Пищевые добавки, предотвращающие порчу продуктов

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.