Ферментные препараты как пищевые добавки

Технологическое средство (далее – технологическое вспомога­тельное средство) – вещество или материалы или их производные (за исключением оборудования, упаковочных материалов, изделий и посуды), которые, не являясь компонентами пищевой продукции, преднамеренно используются при переработке продовольственного (пищевого) сырья и (или) при производстве пищевой продукции для выполнения определенных технологических целей и после их достижения удаляются из такого сырья, такой пищевой продукции или остаточные количества которых не оказывают технологиче­ский эффект в готовой пищевой продукции [49].

Исходя из функциональной направленности, технологические вспомогательные средства подразделяют на следующие основные группы:

• антимикробные вещества – используются для уничтожения ми­кроорганизмов, как правило, на начальных (подготовительных) стадиях технологического процесса;
• замораживающие и охлаждающие вещества – вспомогательное средство, предназначенное для снижения температуры продукта и (или) окружающей среды;
• катализаторы – технологическое вспомогательное средство, предназначенное для ускорения химических реакций [49];
• моющие и очищающие средства (детергенты) – удаляют загряз­нения за счет снижения поверхностного натяжения;
• пеногасители – пищевая добавка, предназначенная для предупреждения или снижения пенообразования в пищевой про­дукции [49];
• питательные вещества (подкормка) – необходимы для обеспе­чения жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий (МКБ), используются при их культивировании и производстве хлебопекарной продукции;
• ферментные препараты – отдельные ферменты или их ком­плексы, характерные для определенных биологических средств и организмов – продуцентов. Установлен перечень разре­шенных для применения ферментных препаратов, а также вспо­могательных средств для их иммобилизации [49];
• флокулянты (осветлители, сорбенты, фильтрующие мате­риалы) – повышают эффективность осаждения и удаления по­сторонних включений при переработке сырья и производства пищевых продуктов;
• экстрационные (технологические) растворители – применяются при соответствующих технологических процессах с последу­ющим удалением из пищевой продукции.

Следует более подробно остановиться на некоторых группах тех­нологических вспомогательных средств.

Ферменты и ферментные препараты. Применение ферментов в пищевой промышленности определяется уровнем развития со­временной биотехнологии. Ферментативные процессы являются основой большинства пищевых производств: пивоварения, вино­делия, сыроделия, хлебопечения, получения спирта, пищевых орга­нических кислот, витаминов и др.

В последние десятилетия развиваются принципиально новые направления прикладной биотехнологии: производство глюкозофруктозных сиропов из крахмала, глюкозогалактозных сиропов из молочной сыворотки, этанола из целлюлозосодержащего сырья и многое другое. Активное использование ферментов в масложировой промышленности, главным образом иммобилизованных ми­кробных препаратов, идет по следующим направлениям:

• гидролиз жиров липазами для получения глицерина и жирных кислот, удаление неполных глицеридов из масел, ароматизация пищевых продуктов и напитков;
• синтез глицеридов;
• процессы трансэтерификации жиров – ацедолиз, алкоголиз, интерэтерификация;
• извлечение масел из растительного сырья с применением гидро­литических ферментов.

Для получения ферментных препаратов допускается использо­вать органы и ткани здоровых сельскохозяйственных животных, культурных растений, а также непатогенные и нетоксичные штаммы различных микроорганизмов бактерий и низших грибов в соответствии с СанПиН. При этом для стандартизации актив­ности и повышения стабильности ферментных препаратов в их со­став разрешается вводить другие пищевые добавки – хлорид и фосфат калия, глицерин и др.

В нормативной и технической документации на ферментные препараты необходимо указывать источник получения препарата и его характеристику, включая основную и дополнительную актив­ность.

На штаммы микроорганизмов-продуцентов ферментов допол­нительно должна быть представлена следующая информация:

• сведения о таксономическом положении (родовое и видовое на­звание штамма, номер и оригинальное название; сведения о де­понировании в коллекции культур и о модификациях);
• материалы об исследовании культур на токсигенность и патогенность (для штаммов представителей родов, среди которых встречаются условно патогенные микроорганизмы);
• декларация об использовании в производстве ферментных препартов штаммов генетически модифицированных микроорга­низмов.

В России принята специальная номенклатура ферментов, ука­зывающая на вид продуцента, активность, способ культивирования и степень концентрации фермента по сравнению с исходной куль­турой продуцента. Пример: «Протосубтилин Г 10 X» – фермент протеолитический из В. subtilis, получен глубинным способом и концентрирован десятикратно.

При проведении товарной экспертизы учитываются также пока­затели безопасности ферментных препаратов, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

• содержание токсичных элементов не должно превышать: свинец – 10,0 мг/кг, мышьяк – 3,0 мг/кг;
• по микробиологическим показателям:
• количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), КОЕ/г, не более – 5 • 104 (для ферментных препаратов растительного, бактери­ального и грибного происхождения), 1 • 104 (для ферментных препаратов животного происхождения, в том числе молокосвертывающих);
• бактерии группы кишечных палочек (БГКП, колиформы) в 0,1 г – не допускаются;
• патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в 25 г – не допускаются;
• Е. coli в 25 г – не допускаются;
• ферментные препараты не должны содержать жизнеспособных форм продуцентов ферментов;
• ферментные препараты бактериального и грибного происхож­дения не должны иметь антибиотической активности;
• ферментные препараты грибного происхождения не должны со­держать микотоксины (афлатоксин В1, Т-2 токсин, зеараленон, охратоксин А, стеригматоцистин).

При контроле содержания микотоксинов в ферментных препа­ратах следует учитывать, что продуцентами микотоксинов чаще всего являются токсигенные штаммы грибов: Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus – для афлатоксинов и стеригматоцистина; Aspergillus ochraceus и Penecillium verrucosum, реже – Aspergillus sclerotiorium, Aspergillus melleus, Aspergillus alliaceus, Aspergillus sulphureus – для охратоксина А; Fusarium graminearum, реже – другие виды Fusarium – для зеараленона, дезоксиниваленола и Т-2 токсина.

Активность ферментов в готовых пищевых продуктах (после ис­пользования ферментных препаратов) не определяется.

В настоящее время список ферментов, разрешенных к приме­нению в России, включает амилазы, протеазы, глюкозооксидазы, инвертазы и липазы (см. Приложение 1), характеризующиеся амилолитической, протеолитической, оксидазной и липолитической активностью,

В Российской Федерации определен список ферментных препа­ратов и вспомогательных средств (материалы и твердые носители) для их иммобилизации, разрешенных для применения при произ­водстве пищевой продукции [49].

Имеются гигиенические нормативы применения питательных веществ (подкормки) для дрожжей [49].

Наряду с основными, технологические вспомогательные средства могут выполнять ряд побочных функций.

Флокулянт – технологическое вспомогательное средство, пред­назначенное для повышения эффективности процессов осаждения (адсорбции) примесей.

Чаще всего для облегчения фильтрования используют целлю­лозу, кизельгур и перлит, которые добавляют к фильтруемой жид­кости в виде суспензий или вспомогательного слоя на самом фильтре. В Приложении 1 дан полный перечень рассматриваемых добавок, разрешенных в России.

Наиболее часто осветлители, адсорбенты и флокулянты приме­няются в пивоварении, виноделии и производстве соков.

В зависимости от вида осветлителя принцип их действия может быть связан с адсорбцией, коагуляцией или образованием трудно-растворимых соединений с ионами металлов, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от жидкой части продукта.

С помощью осветлителей удаляют также мелкодисперсные и коллоидные компоненты, которые невозможно отфильтровать. Эти вещества обладают способностью связывать мельчайшие ча­стички мути и осаждаться вместе с ними.

При выполнении своих функций осветлители удаляют из гото­вого продукта фильтрацией или седиментацией.

Принцип действия адсорбентов связан с большой удельной по­верхностью, благодаря которой они могут селективно адсорбиро­вать различные вещества из напитков и вместе с ними выпадать в осадок.

Пеногасители. Предназначены для разрушения пены, образо­вание которой на определенных этапах технологического процесса может вызвать серьезные проблемы и сказаться на качестве конеч­ного продукта. В частности, активное пенообразование мешает фильтрованию, центрифугированию, выпариванию, дозированию, перекачке и розливу.

Механизм действия пеногасителей и антивспенивающих агентов заключается в том, что они, замещая пенообразователи на границе раздела газовой и жидкой фаз, образуют пленку, разрушающую пу­зырьки газа и стабилизирующую пищевую систему.

Все разрешенные пищевые добавки этого класса нерастворимы в жидкостях, к ним относят: жирные спирты, полисилоксаны, при­родные жиры и масла, полигликолевые эфиры жирных кислот, полигликоли, моно- и диглицериды, полисорбаты, сложные эфиры сорбитана и жирных кислот (см. Приложение 1).

Для гашения пены могут быть использованы механические или физические методы (перемешивание, нагрев, охлаждение и т.п.), которые однако, по сравнению с химическими, менее экономичны и эффективны.

Охлаждающие и замораживающие агенты – газообразные ве­щества, жидкости или твердые тела, способные при условии пря­мого контакта понижать температуру пищевого продукта. Этим они отличаются от хладагентов, применяемых в холодильной технике.

Наряду с общеизвестным льдом, используют другие охлажда­ющие и замораживающие агенты (см. Приложение 1) исходя из технологических целей и задач.

Наиболее эффективным с точки зрения органолептических по­казателей качества и пищевой ценности является сверхбыстрое за­мораживание. Этот процесс может осуществляться путем орошения или погружения продукта в жидкий азот, углекислый газ или смесь диоксида углерода с азотом, а также в специальных туннелях и ско­роморозильных аппаратах, через которые с высокой скоростью пропускают сжиженный газ.

Охлаждающие и замораживающие агенты используются при хранении и транспортировании практически всех групп пищевой продукции.

Катализаторы. Список разрешенных катализаторов, приме­няемых в производстве пищевых продуктов составляют: металлы Na, Ni, Pt, Pd, оксиды азота, кальция, магния, этилат и метилат натрия, смесь едкого натра с глицерином (см. Приложение 1).

В зависимости от агрегатного состояния реагирующего вещества и катализатора (твердое, жидкое или газообразное) последние могут быть трех видов: гомогенные, гетерогенные и смешанные.

Для ускорения технологических процессов катализаторы ис­пользуют в очень низких концентрациях, при этом они не расходу­ются и не остаются в конечном продукте.

Типичным примером является ускорение процесса агидрогенизации жидких масс при помощи никеля, в результате чего двойные связи превращаются в простые и растительное масло отвердевает. В качестве других примеров можно привести переэтерификацию жиров с применением этилата натрия или смеси едкого натра с гли­церином, когда получают жир с направленными свойствами, а также ускорение каталитического расщепления перекиси водо­рода в присутствии оксидов магния или меди.

ТР ТС 029/2012 установлены гигиенические нормативы приме­нения рассматриваемой группы пищевых ингредиентов, а также требования, касающиеся:

безопасности и применения при производстве пищевых про­дуктов;

процессов производства, хранения, перевозки, реализации и утилизации технологических вспомогательных средств;

оценки (подтверждения) соответствия;

маркировки, в том числе единым знаком обращения, на рынке государств – членов Таможенного союза [49].

Маркировка.

Должна включать слова «технологическое вспомо­гательное средство», согласно требованиям приложений 21-27 ТР ТС 029/2012.

Для ферментных препаратов – дополнительно содержать ука­зание вида(-ов), активности фермента(-ов), вида(-ов) микроорганизма(-ов) – продуцентов, источника происхождения.

Если технологическое вспомогательное средство предназначено не для розничной торговли, то в маркировку дается информация – «не для розничной продажи» [49, с. 17].

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Охарактеризуйте вспомогательные вещества. Каковы критерии, опре­деляющие границы понятий «технологическая пищевая добавка» и «вспомогательное вещество»?
2. Расскажите об оптимизации технологических процессов путем при­менения вспомогательных добавок.
3. Какова регламентация содержания технологических добавок и вспо­могательных веществ в готовых продуктах?
4. Охарактеризуйте охлаждающие й замораживающие агенты.