Функционалните добавки, с които се срещаме при преработката на мляко

Стабилизаторите и емулгаторите са добавки (адитиви) с изключително важна роля за постигане на определена функционалност - формиране структурата и качеството на млечните продукти.

Производството на млечни продукти през последните години значително се промени с използването на много и различни, понякога комбинирани емулгиращо-стабилизиращи системи.

Емулгирането е процес на свързване на една несмесваща се субстанция с друга. Типичен пример при производството на млечни напитки е разпределението на мазнината във водната фаза и взаимодействието й с протеините. Благодарение на вътрешното повърхностно напрежение между компонентите, образуването на емулсия може да създаде проблеми.

Продуктите, които имат способността да намаляват вътрешното повърхностно напрежение, като улесняват образуването на емулсия се наричат емулгатори.

В хранителната индустрия съществува голямо разнообразие от емулгатори. Сред най-популярните са:

• лецитин
• моно- и диглицериди
• дестилирани моноглицериди
• оцетно-кисели естери на моно- и диглицериди
• млечно-кисели естери на моно- и диглицериди
• лимонено- кисели естери на моно – и диглицериди
• диацетил естери на винената киселина
• полиглицеринови естери
• пропилен гликолови естери
• сорбитолови естери
• полиокси етилен-сорбитолови естери
• глюконови  естери и полиглюкоглицериди.

Разрешените видове емулгатори и нивата, при които могат да бъдат използвани в производството на млечни продукти се подчинява на нормите и препоръките  в действащите наредби за хранене, приети в съответната страна. За България допустимите емулгиращи компоненти, използвани при преработване на мляко в млечни продукти и техните нива са дадени в Наредба 8/ 2002 г. Най – разпространена  е употребата на лецитин и моно- и диглицериди на мастните киселини.

Моно– и диглицеридите се получават при взаимодействието на мазнините с глицерол. Функционалната съставка на моноглицеридите е 1-моноглицерида, който се състои от хидрофилна глицеролова част и хидрофобната  верига на мастната киселина. В сместа мазнина/вода моноглицерида  съдейства за насочването на глицероловата част към водната фаза, а въглеродната верига на мастните киселини към маслената фаза. Този процес води до понижаване на повърхнотното напрежение и се предотвратява флокулацията на маслените клъбца (отделянето на маслената фаза като слой), така че да се създаде възможност за образуване на две фази.

Чрез промени в големината и степента на насищане на въглеродната верига на мастните киселини се дава възможност за получаване на моно- и диглицериди с доста различни характеристики. Например, моно-диглицеридите могат да не съдържат достатъчно количество от 1-монодиглицерида, за да задоволят точно определени желания и се налага специфично търсене на подходящия вид. Освен това, последващите процеси на производство, като дестилация, биха позволили постигането на желаното ниво от  този ингредиент. Дестилираните моноглицериди могат да съдържат 1-моноглицериди повече от 90%. Така производството на моноглицеридите може да цели постигане на определено качество на крайния продукт и специфичните, разрешени за приложение от здравното законодателство нива за влаганите концентрации (препоръчаната доза).

В какво се изразява ролята на емулгаторите?

На първо място, използваните емулгаторите в съприкосновение с компонентите на млякото, дестабилизират мембраните на маслените клъбца. В резултат от разрушаване на мембраните на маслените клъбца по време на охлаждане или вработване на въздуха при разбъркване на млякото е възможно частично избиване на маслената фаза. Избиването на маслената фаза от мастните глобули и последващо свързване с разрушените и неразрушени маслени клъбца води до образуване на агломерати. Така образувалите се агломерати се разполагат на граничната повърхност между водната фаза и  мехурчетата вработен въздух и ги стабилизират. Този процес улеснява вработването на въздух и подобрява разпределението на въздушните мехурчета при производството на сладолед. Важно е да се отбележи, че емулгаторите не само подпомагат, но в действителност контролират процеса на избиване на маслената фаза. Този процес е от особено значение за получаването на гладка консистенция при  производството на млечни продукти.

Ролята на емулгаторите в млечните продукти се изразява в:

• да подобрят разпределението на маслената материя;
• да контролират агломерирането на маслената фаза;
• да съдействат при формиране на гладка текстура и консистенция.

Стабилизатори, гуми или хидроколоиди са само някои от определенията, използвани за описание на групата добавки, които регулират вида и консистенцията на хранителните продукти.

Стабилизаторите са продукти, които се хидратират при добавяне на вода (свързват вода). По време на този процес високомолекулните структури на стабилизаторите се разгъват и разтварят. В резултат на образуваните водородни връзки и мрежеста структура, мобилността на несвързаната вода се понижава. Тези ефекти са лесно обясними, тъй като при работа със стабилизатори се наблюдава повишаване на вискозността на сместа или образуване на гел.

Стабилизаторите, които се използват в производството на млечни продукти или  десерти се разделят:

1.  В зависимост от  естествения източник на получаване

• морски водорасли
• растителни семена
• растителни екстракти

  2.  В зависимост от  произхода си стабилизаторите биват:

• Белтъчни: желатин
• Растителни: гума арабика, гума гати,  гума карая
• Гуми от семена: локуст бийн гума, гуар гума
• Екстракт от водорасли: агар, алгинати, карагенан, фурцелеран,
• Пектини: ниско-  и високоестерифицирани
• Целулозни деривати: натриева карбоксиметилцелулоза, микро-кристална целулоза, метил- и метилетил целулоза, хидроксипропил- и хидроксипропил- метил целулоза
• Гуми от микробиален произход: декстрин, ксантан

Основните функционални ефекти на различните стабилизатори могат да бъдат подобни, например да свързват водата и нейното имобилизиране, но крайния продукт може да притежава различни характеристики в зависимост от използвания вид. Състава и функционалността на всеки вид стабилизатор могат да варират в широки граници. Изборът на суровините е силно зависим от характеристиката на крайния продукт, а това е съществен момент при търсенето и намирането на най-подходящия от всички стабилизатори за постигане на желано качество на крайния продукт.

Използването на стабилизатори в приготвяне на млечни продукти е с цел:

• да повиши вискозитета ;
• да подобри структурата и вида на млечния продукт;
• да подобри стабилността при съхранението;

Млякото и млечните продукти са системи със сложен химичен състав, а взаимодействието между използваните стабилизатори и млечните компоненти може да доведе и до евентуална преципитация (утаяване) на млечните протеини или стабилизатори. Предвид взаимодействието на стабилизатора с млечните компоненти, прилагането само на един от тях -  независимо от вида, е съпроводено от предимства и недостатъци. Влиянието върху свойствата на крайния продукт – вид, текстура, стабилност на съхранение - варира при различните видове стабилизатори. Комбинацията от стабилизатори се прави с цел,  да се получи най-добър положителен ефект в характеристиките на крайния продукт  и избягване на нежеланите ефекти. Използването на смес от стабилизатори дава възможност за подобряване на синергизма между отделните видове стабилизатори,  включени в сместа.

Комбинираните емулгиращо-стабилизиращи системи са смеси от един или два емулгатора и няколко подбрани стабилизатори. Комбинираните емулгатори и стабилизатори се предлагат като сухи смеси или интегрирани продукти. Прилагането на тези продукти има предимството, че риска от грешки при дозирането е намален за разлика от начина на работа само с един избран стабилизатор или емулгатор.

Обикновено  комбинираните смеси се смесват с малко количество от млякото или със захарта на сухо преди добавянето им към общото мляко, предназначено за производство на млечен продукт, за да не се допусне получаване на неразтворени участъци. Образуваните бучки при смесване с течната фаза води до загуби в ефекта от стабилизатора/емулгатора, така че доброто размесване е изключително важен етап от подготовката на сместа преди пастьоризацията и следващите технологични операции.

Използваните комбинирани емулгиращо-стабилизиращи системи предлагат предимства като:

• пълно разпределение в смесите и способност да се добавят независимо от температурата;
• удобни за работа;
• високоефективни и точно балансирани;
• изключително добра микробиологична характеристика, дължащо се на специалните условия на производство.

Предлаганите комбинации от емулгиращо-стабилизиращи системи за подобряване консистенцията и устойчивостта на транспорт при производсвото на кисело-млечни продукти съдържат:

• млечен протеин – модифицирано нишесте;
• млечен протеин – пектин – модифицирано нишесте;
• пектин- желатин – модифицирано нишесте;
• моно- и диглицириди – желатин – пектин;
• моно- и диглицериди - гуар – пектин;
• моно- и диглицериди – карагенан – гуар и много други.

За автора