Целлюлоза используется в пищевой промышленности как добавка

Известная шутка про колбасу из опилок не так уж далека от истины. Мясной продукт делают, конечно, не из отходов лесопильного производства. В дело идет основной химический компонент древесины — целлюлоза.

В клеточных стенках хвойных и лиственных растений находится до 60% вещества. Особенно много его в хлопчатнике (до 93%).

Название продукта

Пищевая добавка зарегистрирована в европейской кодификации под номером E 460. Продукт включает два вещества:

• целлюлоза микрокристаллическая, синонимы: Е 460 (i), microcrystalline cellulose (международный), МКЦ;
• целлюлоза в порошке, синонимы: Е 460 (ii), powdered cellulose (международный), порошок целлюлозы.

Тип вещества

Национальный стандарт 32770-2014 относит добавку Е 460 к группе эмульгаторов. При растворении в воде целлюлоза образует гель, устойчивый к нагреванию. В ряде продуктов выполняет функцию наполнителя, осветлителя, препятствует слеживанию и комкованию сыпучих веществ.

По химическому строению целлюлоза — линейный гомополисахарид, построенный из остатков β-D-глюкозы.

Добавку Е 460 (i) получают путем реакции взаимодействия растительных волокон α-целлюлозы с водой в присутствии минеральных кислот, чаще соляной или азотной. Очищенный от олигосахаридов продукт сушат и измельчают.

Порошковую целлюлозу Е 460 (ii) выделяют из очищенных волокон хлопкового линта или хвойной древесины.

Оба вида имеют практически одинаковые свойства, структуру и сферу применения.

Свойства

Упаковка

Добавку Е 460 упаковывают в стандартные многослойные бумажные или пищевые мешки с дополнительным полиэтиленовым вкладышем.

В качестве БАД целлюлоза поступает в розничную продажу. Тару выбирает производитель. Обычно используют:

• фольгированные или прозрачные полиэтиленовые пакеты;
• коробки картонные с дополнительным вкладышем;
• банки пластиковые.

Применение

Эмульгатор E 460 нашел применение в пищевой промышленности как многофункциональная добавка, позволяющая решить ряд технологических задач:

• улучшение консистенции, текучести продукта;
• снижение потери массы, увеличение выхода готового изделия;
• обогащение продуктов балластными волокнами;
• увеличение срока хранения сыпучих продуктов за счет предотвращения их слеживания.

В хлебобулочные изделия МКЦ включают для длительного сохранения мягкости продукта, снижения калорийности.

Добавку Е 460 можно встретить в составе майонезов, кетчупов, взбитых сливок, твердых сортов сыра.

Иногда целлюлозу добавляют в мороженое для предотвращения образования кристаллов льда.

Тиксотропные свойства, устойчивость к нагреванию позволяют применять добавку E 460 в изготовлении термостабильных кондитерских фруктовых начинок.

Одним из основных потребителей пищевого эмульгатора является мясоперерабатывающая отрасль. Микрокристаллическая целлюлоза входит в рецептуру колбасных изделий.

Внесение 1% добавки к весу сырья позволяет снизить потери при термической обработке, до 14% увеличивает выход готового изделия без снижения вкусовых качеств.

Добавление нерастворимой в воде целлюлозы к сосисочному фаршу предотвращает деформацию готового продукта при варке.

В мясных консервах добавка Е 460 выступает в роли балластного наполнителя.

Целлюлоза — вспомогательный компонент косметических средств. На ее основе производят кремы по уходу за кожей, маски для волос, зубные пасты, пудры. Само вещество не обладает биологической активностью. В состав препаратов вводят для улучшения вязкости, предотвращения комкования и слеживания.

Порошковая целлюлоза активно применяется в фармацевтической отрасли как наполнитель при изготовлении различных лекарственных форм. Использование добавки E 460 обусловлено широким спектром возможностей:

• повышает сыпучесть гранулированных порошков;
• за счет связывания масс позволяет изготавливать таблетки методом прямого прессования, это повышает их химическую чистоту и прочность;
• улучшает скольжение капсул и стойкость окраски.

Важное направление применения целлюлозы — изготовление биорезорбируемых медицинских изделий, включая имплантируемые. Препараты, способные рассасываться в организме человека, участвуют в регенерации тканей, не вызывая отторжения и полностью исключая побочные эффекты.

Добавка разрешена во всех странах. Суточная норма не установлена.

Польза и вред

Пищевая добавка Е 460 не усваивается в организме.

Есть предположение, что частицы размером менее 120 мкм могут всасываться в стенки пищеварительной системы. В целом же целлюлоза — типичное балластное вещество.

Ценность продукта на потребительском рынке обусловлена его высокими сорбирующими качествами. Целлюлоза эффективно очищает пищеварительную систему от токсинов, может связывать и выводить из организма ионы тяжелых металлов, радионуклиды.

К положительному моменту следует отнести свойство добавки Е 460 замедлять всасывание в кровь сахарозы.

Польза продукта несомненна, но увлекаться порошками МКЦ не стоит. Вещество не является селективным сорбентом. Добавка вместе со шлаками адсорбирует и выводит витамины, минералы, макро- и микроэлементы.

Большие дозы мелкокристаллической целлюлозы раздражают кишечник, провоцируют развитие длительного запора. Избежать проблемы можно, увеличив суточное потребление воды.

Основные производители

БАДы на основе целлюлозы выпускают российские фармацевтические компании: ЗАО «ФПК ФармВИЛАР», ООО «КоролевФарм», «Эвалар». Все они работают на сырье, поставляемом преимущественно из Китая и Индии.

В России добавку Е 460 для нужд пищевой, косметической, фармацевтической отраслей производит ФГУП «ПО «Прогресс» (город Кемерово). Предприятие было создано в 1933 году для изготовления боеприпасов.

Пищевую целлюлозу поставляют зарубежные компании:

• BASF (Германия);
• Ming Tai Chemical Co., LTD. (Тайвань);
• Xi’an Wharton Bio-Tech Co., Ltd. (Китай);
• DFE Pharma (Индия).

Производители БАДов рекламируют целлюлозу как эффективный продукт для снижения веса. Действие вещества, как и любой клетчатки, основано на способности разбухать в желудке, создавая ощущение сытости. Не стоит забывать, что влияние нерастворимых растительных волокон на организм мало изучено.

Известная шутка о том, что колбасу делают из туалетной бумаги, не так уж далека от истины. По откровениям одного из работников мясоперерабатывающей промышленности, процент содержания собственно мяса в мясных изделиях не превышает пяти процентов. Это и пельмени, и консервы, и колбаса, и сосиски — всё это содержит не более пяти процентов мяса. А что же мы едим в виде остальных 95 %? Конечно, не в буквальном смысле туалетную бумагу, но это недалеко от истины. Микрокристаллическая целлюлоза — вот что нам продают сегодня под видом мяса и многих других продуктов. Пищевая добавка Е 460 добывается из древесины. Процесс обработки растительных волокон древесины превращает её в белый сыпучий порошок без вкуса и запаха. Нечто похожее на муку, только из дерева.

Пищевая добавка Е460: что это и как влияет на организм

Как же получают микрокристаллическую целлюлозу, и для чего она, собственно, нужна? Древесину замачивают в воде, а затем путём воздействия азотной и/или соляной кислоты получают микрокристаллическую целлюлозу. Далее этот порошок упаковывают в мешки и отправляют на пищевые производства. Интересно, что на упаковке (в целях использования данного продукта) указано, что он предназначен для «обогащения продуктов балластными волокнами». То есть, выражаясь более простым языком, для того, чтобы обмануть потребителя.

Одной из главных сфер применения мелкокристаллической целлюлозы является мясоперерабатывающая промышленность. Как уже сказано выше, всё, что продаётся под видом мяса, самого мяса в своём составе почти не содержит. Современная химическая промышленность позволяет создать симуляцию любого вкуса — хоть апельсина, хоть говядины. Однако одного симулятора вкуса недостаточно. Нужен некий базовый компонент для создания неестественного рафинированного продукта. И именно тут на помощь приходит мелкокристаллическая целлюлоза. Дешёвый в производстве продукт, который неприхотлив к условиям хранения и транспортировки. Именно добавка Е 460 является основой для большинства так называемых мясных продуктов. Её берут за основу при создании колбас, сосисок, пельменей, консервов и так далее. Это балласт, как правильно замечено в описании этой добавки. Далее мелкокристаллическую целлюлозу сдабривают усилителями вкуса, загустителями, красителями, симуляторами запаха и так далее. В итоге получается продукт, который практически неотличим от натурального. Именно так производится большинство переработанных мясных продуктов: мелкокристаллическая целлюлоза в сочетании с эмульгаторами и загустителями создаёт нужную консистенцию, создающую иллюзию натурального продукта, а вкус, цвет и запах обеспечивается различными ароматизаторами и вкусовыми добавками.

Главная функция мелкокристаллической целлюлозы — увеличение объёма продукта и/или его сохранение. Помимо использования в мясоперерабатывающей промышленности Е 460 активно применяется и при изготовлении хлебобулочных изделий, что позволяет не терять массу продукта при термической обработке. Дело в том, что потеря массы при термической обработке (к примеру, при выпечке хлеба) — это естественный природный процесс. Но проблема в том, что это уменьшает массу и объём продукта и, как следствие, снижает его стоимость. А для производителя это недопустимо. Добавление мелкокристаллической целлюлозы, которая сохраняет свой объём при термической обработке, позволяет сохранить объём и массу продукта, а значит — продать его дороже.

Интересно, что информация о добавлении «балластного наполнителя» постепенно просачивается в массы, поэтому производители стали транслировать очередную ложь о том, что, поскольку мелкокристаллическая целлюлоза не усваивается в организме человека и выходит в неизменном виде, то она, якобы очищает кишечник и ЖКТ от токсинов. Не исключено, что так оно и есть. Но, как обычно бывает в подобных случаях, во всеуслышание рассказано о пользе, но умолчали о вреде. Дело в том, что особенности микрокристаллической целлюлозы в том, что ей всё равно, что выводить из организма, — она просто «вычищает» всё. И вместе со шлаками и токсинами она выводит витамины, минералы и так далее, истощая организм. А учитывая, что продукты, содержащие Е 460, сами по себе и так не содержат практически ничего полезного, то такие продукты питания только причиняют вред организму, лишая его полезных веществ. Также стоит отметить, что высокая концентрация Е 460 забивает кишечник и может приводить к запорам и образованию каловых камней. Тут также умалчивается, что сорбирующее качество микрокристаллической целлюлозы проявляется лишь тогда, когда она употребляется в умеренных количествах. А в той концентрации, в которой она содержится в продуктах питания, она только забивает кишечник, нарушает его перистальтику и приводит к проблемам с ЖКТ.

Ещё одна уловка пищевых корпораций — диетические продукты. Это различные йогурты, каши быстрого приготовления, десерты и так далее. Да, те самые, где на упаковке часто можно видеть девушку спортивной внешности с идеальной фигурой. Вот уж где применение Е 460 развернулось на полную. Так как эта добавка не усваивается организмом, она позволяет создать продукт, который при своём большом объёме и весе будет, как это пишут на упаковке, «низкокалорийным». Проще говоря, мечта любого чревоугодника — есть и не толстеть. Именно это позволяет сделать добавление мелкокристаллической целлюлозы. Только вот к здоровому диетическому питанию такой балластный пустой продукт не имеет никакого отношения. Он просто создаёт чувство полноты желудка, при этом забивая кишечник и выводя из организма полезные вещества.

Формально добавка Е 460 считается безвредной, потому что при рациональном её использовании она действительно не способна причинить критический вред. Но при том бесконтрольном её добавлении в продукты, которое наблюдается на сегодняшний день в пищевой промышленности, говорить о её безвредности просто не приходится.

   В группу пищевых добавок целлюлозной природы входят продукты механической и химической модификации и деполимеризации натуральной целлюлозы. Целлюлоза представляет собой линейный полимер, который построен из звеньев D-глюкозы, соединенных 1,4-?-гликозидными связями.

   Наличие ?-гликозидной связи приводит на уровне вторичных и третичных структур (конформации полимерных цепей, упаковки цепей в фибриллы) к формированию линейных молекул с зонами кристалличности (высокоориентированными участками), включающими отдельные аморфные (неориентированные) участки. Такое строение обусловливает большую механическую прочность волокон целлюлозы и их инертность по отношению к большинству растворителей и реагентов.

   Целлюлоза в качестве пищевой добавки используется в двух модификациях:

• микрокристаллическая целлюлоза (E460i), частично гидролизованная кислотой по аморфным участкам, наиболее доступным для атаки реагентами, и затем измельченная; отличается укороченными молекулами;
• порошкообразная целлюлоза (E460ii), выделенная из растительного сырья (древесина, хлопок и т. п.) удалением сопутствующих веществ (гемицеллюлоз и лигнина), а затем измельченная.

   Целлюлоза в качестве пищевой добавки используется как эмульгатор, текстуратор и как добавка, препятствующая слеживанию и комкованию.

   Химическая модификация молекул целлюлозы приводит к изменению свойств и, как следствие, к изменению функций в пищевых системах.

   В образовании производных целлюлозы большую роль играют доступность и реакционная способность гидроксильных групп в ?-,D-глюкопиранозных остатках. По реакционной способности гид-роксильные группы располагаются в последовательности ОН при С6 > ОН при С2 > ОН при С3.

   Статус пищевых добавок имеют семь химических модификаций целлюлозы, представляющих собой моно- или дипроизводные с простой эфирной связью (простые эфиры). В общем виде модифицированные целлюлозы могут быть описаны следующей формулой:

   Пищевые добавки целлюлозной Природы безвредны, так как не подвергаются в желудочно-кишечном тракте деструкции и выделяются без изменений. Дневной суммарный прием с пищей всех производных целлюлозы может составлять 0—25 мг/кг массы тела человека. Их дозировки в пищевых продуктах определяются конкретными технологическими задачами.

   Метилцеллюлоза (Е461)и гидроксипропилметилцеллюлоза (Е464).

   Растворяются в холодной воде (но не растворяются в горячей) с образованием вязких растворов. Вязкость растворов этих производных целлюлозы, зависящая от их концентрации и практически не зависящая от рН в диапазоне 2—13, снижается с повышением температуры до момента гелеобразования, которое наступает в интервале температур 50—90°С. По достижении температурной точки гелеобразования вязкость растворов начинает резко повышаться до температуры флокуляции (коагуляции с образованием рыхлых хлопьевидных агрегатов). Процесс обратим, т. е. при снижении температуры может быть получен исходный раствор, что обусловлено обратимостью процесса образования и разрыва водородных связей между полимерными молекулами эфиров целлюлозы и молекулами воды.

   Гидроксипропилцеллюлоза (Е463).

   Растворяется в воде при температуре, не превышающей 40°С. Ее растворимость повышается в присутствии сахарозы. Вязкость растворов, которая не зависит от рН в интервале 2—11, снижается с повышением температуры до момента флокуляции, наступающего, минуя стадию гелеобразования, в интервале 40—45°С. Процесс обратим, и со снижением температуры будет

происходить повторное растворение этого эфира целлюлозы в воде. Водные растворы гидроксипропилцеллюлозы проявляют поверхностную активность, действуя в дисперсных пищевых системах как эмульгатор. Растворы этого производного целлюлозы совместимы с большинством натуральных и синтетических водорастворимых полимеров — метилцеллюлозой, карбоксиметилцеллюлозой, желатином, альгинатами и др., что создает возможность их совместного использования для достижения конкретных технологических эффектов: для     получения заданной величины вязкости, гелеобразования, формиро-     вания необходимой текстуры.

   Карбоксиметилцеллюлоза (Е466).

   Растворяется и в горячей, и в холодной воде с образованием растворов различной вязкости, которая зависит от степени замещения гидроксильных групп в молекуле целлюлозы. Для пищевых целей обычно применяют карбоксиметилцел-люлозу (КМЦ) со степенью замещения 0,65—0,95, образующую растворы высокой и средней вязкости. Как и в случае других производных, вязкость растворов КМЦ уменьшается с повышением температуры, однако в отличие от них в растворах этой добавки гелеобразования или флокуляции не происходит Другая отличительная особенность — зависимость вязкости растворов КМЦ от рН. В интервале 5—9 она практически не зависит от рН, при рН ниже 3 может возрастать, а при рН выше 10 может уменьшаться. Смеси карбок-симетилцеллюлозы и гидроксипропилцеллюлозы обладают синерги-ческим эффектом, который проявляется в повышении вязкости их раствора по сравнению с вязкостью растворов индивидуальных добавок.

   Модифицированные целлюлозы и их технологические функции 

   Процесс получения простых эфиров целлюлозы включает стадию повышения ее реакционной способности, поскольку плотная упаковка целлюлозных волокон препятствует взаимодействию гидроксильных групп с молекулами реагентов. Для этого целлюлозу подвергают набуханию или переводят в растворимое состояние, В промышленных условиях процесс ведут в гетерофазной среде (дисперсия целлюлозы в ацетоне или изопропиловом спирте), обрабатывая целлюлозу раствором гидроксида натрия при температуре 50—140°С с образованием алкалицеллюлозы (процесс мерсеризации). Пищевые производные целлюлозы получают взаимодействием алкалимодификации с  галогеналкилами (образование метилированных и этилированных производных) или соответствующими эпоксидами (получение гидроксиэтил- и гидроксипропилпроизводных).

   Комбинируя исходные реагенты, получают смешанные производные целлюлозы, например, метилэтилцеллюлозу, гидроксипропил-метилцеллюлозу и т. п.

   Модификация целлюлозы аналогично модификации крахмала приводит к изменению свойств (растворимости, вязкости растворов, способности к гелеобразованию и т. п.), что отражается на ее технологических функциях в пищевых системах.

   КМЦ — одна из самых распространенных пищевых добавок целлюлозной природы. Например, в 1987г. ее мировое производство составило 122,8 тыс. т, в том числе 66,5 тыс. т в Европе, 15,9 тыс. т в Японии, 27,4 тыс. т в США. На пищевые цели было использовано более 25 % общего объема производства.

   Традиционно эти добавки используют в технологиях хлебобулочных и кондитерских изделий, молочных и обезжиренных эмульсионных продуктов, безалкогольных напитков, где они выступают в качестве эмульгаторов и стабилизаторов многокомпонентных дисперсных систем, суспензий и эмульсий, обеспечивают необходимые консистенцию и вкусовые свойства.

   Критерии чистоты добавок этой группы аналогичны показателям модифицированных крахмалов.