К этой группе относятся вещества, которые при добав­лении к пищевому продукту обеспечивают возможность образования и сохранения однородной дисперсии двух или более несмешивающихся веществ.

Эмульгаторы — это химические вещества, способные образовывать эмульсии при растворении или диспергиро­вании в жидкости, концентрироваться на поверхности раздела фаз и снижать межфазное поверхностное натяже­ние в смеси несмешиваемых фаз, таких как масло и вода. Такая способность связана с поверхностно-активными свойствами, поэтому применительно к рассматриваемой группе веществ термины «эмульгатор» и «поверхностно­активное вещество» (ПАВ) могут рассматриваться как си­нонимы. В пищевых системах их применение связано не только с эмульгированием, но и со способностью взаимо­действовать с другими веществами, например, с белками или крахмалом.

Поверхностно-активные вещества содержат полярные гидрофильные и неполярные гидрофобные группы атомов, расположенные на противоположных концах молекулы. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость в во­де, гидрофобные — в неполярных растворителях. В резуль­тате в объемной фазе растворителя формируются ассоциаты — мицеллы. В зависимости от особенностей строения молекулы ПАВ, которые будут проявляться в соотноше­нии между гидрофильными свойствами полярной группы и липофильными свойствами неполярной части молеку­лы, могут образовываться как классические мицеллы в воде, так и обращенные мицеллы в неполярных раствори­телях (маслах и жирах).

Склонность к формированию ассоциатов мицеллярно­го типа, равно как и другие проявления поверхностно-ак­тивных свойств, зависит от химического строения молекул ПАВ и, прежде всего, от соотношения размеров полярной и неполярной частей молекулы, которое выражается в показателе гидрофильно-липофильного баланса. Чем вы­ше гидрофильность, тем больше этот показатель; при этом, в общем случае, тем ярче проявляется способность мо­лекул ПАВ к образованию классических мицелл и ста­билизации прямых эмульсий «масло/вода». Чем ниже гидрофильность и, следовательно, меньше значение этого показателя, тем выше способность к ассоциации в виде обращенных мицелл и стабилизации обратных эмульсий «вода/масло».

Для ПАВ, образующих эмульсию типа «вода/масло» характерно значение гидрофильно-липофильного баланса, равное 4-6, для смачивающих агентов — 7-9, для образу­ющих эмульсию типа «масло/вода» — 8-18.

В хлебопекарном производстве применяются эмульга­торы, которые классифицируются по заряду поверхност­но-активной части: анионные — отрицательный; катион­ные — положительный; неионогенные — нейтральный; амфотерные — положительный или отрицательный в за­висимости от рН; цвиттер-ионные — и положительный и отрицательный (оба); по растворимости в воде (водораство­римые — гидрофильные) и в масле (маслорастворимые — гидрофобные), по функциональным группам.

В основном, пищевые эмульгаторы являются неионо­генными ПАВ; анионоактивные и катионоактивные ПАВ практически не используются в пищевых производствах.

К эмульгаторам, разрешенным к применению при вы­работке пищевых продуктов в Российской Федерации, относят, в частности: моно- и диглицериды жирных кис­лот (Е 471), эфиры моно- и диглицеридов жирных кислот (Е 472), лецитины, фосфатиды (Е 322), эфиры полиглице­рина (Е 475), эфиры сахарозы (Е 473), лактилаты натрия (Е 481) и кальция (Е 482).

Моно- и диглицериды жирных кислот и их производ­ные — наиболее известная группа эмульгаторов, получен­ных глицеролизом жиров и масел или этерификацией гли­церина высокомолекулярными жирными кислотами. В об­щем объеме потребления пищевых эмульгаторов их доля составляет около 60%. Продукты их этерификации по первичной гидроксильной группе получают с помощью пищевых низкомолекулярных кислот — уксусной, молоч­ной, винной, диацетилвинной и лимонной.

Моноглицериды состоят из различных фракций, из ко­торых основная (40-60%) приходится на фракцию моно­эфира, 34-50% — на фракцию диглицеридов, 3,5-10,0% — на фракцию триглицеридов. Температура плавления мо­ноглицеридов 40-70°С. Дистиллированные моноглицериды производятся молекулярной дистилляцией продуктов гли- церолиза. Содержание моноэфира составляет не менее 90%.

В качестве пищевых добавок разрешены семь сложно­эфирных модификаций неполных ацилглицеридов: моно- и диглицериды жирных кислот (Е 471), эфиры моно- и диглицеридов уксусной и жирных кислот (Е 472а); эфи­ры моно- и диглицеридов молочной и жирных кислот (Е 472b); эфиры моно- и диглицеридов лимонной и жир­ных кислот (Е 472c); эфиры моно- и диглицеридов винной и жирных кислот (Е 472d); эфиры моно- и диглицеридов диацетилвинной и жирных кислот (Е 472e); смешанные эфиры моно- и диглицеридов винной, уксусной и жирных кислот (Е 472f); эфиры моноглицеридов и янтарной кис­лоты (Е 472g). Первые четыре из указанных, имеющие статус GRAS (Generally Regarded As Safe), — совершенно безвредны; у оставшихся четырех допустимая суточная доза составляет (мг на кг массы тела человека): 30; 50; 30 и 30 соответственно.

Добавки этой подгруппы — липофильные неионоген­ные эмульгаторы. Их технологические функции заклю­чаются в эмульгировании и стабилизации пищевых систем.

Моно- и диглицериды в технологии хлебобулочных изделий улучшают физические свойства теста, объем из­делий, пористость мякиша, его цвет, замедляют черстве- ние на 4-6 ч.

При выработке изделий из муки со слабой, средней и короткорвущейся клейковиной, в рецептуру которых вхо­дит до 5% сахара и не более 8% жира, рекомендуется вво­дить моно- и диглицериды в дозировке 0,3-0,5% к массе муки в тесте.

На хлебозаводах эти добавки используются в виде дис­персии, которую готовят на сбивальных машинах при со­отношении добавки и воды 1 : 20 при непрерывном спосо­бе приготовления теста и 1 : 10 — при порционном и вно­сят при замесе опары или теста. Их хранят в течение суток в емкости Р3-ХЧД с водяной рубашкой и мешалкой.

Фосфолипиды. Эти улучшители относятся к амфотер­ным ПАВ со смешанной ионогенной функцией. Из улучшителей этой группы наиболее востребованы в техноло­гии хлебобулочных изделий природные фосфатиды — ле­цитины (Е 322) и их синтетический аналог — аммониевые соли фосфатидиловой кислоты под названием «аммоние­вые фосфатиды» (Е 442).

Аммониевые фосфатиды — продукт взаимодействия ортофосфорной кислоты с одним, двумя или тремя остат­ками ацетилглицеринов.

Лецитины — это смесь фракций фосфатидов, получен­ная из животных или растительных объектов физически­ми методами с использованием ферментов. Они также включают продукты гидролиза, полученные с помощью ферментных препаратов. Конечный продукт не должен обладать признаками остаточной ферментативной актив­ности. Доля собственно фосфолипидов в этой смеси состав­ляет не менее 56-60%. Лецитин может быть слегка отбе­лен в водной среде посредством перекиси водорода. Такое окисление не должно химически модифицировать фосфа­тиды лецитинов.

Фосфатидилхолин превосходен в качестве эмульгато­ра. Кроме того, он относится к группе витаминоподобных соединений, также как и входящий в его состав холин. Фосфатидилэтаноламин менее функционален как эмуль­гатор, более чувствителен к кальцию в жесткой воде и от­ветствен за покоричневение лецитинов при длительном нагреве. Третий важнейший компонент — это фосфатидилинозитол. Фосфатидная кислота является просто фосфорилированным диглицеридом без боковой цепи в фос­фатной группе. Дополнительная функциональность этих боковых цепей важна, поскольку объектом многих ста­дий переработки лецитина является изменение относи­тельного содержания данных компонентов.

Благодаря своей фосфорилированной природе лецитин обладает уникальными свойствами для смазки и пластифи­кации. Существует несколько типов лецитинов: очищенный, обезжиренный, гидролизованный, фракционированный. Кроме того, возможны комбинации различных процессов для получения, например, гидролизованного обезжиренно­го или фракционированного обезжиренного лецитина.

В странах Европы, США и Японии лецитины имеют статус GRAS (общепринято, безвредно). Аммониевые фос­фатиды такового не имеют, и их применение регламенти­руется соответствующими директивами.

Основным источником промышленного получения ра­стительных лецитинов для пищевых целей служат бобы сои, реже — семена подсолнечника; лецитинов животно­го происхождения — яичный желток.

Применение фосфолипидов обусловлено их техноло­гическими функциями — эмульгирующие с антиоксидан­тным эффектом.

Эфиры полиглицерина и жирных кислот (Е 475). Добавки-улучшители этой группы относятся к неионоген­ным ПАВ, представляют собой сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином:

где R — углеводородный остаток высшей жирной кисло­ты (пальмитиновой, стеариновой или олеиновой).

Они проявляют как гидрофильные, так и липофиль­ные свойства с гидрофильно-липофильным балансом от 5 до 13. Их используют при производстве хлебобулочных изделий. Допустимая суточная доза эфиров полиглицери­на не превышает 25 мг на 1 кг массы тела человека.

Эфиры сахарозы и жирных кислот (Е 473). По хими­ческой природе они относятся к группе неионогенных ПАВ, представляют собой смесь моно-, ди- и триэфиров сахарозы с природными высшими жирными кислотами:

Допустимая суточная доза эфиров сахарозы составляет до 25 мг на 1 кг массы тела человека. Введение этих доба­вок в рецептуры хлебобулочных и мучных кондитерских изделий изменяет реологические свойства полуфабрика­тов, замедляет процесс их черствения, улучшает структу­ру продукта.

Лактилаты натрия (Е 481) и кальция (Е 482). Представ­ляют собой производные молочной кислоты с высшими жирными кислотами (стеариновой или олеиновой) в виде натриевых или кальциевых солей. Формула, описываю­щая структуру основного вещества, имеет вид:

где R — ацил стеариновой или олеиновой кислоты; Me — Na или Ca; n — степень полимеризации молочной кисло­ты (от 1 до 4).

Лактилаты применяются при выработке хлебобулоч­ных изделий, пудингов и др., при этом допустимая суточ­ная доза лактилатов не превышает 20 мг на 1 кг массы тела человека.

Технологическая роль поверхностно-активных веществ в технологии хлебобулочных изделий заключается в сле­дующем. Большинство эмульгаторов, молекулы которых содержат ацилы высших жирных кислот, образуют ком­плексы с амилозной фракцией крахмала. Это обеспечива­ет замедление процесса черствения хлебобулочных изде­лий. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности зерен крахмала в виде тонких, вплоть до мо­номолекулярных слоев, пленок, препятствуя их соприкос­новению с водной фазой теста. В результате степень набу­хания крахмальных зерен уменьшается, повышается тем­пература клейстеризации.

Комплексное воздействие на крахмал обеспечивает улучшение консистенции и однородность полуфабриката и продуктов, таких, как макаронные, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия.

Взаимодействие ионных (анионоактивных, катионо­активных) ПАВ с белками также способствует улучшению реологических свойств продуктов. В хлебобулочных из­делиях эти ПАВ образуют с пшеничным глютенином ком­плексы, обеспечивающие повышение эластичности бел­ков теста и, как следствие, увеличение объема хлеба.