Пищевые биологически активные добавки лабораторная работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

ИНСТИТУТ ХОЛОДА И БИОТЕХНОЛОГИЙ

Е.С. Сергачева

ПИЩЕВЫЕ
И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ
ДОБАВКИ
Лабораторные работы
Учебно-методическое пособие

Санкт-Петербург
2013

УДК 664

Сергачева Е.С. Пищевые и биологически активные добавки.
Лабораторные работы: Учеб.-метод. пособие. СПб.: НИУ ИТМО;
ИХиБТ, 2013. 37 с.
Учебно-методическое пособие содержит лабораторные работы по основным
разделам программы дисциплин «Технологические добавки и вспомогательные
вещества для формирования органолептических характеристик изделий» и « Пищевые
добавки и улучшители в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий».
Приведены форма отчета по выполненным лабораторным работам и вопросы для
самопроверки.
Предназначены для бакалавров направления 260100 Продукты питания из
растительного сырья и студентов специальностей 260202.65 Технология хлеба,
кондитерских и макаронных изделий и 260204.65 Технология бродильных производств и
виноделие очной и заочной форм обучения.

Рецензент: кандидат техн. наук, доц. И.А. Шестопалова

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом
Института холода и биотехнологий

В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного
конкурса, в результате которого определены 12 ведущих
университетов России, которым присвоена категория «Национальный
исследовательский университет». Министерством образования и науки
Российской Федерации была утверждена программа его развития на
2009–2018 годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-
Петербургский национальный исследовательский университет
информационных техно-логий, механики и оптики».
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики, 2013
Сергачева Е.С., 2013

2

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия производство большинства пищевых
продуктов немыслимо без внесения в рецептуру таких веществ, как
пищевые добавки.
В Российской Федерации под термином «пищевые добавки»
понимают природные или искусственные вещества или их
соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе
их изготовления в целях придания им определенных свойств и (или)
сохранения качества пищевых продуктов.
К пищевым добавкам (Fооd аdditives), согласно одному из
первых определений объединенного Кодексного комитета экспертов
ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (ФАО Всемирная продоволь-
ственная и сельскохозяйственная организация ООН; ВОЗ
Всемирная организация здравоохранения), относят «непищевые
вещества, добавляемые в продукты питания, как правило, в неболь-
ших количествах для улучшения внешнего вида, вкусовых качеств,
текстуры или для увеличения сроков хранения».
К пищевым добавкам, как правило, не относят соединения,
повышающие пищевую ценность продуктов (витамины, микро-
элементы, аминокислоты и т.д., эти соединения относятся к группе
биологически активных веществ). Не являются пищевыми добавками
и загрязняющие вещества, попадающие в продукты из окружающей
среды.
Основные цели введения пищевых добавок:
совершенствование технологии подготовки и переработки
пищевого сырья, улучшения или облегчения технологического
процесса, изготовления, фасовки, транспортировки и хранения
продуктов питания;
сохранение природных качеств пищевого продукта
(увеличение стойкости продукта к различным видам порчи);
улучшение и сохранение органолептических свойств
пищевых продуктов и увеличение их стабильности при хранении.
Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или
четырехзначный номер (с предшествующей ему литерой «Е»). Они
используются в сочетании с названиями функциональных классов,
отражающих группировку пищевых добавок по технологическим
функциям (подклассам).

3

Классификация пищевых добавок в соответствии с системой
цифровой кодификации:
Е 100 Е 182 красители;
Е 200 и далее консерванты;
Е 300 и далее антиокислители (антиоксиданты);
Е 400 и далее стабилизаторы консистенции, эмульгаторы;
Е 500 и далее регуляторы кислотности, разрыхлители;
Е 620 и далее усилители вкуса и аромата;
Е 700 Е 800 запасные индексы для другой возможной
информации;
Е 900 и далее глазирующие агенты, улучшители хлеба;
Е 1000 и далее подсластители, добавки, препятствующие
слеживанию сахара, соли, добавки для обработки муки, крахмала
и т. д.
В зависимости от технологических функций пищевые добавки
делятся на следующие группы:
1) вещества, улучшающие цвет продуктов:
красители;
отбеливатели;
фиксаторы окраски;
2) вещества, улучшающие аромат и вкус продуктов:
ароматизаторы;
модификаторы (усилители) вкуса и аромата;
подсластители;
сахарозаменители;
подкислители, кислоты;
заменители соли;
3) вещества, регулирующие консистенцию продуктов:
эмульгаторы;
пенообразователи;
загустители;
гелеобразователи, желеобразователи, желирующие веще-
ства;
наполнители;
4) вещества, способствующие увеличению сроков годности
пищевых продуктов:
консерванты;
защитные (инертные) газы, защитная (инертная) атмосфера;

4

антиокислители (антиоксиданты), ингибиторы окисления;
синергисты антиоксидантов;
уплотнители (растительных тканей), отвердители;
влагоудерживающие агенты;
вещества, препятствующие слеживанию и комкованию;
пленкообразователи, покрытия, глазирователи, глянце-
ватели;
стабилизаторы;
стабилизаторы пены;
стабилизаторы замутнения;
5) вещества, ускоряющие и облегчающие ведение техно-
логических процессов:
ферменты и ферментные препараты;
разрыхлители;
пеногасители, антивспенивающие агенты;
средства обработки муки, хлебопекарные улучшители;
регуляторы кислотности;
катализаторы гидролиза и инверсии;
осветлители (адсорбенты, флокулянты);
вещества, облегчающие фильтрование;
носители, растворители, разбавители;
средства для таблетирования;
разделители, разделяющие агенты, антиадгезивы;
осушители;
средства для снятия кожицы (с плодов);
охладители, охлаждающие и замораживающие агенты;
вещества, способствующие жизнедеятельности полезных
микроорганизмов;
эмульгирующие соли;
пропелленты;
катализаторы.

5

Общие методические указания
к выполнению лабораторных работ

1. Перед началом выполнения работ в лаборатории студент
изучает правила охраны труда, техники безопасности и про-
тивопожарной профилактики и в процессе работы безоговорочно их
выполняет.
2. На занятии преподаватель дает студентам задание
на выполнение лабораторных работ.
3. При проведении занятий студенческая группа разбивается
на отдельные подгруппы.
4. Студент должен знать не только последовательность
проведения работы, но и ее практический смысл. Список
рекомендуемой литературы приведен в конце учебно-методического
пособия.
5. В лабораторных работах студент должен использовать
методы и приемы, соответствующие требованиям стандартов или
нормам лабораторной практики. Следует помнить, что даже самые
незначительные изменения в методике могут привести к резким
искажениям конечных результатов определения.
6. Студент обязан сам, исходя из описания работы, определить,
какие приборы и материалы ему нужны.
7. Все необходимые расчеты и результаты опытов студент
записывает в рабочую тетрадь. Форма записи наблюдений приведена
в конце каждой работы.
8. При выполнении опытов рабочее место нужно содержать
в порядке и чистоте, а после окончания работы следует тщательно
убрать его и вымыть использованную посуду.

Оформление лабораторных работ
В отчете по лабораторной работе должны быть приведены:
1) название работы;
2) цель работы;
3) план работы;
4) краткое описание проведения эксперимента;
5) полученные результаты по приведенной форме;
6) выводы.

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
РАСЧЕТ РЕЦЕПТУРЫ, ПРИГОТОВЛЕНИЕ И АНАЛИЗ
НАТУРАЛЬНОГО ПИЩЕВОГО КРАСИТЕЛЯ
(КАРАМЕЛЬНОГО КОЛЕРА) Е 150 А

В производстве пищевых продуктов (спиртных напитков,
кондитерских и кулинарных изделий) для придания различных
оттенков коричневого и желтого цветов широко используют
натуральный краситель Е 150 сахарный колер (синонимы –
карамельный колер, карамельный краситель, жженый сахар,
карамелизованный сахар, краситель пищевой натуральный «Кара-
мель»).
Получение сахарного колера. Колер получают путем
контролируемого нагревания товарных форм пищевых углеводов:
мономеров и(или) полимеров глюкозы и фруктозы, например
сиропов глюкозы, сахарозы и(или) инвертного сиропа, декстрозы.
Для ускорения карамелизации могут использоваться кисло –
ты или щелочи (прежде всего, едкий натр и соли, кроме су –
льфитов и аммиачных соединений).
В зависимости от технологии получения различают
следующие виды сахарного колера:
сахарный колер I простой (Е 150 а);
сахарный колер II (Е 150 b), полученный по щелочно-
сульфитной технологии;
сахарный колер III (Е 150 с), полученный по аммиачной
технологии;
сахарный колер IV (Е 150 d), полученный по аммиачно-
сульфитной технологии.
Простой сахарный колер готовится путем термической
обработки сахарозы при температуре 180 200 С, т. е. при
температуре, превышающей температуру ее плавления. Окраску
колеру сообщают буроокрашенные продукты разложения сахарозы,
называемые карамелями.
Карамелизация сахаров основана на реакциях дегидратации
и конденсации, продуктами которых являются ангидриды, окси-
метилфурфурол, органические кислоты, гуминовые вещества.

7

Нагревание сахарозы прежде всего сопровождается отнятием от ее
молекулы одной двух молекул воды с образованием ангидридов.
В зависимости от степени дегидратации сахарозы различают
следующие ангидриды: карамелан, карамелен и карамелин.
Карамелан (С12Н18О9) образуется при потере молекулой сахарозы
двух молекул (10,5 %) воды. При потере тремя молекулами сахарозы
восьми молекул (14 %) воды образуется карамелен (С36Н50О25); при
потере двумя молекулами сахарозы семи молекул (18,4 %) воды
получается карамелин (С24Н30О15).
Карамели различной степени дегидратации отличаются
интенсивностью окраски, температурой плавления, удельным
вращением, растворимостью в воде и спирте (табл. 1).

Таблица 1
Свойства карамелей

Карамель
Показатель
Карамелан Карамелен Карамелин
Цвет Желтый Ярко-
коричневый
Температура 145 205 Не плавится
плавления, С
Удельное вращение 80 64,5
Растворимость Легко растворим Растворим Растворим
в воде и 80 %-м в воде в воде при
метиловом спирте кипячении

Карамели обладают высокой редуцирующей способностью
и интенсивностью светопоглощения, которая увеличивается про-
порционально степени дегидратации. Продукты первой и второй
степеней дегидратации имеют максимум светопоглощения при
225 235 нм. Продукты более глубокой дегидратации имеют боль-
ший максимум светопоглощения 282 нм.
Дальнейшая термическая дегидратация ангидридов сахарозы
(потеря молекулой сахарозы трех молекул воды) приводит к обра-
зованию оксиметилфурфурола, который подвергается изменениям:
он либо усложняет свою молекулу с сохранением гексозоуглеводного
скелета, образуя при этом гуминовые вещества, либо разлагается
с образованием органических кислот левулиновой и муравьиной.

8

В присутствии воздуха при термическом разложении сахарозы
образуются также такие продукты окисления, как ацетон и другие
мало изученные соединения.
Из продуктов карамелизации наиболее ценными составными
веществами колера являются буроокрашенные водорастворимые
ангидриды карамелан и карамелен.
На производстве колер приготавливают в колероварочных
котлах с электрическим обогревом, которые устанавливают в изоли-
рованном помещении с искусственной вентиляцией, так как выде-
ляющиеся при варке колера газы действуют на глаза и дыхательную
систему.
Для варки колера котел на 50 55 % его объема загружают
сахаром. Большее заполнение недопустимо, так как при нагревании
масса вспучивается и может перелиться через край. Затем к сахару
добавляют 1 2 % воды и производят нагрев при непрерывном
размешивании. При температуре 160 °С сахар расплавляется
и постепенно буреет. Затем карамелизация протекает при 180 200 °С.
Варка колера продолжается 6 8 ч. Конец карамелизации опре-
деляется органолептически. Колер считается готовым, если капля его,
нанесенная на стекло, после непродолжительного погружения
в холодную воду имеет темно-бурую окраску, крошится при снятии
со стекла и не прилипает к пальцам.
По окончании варки массе дают остыть до температуры
60 65 °С, прибавляют к ней горячую воду в количестве, необ-
ходимом для получения 79 81 %-го раствора. Выход колера, содер-
жащего 20 % воды, составляет 108 % от массы сахара. Правильно
приготовленный колер полностью растворяется в воде и имеет
интенсивную окраску. Раствор 0,5 г колера в 1 л воды должен иметь
такую окраску, как раствор 5 мл 0,1 н. раствора йода в 1 л воды. До
использования колер хранится в сухом прохладном помещении.
Свойства сахарного колера. Органолептические свойства:
вязкая жидкость или твердое вещество от темно-коричневого до
черного цвета с запахом жженого сахара и горьким вкусом. Физико-
химические свойства: сахарный колер хорошо смешивается с водой,
почти не растворяется в спирте, не растворяется в жирах. Свето-
и термостойкость (до 150 °С) очень хорошие. Сахарный колер имеет
высокую микробиологическую стабильность.

9

Применение сахарного колера. Гигиенические нормы для
пищевой добавки Е 150 а: ДСП не уточнено. Согласно Codex,
сахарный колер разрешен в шести стандартах на пищевые проду-
кты в качестве красителя: джемы, варенья, желе в количестве
до 200 мг/кг; соленые огурцы до 300 мг/кг; ароматизированные
йогурты и другие кисломолочные продукты после ферментации
до 150 мг/кг; консервированные грибы, цитрусовые мармелады, супы
и бульоны GMP.
Сахарный колер в РФ разрешен в качестве красителя для пива,
сидра, уксуса, некоторых вин и ароматизированных напитков на
винной основе, горьких содовых напитков, горького вина, овощей
в уксусе, рассоле или масле, за исключением оливок, джема, желе,
мармелада и других подобных продуктов переработки фруктов,
включая низкокалорийные, сосисок, сарделек, вареных колбас,
вареного мяса, паштетов (СанПиН 2.3.2.1293 03).
В странах ЕС и США сахарный колер разрешен и используется
для окрашивания всех лекарственных препаратов и косметических
средств.
Цель работы: изучить технологию приготовления сахарного
колера и освоить методики оценки его качества.
Порядок выполнения работы:
1) рассчитать количество сахара-песка, воды и жира для при-
готовления сахарного колера;
2) изготовить сахарный колер;
3) провести анализ сахарного колера.

РАСЧЕТ РАБОЧЕЙ РЕЦЕПТУРЫ САХАРНОГО КОЛЕРА

Таблица 2
Рецептура сахарного колера
W = 22,0 %
Наименование Массовая Расход сырья
сырья доля СВ, % На 1 т готовых
На загрузку, г
изделий, кг
В натуре В СВ В натуре В СВ
Сахар-песок 99,85 867,97 866,67 Рассчитать Рассчитать
Итого 867,97 866,67 Рассчитать Рассчитать
Выход 78,00 1000,00 780,00 150,00 Рассчитать

10