ADITIVI si INGREDIENTE

.ADITIVI ŞI INGREDIENTE

Suport de curs DEFINIŢIA ADITIVILOR Conform Comisiei Codex Alimentarius FAO/OMS: „aditivul reprezintă orice substanţă, chiar de natură microbiană, care, în mod normal, nu este consumată ca aliment şi nu este folosită ca ingredient alimentar, indiferent dacă are sau nu valoare nutritivă, fiind adăugată în produsul alimentar în scop tehnologic şi/sau organoleptic; adaosul se face la fabricarea, ambalarea sau păstrarea produsului alimentar şi are un efect cert. Termenul aditivi nu include contaminanţii, numiţi impropriu aditivi accidentali, şi nici substanţele adăugate pentru îmbunătăţirea calităţilor nutritive”. Prin urmare, sunt folosiţi în următoarele scopuri: - conservarea valorii nutritive a unui aliment; - asigurarea şi ameliorarea duratei de conservare şi stabilitate a alimentelor; - îmbunătăţirea procesului de fabricaţie; - asigurarea ambalării, depozitării şi transportului produselor alimentare; - îmbunătăţirea caracteristicilor senzoriale ale produselor alimentare. Utilizarea aditivilor nu se justifică în următoarele cazuri: - doza propusă pune în pericol sănătatea consumatorilor; - diminuează sensibil valoarea nutritivă a produselor alimentare; - maschează unele defecte de fabricaţie; - se induc în eroare consumatorii. DEFINIŢIA INGREDIENTELOR ŞI AUXILIARILOR TEHNOLOGICI Ingrediente sunt considerate substanţe sau produse care se folosesc în cantităţi mai mari, în diferite scopuri. De exemplu: aromatizanţi de tipul condimentelor şi plantelor condimentare, îndulcitori, alţii decât edulcoranţii, derivate proteice din diverse surse, hidrolizate proteice, fibre alimentare, grăsimi alimentare speciale. Ingredientele contribuie, cu unele excepţii, la valoarea energetică şi nutritivă a produselor alimentare, conferind şi proprietăţi funcţional-tehnologice (textură, onctuozitate etc.) Auxiliarii tehnologici sunt substanţe care, ca şi aditivii, se adaugă produselor alimentare în scop tehnologic precis. Spre deosebire de aditiv, auxiliarul tehnologic este introdus într-o etapă intermediară de fabricaţie şi este eliminat sau distrus înainte de realizarea produsului finit. Exemple de auxiliari tehnologici: agenţi de limpezire, răşini schimbătoare de ioni, solvenţi de extracţie. ASPECTE TOXICOLOGICE PRIVIND UTILIZAREA ADITIVILOR ALIMENTARI Aditivii alimentari sunt supuşi următoarelor evaluări toxicologice: - studii de toxicitate acută (se realizează pe cel puţin trei specii de animale, timp de 2 – 4 săptămâni); - studii de toxicitate pe termen scurt (se conduc pe cel puţin 2 specii de animale, dintre care una trebuie să fie rozătoare); - studii de toxicitate pe termen lung (desfăşurate timp de 18 luni pe şoareci şi 2 ani pe şobolani); - studii privind reproducerea (care urmăresc evoluţia mamei şi a descendenţilor); - studii privind carcinogenitatea şi mutagenitatea (se desfăşoară pe două generaţii ale aceleiaşi specii);

-

studii biochimice (testează modul, viteza şi gradul de absorbţie, cantitatea stocată în organe şi ţesuturi, transformarea metabolică, modul şi viteza de eliminare din organism a aditivului). Doze zilnice admisibile la om În funcţie de evaluările toxicologice, se stabileşte doza de aditiv admisă, ce poate fi ingerată zilnic, pe toată durata vieţii, fără riscuri. În ceea ce priveşte admisibilitatea aditivilor, doza zilnică se referă la: 1. doza zilnică admisibilă necondiţionat: se aplică numai aditivilor pentru care studiile biochimice şi de toxicitate sunt satisfăcătoare; 2. doza zilnică admisă temporar: evaluările toxicologice garantează siguranţa întrebuinţării aditivului pe o periodă limitată de timp. Dozele zilnice admisibile se exprimă în mg/kcorp individ standard. CLASIFICAREA ADITIVILOR Utilizarea aditivilor este reglementată, în Uniunea Europeană, de directive ale Parlamentului European şi ale Consiliului Director. - pentru indulcitori: 94/35/EC şi 96/83/EC - pentru coloranţi: 94/36/EC - alţi aditivi: 95/2/EC şi 96/85/EC Aditivii alimentari se clasifică în următoarele grupe: 1. coloranţi: restabilesc sau conferă culoare unui aliment 2. conservanţi: prelungesc durata de păstrare a unui aliment protejând faţă de acţiunea microorganismelor 3. antioxidanţi: prelungesc durata de păstrare a unui aliment protejând faţă de oxidare 4. edulcoranţi: conferă gust dulce 5. suporturi (purtători): sunt fie solide (pulberi), fie lichide (solvenţi) şi ajută la dispersarea sau dizolvarea unui aditiv fară a-i modifica funcţia tehnologică. Ele singure nu au efecte tehnologice. 6. acidulanţi: substanţe ce măresc aciditatea unui produs alimentar şi/sau conferă gust alimentelor 7. regulatori de pH: modifică sau controlează aciditatea/alcalinitatea unui produs alimentar 8. agenţi antiaglomerare: reduc tendinţa de aglomerare a particulelor unui produs pulbere 9. agenţi antispumă: previn sau reduc spumarea 10. agenţi de masă: contribuie la volumul unui produs alimentar, fără să aibă efect semnificativ asupra valorii lui energetice (ex. polidextroza) 11. emulgatori: formează şi/sau menţin emulsii de tip A/U sau U/A 12. săruri de emulsionare: sunt substanţe care transformă proteinele din brânză într-o formă dispersată, asigurând o distribuţie uniformă a grăsimii şi a altor componente ale produsului 13. agenţi de întărire: interacţionează cu agenţii de gelificare pentru a produce un gel tare (de ex. gluconatul de calciu) 14. potenţiatori de aromă: intensifică gustul şi/sau mirosul existent (de ex. glutamatul monosodic) 15. agenţi de spumare: formează dispersii omogene de gaz în lichid sau gaz în solid 16. agenţi de gelificare: formează gel, conferind textură 17. agenţi de glazurare: se aplică pe suprafaţa unui produs alimentar pentru a-i conferi un aspect plăcut sau pentru a proteja o suprafaţă decorată cu fructe, drajeuri etc.

18. umectanţi: previn deshidratarea produselor sau facilitează dizolvarea/dispersarea unei pulberi în mediu apos

19. agenţi de afânare: eliberează un gaz care măreşte volumul unui produs 20. sechestranţi: formează complecşi cu ionii metalici 21. stabilizatori: stabilizează starea unui produs, cum ar fi starea de dispersie, culoarea etc.

22. substanţe de îngroşare: măresc vâscozitatea 23. gaze de ambalare, altele decât aerul: se introduc în ambalaj inainte, în timpul sau după dozarea alimentului 24. agenţi de tratare a făinii, alţii decât emulgatorii: îmunătăţesc însuşirile de panificaţie. Aditivii sunt codificaţi prin litera E urmată de un număr format din 3 sau 4 cifre (de ex. E100 – E1520). Unii aditivi îndeplinesc o singură funcţie tehnologică (de ex. benzoatul de potasiu este conservant), în timp ce alţi aditivi au mai multe funcţii tehnologice (de ex. agarul, care poate fi substanţă de îngroşare, stabilizator şi agent de gelificare). Acest fapt face ca recunoşterea unui aditiv după codul E să nu fie întotdeauna simplă, deşi gruparea aditivilor ţine cont de funcţia lor tehnologică principală. COLORANŢI ALIMENTARI Culoarea este o însuşire a calităţii senzoriale a unui produs alimentar, percepută vizual. Coloranţii sunt combinaţii organice, naturale sau de sinteză, ele însele colorate şi care au proprietatea de a colora. Coloranţii de suprafaţă sunt metale sau oxizi ori săruri de aur, argint etc. Colorantul ideal trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: - să nu fie toxic sau cancerigen; - să fie dispersabil şi/sau solubil, în funcţie de destinaţie; - să nu imprime gust şi miros particular; - să fie stabil la lumină, într-un domeniu larg de pH (2 – 8); - să fie stabil termic, compatibil cu tratamentul aplicat produsului alimentar (pasteurizare, sterilizare, fierbere); - să fie stabil la depozitare; - să nu reacţioneze cu metalele şi nici cu agenţii oxidanţi/reducători; - să posede caracteristici identice pentru fiecare lot; - să poată fi detectat/dozat prin metode analitice; - să fie disponibil şi economic; - să fie aprobat de legislaţia în vigoare. Clasificarea coloranţilor se poate face după 2 criterii: 1. după natura lor: naturali şi sintetici 2. după proprietăţile tinctoriale: - galbeni - oranj - roşii - albaştri - verzi - bruni - negri, cu nuanţe diverse, pentru toate culorile. Coloranţii naturali Sunt substanţe colorate, prezente în mod natural în produse comestibile, din care se obţin prin extracţie. Aditivi sunt considerate şi sursele naturale, care nu sunt consumate ca produse alimentare şi care nu sunt folosite ca ingrediente. În categoria aditivilor mai intră şi:

-

coloranţii de caramel, consideraţi a fi naturali deşi se obţin prin tratament termic din glucide nutritive precum zaharoză, dextroză, sirop de glucoză etc. - roşu de coşenilă, obţinut prin mărunţirea fină a insectei Dactylopius coccus cacti, uscată. Proprietăţile tehnologic-funcţionale ale coloranţilor naturali La folosire trebuie să se aibă în vedere următoarele aspecte: 1. solubilitatea, mai precis dacă sunt solubili în apă, soluţii alcoolice sau solvenţi nepolari, pentru alegerea corectă în funcţie de destinaţie. De exemplu, carotenoidele sunt solubile doar în medii nepolare. În plus, solubilitatea lor este lentă, cu atât mai lentă cu cât puritatea lor este mai mare. Pentru a mări solubilitatea şi puterea colorantă, microcristalele se dispersează în ulei încălzit la 40-50°C. Stabilizarea suspensiei uleioase se face prin adaos de acizi graşi saturaţi. Pentru colorarea mediilor apoase, se obţin preparate hidrodispersabile sub formă de pudră sau suspensie coloidală. Tehnica aplicată este următoarea: carotenoidul se dizolvă într-un solvent miscibil cu apa, apoi această soluţie se toarnă în apă care conţine un coloid hidrofil iar solventul se evaporă. 2. puterea colorantă: depinde de capacitatea de fixare a colorantului pe suport, care poate fi amidon, celuloză, proteină sau un produs complex, cum este făina. 3. stabilitatea la pH: pH-ul influenţează solubilitatea, tenta culorii şi stabilitatea. 4. stabilitatea termică: unii coloranţi naturali necesită utilizarea unor antioxidanţi, aşa cum este cazul carotenilor, deoarece creşterea temperaturii accelerează procesele de oxidare. Coloranţi naturali: - antociani - betaciane - carotenoide:  ß-carotină  cantaxantină  xantofilă (luteină)  capsantină  licopină (licopen)  oleorezină din paprika  annato - coloranţi porfirinici (clorofila şi pigmenţii sângelui) - coloranţi chalconici (curcuma) - coloranţi antrachinonici (roşu de coşenilă) - coloranţi flavinici (riboflavin-5’-fosfat monosodic) - alţi coloranţi (caramel). Antocianii Sunt flavonoide prezente în flori, fructe, frunze, având culoare roşie, violetă, albastră. Exemple: - pelargonidina (roşu-orange) - cianidina (roşu-intens) - delfinidina (albastru-violet) - petunidina (roşu-violet) - malvidina (roşu). Sursele industriale de antociani sunt: - pieliţa strugurilor şi tescovina - sfecla roşie şi varza roşie - afinele, coacăzele negre, vişinile, cireşele, murele, zmeura.

Utilizarea antocianelor depinde de pH-ul produsului alimentar. La pH=2,5 – 3, antocianele au culoare purpurie iar la pH=4,0 – 4,5, au culoare violet. Se folosesc pentru colorarea băuturilor nealcoolice şi alcoolice, precum şi a sucurilor de fructe. Sunt sensibile la căldură dar prezenţa sulfitului de sodiu le stabilizează. Extractele antocianice se păstreză în stare concentrată, la rece. Betacianele Reprezentantul aceastei grupe este colorantul roşu de sfeclă, care conţine atât pigmenţi roşii (betacianele) cât şi pigmenţi galbeni (betaxantinele). Colorantul roşu de sfeclă este utilizat în: - băuturi nealcoolice - produse de patiserie şi panificaţie - deserturi pe bază de gelatină, budinci - supe, amestecuri pulbere. Este sensibil la căldură şi la pH. Totuşi, se poate folosi pentru colorarea cărnii tocate în amestec cu derivate proteice texturate, destinate obţinerii de hamburgeri, chiftele, perişoare, deoarece virarea culorii de la roşu la brun este, în aceste cazuri, dorită. Carotenoidele sunt de culoare galben-portocalie sau roşie. ß-Carotina (ß-carotenul) - insolubilă în apă şi în alcool etilic dar uşor solubilă în uleiuri vegetale - este sensibilă în mediu acid sau alcalin - uşor oxidabilă sub acţiunea oxigenului şi a căldurii - se poate extrage din materii prime vegetale dar frecvent se obţine prin sinteză, sub forma unor cristale de culoare roşie. Utilizări în industria alimentară: colorarea margarinei, untului, brânzeturilor, îngheţatei, macaroanelor, chipsurilor, uleiurilor vegetale, dressingurilor, ouălor praf, înălbitorilor pentru cafea, checurilor, cremelor, deserturilor pe bază de gelatină, puddingurilor, bomboanelor, sucurilor de fructe. Pentru utilizarea în sisteme apoase, se foloseşte sub formă de granule dispersabile în apă, cu un conţinut de 2,4 – 10% ß-caroten. Cantaxantina (Orange 8) - cristale de culoare violet - preparatele comerciale sunt soluţii uleioase sau pulberi/granule dispersabile în apă, de culoare oranj-roşie. Xantofila sau luteina – este un alcool carotenoidic care, după ß-caroten, este cel mai răspândit în natură. Se găseşte în petalele florilor galbene, alge, gălbenuş de ou. Utilizarea in industria alimentară a cantaxantinei şi xantofilei: - conferă produselor o culoare ce variază de la roşu-trandafiriu la oranj-intens. - pot colora sucuri de fructe şi legume, grăsimi şi uleiuri, sosuri, paste făinoase, băuturi răcoritoare carbonatate. Capsantina: - se extrage din ardeiul roşu - în stare pură, se prezintă sub formă de cristale roşu-carmin - se utilizează la:  preparate de carne  brânzeturi  sosuri  snacks-uri şi chipsuri

 produse obţinute din carne de pasăre  paste făinoase. Licopina (licopenul) Este prezentă tomate (din care se şi extrage, la nivel industrial), fructe, unt, ficat, dar se obţine prin sinteză. Are culoare galben-portocalie. Oleorezina din paprika Se extrage cu solvenţi din fructul de Capsicum annuum, după care solvenţii se evaporă. Conţine principii active picante, cel mai important fiind capsaicina, un lichid de culoare roşuaprins, cu miros caracteristic şi gust picant, arzător. Deşi nu este inclus în lista aditivilor UE, se utilizează fără probleme, fiind un produs natural. Annatto (Orange natural 4, L-Orange 3 ) Se extrage din pericarpul fructului Bixa orellana L Se comercializează sub formă de: 1. Extract annatto în ulei, sub formă de soluţie sau suspensie, de culoare roşie sau roşiebrună. Se obţine prin extracţie directă cu ulei vegetal. Colorantul de bază este bixina (esterul monometilic al norbixinei) iat extractul uleios trebuie să conţină minim 0,2% bixină. Se foloseşte pentru colorarea untului, margarinei, uleiurilor, iar sub forma sării de sodiu, la colorarea cojii unor tipuri de brânzeturi. 2. Extract annatto în apă, obţinut prin extracţia alcalină a pericarpului fructului. Colorantul principal este norbixina, sub forma sării de Na şi K, iar extractul apos trebuie să conţină minim 0,2% norbixină. Extractul apos, alcalin, se utilizează la colorarea cerealelor pentru mic-dejun, a pastelor făinoase, snacks-urilor, deserturilor pe bază de lapte, congelate. Toţi coloranţii din grupa carotenoidelor aparţin categoriei de toxicitate A, de siguranţă maximă. Coloranţii porfirinici Clorofila este pigmentul verde al plantelor (clorofila A:clorofila B = 3:1). Prin înlocuirea Mg din molecula de clorofilă cu Cu, Zn, Fe se obţin compuşi mai stabili faţă de lumină şi acizi. În industria alimentară se foloseşte complexul clorofilă-Cu, solubil în uleiuri vegetale şi sărurile de Na şi K ale acestui complex, solubile în apă. Se utilizează la colorarea în verde a diferitelor produse alimentare sau pentru reînverzirea legumelor decolorate. Colorantul sângelui – hemoglobina, prezentă în eritrocite, este alcătuită din hem, un pigment de culoare roşie, şi partea proteică, globina. În industria alimentară se poate utiliza sânge integral stabilizat sau concentrat eritrocitar (uscat), pentru colorarea preparatelor din carne simulată sau cu adaos substanţial de derivate proteice din soia, cazeină, amidon etc. Colorantul sângelui nu este inclus în lista aditivilor alimentari aprobaţi de UE dar este un produs natural. Coloranţii chalconici Curcuma – este o pulbere obţinută prin măcinarea rizomilor plantei Curcuma longa, care conţine un pigment galben numit curcumina, cu gust perticular, aromat. Este utilizată pentru colorarea margarinei, a emulsiilor de grăsime, gemurilor, jeleurilor, marmeladelor, preparatelor din carne etc. Coloranţi antrachinonici Roşul (carminul) de coşenilă (cochenilla) Obţinut prin extracţia apoasă a copului uscat al insectei femelă Dactylopius coccus/Coccus cacti. Principiul colorant al coşenilei este acidul carminic (10% din corpul uscat al insectei).

Acidul carminic se găseşte sub formă de chelat hidratat de Al (acid carminic : Al = 2 : 1). Este solubil în apă şi alcool. Culoarea variază cu pH-ul, astfel: la pH = 4,8 – galben la pH = 6,2 – violet Prin asociere cu cationul amoniu devine solubil în domeniul de pH 3 – 8,5. Se utilizează la fabricarea preparatelor din carne, peşte, pentru colorarea membranelor, la colorarea cerealelor pentru micul dejun. Coloranţi flavinici Riboflavin 5’-fosfatul monosodic Are culoare galben-orange şi gust uşor amar. Este solubil în apă şi insolubil în alcool. Este utilizat în băuturi nealcoolice, carbonatate, pentru colorarea membranelor, în special a cojii unor tipuri de brânzeturi fermentate (Emmental, Schweizer), pentru colorarea vegetalelor conservate în oţet, saramura, ulei. Alţi coloranţi Caramelul Se prezintă sub formă lichidă sau solidă, de culoare brun-închis, solubil în apă. Se obţine prin acţiunea controlată a căldurii asupra zaharurilor, în prezenţa unor agenţi promotori de caramelizare: carbonat de Na (coloranţi caramel clasa I, culoare brună), sulfit de sodiu (clasa II, culoare galben-oranj), NH3 (clasa III, culoare brună), sulfit de amoniu (clasa IV, culoare brungri). Utilizările celor 4 clase de coloranţi caramel sunt: • Clasa I : extracte de cafea • Clasa II : lichior, rom, băuturi tip cognac, aperitive pe bază de vin • Clasa III : sosuri, bere, oţet • Clasa IV : produse de patiserie, snack-suri, băuturi carbonatate. Pentru obţinerea unor nuanţe de caramel diferite, se practică diluarea cu apă. Limitele folosirii coloranţilor naturali: - de regulă, sunt mai scumpi - puterea colorantă poate varia cu lotul şi este mai redusă decât cea a coloranţilor sintetici - sunt neeconomici comparativ cu cei sintetici, deoarece pentru realizarea aceleiaşi culori/nuanţe este necesară o cantitate mai mare - frecvent, posedă gust şi/sau miros - sunt instabili la căldură şi lumină - cei solubili în apă sunt higroscopici - sunt compatibili numai cu anumite sisteme de producţie. Coloranţii sintetici (de sinteză, numiţi şi artificiali) Nu există ca atare în natură sau sunt prezenţi în produse necomestibile, se obţin prin sinteză chimică. Solubilitatea în apă se datorează prezenţei: - unei grupări acide: coloranţii anionici - unei grupări aminate: coloranţii cationici. Coloranţii sintetici se împart în mai multe grupe:  azoici ( –N=N– )  grupa triarilmetanului  xantenici  quinoleinici

 grupa indigoului. Grupa coloranţilor azoici Au drept grupări cromofore una sau mai multe grupări azoice (monoazo, diazo, triazo, poliazo) şi prezintă culori diferite: roşu, violet, oranj, galben, bleu. Cei mai importanţi coloranţi azoici, hidrosolubili, sunt:  Tartrazina (galben)  Galbenul oranj  Azorubina (roşu)  Amaranthul (roşu)  Ponceau 4R (roşu aprins)  Allura Red (roşu)  Negru briliant. Utilizări în industria alimentară:  Tartrazina – băuturi alcoolice şi nealcoolice, conserve de mazăre, bomboane  Galbenul oranj şi azorubina – băuturi alcoolice şi nealcoolice, produse zaharoase  Amaranthul – vinuri aperitiv, băuturi alcoolice cu < 15% alcool in vol., peşte roşu  Ponceau 4R – cârnaţi uscaţi, gemuri, jeleuri, marmelade şi alte produse din fructe  Allura Red – cârnaţi, conserve de carne, hamburgeri. Cu excepţia colorantului Allura Red, care se utilizează singular, ceilalţi coloranţi se pot utiliza atât singulari cât şi în combinaţie cu alţi coloranţi. Grupa triarilmetanului Sunt, în general, verzi sau albaşti. Cei mai importanţi sunt: • Albastru patent • Albastru briliant • Verde briliant. Toţi aceşti coloranţi sunt hidrosolubili. Utilizări în industria alimentară:  Albastru briliant şi albastru patent – marcarea carcaselor, bomboane, băuturi, îngheţată  Verde briliant – conserve de mazăre, gemuri, marmelade, pudding-uri, îngheţată. Se pot utiliza singular sau în combinaţii. Grupa coloranţilor xantenici Are ca reprezentant eritrozina, de culoare roşie, solubilă în apă şi alcool. Utilizări în industria alimentară: snacks-uri, bomboane, deserturi pe bază de lapte, colorarea cireşelor pentru cocktail şi a cireşelor zaharisite. Grupa quinoleinei Gruparea cromoforă este quinoftalona, de culoare oranj. Reprezentantul grupei este galbenul de quinoleină, solubil în apă. Utilizări in industria alimentară: - băuturi alcoolice cu max. 15% alcool în vol. - gemuri şi marmelade. Grupa indigoului Cuprinde coloranţi albaştri şi violet (albastru regal). Reprezentantul grupei este indigotina, solubilă în apă şi alcool, cu stabilitate termică foarte bună. Utilizări în industria alimentară: - produse de panificaţie - cereale, în special expandate

-

snacks-uri îngheţată produse zaharoase, în special bomboane.

Coloranţi folosiţi pentru colorarea de suprafaţă - dioxid de titan - carbonat de calciu - oxizi şi hidroxizi de Fe, Au, Ag Coloranţi tip “lac” Lacurile sunt pigmenţi insolubili în apă, obţinuţi prin precipitarea coloranţilor hidrosolubili într-o sare de aluminiu (AlCl3) sau pe un substrat de alumină hidratată. Se utilizează în industria alimentară la colorarea următoarelor produse: - alimente ce conţin grăsimi: dressinguri, snacks-uri, deserturi, checuri - cristale de zahăr - bomboane decor - condimente - materiale de ambalare. Pentru coloranţii naturali şi cei de sinteză există o doză zilnică admisibilă (mg/kcorp). Pentru majoritatea coloranţilor naturali, consideraţi netoxici sau cu toxicitate redusă, doza zilnică admisibilă fie nu este specificată, fie nu este stabilită. Ex. roşu de coşenilă – 5,0 mg/kcorp complexe Cu-clorofilă – 15,0 mg/kcorp riboflavin-5’-fosfatul monosodic – 0,5 mg/kcorp Deşi caramelul nu are restricţii de utilizare, derivaţii de caramel (caramelul amoniac, sulfitic) sunt admişi în doze de max. 200 mg/kcorp. Unii coloranţi necesită diluanţi specifici sau suporturi specifice, care sunt tot aditivi. Aceştia sunt utilizaţi exclusiv ca suport pentru coloranţi sau pot fi utilizaţi atât ca suport cât şi în alte scopuri, anume ca emulgatori, antioxidanţi, antispumanţi. De ex. ceara de albine, talcul, silicatul de Al – sunt folosiţi exclusiv ca suport pentru coloranţi. Cu utilizări multiple sunt utilizaţi: propilen glicolul, lecitinele, polisorbaţii, mono- şi digliceridele. SUBSTANŢE ANTISEPTICE (DE CONSERVARE) ŞI STABILIZARE Sunt substanţe chimice care opresc dezvoltarea şi acţiunea unor microorganisme (substanţe bacteriostatice) sau care le pot distruge (substanţe bactericide). Acţiunea lor este în funcţie de concentraţia folosită şi de microorganismele vizate. Factori care influenţează activitatea substanţelor antiseptice: 1. concentraţia: pentru acelaşi număr de microorganisme, temperatură şi condiţii de mediu, eficacitatea creşte odată cu concentraţia. Fiecare antiseptic se caracterizează printr-o doză letală. 2. durata de contact: este invers corelată cu concentraţia. 3. temperatura: eficacitatea unui antiseptic creşte în progresie geometrică când temperatura creşte în progresie aritmetică (excepţie fac antisepticele volatile sau gazoase). 4. numărul iniţial de microorganisme: cu cât gradul de contaminare iniţial este mai mare, cu atât eficacitatea este mai mică, ceea ce impune mărirea dozei de antiseptic. 5. microorganismul (drojdie, mucegai sau bacterie), specia sau tuplina. Bacteriile gramnegative sunt cele mai rezistente la acţiunea antisepticelor.

6. stadiul de dezvoltare al microorganismului: eficacitatea este mai mare când microorganismul se află în faza de lag. Sporii, practic, nu sunt afectaţi de substanţele antiseptice utilizate în industria alimentară. 7. compoziţia chimică a alimentelor. De ex., alimentele cu conţinut ridicat de zaharuri reducătoare micşorează efectul SO2 prin formarea diferiţilor compuşi de adiţie. 8. pH-ul mediului: eficacitatea antisepticelor este cu atât mai mare cu cât pH-ul mediului este mai mic. Rolul substanţelor antiseptice 1. asigură inocuitatea produselor alimentare prin inhibarea dezvoltării bacteriilor patogene, cu care – eventual – alimentele ajung în contact (clostridii, salmonella, stafilococci etc.) şi a mucegaiurilor, inhibând formarea toxinelor produse de acestea. 2. asigură stabilitatea microbiologică a produselor alimentare, ceea ce oferă stabilitate senzorială, prin inhibarea microorganismelor de alterare. Antisepticul nu face salubru un produs alimentar deja contaminat. La dozele utilizate în industria alimentară, antisepticele acţionează, în principal, bacteriostatic. Clasificarea antisepticelor 1. după rolul principal: a. antiseptice propriu-zise b. conservanţi secundari – sunt substanţe destinate, în principal, altor utilizări, dar care pot avea şi efect conservant secundar (azotaţi, azotiţi, acid acetic, acetaţi, acid lactic, lactaţi, CO2). 2. după modul de acţiune: a. prin acidifiere: acid acetic, acid lactic b. prin influenţa asupra aw (activitatea apei): NaCl c. substanţe antiseptice propriu-zise 3. după poziţia lor în clasificarea făcută de Comisia Codex Alimentarius: I. aditivi de conservare (substanţe de conservare propriu-zise): E200 – E240 II. conservanţi secundari (substanţe care, pe lângă acţiunea conservantă, mai posedă şi altă activitate) I. Aditivi de conservare 1. aditivi de conservare organici 2. aditivi de conservare anorganici 1. Aditivi de conservare organici Principalii: - acidul sorbic şi sărurile sale (sorbaţii de Na, K şi Ca) - acidul benzoic, sărurile şi esterii săi (benzoatul de Na, K şi Ca, esterii acidului phidroxibenzoic) - conservanţi care se folosesc pentru tratamentul de suprafaţă al produselor alimentare:  difenilul  ortofenilfenolul  tiabendazolul  hexametilentetraamina Acidul sorbic şi sărurile sale Se utilizează ca agenţi de conservare, respectiv antiseptice, cu spectru microbian destul de larg (activi faţă de mucegaiuri şi drojdii, mai puţin activi faţă de bacterii). Activitatea optimă se realizează la pH=4,5 (pH β> α.

Între tocoferoli şi acidul ascorbic există un sinergism datorită faptului că acidul ascorbic regenerează α-tocoferolul atât in vivo, cât şi in vitro. Un sinergism puternic există şi între tocoferoli şi fosfolipide. Un amestec de tocoferoli, lecitină sau alte fosfolipide şi acid ascorbic sau ascorbaţi manifestă o activitate antioxidantă excelentă în uleiuri, emulsii, alimente grase (snacksuri, dressinguri, maioneze, creme grase). Utilizări în industria alimentară: ulei de măsline rafinat, uleiuri de soia, arahide, germeni de porumb, palmier margarine, amestecuri de grăsimi vegetale şi animale maioneză bulioane şi consommé-uri alimente pe bază de cereale pentru sugari şi copii mici produse de patiserie. SUBSTANŢE EMULGATOARE Emulsiile sunt sisteme disperse, un amestec de 2 faze nemiscibile: faza dispersată şi faza dispersă. Prin utilizarea apei (A) şi a uleiului sau altei grăsimi (U) se pot obţine 2 tipuri de emulsii: U/A şi A/U. În emulsiile de tip U/A, U=faza dispersată şi A=faza dispersă iar în emulsiile de tip A/U, A=faza dispersată şi U=faza dispersă.

În cazul emulsiilor U/A – emulsia poate fi diluată cu apă În cazul emulsiilor A/U – emulsia poate fi diluată cu ulei Ex. U/A=laptele A/U=margarina, untul Dimensiunile picăturilor fazei dispersate influenţează aspectul şi consistenţa emulsiei. Emulsiile cu picături fine (microemulsiile) au aspect aproape transparent, în timp ce emulsiile cu picături mari (macroemulsiile) au aspect lăptos. De asemenea, microemulsiile sunt mai vâscoase comparativ cu macroemulsiile, când faza dispersată este aceeaşi. Microemulsiile sunt stabile termodinamic. Tensiunea de suprafaţă, care se opune dispersării fazei uleioase, poate fi scăzută cu ajutorul unui emulgator. Emulsiile instabile se manifestă prin sedimentare, agregare, coalescenţă. Primele 2 fenomene sunt reversibile, coalescenţa este ireversibilă şi reprezintă spargerea emulsiei. Emulgatorul se situează la interfaţa dintre cele 2 faze iar tensiunea de suprafaţă şi de interfaţă scade până la un punct critic, când toată suprafaţa fazei dispersate este acoperită de emulgator. Dacă se măreşte, în continuare, concentraţia de emulgator moleculele acestuia se aglomerează şi vor fi împinse în stratul de apă, ceea ce induce instabilitatea termodinamică a sistemului. În cazul emulsiilor U/A, emulgatorul formează un strat monomolecular la interfaţa U/A: capetele polare ale emulgatorului pătrund în faza A iar cozile nepolare pătrund în faza U. Invers, la emulsiile A/U. Emulgatorul are caracter ambifilic. Pe lângă faptul că emulgatorul favorizează emulsionarea prin scăderea tensiunii superficiale, el acţionează şi ca stabilizator datorită creerii unei bariere sterice şi electrice, care împiedică apropierea globulelor de grăsime. Stabilitatea unei emulsii poate fi realizată şi prin creşterea vâscozităţii fazei de dispersie, prin adaosul substanţelor de îngroşare. Emulgatorii au şi proprietatea de a interacţiona cu amidonul şi proteinele, ceea ce conduce la modificarea texturii şi reologiei sistemelor alimentare. Condiţiile impuse emulgatorilor: să fie autorizaţi

să manifeste proprietăţi funcţionale bune (echilibru hidrofil/lipofil) să fie uşor de încorporat, în formă lichidă sau solidă să nu modifice caracteristicile senzoriale ale emulsiei să nu sufere modificări sub acţiunea factorilor de mediu (lumină, temperatură, umiditate relativă) să fie economici. Clasificarea emulgatorilor Criterii: după sarcina electrică: anionici, cationici, amfoteri, neionici proprietăţi de dizolvare raportul dintre grupările hidrofile şi lipofile grupări funcţionale din structura lor. Emulgatori utilizaţi în industria alimentară Lecitina Se găseşte în gălbenuşul de ou, în soia (2,5-3%). Se extrage prin desmucilaginarea uleiului de soia, prin hidratare cu apă sau abur, urmată de centrifugare. Preparatul brut de lecitină din soia conţine: fosfatidilcolină (29-46%), fosfatidiletanolamină (21-34%), fosfatidilinozitol (21-34%), cantităţi mici de acid fosfatidic. Fosfatidilcolina (lecitina) se separă prin extracţie cu alcool, fiind un bun emulgator pentru emulsii de tip U/A. Fracţiunea insolubilă în alcool, care conţine restul compuşilor, se utilizează pentru stabilizarea emulsiilor de tip A/U. Lecitina se utilizează ca emulgator, dar şi ca antioxidant, în panificaţie şi patiserie, ciocolaterie, la fabricarea îngheţatei, dressingurilor pentru salate, laptelui praf, produselor pulbere pentru copii, produse de caramelaj etc. Proporţia utilizată este de 0,5-2%. Mono- şi digliceridele Se obţin, cel mai ades, prin reacţia de trans-esterificare dintre glicerol şi trigliceride, în prezenţa unui catalizator alcalin, la temperatură ridicată (~ 200ºC). Amestecul rezultat conţine monogliceride (~45%), digliceride (~45%) şi trigliceride (~10%), urme de glicerol şi acizi graşi liberi. Pentru a se obţine un amestec cu procent ridicat de monogliceride (>95%), acesta se supune distilării sub vid înaintat. Cele mai utilizate sunt monogliceridele acizilor graşi cu C14-C18. Monogliceridele nesaturate sunt mai hidrofile şi se utilizează mai ales în emulsii de tip A/U, în care caz previn inversia de fază. Monogliceridele saturate se utilizează mai ales în emulsii de tip U/A, aerate. Exemple de utilizare Monogliceridele pe bază de grăsimi nesaturate: margarină tartinabilă produse tartinabile cu conţinut scăzut de grăsimi unt cu conţinut scăzut de grăsime margarină pentru prăjituri şi aluaturi fragede Monogliceride pe bază de grăsimi saturate: margarină pentru prăjit grăsimi emulsionate pentru prăjit margarină pentru prăjituri şi produse de patiserie

Monogliceridele cele mai utilizate sunt: gliceril-1-monolaurat gliceril-1-monomiristat gliceril-1-monopalmitat gliceril-1-monooleat gliceril-1-monostearat Esteri ai monogliceridelor cu acizii organici: se folosesc mai ales în calitate de coemulgatori şi stabilizatori ai emulsiilor preparate cu un emulgator clasic. Pentru esterificare se folosesc: acizii acetic, lactic, citric, tartric, succinic. Cei mai importanţi sunt esterii citrici deoarece au şi capacitatea de a complexa metalele, fiind agenţi de chelare în sistemele nesaturate la care se adaugă şi antioxidanţi. Exemple Esterii acidului lactic şi tartric cu acizii graşi: Na-stearoil lactilatul şi Ca-stearoil lactilatul – utilizări în industria alimentară: emulsii de grăsime liqueur-uri emulsionate deserturi produse zaharoase alimente dietetice pentru controlul greutăţii corporale produse de carne mărunţită în conservă Stearoil-tartratul – utilizări în industria alimentară: emulsii grase cu conţinut scăzut de grăsime deserturi înălbitori de cafea Sucroesterii Se obţin prin reacţia dintre zaharoză şi esterii metilici ai acizilor graşi. Aplicaţii în industria alimentară: emulsii grase pentru panificaţie deserturi sosuri supe concentrate înălbitori de cafea produse de carne tratate termic (conserve) alimente dietetice pentru controlul greutăţii corporale Esterii propilenglicolului (cu acizii lauric, palmitic, stearic) Aplicaţii în industria alimentară: emulsii de grăsime pentru industria panificaţiei analogi de lapte, smântână, frişcă înălbitori de cafea produse zaharoase produse dietetice pentru controlul greutăţii corporale Sucrogliceridele – amestecuri de mono- şi digliceride cu esteri ai zaharozei (sucroesteri), obţinute prin trans-esterificare. Capacitatea de emulsionare a sucrogliceridelor este cu atât mai mare cu cât procentul de monogliceride este mai mare. Aplicaţii:

emulsii grase pentru panificaţie deserturi înălbitori pentru cafea sosuri produse zaharoase alimente dietetice pentru controlul greutăţii corporale Polisorbaţii (20, 80, 40, 60, 65) – se obţin din esterii acizilor graşi cu sorbitolul care se condensează cu oxidul de etilenă. Acizii graşi utilizaţi sunt: lauric, oleic, palmitic, stearic. Polisorbaţii sunt dispersabili în apă, solubili în uleiuri vegetale şi alcool etilic. Aplicaţii în industria alimentară: emulsii grase pentru panificaţie analogi de lapte, smântână, frişcă deserturi sosuri emulsionate produse zaharoase alimente dietetice pentru controlul greutăţii corporale Esterii poliglicerolului – se obţin prin reacţia dintre acizii graşi şi glicerolul polimerizat (2-10 unităţi glicerol) Aplicaţii în industria alimentară: emulsii de grăsime analogi de lapte, smântână, frişcă lichioruri de ou deserturi şi produse zaharoase alimente dietetice pentru controlul greutăţii corporale cereale pentru mic-dejun

Alte proprietăţi ale emulgatorilor În afara capacităţii de emulsionare şi de stabilizare a emulsiilor, emulgatorii mai prezintă diferite proprietăţi cu importanţă tehnologică: 1. complexarea cu amidonul Gelul de amidon suferă retrogradare iar anumiţi emulgatori pot forma complecşi cu amiloza, întârziind retrogradarea (agenţi anti-învechire pentru pâine şi produse de panificaţie). Ex.: monogliceridele, Na-stearoil-2-lactilatul, Ca-stearoil-2-lactilatul. 2. formarea complexelor cu proteinele (proteine glutenice) Emulgatorii acţionează diferenţiat asupra glutenului, în funcţie de tipul lor: emulgatorii ionici măresc toleranţa la frământare a aluatului, având o acţiune de întărire a glutenului, fiind utilizaţi la prelucrarea făinurilor cu gluten slab. Cei mai utilizaţi sunt: (Ca)Na-stearoil-2-lactilatul, sucroesterii. emulgatorii neionici – reduc elasticitatea glutenului, mărind capacitatea de hidratare şi fluajul (capacitatea de a curge). Se recomandă la prelucrarea găinurilor glutenice. Se utilizează: mono- şi digliceridele. emulgatorii amfoliţi (lecitina) – au acţiune asemănătoare emulgatorilor neionici dar efectul este mai redus. Se utilizează adesea în combinaţie cu emulgatorii neionici (de ex. lecitină + mono- şi digliceride).

3. aerarea şi stabilizarea spumelor – emulgatorii ameliorează capacitatea de spumare, tăria spumei şi stabilitatea ei (aplicaţii în produse de patiserie). 4. Exemple de utilizare a emulgatorilor în diverse produse alimentare 1. Margarine şi shorteninguri Margarina clasică cu 80% grăsime este o emulsie de tip A/U – picăturile de apă trebuie să fie cât mai fine pentru o bună stabilitate. Emulgatorii utilizaţi: lecitina şi monogliceridele. Pentru creşterea gradului de tartinare se utilizează amestecuri de emulgatori. Shorteningurile au utilizare industrială, sunt produse grase (conţinând grăsimi mai mult sau mai puţin hidrogenate), în amestec cu zahăr şi alte ingrediente (folosite, mai ales, în panificaţie). Emulgatorii utilizaţi: monogliceridele şi esterii propilenglicolului. 2. Sosuri emulsionate: de regulă, sunt emulsii de tip U/A conţinutul în ulei variază între 15-60% (maioneza) utilizarea emulgatorilor reduce utilizarea gălbenuşului de ou pentru creşterea conservabilităţii (prin reducerea contaminării microbiene) se practică inversarea de fază (transformarea emulsiei de tip U/A în emulsie A/U). Inversarea se realizează mecanic (supra-agitare) sau prin utilizarea un ei combinaţii de emulgatori hidrofili şi lipofili. 3. Îngheţată – este o emulsie de tip U/A, se consideră o spumă, parţial congelată, ce conţine 40-50% aer iar faza continuă este apa în care sunt solubilizate zaharuri, proteine, stabilizanţi, iar faza dispersată este grăsimea. Fabricarea îngheţatei cuprinde 2 etape: pregătirea mixului şi congelarea propriu-zisă (freezerarea). La formarea mixului, fosfolipidele naturale ale laptelui şi proteinele sunt suficiente pentru a menţine stabilitatea globulelor de grăsime. La omogenizarea mixului, din globulele mari de grăsime se formează globule mici şi multe, ceea ce măreşte suprafaţa totală şi necesită utilizarea unor emulgatori (monogliceridele sunt cele mai indicate deoarece se combină cu cazeina formând un strat protector monomolecular la suprafaţa globulelor de grăsime) şi facilitează introducerea aerului în mix. La freezerare, emulgatorul intră în structura mixului şi asigură controlul destabilizării globulelor de grăsime (pentru obţinerea unei îngheţate „uscate”, rezistente la şoc termic). Emulgatorul previne formarea cristalelor de gheaţă, conferă o textură uniformă, fină şi o topire lentă. De asemenea, protejează îngheţata împotriva şocurilor termice (transport, distribuţie). 4. Ciocolata – emulgatorul nu are rolul de a favoriza formarea emulsiei ci de a reduce vâscozitatea masei de ciocolată (de ex. lecitina). Utilizarea emulgatorilor permite realizarea ciocolatei cu conţinut scăzut de grăsime. Când se utilizează o cantitate redusă de unt de cacao, prin înlocuirea cu alte materii grase (ciocolata cuvertură), emulgatorul trebuie să împiedice cristalizarea grăsimii la suprafaţa produsului (ex. esterii sorbitolului, lactilaţii, monogliceridele). Emulgatorii îmbunătăţesc percepţia gustativă, anulând senzaţia de gras la topirea în gură. 5. Produse lactate de imitaţie Nu conţin nici una dintre componentele laptelui – conţin cazeinat de Na, care nu este considerat un component normal al laptelui.

Smântâna simulată ca înălbitor de cafea – este obţinută din cazeinat de Na + grăsimi vegetale (+ izolat de soia). Proteina, alături de emulgator, contribuie la formarea şi stabilizarea emulsiei. Ca emulgatori, se folosesc polisorbaţii şi stearoil-lactilaţii (înălbitorul trebuie să rămână emulsie după adăugarea în cafea). Se comercializează sub formă lichidă sau pulbere. Frişca simulată – este obţinută din lapte praf degresat, cazeinat de Na şi grăsime vegetală. Cazeinatul se poate înlocui cu izolat de soia, care are proprietăţi funcţionale superioare: capacitate de udare, dispersabilitate, solubilitate, emulsionare, spumare. Baterea are ca scop spumarea (aerarea), prin formarea unui film proteic ce protejează globulele de aer. Emulgatorul adăugat nu are rolul de a favoriza formarea emulsiei ci, contrar, de destabilizare (forţează globulele de grăsime să se aglomereze la batere şi să formeze, în faza apoasă, o reţea continuă care înglobează bulele de aer, împiedicând coalescenţa). Sed comercializează ca: frişcă gata preparată (aerosol) frişcă lichidă frişcă pulbere. AGENŢI CU ACŢIUNE DE SECHESTRARE, STABILIZARE, TAMPONARE, ÎNTĂRIRE, CREŞTEREA CAPACITĂŢII DE HIDRATARE Majoritatea aditivilor din această grupă sunt agenţi sechestranţi şi au, în principal, rolul de a chela (sechestra) metalele. Prin chelarea metalelor (în special Cu şi Fe) se blochează efectul pro-oxidant al acestora, ceea ce măreşte eficacitatea antioxidanţilor. Prin urmare, aceste substanţe au rol sinergic cu antioxidanţi precum BHA, BHT, PG, acizii ascorbic şi izoascorbic, tocoferolii, fosfolipidele. Agenţii de sechestrare se utilizează în industria alimentară pentru: stabilizarea grăsimilor şi uleiurilor cu prelungirea duratei de păstrare şi reţinerea aromelor pentru maioneze şi dressinguri; împiedicarea râncezirii fructelor oleaginoase (arahide, nuci etc.) şi a uleiului obţinut din ele; prevenirea râncezirii produselor de patiserie şi cofetărie; inhibarea autooxidării uleiurilor esenţiale; îmbunătăţirea stabilităţii la oxidare a grăsimilor inter-esterificate; îndepărtarea catalizatorilor metalici din uleiurile hidrogenate; evitarea apariţiei unor defecte de culoare la conservele din peşte şi fructe de mare; menţinerea culorii preparatelor de carne. Exemple de sechestranţi: citraţii (de Na, K, Ca), tartraţii (de Na, K, Na şi K), fosfaţii (fosfat monosodic, di- şi trisodic, fosfat monocalcic, di- şi tricalcic, fosfaţi de amoniu), EDTA şi sarea de Ca a EDTA. Fosfaţii de Na, de K şi citraţii joacă rol în solubilizarea proteinelor, de emulsionare şi de stabilizare la fabricarea brânzei topite.

Fosfaţii au şi rol de tamponare, mai ales în cazul ouălor lichide, a cerealelor pentru micdejun şi a gelurilor de alginaţi. De ex. în cazul ouălor în coajă, după un anumit timp, albuşul capătă o tentă gălbuie, mată datorită unor modificări suferite de proteinele din albuş. Dacă se aduce compoziţia oului întreg la pH=7, prin adaos de 0,3-0,7% fosfaţi, culoarea rămâne cea normală. În cazul cerealelor pentru mic-dejun, utilizarea NaH2PO4 (0,5-1,5%) creşte stabilitatea la oxidare şi produsul va avea efect cariostatic. Polifosfaţii sunt utilizaţi frecvent în industria cărnii deoarece: au rolul de a mări capacitatea de hidratare şi de reţinere a apei de către proteinele cărnii; au acţiune emulgatoare şi de stabilizare a emulsiei; au acţiune antioxidantă împreună cu acidul ascorbic. Citraţii au următoarele utilizări în industria alimentară: citratul de Na, în calitate de: 1. agent de tamponare, folosit, împreună cu acidul citric, la fabricarea: marmeladelor, jeleurilor, şerbetului aspicurilor fondantelor 3. emulgator şi stabilizator (brânză topită) 4. sinergic al antioxidanţilor, în carne tocată preambalată, uleiuri şi grăsimi neemulsionate citratul de K, în calitate de: agent de tamponare, sechestrare şi stabilizare pentru brânză topită şi produse din carne mărunţită, peşte şi fructe de mare citratul de Ca, cu rol de: 1. agent de tamponare: în gelurile de alginaţi 2. stabilizant: brânză topită, lactate desert 3. sinergic al antioxidanţilor: carne tocată, grăsimi neemulsionate Tartraţii se utilizează în industria alimentară ca: 1. stabilizanţi/sechestranţi: preparate de carne tocată sau pastă (cârnaţi, haşé) brânză topită 2. agenţi de reglare a acidităţii: marmelade, gemuri, jeleuri EDTA şi sărurile sale au următoarele aplicaţii în industria alimentară: stabilizează vitaminele în sucul de roşii, grapefruit, lamâi (prin blocarea reacţiei de autooxidare catalizată de metalele grele) previne îmbrunarea neenzimatică, datorată complexării polifenolilor cu metalele, din diferite vegetale: mere, pere, gutui. Produsul se imersează într-o soluţie de Na-EDTA 0,1% înainte de conservare sau se conservă direct într-o soluţie de conservare ce conţine 0,1% Na-EDTA. complexează metalele conţinute de peşte şi moluşte (Fe, Cu, Zn): Fe sau Cu se combină cu H2S, format din aminoacizii cu sulf, formând o culoare gri-verzui (sulfuri). În conservele de moluşte se pot forma cristale de fosfat de amoniu şi magneziu (ce conferă un aspect nisipos), prin combinarea fosfaţilor cu NH3 din carne, precum şi cu Mg din apa tehnologică. Aceste neplăceri pot fi

evitate dacă se imersează carnea de peşte sau moluşte în soluţie de NaCl 2-5% ce conţine 0,5% EDTA. în băuturi, de ex. în cazul vinului sau cidrului, dar şi în cazul oţetului din vin, prin combinarea Fe şi Cu cu taninul se obţin combinaţii insolubile care dau tulbureală. EDTA chelează Fe şi Cu, având şi rol în prevenirea îmbrunării vinurilor albe. În băuturile răcoritoare, EDTA previne decolorarea. ACIDULANŢII Sunt utilizaţi în industria alimentară pentru următoarele funcţii: intensifică sau maschează anumite nuanţe de gust sau aromă; sunt agenţi de tamponare (controlează pH-ul produselor alimentare); ca agenţi de conservare previn dezvoltarea microorganismelor de alterare şi a celor care produc toxiinfecţii alimentare; acţionează sinergic cu antioxidanţii; modifică proprietăţile reologice ale aluatului prin modificarea vâscozităţii; intră în compoziţia sărurilor de topire folosite la fabricarea brânzeturilor topite; intră în compoziţia amestecurilor de sărare (alături de NaCl, azotaţi, azotiţi), contribuind la culoarea, aroma şi conservarea preparatelor din carne şi semiconservelor din carne. Principalii acidulanţi utilizaţi în industria alimentară sunt: acidul lactic acidul citric acidul fumaric acidul malic acidul tartric acidul adipic acidul acetic acidul fosforic Acidul lactic Se formează prin fermentarea lactică a glucidelor. Se obţine industrial prin fermentarea controlată a plămezilor de cartofi, melasă, a siropului de porumb, sub acţiunea lui Lactobacillus delbrueckii sau prin fermentarea zerului dulce sau a zarei sub acţiunea lui Lactobacillus bulgaricus. De asemenea, se poate obţine prin sinteză chimică (din aldehidă acetică şi acid cianhidric, la temperatură şi presiune ridicate), prin hidroliza acidului propionic sau prin reducerea acidului piruvic. În industria alimentară este utilizat: - la fabricarea ouălor praf (îmbunătăţeşte dispersabilitatea proteinelor) - la fabricarea brânzeturilor (corectarea acidităţii) - la acidifierea sucurilor de fructe - pentru preluingirea duratei de conservare a cărnii în carcasă (sub formă de soluţie de stropire, în amestec cu acid ascorbic şi acid sorbic)

- la obţinerea produselor lactate acide destinate copiilor - în vinificaţie, pentru corectarea acidităţii mustului sau a vinurilor înainte de învechire (în special, a musturilor provenite din struguri supra-copţi, deficitari în acizi organici; la vinuri scurtează durata de învechire, îmbunătăţind buchetul) - la corectarea făinurilor slabe, îmbunătăţind proprietăţile reologice ale aluatului (glutenul) Acidul citric are răspândire largă în natură industrial, se obţine pe cale biotehnologică, fie utilizând ca materie primă melasa, fie din sucuri de fructe, prin fermentare controlată. În industria alimentară se utilizează: în băuturile răcoritoare carbonatate şi sucuri de fructe, cu rol de regulator de aciditate şi agent de protejare a culorii şi aromei (agent chelator) în vinuri, ca regulator de aciditate, previne casarea la conservarea fructelor congelate, previne îmbrunarea enzimatică, protejează acidul ascorbic natural (prin chelarea metalelor) ca sinergic, alături de antioxidanţi precum BHT, BHA şi PG la tratarea moluştelor refrigerate şi congelate (complexează Cu care induce modificări de culoare şi miros (culoare albastră) împiedică zaharisirea mierii de albine la obţinerea băuturilor răcoritoare praf, pentru băuturi efervescente. Acidul tartric constituent natural al multor fructe şi frunze industrial, se obţine din tartrul de vin (tartrat acid de K) În industria alimentară se utilizează ca: acidulant în sucurile de struguri şi din alte fructe regulator de aciditate pentru gemuri şi jeleuri sinergic, alături de diferiţi antioxidanţi, în grăsimi şi uleiuri component al sărurilor de afânare la biscuiţi şi napolitane Acidul malic larg răspândit în natură industrial, se obţine prin hidratarea catalitică a acidului maleic În industria alimentară se utilizează la obţinerea: sucurilor de fructe gemurilor, jeleurilor, marmeladelor produselor pentru copii Acidul fumaric prezent în plante, se obţine industrial prin izomerizarea acidului maleic sau pe cale biotehnologică, prin fermentarea glucozei sau melasei cu specii de Rhizopus. Utilizări în industria alimentară: intră în compoziţia sărurilor de afânare utilizate în panificaţie sinergic pentru antioxidanţii folosiţi la unt, untură, brânzeturi, lapte praf, cartofi prăjiţi, salamuri întăritor pentru geluri de gelatină, alginaţi sucuri de fructe, umpluturi pe bază de fructe

Acidul adipic nu este prezent în mod natural în alimente, se formează prin râncezirea grăsimilor Utilizări în industria alimentară: ca acidulant, în băuturile răcoritoare pe bază de fructe, inclusiv sub formă de pulberi brânzeturi topite inducerea gelificării în imitaţii de gemuri şi jeleuri Este parţial metabolizat, fiind excretat ca atare prin urină. Acidul fosforic în stare naturală, există în alimente ce conţin fosfor, fie ca H3PO4 liber, fie sub formă de fosfaţi Utilizări în industria alimentară: regulator de aciditate, în băuturi răcoritoare carbonatate sau necarbonatate sechestrant sinergic pentru antioxidanţi HIDROCOLOIZI ŞI SUBSTANŢE STABILIZATOARE Hidrocoloizii (coloizii hidrofilici) sunt polimeri macromoleculari, liniari sau ramificaţi, care se dispersează sau se dizolvă în apă, formând soluţii vâscoase (agenţi de îngroşare) sau geluri (agenţi de gelificare). Mai pot prezenta şi alte proprietăţi funcţional-tehnologice, precum capacitatea de a forma filme, capacitate de emulsionare, capacitate de floculare, de stabilizare etc. Clasificarea hidrocoloizilor naturali: compuşi macromoleculari poliglucidici: 1. extracte din alge 2. gume de exudaţie 3. gume din seminţe 4. gume de fermentaţie 5. extracte din plante 6. celuloză şi derivaţi 7. amidon şi amidonuri modificate compuşi macromoleculari de natură proteică: 1. gelatină 2. cazeină şi cazeinaţi 3. coprecipitaţi 4. gluten 5. derivate proteice din soia Compuşii macromoleculari poliglucidici Extractele din alge, se obţin din alge roşii sau brune, prin extracţie acidă sau alcalină, urmată de precipitare şi uscare. Clasificare: - naturale: agar

alginaţi carrageenani furcellaran - semi-sintetice: propilenglicol-alginat Gumele de exudaţie (exudate din arbori), sunt secretate de trunchiuri sau ramuri ale copacilor, se obţin prin incizare. Exemple: guma arabică guma tragacanth guma karaya guma ghatti Gume din seminte şi rădăcini: guar guma locust tara manan konjac Gume de fermentaţie: xantan dextran curdlan gellan Extracte din plante: pectina, cu diferite grade de esterificare Derivaţi de celuloză: Na-CMC metil-celuloza (MC) hidroxipropil-metilceluloza (HPMC) Amidonurile modificate se obţin: prin tratamente fizice: de ex. amidon pregelatinizat (prin tratament termic) prin tratamente chimice: 1. amidonuri “fluide” (hidrolizate) 2. amidonuri oxidate 3. amidonuri reticulate 4. amidonuri substituite (esterificate) prin tratamente enzimatice: de ex. amidon dextrinizat Proprietăţile funcţional-tehnologice ale hidrocoloizilor poliglucidici Proprietăţi primare: capacitate de îngroşare (conferă vâscozitate) capacitate de gelificare stabilizarea emulsiilor (ex. în dressinguri) formare de filme (ex. membrane pentru industria cărnii) încapsulare (ex. arome uscate) Proprietăţi secundare: agent de acoperire (aplicaţii: produse zaharoase) agent anti-cristalizare ( pentru siropuri, glazuri, îngheţată) stabilizarea spumei (în bere, produse spumate)

-

adjuvant de floculare (pentru vin, bere) agent de suspendare (ciocolată lichidă cu lapte) protector coloidal

Capacitatea de îngroşare Gumele sunt solubile sau dispersabile în apă şi, chiar în concentraţii foarte mici, dau soluţii vâscoase. Capacitatea de îngroşare a hidrocoloizilor se referă la mărirea vâscozităţii soluţiilor. Vâscozitatea depinde de viteza de amestecare: fluide newtoniene şi nenewtoniene (dilatante şi pseudoplastice). Cauzele comportamentului nenewtonian sunt: modificarea formei şi orientării moleculelor de hidrocoloid efectul curgerii asupra interacţiunilor intermoleculare. Vâscozitatea mai depinde de: dimensiunea şi forma moleculelor concentraţia de hidrocoloid gradul de hidratare sarcina electrică temperatură prezenţa altor compuşi în soluţie. Gumele guar, xantan şi furcellaran nu sunt influenţate de temperatură. Gumele alginat, karaya, CMC sunt influenţate de temperatură, fiind utilizate atunci când se urmăreşte o fluiditate mare a produsului la temperaturi mari, urmată de creşterea vâscozităţii (îngroşare) la răcire. Vâscozitatea soluţiilor de gume este influenţată şi de durata menţinerii la temperaturi ridicate: guma guar se degradează prin tratament termic prelungit şi nu mai formează gel. La majoritatea hidrocoloizilor vâscozitatea soluţiilor scade cu temperatura. Excepţie: MC, păstrează vâscozitatea ridicată într-un domeniu larg de temperatură. MC se foloseşte, de regulă, în amestec cu CMC. Prezenţa zaharurilor, proteinelor, acizilor conduce la scăderea vâscozităţii soluţiilor de gume. Adesea se utilizează amestecuri de gume, cu efect sinergic: guar+xantan şi guar+amidon. • Capacitatea de gelificare Deşi toţi hidrocoloizii conferă vâscozitate sistemelor, numai puţini au capacitatea de a forma gel (prin asociaţii intermoleculare care conduc la o reţea tridimensională în ochiurile căreia este prinsă faza apoasă). Textura gelului este descrisă prin: rigiditate tăria sau rezistenţa la rupere gradul de deformare a gelului, la rupere: grad mare de deformare gel „lung” (amidon) grad mic de deformare gel „scurt” (agar) Structurile tip gel sunt complicate când gumele se utilizează în produse alimentare, care sunt sisteme complexe. În structura unui gel pot fi înglobate bule de aer, globule de grăsime, cristale de gheaţă, granule de amidon etc.

Agregarea lanţurilor de polimer/polimeri (în timp sau la congelare/decongelare) o parte din apă se separă din structura gelului, fenomen numit sinereză. Sinereza poate fi redusă prin adaos de gume neformatoare de gel, cu rol stabilizator. Unele geluri de gume au anumite particularităţi: sunt termoreversibile (agar) necesită prezenţa unor cationi (furcellaranul necesită K+, pectina slab metoxilată, Ca2+) necesită prezenţa altor gume în sistem (guma locust sau konjac+xantan) sunt transparente sau opace. • Capacitatea de a forma filme şi de a stabiliza emulsiile Capacitatea de a forma filme se datorează reducerii asocierilor intermoleculare prin efect de forfecare şi extindere a lanţurilor moleculare flexibile pe direcţia de curgere. Are aplicaţii ca agenţi de acoperire, agenţi de micro-încapsulare, stabilizatori de emulsii şi spume. Stabilitatea emulsiilor se datorează măririi vâscozităţii fazei apoase şi reducerii tensiunii superficiale. • Stabilizarea sistemelor disperse Gumele sunt polizaharide puternic hidroxilate, ceea ce le conferă caracter hidrofil, legând apa în soluţii. Apa legată nu mai congelează (aplicaţii la îngheţată). Unele gume au caracter ambifilic (au şi grupări hidrofobe alături de cele hidrofile) ceea ce permite utilizarea lor la stabilizarea emulsiilor şi spumelor (formează filme fine la interfaţa ulei-apă sau aer-apă). Mecanismele prin care gumele stabilizează sistemele disperse: 1. creşterea suprafeţei încărcate electric a particulelor, prin adsorbţia de electroliţi (ex. stabilizarea dispersiilor proteice care tind să floculeze în zona pH-ului izoelectric) 2. efecte sterice, care previn apropierea particulelor (de ex. pectinele puternic metoxilate şi alginaţii, care au lanţuri lungi, aderă la suprafaţa particulelor sistemului dispers) 3. previn separarea de fază, indusă gravitaţional, prin creşterea vâscozităţii sistemelor disperse în care particulele dispersate sunt mici. • Importanţa gumelor pentru industria alimentară Gume din alge Agarul Este extras din alge roşii, insolubil în apă rece, solubil în apă fierbinte, prin răcire formează geluri dure şi fragile, instabile datorită sinerezei. Gelurile de agar se topesc prin reîncălzire. Utilizări în industria alimentară: obţinere de aspicuri cu punct de topire ridicat: conserve de carne, peşte (1%), uneori asociat cu gelatina (agent de gelificare) produse lactate: brânzeturi-cremă, produse fermentate tip iaurt (cu rol stabilizator şi agent de texturare) produse zaharoase, tip jeleu (agent de gelificare, 0,3-1,8%) obţinerea glazurilor, deoarece leagă apa şi blochează cristalizarea zahărului (1,2-2,4%) produse făinoase, ca agent de anti-întărire

-

la limpezirea vinului, fiind mai eficient decât gelatina (0,05-0,15%) produse dietetice sau vegetariene

Alginaţii Se obţin din alge brune, reprezintă sărurile solubile de Na şi K ale acidului alginic, care este insolubil. Alginatul de Na se dizolvă uşor în apă, formând soluţioi pseudoplastice (1-3%) şi geluri termoreversibile, ân prezenţa unor cationi bivalenţi (Ca2+). Soluţiile de alginat sunt stabile în intervalul de pH=4-10. Pentru pH-uri < 4 se utilizează propilenglicol-alginatul, solubil şi la pH=2). Utilizarea aliginaţilor în industria alimentară: ca agenţi de îngroşare pentru sosuri, umpluturi pentru plăcinte şi prăjituri, siropuri, supe ca stabilizatori, pentru: • îngheţată: controlează dimensiunea cristalelor de gheaţă şi împiedică fenomenul de recristalizare; se recomandă utilizarea fosfaţilor pentru sechestrarea ionilor de Ca din lapte deoarece alginatul de Ca este insolubil) • stabilizarea spumei la bere: pentru berile foarte limpezi, se recomandă propilenglicol-alginatul (1%) deoarece dă soluţii clare şi foarte puţin vâscoase • stabilizarea emulsiilor: dressinguri sau maioneze (0,3-0,5%) • stabilizarea sucurilor şi concentratelor naturale de fructe (0,2-0,5%, îndeosebi propilenglicol-alginatul) • stabilizarea smântânei şi frişcăi. ca agent de gelificare: produse tip desert, budinci cu lapte, umpluturi pentru plăcinte şi prăjituri, glazuri tip gel pentru formare de filme şi membrane: ca filme împiedică deshidratarea, menţin decorul prăjiturilor şi torturilor, împiedică oxidarea unor produse din carne, peşte (alginatul de Na, cel de Ca fiind insolubil). pentru capacitatea de floculare-clarificare: la purificarea apei (0,1-1 mg/kg), limpezirea vinului şi berii (5-20 mg/kg). Carrageenanii Se extrag din algele roşii, au cea mai mare importanţă pentru industria alimentară Sunt de mai multe tipuri, κ, ι şi λ-carrageenani (poligalactani care diferă prin gradul de sulfatare) Sunt solubili în apă, dau soluţii vâscoase, cu comportament nenewtonian. κ- şi ι-carrageenanii formează gel iar λ-carrageenanul nu formează gel. Gelurile au textură variabilă (de la dure şi fragile la moi şi elastice) în funcţie de tipul de carrageenan, concentraţia în soluţie, cationii implicaţi şi prezenţa altor hidrocoloizi fără capacitate de gelificare. Exemple:  guma locust are efect sinergic, creşte tăria şi gradul de coeziune al gelului  guma guar şi CMC-ul reduc tăria dar măresc coeziunea  amidonul din grâu şi porumb creşte tăria gelului iar amidonul din cartofi nu are efect.

Carrageenanii interacţionează cu proteinele, de ex. cu cazeina (formează legături ionice, de H, punţi S-S). Utilizări în industria alimentară: în industria laptelui, pentru:  stabilizarea băuturilor pe bază de lapte cu cacao (0,03%, menţin particulele în suspensie)  stabilizarea iaurtului, conferind o textură fină (0,2-0,5%)  stabilizarea laptelui concentrat (0,02%, împiedică sedimentarea proteinelor şi separarea grăsimii la tratament termic)  stabilizarea cremelor desert (0,4%)  stabilizarea îngheţatei pe bază de lapte sau apă (conferă vâscozitate, împiedicând formarea cristalelor de gheaţă)  stabilizarea brânzeturile moi  obţinerea înălbitorilor de cafea (0,3%, îmbunătăţesc solubilitatea coloidală a proteinelor) în industria cărnii şi peştelui:  la conserve de carne şi peşte (leagă bucăţile de carne)  proteine extrudate (îmbunătăţeşte calitatea fibrelor obţinute) în industria conservelor vegetale:  gelificarea gemurilor, marmeladelor şi jeleurilor  menţinerea în suspensie a pulpei în sucuri în industria produselor făinoase:  pâine (pentru îmbunătăţirea calităţii aluatului, alături de lecitină)  creme pentru umpluturi  prăjituri (0,1%, conferă caracteristici senzoriale mai bune) în industria produselor zaharoase: ca agent gelifiant Furcellaranul (agarul danez) Se extrage din algele roşii, are o structură asemănătoare cu κ-carrageenanul, se dispersează uşor în apă rece dar se solubilizează la cald. Soluţiile sunt vâscoase iar prin răcire formează gel opalescent. Tăria gelului depinde de concentraţia gumei. Are aplicaţii în industria alimentară asemănătoare agarului şi κ-carrageenanului. GUME DE EXUDAŢIE Guma arabică Cea mai utilizată în industria alimentară, dintre gumele de exudaţie. Este foarte solubilă în apă (până la 50%), sub agitare intensa. Vâscozitatea soluţiilor este relativ scăzută fiind maximă la pH=4,5-6,3 şi scade cu creşterea temperaturii şi cu creşterea conţinutului de electroliţi. Nu formează geluri. Utilizări în industria alimentară:  în produse zaharoase cu conţinut mare de zaharoză (blochează cristalizarea zaharozei), bomboane gumoase  stabilizează produsele lactate congelate, conferind o textură fină  în produsele făinoase, măreşte aderenţa particulelor  stabilizează emulsiile de arome concentrate, folosite la băuturile răcoritoare

 agent de încapsulare a aromelor uscate pentru supe, premixuri pentru checuri; împreună cu gelatina permite o foarte bună fixare a aromei şi coloranţilor încapsulaţi. Guma ghatti Înlocuitor al gumei arabice, formează soluţii cu vâscozitate mică, nu formează geluri adevărate. Aplicaţiile în industria alimentară sunt asemănătoare gumei arabice. Guma tragacanth Are solubilitate mică dar se hidratează intens. Formează soluţii disperse cu vâscozitate ridicată, chiar la concentraţii mici (1%) iar vâscozitatea scade cu creşterea temperaturii. Este stabilă la pH acid. Aplicaţii în industria alimentară: • ca agent de îngroşare şi ca emulgator, în special în alimente cu pH acid: dressinguri pentru salate, sosuri • ca stabilizator: la obţinerea îngheţatei (controlează consistenţa, are vâscozitate crescută la temperaturi scăzute). Guma karaya Puţin solubilă, dă soluţii vâscoase la concentraţii mici (1%), stabile în timp, iar vâscozitatea scade cu creşterea temperaturii. Nu formează geluri adevărate dar formează paste la concentraţii de 2-3%. În industria alimentară se utilizează ca agent de îngroşare şi ca stabilizator, de ex. în dressinguri, supe, sosuri. GUME DIN SEMINŢE ŞI RĂDĂCINOASE Guma guar Formează cu apa, la rece, soluţii coloidale vâscoase, iar vâscozitatea creşte în timp. Prezintă stabilitate termică (20-80ºC) iar vâscozitatea scade cu creşterea temperaturii. Este stabilă într-un domeniu foarte larg de pH=1-10,5 (maximum: pH=7,5-9). Este compatibilă sinergic cu alte gume, precum agarul, alginaţii, CMC, pectina, amidonul, carrageenanul şi, mai ales, xantanul. În industria alimentară se utilizează pentru:  capacitatea de legare a apei: conserve şi semi-conserve din carne, ca înlocuitor de amidon în diverse produse dietetice  în produse lactate (brânzeturi) împiedică sinereza şi conferă textură fină  dressinguri, sosuri, sucuri de fructe Guma locust Se obţine din endospermul seminţelor unei plante mediteraneene (Ceratonia siliqua). Se umflă în apă rece, dispersându-se parţial. În apă caldă, guma se dispersează bine iar vâscozitatea soluţiilor scade cu creşterea temperaturii până la 45ºC, după care vâscozitatea creşte rapid. Prin răcire, vâscozitatea creşte şi mai mult. În practică, guma se dispersează la 95ºC, prin răcire obţinându-se o soluţie foarte vâscoasă. Nu formează singură gel dar gelifică în prezenţa altor gume, precum xantranul şi κcarrageenanul. Fiind polizaharid neutru, este puţin influenţat de pH în intervalul 3-11. Utilizări în industria alimentară:  ca agent de stabilizare, agent de umflare şi de reţinere a apei în îngheţată (rezistă bine la şoc termic)

 ca agent de îngroşare în sosuri, dressinguri, maioneze, ketchup, supe, umpluturi pentru plăcinte şi prăjituri, produse congelate  la obţinerea brânzeturilor, în calitate de coloid protector, creşte randamentul iar textura este foarte fină, moale dar compactă  în produse de panificaţie obţinute din făinuri cu conţinut redus de gluten, îmbunătăţeşte capacitatea de reţinere a apei, conducând la produse cu textură fină, prelungind prospeţimea Guma manan konjac Este extractul solubil al făinii obţinute din rădăcinile plantei Amorphophallus konjac. Prin dizolvare în apă, urmată de încălzire, guma dă soluţii foarte vâscoase. Formează geluri termoreversibile dar susceptibile la sinereză. Formează geluri stabile în amestec cu alte gume, precum xantan şi κ-carrageenan. Aplicaţiile în industria alimentară sunt asemănătoare gumei locust. GUME DE FERMENTAŢIE O serie de microorganisme pot biosintetiza polizaharide liniare sau ramificate. Solubilitatea acestor polizaharide depinde de sarcina electrică, de flexibilitatea lanţurilor, de gradul de ramificare. Xantanul Polizaharid sintetizat de bacteria Xantomonas campestris, ramificat, cu lanţuri laterale scurte, este solubil. Se dizolvă în apă formând soluţii cu vâscozitate mare, termostabile într-un interval larg de pH, stabilitatea fiind mărită de prezenţa sărurilor. Soluţiile de xantan au caracteristicile unor geluri slabe, distruse la viteze mari de forfecare. Prezenţa gumei xantan în sistemele alimentare măreşte stabilitatea la congelaredecongelare (în special, în prezenţa amidonului). Aplicaţii în industria alimentară:  ca agent de îngroşare (sosuri, dressinguri, băuturi, deserturi, umpluturi), singur sau alături de gumele locust şi guar  ca suport pentru aromatizanţi, în special în guma de mestecat (datorită caracteristicilor pseudoplastice, prin masticare produsul devine mai fluid iar aroma se eliberează mai uşor)  ca înlocuitor de amidon în produse tip conservă şi produse congelate (facilitează transferul termic). Dextranul Se obţine prin cultivarea unor specii de Leuconostoc (dextranicus, mezenteroides) pe medii ce conţin zaharoză. Este un polizaharid de tip α-glucan cu ramificaţii scurte. Este solubil în apă, dă soluţii limpezi, vâscoase, stabile la temperaturi înalte (sterilizare) şi la temperaturi scăzute (congelare). În industria alimentară are utilizări ca agent de îngroşare. Guma gellan Este sintetizată de Pseudomonas glodea şi se utilizează în stare nativă sau acetilată. Solubilă în apă, la cald, prin răcire formează geluri rigide şi fragile. Gradul de acetilare permite controlul texturii gelului format şi a temperaturii de topire. În industria alimentară se utilizează:  ca agent de îngroşare (eliberează bine aromele)

 ca agent de gelificare pentru glazuri (gelul este transparent)  dă combinaţii cu textură foarte bună cu amidonul şi gelatina (aspicuri) EXTRACTE DIN PLANTE Pectina Lanţuri de acid poligalacturonic, parţial esterificate cu grupări metil, cu ramificaţii formate din lanţuri ce conţin arabinoză, galactoză şi xiloză. Pectinele comerciale sunt amestecuri formate din pectine cu diferite grade de metoxilare şi acizi pectici. Cele mai bune surse sunt merele şi citricele. Sunt, în general, solubile în apă, solubilitatea crescând cu gradul de esterificare şi cu reducerea masei moleculare. Soluţiile de pectină sunt vâscoase, vâscozitatea fiind direct proporţională cu masa moleculară, cu gradul de esterificare, concentraţia soluţiei, pH, prezenţa zaharozei. Soluţiile de pectină sunt stabile la pH acid. Atât pectinele puternic esterificate cât şi cele slab esterificate formează geluri dar mecanismul de gelificare este diferit. Pectinele slab metoxilate (DE=20-40%) gelifică în prezenţa Ca2+ formând geluri termoreversibile (nu depind de concentraţia de zahăr şi pH). Pectinele puternic metoxilate (DE=60-75%) gelifică numai la concentraţii mari de S.U., în prezenţa a 55-65% zahăr, la pH1:2000) cu putere medie (1:25÷1:2000) cu putere mică (adăugaţi direct în produs, cum este cazul condimentelor utilizate la preparatele din carne) b. origine: naturali sintetici aromatizanţi de prelucrare termică. Aromatizanţii naturali Sunt obţinuţi din materii prime naturale, prin procedee care nu afectează natura substanţelor de aromă sau a precursorilor de aromă existenţi în materialul de bază. Cuprind: produsele de condimentare: ketchup, muştar, oţet condimentele propriu-zise şi plantele aromatizante (condimentare): piper, mărar, coriandru, usturoi etc. extractele (apoase sau alcoolice): din fructe (căpşune, zmeură, mure) din carne (considerate şi potenţiatori de aromă, datorită precursorilor) din subproduse: oase din peşte şi moluşte: se pot obţine prin diferite metode, precum extracţie cu apă/abur sub presiune, prin hidroliză acidă sau prin fermentare din drojdie: reprezintă atât aromatizanţi cât şi potenţiatori de aromă; se obţin prin autoliza sau plasmoliza (cu NaCl) celulelor de drojdie, ori prin plasmoliză+autoliză, urmată de hidroliza enzimatică (cu radicele din malţ, enzime, microorganisme) a acizilor nucleici conţinuţi concentratele de aromă: se obţin din plante aromatizante şi condimente, cu ajutorul solvenţilor organici (concentratul de hamei, oleorezine) uleiurile esenţiale: se obţin din diferite condimente sau plante aromate, prin presare (uleiuri esenţiale de portocale, lamâi etc.), prin antrenare cu vapori, prin extracţie cu solvenţi organici (alcool etilic) sau prin extracţie cu CO2 supercritic. Au o putere de aromatizare de ÷ 100 de ori mai mare decât materialul de plecare hidrolizatele proteice obţinute pe cale enzimatică (cu diverse proteaze): hidrolizate de drojdie, de ciuperci etc.) aromatizanţii de fermentare: microorganismele pot sintetiza diverşi aromatizanţi (de unt, de brânză, pâine, fructe, ciuperci etc.) şi potenţiatori de aromă. Aromatizanţi sintetici: singulari sau amestecuri. Aromatizanţii singulari sunt de mai multe feluri: ce conferă aromă datorită mai mult mirosului

ce conferă aromă şi senzaţie de căldură, răceală, pungenţă în cavitatea bucală ce contribuie la gustul sărat, dulce, astringent, fără a avea miros şi/sau gust. Exemple de aromatizanţi sintetici aldehida benzoică (cea naturală intră în compoziţia amigdalinei din sâmburii de cireşe şi migdale amare) acetatul de etil: arome de fructe pentru băuturi alcoolice şi nealcoolice butiratul de etil diacetilul: unt, margarină, cafea, oţet etilvanilina: aromă de vanilie de 4 ori mai puternică decât vanilia vanilina: aromă de vanilie mai slabă decât etilvanilina. Aromatizanţi de prelucrare termică: produse care se formează sub influenţa tratamentului termic, în prezenţa sau absenţa zaharurilor reducătoare (reacţii tip Maillard). Pot conferi: aromă de pâine aromă de carne aromă de ciuperci Potenţiatorii de aromă Glutamatul monosodic Se obţine prin hidroliza unor produse de origine vegetală, prin sinteză chimică sau biosinteză. Materii prime: soia, gluten de grâu, alge, proteine din porumb, melasă, se supun hidrolizei acide, alcaline sau enzimatice. Procedeul prin biosinteză este cel mai economic şi cel mai utilizat şi se realizează prin fermentarea mediilor de cultură, conţinând glucide, surse de azot, vitamine şi minerale, cu Micrococcus glutamicus. Biomasa obţinută se acidulează cu H2SO4 până la pH=6,5, se adaugă cărbune activ, se încălzeşte la 75ºC, 1 h şi se filtrează sub vid. Acidul glutamic din filtrat se transformă în glutamat monosodic prin tratare cu NaOH. În final, se concentrează până la cristalizarea glutamatului. Glutamatul intensifică aroma de carne şi conferă aromă e carne hidrolizatelor proteice vegetale (supe, sosuri, în special sos de soia, conserve). 5’-Nucleotidele Sunt adevăraţii potenţiatori de aromă. Acţionează sinergic cu glutamatul monosodic şi se folosesc la aromatizarea: sosurilor, în special sosul de soia supelor conservelor şi semi-conservelor vegetale, de carne sau peşte. Exemple de 5’-nucleotide: - 5’-inozinatul de sodiu (IMP) - 5’-guanilatul de sodiu (GMP) ÎNDULCITORII Sunt de mai multe tipuri: naturali calorici

naturali necalorici de sinteză necalorici Gradul de dulce al îndulcitorilor se compară cu gradul de dulce al zaharozei, considerat 1 sau 100. Îndulcitori naturali calorici Includ şi poliolii care sunt îndulcitori hipocalorici, unii obţinuţi prin sinteză. Exemple: zaharoza siropul de zahăr invertit izosiropul dextroza şi siropul de glucoză fructoza siropul de malţ. Poliolii sunt polialcooli, se găsesc în natură dar se obţin industrial prin hidrogenarea unor glucide şi sunt necariogenici. Nu necesită insulină pentru metabolizare, putând fi utilizaţi în alimentaţia diabeticilor. Pot provoca diaree osmotică, consumaţi în cantităţi mari. Exemple de polioli: sorbitolul: glucoză redusă, 2,6 kcal/g xilitolul: xiloză redusă, 2,4 kcal/g manitolul: obţinut prin hidrogenarea catalitică, sub presiune, a glucozei şi fructozei, plecându-se de la sirop de porumb; 1,6 kcal/g maltitolul: hidrogenarea maltozei obţinută prin hidroliza amidonului; 2,1 kcal/g lactitolul: reducerea glucozei din lactoză; 2 kcal/g eritritolul: obţinut prin fermentarea glucozei, rezultată din hidroliza amidonului, cu drojdia Moniliella pollinis. Este poliolul cel mai bine tolerat de organism. 0,2 kcal/g. Utilizarea poliolilor în industria alimentară: bomboane gumă de mestecat creme desert gemuri produse de patiserie. Îndulcitori naturali nenutritivi: glicirizina staviozidul filodulcina taumatina monelina Îndulcitori de sinteză necalorici Au putere foarte mare de îndulcire. Exemple: zaharina ciclamatul

-

aspartamul acesulfam K sucraloza (Splenda)

Zaharina este stabilă termic, fiind de aproximativ 300 de ori mai dulce decât zaharoza, în timp ce ciclamatul este de 30-50 de ori mai dulce decât zaharoza. Ciclamatul este cel mai ieftin indulcitor sintetic, se foloseşte frecvent în combinaţie cu zaharina dar este interzis în SUA şi Canada. Aspartamul este derivatul metilat al L-aspartil-fenilalaninei, de 200 de ori mai dulce decât zahărul. Este folosit frecvent la îndulcirea băuturilor răcoritoare dietetice dar şi a gumei de mestecat, alături de acesulfam K. Acesta din urmă este de 130 de ori mai dulce decât zaharoza. Sucraloza este zaharoză clorinată, este foarte stabilă termic, fiind de 600 de ori mai dulce decât zahărul.