции соусов наиболее подходящей является 1 %-я концентрация загустителя в общей системе.
2 этап. Комплексная оценка параметров вязкости, растекаемости, а также анализ воздействия пищевых вкусовых добавок (соль, сахар и лимонная кислота) на реологические характеристики разработанных систем.
1. Процедура тестирования растекаемости
Оценка растекаемости модельных соусов осуществлялась с применением нестандартизированной методики: измеряли диаметр, который занимали 11 г исследуемого соуса на ровной поверхности после прохождения через трубочку d = 30 мм, на высоте 2–3 см от уровня поверхности, при температуре 20 ± 2 °C в течение 1 мин.
По итогам анализа определены значения растекаемости для модельных соусов с добавлением камедей в интервале 38–65 мм.
Учитывая установленные эталонные показатели растекаемости, выделены образцы камедей, попадающие в целевой диапазон: камедь тары – 50 мм и гуаровая камедь – 47 мм. При этом для того, чтобы добиться оптимальной растекаемости соуса на основе камеди рожкового дерева, необходимо увеличить ее концентрацию, а для ксантановой камеди – уменьшить.
2. Изучение влияния пищевых вкусовых добавок
Анализ воздействия соли, сахара и лимонной кислоты на реологические свойства сформированных систем в установленных дозировках (1, 10 и 0,1% соответственно), показал результаты, которые приведены в таблице 1.
После анализа данной таблицы мы можем сделать вывод о том, что добавление соли к растворам незначительно влияет на вязкость в сторону увеличения, тогда как добавление сахара и лимонной кислоты увеличивают вязкость до 10% от начальной (для камеди тары с сахаром и камеди рожкового дерева с лимонной кислотой).
Наивысшие оценки по вязкостным характеристикам присвоены образцам с ксантановой камедью и гуаровой камедью при комбинации с используемыми пищевыми добавками. Наибольшие значения вязкости зафиксированы для ксантановой камеди в присутствии сахара и лимонной кислоты – 348 и 359 ед. соответственно.
Механизм синергетического эффекта камедей с лимонной кислотой и сахаром связан с формированием водородных связей между гидроксильными группами полисахарида и молекулами сахара, а также с уменьшением активности воды, что усиливает вязкостные свойства камеди. Кроме того, известно, что процесс модификации ксантановой камеди путем сшивания с лимонной кислотой, способствуют повышению его термостойкости и водостойкости, увеличению плотности консистенции гелей за счет образования сложноэфирных связей между гидроксильными группами полисахарида и карбоксильными группами лимонной кислоты.
3. Оценка органолептических показателей
Для анализа систем использовались те же образцы с добавлением соли, сахара и лимонной кислоты после выдержки в холодильнике в течение 48 часов.
Выявлено, что вкус и аромат во всех образцах остаются невыраженными; камеди обладают полной органолептической нейтральностью.
На рисунке 1 визуально прослеживаются различия во внешнем виде образцов – камедь тары имеет самую высокую степень прозрачности системы наряду с гуаровой камедью, в то время как камедь рожкового дерева приобрела нежелательный светло-коричневый оттенок, а у ксантановой камеди в процессе хранения образовалась комковатая структура.
Органолептическая оценка результатов проведенных исследований была проанализирована с помощью дескрипторно-профильного метода для определения влияния комбинированных веществ на устойчивость камедь-содержащих систем после хранения в холодильных условиях (рис. 2).
Сформированные сенсорные профилограммы иллюстрируют следующие органолептические особенности образцов:
- раствор камеди тары выделяется однородностью и высокой прозрачностью, полной нейтральностью вкуса и запаха, а также умеренно густой, вязкой и хорошо растекающейся консистенцией.
- гуаровая камедь полностью совпадает с камедью тары по вкусоароматическим параметрам; при этом фиксируется её более густая консистенция с пониженным значением растекаемости в сравнении с камедью тары.
- ксантановая камедь и камедь рожкового дерева характеризуются сниженными показателями по внешнему виду и консистенции продукта, проявляющимися в выраженной неоднородности и непрозрачности растворов, а также в чрезмерной плотности и комковатости систем с ксантановой камедью. Камедь рожкового дерева выделяется среди всех образцов наличием светло-коричневого оттенка в разбавленных системах – этот фактор способен оказывать влияние на цвет и прозрачность продуктов, подвергаемых загущению.
В ходе экспериментальных работ специалистами подтверждено, что применение пищевых добавок (соли, сахара и лимонной кислоты) не приводит к изменениям органолептических показателей соусов на протяжении всего периода хранения.
Вывод
Итоги всесторонних исследований реологических и органолептических характеристик промышленных образцов камедей демонстрируют обоснованность и практическую целесообразность использования камеди тары и гуаровой камеди в 1 %-й концентрации как эффективных структурообразователей в пищевых системах, типичных для соусов. В случаях, когда в рецептуре присутствуют сахар и лимонная кислота, допускается снижение дозировки загустителя до уровня 0,7–0,8 %.
С уважением,
Команда «GEA Ingredients»
Статья составлена на основе научной публикации ученых Астраханского технологического университета.
*Муханова М.А., Якубова О.С., Бекешева А.А., Айзатулина Н.Р. Сравнительная характеристика камедей и перспективы их применения для загущения соусов // Индустрия питания|Food Industry. 2021. Т. 6, № 3. С. 58–68. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-3-7.