Функциональные добавки что это

3.3.4. Функциональные добавки

Функциональные добавки — это вспомогательные вещества, применяемые для улучшения процессов пленкообразования и нанесения ЛКМ, повышения стабильности и долговечности красок и покрытий, а также для придания им каких-либо специальных свойств. Основные используемые в настоящее время добавки можно разделить по их назначению на следующие группы:

Помимо перечисленнных, для модификации поверхностных свойств Пк используют матирующие агенты, воски, агенты, регулирующие розлив и другие. Для повышения атмосферостойкости применяют УФ-аб-сорберы и вещества-акцепторы свободных радикалов [61].

Коалесценты, как известно, позволяют снижать температуру пленкообразования водных дисперсий. Этот вопрос подробно обсужден в гл. 2, в том числе на примерах различных коммерческих продуктов. Так как МТП наиболее широко распространенных дисперсий составляет 13—18°С, а нанесение ВД-ЛКМ должно происходить при температуре по крайней мере 5°С, практически во всех рецептурах необходимо использовать добавки, понижающие МТП. Подходящими для этих целей являются растворители, которые в течение времени их испарения пластифицируют полимер (см. гл. 2).

Кроме снижения МТП, пленкообразующие добавки влияют на время высыхания и твердость покрытия. Использование растворителей с высокой температурой кипения, из-за их высокой пластифицирующей активности может приводить к повышению грязеудержания покрытия. Пленкообразующие добавки также влияют на вязкость и смачиваемость ЛКМ и на устойчивость покрытия к мокрому истиранию.

В практической работе следует помнить, что чаще всего при добавлении коалесцентов дисперсии и краски теряют коллоидную стабильность. При быстром добавлении этих веществ могут образовываться микрогели или произойти полная коагуляция. Это явление (так называемый «шок от действия растворителя») можно предотвратить путем медленного введения коалесцента или предварительного разбавления его водой и/или растворителем, смешиваемым с водой.

Высококипящие смешиваемые с водой растворители, например про-пиленгликоль, замедляют испарение воды и поэтому обеспечивают хорошие технологические свойства ЛКМ при их нанесении.

Традиционные загустители. Вязкость краски можно повысить при введении в рецептуру производных целлюлозы или полиакриловых дисперсий, набухающих в щелочи. Для штукатурок и силикатных красок более эффективны ксантановые загустители.

Загуститель и его характеристика

Гидроксиэтил целлюлоза (неионный)

Гидрофобизированные (неионный, ассоциативный)

Эмульсии или дисперсии, набухающие в щелочи (ЭНЩ, анионный)

Гидрофобизированные эмульсии или дисперсии, набухающие в щелочи (ГЭНЩ, анионный, ассоциативный)

Гидрофобизированный полиэфирполиуретан (неионный, ассоциативный)

Металлорганические соединения (гелеобразователи)

При использовании полисахаридов и полиакриловых загустителей вязкость увеличивается как в результате образования водородных связей между молекулами загустителя, так и в результате гидратации и укладки полимерных цепей в петли и кольца. Общим результатом этого процесса является достижение определенной структурной вязкости состава (псевдопластичности). В этом случае, как правило, повышается седиментационная устойчивость красок и предотвращается стекание и разбрызгивание при нанесении. Однако эффективность выравнивания слоя краски затрудняется в результате изменения вязкости при высоких скоростях сдвига. Это особенно заметно при нанесении ЛКМ кистью: наблюдается плохая растекаемость, тенденция к разбрызгиванию, образуется тонкое покрытие (рис. 26).

Реологические свойства водных растворов эфиров целлюлозы зависят от молекулярной массы, наличия гидрофильных заместителей, степени замещения и концентрации. Вязкость и степень псевдопластичности композиции возрастают при увеличении молекулярной массы и концентрации раствора.

Действие неорганических загустителей на основе различных минеральных глин (силикатов алюминия и магния) основано на образовании пространственных гелей из частиц пластинчатой формы или имеющих форму цепочек. Пространственная ориентация возникает вследствие противоположных зарядов поверхности частиц, что обеспечивает тесный контакт между ними, таким образом возникает структура «карточного домика».

Неорганические филосиликатные загустители (бентонит) обычно применяют в сочетании с эфирами целлюлозы. Они повышают псевдопластичность композиций, но во многих случаях тиксотропируют их. Структура гелей разрушается при приложении определенного напряжения сдвига, однако после его снятия она через некоторое время восстанавливается. Максимальное тиксотропирование, требуемое для нестекающих красок, может быть достигнуто при использовании металлорга-нических соединений — комплексов титана и циркония. Для их эффективного действия необходимо наличие в рецептуре защитных коллои-Дов с функциональными гидроксилъными группами (гидроксиэтилцел-люлозы, поливинилового спирта, крахмала).

Из эфиров целлюлозы, загущающих по ассоциативному механизму, чаще всего применяют гидрофобизированные производные этилцеллюлозы (гидроксиэтил- или этилгидроксиэтилцеллюлоза).

Такой способ загущения является более традиционным. При использовании эфиров целлюлозы удается достичь очень невысокого уровня ассоциативного взаимодействия с частицами пленкообразователя, поэтому их используют для предотвращения разбрызгивания при нанесении ЛКМ валиком. Появление на рынке 20 лет назад полиуретановых загустителей позволило существенно улучшать свойства ВД-ЛКМ. При использовании сочетаний основных и ассоциативных загустителей стало возможным получение глянцевых покрытий на основе ВД-ЛКМ, а также покрытий по древесине с реологическими характеристиками, аналогичными ал-кидным. Полиуретановые загустители, как правило, представляют собой полимеры на основе полиэтиленгликолей, диизоцианатов (гексаме-тилендиизоцианата) и гидрофобных длинноцепных спиртов. Центральным является полиуретановый гидрофильный «блок», боковые цепи полимера состоят из гидрофобных длинноцепных спиртов. Использование ассоциативных загустителей ограничено сильной зависимостью их активности от других компонентов рецептуры [64, 66—68].

На выбор загустителя влияют не только стабилизирующая система водной дисперсии и общая поверхность ее частиц, но и диспергирующие, смачивающие, пленкообразующие агенты. Даже замена или исключение из рецептуры растворителя может вызвать полную потерю активности ассоциативного загустителя. Возможно также явление резкого возрастания активности ассоциативного загустителя.

При производстве цветных красок в случае колерования белой базовой краски, содержащей ассоциативный загуститель наблюдается снижение вязкости. Это может быть вызвано стабилизирующим или смачивающим агентами, содержащимися в пигментных пастах. На поверхности частиц пленкообразователя и в мицеллах загустителя они конкурируют с молекулами ассоциативного загустителя, разрушая пространственную структуру, необходимую для загущения.

Акриловые загустители, набухающие в щелочи (ЭНЩ, ГЭНЩ) — это полиакриловые дисперсии с высоким содержанием кислотных групп, сильно набухающие при рН >7. Степень набухания и, соответственно, эффективность загущения зависят от следующих факторов:

В качестве сомономера для синтеза таких сополимеров обычно используют акриловую или метакриловую кислоты в количестве 10—40% (по массе), распределенную в частице латекса между серумом, поверхностью и ядром. Сополимеры с низкой Тст набухают лучше, чем твер-ДЫе, жесткие полимеры с высокой Тст. Гидрофильные сополимеры загу-Щают сильнее, чем гидрофобные, при одинаковых Гст и содержании кислоты. По этой причине в качестве загустителей преимущественно используют мягкие чисто акриловые дисперсии, содержащие этилакриат и акриловую или метакриловую кислоты. Полимеры, полученные в кислой среде (содержание нелетучих веществ около 40% по массе), сильно набухают при нейтрализации до рН = 7. Обычно активность загустителя проходит через максимум при увеличении рН и содержания кислоты. Максимальная вязкость композиции достигается при оптимальном набухании частиц.

Если рН среды продолжает увеличиваться или содержание кислоты в сополимере становится слишком высоким, частицы дисперсии становятся частично растворимыми и активность загустителя снижается. Хотя слабая сшивка между частицами затрудняет их набухание, она позволяет содержать большее количество кислоты без увеличения растворимости или нарушения структуры частиц. Таким образом, сшивка в сочетании с более высоким содержанием кислоты повышает активность загущения.

Путем введения в состав полимера специальных функциональных сомономеров, относящихся к неионным этоксилированным ПАВ, можно получать акриловые загустители с ассоциативными свойствами (ГЭНЩ), представляющие собой кислые дисперсии, нейтрализуемые добавлением щелочи. Гидрофобные боковые цепи функциональных мономеров адсорбируются на поверхности молекул загустителя аналогично тому, как молекулы полиуретанового загустителя адсорбируются на поверхности частиц пленкообразователя. В результате образуется аналогичная мицеллярная пространственная структура.

На российском рынке наиболее широко представлены ассоциативные акриловые и полиуретановые загустители марок Акрисол (Rohm & Haas), DSX (Cognis), Nuvis (Servo), позволяющие получать высококачественные ЛКМ для окрашивания разных поверхностей и образующие покрытия с различным блеском.

Загустители на основе природных соединений, такие как эфиры целлюлозы, могут быть заражены микроорганизмами как при хранении, так и в покрытии, поэтому по возможности следует использовать целлюлозные загустители, не подвергающиеся биоразрушению. Такие продукты серии Bermocoll разработаны и выпускаются шведским отделением концерна Akzo Nobel.

Благодаря химической структуре все загустители повышают влагопо-глошение полимерных пленок. Этот фактор также следует учитывать при выборе типа и количества загустителя в рецептуре ЛКМ.

Хотя неорганические загустители (бентоны) не снижают водостойкость покрытий, они тоже имеют определенные недостатки. Эффективность загущения при использовании этих продуктов зависит от заряда поверхности, который меняется при изменении рН и часто зависит от партии наполнителя.

Смачивающие и диспергирующие агенты [61—63, 69] оптимизируют процесс диспергирования пигментов и наполнителей в пленкообразо-вателе за счет улучшения смачивания пигментов, разрушения агломератов, стерической или электростатической стабилизации первичных частиц, образующихся в процессе диспергирования.

В качестве диспергирующих вспомогательных веществ обычно применяют полифосфаты или соли поликарбоновых кислот, как правило полиакриловой кислоты или ее сополимеров. Кроме того, для этих целей могут использоваться различные олигомеры, полимеры или низкомолекулярные вещества, такие как 2-аминопропанол, ацетилендиолы, а также простые неионные эмульгаторы (этоксилаты жирных спиртов).

И полифосфаты, и соли поликарбоновых кислот влияют на поверхностный заряд пигментов и наполнителей, но не изменяют поверхностное натяжение системы.

При повышенной температуре в процессе диспергирования или при хранении полифосфаты могут гидролизоваться до монофосфатов, в результате чего теряется их стабилизирующее действие. Некоторые фосфаты, например фосфат кальция, в процессе хранения красок могут осаждаться, образуя кристаллиты.

В отечественной практике чаще всего используют полифосфат натрия, однако его применение более оправдано в производстве недорогих материалов.

Поликарбоксилаты — это в основном натриевые или аммониевые соли гомо- или сополимеров акриловой, метакриловой или малеиновой кислот или сополимеры этих кислот с акриловыми мономерами (стирол и/или олефины).

К числу наиболее распространенных на рынке диспергирующих добавок этого типа относятся продукты серии Orotan (Rohm & Haas), Hydropalat (Cognis), Nuosperse (Servo) и др.

Рекомендации по применению диспергаторов. Количество диспергатора в рецептуре ЛКМ определяют по минимальной вязкости и/или седиментации пигментных паст с различным содержанием диспергирующей добавки. Так как диспергатор может взаимодействовать с пленкообразова-телем, влияя на качество покрытия (например, на показатель мокрого истирания), необходимо подбирать не только его количество, но и марку дисперсии, с которой его можно использовать. Обычно диспергатор применяют в количестве 0,25—0,8% от массы пигмента и наполнителя.

Пеногасители. ПАВ (эмульгаторы, смачивающие агенты, ассоциативные загустители), используемые при производстве ВД-ЛКМ, накапливаясь на поверхности жидкой фазы (границе раздела жидкость — воздух), понижают поверхностное натяжение системы [61, 70]. Это приводит к стабилизации воздушных пузырьков, образовавшихся в процессе диспергирования, перемешивания и транспортировки. Внешне этот эффект проявляется в виде пены или микропены. Воздушные пузырьки поднимаются к поверхности или в высоковязких системах остаются внутри жидкой фазы в виде стабильной микропены. Пузырьки воздуха, поднявшиеся к поверхности, окружены плотным эластичным двойным слоем ПАВ (рис. 28, а). Стабилизированные таким образом пузырьки собираются на поверхности краски и образуют слой пены. Нанесение краски в таком виде приводит к образованию дефектов покрытия. Для предотвращения этого нежелательного явления необходимо использовать пеногасители.

Пеногасители — это жидкости с низким поверхностным натяжением, которые могут разрушать поверхностную пленку или стабилизирующий двойной слой, позволяя воздуху выходить из массы краски. Пеногаси-тель должен легко вводиться в жидкий слой и дестабилизировать пленку ПАВ. Распространяясь внутри этого слоя, он как жесткий монослой разрушает пузырек пены (рис.28, b).

В настоящее время наиболее используемыми являются пеногасители на основе минеральных и силиконовых масел. Пеногасители на основе минеральных масел недороги, но их активность ниже, чем более дорогих продуктов на основе силиконовых масел. Высокоактивные пеногасители, содержащие силикон, требуют очень тщательного выбора марки и количества, так как они могут вызывать образование дефектов покрытия (кратеры, «рыбий глаз», ячейки Бенар-да). При добавлении очень мелких гидрофобных частиц, например силикагеля или воска, в жидкий пеногаситель можно повысить его активность (рис. 28, с) благодаря высокому сродству ПАВ к добавляемым частицам.

Рекомендации по применению. Продукты, плохо эмульгирующиеся в красках (например, высокоактивные силиконовые пеногаситетели), можно вводить в ЛКМ на стадии диспергирования. Пеногасители на основе минеральных масел или смеси пеногасителей с эмульгаторами или защитными коллоидами (полигликолевыми эфи-рами) более совместимы с ЛКМ, и поэтому их можно добавлять на стадии смешивания пигментной пасты с дисперсией. Обычно содержание пеногасителя составляет 0,1—0,6% общей массы. 1/2—2/3 общего количества пеногасителя вводят в процессе диспергирования, а оставшуюся часть — при смешивании пасты с дисперсией. К сожалению, не существует универсального пеногасителя, способного полностью устранить пенообразование в ВД-ЛКМ, поэтому для каждой рецептуры необходим тщательный подбор экспериментальным типа и количества пеногасителя, а также условий его в ведения в композицию.

Консерванты. Влияние биоцидных добавок (консервантов) было рассмотрено в контексте предохранения от микробного заражения полимерных дисперсий при хранении (разд. 1.5).

Если ВД-ЛКМ при хранении в таре заражаются микроорганизмами, это может приводить к образованию «сыворотки» (расслоению) или к изменению вязкости. Далее из-за выделения газа может повышаться давление в таре, и возникает неприятный запах. Риск заражения ВД-ЛКМ возникает при использовании природных загустителей и наполнителей. Следовательно, при хранении ЛКМ в таре необходимо использовать такие же водорастворимые активные вещества или их сочетания, как и для хранения дисперсий.

Биоциды в покрытии. В составе ЛКМ, предназначенных для наружных покрытий, в особенности по древесине, для предотвращения микробного заражения подложки и разрушения покрытия под действием биокоррозии необходимо добавлять в краску соединения с альгицидной или фунгицидной активностью. Неблагоприятным фактором при их использовании является низкая растворимость в воде активного вещества. Общее количество таких соединений в рецептуре составляет 0,5—2,0% (по массе). Активное вещество биоцидов — карбаматы (диметиддитио-карбамат цинка, карбендазим, З-йодпропаргил-N-бутилкарбамат, ме-тилбензимидазол-2-илкарбамат), а также изотиазолиноны (октилизо-тиазолинон, 4,5-дихлороктилизотиазолинон), производные мочевины и триазиновые соединения. Органические соединения олова (оксид трибутилолова, нафтенат трибутилолова) и соединения ртути в настоящее время не применяются из-за их токсичности.

Источник

Функциональные добавки что это

Автор: Администратор | Дата: 25-04-2018, 13:04 | Комментариев: 0 | Просмотров: 3 018

Похожие новости

Хлорид калия – одна из самых популярных добавок для пищевой промышленности Добавка под номером Е508 разрешена к использованию в большинстве стран мира. Основная функция вещества – эмульгатор и стабилизатор. Также это превосходный заменитель поваренной соли и благодаря этому она активно применяется в процессе приготовления огромного..

Карнаубский воск – популярный ингредиент для предприятий пищевой промышленности Добавка Е903 применяется в пищевой промышленности – она относится к категории глазирующего агента и анти фламминга. Воск абсолютно безвреден для организма человека. Перед отправкой для использования в составе продуктов питания, сырьё очищают и отбеливают для..

Смола – может ли они применяться пищевой промышленности? Смола редкого дерева часто применяется в качестве добавки за счёт полезных свойств и природного происхождения. Данный вид продукции абсолютно безвреден для человека. Если три самые востребованные разновидности продукта: Даммар. Выделяется из тропических деревьев, которые растут на..

Камедь – востребованная добавка в пищевой промышленности Камедь является пищевой добавкой, которая относится к категории стабилизаторов. Они применяется изготовителями пищевой индустрии в качестве загустителя. Порошок прекрасно растворяется в воде, и камедь хорошо комбинируется с другими пищевыми добавками. Химический состав безвреден..

Шеллак Е904 и пищевая промышленность Разве можно представить себе современную пищевую промышленность без добавок, которые способны улучшить вкусовые качества или количество продукции? Шеллак Е 904 относится к категории антифламминга и глазирующего агента. Это смола, которая имеет природное происхождение. Пищевая добавка Е904 разрешена во..

Источник

Новые функциональные ингредиенты для масложировых продуктов

В условиях сложившейся социально-экономической ситуации в Российской Федерации важной задачей является оптимизация развития отечественного агропромышленного комплекса и обеспечение продовольственной безопасности страны.

Все отрасли отечественной пищевой промышленности: масложировая, молочная, мясо- и рыбоперерабатывающая, кондитерская, хлебопекарная, пивобезалкогольная, консервная, ликероводочная используют широкий спектр пищевых добавок и их композиций, главным образом, импортного производства. Несмотря на то, что удельный вес использования пищевых добавок и вспомогательных технологических средств при производстве пищевых продуктов, в среднем, составляет от 0,5 до 20 %, себестоимость продукции и рентабельность производства имеют высокую зависимость от цен на микроингредиенты и их доступности, что впоследствии отражается на ценообразовании продовольственных и потребительских товаров. Потребности отечественного рынка в пищевых добав­ках и технологических вспомогательных средствах на 75–80 % удовлетворяются за счет импортных поставок.

Включение пищевых микроингредиентов в перечень продукции, запрещенной к ввозу РФ, поставило предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности в сложную ситуацию, так как Россия является высоко импортозависимой по данной группе товаров, и основной их поток поступал из стран ЕС, а по некоторым номенклатурам не имел аналогов к замещению даже из других стран.

Постановлением Правительства №830 от 20.08.14 года «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 07.08.14 года №778» (перечень сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, страной про­исхождения которых являются Соединенные Штаты Америки, страны Европейского союза, Канада, Австралия и Королевство Норвегия и которые сроком на один год запрещены к ввозу в РФ) из списка исключены биологически активные добавки; витаминно-минеральные комплексы; вкусоароматические добавки; концентраты белков (животного и растительного проис­хождения) и их смесей; пищевые волокна; пищевые добавки (в том числе комплексные). Сложившаяся ситуация еще раз под­черкнула высокую импортозависи­мость российского рынка пищевых ингредиентов и необходимость раз­вития внутреннего производства пищевых добавок, и технологических вспомогательных средств, а также многокомпонентных смесей и премиксов.

Российскому рынку ингредиентов пришлось перестраиваться, ориен­тироваться на новых поставщиков из других стран (Китая, Индии и др.), что отразилось и на стоимости продукции с учетом изменения логистической цепи поставок, а кризисные явления в экономике и нестабильность валютных курсов привели к последующему удорожанию продукции.

В связи с этим, проблема импортозамещения пищевых и технологических добавок встает наиболее остро и необходим поиск возможностей практического перехода к промышленному освоению производства различных видов отечественных функциональных технологических добавок.

Учитывая, что в последние годы объем применения различ­ных видов пищевых добавок в тех­нологических целях увеличился, глу­бокое изучение подходов и решений по их производству и развитию сырьевых источников воспроизводства является актуальным и востребованным.

Анализ материалов по данной теме показал, что номенклатура и объемы производства пищевых добавок существенно изменились за последние 25 лет. Если в условиях плановой экономики в стране производили 10 наименований пищевых кислот, ряд консервантов, красителей, антиокислителей, гидроколлоидов, эмульгаторов, усилителей вкуса, до 15 видов модифицированных крахмалов, ароматизаторы и ванилин, то в настоящее время, российские производители пищевых ингредиентов в большинстве случаев не могут составить конкуренцию иностранным фирмам ни по номенклатуре, ни по объемам выпуска практически по всем классам пищевых добавок.

Анализ российского рынка пищевых микроингредиентов свидетельствует о сохранении высокой доли импорта, как для отдельных пищевых добавок (ароматизаторов, технологических вспомогательных средств, в т.ч. ферментных препаратов), так и комплексных функциональных добавок, что указывает на одну из системных проблем перерабатывающей промышленности Российской Федерации – практически полное отсутствие производства пищевых микроингредиентов. Отечественное производство, в основном, сконцентрировано на выпуске комплексных пищевых добавок и композиционных ароматизаторов на основе импортных индивидуальных пищевых добавок и баз ароматических веществ, что не решает в целом вопросы импортозамещения.

Затраты на импорт пищевых микроингредиентов составляют ежегодно не менее 0,5 млрд долларов.

К числу факторов, сдерживающих развитие отечественного производства микроингредиентов, часто относят отсутствие или недостаток сырьевых источников. Проанализировав доступную информацию, с этим выводом можно согласиться частично. В основном в стране сформировался дефицит сырья сложного химического синтеза. В табл. 1 приведены сводные данные по источникам сырья для выпуска пищевых микроингредиентов.

Таблица 1. Сырьевые источники России, применимые для выпуска пищевых добавок

Крахмал и продукты его переработки

1401-1442 (за иск. 1411, 1421, 1423)

5′-гуаниловая кислота и ее соли

5′-инозиновая кислота и ее соли

глутаминовая кислота и ее соли

глюконовая кислота и ее соли

аскорбиновая кислота и ее соли

Отход сахарного производства – меласса

лимонная кислота и ее соли

молочная кислота и ее соли

Отходы целлюлозно-бумажной промышленности

винная кислота и ее соли

Продукты производства растительных масел

концентрат смеси токоферолов

Иглы хвойных деревьев

Отходы производства фруктовых соков, свекловичного сахара и др.

Корнеплоды красной свеклы

красный свекольный – краситель

Растительное сырье (томаты, плоды шиповника и др.)

Отходы мясоперерабатывающей промышленности

альгиновая кислота и ее соли

Возделываемые и дикорастущие растения (листья, корни, цветы и др.), более 22 наименований

моно- и диглицериды жирных кислот

ортофосфорная кислота, фосфаты

Природные залежи гидрокарбоната натрия, солевые залежи

Углеводороды низкой молекулярной массы

Практическая реализация решения данного вопроса предполагает комплексную переработку уникального растительного сырья Сибирского региона, содержащего в своем составе природные незаменимые пищевые вещества, являющиеся идеальными ингредиентами для получения функциональных пищевых добавок в виде микроэмульсий для многих отраслей пищевой промышленности, а также для непосредственного употребления в пищу всеми группами населения РФ.

Большой научный и практический интерес представляет получение и применение натуральных биологически активных веществ, обладающих комплексом положительных свойств направленного действия. Потребность организма в биологически-активных веществах очевидна, так как они непосредственно принимают участие в регулировании многих физиологических реакций и процессов, протекающих в организме человека. Использование в производстве продуктов питания биологически активных веществ, в качестве функционально-технологических добавок, выполняющих роль антиоксидантов, стабилизаторов структуры, природных красителей и ароматизаторов способствует созданию многообразного ассортимента продукции повышенной пищевой ценности, в том числе функционального и лечебно-профилактического назначения.

Дикорастущее сырье является богатым источником витаминов, минералов, макро- и микроэлементов, других биологически активных веществ, которые даже в минимальных количествах оказывают оздоровительное и защитное действие. Использование растительного сырья в производстве функциональных технологических добавок позволит повысить пищевую ценность и лечебные свойства пищи, а регулярное употребление таких продуктов позволит снизить отрицательные последствия неблагополучных факторов как внешней, так и внутренней среды организма. Однако, широкое использование дикорастущего сырья ограничено ввиду недостаточной изученности его химического состава и, как следствие, отсутствие эффективных технологий его переработки.

В связи с вышеизложенным, вопросы производства многофункциональных пищевых и биологически активных добавок из природного сырья, являются весьма актуальными.

Коллективом ученых Кемеровского государственного университета осуществляется разработка комплексного подхода к созданию микроэмульсий незаменимых пищевых веществ (мембранных липидов, антиоксидантных, витаминных комплексов и других) для многих отраслей пищевой промышленности, предназначенных для использования в качестве функционально-технологических добавок, выполняющих роль антиоксидантов, стабилизаторов структуры, природных красителей и ароматизаторов, а также для непосредственного употребления в пищу всеми группами населения РФ в качестве функциональных пищевых добавок.

Решаемые в ходе выполнения данной работы научно-технические задачи включают:

К планируемым основным результатам научной работы относятся:

В перечень мероприятий по реализации комплексной научно-исследовательской работы входят следующие:

В настоящее время в Кемеровском государственном университете на кафедре «Технология продуктов питания из растительного сырья» с целью обеспечения необходимого уровня безопасности жизни и здоровья граждан, а также повышения конкурентоспособности российских функциональных продуктов проводятся исследования по подбору эффективных антиоксидантов, предотвращающих процессы окисления масел, жиров, их фракций и смесей, а также масло- и жиросодержащих продуктов.

Также сотрудниками кафедры проводится широкий комплекс научных исследований и технологических разработок по созданию нового ассортимента эмульсионных продуктов с комбинированной жировой фазой, основными составляющими которой являются растительные природные и модифицированные жиры и масла. Состав и свойства сырьевых компонентов непосредственно предопределяют свойства готового продукта, а изменение соотношения жировых составляющих позволяет вырабатывать многообразие продукции с учетом назначения и специфики использования.

Растительные масла изначально содержат большое количество природных антиокислителей (токоферолов, каротиноидов) и их синергистов (фосфолипидов, ситостеринов). Однако при рафинации и дезодорации растительных масел происходит разрушение антиоксидантного комплекса, приводящее к снижению устойчивости жиров к окислению. Все это указывает на необходимость внесения в жировую основу эмульсионных масложировых продуктов экзогенных антиокислителей. Причём приоритетным направлением в этой области остается использование отдельных продуктов или многокомпонентных систем, полученных из природного сырья.

Жиры и масла, особенно богатые полиненасыщенными жирными кислотами, под действием ряда факторов подвержены окислению, в результате которого образуются продукты распада углеводородных радикалов жирных кислот; продукты окисления триацилглицеринов, а также изомеризации исходных кислот. Накапливающиеся в липидной фракции продукты окисления – вещества перекисного характера, в том числе альдегиды, кетоны, оксисоединения ухудшают органолептические и физико-химические свойства продукта, снижая его пищевую и биологическую ценность.

При разработке новых видов пищевых эмульсионных продуктов, вырабатываемых с использованием жидких растительных масел, особое внимание уделяется подбору эффективных композиций антиокислителей, определяющих стабильность жировой фазы продукта в процессе хранения.

В связи с вышеизложенным, разработка антиоксидантно-эмульгирующих комплексов для пищевых эмульсий на основе природных антиоксидантов – каротиноидов, токоферолов и фосфолипидов является весьма актуальной.

Нами предлагается использовать в рецептурном составе эмульсионных масложировых продуктов функциональные добавки, включающие пищевые фосфолипиды и растительные масла с высоким содержанием каротиноидов и токоферолов (красное пальмовое и облепиховое).

Выбор данных соединений объясняется их важными физиологическими функциями и высокой антиоксидантной эффективностью.

Применение фосфолипидов в составе данных комплексов обусловлено их поверхностно-активными свойствами. Фосфолипиды, являясь натуральными эмульгаторами, могут применяться как в прямых эмульсиях (масло/вода), так и в обратных (вода/масло), что обеспечивает их активность в составе большого круга продуктов. Обладая биполярными характеристиками, фосфолипиды способны стабилизировать эмульсии вода в масле, понижая поверхностное напряжение между водой и жиром, что позволяет достигать тонкого гомогенного распределения водяных капель в готовом эмульсионном продукте. Дополнительно фосфолипиды обладают антиокислительной активностью. Это важно для увеличения срока хранения готового продукта, а также при воздействии на них термических нагрузок.

Показатели качества антиоксидантно-эмульгирующего комплекса, выработанного на основе красного пальмового и облепихового масла и фосфолипидов представлены в табл. 2.

Источник