Пищевые добавки

Гелеобразователи белковой природы

Практически единственным гелеобразователем белковой природы, который широко используется в пищевой промышленности, является желатин.

Желатин

Желатин — белковый продукт, представляющий смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой (50 000—70 000) и их агрегатов с молекулярной массой до 300 000, не имеет вкуса и запаха. Аминокислотный состав желатина включает до 18 аминокислот, в том числе глицин (26—31 %), пролин (15—18 %), гидроксипролин (13—15 %), глутаминовую кислоту (11—12 %), аспарагиновую кислоту (6—7 %), аланин (8—11 %) и аргинин (8—9 %).

Электрокинетические свойства желатина в растворе, в том числе изоэлектрическая точка, определяются пятью электроактивными аминокислотами. В молекулах желатина основными функциональными группами, несущими заряд, являются:В молекулах желатина основными функциональными группами, несущими заряд, являются:

На их долю приходится более 95% всех ионизированных групп желатина.

Фрагмент молекулы желатина имеет следующий вид:Фрагмент молекулы желатина имеет следующий вид

Желатин получают из коллагена, содержащегося в костях, хрящах и сухожилиях животных. Наиболее чистая форма желатина, выделенная из рыбьих пузырей, получила название «рыбный клей» (isinglass).

Технологический процесс получения желатина основан на кислотной или щелочной экстракции, в процессе которой нерастворимый коллаген превращается в растворимый желатин, с последующим выделением продукта известными технологическими приемами, предусматривающими его очистку, высушивание и стандартизацию. В коллагене 35 % кислотных групп находится в амидированной форме, которая в процессе щелочной обработки превращается в кислотную. Поэтому изоэлектрическая точка желатина варьирует между 9,4 (для амидированной формы) и 4,8 (для карбоксильной формы).

В зависимости от способа экстракции различают два типа желатинов, имеющих различную изоэлектрическую точку (таблица 1).

Таблица 1 - Особенности желатинов в зависимости от способа экстракции
Таблица 1 — Особенности желатинов в зависимости от способа экстракции

Желатин растворяется в воде, молоке, растворах солей и сахара при температуре выше 40°С. Растворы желатина имеют низкую вязкость, которая зависит от рН и минимальна в изоэлектрической точке. При охлаждении водного раствора желатина происходит повышение вязкости с переходом в состояние геля. Это так называемый золь — гель-переход. Для образования геля необходимы достаточно высокая концентрация желатина и соответствующая температура, которая должна быть ниже точки затвердевания (примерно 30°С).

Механизм образования геля желатином, как и любым другим желирующим агентом, связан с формированием трехмерной сетчатой структуры. При температуре выше 40°С молекулы желатина в растворе имеют конфигурацию отдельных спиралей. При охлаждении сегменты, богатые аминокислотами различных полипептидных цепей, принимают спиральную конфигурацию. Водородные связи с участием или без участия молекул воды стабилизируют образовавшуюся структуру. Эти связи распределены по всей длине цепи, что объясняет уникальные свойства желатиновых гелей.

Наиболее интересное свойство желатина — это образование термически обратимых гелей. В противоположность полисахаридам гелеобразование желатина не зависит от рН и не требует присутствия других реагентов, например, Сахаров, солей или двухвалентных катионов.

Желатин применяется в пищевых продуктах в основном в качестве гелеобразователя и стабилизатора (таблица 2).

Поскольку желатин не является индивидуальным продуктом, в перечень пищевых добавок он включен без Е-номера.

Таблица 2 - Область применения желатина в зависимости от технологических функций
Таблица 2 — Область применения желатина в зависимости от технологических функций

Желатин применяют при изготовлении зельца, различных желе (фруктовых и рыбных), мороженого, кремов и жевательной резинки. Кроме того, он используется при получении пива и вина на стадии их осветления.

Желатин применяется без ограничений. Обычные дозировки, обеспечивающие решение технологических задач, составляют 1—6 % к массе продукта. Эффект осветления достигается при концентрациях желатина 0,1—0,2 г/л.