Какие основные причины приводят к слеживанию и комкованию порошкообразных продуктов? Каковы механизмы действия добавок, предотвращающих слеживание и комкования порошков?

Порошкообразные пищевые продукты (мука, сухое молоко, сахарная пудра и др.), как и другие порошки, являются двухфазными системами, в которых твёрдые частицы дисперсной фазы распределены в газовой (воздушной) дисперсионной среде и характеризуются высокой межфазной поверхностью. Наличие этой поверхности обуславливает важнейшие технологические свойства порошков, к которым относятся:

А) сыпучесть, определяемая величиной, обратной вязкости;

Б) уплотняемость, характеризуемая изменением объёма порошка под действием динамической нагрузки;

В) слеживаемость в процессе хранения, связанная с образованием структур, прочность которых превышает первоначальную.

Слеживание и комкованию порошкообразных пищевых продуктов приводят к снижению сыпучести и ухудшению их потребительских свойств, а в экстремальном случае - к полной потере качества порошка.

Для обеспечения необходимой сыпучести пищевых порошков на протяжении всего установленного срока хранения в них вводят твёрдые высокодисперсные нерастворимые в воде добавки, поглощающие влагу или препятствующие увеличению площади контакта между частицами. Для предотвращения слеживанию гигроскопических порошков применяют также гидрофобизацию поверхности частиц с помощью поверхностно - активных веществ. Молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности твёрдых частиц, покрывают их тонкой плёнкой, что создаёт барьер для влаги, провоцирующей слеживанию и образование комков.

Перечень основных добавок, разрешённых к применению в Российской Федерации при производстве порошкообразных пищевых продуктов для предотвращения их слеживанию и комкованию, а также регламенты их применения приведены в таблице 3.1.

По химической природе подавляющее большинство добавок этого функционального класса относится к неорганическим соединениям минерального происхождения. Основную группу составляют силикаты и алюмосиликаты щелочных, щелочноземельных и других сходных по некоторым свойствам металлов (калия, натрия, кальция, алюминия и цинка).

К органическим соединениям, которые входят в состав добавок этого функционального класса, относятся соли жирных кислот (Е470) и полидиметилсилоксан (Е900).

Соли жирных кислот (Е470) представляют собой главным образом натриевые, калиевые, кальциевые, магниевые, алюминиевые, аммониевые соли миристиновой, олеиновой, пальмитиновой и стеариновой кислот с общей формулой

(R - COO) _nMe,

где n равно 1 или 2.

Соли жирных высших кислот обладают поверхностной активностью и способны предотвращать агломерацию частиц путём гидрофобизации их поверхности. Они признаны безопасными и в соответствии с технологическими задачами используются в концентрациях до 5 г на 1 кг продукта.

Таблица 3.1 - Добавки, препятствующие слеживанию и комкованию, разрешенные к Применению в Российской Федерации

Полидиметилсилоксан (Е900), называемый также "демификон" или "семификон", представляет собой синтетическую смесь кремний содержащего соединения диметилполисилоксана и силикагеля (диоксид кремния). Структура органических полисилоксанов может быть представлена формулой

R3 - Si - O - { - Si (R₂) - O - } - Si - R_3,где R - метильные группы.

Полисилоксаны обладают высокой водоотталкивающей способностью, инертны и используются в различных пищевых продуктах в концентрациях 10 мг/кг. ДСД этих добавок составляют 0 - 25 мг/кг массы тела человека.

Аналогично представителям других групп отдельные добавки, применяемые для предотвращения слеживания и комкования пищевых порошков, могут проявлять смежные технологические функции. Аналогично, способность стабилизовать порошки могут иметь добавки других функциональных классов (магнит, целлюлоза).

К таким добавкам относятся соли фосфорной, угольных и жирных высших кислот, а также органические поликсилоксаны. Например, в зависимости от состав и свойств конкретной пищевой системы полидиметилсилоксан (Е900) может предотвращать слеживание порошкообразного продукта (сухое молоко), стабилизировать различные пищевые суспензии или предотвращать вспенивание прохладительного напитка при разливе его в бутылки. Кроме того, эта добавка может использоваться для смазки противней в хлебопекарной и кондитерской промышленности.