08 сен 2022г.

Все, что нужно знать о пектинах технологу пищевого производства

У производителей сладостей есть необходимость улучшать свои изделия — изготавливать продукты с более длительными сроками годности, чтобы они стали более доступны потребителю, но при этом оставались безопасными. Встаёт вопрос: как произвести безопасный продукт с достаточным сроком годности? Причем важно, чтобы — вкус, текстура, запах и внешний вид изделия не менялись на протяжении всего периода хранения и реализации.

С этой задачей помогают справиться пищевые добавки — это целая группа ингредиентов, которая делится на множество подгрупп, в зависимости от их функционального назначения. Это вещества, добавляемые в технологических целях в пищевые продукты в процессе производства, упаковки, транспортировки или хранения для придания им желаемых свойств.

Далее в статье подробно разберём один из видов пищевых добавок и расскажем, что такое пектин простыми словами.

Что такое пектины

Пектин – это натуральное вещество, содержащееся в ягодах, фруктах, некоторых овощах и даже в корзинках подсолнечника. Пектины, или пектиновые полисахариды, относятся к группе водорастворимых углеводов, которые встречаются в клеточных мембранах и межклеточных тканях некоторых растений.

Промышленным пектинам присвоен индекс пищевой добавки и числовое значение Е440i. Пектины относятся к классу загустителей, стабилизаторов, комплексо- и гелеобразователей, а также он является влагоудерживающим агентом и осветлителем, применение пектинов также позволяет продлить сроки хранения готовых продуктов, так как влияют на активность воды в изделиях.

С помощью пектина готовят традиционные и нетрадиционные виды желейных изделий, такие как мармелады, плодово-ягодные начинки для различной выпечки, в том числе термостабильные, прослойки тортов и пирожных, при помощи пектинов осветляют соки, варят джемы и варенье, добавляют в тесто, как влагоудерживающий агент в производстве хлебобулочных изделий. Огромнейший спектр применения!

Каждое крупное пищевое производство создает свой уникальный продукт. Для того, чтобы понимать какой пектин использовать для такого продукта, , необходимо читать состав и изучать спецификацию от производителя, чтобы узнать о его назначении.

Виды и назначения пектинов

Все пектины по химическому строению молекулы подразделяют на высокоэтерифицированные (ВЭ), среднеэтерифицированные и низкоэтерифицированные (НЭ) пектины. Низкоэтерифицированные пектины могут быть также и амидированными, то есть обработаны аммиаком, эти пектины обозначаются индексом(ii) и на этикетке обознаются как Е440(ii).

Этерификация — это реакция образования сложных эфиров при взаимодействии кислот и спиртов, другими словами, это процесс образования эфира из низкомолекулярных исходных соединений, сопровождающееся выделением простейших веществ. Осаждение пектинового вещества проводится при помощи метилового спирта, именно поэтому эти пектины также называют еще высоко- и низкометаксилированными.

Пектины разной степени этерификации (метоксилирования), различаются и по скорости гелеобразования (скорость садки) и по прочности студня (USA-SAG) — определение прочности силы геля по международному методу стандартизации -(США-САГ). Измеряют силу геля, приготовленного по стандарту — время, температура, форма и размеры геля — и измеряют специальным прибором — - ридгелиметром, на нем измеряют процент соединения геля под собственным весом и пересчитывают в градусы USA-SAG, стандартом является 150° USA-SAG.

Высокоэтерифицированные пектины

ВЭ пектины — это все пектины со степенью этерификации (метоксилирования) больше50%. Они стандартизированны сахаром до стандартной прочности. Иногда эти пектины поставляются с добавками кислот и буферных солей (ретардаторов) для регулирования скорости гелеобразования.

Замедлить гелеобразование позволяют буферные соли, а кислота в свою очередь, может ускорить этот процесс.

Обычно такие стандартизированные ВЭ пектины разделяют на быстро-, средне- и медленножелирующие. Реже выделяются промежуточные, например, сверхмедленножелирующий пектин.

Выпускаются также инстантные пектины с улучшенной растворимостью.

ВЭ пектины со степенью этерификации больше (60%) хорошо растворимы в горячей воде, среднерастворимы в спиртах, а в холодной воде комнатной температуры только набухают.

Растворимость ВЭ пектинов возрастает с увеличением степени этерификации.

ВЭ-пектины со степенью этерификации выше (60-70%) в кислых растворах (ph<4) с содержанием растворимых сухих вещест (СВ)(обычно сахара), выше 55% при охлаждении в течение 20-120 мин образуют прозрачные неплавкие нетермообратимые гели с блестящим изломом. Поэтому именно такие пектины чаще всего применяют для производства классического мармелада на пектине.

Наиболее благоприятная область ph для быстрожелирующих и среднежелирующих пектинов — 3,0-3,4, а для медленножелирующих ph 2,8-3,2.

Полностью этерифицированный пектин может образовывать гель вообще без добавления кислоты при наличии достаточного количества сахара.

Увеличением количества сахара и снижением ph можно добиться ускорения процесса гелеобразования. Температура «садки»(начала гелеобразования) в среднем- 74-80° С- для быстрого, 65-70° С - для средне-медленного и 45-60°С- для медленного. При низкой концентрации сахара блокируется процесс желирования.

Низкоэтирифицированные пектины

Низкоэтирифицированные пектины — это все пектины со степенью этерификации (метоксилирования) <50%.
Пектины могут быть деметоксилированы при определенных условиях без заметного снижения студнеобразующей способности. Понижение содержания метоксильных групп у пектина характеризует ослабление его способности к студнеобразованию, что отражается на его скорости студнеообразования и текстуре. Как правило, НЭ пектины имеют более низкую температуру «садки», чем ВЭ пектины и менее плотную иногда намазывающую консистенцию.
В отличие от ВЭ пектинов, образуют термообратимые гели, то есть изделия приготовленные с добавлением такого пектина можно повторно расплавить и стабилизировать, однако студни образованные данными пектинами обладают меньшей прочностью и плотностью, чем с применением ВЭ пектинов, так как они мягче и нежнее.
Часто НЭ пектины обрабатывают газообразным аммиаком, то есть аммидируют пектин. Амидированные пектины образуют гель с низким процентом сухих веществ и большим диапазоном ph. Такие пектины подходят для производства желе с минимальным содержанием сахара. За счет низкой скорости и температуры желирования амидированные пектины дают эластичную вязкую текстуру продуктов, поэтому подходят для производства йогуртов, сметанных продуктов, а также фруктово-ягодных наполнителей для хлебопекаренной и мучной кондитерской отрасли.
Начинки на амидированных пектинах отлично сохраняют свою консистенцию после механических нагрузок, например, после перекачивания насосом, поэтому они широко применяются при производстве выпечки.
Амидированный НЭ-пектин проявляет большую реакционную способность по отношению к ионам кальция, чем неамидированный, и может использоваться в более широком диапазоне концентраций Са2+.Повышение степени амидирования пектинов увеличивает температуру гелеобразования, причем образующиеся гели являются также полностью термообратимыми. Тем самым применение амидированного низкометаксилированного пектина дает некоторые преимущества, однако неамидированный НЭ пектин позволяет добиться более мягкой намазывающей текстуры.
НЭ пектины (<40%) хорошо растворимы в мягкой воде даже при комнатной температуре, заметно растворяются и в щелочах, среднерастворимы в кальцийсодержащих растворах, нерастворимы в спиртах. Также как и ВЭ пектины, НЭ пектины тоже могут поставляться как в чистом виде, так и с добавлением буферных солей — ретардаторов, которые добавляют для изменения реологических свойств пекина под определённые функциональные задачи. Это, так сказать, пектины специального назначения.

Таким образом, ВЭ пектины желируют в присутствии сахаров, а НЭ-пектины в растворах, содержащих двухвалентные ионы (обычно Ca+). Скорость гелеобразования и прочность геля зависит от ионов, которые могут быть добавлены к пектинам специально на производствах, так как они образуют комплексы с кальцием, например, цитраты и фосфаты, а также от значения ph и концентрации растворимых веществ. При добавлении к НЭ пектину сиропа раствора концентрированной кислоты значение ph понизится, и через несколько минут (время зависит от количествава кислоты) начнет образовываться гель.

НЭ пектины применяют при изготовлении овощных и плодово-ягодных желе, паштетов, студней, сыров, нетрадиционных мармеладных изделий и пищевых продуктов детского и диетического питания, а также в молочном производстве.

Особенности стандартизированных пектинов

Вышеперечисленные пектины выпускают различные заводы, стандартизируя их под обычные запросы пищевых производств, подразумевая доработку на крупных производствах технологами.

Не каждая компания-производственник имеет в штате технологов, которые могут стандартизировать основу определённого пектина под исключительно свои нужды, добавляя буферные соли, кальцийсодержащие добавки и так далее.

Поэтому в компании ILbakery представлены стандартизированные пектины для нужд российских пищевых производств. Кроме того, пищевые компании могут заказать в ILbakery стандартизацию пектина под свой запрос. Рассмотрим лишь некоторые из стандартизированных пектинов ILbakery пектин nh, пектин Х58, бескислотный пектин.

Пектин nh

Пектины nh часто используют для производства желеобразных кондитерских изделий, а также напажей (глазурей), иногда с процессом последующей заморозки. Они слабо подвержены синерезису — не отпускают самопроизвольно воду и зависят от низкого ph, идеально работают при ph 3–3,5 (без добавления сахара), а в присутствии сахаров этот диапазон может повысится до 3,5-3,7. Однако, при достаточно высокой дозировке сахара может блокироваться процесс гелеобразования. Достаточным количеством сухих веществ (необязательно добавленный сахар) для гелеобразования будет значение от 20%.

В состав пектина nh ввели следующие буферные соли — пирофосфат натрия и ортофосфат кальция. Такой пектин в основе термообратим, а с добавлением солей позволяет снизить скорость гелеобразования (степень садки) и работать с небольшим сухим остатком, можно готовить с минимальным количеством сахара, а также пектин меньше подвержен комкообразованию при внесении в массу.

При более высоком уровне сухих веществ можно сварить классический плодово-ягодный мармелад. Однако для достижения реологических свойств мармелада иногда необходимо применять некоторые технологические уловки, например повысить температуру варки сахарно-пектинового сиропа, что позволит уварить мармеладный студень до необходимой плотности, при которой мармелад будет хорошо держать форму. А для того, чтобы сварить фруктовую начинку, например для торта, достаточно довести массу до температуры кипения, перелить ее в форму, охладить и мягкая нежная фруктовая начинка готова.

Температура садки такого пектина ниже, чем у обычных ВЭ пектинов и составляет - 45-60°С, что очень удобно для отливки в форму. Однако даже при всех его преимуществах, данный вид пектина не подход для других технологических задач, например, для желирования молочных масс или масс с низкой кислотностью.

Пектин Х58

Пектин Х58 имеет высокую активность с кальцием. Работает в диапазоне ph- 3,4–5. Степень этерификации меньше50% (обычно30%), может иметь кисловатый привкус (у порошка).

Такой пектин ILbakery стандартизирует внесением таких буферов, как - фосфаты, в частности, кальциевые соли, что одновременно позволяет пектину желировать при более низкой температуре, т.е. замедлить скорость садки - процесс гелеобразования в массе и работать с сырьем, которое имеет небольшое количество сухого остатка, а это значит, что можно готовить мармеладные массы со сниженным количеством сахара или даже без него. Так же данные добавки позволяют стабилизировать молочные системы, с последующей аэрацией при взбивании, повышая стойкость пенообразования.

Гидратируются и желирует при t около 80-82°С. Высокая дозировка сахара также, как у NH пектинов, блокирует гелеобразование. Вязкость увеличивается в присутствии кальция и других катионов. Имеет синергию с камедью рожкового дерева. Хорошо переносит заморозку. Создает достаточно плотное желе при достаточной концентрации.

Используется для загущения, стабилизации и приготовления кремов, начинок, джемов и мармеладов из кальцийсодержащих продуктовНа таком пектине можно сварить и напаж, однако консистенция у глазури будет более рыхлая, чем на пектине nh.

Подходит для молочных желе, пудингов, мармелада, ганашей, заварных кремов и фланов Температура садки чаще снижена до 45-60° С. Может подкисливать загущаемую среду, это может отражаться на вкусе готового продукта. Например, у молочного вкуса может быть ощутимо легкое молочнокислое послевкусие.

Пектин Acid Free

Бескислотный пектин — амидированный НЭ пектин который, в отличие от других пектинов, работает в большем диапазоне ph — от 2,5 до 7. . Больше интересен для использования в слабокислой или бескислотной окружающей среде богатой кальцием — молоко, орехи, некислые фрукты, а также в продуктах с добавлением шоколада. Не требует добавления сахара и может зажелировать даже воду по типу желатина.

Гидратируется и желируется при температуре около 80-82 °С. Хорошо переносит заморозку. Термообратим. Высокая дозировка сахара блокирует гелеобразование. Вязкость увеличивается в присутствии кальция и других катионов. Имеет также, как пектин Х58, синергию с камедью рожкового дерева. Температура садки чаще снижена до 45-60° С.

Пектин стандартизирован внесением таких буферов, как фосфаты, полифосфаты и кальциевые соли для более плотной текстуры, что позволяет желировать не только массы с низким содержанием сухих веществ, но и даже воду. А у пектина , как следствие, понижена его зависимость от ph среды, что даёт возможность желирования масс в диапазоне ph вплоть до 7.

В заварных кремах на основе молочного сырья может придавать легкую крупинчатую текстуру, также и мармеладах на основе ореховых паст и сливок, создает мягкую нежную намазывающую консистенцию держащую форму.

Все пектины являются безопасными для человеческого организма и отрицательного воздействия этих ингредиентов не обнаружено. Доза суточного потребления установлена только для амидированного пектина — 25 мг/кг массы тела.

Подводя итоги данной статьи, можно сказать, что растворимость и работа всех пектинов в целом, обусловлена многими факторами — присутствием растворимых веществ и сухого остатка в массе, типом противоионов, ионной силой, а также значениями рН и температуры. Однако это никак не умаляет значение пектинов в пищевой промышленности.

Если хорошо знать функции и особенности применения пектинов в целом, и каждого в частности, то пектин становится одним из лучших функциональных загустителей и стабилизаторов в своем роде, так как имеет ряд преимуществ перед другими пищевым добавками данного класса, что делает его незаменим и желанным ингредиентом,не только в производстве сладостей, но и в других пищевых продуктах.

На данную тему написано уже немало различного материала, однако если у вас все еще есть вопросы относительно работы с пектинами, то вам всегда могут помочь сами производители данных пищевых добавок.

Так, если вы обратитесь в компанию ILbakery, то вам всегда окажут квалифицированную помощь в виде консультации, подробно рассказав о каждом продукте, не только о пектине.

Также помогут подобрать функциональный продукт, который будет решать именно ваши конкретные задачи, потому что в штате компании имеется свой технологический отдел с опытными технологами.