Исследование влияния гидроколлоидов и концентрата из малины на качество белкового крема пенной структуры

Приложение
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТИЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Институт инновационных технологий и биоиндустрии продуктов питания
Кафедра «Высокотехнологичные производства пищевых продуктов»


ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
(бакалаврская работа)

на тему:
(название работы)«Исследование влияния гидроколлоидов и концентрата из малины на качество белкового крема пенной структуры»

Направление подготовки 19.03.02. Продукты питания из растительного сырья
(код)(наименование направления)

Направленность программы Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий
(наименование направленности профиля)

Студент: Е.М. Азимкова_____________
(подпись)(дата)

«Допустить к защите»
Заведующей кафедрой: Н.В. Лабутина                                             _____________
(подпись)(дата)

Оригинальность текста - _____%
ВКР соответствует требованиям к бакалаврской работе
Нормоконтролер:          Т.Г. Богатырева                                                    _____________
(подпись)(дата)

Руководитель:                В.А. Васькина   _____________
(подпись)(дата)

Консультант:
(при наличии)

Рецензент:

Печатная версия ВКР соответствует цифровой Е.М. Азимкова______________________
(подпись студента)(дата)

ВКР (в формате adobePDF) размещена
в системе 1C МГУПП_____________
(подпись руководителя)(дата)

Работа защищена/незащищена с оценкой: _________________________________________
(подчеркнуть)                                                         (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно)

Дата:_____________



Москва, 2018
Аннотация
     ВКР на тему: «Исследование влияния гидроколлоидов и концентрата из малины на качество белкового крема пенной структуры» содержит -110 страниц текста, рисунков - 16, таблиц - 23, формул - 10, использованных источников - 40 и 11 листов приложений.
     Ключевые слова: белковый крем, гидроколлоиды, концентрат из ягод малины, агар, каррагинан, карбоксиметилцеллюлоза.
     Объектисследования-белковый крем пенной структуры, для производства которого используют сахар, молочную сыворотку, агар, каррагинан, карбоксиметилцеллюлозу и концентрат из малины.
     Цель работы заключается в разработке технологии и рецептуры белкового крема пенной структуры с полной заменой яичного белка на смесь гидроколлоидови введением натуральной добавки в виде концентрата из ягод малины.
     В работе изучена пенообразующая способность растворов молочной сыворотки с различными полисахаридами, получена пенная масса на основе гидроколлоидов и концентрате из ягоды, проведены оценки качества по показателям влажности и плотности. На основании проведенных исследований предложена технология и рецептура нового изделия.
     Проведена оценка экономической эффективности производства пирожных «Трубочка» с белковым кремом. Анализ экономической себестоимости пирожных показал, что данное изделие является конкурентоспособным на рынке.







Оглавление
Введение	
1 Литературный обзор	
1.1 Традиционная технология производства белкового крема	
1.2 Роль основных компонентов рецептуры на структуру и физико-химические свойства белкового крема	
1.3 Современные способы производства кондитерскихпенных масс	
1.4 Новые виды сырья для повышения качества кондитерских масс пенной структуры	
1.4.1 Молочная сыворотка	
1.4.2 Полисахариды	
1.4.3 Концентрат из ягод малины	
1.5 Обоснование темы и задачи исследования	
2 Экспериментальная часть	
2.1 Материалы исследования	
2.2 Методы исследования	
2.2.1 Органолептическая оценка качества готовых изделий	
2.2.2 Определение пенообразующей способности	
2.2.3 Определение массовой доли влаги высушиванием	
2.2.4 Определение плотности пенной масссы	
2.3 Результаты исследования и их анализ	
2.3.1 Исследование пенообразующей способностияичного белка и молочной сыворотки	
2.3.2 Исследование влияния полисахаридов на пенообразующую способность растворов молочной сыворотки	
2.3.3 Исследование влияния гидроколлоидов и концентрата из малины на качество белкового крема пенной структуры	
2.3.4 Томографическое исследование структурыпенной массы	
2.3.5 Разработка технологии производства и рецептуры белкового крема пенной структуры с использовагнием гидроколлоидов и концентрата из ягод малины	
2.4 Выводы по экспериментальной части	
3 Технологическая часть	
3.1 Подготовка сырья и полуфабрикатов к производству	
3.2 Технология производства пирожного «Трубочка» с белковым кремом	
3.3Технологический расчет	
3.3.1 Расчет фактического рабочего времени производственного цеха	
3.3.2 Расчет ассортимента производственного цеха	
3.3.3 Расчет сырья и полуфабрикатов, поступающих со стороны	
3.3.4 Расчет полуфабрикатов собственного производства	
3.3.5 Расчет заверточных и упаковочных материалов	
3.3.6 Расчет площади складов тарного и бестарного хранения сырья	
3.3.7 Расчет площади склада готовой продукции	
3.3.8 Расчет площади склада тароупаковочных материалов	
3.3.9 Расчет количества основного технологического оборудования	
4 Экономическая часть	
4.1 Введение в раздел	
4.2 Оценка себестоимости	
4.3 Расчет затрат на проведение лабораторных исследований	
4.3.1 Расчет материальных затрат на основные и вспомогательные ресурсы	
4.3.2 Расчет затрат на посуду и приборы	
4.3.3 Затраты на заработную плату с начислениями	
4.3.4 Страховые взносы в государственные внебюджетные фонды	
4.3.5 Амортизационные отчисления	
4.3.6 Накладные расходы	
5 Охрана труда и окружающей среды	
5.1 Требования охраны труда к помещению лаборатории	
5.1.1 Микроклимат на рабочем месте и чистота воздуха	
5.1.2 Температура, влажность и подвижность воздуха рабочей зоны	
5.1.3 Освещение	
5.1.4 Шум и вибрация	
5.1.5 Электробезопасность	
5.1.6 Пожарная безопасность	
5.2 Правила безопасной работы в лаборатории	
5.2.1 Организация рабочего места	
5.2.2 Работа со стеклянной посудой	
5.2.3 Нагревательные приборы	
5.2.4 Оказание первой помощи при несчастных случаях	
5.3 Охрана окружающей среды	
5.3.1 Защита атмосферы	
5.3.2 Охрана гидросферы	
5.3.3 Загрязнение окружающей среды твердыми отходами и их утилизация	
Заключение	
Список используемой литературы	
Приложение А.	
Приложение Б.	
Приложение В.	
Приложение Г.	
Приложение Д.	
Приложение Е.	








Введение
     Кондитерская промышленность - одна из важных отраслей экономики страны, которая призвана обеспечить устойчивое снабжение населения высококачественными продуктами питания в объемах и ассортименте, необходимых для формирования правильного, всесторонне сбалансированного рациона питания на уровне физиологически рекомендуемых норм потребления. Согласно современным тенденциям науки о питании ассортимент кондитерской продукции должен быть расширен выпуском изделий повышенного качества и пищевой ценности, профилактического и лечебного назначения.
     Торты и пирожные являются одними из самых популярных мучных кондитерских изделий у населения. Они относятся к группе продуктов с высокой энергетической ценностью, что обусловлено содержанием жиров и углеводов. Главным отделочным полуфабрикатом этих изделий является белковый крем. Он представляет собой легкую, пенную массу, насыщенную мелкими пузырьками воздуха. Насыщениевоздухом происходит в процессе изготовления крема при обработке массы на сбивальных машинах.
     Актуальным является исследование возможности использованиясмеси гидроколлоидов на основе молочной сыворотки с тройной смесью полисахаридов в технологии белкового крема пенной структуры с целью полной замены яичного белка. В качестве полисахаридов использовали: агар, каррагинан и карбоксиметилцеллюлозу. Цель настоящей работы состояла в совершенствовании рецептуры и технологии пенных масс, за счет использования гидроколлоидов и натуральной ягодной добавки в виде концентрата из ягод малины. Достижение этой цели позволит отнести крем к продуктам функционального назначения.




1 Литературный обзор
     1.1 Традиционная технология производства белкового крема
     Белковые кремы - пенная масса белого цвета, получаемая сбиванием яичных белков с сахарной пудрой или сахарным сиропом.Их используют для отделки поверхности и наполнения выпеченных полуфабрикатов. Для прослойки выпеченных полуфабрикатов белковые кремы не используют, так как под их тяжестью они теряют пенную и нежную структуру, и легко выдавливаются за пределы полуфабрикатов. По способу производства различают сырой и заварной белковые кремы[26, 27].
     Белковый сырой крем приготовляют следующим образом. В сбивальной машине при малой частоте вращения венчика сбивают охлажденные до 1-2°Cбелки в течение 7-10 минут. Затем повышают частоту вращения до 240-300 об/мин. При этом первоначальный объем увеличивается примерно в 7 раз. Когда это достигнуто, постепенно вводят сахарную пудру и в конце сбивания ванильную пудру. Сбивают еще 1-2 минут. Крем используют сразу после изготовления, так как структура его очень слабая, и он быстро оседает. Для улучшения внешнего вида, вкуса, сохранения формы и угнетения микрофлоры рекомендуется отделанные этим кремом изделия выдержать в печи 1-3 минуты при температуре 220-240°C[26].
     Белковый крем заварной приготовляют следующим образом. Вначале готовят сахарный сироп увариванием сахара и воды, взятых в соотношении 4:1, до температуры 118-120°C.В сбивальной машине охлажденные белки сбивают в течение 7-10 минут сначала при малой, затем при большой частоте вращения. К сбитым белкам добавляют 15-20% сахара, предусмотренного рецептурой, и смесь сбивают еще в течение 10 минут. Не прекращая сбивания, в сбитые белки струйкой вливают горячий сахарный сироп и массу сбивают еще в течение 1-3 минут.Готовый крем представляет собой пышную, белую, слегка тягучую массу. Отсаженный крем сохраняет приданную ему форму без колеровки в печи[26].
     На качество крема оказывает влияние влажность сиропа и способ внесения сбитых белков. При использовании сиропа меньшей влажности, а также при быстром его вливании в креме образуются комочки, отсаженный крем имеет негладкую поверхность, без глянца. Белковый крем готовят с добавлением агара, кислоты лимонной, варенья и фруктово-ягодной подварки [26].

     1.2 Роль основных компонентов рецептуры на структуру и физико-химические свойства белкового крема
     Основным отделочным полуфабрикатом для тортов и пирожных являются кремы. Во многих видах тортов крем составляет до 40% массы. Кремы представляют собой легкую, пенную массу, насыщенную мелкими пузырьками воздуха.Насыщение воздухом происходит в процессе изготовления крема при обработке массы на сбивальных машинах [27]. Кпенным или губчатым массамотносятсямассы, вкоторыхдисперсионнойсредойявляетсясахаро-фруктово-белковый, агаро-сахаро-белковыйилипектино-сахаро-белковыйзоль, способныйприопределенныхусловияхпереходитьвгельилистудень; адисперснойфазойявляютсяпузырькивоздуха.Тоестьпенойназываютмассу, вкоторойдисперсионнойсредойявляетсяжидкость, адисперснойфазой-газ, причемколичестводисперснойфазывеликоипузырькигазаотделеныдруготдругатонкимипленкамижидкости. Чтобыдисперсионнаясредамогладаватьпенынеобходимообразованиевокругпузырьковэластичныхидостаточнопрочныхпленок из белка [14].
     Дляполученияпениспользуют поверхностно-активные вещества(ПАВ), которыеснижаютповерхностноенатяжениенаразделефазжидкость-газ. Дляполученияпениспользуютбелки, аименнобелкикуриногояйца, которые являются хорошим пенобразователем.Онисостоятизовальбумина, которыйимеетсвойствохорошорастворятьсявводе. А такжеизовоглобулина, выполняющуюрольПАВ, иовомуцина-свойствомпридаватьустойчивостьполученнойпене[18, 26].
     При производстве белкового крема пенной структуры в качестве пенообразователей применяют свежие, мороженые и высушенные яичные белки, а также законсервированные сахаром [12]. Факторы, влияющие на пенообразующую способность белков:
 Добавление воды. Пенообразующая способность яичных белков при добавлении воды постепенно увеличивается от 500% для яичных белков без добавления воды до 1675% при соотношении белков к воде 1:4.
 Добавление сахаров. При добавлении сахаров пенообразующая способность яичных белков значительно снижается и равна примерно 625%.
 Количество добавляемого белка. Увеличение количества сухого белка от 1 до 2,25% от общей массы значительно улучшает пенообразование масс [12].
     Кроме значительного содержания воздуха крем должен обладать пластичностью, то есть сохранять форму при формовании из него различных фигурных украшений при отделке тортов и пирожных. Этому способствует также и способность крема легко окрашиваться пищевыми красителями, принимая различные цветовые оттенки. Кроме того, кремы характеризуются большой пищевой ценностью и отличными вкусовыми качествами. Это свойство является следствием изготовления их из высококачественного сырья: яиц, сахара и вкусовых добавок. Однако кремы как отделочный полуфабрикат имеют существенные недостатки. Они являются скоропортящимся продуктом, и из-за повышенной влажности благоприятной средой для развития микроорганизмов, в том числе и болезнетворных. Все это требует особых условий производства, тщательного контроля используемого сырья, чистоты инвентаря и оборудования [18, 26].
     Белковый крем представляет собой двухфазную систему, состоящую из дисперсной фазы - пузырьков, и дисперсионной среды - сахарного раствора. Возможность размножения микроорганизмов в значительной степени зависит от концентрации сахара в жидкой фазе крема. Сахар в концентрированном растворе является консервантом. По этой причине его концентрация в жидкой фазе крема не должна быть ниже концентрации насыщения раствора при температуре 20?C (66,7%). Сахарный сироп получают растворением сахара в воде при нагревании. Минимальная концентрация сахара в кондитерском сиропе составляет 40%. Сироп должен быть светлым, прозрачным, не содержать взвешенных частиц, не иметь постороннего запаха и вкуса. Растворимость сахара зависит от температуры. Обязательно нужно создавать условия, чтобы сахар-песок растворялся. Для этого стараются нагревать раствор быстро. Трудность получения концентрированного сиропа заключается в том, что растворимость сахаров при температуре кипения сиропов при атмосферном давлении ниже той, которая необходима для получения сиропа нужной концентрации[14, 18].

     1.3 Современные способы производства кондитерских пенных масс
     Белковые кремы, как отделочные полуфабрикаты, пользуются повышенным спросом у потребителей за счет своей легкой структуры и нежного приятного вкуса. Однако недостатком известных воздушных полуфабрикатов является повышенное содержание сахара и жира, а также использование искусственных добавок, ароматизаторов и красителей за счет удешевления производства, и низкая биологическаяценность этих продуктов в виду недостаточного количества в их составе функциональных ингредиентов. Сегодня существует тенденция к использованию натуральных добавок в жидкую фазу белкового крема, с целью снижения калорийности изделий и создания продуктов функционального назначения.
     Разработан способ[23]производства белково-заварного крема. Способ предусматривает охлаждение яичного белка и его взбивания в течение 8 минут. Затем добавляют инулин и взбивают в течение 10 минут. Потом вводят экстракт лопуха большого и тонкой струей горячий сахарный сироп, приготовленный путем уваривания сахара-песка и воды в соотношении 4:1 до температуры 110°C. Затем взбивают все вместе 5 минут до получения однородной пышной, слегка текучей массы. В композиции соотношение компонентов в пересчете на сухое вещество составляет, мас.%: белки яиц - 35, сахар-песок - 35; инулин -10; экстракт лопуха - 20. При этом обеспечивается увеличение срока годности заварного крема. Технологический результат при использовании изобретения заключается в широком применении кондитерских изделий с кремом такой композиции.
     Известен способ[22] производства крема с добавлением измельченных зерновых продуктов. Полуфабрикат включает сахар-песок, белки яичные и наполнитель. Особенностью полуфабриката является то, что в качестве наполнителя используют измельченные вспученные зерновые продукты, такие как крупу ячменную перловую, или крупу рисовую, или любую другую крупу.Для получения 10 кг полуфабриката предлагаемого состава 4 кгяичных белков охлаждают до 20°C и взбивают в сбивальной машине сначала при малом, а затем при большом числе оборотов до увеличения первоначального объема в 7 раз. К полученной массе постепенно добавляют сахар-песок в количестве 8,1 кг, ванильную пудру в количестве 85 г, измельченную вспученную крупу ячменную перловую с размером частиц 1,5-2 мм в количестве 1,1 кг и взбивают еще 1,0-1,5 минуты. Продолжительность взбивания массы 45-50 минут. Готовая взбитая масса должна быть пышной, пенообразной, сухой на вид, белого цвета. Измельченная вспученная крупа ячменная перловая должна быть равномерно распределена по всему объему взбитой массы. Полученная взбитая масса составляет 13,285 кг при влажности 22±1,0%. Полученный воздушный полуфабрикат обладает пониженной калорийностью, а также увеличивается срок его хранения.
     Разработан способ [21]производства белково-сбивного крема. Белково-сбивной крем включает сахар-песок, белок яичный и пудру ванильную, а также дополнительно порошкообразный овощно-паточный полуфабрикат при следующем соотношении компонентов, мас.% (мас. сухих веществ %): сахар-песок 61,4-54,1 (86,1-76,1), белок яичный - 32,5 (5,5), пудра ванильная - 2,4 (3,4), порошкообразный овощно-паточный полуфабрикат - 3,7-11,0 (5-15). Применение метода позволят решать задачу в части снижения сахароемкости и энергетической ценности, стабилизирования качества, обогащения биологически ценными компонентами, придания полуфабрикату цвета, соответствующего добавке.
     Известен способ [24]производства кондитерского безе. Сухое кондитерское безе, полученное из смеси для безе с содержанием влаги перед сушкой от 18% до 30%. Указанная смесь включает белковый пенообразующий агент, предпочтительно яичный белок или порошок яичного белка, сахарозу, предпочтительно сахарную пудру, по меньшей мере, один моносахарид, воду и, возможно, какао-порошок и соль. Способ получения включает комбинирование и смешивание указанных компонентов. Затем проводят аэрирование смеси до плотности от 0,20 до 0,40 кг/л. Экструдируют эту смесь на воздухопроницаемую конвейерную ленту. Проводят непрерывную сушку путем, пропускания указанной ленты через печь до общего содержания влаги от 0,5% до 2%. Изобретение позволяет получить более легкое текстурированное кондитерское изделие, которое сохраняет вкусовой профиль.
     Из представленных выше патентов можно сделать вывод о том, что исследователи в своих работах стремятся получить продукт пониженной калорийности с увеличенным сроком хранения. В качестве натуральных добавок используют инулин, экстракт лопуха, зерновые продукты иовощно-паточный полуфабрикат. Эти компоненты влияют на дисперсионную среду кондитерских пенных масс, что способствует упрочнению оболочки пены, снижению доли сахара и повышению устойчивости изделий к микробиологической порче.

     1.4 Новые виды сырья для повышения качества кондитерских масс пенной структуры
     1.4.1 Молочная сыворотка
     Пищевые пены представляют собой дисперсии газа, обычно воздуха, в непрерывной фазе, обычно в воде. Они обеспечивают структуру и текстуру для самых разных пищевых продуктов, таких как безе, торты и муссы [29, 40]. Пены термодинамически нестабильны, но могут быть стабилизированы белками. Из-за их амфифильной природы белки могут адсорбироваться на воздушно-водные межфазные слои. Это приводит к уменьшению поверхностного натяжения, неэлектростатическому и пространственному отталкиванию прилегающих пузырьков газа, на которых они адсорбируются, а также образованию вязкоупругой белой пленки вокруг этих газовых пузырьков [33]. В основном, животные белки, такие как белок яйца, используются в пищевых пенах из-за их превосходной функциональности и желаемых органолептических свойств. Однако он довольно дорогой и его производство оказывает значительное воздействие на окружающую среду [40].Перспективным пенообразователем взамен белка яйца является молочная сыворотка, которая содержит до 10% белков от общей массы сухих веществ. Белки сыворотки благоприятно сбалансированы, хорошо усваиваются организмом и обладают пенообразующей способностью [4, 5, 6, 7].
     Поверхностно-активные биополимеры, такие как белки сыворотки, могут образовывать пленки с особенно высокой межфазной эластичностью и вязкостью, и эти молекулы широко используются в качестве пенообразующих и эмульгирующих агентов в пищевых продуктах. Твердые частицы с правильными размерами и смачивающими характеристиками также могут быть чрезвычайно эффективными стабилизаторами пен и эмульсий, хотя основной механизм стабилизации несколько отличается [33]. В работе использовалась сыворотка молочная сухая.
     Молочная сыворотка - продукт переработки молока, получаемый из молочной сыворотки (подсырной, творожной или казеиновой) путем частичного удаления минеральных веществ. Продукт по внешнему виду и консистенции - мелкодисперсный порошок без комочков; вкус и запах - вкус сладковатый, характерный для сухой сыворотки; запах сывороточный, без посторонних привкусов и запахов; цвет - белый с кремовым или желтоватым оттенком, однородный. Массовая доля сухих веществ - не менее 96,0%; массовая доля белка, % в пересчете на сухое вещество  - не менее 10,4% [6].

     1.4.2 Полисахариды
     Для получения высокой пенообразующей способности и стабильной пены белки сыворотки смешивают с полисахаридами для образования синергического взаимодействия.Как правило, взаимодействия между белками и полисахаридами могут происходить нековалентно и ковалентно [28]. Нековалентные взаимодействия неспецифичны и могут быть разделены на две группы: притяжение и отталкивание между биополимерами. Эти два типа полиэлектролитных взаимодействий в растворе способствуют образованию комплексов и термодинамической несовместимости биополимеров. Эти взаимодействия в основном зависят от внутренних факторов (например, рН, ионной силы, конформации, плотности заряда и концентрации) и внешних факторов (например, физических факторов, таких как температура). Ковалентные взаимодействия являются высокоспецифичными, устанавливая постоянное связывание и необратимое взаимодействие между белками и полисахаридами. Неспецифические, и специфические взаимодействия имеют свою собственную функциональность, на которую влияет величина этих взаимодействий (притягивающая или отталкивающая, слабая или сильная)[39].
     Белки и полисахариды могут взаимодействовать нековалентно, что может происходить между заряженными группами (электростатическими), водородными и гидрофобными группами. Эти взаимодействия, как правило, слабее, чем ковалентные взаимодействия. Электростатические взаимодействия играют главную роль во взаимодействиях белков и полисахаридов. Они могут быть отталкивающими или притягивающими, что в основном зависит от электрического заряда белков и полисахаридов. Притягивающие электростатические взаимодействия возникают, если противоположно заряженные белки и полисахариды встречаются вместе в смешанной биополимерной системе. Это взаимодействие может быть слабым или сильным, что приводит к образованию растворимых или нерастворимых комплексов, соответственно. Растворимые комплексы образуются путем связывания анионных полисахаридов с некоторыми катионными реакционноспособными участками белков (при рН близком к изоэлектрической точке белка), что приводит к тому, что коллоидные комплексы являются относительно стабильными, поскольку количество противоположных зарядов, переносимых два макро-иона не равны. Однако, когда количество противоположных зарядов, переносимых обоими биополимерами, равно, полученный комплексный заряд равен нулю, а комплексы становятся нерастворимыми, что приводит к разделению фаз между комплексами и растворителем [37, 39]. Кроме того, несколько физико-химических факторов влияют на общий и местный заряд белковых и полисахаридных комплексов. Наиболее важные факторы в основном состоят из рН, ионной силы, соотношения белка и полисахарида и концентрации. Было показано, что некоторые другие факторы, такие как молекулярная масса и гибкость биополимера, плотность заряда и физические силы, также влияют на формирование комплекса. Однако соотношение и концентрация биополимеров и рН играют важную роль в растворимости белково-полисахаридных комплексов [38].
     Отталкивающие электростатические взаимодействия происходят там, где два сильно (но противоположно) заряженных биополимера соединяются вместе при очень низкой ионной силе. В зависимости от концентрации биополимеров в смеси они могут существовать в однофазной системе (где два отдельных объекта распределяются равномерно по всей среде) или сегрегационной фазе (две отдельные фазы взаимодействуют с каждой фазой, содержащей другой биополимер). В этом случае при низкой концентрации два биополимера могут быть совместно растворены в одной фазе, тогда как при высокой концентрации происходит разделение фаз (сегрегация) между двумя биополимерами [35]. Фазовое разделение биополимеров возникает либо из-за сильного отталкивающего эффекта между двумя противоположно заряженными биополимерами, либо из-за очень высокого стерического эффекта между двумя нейтральными биополимерами, называемого термодинамической несовместимостью [36].
     Помимо электростатических взаимодействий между белками и полисахаридами, которые являются обратимыми, другие нековалентные взаимодействия (то есть Ван-дер-Ваальс, водородная связь, гидрофобное взаимодействие) способствуют комплексообразованию белков и полисахаридов при определенных условиях, что приводит к более сильным взаимодействиям. В дисперсии биополимерной смеси могут существовать силы Ван-дер-Ваальса между ближайшими частицами и притяжение больше, если частицы близки друг к другу. Водородное связывание между белками и полисахаридами может происходить, когда два биополимера имеют одинаковые заряды, например, отрицательные заряды при рН выше pI белка. Это взаимодействие образуется, когда атом водорода присоединен к двум различным электроотрицательным атомам, то есть к азоту, кислороду или сере и кислороду карбонильной или карбоксильной группы [38]. Эти связи могут быть получены в широком диапазоне значений рН, включая значения выше изоэлектрической точки белка. Гидрофобные взаимодействия в белково-полисахаридных комплексах физически индуцируются повышением температуры. Во время нагрева происходят конформационные и структурные изменения биополимеров и позволяют взаимодействовать с гидрофобными сегментами биополимеров. Гидрофобные взаимодействия важны для термической стабилизации белково-полисахаридных комплексов, для последующей обработки комплексов [39].
     Определенные, сильные и необратимые взаимодействия между белком и полисахаридом при образовании комплекса устанавливаются путем ковалентного связывания. Это взаимодействие широко известно, как гликозилирование белков и полисахаридов, достигаемое химической реакцией аминогрупп из белков и карбоксильных групп из полисахаридов, в результате чего образуется ковалентносвязанный амид. Ковалентное взаимодействие между белками и полисахаридами индуцируется дегидратацией комплекса (например, через реакцию Майара) при контролируемой влажности или добавлением сшивающего агента (например, карбодиимида). В отличие от нековалентных комплексов, ковалентные комплексы или конъюгатыне реагируют на изменения рН и ионной силы. Макромолекулярные свойства определяют функциональность гликозилированных конъюгатов. Гликозилирование между белками и полисахаридами может существенно зависеть от длины полисахарида и типа белка [34]. Развернутые формы белка (например, казеин) быстрее реагируют с полисахаридами, чем сложные белки (например, лизоцим). Конъюгация белков с полисахаридами желательна, а с моно- или олигосахаридами влияет на улучшения амфифильных свойств [39].
     Белки и полисахариды являются природными биополимерами, которые используются в качестве функциональных ингредиентов. Смеси белков и полисахаридов часто используются во многих технологических стадиях, включая пищевую и фармацевтическую промышленность. Во многих из этих стадий белок-полисахаридные смеси используются при производстве обработанных дисперсий. Эти дисперсии содержат от двух или более несмешивающихся фаз (водные и/или газовые фазы) в виде пен. Дисперсии по своей природе являются неустойчивыми системами из-за их большой межфазной области. Стабильность этих систем обычно достигается через защитный межфазный слой вокруг частиц (пузырьки пены). Свойства этого межфазного слоя определяются составом и структурой адсорбированного материала и, в свою очередь, определяют свойства дисперсии [32].
     Белки особенно известны своей поверхностной активностью, что позволяет им играть важную роль в формировании и стабилизации пен с помощью комбинации электростатических и стерических механизмов. Долгосрочная стабильность может быть дополнительно усилена с использованием полисахаридов для контроля реологии и структуры сетки непрерывной фазы, следовательно, замедления разделения фаз и гравитационно-индуцированного отстаивания [28].
     Как белки, так и полисахариды могут способствовать структурным и текстурным (реологическим) свойствам продуктов питания посредством их агрегации и гелеобразования. Синергические эффекты, возникающие в результате смешивания этих биополимеров, имеют большое прикладное значение для улучшения многих продуктов питания, снижения их себестоимости, а также для создания новых функциональных нано-, микро- или макроструктур. Эти микроструктуры влияют на объемную реологию (то есть механические и расходные свойства дисперсии) [35].
     Молекулы белка и полисахарида, как рассматривалось ранее, могут связываться между собой ковалентной связью, дающей специфический, сильный и по существу постоянный «конъюгат» [30]. Конъюгаты типа Майара, полученные путем сухого нагревания смеси этих двух биополимеров, могут улучшить плохую растворимость белков, коллоидную стабильность и межфазную функциональность белков при определенных условиях (при рН близкой к изоэлектрической точке и при высоких концентрациях электролитов) [31].
     С другой стороны, молекулы белка и полисахарида также могут связываться посредством физических взаимодействий. Эти нековалентные взаимодействия (электростатические и гидрофобные взаимодействия, стерическое исключение, водородная связь и так далее) между биополимерами имеют последствия для межфазных характеристик адсорбированных пленок, а также для образования и стабильности дисперсии. У заряженных полисахаридов, вклад электростатических взаимодействий является преобладающим. Сильные притягательные электростатические комплексы обычно образуются со смесью положительно заряженных белков (pHpI). Таким образом, при регулировании рН и/или ионной силы водной фазы прочность взаимодействия белковых полисахаридов может существенно различаться[28, 35, 38]. В работе использовали следующие полисахариды: агар, каррагинан и карбоксиметилцеллюлозу.
     Агар-загустительпищевогопродукта, получаемыйэкстрагированиемизбурыхикрасныхводорослейGelidiumamansii,Gelidiumrobustum, Gracilariatenuistipitata,Rhodophyceaephylum, содержащийполисахаридовот 70,0% до 80,0%, представляющийсобойпорошокилихлопьяотбелогодожелтоватогоцвета или студнеобразную массу в водном растворе [10]. Извлечение агара и агароподобных веществ из водорослей, зависит от свойств водорослей, химических веществ, добавляемых при вываривании, продолжительности и условий вываривания [13].
     Агар представляет собой высокомолекулярное соединение типа полисахаридов, подобно пектину имеет цепеобразную молекулу. Молекулярная масса растворимых фракций агара колеблется в пределах 11000-25000 Да. При гидролизе агара получается до 35% галактозы по массе исходного агара. Это указывает на присутствие в последнем галактана. Агар нерастворим в холодной воде, но набухает в ней как коллоид. При кипячении почти полностью переходит в раствор. При охлаждении водного раствора агара концентрацией более 0,2% возникает желеобразная масса. Раствор, содержащий до 1% агара, образует прочный студень со стекловидным изломом. Прочность студня увеличивается при добавлении в раствор агара сахара. Температура застудневания такого раствора около 40°C [13].
     По действующему стандарту агар высшего сорта должен быть белого цвета, содержать золы не более 4,5%, азотистых веществ - не более 1%, влаги - не более 18-20%. Первый сорт агара может иметь цвет от желтого до светло-коричневого, содержать золы не более 7% и азотистых веществ - не более 2,0% [13].
     Каррагинан- загуститель пищевого продукта, получаемый экстрагированием из красных морских водорослей Euchemaspinosum, Furcellariafastigata,Chondruscrispus, содержащий растворителей: этанола, пропан-2-ола или метанола не более 0,1%, представляющий собой желтовато-белый мелкий порошок. В зависимости от степени очистки различают рафинированные и полурафинированные каррагинаны. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E407 [10].
     Молекулы каррагенана - большие, очень гибкие, и могут формировать закручивающиеся структуры. Они могут образовывать различные гели при комнатной температуре. Часто используются в пищевой промышленности как стабилизирующий и загущающий агент. Все каррагинаны - высокомолекулярные полисахариды, составленные из повторений субъединиц галактозы и 3,6-ангидрогалактозы (3,6-AG), как сульфированных, так и несульфированных. Субъединицы соединены чередующимися гликозидными связями ?-1-3 и ?-1-4 [10].
     При использовании в пищевых продуктах каррагинан указывается как E407 или E407a (при изготовлении из водорослей Euchema). Наиболее часто пищевую добавку используют при производстве молочных продуктов, молочных коктейлей, мороженого, кондитерских изделий. Каррагинан является альтернативой желатина растительного происхождения [10].
     Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), применяется в качестве стабилизатора консистенции. Чистый продукт представляет собой белые или кремовые волокнистые гранулы или порошок, которые являются гигроскопичными, не имеют запаха, устойчивы, растворимы в воде и нерастворимы в кислоте, метиловом спирте, этаноле, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. КМЦ не подвержена воздействию животных или растительных масел, яркого света [17].
     Карбоксиметилцеллюлоза используется лишь в нескольких отраслях пищевой промышленности. Она применяется при производстве мороженого, кондитерских изделий (желе, мусс, мармелад, джемы, начинки, крем, паста, выпечка, макаронные изделия), соусов и мясных продуктов. Входит в состав средств, для капсулирования и таблетирования [17]. 
     Преимущества КМЦ перед другими стабилизаторами -это ее эффективность даже в малых концентрациях, способность з.......................