Добавка замедляющая порчу пищевых продуктов
Порча пищевого сырья и готовых продуктов — результат сложных физико-химических и микробиологических процессов: гидролитических, окислительных, развития микробиальной флоры. Они тесно связаны между собой. Возможность и скорость их прохождения определяются многими факторами: составом и состоянием пищевых систем, влажностью, рН среды, активностью ферментов, особенностями технологии хранения и переработки сырья, наличием в растительном и животном сырье антимикробных, антиокислительных и консервирующих веществ.
Порча пищевых продуктов приводит к снижению их качества, ухудшению органолептических свойств, накоплению вредных и опасных для здоровья человека соединений, резкому сокращению сроков хранения. В итоге продукт становится непригодным к употреблению.
Употребление в пищу испорченных продуктов, атакованных микроорганизмами и содержащих токсины, может привести к тяжелым отравлениям, а иногда и к летальному исходу. Значительную опасность представляют живые микроорганизмы, попадая с пищей в организм человека, они могут привести к тяжелым заболеваниям. Порча пищевого сырья и готовых продуктов приводит к огромным экономическим потерям. Поэтому обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов, увеличение сроков их хранения, уменьшение потерь имеют большое социальное и экономическое значение. Следует также помнить, что производство основного сельскохозяйственного сырья (зерна, масличного сырья, овощей, фруктов и т. д.) носит сезонный характер, оно не может быть сразу переработано в готовые продукты и требует значительных усилий для сохранения.
Необходимость в сохранении (консервировании) собранного урожая, добычи, полученной в результате успешной охоты или рыболовства, собранных ягод и грибов, а также продуктов их переработки возникла у человека с давних времен. Он давно обратил внимание на ухудшение органолептических свойств хранящихся продуктов, их порчу и стал искать пути более эффективного их хранения и консервирования. Сначала это были сушка и засолка, применение специй, уксуса, масла, меда, соли (соление продуктов), сернистой кислоты длястабилизации вина. В конце XIX — начале XX в. с развитием химии начинают применять химические консерванты: бензойную и салициловую кислоты, производные бензойной кислоты. Широкое распространение консерванты получили в конце XX в. Это связано с необходимостью сохранения больших объемов перерабатываемого сельскохозяйственного сырья, стремлением обеспечить потребителей максимально широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от места производства и времени уборки урожая, уменьшением потерь готовой продукции, развитием токсикологии.
Другое важное направление при сохранении сырья и пищевых продуктов — это замедление окислительных процессов, протекающих в их жировой фракции, с помощью антиоксидантов.
Сохранность пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов достигается и другими способами: снижением влажности (сушкой), применением низких температур, нагреванием, засолкой, копчением. Мы, естественно, остановимся только на применении пищевых добавок, использование которых защищает продукты от порчи, продлевая срок их хранения.
Источник
Консерванты. Значительное расширение отечественного производства пищевых продуктов и обеспечение их безопасности предполагает первостепенное решение проблемы максимального сохранения уже произведенных продовольственного сырья и пищевых продуктов на всех этапах их получения, хранения, транспортирования и реализации.
Химические методы консервирования заключаются в добавлении определенного вещества, которое подавляет развитие микроорганизмов или убивает их. Такие вещества называют консервантами. Их не следует путать с дезинфицирующими средствами. Консерванты могут убивать некоторые микроорганизмы, но делают это во много раз медленнее, чем средства дезинфекции. Наиболее широко используемыми консервантами являются поваренная соль, этиловый спирт, уксусная, бензойная, сернистая, пропионовая, сорбиновая кислоты и их соли, углекислый газ, низин, нитриты, нитраты.
Эффективность консервантов зависит от состава и физико-химических свойств консервируемого пищевого продукта. Некоторые из этих факторов усиливают действие консервантов, а другие ослабляют. По этим причинам используемая концентрация консервантов в пищевом продукте часто отличается от минимальной действующей концентрации, определенной in vitro.
В перечне ЕС консерванты обозначены номерами от Е 200 до Е 299. Консерванты предотвращают размножение микроорганизмов (бактерий, вирусов, грибов), т.е. предотвращают порчу продуктов.
Для увеличения сроков хранения ветчины, колбасы и других мясных продуктов в них добавляют нитрит натрия NаNO2 (Е 250) и нитрат натрия NаNO2 (Е 251). Эти вещества в пищевом продукте выполняют также роль стабилизатора цвета.
Многие мясные и колбасные изделия имеют розовую окраску благодаря нитрит-ионам, образующим комплексное соединение с гемоглобином крови.
Бензойную кислоту (Е 210), бензоат натрия С2Н5СООNа (Е 211) и бензоат калия (Е 212) вводят в некоторые пищевые продукты в качестве бактерицидного и противогрибкового средств. К таким продуктам относятся джемы, фруктовые маринады и фруктовые йогурты. Продукты, содержащие бензоаты натрия и кальция, не рекомендуют употреблять астматикам и людям, чувствительным к аспирину.
Нередко с целью предотвращения роста микроорганизмов в продукты добавляют сульфит натрия Nа2SO3 (Е 221) и даже диоксид серы SO2 (Е 220) (концентрированный сок Меһukatti, производитель Турция). Существенный недостаток диоксида серы и сульфитов, используемых в качестве консервантов, то, что они разрушают витамины В] (тиамин) и витамин Н (биотин).
Сульфит натрия, нитрит натрия и нитрат натрия считаются ответственными за повышенную возбудимость детей. Нитриты в высокой концентрации могут привести к пищевому отравлению и даже смерти, есть данные исследователей об их канцерогенном действии.
Для сохранения хлебных продуктов нередко применяют пропионат кальция (СН3 – СН2 – СОО)2Са (Е 282) (запрещен в России, Беларуси), который препятствует росту плесени. Но чаще, для того чтобы предотвратить порчу пищевых продуктов, используют консерванты на основе сорбиновой кислоты СН3-СН = СН-СН = СН-СООН (Е 200), сорбат калия (Е 202) и сорбат кальция (Е 203). Они успешно применяются в производстве практически всех пищевых продуктов, в том числе слабокислых.
Существуют специальные формы консервантов на основе сорбиновой кислоты (паносорб) и сорбата калия (виносорб), применяемые для того, чтобы избежать нежелательных технологических эффектов при консервировании соответственно хлебобулочных изделий и вин.
Консерванты на основе сорбиновой кислоты – эффективное средство борьбы с дрожжами, плесенями и некоторыми бактериями практически во всех видах пищевых продуктов, но спектр их антимикробного действия все-таки ограничен. Поэтому в ряде продуктов рекомендуется сочетать их с другими консервантами. Особенно эффективно совместное использование сорбата калия с бензоатом натрия (в безалкогольных напитках, кетчупах, майонезах, рыбопродуктах, овощных и фруктовых консервах). Используется также дополнительная добавка низина (вещества, подавляющего рост невосприимчивых к сорбиновой кислоте бактерий) к плавленым сырам и консервам.
При разработке конкретной рецептуры внесения консерванта в продукт необходимо учитывать следующее:
v кислотность среды влияет на эффективность консервантов: чем более кислый продукт, тем меныле в него требуется добавлять консерванта;
v консерванты на основе сорбиновой кислоты не подвержены воздействию высоких температур, обычно используемых в пищевых технологиях; тем не менее если технологический процесс включает длительное кипячение продукта в открытой емкости, необходимо увеличить дозировку сорбиновой кислоты, так как она при этом может частично улетучиться с паром;
v двуокись серы, используемая в производстве ряда продуктов (вино, фруктовые соки и пюре), не может быть полностью заменена сорбиновой кислотой или ее солями, так как двуокись серы выполняет функции не только консерванта, но
v и антиокислителя;
v как правило, продукты пониженной калорийности имеют высокое содержание воды и легко подвергаются порче; количество добавляемого к ним консерванта должно быть на 30- 40% больше, чем рекомендуется для обычных продуктов;
v добавка спирта и / или большого количества сахара снижает требуемое количество консерванта.
Пищевые продукты очень разнообразны по своему составу и способу производства. Даже один и тот же продукт, произведенный по одной и той же технологии в разных организациях, не получается совершенно одинаково. Поэтому в условиях конкретного производства рекомендуется проведение предварительных испытаний, которые позволят уточнить концентрацию сорбиновой кислоты и сорбатов, а также проверить их совместимость с компонентами конкретного продукта.
Антиокислители (антиоксидантъі). Антиокислители – это вещества, включающиеся в процесс автоокисления раз- личных продуктов и образующие стабильные промежуточные соединения, за счет чего блокируется цепная окислительная реакция в отличие от консервантов, осуществляющих эту функцию за счет подавления развития микроорганизмов.
Антиокислители (антиоксиданты) защищают жиры и жиросодержащие продукты от прогоркания, предохраняют фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения, замедляют ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. В результате сроки хранения этих продуктов увеличиваются в несколько раз.
Эти вещества включают три подкласса с учетом их функций:
v антиокислители;
v синергисты антиокислителей;
v комплексообразователи.
В перечне ЕС антиоксиданты обозначены номерами в интервале от Е 300 до Е 324. Если консерванты препятствуют биологической порче продукта, то антиоксиданты предотвращают химическое окисление. Механизм действия антиоксидантов предельно прост. Это вещества, которые легко окисляются, превращаясь в безвредные для организма продукты. При этом расходуется кислород – главный потенциальный окислитель. Следовательно, продукт будет окислен в меньшей степени.
Различают натуральные и искусственные антиокислители. И те и другие получают синтетическим путем, но первые найдены в природе, а вторые – нет. К натуральным антиокислителям относятся, например, аскорбиновая кислота (Е 300, витамин С) и ее соли (Е 301), изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота (Е 315) и ее соли (Е 316), α-токоферол (Е 307, витамин Е), кверцетин, дигидрокверцетин и др. Эти антиоксиданты получают путем химического, биохимического или микробиологического синтеза, но они полностью идентичны соответствующим природным соединениям.
Наибольшее распространение среди пищевых синтетических антиокислителей получили производные фенолов: бутилгидроксианизол (БОА, Е 320), бутилгидрокситолуол (БОТ, ионол, Е 321), а также третбутилгидрохинон (Е 319) и эфиры галловой кислоты (Е 310- Е 313). Преимуществом синтетических антиокислителей является их более высокая стабильность и, как следствие, более значительное увеличение срока хранения пищевых продуктов.
Универсального антиокислителя не существует. Эффективность применения антиоксиданта зависит от свойств конкретного продукта.
Антиокислители замедляют процесс окисления путем взаммодействия с кислородом воздуха (не допуская его реакции с продуктом) или разрушения уже образовавшейся перекиси. При этом антиоксиданты сами расходуются.
Усиления антиокислительного действия можно также добиться, используя антиокислители или их смеси в комбинации с веществами, которые сами не обладают антиокислительным действием или являются слабыми антиоксидантами. К таким веществам (их называют синергистами) относятся некоторые многоосновные органические оксикислоты (лимонная, виннокаменная), амины, отдельные неорганические кислоты (например, фосфорная) и их кислые эфиры, ряд аминокислот, полифосфаты и т.д.
Выбор антиокислителей и их дозировок определяется свойствами продукта, окисление которого предполагается замедлить.
Необходимым условием эффективного применения антиокислителей является обеспечение их полного растворения или диспергирования в продукте. Так как дозировки антиоксидантов невелики, эффективность их применения зависит от методов внесения в продукт. Антиокислители вводят непосредственно в весь продукт при тщательном перемешивании (достаточно интенсивном, но исключающем попадание в продукт воздуха) или в виде концентрированного раствора в небольшой части продукта.
Процесс окисления является самоускоряющимся. Поэтому чем раньше к продукту добавлен антиокислитель, тем большего эффекта можно от него ожидать. Наоборот, если скорость окисления уже достигла своего порогового значения, добавлять антиоксидант бесполезно.
Наиболее распространенные антиоксиданты – аскорбиновая кислота С6Н806 (Е 300) и аскорбат натрия С6Н706На (Е 301).
Аскорбиновая кислота – весьма неустойчивое соединение. Особенно легко окисляется в водных растворах или в присутствии воды. Нельзя забывать и о другой, может быть, главной роли этой кислоты в пищевых продуктах: аскорбиновая кислота – витамин С, который должен ежедневно в достаточных количествах поступать в организм человека с пищей. В шипучих быстрорастворимых лекарственных препаратах аскорбиновая кислота реагирует с гидрокарбонатом натрия с выделением углекислого газа:
С6Н8О6 + NαНСО3 = С6Н7О6Nа + Н2О + СО2.
В производстве жевательной резинки широко используют бутилоксианизол (Е 320) и бутилокситолуол (Е 321) – для замедления окисления жиров. Эти антиоксиданты встречаются в жевательных резинках, производимых различными странами.
Токсикологическими исследованиями Комитета по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ установлено допустимое суточное поступление антиокислителей в организм человека.
Антиокислители разрешены к применению в качестве пищевых добавок Госсанэпиднадзором. Имеются сведения о положительном влиянии антиокислителей на человеческий организм. Считается, что антиокислители, особенно токоферолы, блокируют активные перекисные радикалы и таким образом замедляют процесс старения.
Источник
К группе пищевых добавок, предотвращающих порчу, относятся консерванты и антиоксиданты.
Консерванты — это вещества, использующиеся для предупреждения микробной и плесневой порчи продуктов и полуфабрикатов. Издревле для сохранения продуктов на долгий срок прибегали к замораживанию, высушиванию, солению. Сейчас широко применяются и химические консерванты — сернистая, бензойная, сорбиновая, никотиновая, борная, салициловая кислоты, бура, формальдегид, соединения серы — диоксид серы, метабисульфит натрия. Считается, что эти консерванты безопасны для здоровых людей. Но та же бензойная кислота в организме человека должна обезвреживаться печенью, а это проблематично у людей с нарушением функции этого органа. Да и для здорового организма вряд ли нужны лишние химические соединения. Поэтому установлены предельно допустимые суточные дозы таких консервантов. Так, предельная допустимая суточная доза диоксида серы составляет 0,7 мг/кг массы тела, сорбиновой кислоты — 25 мг/кг. У нас в стране, как и в некоторых других, запрещен в качестве консерванта формальдегид (Е 240), а его предшественник уротропин ограниченно применяется лишь при консервировании красной икры и выращивании маточных культур дрожжей. Не рекомендуется использовать борную и салициловую кислоты (из-за кумуляции, раздражающего действия на кишечник, кожу, почки), ограничено применение буры, бром- и хлоруксусных кислот и ряда других соединений.
Одним из способов консервации является копчение. Но это чревато накоплением в продукте многих токсичных веществ, прежде всего канцерогенов. В настоящее время разработаны специальные жидкие составы, заменяющие дымовое копчение, что позволяет ускорить технологический процесс. Они просто наносятся на поверхность продукта или вводятся в его массу путем погружения в них продукта на определенное время. Из коптильных жидкостей можно назвать «Вахтоль», «ВНИИМП», «Минх». При горячем копчении такие жидкости распыляют. Прямая токсичность коптильных составов не доказана, но все же установлены их ПДК, которых производители обязаны придерживаться. Потребителям таких продуктов посоветуем срезать с них слишком «копченую» поверхность и не употреблять ее в пищу.
Сильнейшим консервантом являются антибиотики — тетрациклины (хлор- и окситетрациклин), нистатин, низин. Обычно применяется метод акрониза-
ции — орошение или экспонирование продукта в растворе антибиотика в течение определенного времени. Обрабатываться антибиотиком должны только сырые продукты. Часто используют способ хранения полуфабрикатов на льду с добавлением антибиотика. Иногда препараты вводят животным непосредственно перед забоем (прижизненно). При тепловой обработке применяемые для консервации антибиотики разрушаются. Так, после 30-минутной варки в тушках бройлерных кур остаются лишь следы тетрациклина, а еще через 30 минут он исчезает полностью. Многие антибактериальные вещества не разрешены к использованию в качестве консервантов. Это нит-рофураны, сульфаниламиды, 8-оксихинолины.
Для обработки цитрусовых с целью предохранения их от быстрой порчи разрешено использовать дифенил и фенилфенол. Обработанные этими веществами плоды надо тщательно мыть. И, конечно, не использовать кожуру красивых импортных лимонов и апельсинов в пищу, варить из них цукаты. Исключением являются мандарины, которые не выносят «химической защиты», поэтому не подвергаются ей и благополучно сгнивают естественным путем при длительном или неподобающем хранении.
Имеется специальная группа консервантов для обеззараживания воды и посуды — хлор, озон, серебро, нитраты и др. Попадание остатков этих веществ в продукты также должно контролироваться.
Необходимо отметить, что при использовании производителем какого-либо консерванта на упаковке продукта должно быть указано название использованного вещества, разрешение на его применение, дата изготовления продукта и адрес предприятия.
Антиоксиданты — ПД, предотвращающие окислительную порчу продуктов. При доступе кислорода могут изменяться цвет и запах продукта, разрушаться биологически активные вещества, витамин С, появляться токсичные вещества, прогоркать жиры. Порче при окислении особенно подвержены сливочное и растительные масла, поскольку они богаты полиненасыщенными жирными кислотами. Во избежание этих процессов необходимы правильное хранение продуктов (в темном месте, закупоренными), а также добавки веществ с антиокислителытыми свойствами (антиоксидантов) в процессе изготовления. Железо и медь являются прооксидантами, то есть катализаторами окисления, поэтому в первую очередь надо исключить загрязнение продуктов этими металлами и контакт с посудой из них.
Естественные антиоксиданты — токоферол (витамин Е), аскорбиновая кислота (витамин С), витамин А и каротины, а также госсипол, сезамол (компоненты хлопкового и кунжутного масла соответственно), некоторые вещества, входящие в состав сои, овса, и другие. Прогоркйнию растительного масла препятствует также рафинирование, при этом резко снижается содержание в нем естественных антиоксидантов и некоторых полезных веществ.
Синергисты (помощники) антиоксидантов — лимонная кислота, лецитин.
В качестве ПД-антиоксидантов используются также такие натуральные вещества, как гваяковая смола, флавоны (например, кверцитин), галлаты (эфиры галловой кислоты).
Разрешены к использованию и некоторые синтетические антиоксиданты — ионол, бутилоксианизол, до-децигаллат. Однако опыты показали, что длительное скармливание животным корма с подавлением ионола вызывает повреждение мембран клеток их тканей. Поэтому для разрешенных синтетических антиоксидантов установлены нормативы использования.
Источник