Az élelmiszeripar modern feldolgozási módszereiben a hidrofil kolloidokat (hidrokolloidokat) a termékek széles választékában használják. Főleg sűrítőként és stabilizátorokként használják, de hatásuk a kristályosodás gátlásában (megakadályozásában), a hab stabilizálásában és a védő kolloidok működésében is fontos. Fontos szerepet játszanak a folyékony és félszilárd emulzió típusú ételek textúrájának optimalizálásában. Általában három kategóriába sorolják aszerint, hogy természetes, szintetikus vagy félszintetikus eredetűek-e. Félszintetikus hidrokolloidok esetében ezek természetesen kémiailag módosított anyagok. Az élelmiszeriparban használt hidrokolloidok többnyire természetes eredetűek, és közülük néhányat évszázadok óta alkalmaznak az emberi táplálkozásban. Az alábbi táblázat áttekintést nyújt és a fő élelmiszer-hidrokolloidokat származás szerint osztályozza.

herba

  • Természetes természetes módosított szintetikus
  • Növényi szennyvizek: Cellulóz-származékok: - polivinil-pirrolidon
  • - gumiarábikum - karboxi-metil-cellulóz - polietilén-oxid
  • - tragakantgumi - metilcellulóz polimerek
  • - karaya gumi - hidroxi-etil-cellulóz
  • - guargumi
  • - szentjánoskenyér babgumi
  • Erjesztett hidrokolloidok:
  • - xantán
  • - dextránok

Tengeri növényi kivonatok: Egyéb származékok:
- agarral módosított keményítők
- alginátok - módosított pektin
- karragén - módosított alginát
Növényi kivonatok:
- pektinek
Gabona hidrokolloidok:
- keményítők
Állati eredetű:
- zselatin
- kazeinátok

A hidrokolloidok hosszú láncú, nagy relatív molekulatömegű polimerek, amelyek oldódnak vagy diszpergálódnak a vízben, hogy sűrűsítő hatást érjenek el vagy gélt képezzenek. A legtöbb hidrokolloid gélesítése hőkezelést igényel, és egyes hidrokolloidok csak speciális körülmények között gélesednek.

A táblázatban felsorolt ​​egyes anyagokról, különösen a keményítőről, a cellulózról és a pektinről már beszéltünk a fibrilláris ételek textúrájával kapcsolatban, ahol a szerkezet alapvető alapegységei különösen a gyümölcsök és zöldségek a natív állapotban. Ebben a részben a növényi termékektől való elszigetelést követő tulajdonságokkal foglalkozunk. Beszélni fogunk az élelmiszer-rendszerek működéséről, amelyhez adalékanyagként adják őket. Használatuk a rendszer vízmegkötő képességén alapul. Leginkább sűrítésre, stabilizálásra és védőfelületi filmek kialakítására használják, ami az összes hidrokolloid fogyasztásának körülbelül 65% -ának felel meg. Az élelmiszer-emulziós rendszerekben az olaj a vízben emulziók stabilizálására szolgálnak. Hatásuk megakadályozza a diszpergált olajrészecskék agglomerációját és az emulzió megzavarását.

Keményítők néha nem tartoznak a hidrokolloidok csoportjába, de hasonló képességük van a gélképzésre és vastagító hatásuk van. A keményítők ezen tulajdonságai módosíthatók és szabályozhatók. Az élelmiszeripar több keményítőt fogyaszt, mint az összes többi hidrokolloid együttvéve.

A keményítők ezen tulajdonságait fizikai vagy nagyobb mértékben kémiai folyamatok befolyásolhatják és megváltoztathatják. A hideg vízben duzzadó keményítőket főzött keményítők híg oldataiból szárítással vagy extrudálással állítják elő. E folyamatok mindegyike másképpen befolyásolja a keményítőszemcséket, és a végtermékek fizikai tulajdonságaikban bizonyos mértékben eltérnek. A keményítők tulajdonságainak módosítására szolgáló általános kémiai eljárások az oxidáció, a dextrinálás, az észterezés, az éterezés és az enzimatikus feldolgozás. Az oxidált keményítők kevésbé hajlamosak a retrográdra (a retrogradáció a flokkuláció a gél öregedésével), és tisztább és kevésbé viszkózus gélszerkezetet alkot.

A dextrineket úgy állítják elő, hogy a keményítő polimert savval vagy melegítéssel lebontják. A dextrináció mértékétől függően széles a viszkozitási tartományuk és eltérő a gélképző képességük. Az éterezési és észterezési eljárások megváltoztatják a gélesedési hőmérsékletet, javítják a gél átlátszóságát, alacsony hőmérsékleten és savak hatására elérik a gél stabilitását, és javítják az így kezelt keményítők stabilizáló és emulgeáló tulajdonságait. A módosított keményítők széleskörű használata nemcsak a javított funkcionális tulajdonságokkal, hanem az egyes élelmiszerek extrém feldolgozási körülményeivel szembeni ellenálló képességével is. A módosított keményítők ellenállása a keményítőszemcsék térhálósodásának köszönhető. A térhálósítás megakadályozza a viszkozitás hirtelen változását, amely gyakran nem módosított keményítőkből készített melegített vagy mechanikusan pumpált gélek esetén következik be. A módosított keményítők különösen fontosak a drasztikus körülmények között végzett sterilizálásban, homogenizálásban és más feldolgozási folyamatokban. A kolloid stabilitás mellett a térhálósítás a keményítőgélek sima, krémes állagát biztosítja, amelyek egyébként durva, nyúlós géleket képeznének.

A növényi gumik és a cellulózszármazékok csoportjából csak néhányat említünk. Guar gumi (guarán) a hüvelyesek közé tartozó guar (Cyanopsis tetragonolubus) magjának kivonata. A Guarane egy lineáris lánc, amely a D-galaktózt és a D-mannózt tartalmazza. A hideg vízben diszpergált guarán gyorsan hidratálódik és sima kolloid diszperziót (sót) képez. Minél hidegebb a víz, annál lassabban folyik a folyadékpótlás és a kapott só simább. A hidratáció sebességét a pH-érték is befolyásolja, és az optimális hidratálás pH = 7,5 és 9,0 között van. Bizonyos körülmények között a guarán-sók géleket képeznek, amelyek a környezet savasságának változásakor reverzibilisek. A guargumit más hidrokolloidokkal kombinálva alkalmazzák, különösen ott, ahol kissé lúgos környezetben szükséges a gélszerkezet fenntartása.

Szentjánoskenyér gumi a szentjánoskenyérfa (Ceratonia siliqua) gyümölcséből nyerik, más néven szentjánoskenyér. A szentjánoskenyér-gumi semleges poliszacharid. D-mannóz-szacharid hosszú láncaiból áll, amelyekben a D-galaktóz minden negyedik vagy ötödik egységhez kapcsolódik. Ezenkívül a kereskedelmi termék 6% fehérjét és 1% cellulózot tartalmaz. A szentjánoskenyér-gumi alig oldódik hideg vízben, de forrásban lévő vízben jól oldódik. A szentjánoskenyér-íny oldatok viszkozitása nagy. Az öregedéssel a viszkozitás növekszik. A viszkozitást a környezeti hőmérséklet és a pH befolyásolja. A sáska babgumi szuszpenziójának vízben történő melegítésével a viszkozitás nő, lehűlés után pedig még jobban megnő. A szentjánoskenyér-gumi kombinálható más hidrokolloidokkal, szénhidrátokkal és fehérjékkel. Képes arra, hogy egy kis adagolással jelentősen növelje a rendszer viszkozitását, amely melegítéssel és lehűlés után növekszik.

Cellulóz egy lineáris, vízben oldhatatlan glükózpolimer, változó mértékű polimerizációval. A polimer alapvető építőköve a cellobióz (két glükózmolekulából képződött diszacharid), amelynek hidroxilcsoportjai különböző mértékben helyettesíthetők (helyettesíthetők) más csoportokkal. A polimerizáció és a szubsztitúció mértéke, valamint a szubsztituens típusa döntően megváltoztatja az eredeti cellulóz tulajdonságait, így olyan termékeket (cellulózszármazékokat) eredményez, amelyek növényi íny tulajdonságokkal rendelkeznek. A cellulózszármazékok közül a karboxi-metil-cellulóz nátriumsóját használják leggyakrabban. Sűrítésre, vízmegkötésre, szuszpenzióra és stabilizálásra használják. A karboxi-metil-cellulózt szabad savként különféle szemcseméretű (szemcseméretű) porok formájában állítják elő számos alkalmazáshoz. A finom porokat leggyakrabban stabilizáló adalékként használják az azonnali termékeknél. A fehérjékre gyakorolt ​​védőhatását gyakran használják az élelmiszerekben. A cellulózgumi és a fehérjék közötti kölcsönhatást alkalmazzák, így oldható vagy oldhatatlan komplexek képződnek. Az oldható komplexek termikusan stabilabbak, mint maguk a fehérjék, és megvédik a fehérjét az alvadástól.

Egy másik cellulóz alapú készítmény a mikrokristályos cellulóz. Hozzáadása lehetővé teszi a csökkentett cukortartalmú termékek egyes receptjeinek cukor- és gyümölcstartalmának csökkentését, minimális hatással a termékek minőségére. A mikrokristályos cellulóz hozzáadása a gél szinerézisét is csökkenti, amikor mechanikusan megszakad, ami azt jelenti, hogy egy ilyen termék gépesített eljárásokkal pumpálható és tölthető fel. Javítja továbbá a gélek hőstabilitását, amelyek alkalmasak öntetként és süteményes töltelékként.

Karragén és alginátok tengeri növények kivonatai. A karragén a tengeri moszat egyes fajainak kivonata. Carragheen ír városa szerint Carrageenan vagy ír zuzmó néven is ismert, amely közelében ezek az algák megjelentek. Ez egy komplex összetételű poliszacharid, amely galaktózból álló, részben kénsavval észterezett poliszacharidok keverékén alapul. Gélesítő és sűrítő hatását, valamint a fehérjékkel való reakcióját alkalmazzák. Leginkább tejelő desszertekben használják gélképzőként. A karragén-gél képződése során kölcsönhatás lép fel a karragenán és a kazein között. A karragenán felhasználása kibővült a sterilizált aszeptikusan csomagolt tejszínhab pudingok UHT-sterilizálásának bevezetésével. Ebben a technológiában a gélképző anyagnak ellen kell állnia a magas sterilizálási hőmérsékletnek, majd lehűl a termék töltési hőmérsékletére, és a feltöltés után azonnal gélt kell képeznie. A gélnek elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy egy réteg tejszínhabbal fedje le.

Az alginátok alginsav sói, amelyek tengeri moszatokban (phasophycae) fordulnak elő. Az alginsav egy lineáris polimer, amely két uronsavból áll - manuronsavból és guluronsavból. Az élelmiszer-alginátok hideg és forró vízben oldódnak. Különböző megnevezésekkel készülnek, amelyek megfelelnek bizonyos viszkozitásoknak. Főként stabilizátorként használják a fagyasztott krémek gyártása során.

Zselatin a legrégebbi élelmiszer-stabilizátor. Összetételét és létrehozását egy korábbi bejegyzésben említettük. A zselatint a felhasználási területtől függően többféle formában állítják elő. A legfontosabb tulajdonság a termikusan reverzibilis (reverzibilis) gél képződése. A gél lassan megszilárdul, általában akár több órán keresztül. A második gyakran használt tulajdonság habzó képessége. A zselatin emulziók stabilizálására is használható, mivel hidrofil és lipofil csoportokat egyaránt tartalmaz. Jól kombinálható más hidrokolloidokkal. A keményítő és a zselatin keverékeit elsősorban a tejgazdaságban használják.

Egyes tejtermékek és nem tejtermékek feldolgozása során tejfehérje gélek képződnek. Ezeknek a géleknek a képződése, ellentétben a legtöbb étkezési géllel, visszafordíthatatlan. Gélek készültek kazein, mint például a krémsajt, a joghurt és mások, puhák és instabilak, hajlamosak a szinézisre. A sajtgyártásban is találkozunk gélképződéssel. A sajtkészítési technológia első lépése a túró, amely alapvetően tejfehérjéből gél előállítása oltó hatására. Az alapanyag végső szerkezete folyamatos fehérjemátrixban lévő zsírrészecskékből áll, és döntő befolyással van a sajt jellegzetes állagának és aromájának kialakítására az érés során.

Gélek is képződnek tejsavó fehérje. A savófehérjékből kétféle gél készíthető. A tiszta gélek rugalmasak és hatékonyan visszatartják a vizet, míg a felhős, opálos gélek instabilak és gyorsan felszabadítják a vizet. A tiszta gélek általában lassabban képződnek, a rácsuk finomabb és szabályosabb az intramolekuláris kötésük.