Консистенция и другие показатели, воспринимаемые органами осязания

Осязательные, или тактильные (осязательный), ощущения позволяют определить консистенцию, структуру, температуру продукта, степень измельчения и некоторые другие физические свойства.

Понятие «консистенция» используют для характеристики свойств продукта, воспринимаемых органами зрения и осязания. Визуально определяют жидкую, гранулированную, порошкообразную, мазеобразную, сиропообразную, твердую консистенцию.

Терминология консистенции наиболее обширна по сравнению с другими сенсорными свойствами продуктов. Несмотря на многочисленные попытки, до сих пор нет единого словаря терминов, характеризующих консистенцию. Определенные трудности возникают при переводе терминов на другой язык. Даже общее понятие признака называют разными терминами: «консистенция», «текстура», «структура». Наиболее распространенный термин «консистенция» определяют как характерный признак продукта, воспринимаемый ощущениями, возникающими при возбуждении механических и осязательных рецепторов, как правило, в ротовой полости, а также при сопротивлении, которое оказывает продукт при попытке его деформировать. Другой распространенный общий термин «текстура» и употребляемый иногда его эквивалент «структура» характеризуют макроструктуру продукта и описываются специальными словами: твердая, мягкая, жесткая, нежная, пластичная, эластичная, упругая, липкая, хрупкая, волокнистая, слоистая, пористая и др.

Определенные трудности вызывает перевод терминов с языка оригинала, так как многие исследования выполнены англоязычными авторами, живущими в разных странах. Имеются расхождения в определении одних и тех же свойств, например эластичный и упругий; ломкий и хрупкий; крошащийся и рассыпчатый и т. д.

Классификация А. С. Щесняк включает 137 терминов. Участников опыта просили, используя по возможности большее число слов, охарактеризовать ощущение рта относительно глотков напитков и не обращать внимание на аромат. Дегустаторы чаще всего пользовались словами жидкий, густой и вязкий. Поэтому ощущение вязкости признано наиболее важным осязательным восприятием ротовой полости. Мягкие ткани рта ощущают контактное давление и очень медленное движение напитка. Понятие категории «ощущение рта» предложено делить на группы:

термины, характеризующие ощущения, вызванные сплошной ровной поверхностью: гладкая, кремообразная, шелковистая, бархатистая и др.;

термины, характеризующие неровную прерывистую поверхность: крутая, свернувшаяся; или наличие частиц: зернистая, песчанистая, порошкообразная и т.д.

Понятия, характеризующие карбонизацию, описывают прерывистое давление, вызванное пузырьками диоксида углерода. Слова пузырчатый и пенистый дают представление о слабой карбонизации, проявляющейся в пенистом слое. Другие термины указывают на элементы болевых ощущений, например «щиплющий». Для оценивания химического эффекта также применяют описание чувства раздражения (боли). В этой категории преобладает слово вяжущий. Ощущения в полости рта после опробования напитка делят на две категории. Первая касается физиологических ощущений рта и описывается, например, как выделение слюны, высыхание рта. Вторая категория обозначает ощущения всего организма человека и включает психологические понятия: освежающий, бодрящий, тонизирующий, стимулирующий и др.

Разработаны методики органолептической оценки механических параметров консистенции. Лица, отобранные в группы дегустаторов, должны пройти обучение методам анализа консистенции и правилам работы с оценочными шкалами.

При оценке консистенции особое внимание следует уделять размерам образцов и их температуре, так как эти факторы оказывают большое влияние.

Интенсивность проявления оцениваемых признаков обычно характеризуют полуколичественными терминами, например мало, умеренно, много. При решении точных задач разрабатывают шкалы с определенным числом уровней.

Консистенция продукта воспринимается потребителем как составляющая флевора. Резиноподобный бифштекс или песчанистый сыр вызовут отвращение, даже если имеют превосходные аппетитные цвет, вкус и аромат. Ученые стремятся к созданию стандартной номенклатуры и классификации терминов, которые могли бы послужить мостиком между основными принципами реологии и бытовой терминологией.

Параметры консистенции делят на три группы: механические, геометрические и др.

Под механическими понимают такие параметры, которые характеризуют реакцию продукта на внешнее силовое воздействие. Они определяются с помощью давления, оказываемого зубами, языком и нёбом при пережевывании пищи. К механическим параметрам относятся твердость, сцепление частиц, вязкость, эластичность и клейкость.

Геометрические параметры зависят от макроструктуры продукта и подразделяются на две подгруппы. Первая включает параметры, определяемые формой и размерами частиц, и обозначается терминами однородный, порошкообразный, мелообразный, мучнистый, крупитчатый, песчанистый, спекшийся, рассыпчатый. Вторая подгруппа геометрических параметров характеризуется формой и ориентацией составляющих текстуру продукта и описывается следующими показателями: волокнистый, ячеистый, стекловидный, слоистый, пористый и т.д.

Другие параметры часто зависят от присутствия воды или жиров и определяются терминами сухой, влажный, мокрый, водянистый, маслянистый, жирный, скалистый и т.д. Терминология, описывающая другие параметры, указывает не только на количество воды в продукте, но и на скорость, с которой она отделяется или впитывается. Что касается жиров, то в этом случае учитываются смазочный эффект, ощущаемый при пережевывании, а также твердость жиров, трудность очищения полости рта от обволакивающего жирового слоя, что связано с их составом и свойствами, например температурой плавления. Некоторые термины могут иметь комплексный характер. В частности, понятие «сочный» включает в себя сочетание геометрического параметра «ячеистый» и одновременно отражает высокое содержание воды.

Консистенция взаимосвязана не только со вкусовыми свойствами продукта, но также влияет на усвояемость или характеризует свежесть. Например, присутствие частиц оболочки зерна пшеницы или ржи в муке грубого помола ухудшает вкус и снижает усвояемость хлеба. Более темная мука также хуже оценивается потребителем. Огрубевшие ткани корнеплодов (редиса, редьки, репы) плохо усваиваются организмом человека. О безупречной свежести охлажденного мяса и рыбы судят обычно по запаху и эластичности мышечной ткани.

Улучшители консистенции продуктов.Для того чтобы придать продуктам желаемую консистенцию, применяют загустители, студнеобразователи, эмульгаторы, стабилизаторы, пенообразователи, разжижители и другие вещества. Механизм действия добавок состоит в изменении коллоидных систем продуктов. Многие из этих соединений природного происхождения и в естественном виде содержатся в пище.

Загустители и желеобразующие агенты. Загустители образуют в воде растворы высокой вязкости. Желирующие и студнеобразующие вещества также переводят воду в связанную форму и образуют гель. Желирующие и студнеобразующие вещества представляют собой макромолекулы, в которых равномерно распределены гидрофильные группы, взаимодействующие с водой из окружающей среды. Натуральные загустители преимущественно растительного происхождения, за исключением желатина. К ним относятся агар, растительные пектины, камеди и слизи из семян льна, овса, айвы, рожкового дерева, ятрышников (салепа), ирландского мха (карраген или каррагинан) и др. Полусинтетические загустители тоже состоят из растительной основы. Они получены направленным модифицированием физико-химических свойств натуральных веществ — целлюлозы или крахмала. К ним относятся метилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза, карбоксилметилцеллюлоза, амилопектин и др. Промежуточное положение между натуральными и полисинтетическими загустителями занимают альгинат натрия и низкоэтерифицированный пектин. Синтетические загустители применяют в косметическом производстве. Они представляют собой водорастворимые поливиниловые спирты или эфиры, полиакрилэфиры и т.д.

Агар и агароид, получаемые из красных морских водорослей анфельции и филлофоры, являются смесью полисахаридов агарозы и агаропектина. По желирующей способности агар в 10 раз превосходит желатин. Агар применяют при производстве мармелада, пастилы и других кондитерских изделий, мороженого, пудингов, сладких блюд в концентрациях до 20 г/кг и для осветления соков. Агароид также применяется в пищевых производствах, но по желирующим свойствам в 2 — 3 раза уступает агару.

Фурцелларан вырабатывают из морской водоросли фурцеллярии, по химическому составу он близок к агару и агароиду, но по студнеобразующей способности уступает им, применяется при производстве мармелада и железных конфет.

Пектины — сложные полисахариды, в которых фрагменты Р-галактуроновой кислоты соединены гликозидными связями в гигантские нитеобразные молекулы. Карбоксильные группы в них частично этерифицированы метанолом. Различают высоко- и низкоэтерифицированные пектины, которые получают методами кислотной и щелочной экстракции или путем ферментативного расщепления. Сырьем для пектинов служат свекловичный жом, яблочные выжимки, корки цитрусовых. Высококвалифицированные пектины в дозировке 1 — 5 г/кг применяют для приготовления мармеладов, желе, фруктовых соков, мороженого, майонеза, соусов и т.п. Желатин получают из костей и кожи животных. По химическому составу это линейный полипептид. Применяется при изготовлении мясных и рыбных продуктов — студней, заливных, зельцев, консервированной ветчины, рыбных консервов в желе. В перерабатывающих отраслях желатин используют при производстве фруктовых желе, пудингов, мороженого и других изделий. При этом на 1 кг продукции вводят обычно 10 — 60 г желатина. Нативный крахмал и фрагментарно гидролизованные модифицированные крахмалы применяют в качестве загустителей и студнеобразователей. Крахмал обрабатывают кислотами, щелочами или ферментами, функциональные группы ацетилируют, фосфорилируют или частично окисляют.

В качестве пищевых добавок около 20 видов модифицированных крахмалов разрешены санитарными правилами. Окисленные крахмалы образуют клейстеры с пониженной вязкостью и повышенной прозрачностью. Их используют для стабилизации структуры мороженого и при изготовлении кондитерских изделий (мармелада, лукума и др.). Набухающие крахмалы вводят при производстве десертов, пудингов, соусов, кремов. Крахмалофосфаты образуют клейстеры повышенной прозрачности и вязкости, устойчивые к действию повышенных и пониженных температур и пищевых кислот; применяют их при изготовлении напитков, замороженных полуфабрикатов и кулинарных изделий, майонезов, продуктов для детского питания, приправ. Модифицированные крахмалы используют в хлебопечении и кондитерской промышленности, в частности для производства безбелковых продуктов.

Целлюлозу и ее производные выпускают с разными названиями. Эфиры целлюлозы — метилцеллюлозу и этилцеллюлозуприменяют при производстве мороженого, кондитерских изделий, соусов, желе, муссов, кремов, некоторых диетических блюд. ПСП составляет 0 — 30 мг/кт. Метилцеллюлозу получают обработкой щелочами целлюлозы древесины или хлопка.

На основе морской водоросли ламинарии, называемой также морской капустой, получают альгинат натрия, водный раствор которого обладает вязкостью и эмульгирующими свойствами. Его применяют в качестве загустителя и стабилизатора при производстве мороженого, мармелада, паст, кремов, майонезов, соусов, кетчупов, при осветлении вин и соков. ПСП альгината натрия составляет 0 — 50 мг/кг. Полисахарид альгиновая кислота (от лат. аф~а — водоросль) входит в состав бурых морских водорослей в виде солей натрия, магния, кальция. Альгиновая кислота плохо растворима в холодной воде, но набухает в ней, связывая 200-300-кратную массу воды, хорошо растворяется в горячей воде и растворах щелочей, при подкислении образует гели. Альгинаты натрия и кальция хорошо растворяются в воде с образованием высоковязких растворов.

В качестве пищевых добавок разрешены также альгинаты аммония и кальция, а загуститель пропиленгликольальгинат обладает эмульгирующими свойствами. Он выпадает в осадок в кислых растворах и применяется в качестве стабилизатора мороженого, концентратов апельсинового сока, как приправа к салатам. Массовая доля альгинатов в пищевых продуктах составляет от 0,1 до 1%. Альгинаты применяют также как пленкообразователи для мясных продуктов, сыров, фруктов. Пищевые поверхностно-активные вещества — эмульгаторы и стабилизаторы уменьшают поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Эмульгаторы добавляют к пищевым продуктам для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. С их помощью создают эмульсии жира в воде или воды в жире. Они способствуют образованию пены. Стабилизаторы применяют для повышения устойчивости гомогенной системы или улучшения степени гомогенизации смесей. Их поверхностная активность обычно меньше по сравнению с типичными эмульгаторами.

Хорошими эмульгаторами являются лецитины (смеси фосфатидов), которые содержатся в яичном желтке, растительном масле и других пищевых продуктах. Лецитины получают в основном при гидратации растительных масел (соевого, реже подсолнечного) и применяют в производстве маргарина, шоколада, хлебобулочных изделий, соусов, майонезов, жировых эмульсий, а также некоторых кондитерских изделий. Добавки составляют 1 — 5 г/кг. Природные лецитины, называемые также фосфатидами (могут быть получены из растительного сырья физическими методами или с помощью ферментов), представляют собой фосфатидные концентраты, в которых 56 — 60 % составляют фосфолипиды и около 40 % — триглицерины, токоферолы, пигменты и другие компоненты.ПСПлецитинов составляет 0 — 50 мг/кг (в дополнение к ежедневному приему с пищей 1 — 5 г в рационе взрослого человека).

Хорошими эмульгирующими свойствами обладают моно- и диглицериды жирных кислот. Их применяют при изготовлении печенья и кондитерских изделий, маргаринов и молочных напитков. Широко известный эмульгатор Т1 представляет собой смесь моно- и диглицеридов жирных кислот. Его использование повышает пластические свойства маргаринов (допускается не более 2 г/кг продукта), улучшает качество хлеба и замедляет его черствение (до 0,18% к массе муки), эффективно в макаронном производстве.

Большую группу разрешенных добавок с эмульгирующими, стабилизирующими и комплексообразующими свойствами составляют эфиры глицерина, а также моно- и диглицеридов, уксусной, молочной, лимонной, винной, янтарной и жирных кислот. Их применяют в кондитерской промышленности, хлебопечении, при производстве маргаринов, майонезов, мороженого, напитков, макаронных изделий и других продуктов. Жирные кислоты (олеиновая, пальмитиновая, стеариновая) и их соли (натриевые, калиевые, кальциевые, магниевые или алюминиевые) используют в качестве эмульгаторов и стабилизаторов в количестве до 5 г/кг. Например, олеиновую кислоту в виде мелкодисперстной эмульсии с водой применяют при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий.

Алифатические спирты жирного ряда, получаемые в результате гидрирования соответствующих жирных кислот (обычно стеариловые и олеиловые спирты), применяют непосредственно или в виде сложных эфиров винной (тартраты), янтарной (сукцинаты), лимонной (цитраты) кислот в качестве стабилизаторов при изготовлении печенья и других пищевых продуктов.

Сахароглицериды обладают свойствами ПАВ,имеют ПСПО-10 мг/кг, усваиваются организмом человека. Эфиры полиглицерина, применяемые в хлебопекарной, кондитерской промышленности и при производстве маргариновой продукции, имеют ПСП1 — 25 мг/кг. При изготовлении мороженого, хлебобулочных и кондитерских изделий в качестве эмульгаторов используют сложные эфиры жирных кислот, сахарозы или сорбита. Коммерческие препараты сорбитанов выпускают с фирменными наименованиями «СПЕНы». Их ПСПсоставляет О — 25 мг/кг. Иногда используют полимеризованные и окисленные при нагревании до температуры 200 С растительные масла. В России разрешен эмульгатор Е 479, представляющий собой термически окисленное соевое масло с моно- и диглицеридами жирных кислот.

В пищевых производствах в качестве эмульгаторов применяют таннины, целлюлозу и ее производные, холевую кислоту, соли и эфиры холина и другие добавки.

Поверхностно-активные вещества применяют в качестве разжижителей, например для снижения вязкости шоколадных масс в целях экономии масло какао. Разжижителями служат соевые или подсолнечные фосфатидные концентраты. Такими же свойствами обладают эфиры моноглицеридов с лимонной кислотой, фосфоглицерид, моноглицериды свиного сала, синтетические жиросахара, а также ряд других веществ.

Пенообразователи применяют для изготовления кондитерских изделий однообразной текстуры — зефира, пастилы, сбивных начинок в конфетах, халвы. Пенообразователями служат яичные белки в свежем, мороженом и сухом виде, кровяной альбумин (высушенная распылительным способом сыворотка крови), сапонины (растительные гликозиды, содержащиеся в корнях мыльнянки, сахарной свекле, наперстянке), пенообразователь из белков молока (высушенный продукт кислотного, щелочного или ферментативного гидролиза молочных белков). К разрешенным пенообразователям относится также триэтилцитрат.

Влагоудерживаюшие агенты. Конденсированные фосфаты и полифосфаты улучшают консистенцию мясных и рыбных продуктов, плавленых сыров, кондитерских и хлебобулочных изделий. Например, в колбасах, консервированной ветчине, мороженых мясе и рыбе фосфаты повышают влагопоглотительную и влагоудерживающую способность белков и улучшают сочность продуктов. Наиболее известными влагоудерживающими агентами для мясных, рыбных и молочных продуктов служат полифосфаты и пирофосфаты, в некоторых производствах применяют маннит, сорбит и сорбитовый спирт. Среди фосфатов по гигиеническим требованиям предпочитают использовать триполифосфат в связи с его легкой гидролизуемостью (до 90%) по сравнению с другими соединениями фосфата (30 — 50 %). В результате частичного гидролиза образуются ортофосфаты, идентичные естественно содержащимся в мясных изделиях. Лимитирующим показателем безопасности для здоровья человека служит состояние функции почек, в которых могут наблюдаться признаки кальцификации в связи с избыточным поступлением фосфатов, поскольку усвоение фосфора неразрывно связано с поступлением кальция в организм. Для сыров, содержащих достаточно много кальция, можно применять фосфатов до 20 г/кг продукта, в вареные колбасы разрешается добавлять смесь фосфатов в пересчете на фосфорный ангидрид не более 4 мг/кг продукта. ПСП фосфатов для человека (в пересчете на фосфор) составляет до 70 мг/кг, включая естественное содержание фосфорных соединений в пищевых продуктах.

Пищевые добавки, влияющие на консистенцию продуктов, в химическом отношении, как правило, инертны. Поэтому их возможной токсичности уделяли значительно меньше внимания по сравнению с другими добавками (колорантами, ароматизаторами, вкусовыми веществами). Однако довольно большая дозировка эмульгаторов, загустителей, студнеобразователей и других веществ данной группы может существенно влиять на физиологические процессы, протекаемые в организме человека. Определенную опасность представляют возможные примеси и загрязнения в этих добавках, обладающие токсичными свойствами, например токсичные элементы. Органы государственного санитарного надзора строго контролируют максимально допустимые остатки технических вспомогательных средств (диоксида серы, консервантов, отбеливателей, растворителей) в загустителях, эмульгаторах и других препаратах, улучшающих консистенцию, учитывают возможные загрязнения мышьяком (особенно это касается фосфатов), солями свинца и другими токсичными элементами.