Пищевые и биологические добавки лекции

По данным НИИ питания РАМН в настоящее время большинство жителей Российской Федерации имеют нарушения пищевого статуса (степени обеспеченности организма энергией и необходимыми пищевыми веществами). При этом наблюдается избыточное потребление животных жиров на фоне дефицита полиненасыщенных жирных кислот, полноценных (животных) белков, витаминов (С, В1, В2, А, бета-каротин, Е и другие), усугубляемое недостатком минеральных веществ (Ca, F, Fe), микроэлементов (Se, Zn, I, P), пищевых волокон. 

Даже в том случае, когда рацион питания сбалансирован по калорийности, дефицит по большинству витаминов составляет около 20 %. 

Одним из важнейших слагаемых здоровья человека является питание. 

Рацион питания современного человека не позволяет полностью удовлетворить его потребности в биологически активных веществах (витаминах, микро- и макроэлементах, биосорбентах и иных незаменимых микронутриентах), что приводит к повышению риска развития разнообразных патологий органов и систем организма. 

Несбалансированность микронутриетного состава употребляемых в пищу продуктов связывают с неблагоприятными последствиями для здоровья, такими как развитие внутриутробных патологий плода, остеопороз, нарушение иммунной функции, когнитивной функции, а также развитием хронических заболеваний, в том числе определенных видов рака, возрастных заболеваний глаз, гипертонии, возможно, ишемической болезни сердца и инсульта.

Достаточное потребление микроэлементов (витаминов и минералов) требуется для всех процессов метаболизма, развития и роста, а также для обеспечения хорошего здоровья на протяжении всей жизни. 

Не следует забывать, что в современном мире продукты питания подвергаются различным видам обработки – консервации, термическому воздействию, длительному хра­нению, перевозкам, что также весьма негативно сказывается на содержании в них биологически активных веществ. 

В связи с этим необходимо дополнительное обогащение пищевых продуктов и в целом ра­циона питания человека жизненно важными нутриентами, биологически активными веществами. 

И тут на помощь людям приходят биологически активные добавки к пище (БАД) – композиции биологически активных веществ природного и/или идентичного природному происхождения, предназначенные для непосредственного приема, либо для обогащения пищевых продуктов. 

БАД к пище используются в качестве дополнительного источника пищевых и биологически активных веществ в целях оптимизации углеводного, жирового, белкового, витаминного и других видов обмена веществ при различных функциональных состояниях, для нормализации и/или улучшения функционального состояния органов и систем организма человека, в том числе для снижения риска заболеваний, а также для нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта. 

БАД поставляют в наш организм необходимые компоненты, кото­рые обычное питание в достаточном количестве обеспечить не в состоянии. 

При этом важно заметить, что БАД не работают вместо регуляторных систем организма, а лишь устраняют дефицит отдельных нутриентов в организме человека. 

С исторической точки зрения пищевой дефицит, связанный с сезонными или эндемическими (связанными с определенной местностью) причинами, преследует человечество на протяжении всего периода существования людей на Земле. 

Все это время человек пытается справиться с последствиями данной проблемы. Веками людьми применялись эмпирические методы – использование продуктов питания в качестве лекарств практиковали с древнейших времен многие цивилизации. 

Научный подход к питанию развил представления о пище как об источнике комплекса химических веществ, участвующего в регулировании функционирования организма, в результате чего возникло отдельно стоящее направление, сочетающее в себе диетологию и фармакологию – нутрицевтика. 

Название новой области знаний – «нутрицевтика» (представляет собой объединение двух слов – «питание» и «фармацевтика») было введено в 1989 году доктором Стивеном Л. Дефелисом. 

Современный нутрицевтический рынок начал свое развитие в Японии в 1980-х годах. В отличие от естественных трав и специй, используемых в народной медицине на протяжении веков по всей Азии, индустрия нутрицевтики выросла наряду с увеличением числа исследований и развитием современных технологий. 

Стрессы, хронические заболевания, диеты, прием лекарственных средств, оперативные вмешательства, разнообразные физиологические состояния (например, беременность и кормление грудью, детский и пожилой возраст и другие) – все это приводит к увеличению потребности в витаминах, удовлетворить которую можно путем использования БАД. 

Многочисленные исследования, проведенные российскими учеными и их коллегами со всего мира, доказали, что регулярный прием БАД снижает риск развития патологических состояний, связанных с дефицитом микронутриентов, на 78-80 %. 
Применение БАД помогает восполнить дефицит микронутриентов, возникающий у современного человека, и позволяют не только улучшить состояние здоровья, но и профилактировать отдельные патологические процессы. 

Таким образом, прием БАД является самым простым способом получения нужного для обеспечения здоровья организма количества витаминов, микро- и макроэлементов, незаменимых микронутриентов и других биологически активных веществ. 
При приеме БАД необходимо руководствоваться инструкцией по применению, разработанной производителем, в части соблюдения условий хранения продукта приема и дозировки. 

Следует обратить особое внимание, что БАД для детей, в том числе витаминно-минеральные комплексы, могут применяться только по назначению врача!

Перед использованием БАД следует проконсультироваться с врачом!

1.1
Токсиколого-гигиеническая
оценка пищевых добавок

Широкое
использование пищевых, в современном
понимании, добавок началось лишь в конце
XIX
в., и быстро достигло макси­мального
распространения в наши дни во всех
странах мира.

Несмотря
на существующие у многих предубеждения,
пищевые добавки по остроте, частоте и
тяжести возможных заболеваний сле­дует
все же отнести к разряду веществ
минимального риска.

Термин
«пищевые добавки» в настоящее время не
имеет единого толкования. В большинстве
случаев под пищевыми добавками по­нимают
группу веществ природного или
искусственного происхож­дения,
используемых для усовершенствования
технологии, полу­чения продуктов
специализированного назначения. К
пищевым добавкам, как правило, не относят
соединения, повышающие пи­щевую
ценность продуктов (витамины, микроэлементы
и т.д.). Не являются пищевыми добавками
и загрязняющие вещества, попада­ющие
в продукты из окружающей среды.

В
соответствии с действующим в нашей
стране законодатель­ством под термином
«пищевые добавки» понимают природные
или синтезированные вещества, преднамеренно
вводимые в пищевые про­дукты с целью
придания им заданных свойств и
неупотребляемые сами по
себе в
качестве пищевых продуктов или обычных
компонентов пищи.

Пищевые
добавки могут вноситься в продукт на
различных эта­пах его производства,
хранения и транспортирования с целью
улуч­шения или облегчения технологического
процесса, увеличения стой­кости
продукта к различным видам порчи,
сохранения структуры и внешнего вида
продукта. Пищевые добавки могут оставаться
в про­дуктах полностью или частично
в неизмененном виде или в виде веществ,
образовавшихся в результате химического
взаимодействия добавок с компонентами
пищевых продуктов.

Большинство
пищевых добавок не имеют, как правило,
пищевого назначения и являются
биологически инертными для организма.
Однако известно, что любое химическое
соединение или вещество в определенных
условиях может быть токсичным.
Следовательно, пищевая добавка только
тогда считается безопасной, если у нее
от­сутствуют острая и хроническая
токсичность, канцерогенные, ко-канцерогенные,
мутагенные, тератогенные и гонадотоксические
свойства. Поэтому к пищевым добавкам
предъявляют строгие тре­бования.

Понятие
безвредности вещества, применяемого в
качестве пи­щевой добавки, обусловливает
способ его применения. Решающее значение
имеют суточное количество вещества,
поступающего в организм, длительность
его потребления, режим питания, пути
по­ступления вещества в организм и
многие другие факторы.

В
настоящее время вопросами применения
пищевых добавок занимается специализированная
международная организация -Объединенный
комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым
добав­кам и контаминантам (загрязнителям)
– JECFA.
(ФАО – от англ. РАО
–
FoodandAgriculturalOrganization
– Продовольственная
и сель­скохозяйственная организация
ООН; ВОЗ

В
России вопросы о применении пищевых
добавок находятся в недении Департамента
Госсанэпиднадзора Минздрава РФ.
Основ­ными документами, регламентирующими
применение пищевых добавок, являются
«Гигиенические требования к качеству
и безопас­ности продовольственного
сырья и пищевых продуктов» – СанПиН
2.3.2.-560—96; Приложение 9 (обязательное) —
«Список пищевых добавок, разрешенных
к применению при производстве пищевых
продуктов»; Приложение 10 (обязательное)
— «Список пищевых добавок, запрещенных
к применению при производстве пищевых
продуктов» и «Санитарные правила по
применению пищевых доба­вок» №
1923-78.

Пищевые
добавки согласно российскому санитарному
зако­нодательству не допускается
использовать в тех случаях, когда
не­обходимый эффект может быть
достигнут технологическими мето­дами
— технически и экономически целесообразными.
Не разреша­ется также введение пищевых
добавок, способных маскировать
юхнологические дефекты, порчу исходного
сырья и готового про­дукта или снижать
его пищевую ценность.

Пищевые
продукты для детского питания, особенно
для питания (рудных детей, должны быть
изготовлены без применения каких-либо
пищевых добавок.

Исходным
для определения допустимой концентрации
пище-ной добавки является так называемое
допустимое суточное поступ-.чение (ДСП)
пищевых добавок в организм человека —
ADI
(Accep­tabledailyintake).
ДСП
представддел собой количество вещества
(в мг на 1 кг массы тела), которое человек
может потреблять ежедневно в течение
всей жизни без вреда для здоровья

Гигиеническое
регламентирование пищевых добавок в
продуктах и рационе питания осуществляется
в четыре этапа.

Первый
этап –
проведение
предварительной токсиколого-гигиенической
оценки регламентируемого химического
вещества – пищевой добавки.

Особое
внимание уделяют на этом этапе исследования
изуче­нию механизма кумуляции, так
как в одних случаях в организме про­исходит
накопление самого вещества (материальная
кумуляция); в других – эффект действия
вещества суммируется (функциональ­ная
кумуляция).

Сверхкумулятивными
свойствами обладают вещества, име­ющие
коэффициент кумуляции менее 1; при К
= 1…3
вещества обладают выраженной кумуляцией;
при К=
3…5
— умеренной и при К
> 5 вещества
относят к группе веществ со слабой
кумуляцией. Наиболее опасными считаются
вещества, у которых коэффициент кумуляции
меньше в группе животных, получавших
меньшие до-лиЛД50.

Второй
этап исследования
пищевой добавки является основ­ным.
В результате проведения хронического
эксперимента опреде­ляют пороговую
и максимально недействующую дозы пищевой
до­бавки по общетоксическому действию.
Для этого используют два вида модельных
лабораторных животных, в организме
которых метаболизм изучаемого химического
соединения идентичен метаболизму
чело­века. Длительность эксперимента
составляет обычно 9…18 мес. Изу­чают
влияние дозы, полученной в остром
эксперименте и рассчитан­ной по
формуле (7), в расчете на 1 кг массы тела
животного, а также дозы в 5… 10 раз меньшей
и в 10 и 100 раз большей.

По
окончании хронического эксперимента
на животных подопыт­ных групп (во всех
3…4 поколениях) и контроля делают вывод
о на­личии или отсутствии у пищевой
добавки генотоксичной, репродук­тивной,
субхронической и хронической токсичности.

Под
генетической токсичностью вещества
понимают
его спо­собность оказывать вредное
воздействие на наследственность, то
есть вызывать нежелательные мутации.
Различают генные, хромосомные и геномные
мутации.

Генные
мутации вызываются
в результате изменения исследуемым
веществом химической структуры отдельных
генов.

Хромосомные
мутации обусловлены
изменением структуры хро­мосом.
Вещества, вызывающие хромосомные
мутации, называются мутагенами.

Геномные
мутации подразделяют
на анеуплоидии
и
полиплоидии.
Анеуплоидией
называют изменение количества отдельных
хромо­сом – уменьшение (нулли- и
моносомия) или увеличение (три-, тетра-
и полисемия) их числа. Полиплоидия —
это увеличение числа

Очевидно,
что пищевые добавки с мутагенными и
комутагенными свойствами представляют
опасность для жизни и здоровья чело­века,
тогда как на основе пищевых добавок с
антимутагенными свой­ствами возможна
разработка продуктов, способных снижать
«генетический риск» воздействия
мутагенов на генетические структуры
человека.

Исследования
на репродуктивную токсичность включают
проверку влияния исследуемого вещества
на мужскую и женскую плодовитость и
общую способность к продолжению рода,
на внутри- и послеутробное развитие, а
также выяснение наличия у него тератогенных
свойств.

Под
тератогенностью вещества понимают
его способность вы­звать появление
уродств у эмбрионов. Тератогены
принципиаль­но недопустимы в качестве
добавок в продуктах питания.

Для
исследования субхронической
токсичности доза
исследуемого вещества должна быть
выбрана так, чтобы, с одной стороны,
токси­ческое действие было заметно,
с другой — подопытные животные остались
живы. Исследуемое вещество вводят в
рацион животных в течение 3…6 мес в
нескольких дозах. Опыты по субхронической
ток­сичности включают исследования
живых животных и их трупов (по окончании
исследования). Результаты оценки
субхронической ток­сичности служат
для оценки диапазона доз и способа
введения ве­щества в организм при
изучении хронической токсичности.

Под
хронической токсичностью понимают
отрицательное дей­ствие, которое
может быть выявлено после потребления
исследу­емого вещества в течение двух
лет и более. Отрицательное действие
может быть выражено в канцерогенезе
или возрастной восприим­чивости
определенной ткани. Поэтому исследования
по определе­нию хронической токсичности
рассматриваются как важный эле­мент
оценки потенциального риска пищевой
добавки

Отношение
дозы, безопасной в долгосрочных
токсикологических опытах, к концентрации
в продукте питания называется степенью
реальной безопасности.

На
третьем
этапе исследований
обобщают результаты проведенных
исследований и обосновывают допустимую
суточную дозу (ДСД) и допустимое суточное
потребление (ДСП) пищевой добавки, ее
предельно допустимую концентрацию
(ПДК) в пищевых продуктах.

Для
определения ДСД максимально не действующую
дозу (МИД), или дозу NOEL,
делят на коэффициент запаса. Объединенный
комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым*
добавкам во избежание неучтенных
факторов рекомендовал использовать
интегральный коэффициент запаса, равный
100. Определив ДСД, рассчитывают ДСП для
взрослого человека (масса тела 60 кг):
ДСП = 60 ДСД мг/сут. и для ребенка (масса
тела 30 кг): ДСП = 30 ДСД мг/сут. Обоснование
ДСД чрезвычайно трудоемко и составляет
3…5 лет.

В
тех случаях, когда J
ECFA
считает, что токсикологическая
безопасность вещества выяснена еще
недостаточно, устанавливается временное
ДСП. Существенные
составляющие продуктов питания и
малотоксичные пищевые добавки имеют
неограниченное
ДСП. Если
в токсикологической безопасности уже
разрешенного вещества появляются
сомнения, то статус его ДСП «понижается»
с постоянного до временного и проводятся
дополнительные исследования.

После
того как ПДК утверждена органами
здравоохранения и пищевая добавка
широко используется в пищевой
промышленности и, наступает четвертый
этап –
наблюдение
за ней, чтобы подтвер­дить безопасность
использования и, если требуется, внести
поправ­ку в гигиенические нормативы.
Пищевые
добавки, являющиеся и счи­тающиеся
традиционно безопасными, называют
GRAS-веществами.

Наличие
пищевых добавок в продуктах, как правило,
должно указываться на потребительской
упаковке, этикетке, банке, пакете и в
рецептуре. Пищевая добавка может
обозначаться как индивидуаль­ное
вещество, например нитрит натрия,
сорбиновая кислота, лецитин и т.д., либо
групповым названием, например консервант,
эмульгaтop,
синтетический краситель и т.д. В последнее
время за рубе­жом, особенно в странах
Европейского Союза, все более широкое
распространение получило обозначение
пищевой добавки в виде индексов Е с
трех- или четырехзначным номером, условно
обозна­чающих те или иные добавки.
Индексы Е заменяют собой длинные названия
пищевых добавок. Эти коды или
идентификационные номера используются
только в соче­тании с названиями
функциональных классов добавок.

Согласно
европейской цифровой кодификации
пищевые до­бавки классифицируют
следующим образом:

Е
100…Е 182 – красители;

Е
200…и далее — консерванты;

Е
300…и далее — антиокислители (антиоксиданты);

Е
400…и далее — стабилизаторы консистенции;

Е
450…и далее – эмульгаторы;

Е
500…и далее – регуляторы кислотности,
разрыхлители;

Е
600…и далее – усилители вкуса и аромата;

Е
700…Е 800 – запасные индексы для другой
возможной инфор­мации;

Е
900…и далее – антифламинги, улучшители
качества хлеба и т.д.

Все
компоненты, применяемые по разрешению
Codex
Alimentarius,
имеют в списке INS
(International
Numbering
System
– Международная цифровая система) свой
номер. Это делает идентификацию ве­щества
легкой и точной, защищая от ошибок при
переводе; позво­ляет выделять их в
продуктах питания. Система INS-номеров
раз­работана на основе цифровой
системы классификации пищевых добавок,
принятой в странах Европы, для краткости
называемой системой Е-нумерации.

Список
разрешенных пищевых добавок для
производства пи­щевых продуктов или
продажи населению постоянно
пересмат­ривается и обновляется в
связи с получением новых научных дан­ных
об их свойствах и внедрении новых
препаратов. Следует отме­тить, что в
нашей стране список разрешенных пищевых
добавок зна­чительно меньший, чем за
рубежом, например в США или странах
Западной Европы. В России разрешено
применение около 250 ви­дов пищевых
добавок; в мировой практике – около 500.
В настоя­щее время в РФ запрещено к
использованию 5 пищевых добавок (табл.
1).

Таблица
1.1
– Пищевые
добавки, запрещенные к применению в
России

Лекция
2. Классификация пищевых добавок

В
соответствии с технологическим
предназначением пищевые добавки
классифицируют следующим образом: –

A.
Пищевые добавки, обеспечивающие
необходимый внешний вид и органолептические
свойства продукта, включающие, в свою
очередь:

• улучшители
  консистенции;

• пищевые
  красители;

• ароматизаторы;

• вкусовые
  вещества

Б.
Пищевые добавки, предотвращающие
микробную или окислительную порчу
продуктов (консерванты);

• антимикробные
  средства: химические и биологические;

• антиокислители.

B.
Пищевые добавки, необходимые в
технологическом процессе производства
пищевых продуктов:

• ускорители
  технологического процесса;

• фиксаторы
  миоглобина;

• технологические
  пищевые добавки: разрыхлители теста,
  гелеобразователи, пенообразователи,
  отбеливатели и др.

Г.
Улучшители качества пищевых продуктов. ,

Комиссия
Codex
Alimentarius
выделяет ряд функциональных классов
пищевых добавок, их определений и
подклассов:

Класс
1 – Кислоты (Acid)
– повышают кислотность и придают
кислый
вкус пище;

Класс
2 — Регуляторы кислотности (Acidity
regulator)
– изменяют или регулируют кислотность
или щелочность пищевого продукта;

Класс
3 — Вещества, препятствующие слеживанию
и комкованию (Anticaking
agent)
– снижают тенденцию частиц пищевого
продукта прилипать друг к другу;

Класс
4 – Пеногасители (Antifoaming
agent)
– предупреждают или снижают образование
пены;

Класс
5 – Антиокислители (Antioxidant)
– повышают срок хране­ния пищевых
продуктов, защищая от порчи, вызванной
окислением;

Класс
6 – Наполнители (Bulking
agent)
— вещества, которые уве­личивают
объем продукта, не влияя на его
энергетическую ценность;

Класс
7 – Красители (Colour)
– усиливают или восстанавливают цвет;

Класс
8 – Вещества, способствующие сохранению
окраски (Colour
retention
agent)
– стабилизируют, сохраняют или усиливают
окраску продукта;

Класс
9 – Эмульгаторы (Emulsifier)
— образуют или поддержива­ют однородную
смесь двух или более несмешиваемых фаз,
таких, как масло и вода, в пищевых
продуктах;

Класс
10 – Эмульгирующие соли (Emulsifying
salt)
– взаимодей­ствуют с белками сыров с
целью предупреждения отделения жира
при изготовлении плавленых сыров;

Класс
11 – Уплотнители растительных тканей
(Firming
agent)
-придают или сохраняют ткани фруктов и
овощей плотными и све­жими, взаимодействуют
со студнеобразуюшими веществами;

Класс
12 – Усилители вкуса и запаха (Flavour
enhancer)
– усили­вают природный вкус и запах
пищевых продуктов;

Класс
13 – Вещества для обработки муки (Flour
treatment
agent)
-вещества, добавляемые к муке для
улучшения ее хлебопекарских качеств
или цвета;

Класс
14 — Пенообразователи (Foarming
agent)
– создают условия для равномерной
диффузии газообразной фазы в жидкие и
твердые пищевые продукты;

Класс
15 – Гелеобразователи (Gelling
agent)
— вещества образу­ющие гели;

Класс
16 — Глазирователи (Glazing
agent)
– вещества, придающие блестящую наружную
поверхность или защитный слой;

Класс
17 – Влагоудерживающие агенты (Humectant)
– предохра­няют пищу от высыхания;

Класс
18 – Консерванты (Preservative)
— повышают срок хране­ния продуктов,
защищая от порчи, вызванной микроорганизмами;

Класс
19 – Пропелленты (Propellant)
– газообразные вещества, выталкивающие
продукт из контейнера;

Класс
20 – Разрыхлители (Raising
agent)
– вещества или сочета­ние веществ,
которые увеличивают объем теста;

Класс
21 – Стабилизаторы (Stabilizier)
– позволяют сохранять однородную смесь
двух или более несмешиваемых веществ
в пище-ном продукте или готовой пище

Класс
22 – Подсластители (Sweetener)
– вещества несахарной при­роды, которые
придают пищевым продуктам и готовой
пище сладкий вкус;

Класс
23 – Загустители (Thickener)
– повышают вязкость пищевых продуктов.