Примерное время чтения: 11 минут
В этом руководстве:
- Почему эмульгаторы Span и Tween по своей природе имеют растительное происхождение — сырье для их производства получают из растительных масел.
- Как растительные компоненты Span/Tween способствуют позиционированию продукции как веганской, халяльной, кошерной и с «чистой этикеткой».
- Стратегии применения растительных альтернатив молочным продуктам — овсяных, миндальных, соевых, кокосовых.
- Эмульгирующие решения на растительной основе для хлебобулочных изделий, маргарина и напитков.
- Регуляторные преимущества Span/Tween растительного происхождения для выхода на мировой рынок
- Рекомендации по дозировке и технологические аспекты для систем на основе растительных компонентов.
1. Span и Tween — эмульгаторы растительного происхождения.
Наиболее важный факт о сложных эфирах сорбитана (Span) и полисорбатах (Tween) для производства продуктов питания на растительной основе: Они по своей природе являются эмульгаторами растительного происхождения. Это не новая “версия на растительной основе” — так их всегда производили.
1.1 Происхождение сырья
| Сырье | Источник | Продукт |
|---|---|---|
| Сорбитол | Гидрогенизированная глюкоза из кукурузного крахмала, маниоки или пшеницы | Кольцевая структура сорбитана (как Span, так и Tween) |
| Стеариновая кислота (C18:0) | Пальмовое масло, пальмовый стеарин или масло ши | Span 60, Tween 60 |
| Олеиновая кислота (С18:1) | пальмовое масло, подсолнечное масло, соевое масло | Span 80, PS80 |
| Лауриновая кислота (C12:0) | пальмоядровое масло, кокосовое масло | Span 20, Tween 20 |
| Оксид этилена | Получено из нефти (синтетическая стадия) | Только полисорбаты |
Сорбитановый остов и жирные кислоты имеют растительное происхождение. В случае полисорбатов стадия полимеризации этиленоксида является синтетической, но полученная молекула все еще считается растительной в соответствии с нормами регулирования пищевых продуктов, поскольку функциональная часть (сорбитановый эфир) и >70% молекулярной массы получены из растительных источников.
В рекламных материалах конкурентов полисорбаты (серии Tween) прямо указаны в числе растительных пищевых эмульгаторов, наряду с DMG, GMS, SSL и лецитином растительного происхождения. Для более подробного ознакомления с источниками см. наш раздел Руководство по пищевым сырьевым материалам для производства спандекса и тинейджеров..
1.2 Преимущества сертификации
Эмульгаторы Span/Tween растительного происхождения упрощают сертификацию по сравнению с аналогами животного происхождения:
| Сертификация | Статус пролета/промежутка на основе растений |
|---|---|
| Веганский | Да — без использования сырья животного происхождения. |
| Вегетарианец | Да |
| Халяль | Сертифицировано — не содержит компонентов животного происхождения и алкоголя. |
| Кошерный | Сертифицируемый — достижимый статус «парве» (нейтральный). |
| Без ГМО | В наличии — источники сорбитола и жирных кислот, не содержащие ГМО. |
Благодаря этому эмульгаторы Span/Tween подходят для продуктов, ориентированных одновременно на несколько целевых групп потребителей, что является практическим преимуществом для брендов, осуществляющих глобальную дистрибуцию. Для получения полной информации о соответствии требованиям в отношении продуктов на растительной основе, см. наш раздел. Полное руководство по эмульгаторам на растительной основе.
2. Взрывной рост популярности растительных альтернатив молочным продуктам — и их роль в переходном периоде между употреблением и потреблением.
Растительные альтернативы молочным продуктам — это самая объемная категория, где эмульгаторы Span/Tween добавляют критически важную функциональную ценность. В отличие от коровьего молока, растительное молоко не содержит природных эмульгирующих белков — без добавления эмульгаторов оно быстро расслаивается на слой воды, масла и осадка.
2.1 Овсяное молоко
Испытание: Овсяное молоко содержит мелкие частицы клетчатки, которые со временем оседают на дно, а также небольшую масляную фазу, которая образует кремообразную массу. Не содержит природных эмульгирующих белков.
Решение Span/Tween: Твин 60 в концентрации 0,05-0,10% обеспечивает диспергирование жира и способствует формированию кремообразной, непрозрачной текстуры, которую ожидают потребители. В сочетании со стабилизатором (геллановой камедью или ксантановой камедью) обеспечивает суспензию волокон. Спан 60 обычно не требуется — жировая фаза слишком мала, чтобы нуждаться в якорном белке с низким HLB.
2.2 Миндальное молоко
Испытание: Миндальное молоко расслаивается на прозрачный водный слой, тонкий масляный слой и осадок из мелких частиц миндаля. Содержание жира низкое (~2-3%), но его можно обнаружить при расслоении.
Решение Span/Tween: Tween 60 или PS80 в концентрации 0,05-0,15% обеспечивает равномерное распределение миндального масла. В рекламных материалах конкурентов специально рекомендуется использовать полисорбат 60 для напитков на основе миндаля — он обеспечивает равномерное распределение миндального масла и предотвращает расслоение в низкожировых рецептурах. В сочетании с гуаровой камедью улучшает консистенцию и вкус.
2.3 Кокосовое молоко и кокосовый йогурт
Испытание: Кокосовое молоко имеет высокое содержание масла (15-25%), которое затвердевает при температуре холодильника (~24 °C, температура плавления). Разделение фаз, вызванное фазовым переходом, является сильным — жидкое масло поднимается при комнатной температуре, а твердый жир опускается при температуре холодильника.
Решение Span/Tween: Это применение Span 60 в молочных продуктах растительного происхождения, где он демонстрирует наибольшую эффективность. Span 60 (HLB 4,7) + Tween 60 (HLB 14,9) в соотношении от 1:3 до 1:2, суммарное значение HLB ~12, концентрация 0,10-0,25%. Span 60 сокристаллизуется с насыщенными жирами кокосового масла (преимущественно лауриновой кислотой C12:0), закрепляя жировую фазу за счет перехода из жидкого состояния в твердое. Tween 60 сохраняет свойства «масло в воде» и обеспечивает быстрое повторное диспергирование при разливании.
Для приготовления ферментированного кокосового йогурта (pH 4,0-4,5) добавьте Tween 60 в верхней части диапазона пропорций — Tween 60 лучше переносит кислую среду, чем многие другие эмульгаторы с высоким HLB.
2.4 Соевое молоко
Испытание: Соевое молоко обладает некоторой естественной эмульгирующей способностью благодаря соевым белкам, но обработка (замачивание, измельчение, нагревание) денатурирует часть из них, а оставшаяся белковая способность варьируется от партии к партии.
Решение Span/Tween: Низкие дозы Твин 60 (0,02-0,05%) дополняют естественную эмульсификацию соевого белка. Более высокие дозы создают риск конкуренции с соевыми белками на границе раздела фаз, что может привести к нестабильности, а не решить ее. Лецитин является более распространенным основным эмульгатором для сои — Твин 60 используется в качестве добавки, когда одного лецитина недостаточно для достижения целевого срока годности.
3. Пекарня, предлагающая выпечку на растительной основе
3.1 Торты без яиц
Удаление яиц из рецептуры торта устраняет как образование пены (белки яичного белка), так и эмульгирование (фосфолипиды яичного желтка). Гелевые системы для тортов Span 60 + Tween 60 заменяют обе эти функции, а поскольку Span/Tween имеют растительное происхождение, получившийся торт полностью веганский.
Рекомендуется: Span 60 : Tween 60 = 1:2 при 3-6% от массы теста (выше, чем в рецептурах с молочными продуктами и яйцами, поскольку заменяются как пенообразующая, так и эмульгирующая функции). Это подробно описано в нашем Руководство по эмульгаторам для гелевых тортов.
3.2 Веганское масло и маргарин
Альтернативы сливочному маслу на растительной основе (кокосовое масло, масло ши, смеси пальмового масла) представляют собой эмульсии типа «вода в масле» — с той же физической структурой, что и молочный маргарин. В качестве основного стабилизатора типа «вода в масле» используется Span 60 в соотношении 0,3–0,5%. Tween 60 в низкой пропорции (Span:Tween = 2:1–3:1) обеспечивает регулирование растекаемости.
Ключевое отличие от молочного маргарина: Смеси растительных жиров часто имеют иное кристаллическое поведение, чем молочный жир. Веганское масло на основе кокосового масла затвердевает при температуре ниже ~24 °C, но становится полностью жидким при более высоких температурах — в более узком диапазоне пластичности, чем молочный жир. Более высокая дозировка Span 60 (ближе к 0,5%) компенсирует это за счет создания более прочной кристаллической сетки, которая поддерживает структуру в узком диапазоне пластичности.
3.3 Безглютеновая выпечка
Безглютеновое тесто лишено эластичной белковой сетки, которая удерживает газы брожения и обеспечивает структуру. Эмульгаторы частично компенсируют это: Tween 60 в концентрации 0,1-0,3% улучшает удержание газа в безглютеновом тесте за счет механизма модификации межфазной границы, описанного в нашей работе. Руководство по эмульгаторам для хлеба. Span 60 при 0,1-0,2% структурирует жировую фазу в обогащенных безглютеновых рецептурах.
4. Напитки на растительной основе
4.1 Протеиновые коктейли и заменители пищи
Готовые к употреблению протеиновые напитки на растительной основе (гороховый, соевый, рисовый белок) сталкиваются с двумя проблемами стабильности одновременно: эмульгированием жира и суспензией белка. Tween 60 в концентрации 0,05-0,151 TP3T обеспечивает стабильность жировой фазы; Span 60 добавляется в концентрации 0,02-0,051 TP3T, если в состав входят масла (MCT, льняное, рапсовое) в концентрации выше 31 TP3T.
Более высокая температура плавления Tween 60 делает его более подходящим, чем PS80, для протеиновых напитков, обработанных методом ультравысокотемпературной обработки (135-145 °C). PS80 можно использовать для протеиновых напитков, пастеризованных холодным способом или методом высокотемпературной кратковременной пастеризации (HTST).
4.2 Ароматизированная вода на растительной основе
Для получения слабоароматизированной, прозрачной или слегка мутной воды на растительной основе необходима стабильная эмульсификация ароматических масел при очень низкой концентрации масла (0,02-0,101 TP3T). PS80 в концентрации 10-50 ppm в готовом напитке обеспечивает образование субмикронных капель ароматического масла, которые остаются визуально прозрачными. Это тот же механизм, что и в случае с обычной ароматизированной водой — позиционирование на растительной основе обеспечивается источником эмульгатора, а не каким-либо другим механизмом.
5. Кондитерские изделия и покрытия на растительной основе
5.1 Веганский шоколад
В веганском шоколаде молочный жир заменяется какао-маслом или растительными жирами. Span 60 в концентрации 0,1-0,3% улучшает дисперсию жира и способствует хрустящей текстуре и блеску правильно темперированного шоколада. Tween 60 обычно не используется в шоколаде — система является жиросодержащей, и предпочтительны эмульгаторы с низким HLB.
5.2 Композитные покрытия
Составные покрытия (растительный жир + сахар + какао-порошок, без какао-масла) для мороженого, хлебобулочных изделий и кондитерских изделий: Span 60 в концентрации 0,2-0,5% стабилизирует жировую фазу и улучшает вязкость покрытия для равномерного покрытия. В сочетании с лецитином обеспечивает экономичный контроль текучести.
6. Регуляторные преимущества: доступ к мировым рынкам
Эмульгаторы Span/Tween растительного происхождения имеют меньше нормативных ограничений, чем их аналоги животного происхождения:
- ЕВРОСОЮЗ: Все пищевые эмульгаторы Span/Tween являются одобренными добавками с E-номерами (E491-E495, E432-E436). Растительное происхождение упрощает оформление документов на новые пищевые продукты и ГМО.
- Ближний Восток / Юго-Восточная Азия: Сертификация «халяль» проста — в готовом продукте не используются животные ткани и алкоголь.
- Северная Америка: Span/Tween имеют статус GRAS (общепризнанно безопасные). Растительное происхождение подтверждает пригодность продукта для веганов и его соответствие растительным стандартам.
- Индия: FSSAI (Индийское управление по безопасности пищевых продуктов) одобрило сорбитановые эфиры и полисорбаты. Применяется вегетарианская маркировка (зеленая точка).
Подробную информацию о нормативных требованиях см. в нашем разделе. Глобальное руководство по соблюдению требований в отношении пищевых добавок.
7. Краткое руководство по дозировке для применения на растительной основе.
| Приложение | Размах 60 | Tween 60 / PS80 | Соотношение (диапазон:промежуток) |
|---|---|---|---|
| Овсяное молоко | — | 0,05-0,10% (Между 60) | Н/Д |
| Миндальное молоко | — | 0,05-0,15% (Tween 60) | Н/Д |
| Кокосовое молоко | 0.03-0.06% | 0.10-0.20% (Между 60) | 1:3 до 1:2 |
| Соевое молоко | — | 0,02-0,05% (Между 60) | Н/Д |
| Веганский торт (без яиц) | 1-2% | 2-4% (Tween 60) | 1:2 |
| Веганское масло/маргарин | 0.3-0.5% | 0,1-0,2% (Tween 60) | 2:1 до 3:1 |
| Протеиновые коктейли на растительной основе | 0.02-0.05% | 0,05-0,15% (Tween 60) | 1:3 |
| Ароматизированная растительная вода | — | 10-50 ppm (PS80) | Н/Д |
| Веганский шоколад | 0.1-0.3% | — | Один только пролет 60 |
| Композитные покрытия | 0.2-0.5% | — | Span 60 + лецитин |
8. Технологические аспекты систем на основе растительных компонентов.
-
Предварительная гидратация Span 60: Смеси растительных жиров часто имеют иной профиль плавления, чем молочные жиры. Перед добавлением водной фазы убедитесь, что Span 60 полностью расплавлен (>56 °C). В продуктах на основе кокосового масла предварительно растопите всю жировую фазу до 60-65 °C.
-
Давление гомогенизации: Растительное молоко выигрывает от более высокого давления гомогенизации (200-300 бар), чем коровье молоко — растительные белки не так легко распределяются на границе раздела фаз, как казеин. Твин 60 компенсирует это на границе раздела фаз.
-
Чувствительность к pH: Для ферментированных продуктов растительного происхождения (альтернативы йогурту, pH 4,0-4,5) требуются эмульгаторы, устойчивые к изменению pH. Tween 60 сохраняет свои функциональные свойства в кислой среде лучше, чем многие эмульгаторы на основе белка. Span 60 нечувствителен к изменению pH.
-
Термическая обработка: Ультравысокотемпературная обработка (УВТ) (135-145 °C) напитков на растительной основе денатурирует любые природные растительные белки, что увеличивает зависимость от добавления эмульгаторов для обеспечения стабильности. Формула должна учитывать состояние после УВТ, а не внешний вид эмульсии до обработки.
9. Устранение неполадок
| Проблема | Вероятная причина | Решение для соединения пролетов/переходов |
|---|---|---|
| Отделение масляной пленки/сливок | Недостаточная стабилизация жировой фазы | Добавить Span 60 в дозировке 0,02-0,05%; увеличить дозировку Tween 60. |
| Осаждение | Осаждение клетчатки/белка; это не проблема эмульгатора. | Добавьте стабилизатор (геллановую камедь, ксантановую камедь); эмульгаторы не суспендируют твердые вещества. |
| Кокосовое молоко застывает в виде бруска. | Кристаллизация кокосового масла без контроля эмульгатора | Добавьте Span 60 при 0,05% для модификации кристаллической сетки; Tween 60 при 0,15% |
| Веганский торт развалился | Недостаточная устойчивость пены без яиц | Увеличьте соотношение Span 60 до 1:1,5 (Span:Tween); проверьте удельную плотность. |
| Разделение фаз в веганском йогурте | Кислая среда + термическая обработка приводят к денатурации белков. | Tween 60 в концентрации 0,10-0,20%; сочетать с пектином или геллановой камедью. |
| Зернистое растительное масло | Плохая структура жировых кристаллов | Увеличьте дозировку Span 60; проверьте скорость охлаждения в вотаторе. |
10. Резюме
Эмульгаторы Span и Tween по своей природе имеют растительное происхождение — их сорбитановая основа получена из глюкозы кукурузы или маниоки, а жирные кислоты — из растительных масел (пальмового, кокосового, подсолнечного, соевого). Это делает их идеальным выбором для производства продуктов питания на растительной основе, поскольку они имеют упрощенную сертификацию для веганов, халяль и кошерных продуктов по сравнению с альтернативами животного происхождения.
Ключевые решения для производителей продуктов питания растительного происхождения:
1. Твин 60 является основным эмульгатором для растительного молока. — Для овса, миндаля и сои необходима высокая степень диспергирования жиров по HLB, которую обеспечивает Tween 60 в концентрации 0,02-0,15%.
2. Добавьте Span 60, если содержание жира превышает 3%. — Кокосовое молоко, веганское масло и обогащенные рецептуры выигрывают от закрепления жировой фазы с низким значением HLB.
3. Span/Tween компенсируют отсутствие белков в яйцах и молочных продуктах. — В веганской выпечке и мороженом на растительной основе они заменяют как пенообразующую, так и эмульгирующую функции.
4. Указание растительного происхождения упрощает соблюдение нормативных требований. — Доступ к веганским, халяльным, кошерным продуктам и мировым рынкам проще обеспечить с помощью Span/Tween, чем с эмульгаторами животного происхождения.
Информацию о поставщиках растительных ингредиентов смотрите в нашем разделе. Руководство по выбору сырья для производства пищевых промежуточных и соединительных материалов. Для получения более подробной информации о растительных эмульгаторах см. Полное руководство по эмульгаторам на растительной основе. Методика определения HLB описана в нашем документе. Руководство для разработчиков рецептур Span & Tween. Для приложений PS80 см. PS80: Что это такое?.
В данном руководстве обобщены опубликованные отраслевые исследования, практические методы разработки рецептур и справочные работы по науке о пищевых эмульгаторах, подготовленные Ху и др. (2011). Для получения конкретных рекомендаций по рецептурам на растительной основе, адаптированных к вашему продукту, обратитесь в техническую службу вашего поставщика эмульгаторов.
