Индекс УДК 664.761
Дата публикации: 30.01.2024

Применение ксантановой камеди при производстве продуктов питания

The use of xanthan gum in food production

Захарова И.И.
Институт пищевых технологий и дизайна – филиал ГБОУ ВО НГИЭУ,
г. Нижний Новгород

Zakharova I.I.
Institute of food technologies and design - filiation GBOU VO the Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Nizhny Novgorod

Аннотация: Пищевая добавка, название которой мало кто слышал, но, тем не менее, большинство людей принимают с едой несколько раз в неделю. Многие люди обеспокоены безопасностью ксантановой камедью, она обнаружена во многих промышленных продуктах. Но FDA считает ксантановую камедь безопасной для потребления в качестве пищевой добавки. Более того, популярность в качестве пищевой добавки, особенно в безглютеновых продуктах, растет, т.к.обычно добавляется к пище в качестве загустителя или стабилизатора. Она создается путем ферментации сахара бактериями типа Xanthomonas campestris. Когда сахар ферментируется, он создает вязкой консистенции вещество, которое становится твердым после добавления спирта. Затем его высушивают и превращают в порошок. Когда к жидкости добавляется ксантановая камедь, она быстро рассеивается и образует вязкий и стабильный раствор. Благодаря этому свойству она считается сильным загущающим, суспендирующим и стабилизирующим агентом для многих продуктов. Растворимые волокна – это углеводы, которые организм человека не может разрушить. Вместо этого они поглощают воду и превращаются в гелеобразное вещество в пищеварительной системе, что замедляет пищеварение. Поэтому организм не способен переваривать и усваивать ксантановую камедь, и она не содержит калорий и питательных веществ, тем самым не наносит вред или пользу организму человека, в обычных концентрациях.

Abstract: A dietary supplement, the name of which few people have heard, but, nevertheless, most people take with food several times a week. Many people are concerned about the safety of xanthan gum, it is found in many industrial products. But the FDA considers xanthan gum safe for consumption as a dietary supplement. Moreover, its popularity as a food additive, especially in gluten-free products, is growing, as it is usually added to food as a thickener or stabilizer. It is created by fermentation of sugar by bacteria such as Xanthomonas campestris. When sugar is fermented, it creates a viscous substance that becomes solid after alcohol is added. It is then dried and powdered. When xanthan gum is added to the liquid, it quickly dissipates and forms a viscous and stable solution. Due to this property, it is considered a strong thickening, suspending and stabilizing agent for many products. Soluble fibers are carbohydrates that the human body cannot break down. Instead, they absorb water and turn into a gel-like substance in the digestive system, which slows down digestion. Therefore, the body is unable to digest and assimilate xanthan gum, and it does not contain calories and nutrients, thus does not harm or benefit the human body, in normal concentrations.
Ключевые слова: ксантановая камедь, ферментация, пищевая добавка, стабилизатор, суспендирование, технологическая карта.

Keywords: xanthan gum, fermentation, food additive, stabilizer, suspension, technological map.



Введение. Вопросы питания всегда остро стояли перед человечеством, определяя его аспекты трудовой и вне трудовой жизнедеятельности. В ходе процесса развития науки и техники общество училось находить причины изменения тех или иных функций организма в зависимости от изменения качественного и количественного состава поступающих с пищей веществ. Сегодня пересмотрена оценка влияния мучных кулинарных изделий, обоснована теория рационального питания продуктами растительного происхождения.

Основная часть. Последнее  время в сферу переработки вовлекают  новые пищевые добавки, для улучшения  свойств готовой продукции. Именно таким сырьем является ксантановая камедь, которая характеризуется  наличием хороших технологических свойств и  широким спектром применения.

Цель работы – изучить роль ксантановой камеди в пищевой промышленности,

разработка технологии и рецептуры кулинарной продукции с ее использованием.

Материалы и методы исследования. В качестве исходного материала использовались данные из официальных источников, дающие полную характеристику пищевой добавки. В качестве методики исследования применялся сравнительный и теоретический анализ.

Результаты исследования и их обсуждение. В соответствии с целью исследования необходимо провести анализ ассортимента кулинарной продукции с использованием ксантановой камеди  в   пищевой промышленности, разработать новую рецептуру  на кулинарную продукцию с добавлением ксантановой камеди, определить органолептические показатели качества нового продукта.

               Введение Ксантановая камедь – это пищевая добавка, присутствующая во многих продуктах на витринах магазинов. Определить ее присутствие в составе потребляемых продуктов можно по наличию добавки под индексом Е415 в составе. Иногда ксантановую камедь указывают в составе как ксантан. Пищевая добавка выступает в роли регулятора консистенции. По своей химической природе ксантан — полисахарид, который получают пори помощи бактерии черной гнили, известной под названием xanthomonas campestris в течение их обычного жизненного цикла, в ходе сложного ферментативного процесса на поверхности клетчатой стенки. В природе эти бактерии обитают на листьях овощей семейства brassica, таких как капуста.

     В промышленности ксантановую камедь получают посредством аэробного брожения чистых культур бактерий xanthomonas campestris.  Процесс получения добавки занимает от 1 до 4 дней.

Культивируется в насыщенной кислородом среде, содержащей глюкозу, азот и различные микроэлементы. Чтобы обеспечить посев микроорганизмов на завершающей стадии ферментации, процесс  введения живых микроорганизмов, в ткани растений (инокуляция) проводят в несколько этапов.

 После завершения ферментации бульон пастеризуют для инактивации бактерий, а ксантановую камедь выделяют осаждением изопропиловым спиртом. Затем продукт высушивают, измельчают и фасуют.

Ксантан применяют в приготовлении взбитого жидкого теста.

При приготовлении жидкого теста ксантановая камедь препятствует осаждению муки, улучшает газоудерживающую способность, повышает устойчивость к действию ферментов, стабильность к замораживанию, оттаиванию и механическому воздействию. Кроме того, она обеспечивает однородность покрытия и его способность удерживаться на поверхности. Используется при приготовлении теста для блинов. Здесь ксантан улучшает способность теста к распределению по поверхности, увеличивает объем и способность удерживать пузырьки воздуха.  Используется в тесте, для приготовления луковых колец, рыбы и креветок в кляре.

Ксантановая камедь улучшает адгезию теста на поверхности лука, которая может быть затруднена из-за его воскообразного покрытия. Клейкие свойства, связанные с высокой исходной вязкостью растворов ксантана, способствуют увеличению адгезии теста. С этой целью камедь обычно добавляют в количестве 0,15% от массы теста.

Тесто для рыбы в кляре можно стабилизировать 0,06% раствором ксантана, тогда как для стабилизации жидкого теста, которое используется, например, для приготовления креветок в кляре (темпура), рекомендуется 0,10-0,15% раствор ксантана.

Его можно использовать также в тесте, предназначенном для приготовления замороженных продуктов (курицы, креветок или рыбы).

Тесту для пирогов, тортов, бисквитов и хлеба ксантановая камедь обеспечивает однородность консистенции, пористость и стабильность эффекта при изменении рецептурного состава. Продукты с её добавлением, имеют повышенную влажность, объем, упругость мякиша, меньше крошатся, а следовательно, лучше переносят условия транспортировки.

Ксантановая камедь увеличивает объем, поддерживает влажность, улучшает текстуру в замороженном тесте, низкокалорийной выпечке и хлебе без глютена.

Ксантан может быть введен в тесто в количестве 0,05% (от общей массы теста) без изменения рецептурного состава.

При добавлении ксантановой камеди в начинки холодного или горячего приготовления для фруктовых пирогов и других видов выпечки, улучшается их текстура и вкус. Дополнительные преимущества введения ксантана в сливочные и фруктовые начинки: увеличение срока хранения, стабильность к замораживанию/оттаиванию и регулирование синерезиса.

Смеси, включающие ксантановую камедь, каррагинан и галактоманнаны являются превосходными стабилизаторами целого ряда замороженных и охлажденных молочных продуктов: мороженое, шербет (фруктовое мороженое), сметана, стерилизованные взбитые сливки и восстановленное молоко. Такие смеси обладают оптимальной вязкостью, высокой стабильностью, улучшенной теплопроводностью, устойчивостью к перегреву и способностью регулировать процесс образования кристаллов льда.

Салатные заправки – это самое распространенное применение ксантановой камеди в пищевой промышленности. Стабильность ксантана к кислотному и солевому воздействию, его эффективность при низких концентрациях и высокая псевдопластичная реология делают эту камедь идеальным стабилизатором для текучих обезжиренных, низкожирных или стандартных салатных соусов (заправок). Заправки с ксантановой камедью обладают превосходной устойчивостью при долговременном хранении и относительно постоянной вязкостью в широком диапазоне температур. Такие салатные соусы обладают хорошей текучестью, но при этом удерживаются на поверхности салата. Обычно в зависимости от содержания масла дозировки ксантана составляют 0,2-0,4%. При повышении количества масла в составе заправки необходимое для стабилизации количество ксантановой камеди сокращается.

Введение ксантановой камеди в состав сухих смесей для приготовления напитков улучшает «Тело» и качество восстановленного напитка. Камедь способствует суспендированию в напитках с мякотью, что улучшает их внешний вид и текстуру.

Ксантановая камедь обеспечивает прекрасную текучесть и превосходно удерживается на поверхности мороженого, фруктов и блинов. При хранении в холодильнике консистенция сиропов и глазурей не изменяется. Дисперсия какао-порошка в шоколадных сиропах остается стабильной. Замороженные немолочные взбитые глазури и их замороженные концентраты обладают твердой текстурой, легко взбиваются и имеют превосходную устойчивость к замораживанию/оттаиванию.

Ксантан используют в современной кулинарии для придания кремообразной текстуры, загущения соусов, а также стабилизации пен и эмульсии. Также используют в составе блюд для людей, страдающих аллергией или пищевой непереносимостью. Например, ксантан может заменить клейковину в рецептурах хлебобулочных изделий, что важно для разработки технологий изделий для людей, страдающих непереносимостью глютена.

Ксантана позволяет увеличить плотность низкокалорийной кулинарной продукции и придать ей кремовую консистенцию. Он диспергируется в жидкости при любой температуре. В очень холодной воде может образовать сгустки, которые распределяются в жидкости с течением времени. Даже в небольших количествах ксантан заметно увеличивает их плотность и вязкость.

Для загущения ксантан добавляют в количестве 0,05— 0,5% для образования консистенции, характерной для жидких соусов, способных сохранять форму в неподвижном состоянии и стекать при наклоне тарелки. При наличии в рецептуре кулинарной продукции 0,8 % ксантана и более образуется более густая консистенция. Для того чтобы диспергировать и гидратировать ксантан, его добавляют в жидкость и перемешивают при помощи погружного или стационарного блендера. Для улучшения процесса, если в рецептуре есть сахар, его предварительно смешивают с ксантаном, а затем добавляют в жидкость.

Ксантан не меняет цвет жидкости, но во время перемешивания захватывает большое количество пузырьков воздуха. Устранить это можно, процедив раствор ксантана через сито или завакуумировав его.

Жидкости с ксантаном становятся менее вязкими при блендировании.

При высоких концентрациях в жидкости ксантан образует вязкую липкую пасту, которая напоминает по консистенции гель, но фактически им не является. Поэтому для приготовления пудингов и кремов используют другой загуститель.

Ксантан эффективен в широком диапазоне значений pH среды (кислотности) – от 1 до 13, поэтому его можно использовать для загущения соусов, в том числе на основе фруктов и овощей. Соусы с ним можно неоднократно замораживать и размораживать без изменения органолептических показателей качества.

Ксантан можно использовать для увеличения вязкости жидкостей с содержанием алкоголя до 60%, но он практически не растворяется в растворах с содержанием сахара больше 50%.

 В смеси с гуаровой камедью и каррагинанами ксантан усиливает эффект загущения, а с коньячной и камедью рожкового дерева образует устойчивые гели.

Ксантан используют для стабилизации эмульсионной структуры, например низкокалорийного майонеза. Для этого растительное масло эмульгируют с добавлением ксантана в количестве 0,1 — 0,5%.

Главная цель использования ксантана при создании эмульсий — сохранить их стабильными довольно длительный промежуток времени за счёт увеличения вязкости жидкостей.

С помощью ксантана получают суспензии. Его используют и для стабилизации пен.

Добавление в жидкость ксантана в количестве 0,08–0,8 % увеличивает ее вязкость и плотность. Затем жидкость помещают в сифон, который заправляют углекислым газом. Пена, полученная из сифона, хорошо развита, а трехмерная сетка, образованная ксантаном, замедляет скорость разрушения пены (скорость стекания жидкости со стенок пузырьков).

Ксантан используют для изготовления замороженных пен.

Например, российский шеф-повар Владимир Мухин, варит английский соус с молодыми побегами ели. Затем загущает соус ксантаном, стабилизируя пузырьки воздуха. Ксантан устойчив к замораживанию и последующей дефростации. Еще он препятствует образованию ледяных кристаллов.

Много говорят о вреде и противопоказания к употреблению ксантановой камеди.

В соответствии с нормами Федерального управления США по вопросам качества продовольствия и медикаментов (21 CFT 172.695), ксантановая камедь признана пищевой добавкой для использования в качестве стабилизатора, загустителя или эмульгатора. Европейским союзом ей присвоен кодификационный номер Е 415; она разрешена к ежедневному применению. Безопасной дозировкой для человека считается 15 граммов пищевой добавки. При употреблении слишком большого количества вещества нарушается работа пищеварительной системы – люди жалуются на вздутие, метеоризм, частые позывы в туалет.

Ксантановая камедь полностью безопасна для большинства людей, однако существуют определенные группы, которым все же следовало бы ограничить потребление добавки. Не рекомендуется употреблять ксантановую камедь людям с сильной аллергией на сахар, пшеницу, сою, кукурузу и молоко. Также с этой добавкой стоит быть осторожными тем, кто на регулярной основе принимает лекарства от диабета.

Ксантановая камедь под фирменными наименованиями KELTROL® и KELTROL® F одобрена для использования при изготовлении кошерных продуктов.

Ксантановая камедь разрешена к применению и на территории Российской Федерации.

Ниже представлена разработка рецептуры на соус яблочный с добавлением ксантановой камеди.

Технологическая карта на Соус яблочный

Наименование сырьяБрутто,гНетто,г
Яблоки свежие256225
Сахар125125
Ксантановая камедь55
Корица молотая0,10,1
Кислота лимонная11
Вода800800
Выход:1000

Технология приготовления

Нарезанные ломтиками яблоки с кожицей (без семенного гнезда) заливают горячей водой и варят в течение 6-8 минут, в закрытой посуде до готовности. Затем протирают до пюреобразной консистенции, соединяют с отваром, добавляют сахар, кислоту лимонную, ксантановую камедь, пробивают блендером и доводят до кипения. В готовый соус добавляют корицу.

Требования качества

Внешний вид: однородная гладкая масса без пленки.

Консистенция: пюреобразная, вязкая, эластичная, без комочков.

Цвет: от светло-желтого до коричневого.

Вкус: кисло-сладкий, пряный, без посторонних привкусов.

Запах: яблок и корицы, без посторонних запахов

Для загущения жидкой среды, ксантан добавляют в количестве 0,05— 0,5% для образования консистенции, характерной для жидких соусов, способных сохранять форму в неподвижном состоянии и стекать при наклоне тарелки.

Заключение

Ксантановая камедь – это популярная в современном мире пищевая добавка Е415. Ее получают при помощи аэробного брожения бактерий xanthomonas campestris. Она играет значительную роль в пищевой промышленности. Ксантановую камедь применяют при приготовлении разных видов теста, начинок холодного и горячего приготовления, замороженных и охлажденных молочных продуктов, салатных заправок; для придания кремовой текстуры, загущения соусов, а также стабилизации пен и эмульсии; для получения суспензий и изготовления замороженных пен. Вещество обладает прекрасной способностью к поддержанию требуемой консистенции. Специалисты считают ксантановую камедь, вред от которой могут получить разве что люди с аллергией, полностью безопасной для человеческого здоровья, при соблюдении рекомендуемых дозировок.

Библиографический список

1. Донченко, Л. В. Пищевая химия. Гидроколлоиды : учебное пособие для среднего профессионального образования / Л. В. Донченко, Н. В. Сокол, Е. А. Красноселова ; ответственный редактор Л. В. Донченко. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 180 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-07094-1. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. с. %PAGE% — URL: https://urait.ru/bcode/513766/p.%PAGE% (дата обращения: 28.12.2023).
2. Мацикова, О. В. Современные технологии и инновации в сфере общественного питания: учебное пособие / О. В. Мацикова. – Минск : РИПО, 2022. – 264 с.: ил. – Режим доступа: по подписке. – URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=697624 (дата обращения: 28.12.2023). – Библиогр.: с. 258-259. – ISBN 978-985-895-002-6. – Текст: электронный.
3. Здобнов А.И, Цыганенко В.А., «Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий: Для предприятий общественного питания». – М.: ООО «Издательство «Арий», 2013. – 679с (дата обращения: 28.12.2023)
4. Никифорова, Татьяна Алексеевна. Пищевые добавки и ароматизаторы: физико-химические и функционально-технологические свойства : учебное пособие / Т. А. Никифорова, Т. В. Меледина, О. Б. Иванченко ; Федеральное агентство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования Санкт-Петербургский гос. ун-т низкотемпературных и пищевых технологий. - Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский гос. ун-т низкотемпературных и пищевых технологий, 2009. - 215 с. : табл.; 21 см.; ISBN 978-5-89565-191-9 (в пер.) URL: https://studfile.net/preview/15925019/page:21/ (дата обращения: 28.12.2023)
5. Аймесон А. (ред.-сост.) Пищевые загустители, стабилизаторы, гелеобразователи / А. Аймесон (ред.сост.). — Перев. с англ. д-ра хим. наук С. В. Макарова. — СП6.: ИД «Профессия», 2012. — 408 с., ил., табл.
6. https://yandex.ru/search/?clid=9582&text=ксантановая+камедь+что+это&l10n=ru&lr=47 (Дата обращения 05.01.2024)