Геллановая камедь
Геллановая камедь KELCOGEL производится в двух видах (высокоацилированном и низкоацилированном), которые могут смешиваться для получения требуемых качеств конечного продукта. Кроме того, для формирования нужной текстуры эти два вида геллановой камеди также могут использоваться в сочетании с другими желирующими агентами.
Молекулярная структура геллановой камеди – это прямая цепь с повторяющимися фрагментами глюкозы, рамозы и глюкуроновой кислоты. В их натуральной или высокоацилированной форме присутствуют два заместителя – ацетатная и глицератная группы. Оба заместителя находятся в глюкозном остатке, и, в среднем, здесь присутствует одна глицератная группа на каждый повторяющийся фрагмент, и одна ацетатная группа на каждые два повторяющихся фрагмента.
В низкоацилированной геллановой камеди ацильные группы полностью удалены. Присутствие ацильных групп имеет решающее влияние на характеристики желе. Высокоацилированная камедь формирует мягкое, эластичное, неломкое желе, в то время как низкоацилированная камедь образует плотное, не эластичное и ломкое желе.
Температура гидратации низкоацилированной геллановой камеди зависит от присутствия ионов в окружающей среде, и она особенно чувствительна к присутствию двухвалентных ионов. Низкоацилированная геллановая камедь является смесью соли, которая будет только частично гидратироваться в холодной деионизированной воде. Гидратация камеди далее замедляется двухвалентными ионами в большинстве водных сред. Это замедление позволяет низкоацилированной геллановой камеди легко диспергироваться в холодной воде без образования комков. Следовательно, камедь может быть гидратирована с помощью внесения секвестрантов, нагревания или комбинации этих двух факторов.Кальциевые секвестранты, такие, как цитраты и фосфаты, могут применяться для контроля двухвалентных ионов. Следовательно, температура гидратации низкоацилированной камеди может эффективно контролироваться. Гидратация низкоацилированной камеди без секвестрантов требует температуры 75°С для ее полного растворения. Тем не менее, низкоацилированная геллановая камедь может быть гидратирована в холодную воду с помощью 0.3% цитрата натрия, как видно из данных таблицы, представленной ниже.
На температуру садки, плавления и конечную крепость студня также влияет присутствие катионов, то есть секвестрантов. Контроль свойств низкоацилированной геллановой камеди может быть достигнут с помощью баланса секвестрантов, значения рН и внесенных ионов.
Высокоацилированная геллановая камедь быстро набухает в деионизированной воде, формируя массу с крахмалоподобной консистенцией. Процесс набухания можно замедлить с помощью внесения небольшого количества натрия. Применение натрия для замедления процесса набухания является полезной стратегией, позволяющей улучшить диспергирование камеди и минимизировать уровень вязкости в период технологического процесса. Нагревание необходимо для полной гидратации высокоацилированной геллановой камеди. В то время как ионы оказывают замедляющее воздействие на диспергирование и набухание частиц камеди, температура гидратации высокоацилированной камеди относительно невосприимчива к их присутствию. Высокоацилированная геллановая камедь гидратируется в пределах между 70°С и 80°С даже при относительно высоких концентрациях ионов. Оба вида геллановой камеди могут быть диспергированы непосредственно в молоко, и будут гидратироваться в процессе обычного нагревания без внесения секвестрантов. Процесс гидратации обоих видов камеди замедляется наличием в системе сухих веществ и низким значением рН. В системах с высоким содержанием сухих веществ особое внимание надо уделять процессу гидратации геллановой камеди. В кислой среде для хорошей гидратации значение рН должно быть выше 4.
Растворы геллановой камеди при остывании образую желе. Температура садки зависит от типа геллановой камеди, вида присутствующих катионов и их концентрации, а также наличия других растворимых веществ. При отсутствии дополнительно внесенных катионов температура садки желе с низкоацилированной геллановой камедью будет приблизительно 25°С, в то время как температура садки желе с высокоацилированной камедью в таких же условиях будет около 65°С. В присутствии дополнительно внесенных ионов кальция или натрия температура садки повышается. Низкоацилированная геллановая камедь образует желе в промежутке между 30 – 50°С, в то время как высокоацилированная геллановая камедь обычно желирует в пределах 70°С. Как только температура достигает определенных значений, садка геллановой камеди происходит очень быстро. Это явление известно как «моментальная садка». Высокоацилированная камедь формирует гель просто в процессе охлаждения. Тем не менее, для протекания садки желе низкоацилированной камеди необходимо присутствие катионов, кислоты, сухих веществ или комбинации этих дополнительных факторов. Двухвалентные катионы, такие, как кальций и магний, являются наиболее эффективными для формирования желе, но натрий и калий тоже будут способствовать гелеобразованию. Для оптимизации свойств желе иногда бывает необходимым дополнительное внесение катионов. Оптимизация часто завершается внесением растворимых солей кальция. Для предотвращения локального желирования катионы лучше вносить в горячий раствор. Впоследствии раствор будет желировать в процессе охлаждения. Одной из наиболее важных характеристик желирующего агента является текстура желе, которую он может сформировать. Низкоацилированная геллановая камедь образует твердые и ломкие желе. Высокоацилированная камедь формирует эластичные и мягкие желе.
Как у желе с высокоацилированной камедью, так и у желе с низкоацилированной камедью структурные показатели резко возрастают вместе с повышением концентрации катионов при среднем уровне содержания кальция и натрия. Для желе с низкоацилированной камедью модуль (плотность желе) возрастает, проходит через максимальное значение, и затем снижается при повышении концентрации кальция. При дополнительном внесении кальция твердость желе падает, так как текстура желе становиться более ломкой.
При значениях рН ниже 3.6 желе с геллановой камедью могут производиться с помощью ионов водорода. Эти желе, известные как «кислые желе», имеют относительно низкие значения модуля и твердости.
Растворимые вещества, такие как сахароза и другие сахара, влияют на текстуру желе с геллановой камедью. С увеличением содержания сахара желе с низкоацилированной геллановой камедью становятся менее ломкими и более эластичными. Желе с высокоацилированной камедью также становятся более эластичными при содержании сухих веществ свыше 60%. Специфичность сахара имеет свои особенности воздействия на текстуру гелланового желе. В системах с высоким содержанием сахара оптимальные свойства желе могут быть получены при минимальном дополнительном внесении ионов, или вообще без такового. Тем не менее, при этом становится необходимым увеличение нормы внесения геллановой камеди. Желе с низкоацилированной геллановой камедью не демонстрируют «моментальной садки» в присутствии высокого содержания сахара.
Не смотря на то, что сопротивляемость к распаду свойственна всем ферментам, геллановая камедь в стадии гидратации, подобно всем полисахаридам, способствует росту бактерий. Следовательно, растворы и гели должны храниться в условиях, препятствующих росту бактерий. Сухой порошок низкоацилированной геллановой камеди обладает превосходной стабильностью, и желе, приготовленные из порошка, хранившегося в течение нескольких лет, по своим качествам очень похоже на желе, приготовленное из свежего материала.
Как углеводный полимер, геллановая камедь разрушается под воздействием сильных окислителей и смесей окислителей и восстановителей. Кроме того, катионные поверхностно-активные вещества могут вызвать преципитацию через соединение с негативно заряженными карбоксильными группами на полимере. В зависимости от дополнительно внесенного количества водосмешиваемые органические растворители, такие как спирт, осаждают геллановую камедь из растворов. Тем не менее, геллановая камедь обычно остается толерантной к среднему уровню содержания таких растворителей.
Желе с низкоацилированной геллановой камедью имеют плотную, ломкую текстуру. Внесение высокоацилированной камеди приводит к снижению ломкости желе. С помощью изменений дозировок этих двух форм геллановой камеди можно получить разнообразные текстурные характеристики. Смеси высоко- и низкоацилированной камеди могут сформировать текстуры, не уступающие по своим характеристикам текстурам желе с другими гидроколлоидами.
С помощью разных дозировок высоко- и низкоацилированной камеди можно получить желе со свойствами, очень близкими к свойствам каррагенановых и желатиновых желе. Для получения требуемой текстуры в сочетании с геллановой камедью могут применяться и такие загустители и желирующие агенты, как крахмал, гуаровая камедь, камедь рожкового дерева, производные целлюлозы или ксантановая камедь. Комбинация определенных гидроколлоидов с геллановой камедью приводит к прогрессирующему снижению показателей жесткости и модуля желе. Показатель ломкости, в сущности, остается постоянным, а упругость незначительно возрастает.
Текучие гели с геллановой камедью – это растворы со слабожелированной структурой. Они демонстрируют выраженный предел текучести, то есть, для того, чтобы система начала течь, к ней необходимо приложить повышенное конечное усилие. Такие системы хороши для суспендирования нерастворимых частиц, и суспензия в этом случае будет оставаться стабильной до тех пор, пока сила гравитации, воздействующая на частицы, будет меньше, чем приложенное к ней конечное усилие.
Формирование текучих гелей применяется в производстве молочных продуктов, спредов, дрессингов и соусов, и осуществляется с помощью скребковых теплообменников, УВТ-обработки и пастеризации.
Легкого перемешивания слабого гелланового геля после садки также достаточно для образования однородного текучего геля. Это значит, что текучий гель может быть получен в процессе стандартной операции розлива.
Геллановая камедь хорошо совместима с различными концентрациями поверхностно-активных веществ. Тем не менее, немаловажное значение для надлежащей гидратации геллановой камеди имеет определение нормы внесения поверхностно-активных веществ. Совместимость должна анализироваться в фактических условиях, так как на нее могут оказывать заметное воздействие такие факторы, как присутствующие соли, кислоты и основания. Геллановая камедь демонстрирует хорошую стабильность в широком спектре значений рН: от значений ниже 3 до, по меньшей мере, рН 13. При очень низком уровне рН происходящий кислотный гидролиз ведет к деполимеризации, особенно при повышающихся температурных значениях. Так как крепость гелланового студня обуславливается типом и концентрацией ионов, то она может варьироваться с изменением значений рН. Тем не менее, стабильность самих молекул геллана остается неизменной. Входящие в состав рецептур кислоты и основания могут оказать отрицательное воздействие на температуру растворения геллановой камеди, поэтому соответствующие нормы внесения таких добавок должны определяться с учетом возможности полной гидратации геллановой камеди.
Геллановая камедь функционирует как структурообразующий и желирующий агент в производстве целого ряда пищевых продуктов. Не смотря на то, что геллановая камедь может эффективно применяться в чистом виде, в ряде случаев ее свойства проявляют себя значительно лучше в сочетании с другими гидроколлоидами. Независимо от того, является ли продукт полуфабрикатом, продуктом, готовым к употреблению или продуктом, восстановленным из сухой смеси, геллановая камедь всегда проявляет себя в высшей степени успешно, обеспечивая простые принципы гидратации и желирования.
| Кондитерская промышленность: | — Желе на крахмале — Желе на пектине — Начинки — Маршмеллоу |
| Джемы и желе: | — Низкокалорийные джемы — Имитации джемов — Начинки для хлебобулочных изделий, желе |
| Аналоги продуктов: | — Аналоги фруктов — Аналоги овощей — Аналоги мяса |
| Десерты на водной основе: | — Десертные желе, заливное |
| Начинки для пирогов и пудингов: | — Быстрорастворимые десерты — Консервированные пудинги — Полуфабрикаты пудингов — Начинки для пирогов |
| Глазирование: | — Глазури для хлебобулочных изделий — Консервированные глазури |
| Молочные продукты: | — Мороженое — Желированное молоко — Йогурт — Молочные коктейли — Низкокалорийные спреды — Соусы |
| Напитки: | — Фруктовые — Молочные — Соевые — Газированные напитки |
| Пленки/Панировки: | — Жидкая панировка — Панировочная хлебная крошка — Оболочки — Адгезионные системы |
     |
Продукты на фруктовой основе. Не смотря на то, что в настоящее время геллановая камедь не разрешена к применению в качестве пищевой добавки в стандартизованных джемах и желе с высоким содержанием сахара, она является идеальным ингредиентом для рецептур не стандартизованных аналогов, особенно для в высшей степени популярных спредов с пониженным содержанием сахара. Высокометаксилированный пектин как желирующий агент, разрешенный к применению в стандартизованных продуктах, требует тщательного контроля уровня рН и высокого содержания сахара для формирования желе, и поэтому не может применяться в продуктах с низким содержанием сухих веществ. Низкометаксилированный пектин и каппа-каррагенан, являющиеся в настоящее время наиболее популярной альтернативой, не полностью удовлетворяют всем функциональным требованиям и иногда не могут сделать продукт стабильным в процессе производства и в период хранения. Геллановая камедь делает продукт устойчивым в период технологического процесса, обеспечивает высокую стабильность в процессе транспортировки и хранения, и, благодаря своим текстурным характеристикам и низким нормам внесения, помогает создавать продукты с великолепным внешним видом и вкусом. Легкость, с которой геллановая камедь может использоваться, является особенно привлекательным свойством для производителей. Геллановая камедь KELCOGEL F может использоваться для замещения части крахмала во фруктовых начинках. На практике для замещения 1-2% модифицированного крахмала из 3.5 – 5% используемых по рецептуре требуется 0.075 – 0.15% KELCOGEL F.
Улучшенный выход ароматических компонентов благодаря снижению содержания крахмала
Повышение стабильности в период хранения. Снижение синерезиса и ретроградации благодаря тому, что крахмал «заперт» в сетке гелланового геля.
Превосходная термостабильность. Начинка не плавится при нагреве в обыкновенной или микроволновой печи.
Геллановая камедь наделяет студень такой структурой, которая замедляет теплообмен, снижает интенсивность испарения и потерю влаги.
Однородная текстура и вкусовые ощущения, характерные для традиционных крахмальных масс.
Геллановая камедь восстанавливает структуру и улучшает стабильность продукта после механического воздействия.
Не требует изменений в технологическом процессе. Возможность использования технологического процесса для производства начинок на основе крахмала без каких-либо изменений.
Вместе со способностью пасты частично восстанавливать структуру после сдвига и отсадки, дополнительная структура имеет своим результатом сохранение влаги, улучшение стабильности при выпекании и повышение привлекательности начинок для потребителя при их использовании в таких продуктах, как пирожки, пирожные и сладкие пироги. Подобно начинкам, пудинги являются десертами и закусками, обычно содержащими крахмал как основной загуститель. 
Они выпускаются в различных готовых к употреблению формах, или могут быть легко приготовлены из сухих смесей с добавлением воды или молока. Определение «пудинг» говорит о том, что это продукт густой и пастообразной консистенции, с довольно короткой текстурой и гелеобразной структурой.
Так как продукты такого типа приобрели широкую популярность у потребителей, обычно не возникает необходимости включать в их состав желирующие агенты, которые могут наделить продукт нежелательными свойствами. Тем не менее, геллановая камедь в данном случае является вполне приемлемой, так как ее низкие нормы внесения дополнительно структурируют и повышают стабильность крахмальной пасты, сохраняя при этом ее вкусовые характеристики. Применение геллановой камеди вместе с крахмалом не требует внесения изменений в традиционный технологический процесс. Особым преимуществом KELCOGEL является ее хорошая устойчивость к различным термическим обработкам, которым подвергаются продукты, содержащие крахмал.
Продукты с высоким содержанием сухих веществ. В производстве желированных кондитерских изделий применяются крахмалы, пектин, желатин и агар. Иногда они используются в сочетании со вспомогательными гидроколлоидами. Традиционными продуктами, содержащими крахмал, являются мармелад, жевательные конфеты, пастила, пектиновые желе и маршмеллоу. Так как данные продукты приготавливаются с помощью нагревания и охлаждения, то геллановая камедь может применяться в их производстве без изменений в технологическом процессе.
С помощью внесения геллановой камеди в сочетании с подходящим типом крахмала становится возможным снижение времени садки крахмального желе, а это значит, что продукты могут быстрее извлекаться из крахмальных форм. 
Текстурные вариации достигаются с помощью корректировки соотношений крахмала и геллановой камеди, а также содержания общего количества каждого из них в рецептуре. Геллановая камедь наделяет термостабильностью кондитерские изделия на желатине, в результате чего такие продукты значительно лучше хранятся при комнатной температуре.
В чистом виде геллановая камедь может использоваться в производстве различных кондитерских изделий с новыми привлекательными текстурными характеристиками, прекрасным ароматом и замечательной стабильностью в период хранения. В продуктах с высоким содержанием сухих веществ обычно применяется геллановая камедь KELCOGEL F. Норма внесения KELCOGEL F от 0.20 до 0.30% (дополнительное внесение крахмала не требуется).
Превосходный выход аромата. Чистый фруктовый аромат.
Хорошее сохранение влаги и стабильность в период хранения.
Легкость приготовления.
Декоративные глазури для хлебобулочных изделий преимущественно состоят из сахара и воды в сочетании с другими дополнительными ингредиентами, такими как жир, красители, ароматизаторы, воздух, эмульгаторы и сухое молочное вещество.
Стабилизация таких продуктов бывает довольно сложной, и иногда для этого используется несколько систем различных гидроколлоидов. Ни одна камедь, за исключением агара, не может быть в данном случае выделена в чистом виде как единственно возможный стабилизатор. Будучи подобной агару по свойствам, геллановая камедь была протестирована в ряде различных рецептур и признана действенной. Характеристики, полученные в готовом продукте с ее помощью, включают в себя хорошую стабильность в процессе хранения, сохранение влаги, способность к намазыванию, глянец, текстуру и выход аромата.
Напитки. Геллановая камедь KELCOGEL наделяет напитки рядом дополнительных свойств. Разные виды напитков могут быть стабилизированы с помощью технологии «текучего геля», которая технически обычно применяется в производстве таких продуктов, как сладкие кремы и подливы, в которых текучая масса формируется в результате гомогенизации, УВТ-обработки или пастеризации наряду с охлаждением. Текучие гели обычно образуются с помощью перемешивания текучей смеси в период цикла охлаждения, что прерывает процесс нормального желирования. Очень низкая норма внесения продуктов геллановой камеди KELCOGEL и ее специальных смесей продуцирует текучий гель. С помощью технологии текучих гелей может быть получена хорошая суспензия при низкой вязкости. CP Kelco предлагает целый ряд ингредиентов специально предназначенных для применения в производстве специфических напитков.
Геллановая камедь KELCOGEL может применяться в дозировке 0.03% для создания прозрачного оригинального напитка с различными суспендированными включениями или кусочками фруктов.
Напитки можно разливать в упаковку горячими с последующим охлаждением для формирования слабого геля. Последующее встряхивание упаковок разрушает гель и продуцирует поток жидкости с очень короткой текстурой, похожей на ту, которая образуется в текучем геле в процессе перемешивания с одновременным охлаждением. Аромат и текстура таких напитков, как лимонад, шоколадное молоко, фруктовые напитки с мякотью или суспендированными нерастворимыми минералами, и газированные напитки могут быть модифицированы с помощью технологии «текучего геля» для улучшения вкусовых ощущений.
Технология «текучих гелей» может распространяться и на производство других видов продуктов, таких как низкожирные /обезжиренные дрессинги, шоколадное молоко, соусы, перемешанные йогурты, мороженное, топпинги, загущенные сливки и многих других, требующих суспендирования при низкой вязкости.
KELCOGEL F – это структурообразующий агент для использования в обезжиренном йогурте термостатного и резервуарного способов производства. KELCOGEL F обеспечивает в готовом продукте: мягкую текстуру и полное тело, блеск, стабильность отсутствия синерезиса.
В процессе производства применение KELCOGEL F предоставляет следующие преимущества:
Простота применения, отсутствует необходимость изменения технологии
Рентабельность с точки зрения стоимости
Отсутствие влияния на продолжительность сквашивания
Гидратация KELCOGEL F осуществляется в процессе нагревания в молоке при температуре более 80°С с последующей садкой при охлаждении до температуры 41°С. Повторное плавление сформированного геля можно осуществить при нагревании до температуры более 70°С. Кроме этого, KELCOGEL F может быть использован для изготовления текучего геля, представляющего собой структурированную жидкость, плотную в состоянии покоя и проявляющую текучесть, свойственнную жидкости, при сдвиге. Для изготовления текучего геля в молочной системе с применением геллановой камеди требуется всего лишь охладить молоко с геллановой камедью до температуры садки геля (41°С). Если механическое воздействие на продукт оказывается при температуре садки, получится текучий гель, проявляющий себя как гель в стационарных условиях и как жидкость в условиях сдвига. Если механическое воздействие на продукт оказывается ниже температуры садки, получится разрушенный гель, что является неудовлетворительным, и приводит к формированию мелких хлопьев геля в продукте. Технология текучего геля применима к резервуарному способу производства йогурта. Йогурт термостатного способа производства может быть изготовлен и по технологии текучего, и по технологии сформированного геля.
Рекомендуемый уровень использования KELCOGEL F геллановой камеди составляет 0,04%.
Мучные продукты . Иногда для повышения толерантности рецептуры, лучшего сохранения влаги, получения более однородной структуры мякиша и повышения стабильности в производстве хлебобулочных изделий используются такие загустители, как ксантан, гуар и КМЦ. Геллановая камедь обладает сходными свойствами. Это позволяет предполагать, что качество мучных продуктов, содержащих камеди, таких как макароны, тортильи и различные виды хлеба, может выиграть от применения в их производстве геллановой камеди.
Питьевые желе завоевали большую популярность в странах Юго-Восточной Азии. Такие слабожелированные продукты могут питься или через соломинку, или прямо из упаковки, так как слабый гель разрушается при встряхивании. Геллановая камедь может использоваться для производства прозрачных термостабильных питьевых желе на водной основе. Желированные кусочки могут добавляться для текстурирования и придания напитку охлаждающего воздействия на заднюю стенку гортани в момент, когда он употребляется вместе с острой пищей.
Продукты в панировке также могут быть покрыты пленкой с помощью распыления или погружения в водный раствор геллановой камеди, а затем частично запечены или заморожены. В дальнейшем полуфабрикат может быть разогрет в конвекционной или микроволновой печи, что придаст ему внешний вид жаренного в масле продукта. Так как на самом деле такие продукты не подвергаются глубокой обжарке во фритюре, содержание жира в них снижено, а иногда и полностью исключено.
Смеси специй, ароматизаторов или подсластителей могут быть инкорпорированы в распыляемый раствор или нанесены непосредственно на поверхность продукта после разбрызгивания раствора геллановой камеди KELCOGEL . Подобным образом на поверхность могут помещаться и такие ароматизированные продукты, как кусочки фруктов, трав или порошки на молочной основе. Данная адгезионная система может быть нанесена вместо масла с целью снижения общего количества жира в готовом продукте.
— одобрена Администрацией по пищевым и фармацевтическим продуктам (FDA) как пищевая добавка в статье 21 CFR 172.665.
— зарегистрирована под номером Е418 в Приложении 1 к Директиве ЕС/95/2 стран Европейского Сообщества.
— включена в Кодекс пищевых химикатов США (FCC) и Закон о пищевых продуктах и медикаментах Канады (Раздел 16, Таблица IV, G.2), Спецификации и стандарты для пищевых добавок Японии (JSSFA).
Совместный Экспертный Комитет по пищевым добавкам (JECFA) ФАО/ВОЗ (FAO/WHO и Научный Комитет по пищевым продуктам стран Европейского Сообщества обозначили ежедневную допустимую норму потребления геллановой камеди (ADI) как «не определена».
