Органическая химия пищевые добавки
Консерванты
В перечне ЕЭС консерванты
обозначены номерами от Е200 до Е290. Консерванты
предотвращают размножение микроорганизмов
(бактерий, вирусов, грибов), т. е. предотвращают
порчу продуктов (табл. 3).
Для увеличения сроков
хранения ветчины, колбасы и других мясных
продуктов в них добавляют нитрит натрия NаNО2
(Е250) и нитрат натрия NaNO3 (Е251). 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 (Е210),
бензоат натрия С6Н5СООNа (Е211) и
бензоат калия (Е212) вводят в некоторые пищевые
продукты в качестве бактерицидного и
противогрибкового средств. К таким продуктам
относятся джемы, фруктовые соки, маринады и
фруктовые йогурты. Например, в газированных
напитках «Кристина» (Казань) и «Лесная долина»
(Ульяновск) в качестве консерванта использован
бензоат натрия. Продукты, содержащие бензоаты
натрия и кальция, не рекомендуется употреблять
астматикам и людям, чувствительным к аспирину.
Нередко с целью
предотвращения роста микроорганизмов в продукты
добавляют сульфит натрия Na2SO3 (Е221) и
даже диоксид серы SО2 (Е220) (концентрированный сок
«Mehukаtti», производитель Турция). Существенный
недостаток диоксида серы и сульфитов,
используемых в качестве консервантов, то, что они
разрушают витамины В1 (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 (Е282) (запрещен
в России), который препятствует росту плесени.
Нередко, чтобы предотвратить порчу пищевых
продуктов, используют сорбиновую кислоту СН3–СН=СН–СН=СН–СООН
(Е200) (икра осетровых рыб). Иногда для этой цели
применяют уротропин (гексаметилентетрамин, Е239,
икра осетровых рыб) и даже формальдегид СН2О
(Е240).
Антиоксиданты
В перечне ЕЭС антиоксиданты
обозначены номерами в интервале от Е300 до Е324.
Если консерванты препятствуют биологической
порче продукта, то антиоксиданты предотвращают
химическое окисление (табл. 4, см. с. 2). Механизм
действия антиоксидантов предельно прост. Это
вещества, которые легко окисляются, превращаясь
при этом в безвредные для организма продукты. При
этом расходуется кислород – главный
потенциальный окислитель. Следовательно,
продукт будет окислен в меньшей степени.
Наиболее распространенные
антиоксиданты – аскорбиновая кислота С6Н8О6
(Е300) и аскорбат натрия С6Н7О6Na
(Е301). Химику достаточно только одного взгляда на
структурную формулу аскорбиновой кислоты, чтобы
убедиться в ее восстановительной способности:
Таблица 3
Химические формулы и
отличительные свойства некоторых консервантов
| Название вещества | Химическая формула | Отличительные свойства |
Сорбиновая кислота | СН3СН=СНСН=СНСООН | Бесцветные кристаллы, tпл = 134 °С. Содержится в соке рябины Sorbus aucuparia (отсюда название). Применяют для консерви-рования пищевых продуктов, в органическом синтезе |
| Бензойная кислота (Е210) | Бесцветные кристаллы, tпл = 122,4 °С. Применяют в произ-водстве красителей, лекарственных и душистых веществ, в медицине как наружное средство противомикробного и фунги-цидного действий | |
| Бензоат натрия (Е211) | Бензоат натрия – отхаркивающее средство, консервант пищевых продуктов в производстве повидла, мармелада, меланжа (кондитерское производство), кильки, кетовой икры, плодово-ягодных соков, полуфабрикатов | |
| Диоксид серы (Е220), сульфит натрия (Е221) | SO2, Na2SO3 | Применяют как восстановитель, отбеливатель, консервант, хладагент, антиоксидант при производстве вин, варенья, мармелада, пастилы, зефира, кильки, томатного и плодово-ягодного пюре, фруктовых соков, полуфабрикатов из ягод |
| Муравьиная кислота (Е236) | HCOOH | Применяют в протравном крашении, для получения лекар-ственных средств, пестицидов, растворителей, как консервант в пищевой отрасли промышленности |
| Гексаметилентетрамин (уротропин, Е239) | Бесцветные кристаллы сладкого вкуса. Применяют для консервирования рыбопродуктов. Отвердитель феноло-формальдегидных смол, сырье для синтеза взрывчатых веществ (октоген, гексоген), твердое бездымное горючее (твердый спирт), антисептическое средство, ингибитор коррозии | |
| Формальдегид (Е240) | CH2O | В быту известен в виде водного раствора формалина. Приме-няют как дезинфицирующее и дезодорирующее средство; раствор для приготовления анатомических препаратов и дубления кож, а также в пищевой отрасли промышленности для консервирования икры осетровых рыб |
| Нитрит натрия (Е250) | NaNO2 | Бесцветные или желтоватые кристаллы. Растворяется в воде. Применяют в производстве азокрасителей и в медицине, как консервант пищевых продуктов (придает розовый цвет мясным изделиям). Описаны случаи массового отравления и даже ле-тального исхода вследствие ошибочного применения высоких доз нитрита. В малых концентрациях способен к функциональ-ной кумуляции, возможно развитие онкологических заболе-ваний |
| Нитрат натрия (Е251) | NaNO3 | Бесцветные кристаллы. Гигроскопичен, растворяется в воде. Природный нитрат натрия называется чилийской селитрой. Возможны интоксикации от применения нитратов в высокой концентрации. В организме человека способны превращаться в более опасные нитриты |
| Молочная кислота (2-гидроксипропионовая кислота, Е270) | СН3СН(OH)СООН | Важный промежуточный продукт обмена веществ у животных, растений и микроорганизмов. Образуется при молочно-кислом брожении (скисание молока, квашение капусты и др.). Приме-няют в протравном крашении, дублении кож, как консервант в пищевой отрасли промышленности |
| Диоксид углерода (Е290) | CO2 | Применяют в производстве соды, при газировании воды, в огне-тушителях |
| Борная кислота и бура | H3BO3 и Na2B4O7 | Применяют для консервирования икры лососевых и осетровых рыб, меланжа для кондитерского производства |
| Пероксид (перекись) водорода | H2O2 | Kонсервирующее и отбеливающее средство, применяют для консервирования и отбеливания желатина и бульонов в жела-тиновом производстве |
Таблица 4
Химические формулы и
отличительные свойства некоторых
антиоксидантов
| Название вещества | Химическая формула | Отличительные свойства |
| Аскорбиновая кислота (витамин С, Е300) | Водорастворимый витамин. Синтезируется расте-ниями (из галактозы) и животными (из глюкозы), за исключением приматов и некоторых других живот-ных, которые получают аскорбиновую кислоту с пи-щей. Влияет на различные функции организма, повышает сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям, способствует регенерации. Наиболее богаты аскорбиновой кислотой плоды шиповника, красного перца, цитрусов, черной смородины, лук, листовые овощи. Отсутствие аскорбиновой кислоты в пище человека вызывает цингу, понижает сопро-тивляемость к заболеваниям | |
| Бутилоксианизол [ди(трет-бутил)гидроксианизол] | Антиоксидант, используемый в пищевой отрасли промышленности для замедления окисления живот-ных топленых жиров, соленого шпика, жевательной резинки. Может оказывать токсическое действие на организм человека, в связи с чем необходимо его гигиеническое нормирование | |
| Бутилокситолуол [ди(трет-бутил)гидрокситолуол] | Антиоксидант, используемый в пищевой отрасли промышленности для замедления окисления живот-ных топленых жиров, соленого шпика, жевательной резинки. Может оказывать токсическое действие на организм человека, выражающееся в содействии канцерогенезуЌ |
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 + NаНСО3
= С6H7О6Na + Н2O + СО2.
В производстве жевательной
резинки широко используют бутилоксианизол (Е320) и
бутилокситолуол (Е321) – для замедления окисления
жиров. Эти антиоксиданты встречаются в
жевательных резинках, производимых различными
странами.
Эмульгаторы и
стабилизаторы эмульсий и суспензий
Эмульгаторы способствуют
созданию однородной консистенции пищевых
продуктов, как жидких (препятствуют осаждению
взвешенных частиц), так и твердых (которые в
процессе изготовления находились в жидком
состоянии) (табл. 5).
К таким веществам относятся
лецитины, или просто лецитин (Е322) (на некоторых
упаковках они названы фосфатидами, например,
шоколад производства кондитерской фабрики
«Волжанка», г. Ульяновск). Они широко
используются при изготовлении шоколада,
шоколадных конфет, жевательной резинки,
маргарина (масло «Долина Сканди», Швеция) и
других пищевых продуктов. Лецитины – это группа
сложных липидов, входящих в состав клеточных
мембран. Особенно много лецитинов в нервной
ткани. Препараты лецитинов применяют и в
медицине как общеукрепляющее средство при
упадке сил, малокровии, неврозах.
Таблица 5
Химические формулы и
отличительные свойства некоторых эмульгаторов и
стабилизаторов эмульсий
| Название вещества | Химическая формула | Отличительные свойства |
| Лимонная кислота (Е330) | (HOOCCH2)2C(OH)COOH | Бесцветные кристаллы, tпл = 153,5 °С. Широко рас-пространена в природе. Получают лимонную кислоту из махорки и брожением углеводов (сахар, патока); применяют в фармацевтической и пищевой отраслях промышленности. Соли лимонной кислоты (цитра-ты) используют в пищевой отрасли промышленности в качестве кислот, консервантов, стабилизаторов, в медицине для консервирования крови |
| Целлюлоза (Е460) | См. ниже | Выполняет роль разделителя, текстурирующего и диспергирующего веществ в пищевой отрасли промышленности. Природные (хлопковые, лубяные) и модифицированные волокна из целлюлозы используются в текстильной отрасли промышлен-ности, в производстве бумаги, картона, пластмасс |
П р и м е ч а н и е. Звенья b-глюкозы
придают цепным молекулам выпрямленную форму за
счет внутри- и межмолекулярных водородных
связей. Поэтому целлюлоза имеет волокнистую
структуру и нерастворимаh
В качестве эмульгаторов
нередко используют и эфиры полиглицерина
взаимоэтерифицированных рициноловых кислот (Е476,
запрещены в России и Германии).
Тартрат натрия С4Н4О6Na2
(Е335) (динатриевая соль винной кислоты) хорошо
зарекомендовал себя в качестве эмульгатора в
сыроваренной отрасли промышленности.
Стеарат магния (С17Н35СОО)2Mg
(драже «Тiс Тас», Польша, Италия), по-видимому,
также играет роль эмульгатора. В качестве
стабилизаторов при производстве напитков
наиболее часто применяют цитраты натрия и калия
(Е331 и Е332, соли лимонной кислоты). Эти соли
одновременно являются и консервантами (известно
использование цитратов для сохранения
препаратов крови).
Загустители
К загустителям относятся
пектины (Е440) – различные полисахариды,
образованные остатками галактуроновой кислоты.
Они присутствуют во всех наземных растениях
(особенно много в плодах и некоторых водорослях).
Способствуют поддержанию в тканях тургора.
Получают пектиновые вещества из яблочных
выжимок, жома сахарной свеклы и т. п.
Используют пектиновые
вещества для изготовления самых разнообразных
кондитерских изделий – мармелада, пастилы,
зефира и т. п. Нельзя забыть и о пищевой добавке,
без которой не состоялось бы любимое многими
лакомство – конфеты «птичье молоко». При
изготовлении молочного суфле применяют
агар-агар (Е406) – смесь двух кислых полисахаридов,
содержащихся в клетках красных водорослей. В
процессе производства агар-агар растворяют в
горячем взбитом молоке, при охлаждении
образуется плотный студень. Используется
агар-агар и химиками для изготовления так
называемого солевого мостика, обеспечивающего
передачу электричества между растворами
электролитов.
Еще один загуститель,
применяемый при изготовлении конфет («Fruit tella»,
Голландия), – гуммиарабик (Е414). Гуммиарабик
представляет собой вязкую прозрачную жидкость,
выделяемую некоторыми видами акаций. Он
растворяется в воде, образуя клейкий,
загустевающий раствор.
В качестве загустителя можно
использовать карбоксиметилцеллюлозу (Е466,
продукт взаимодействия целлюлозы с
монохлоруксусной кислотой), твердое вещество
белого цвета. Наибольшее значение имеет в
промышленности натриевая соль
карбоксиметилцеллюлозы, применяемая для
стабилизации глинистых суспензий, используемых
при бурении скважин, а также в текстильном
производстве, как загуститель зубных паст,
косметических средств, компонент клеевых
композиций для обоев. Карбоксиметилцеллюлозу
применяют и для загущения соков, муссов, сметаны,
йогуртов и других молочных продуктов. При
растворении в воде образует вязкие прозрачные
растворы.
Статья подготовлена при поддержке компании «АВЕРС». Если вы решили провести в свой коттедж воду, то оптимальным решением станет обратиться в компанию «АВЕРС». Перейдя в раздел: « бурение водяных скважин», вы сможете, узнать об услугах, предоставляемых компанией «АВЕРС», а также заказать обратный звонок для связи со специалистом, который сможет ответить на ваши вопросы. Компания «АВЕРС» зарекомендовала себя как профессиональный поставщик качественных услуг по подключению водоснабжения в дом или коттедж.
Разрыхлители и
другие вещества, улучшающие структуру и текстуру
пищевого продукта
Для улучшения структуры и
текстуры пищевых продуктов применяют
дигидрофосфат натрия (Е339). Близкую функцию
выполняют разрыхлители для теста – тартрат
аммония С4Н4О6(NH4)2,
гидрокарбонат натрия NaHCO3, широко
используемые и в домашней выпечке (на упаковках
некоторых продуктов этим номером обозначается
также дигидроцитрат натрия, применяемый в
качестве эмульгатора), а также гидрокарбонат
аммония, используемый для приготовления
некоторых сортов печенья. Разрыхлители для теста
разлагаются при нагревании с образованием газов,
тем самым придавая готовому изделию необходимую
пышность.
М.А.Ахметов
(г. Ульяновск)
Источник
Органическая химия уже давно нашла применение в пищевой промышленности. Уже сейчас человек задумывается над тем, как более продуктивно получать равноценную пищу из других источников. И это уже удается ученым – химикам и биологам. Оказывается, белок можно получать даже из углеводородов нефти!
Наверное, вы слышали, что во многие пищевые продукты добавляют различные химические вещества. Одни из них придают пище более привлекательный вид, другие – приятный запах, третьи – вкус. Но они могут выполнять и более важную роль – сохранять долго продукты, препятствовать их окислению. Большинство из этих веществ – органические соединения.
Пищевые добавки
Значительная часть пищевых продуктов, прежде чем попасть на наш стол, проходит переработку в условиях пищевого производства. Цель такой переработки – придать пищевому продукту определённые качества (потребительские свойства). Для получения этих свойств в пищевые продукты дополнительно вводят некоторые вещества, получившие названия «пищевые добавки». Чаще всего это эфирные масла, сложные эфиры, некоторые спирты, альдегиды, кетоны, а также углеводороды. Приведем только некоторые соединения, обладающие соответствующим запахом:
СН3 – СООСН2 – СН2 – СН (СН3)2 изопентилацетат (запах бананов).
С3Н7 – СООС2Н5 этилбутират (запах ананасов).
СН2 = СН – СН2 – S – S – CH2CH = CH2 диаллилдисульфид (запах чеснока).
Однако запахи отдельных продуктов являются чаще всего результатом сложения запахов смеси органических соединений. Так, в аромате свежеиспеченного хлеба найдено 159 веществ, а фурфурилметилдисульфид – одно из них, хотя и основное. Иногда решающее значение в возникновении запаха имеют соединения, находящиеся в смеси в ничтожных количествах (менее 0,1 %).
В пищевой промышленности применяются различные органические кислоты: уксусная, лимонная молочная, адипиновая, яблочная. В колбасные изделия добавляют для улучшения вкуса мононатриевую соль глутаминовой кислоты.
Среди органических соединений особенно много таких, которые обладают сладким вкусом. Из них наиболее известна сахароза. Но сахароза не самое сладкое вещество. Например, фруктоза слаще ее на 73%, ксилит – вдвое, а сахарин – в 500 раз!
Для улучшения внешнего вида продуктов питания используют различные органические красители, главным образом природные, например красный краситель, содержащийся в вишне, смородине и бруснике – цианидин и близкий ему по строению, придающий красный цвет ягодами земляники – пеларгонидин.
Пищевые добавки – это вещества, вводимые в небольших количествах в пищевые продукты для того, чтобы предохранить продукт от порчи, улучшить вкусовые качества и внешний вид пищи, а также ускорить изготовление пищевого продукта.
Пищевые добавки используются человечеством достаточно давно. К числу наиболее древних и наиболее распространенных пищевых добавок относятся соль(NaCL) и сахар(C3H22O8).
Соль уже на протяжении тысячелетий применяют для улучшения вкусовых качеств и сохранения пищи. Две тысячи лет назад римские легионеры получали жалование солью. До изобретения холодильников и консервирования пищи (предотвращение доступа воздуха) засолка была почти единственным способом сохранения овощей, мяса и рыбы (использовались также такие способы сохранения пищевых продуктов, как квашение и засахаривание).
Производители постоянно увеличивали набор веществ, добавляемых в пищевые продукты, в связи с чем возникла необходимость упорядочить этот процесс. А поскольку продукты часто импортируются и экспортируются различными странами, необходимо было разработать единые нормы на пищевые добавки. В странах Европейского экономического сообщества (ЕЭС) интеграция наиболее тесна. Именно поэтому ЕЭС ввело перечень пищевых добавок, которые принято считать безопасными. Этот перечень призван упорядочить применение и обозначение пищевых добавок производителями.
Идентичность пищевых добавок, общие требования к их степени очистки, а также свидетельство того, что эти компоненты прошли проверку на безвредность, защищаются путём присвоения специального Е-номера, который состоит из буквы Е (от слова «Europe») и трёхзначного числа. Перечисляются пищевые добавки в порядке уменьшения содержания ингредиентов. Для производителей стран, не входящих в ЕЭС, этот перечень также является ориентиром, особенно если производитель намерен экспортировать свою продукцию.
Однако отсутствие на этикетке подобной записи не всегда означает, что добавок в продукте нет. В любом случае при выборе пищевого продукта (при прочих равных условиях) предпочтение следует отдавать тому продукту, на упаковке которого указаны добавленные вещества, сопровождаемые указаниями соответствующего Е-числа.
Источник