Использование пищевых добавок в технологии пищевых продуктов

Применение пищевых добавок имеет длинную историю, которая насчитывает несколько тысячелетий. Ещё в доисторические времена люди использовали поваренную соль и коптильный дым, древние египтяне применяли при приготовлении пищи уксус и мёд, древние римляне стабилизировали вина сернистым ангидридом.

Широкое применение пищевых добавок началось в XIX в., однако только во второй половине XX в. добавки заняли устойчивое положение в пищевой промышленности как важнейшие пищевые микро-ингредиенты.

В настоящее время применение пищевых добавок  в производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов.

Применение пищевых добавок основные причины широкого использования производителями продуктов питания:

• развитие торговли, приводящее к необходимости перевозки продуктов питания(в том числе скоропортящихся и быстро- черствеющих) на большие расстояния;
• постоянно повышающиеся требования современного потребителя к качеству и ассортименту продуктов питания при сохранении невысокой стоимости;
• создание новых видов пищи, отвечающей современным требованиям науки о питании (низкокалорийные продукты, имитаторы мясных, молочных и рыбных продуктов);
• совершенствование технологии получения традиционных и новых продуктов питания.

Масштабы распространения пищевых добавок потребовали их классификации, гигиенической регламентации, разработки способов и технологии их применения. В Европейском сообществе классифицировано около 300 пищевых добавок. Для гармонизации их использования разработана рациональная система цифровой кодификации. Она включена в кодекс ФАО-ВОЗ для пищевых продуктов (Codex Alimentarius, Ed. 2, V. 1) как международная цифровая система кодификации пищевых добавок (International Numbering Sistem — INS).

Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный номер с предшествующим ему буквосочетанием «INS» (в Европе с предшествующей ему литерой «Е»). Цифровые коды используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группировку пищевых добавок по технологическим функциям. Например, сорбиновую кислоту называют консервант INS 200 или консервант Е200.

После некоторых кодов Е проставляются строчные буквы, например Е160а — каротины, Е160Ь — экстракты аннато и т. д.; Е472а — эфиры глицерина и уксусной и жирных кислот, Е472Ь — эфиры глицерина и молочной и жирных кислот и т. д.

В этих случаях речь идет о дополнительном классификационном подразделении групп пищевых добавок, объединяющих несколько их конкретных видов: код Е160 объединяет разные виды каротиноидов, а код Е472 — различные виды моно- и диэфиров глицерина, жирных и кар- боновых кислот.

Строчные буквы являются неотъемлемой частью кода Е и должны обязательно применяться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях непосредственно перед названием добавки в скобках проставляют строчные римские цифры.

Например, код Е500 объединяет карбонаты натрия, названиям которых предшествуют (i), (ii), (iii). Римские цифры уточняют различия в строении карбонатов и не являются обязательной частью обозначения. Код Е специалисты отождествляют как со словом Европа, так и со словами essbar/ edible, что в переводе на русский (соответственно, с немецкого и английского) означает «съедобный».

Код Е в сочетании с номером является синонимом и частью сложного наименования конкретного химического вещества, являющегося пищевой добавкой.

Присвоение конкретному веществу идентификационного номера с кодом «Е» и статуса разрешённой пищевой добавки имеет четкое толкование, подразумевающее, что:

• данное конкретное вещество проверено на безопасность;
• вещество может быть применено (рекомендовано) в рамках его установленной безопасности и технологической необходимости при условии, что применение этого вещества не введет потребителя в заблуждение относительно типа и состава пищевого продукта, в который оно внесено;
• для данного вещества установлены критерии чистоты, необходимые для достижения определенного уровня качества продуктов питания.

Для эффективного применения пищевых добавок требуется создание технологии их подбора и внесения с учетом особенностей химического строения и функциональных свойств пищевых добавок, характера действия, вида продукта, особенностей сырья, состава пищевой системы, технологии, а иногда упаковки и хранения.

В общем виде разработка технологии подбора и применения прямых пищевых добавок представлена схемой 

Схема является наиболее полной и учитывает все этапы разработки технологии подбора и применения новых пищевых добавок.

Совершенно естественно, что при работе с пищевыми добавками разного функционального назначения отдельные этапы этой работы нет необходимости проводить повторно; еще в большей степени эта схема может быть упрощена при использовании известных, хорошо изученных пищевых добавок.

Но во всех случаях, при определении целесообразности применения пищевой добавки как при производстве традиционных пищевых продуктов, где она ранее не использовалась, так и при создании технологии новых пищевых продуктов, необходимо учитывать особенности пищевых систем, в которые вносится пищевая добавка, правильно определить этап и способ её внесения, оценить эффективность её использования, в том числе и экономическую.

Концепция рационального питания, одобренная экспертами ФАО-ВОЗ и принятая в РФ, предполагает необходимость поступления в организм среднестатистического человека (здоровый мужчина работоспособного возраста весом 70 кг) определенного количества компонентов пищи.

Среди них имеются органические соединения и минеральные вещества, которые прямо или в преобразованном виде относятся к разрешённым к применению в пищевой промышленности РФ пищевым добавкам, их более 250.

Более 200 пищевых добавок являются непосредственными участниками обменных процессов, субстратами и регуляторами метаболизма. Это аминокислоты, олигопептиды, белки, витамины и производные соединения, эфиры глицерина, фосфатиды и жирные кислоты, полностью или частично усвояемые красители, простые и сложные углеводы, минералы.

Остальные пищевые добавки не принимают активного участия в процессе метаболизма, прежде всего в пластическом и энергетическом видах обмена. Большая часть их выводится из организма после окисления (цитохромом Р-450 печени), восстановления, гидролиза и коньюгации.

Для оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в качестве главных рассматриваются следующие критерии: острая токсичность; метаболизм и токсикокинетика; генотоксичность/мутагенность (способность вызывать в организме наследственные изменения).

Схема разработки технологии подбора и применения новой пищевой добавкиность, включая тератогенность (способность вызывать аномалии в развитии плода) и влияние на способность к воспроизведению потомства; субхроническая токсичность; хроническая токсичность; канцерогенность (способность вызывать раковые опухоли).

Последовательность оценки токсикологической безопасности вспомогательных веществ и пищевых добавок представлена схемой, изображённой на 

Любое вещество может быть как безвредным, так и токсичным, что, по мнению токсикологов, зависит от способа его применения. Решающую роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в организм); длительность потребления; режим поступления; пути поступления в организм человека.

О токсичности пищевых добавок судят прежде всего по результатам их воздействия на живой организм опытных животных. При этом учитывают индивидуальность различных экспериментальных животных, различное распределение веществ в органах и тканях и их биотрансформацию, комбинированное действие нескольких вводимых веществ при одновременном или последовательном поступлении в организм, а также их взаимодействие с макро- и микро нутриентами пищевых продуктов. 

При хронической интоксикации решающее значение приобретает способность вещества проявлять кумулятивные свойства, т.е. накапливаться в исходном объекте и передаваться по пищевым цепям или в органах.

Для гигиенической регламентации пищевых добавок на основе токсикологических критериев международными организациями ООН (ВОЗ, ФАО и др.), а также органами здравоохранения отдельных государств приняты следующие основные величины:

• ДСП (англ. ADI) – допустимое суточное поступление (acceptable daily intake). Количество вещества, выражаемое в миллиграммах на 1 кг массы тела в сутки, ежедневное поступление которого в организм в течение всей жизни не оказывает негативного влияния на здоровье человека.

• ПДК – предельно-допустимая концентрация, предельно-допустимое, с точки зрения безопасности для здоровья человека, количество пищевой добавки в продукте питания, выражаемое в миллиграммах на 1 кг продукта, которое регламентируется законом (ГОСТ 17.4.1.01-84).

ПДК – это такая концентрация, которая при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не вызовет у настоящего и последующих поколений заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований.

Для выявления безопасного уровня воздействия на человека, т.е. определения допустимого суточного поступления (ДСП), дозу добавки, которая ещё не оказывает токсического действия в опытах по хронической токсичности, делят на коэффициент безопасности.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA), во избежание проявления неучтенных факторов (различий чувствительности между человеком и животными, индивидуальных различий, сложности оценки потребленного количества, возможности синергаческого действия добавок и т.д.), обычно рекомендует использовать коэффициент безопасности, равный 100.

Он может быть больше, если для этого есть особые причины, или меньше, если оценивают безопасность вещества, которое является обычным компонентом пищи человека, или метаболизм данного вещества аналогичен метаболизму обычных компонентов пищи.

Обоснование и расчет предельно допустимой концентрации пищевой добавки в пищевых продуктах (ПДК, в мг/кг) проводят по формуле ПДК = ДСП -М/Р, где М – средняя масса тела человека, кг; Р – количество продуктов (кг) в суточном рационе, в котором может содержаться регламентируемая пищевая добавка. Безвредность пищевых добавок определяется на основе широких сравнительных исследований, предпринимаемых такими органами, как Объединенный Комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ (JECFA) и Научный Комитет по продуктам питания Европейского Союза (SCF).

При применении пищевых добавок действует принцип «запрещено всё, что не разрешено». Использование пищевых добавок запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не получили одобрения соответствующих органов.

Международный опыт организации и проведения системных токсиколого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специальном документе ВОЗ (1987/1991) «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания». Согласно Закону РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», государственный предупредительный и текущий санитарный надзор осуществляется органами санитарно-эпидемиологической службы.

Безопасность применения пищевых добавок в производстве пищевых продуктов регламентируется документами Министерства здравоохранения РФ.

Применение в продуктах питания отдельных пищевых добавок, практически не обладающих токсическим действием, избыточное количество которых может привести к технической порче продукта, ограничивается только уровнем достижения технологического эффекта (например, заданного повышения вязкости для загустителя), и для них не регламентируется величина ДСП.

В таких случаях используют сокращения GMP или QS (qs). В документе Министерства здравоохранения России «Гигиенические требования по применению пищевых добавок» (СанПиН 2.3.2.1293-03) максимальное количество таких добавок в пищевом продукте определяется «согласно ТИ».

 Безвредность пищевых добавок обеспечивается путем проведения обязательных широких исследований, до того KaKjECFA или SCF будут проводить оценку новой пищевой добавки и, возможно, включат ее в список разрешенных пищевых добавок. Кроме того, проводится периодический пересмотр одобренных ранее пищевых добавок по мере поступления о них новой информации и совершенствования методов проведения проверки их безвредности.

Важной проблемой при гигиенической регламентации пищевых добавок в продуктах питания является комбинационная токсикология и возможные взаимодействия между различными добавками. Популярность смесей пищевых добавок делает эту проблему особенно важной.

Проведенные международными организациями исследования показывают, что пищевые добавки, применяемые даже для решения одних и тех же задач, характеризуются различиями химических структур, метаболических путей в организме и биологического действия.

Использование показателя ДСП обеспечивает потребление каждой добавки в условиях, когда она не сможет вызвать какого-либо нежелательного эффекта. Взаимодействие между добавками имеет место только в тех случаях, когда химические вещества проявляют один и тот же механизм действия на организм и их комбинированное потребление превышает ДСП (после поправки на различие в силе действия).

Исходя из этого нежелательные эффекты в результате взаимодействия между пищевыми добавками маловероятны, что подтверждается результатами мониторинга свойств разрешенных пищевых добавок. В соответствии с п. 2 ст. 10 Закона РФ «О защите прав потребителей» и ГОСТ Р 51074-97 «Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования», на этикетках пищевых продуктов (на вкладышах к ним) обязательно должен быть указан состав продукта.

Если в состав входят пищевые добавки, то указывается их индивидуальное название или групповое наименование (краситель, подсластитель, эмульгатор и т.д.) и код Е. Например: консервант Е211 или бензоат натрия.

В случае применения ароматизатора указывается его групповая принадлежность: натуральный, идентичный натуральному или искусственный. Изготовители пищевой продукции обязаны доводить до сведения потребителей информацию о противопоказаниях для применения добавки при отдельных видах заболеваний.