Антиокислители как пищевые добавки

   К пищевым антиокислителям (антиоксидантам) относятся вещества, замедляющие окисление в первую очередь ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов (см. табл. 1.1, функциональный класс 5). Этот класс пищевых добавок включает три подкласса с учетом их функций:

• антиокислители;
• синергисты антиокислителей;
• комплексообразователи.

   Ряд соединений: лецитины (Е322), лактиты (Е325, Е326) и некоторые другие – выполняют комплексные функции. Перечень антиокислителей, разрешенных к применению в Российской Федерации, приведен в табл. 5.7. Использование антиокислителей дает возможность продлить срок хранения пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов, защищая их от порчи, вызванной окислением кислородом воздуха, например прогоркание масел и жиров или жировых компонентов пищевых продуктов, биологически ценных веществ, некоторых природных красителей. Окисление масел и жиров — сложный процесс, протекающий по радикально-цепному механизму. Начальными продуктами окисления являются разнообразные по строению пероксиды и гидропероксиды. Они получили название первичных продуктов окисления.

   В результате их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны и кислоты с различной длиной углеродной цепи, а также их разнообразные производные. На скорость окисления влияет состав пищевых систем, в первую очередь состав и строение липидной фракции, влажность, температура, наличие металлов переменной валентности, свет.

   Накопление продуктов окисления в маслах и жирах, в жировой фракции пищевых продуктов приводит к изменению их свойств, снижению пищевой ценности, порче. Продукты окисления оказывают вредное влияние на организм человека. Замедление или предотвращение окисления масел и жиров имеет большое социальное и экономическое значение.

   Таблица  5.7  

   Антиокислители, разрешенные к применению в Российской Федерации

* СанПиН   232 560-96

   Действие большинства пищевых антиокислителей (антиоксидан-тов) основано на их способности образовывать малоактивные радикалы, прерывая тем самым реакцию автоокисления.

   Синергисты — вещества, усиливающие активность антиокислителей, но сами не обладающие антиокислительными свойствами. К ним относятся соединения, инактивирующие ионы тяжелых металлов с образованием комплексных соединений. В пищевых системах синер-гисты могут проявлять свойства подлинных антиокислителей.

   В общем виде механизм окисления жиров и действия антиокислителей может быть представлен следующим образом; свободный радикал R*, образовавшийся из жирной кислоты или ее ацила, под влиянием ряда факторов, взаимодействуя с кислородом, образует перок-сид-радикал:

R* + O2?ROO*,

способный к взаимодействию с другой ненасыщенной жирной кислотой или ее ацилом R—H. При этом образуется новый свободный радикал и гидропероксид

ROO* + RH?ROOH + R*.

   Медленно протекающая на начальном этапе реакция по мере накопления гидропероксидов и их распада с образованием новых радикалов резко ускоряется:

2ROOH ? ROОT + R* + Н2О.

  Введение антиоксиданта АН приводит к образованию новых радикалов А*, отличающихся значительно большей стабильностью, чем радикалы R*, что приводит к замедлению реакции, а в итоге, при определенных условиях, к ее резкому торможению:

AH + R*?A* + RH;

AH + ROO?ROOH + A*;

A* + R?AR.

   Синергисты SH2 обладают способностью восстанавливать радикалы А*, не реагируя с радикалами ROO*,

SH2 + 2А*?S + 2АН.

Токоферолы (Е306, Е307, Е308, Е309). Природные антиокислителиприсутствуют в ряде растительных масел.

Токоферолы

   В виде смеси изомеров токоферолы в больших количествах содержатся в растительных жирах (500—100 мг%): масле пшеничных зародышей, кукурузном, подсолнечном и др.; в животных жирах их содержание незначительно. Из смеси токоферолов наибольшую S-ви-таминную и наименьшую антиоксидантную активность проявляет а-токоферол, а 5-токоферол, наоборот, проявляет наименьшую витаминную активность и наибольшую антиоксидантную.

   Токоферолы хорошо растворимы в маслах, устойчивы к действию высоких температур, их потери при технологической обработке невелики. Они являются важнейшими природными антиоксид антами. Максимальные уровни содержания их в пищевых продуктах приведены в табл. 5.8.

   Аскорбиновая кислота (Е300) и ее производные (Е301, Е302, Е303, Е304, Е305).

   Аскорбиновая кислота (Е300) и ее натриевая, кальциевая и калиевая соли (Е301, Е302, Е303) применяются в качестве антиокислителей и синергистов при производстве различных пищевых продуктов.

   Аскорбиновая кислота применяется для предотвращения окислительной порчи жировых продуктов, в частности маргарина, топленых жиров, являясь в первую очередь синергистом, восстанавливая фе-нольные соединения и связывая металлы

   Введение аскорбиновой кислоты и ее солей в жировые и другие пищевые продукты повышает, кроме того, их пищевую ценность

   Производные аскорбиновой кислоты — аскорбилпальмитат (Е304) и аскорбилстеарат (Е305) — антиоксиданты с С-витаминной активностью.

   Эфиры аскорбиновой кислоты и высокомолекулярных жирных кислот эффективны при совместном использовании с лецитинами, токоферолами. Не влияют на вкус, запах и цвет пищевых продуктов

   Таблица 5.8

   Максимальный уровень содержания антиокислителей в некоторых пищевых продуктах

* Максимальный уровень измеряется в мг/кг жира в продукте **В мг/кг в пересчете на кислоту.

   Изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота (Е315) и ее натриевая, калиевая и кальциевая соли (Е316, Е317, Е318). Имеет более ограниченное применение, чем аскорбиновая кислота и ее производные. Обладает значительно меньшей, чем аскорбиновая кислота, витаминной активностью. Эриторбовая кислота и ее соли применяют в мясных продуктах из измельченного мяса, фарша, ветчинных изделиях, консервах. Максимальный уровень содержания в этих продуктах 500 мг/кг, в рыбных пресервах и консервах 1500 мг/кг в пересчете на кислоту

   Производные галловой кислоты: и ролилгаллат (Е310), октилгаллат (Е311), додецилгаллат (Е312). Нижеприведены формула галловой кислоты и общая формула ее эфиров.

   Эфир галловой кислоты

   В качестве пищевых добавок разрешены три эфира: пропилгаллат (Е310), октилгаллат (Е311) и додецилгаллат (Е312). Формулы первых двух представлены ниже.

  Пропилгаллат — белый или светло-кремовый мелкокристаллический порошок без запаха, горьковатый на вкус. В присутствии ионов железа цвет меняется на сине-фиолетовый, окраска исчезает при добавлении лимонной кислоты. Плохо растворим в жирах. Октил- и додецилгаллаты — кристаллические вещества с горьким вкусом, растворимы в жирах и маслах, но нерастворимы в воде. Производные галловой кислоты — хорошие антиоксиданты. Основные синергис-ты — лецитин и лимонная кислота. Допустимая суточная доза 0,2— 0,5 мг/кг массы тела.

   Применяются в растительных и животных маслах, используемых в производстве пищевых продуктов при высоких температурах, в кулинарных жирах, лярде, животном и рыбьем жирах, при производстве сухого молока, сухих смесей для тортов и кексов, в сухих завтраках на зерновой основе, бульонных кубиках.

   Гваяковая смола (Е314). Нерастворимая в воде смесь а-, ?-гваяковых кислот. Выделяется из произрастающего в тропиках дерева Guajacum offinales L или Guajacum sanctum L. Применятся для стабилизации животных жиров.

   трет-Бутилпщрохинон (ТБОХ, ТВНО); 2-трет-бутил-1,4-диок-сибензол.

   Производные фенолов: mpem-бутилгидрохинон (Е319); бугилгид-роксианизол (Е320); бутидгидрокситолуол (Е321) – нашли широкое применение в качестве антиоксидантов.

   трет-Бутилгидрохинон — бесцветное кристаллическое вещество, хороший антиоксидант, применяется для стабилизации растительных жиров и топленого масла, кулинарных жиров. Максимальный уровень содержания 200 мг/кг в жировой фракции продукта. ДСП – 0—0,2 мг/кг массы тела человека.

   Бутилгидроксианизол, БОА, ВНА (Е320). Состоит из смеси двух

изомеров: 2- и 3-трет-бутил-4-гидроксианизола (БОА). Один из наиболее часто применяемых антиоксидантов.

   Устойчив к высоким температурам, нерастворим в воде. Применяется для стабилизации масел и жиров, топленых жиров, шпика соленого, сухого молока, смесей для кексов и концентратов супов. Максимальный уровень 200 мг/кг в жировой фракции продукта. Его активность возрастает в присутствии производных галловой, лимонной и аскорбиновой кислот. ДСП — 0—0,5 мг/кг массы тела человека, при этом должно быть учтено наличие других фенольных антиокислителей.

   Бутилгидрокситолуол, ионон, БГТ, ВНТ, БОТ (Е321). Один из наиболее распространенных синтетических антиокислителей.

   Применяется для стабилизации растительных масел, топленого жира, кулинарных жиров. Ионон термостабилен и не разрушается при выпечке изделий. Применяется при обработке конфетных масс. Максимальный уровень содержания жира в продукте 100мг/кг. ДСД — 0,5 мг/кг массы тела человека.

  Использование производных фенолов позволяет значительно повысить их стойкость. Так, внесение бутилгидроксианизола в лярд в количестве 0,01 % от массы повышает его стойкость в 5—13 раз, а добавление ионона в кулинарный жир повышает его стойкость в 10— 12 раз. Производные фенолов вносят в пищевые продукты в исключительно малых количествах. Их эффективность тем больше, чем длиннее индукционный период окисления. В то же время следует помнить, что все они задерживают процесс окисления жиров только ограниченное время.

  Лецитины (Е322). Антиокислители, эмульгаторы. Их строение и свойство были подробно рассмотрены ранее. Лецитины являются ан-тиоксидантами и синергистами окисления масел и жиров.

   Аноксомер (Е323). Разрешен для применения в России. Используется для стабилизации топленого и растительных масел, кулинарных жиров. Термостабилен. Максимальный уровень в жировой фракции продукта 5000 мг/кг.

  Лактаты: лактат натрия (Е325), лактат калия (Е326).

  Лактат натрия — синергист антиокислителя, влагоудерживающий агент; лактат калия — синергист антиокислителя, регулятор кислотности. Применяются в кондитерском производстве, при производстве мороженого.

   Этилендиаминтетраацетат кальция-натрия (Е385). Антиокислитель, консервант, комплексообразователь.

   Эталендиаминтетраацетат динатрий, трилонг (Е386). Антиокислитель, консервант, синергист и комплексообразователь.

   Соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Хорошие комплексообразователи, способные образовывать стабильные комплексы с металлами, что позволяет их использовать для связывания следов металлов.

   Предупреждают окисление аскорбиновой кислоты в соках, потемнение картофеля, применяются для осветления вина. Константа стабильности комплексов ионов металлов с ЭДТА может быть представлена в виде следующего ряда:

Na+ < Са++ < Fe++ < Со++ < Zn++ < Си++ < Pb++ < Fe+++

   ПДП – 2,5 мг/кг массы тела человека

  Фитиновая кислота (Е391). Антиокислитель. Эфир ортофосфорной кислоты и циклического спирта мезоинозита.

   В растениях фитиновая кислота встречается в виде кальциевых и магниевых солей. Применяется для осветления вина, при этом образуется комплекс солей трехвалентного железа.

   Кверцитин, дигидрокверцитин (производное флавонов). Получают из коры дуба и из некоторых растений. Обладает сильными антиокислительными свойствами, которые усиливаются в присутствии лимонной и аскорбиновой кислот. Применяются для пропитки упаковочных материалов.

   Лимонная кислота (Е330) и ее соли — цитраты натрия (Е331) (одно-, дву- и трехзамещенные), калия (Е332) (дву- и трехзамещенные), кальция (Е333). Регуляторы кислотности, стабилизаторы и комплексооб-разователи.

   Действие лимонной кислоты и ее солей основано на способности связывать металлы с образованием хелатных соединений.

   Лимонная кислота обладает приятным мягким вкусом, широко применяется в пищевой промышленности: в производстве плавленых сыров кондитерских изделий, майонеза, маргарина, рыбных консервов.

   Винная кислота (Е334) и ее соли — тартраты (Е335, Е336, Е337). Винная кислота — синергист антиокислителей, компдексообразова-телъ. Тартраты — комплексообразователи.

   Антиокислительные свойства проявляют и некоторые пряности: анис, кардамон, кориандр, укроп, фенхель, имбирь, красный перец. Некоторые из них повышают стойкость,жиров в два-три раза.

   Глюкозооксидаза (Е1102). Ферментный препарат, применяемый в качестве антиоксиданта.