Общая характеристика пищевых добавок.

 

В пищевой промышленности применяется большая группа веществ, объединяемая общим термином пищевые добавки. Этот термин не имеет единого толкования. В большинстве случаев под этим понятием объединяют группу веществ природного происхождения или получаемых искусственным путем, использование которых необходимо для усовершенствования технологии, получения продуктов специализированного назначения (диетических, лечебных и др.), сохранения требуемых или придания новых, необходимых свойств, повышения стабильности и улучшения органолептических свойств пищевых продуктов. Обычно к пищевым добавкам не относят соединения, повышающие пищевую ценность продуктов питания: витамины, микроэлементы, аминокислоты.

Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они, даже при длительном использовании, не угрожают здоровью человека. Обычно пищевых добавок подразделяют на несколько группы: вещества, улучшающие внешний вид продуктов; вещества, изменяющие консистенцию, иногда в эту группу включают и пищевые поверхностно- активные вещества(ПАВ); ароматизаторы; подслащивающие вещества и вкусовые добавки; вещества, повышающие сохранность продуктов питания и увеличивающих сроки их хранения.

Необходимо отметить такой важный вопрос, как токсичность химических веществ. Обычно под токсичностью понимается способность веществ наносить вред живому организму. Следует отметить, что любое химическое соединение при определенных условиях может быть токсичным, поэтому, по мнению специалистов, более правильно говорить о безвредности вещества при предлагаемом способе его применения. Решающую роль тут играет доза, длительность потребления, режим, пути его поступления в организм и т. д. Эффекты воздействия на организм могут быть также различными (острые, подострые, хронические и т. д.). С целью гигиенической регламентации экспериментально обосновывают предельно допустимые концентрации (ПДК) т.е. концентрации, которые не вызывают при ежедневном воздействии на организм в сколь угодно длительного времени отклонений в здоровье.

В настоящее время в пищевой промышленности применяется около 2 тыс. пищевых добавок. Разрешение на применение добавок выдается специализированной международной организацией - Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ (ФАО – продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН; ВОЗ – всемирная организация здравоохранения) по пищевым добавкам и контаминантам (ДЖЕКФА). В рамках Европейского сообщества действует аналогичная комиссия. Для информирования потребителя широко применяется маркировка пищевых продуктов с помощью буквы «Е» (Europe). Она сопровождается индексом, который соответствует определенной пищевой добавке (поскольку часто названия добавок бывают длинными и труднопроизносимыми). В особых случаях после индекса может стоять величина типа 50 ррт, которая означает, что на 1 млн весовых (объемных) частей продукта приходится не более 50 частей пищевой добавки.

Вопросами рассмотрения и утверждения уровня пищевых добавок для конкретных продуктов питания занимается специальная комиссия ФАО/ВОЗ по разработке стандартов на продовольственные товары – Комиссия «Кодекс алиментариус». Согласно системе «Кодекс алиментариус», классификация пищевых добавок производится по их назначению и выглядит следующим образом:

Е100 – Е182 – красители;

Е200 и далее – консерванты;

Е300 и далее – антиокислители (антиоксиданты);

Е400 и далее – стабилизаторы консистенции;

Е500 и далее – эмульгаторы;

Е600 и далее – усилители вкуса и аромата;

Е700 – Е800 – запасные индексы для другой возможной информации;

Е900 и далее – антифламинги, противопенные вещества;

Е1000 – глазирующие агенты, подсластители, добавки, препятствующие слеживанию сахара, соли, для обработки муки, крахмала и т.д.

К рекомендациям ДЖЕКФА и «Кодекс алиментариус» прислушиваются органы здравоохранения большинства стран мира. Вместе с тем Европейский перечень добавок отличается от установленного ВОЗ, исходя из специфики отдельных стран. В любом случае информация о применяемых добавках широко публикуется, учитывая права потребителей.

В России разработаны и утверждены «Санитарные правила по применению пищевых добавок», которые постоянно совершенствуются и адаптируются к международным правилам и нормам.

Пищевые добавки, имеющие наибольшее гигиеническое значение следующие: консерванты; антиокислители (антиоксиданты); эмульгаторы, стабилизаторы, загустители, замутнители и студнеобразователи; кислоты, щелочи, сахаро- и солезаменители; ароматизаторы и вещества, усиливающие аромат и вкус; вещества для отбеливания муки; красители.

 

Природные токсиканты и загрязнители

 

Все пищевые вещества полезны здоровому организму в опти­мальных количествах и оптимальном соотношении. Но в пище всегда имеются микрокомпоненты, которые в относительно повышенных количе­ствах вызывают неблагоприятный эффект. К ним относятся, во-первых, так называемые природные токсиканты — натуральные, присущие данному виду продукта биологически активные веще­ства, которые могут при определенных условиях потребления вызвать токсический эффект, во-вторых, «загрязнители» — токсичные вещества, поступающие в пищу из окружающей среды вслед­ствие нарушения технологии выращивания (кормления — для животных), производства или хранения продуктов или других причин.

 

1. Природные токсиканты

 

К природным токсикантам относятся биогенные амины, неко­торые алкалоиды, цианогенные гликозиды, кумарины и ряд дру­гих соединений.

Биогенные амины. Наиболее изучены из природных токсикантов так называемые биогенные амины, такие, как серотонин, тирамин, гистамин, обладающие сосудосуживающим эффектом, и ряд других. Серотонин содержится главным образом в овощах и фруктах, например в томатах 12 мг/кг серотина, в сливе до 10 мг/кг, а также в шоколаде до 27 мг/кг. При большом по­треблении томатов в организм может поступать серотонин в количествах, сравнимых с фармакологическими дозами.

Тирамин чаще всего обнаруживается в ферментированных продуктах (в сыре содержание тирамина может достигать 1100 мг/кг), а также в некоторых рыбных продуктах,.например в маринованной сельди до 3000 мг/кг.

Гистамин — вызывает нарушение сосудистых реакций, напри­мер, головную боль. Его содержание в большинстве случаев коррелирует с тирамином.

Алкалоиды. Наиболее изучены так называемые пуриновые алкалоиды, к которым относится кофеин и часто сопровождаю­щие его теобромин и теофилин. Они возбуждают нервную систе­му, что не всегда желательно.

Непосредственно в зернах кофе и листьях чая содержание кофеина в зависимости от вида сырья может достигать от 1 до 4 %. В напитках — кофе и чае, естественно, меньше. В зависи­мости от способа приготовления и дозы в напитке кофе до 1050 мг/л кофеина, в напитке чая до 350 мг/л. В напитках типа пепси-кола и кока-кола до 100 мг/л и выше. Поэтому крепкий кофе и чай многим людям из-за возбуждения нервной системы пить на ночь не рекомендуется, так же как в любое время дня детям напитки типа пепси-кола и кока-кола.

Однако следует отметить, что пуриновые алкалоиды при систематическом потреблении их на уровне 1000 мг в день вызы­вают

Цианогенные гликозиды. В ряде других фруктов встречаются гликозиды (т. е. вещества, содержащие в своем составе сахар) некоторых цианогенных альдегидов или кетонов, которые при ферментативном или кислотном гидролизе выделяют синильную кислоту HCN, вызывающую поражение нервной системы.

Наиболее известный из цианогенных гликозидов — амигдалин, который обнаруживается главным образом в ко­сточках (например, миндаля от 5 до 8 %, персиков, сливы и абрикосов от 4 — до 6 %). На государственных кондитерских фабриках применение горького миндаля ограничивается.

 

2. Загрязнители

 

В результате воздействия загряз­ненной внешней среды при нарушении норм выращивания растений или кормления животных, а также при нарушении технологической обработки или условий хранения в пищевых продуктах могут появиться токсичные вещества. Их называют загрязнителями. К ним в основном относятся токсичные эле­менты, микотоксины, пестициды, антибиотики и ряд других сое­динений.

Токсичные элементы. Обычно рассматривают 8 элементов: ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, цинк, медь, олово и железо. Наибольшую опасность из них представляют первые три.

Ртуть — весьма токсичный яд кумулятивного действия (т. е. способный накапливаться), поэтому в молодых животных его меньше, чем в старых, а в хищниках больше, чем в тех объектах, которыми они питаются. Особенно этим отличаются хищные рыбы, такие, как тунец, где ртуть может накапливаться до 0,7 мг/кг и более. Поэтому хищной рыбой лучше не злоупо­треблять в питании. Из других животных продуктов «накопите­лем» ртути являются почки животных — до 0,2 мг/кг. Это, конечно, относится к сырому продукту. Поскольку почки при ку­линарной обработке предварительно многократно вымачивают по 2—3 ч со сменой воды и дважды вываривают, то в оставшемся продукте содержание ртути уменьшается почти в 2 раза.

Свинец — яд высокой токсичности. В большинстве раститель­ных и животных продуктов естественное его содержание не пре­вышает 0,5—1,0 мг/кг. Больше его обнаруживают в хищных ры­бах (в тунце до 2,0 мг/кг), моллюсках и ракообразных (до 10 мг/кг).

Кадмий — это весьма токсичный элемент. Кадмия естествен­ного в пищевых продуктах содержится примерно в 5—10 раз меньше, чем свинца. Повышенные концентрации его наблюдают­ся в какао-порошке (до 0,5 мг/кг), почках животных (до 1,0 мг/ /кг) и рыбе (до 0,2 мг/кг). Содержание кадмия увеличивается в консервах из сборной жестяной тары, так как кадмий, как и свинец, переходит в продукт из некачественно выполненного припоя, в котором также содержится определенное количество кадмия.

Микотоксины. Это токсины плесневых грибов (мико-грибы), обладают токсическим эффектом в чрезвычайно малых количе­ствах. Поэтому их обнаружили в пищевых продуктах только в последнее десятилетие с появлением высокочувствительных мето­дов анализа. В основном поражаются грибами, образующими микотоксины, растительные продукты. Оптимальные условия для развития этих плесневых грибков — слегка повышенная темпе­ратура (около 30 °С) с повышенной влажностью (около 85 %).

Один из наиболее опасных микотоксинов — афлатоксин, обладающий канцероген­ным действием (в природе афлатоксинов встречается много,но наиболее изучены 5 основных представителей, которые обозна­чают буквами латинского алфавита b₁, B₂, C1 и С₂, M₁). Мико­токсины чаще всего встречаются в арахисе (земляном орехе) и кукурузе. (В свежей кукурузе из-за естественной высокой влаж­ности создаются благоприятные условия для развития плесневого грибка, продуцирующего афлатоксины).

Второй часто встречающийся микотоксин — патулин, также обладающий канцерогенным действием. Он чаще всего встречается в заплесневелых яблоках, облепихе, а также других фрук­тах, плодах и овощах, ягодах или соках, джемах, приготовлен­ных из заплесневевших плодов и ягод.

В гнилых кукурузных початках встречается еще один опасный микотоксин — зеараленон. Имеются и другие микотоксины (Т-2 и др.), которые встречаются в растительных продуктах реже.

В животных продуктах микотоксины обнаруживаются, только в молоке в случаях, когда коровы съедают плесне­велые корма.

Пестициды (ядохимикаты) — это химические вещества, при­меняемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков, вредителей и болезней, а также для других целей. Их химический состав весьма разнообразен и включает не менее 12 классов химических соединений. Наиболее распространены следующие четыре: хлорорганические (типа гексахлорциклогексана); фосфорорганические (типа метафоса, хлорофоса); карбоматы (типа севина); ртутьорганические (типа гранозана).

Чтобы обезопасить от превышения содержания пестицидов в продуктах, их нужно тщательно мыть, так как значительная часть их накапливается на поверхности.

Нитраты. Нитраты — соли азотной кислоты НNO₃— являются нормаль­ным продуктом обмена азотистых веществ любого живого организма, растительного и животного. Поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100мг и более нитратов.

Однако при потребле­нии их в повышенных количествах нитраты в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитри­тов (более токсичных соединений), а последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того,изнитритов в присутствии аминов могут образоваться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью (т. е. способству­ют образованию злокачественной опухоли). При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4—6 ч появляется тошно­та, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением.

Антибиотики. Большинство загрязни­телей накапливается в растительных продуктах. Животные продукты в большинстве случаев (но не всегда, например, с ртутью — наоборот) преграж­дают в определенной степени нас от загрязнителей, выделяя большую их часть с фекалиями. Но есть такие загрязнители, которые присущи только животным продуктам. Это антибиотики. Они широко используются в ветеринарной практике для лечения животных (например, маститов у коров). Поэтому существуют очень строгие инструкции, определяющие тип используемого антибиотика (не рекомендуется использовать антибиотики, предназначенные для лечения людей) и время от приема антибиотиков до убоя или до получения молока для питания людей.

 

Основы рационального питания

 

Зная биохимию пищеварения, можно перейти к основам ра­ционального питания. Что такое рациональное питание? По существу, это соблюдение трех основных принципов питания:

1. Равновесие между поступающей с пищей энергией и энер­гией, расходуемой человеком во время жизнедеятельности, иначе говоря, баланс энергии.

2. Удовлетворение потребности организма человека в опре­деленном количестве и соотношении пищевых веществ.

3. Соблюдение режима питания (определенное время приема пищи и определенное количество пищи при каждом приеме).

Соблюдая эти принципы, необходимо иметь в виду два обя­зательных условия: 1) рациональная кулинарная обработка продуктов, максимально сохраняющая пищевые вещества;

2) соблюдение санитарно-гигиенических правил приготовления и хранения пищи.

Первый принцип рационального питания — баланс энергии. Вся необходимая организму человека энергия поступает из пищи. Процесс усвоения и использования в организме пищи чем-то схож с горением. Действительно, большая часть продуктов, в том числе углеводы и жиры, превращается в тепло (энергию), углекислый газ и воду. Только белок дает в организме ряд недо-окисленных продуктов, выделяющихся с мочой (мочевина).

В настоящее время считается, что 1 г белков пищи дает 4 ккал, 1 г жиров — 9, а 1 г углеводов — 4 ккал.

Специалисты установили, что имеются три пути энергозатрат в организме: во-первых, так называемый основной обмен, во-вторых, специфическое динамическое действие пищи и, в-третьих, мышечная деятельность.