Пищевые добавки замедляющие микробную порчу продуктов

   Порча пищевого сырья и готовых продуктов — результат сложных физико-химических и микробиологических процессов: гидролитических, окислительных, развития микробиальной флоры. Они тесно связаны между собой. Возможность и скорость их прохождения определяются многими факторами: составом и состоянием пищевых систем, влажностью, рН среды, активностью ферментов, особенностями технологии хранения и переработки сырья, наличием в растительном и животном сырье антимикробных, антиокислительных и консервирующих веществ.

   Порча пищевых продуктов приводит к снижению их качества, ухудшению органолептических свойств, накоплению вредных и опасных для здоровья человека соединений, резкому сокращению сроков хранения. В итоге продукт становится непригодным к употреблению.

   Употребление в пищу испорченных продуктов, атакованных микроорганизмами и содержащих токсины, может привести к тяжелым отравлениям, а иногда и к летальному исходу. Значительную опасность представляют живые микроорганизмы, попадая с пищей в организм человека, они могут привести к тяжелым заболеваниям. Порча пищевого сырья и готовых продуктов приводит к огромным экономическим потерям. Поэтому обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов, увеличение сроков их хранения, уменьшение потерь имеют большое социальное и экономическое значение. Следует также помнить, что производство основного сельскохозяйственного сырья (зерна, масличного сырья, овощей, фруктов и т. д.) носит сезонный характер, оно не может быть сразу переработано в готовые продукты и требует значительных усилий для сохранения.

   Необходимость в сохранении (консервировании) собранного урожая, добычи, полученной в результате успешной охоты или рыболовства, собранных ягод и грибов, а также продуктов их переработки возникла у человека с давних времен. Он давно обратил внимание на ухудшение органолептических свойств хранящихся продуктов, их порчу и стал искать пути более эффективного их хранения и консервирования. Сначала это были сушка и засолка, применение специй, уксуса, масла, меда, соли (соление продуктов), сернистой кислоты длястабилизации вина. В конце XIX — начале XX в. с развитием химии начинают применять химические консерванты: бензойную и салициловую кислоты, производные бензойной кислоты. Широкое распространение консерванты получили в конце XX в. Это связано с необходимостью сохранения больших объемов перерабатываемого сельскохозяйственного сырья, стремлением обеспечить потребителей максимально широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от места производства и времени уборки урожая, уменьшением потерь готовой продукции, развитием токсикологии.

   Другое важное направление при сохранении сырья и пищевых продуктов — это замедление окислительных процессов, протекающих в их жировой фракции, с помощью антиоксидантов.

   Сохранность пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов достигается и другими способами: снижением влажности (сушкой), применением низких температур, нагреванием, засолкой, копчением. Мы, естественно, остановимся только на применении пищевых добавок, использование которых защищает продукты от порчи, продлевая срок их хранения.

Наиболее целесообразно использование антиокислителей для сохранения жировых продуктов, способных окисляться на свету под влиянием кислорода и тепла до гидропероксидов. В ходе дальнейшего окисления последних образуются токсичные альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жирные кислоты, различные продукты полимеризации и другие соединения. Для предотвращения окислительной порчи жиров применяются антиоксиданты и их синергисты.

Эти пищевые добавки включают три подкласса с учетом их функций:

антиокислители;

синергисты антиокислителей;

комплексообразователи.

Ряд соединений — лецитины (Е 322), лактаты (Е 325, Е 326) и др. — выполняют комплексные функции. Перечень антиокислителей, разрешенных к применению в Российской Федерации, приведен в таблице 6.1.

Жировые продукты содержат определенное количество природных антиокислителей, среди которых наибольшее значение имеют токоферолы (витамин Е), которыми особенно богаты растительные масла.

Токоферолы (Е 306, Е 307, Е 308, Е 309) в виде смеси изомеров в больших количествах содержатся в растительных жирах (50 — 100 %): масле пшеничных зародышей, кукурузном, подсолнечном и др. В животных жирах их содержание незначительно. Из смеси токоферолов наибольшую Е-витаминную и наименьшую антиоксидантную активность проявляет ?-токоферол, а ?-токоферол, наоборот, проявляет наименьшую витаминную активность и наибольшую антиоксидантную.

Токоферолы хорошо растворимы в маслах, устойчивы к действию высокой температуры, их потери при технологической обработке невелики. Они являются важнейшими природными антиоксидантами.

К природным антиокислителям относятся и эфиры галловой кислоты, некоторые флавоны (кверцетин), гваяковая кислота. Аскорбиновая кислота (витамин С) также обладает антиокислительными свойствами. Однако наряду с лимонной кислотой ее больше рассматривают как синергист антиокислителей, т.е. как вещество, усиливающее действие последних.

Аскорбиновая кислота и ее производные (Е 300) используются для предотвращения окислительной порчи пищевых жиров, в частности маргарина, топленых жиров, а также других продуктов. Представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворяющееся в воде и спирте. Легко разрушается при нагревании и воздействии кислорода воздуха, неустойчива в щелочной среде. Аскорбиновая кислота используется также для предотвращения образования N-нитрозаминов из нитратов и нитритов в колбасном и консервном производстве. Кроме того, введение аскорбиновой кислоты повышает пищевую ценность продуктов питания.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил безусловно допустимую суточную дозу для человека в пределах 0 — 2,5 мг и условно допустимую — 2,5 — 7,5 мг на 1 кг массы тела. Это значительно выше количества, которое добавляют в продукты в процессе производства.

Аскорбилпальмитат (Е304) и аскорбилстеарат (Е 305) — эфиры аскорбиновой кислоты с пальмитиновой, стеариновой, миристиновой и другими высокомолекулярными жирными кислотами также обладают антиоксидантными свойствами. Эфиры аскорбиновой кислоты не придают ингибируемым жирам посторонних вкуса и запаха, не изменяют их цвет. Особенно они эффективны при совместном использовании с фосфолипидами и ?-токоферолами. Аскорбилпальмитат — антиокислитель, обладающий С-витаминной активностью: 1 г аскорбилпальмитата соответствует по активности 0,425 мг аскорбиновой кислоты. Это вещество в качестве антиоксиданта разрешено в пищевой промышленности во многих странах Европы, но в России запрещено, хотя в зарубежных пищевых продуктах, поступающих по экспорту из Европы, аскорбилпальмитат может обнаруживаться.

Аскорбинат натрия (Е301) вместо аскорбиновой кислоты иногда используют в производстве колбас и изделий из мяса как стабилизатор окраски. Его количество составляет до 500 мг/кг.

Галлаты являются превосходными антиоксидантами. К наиболее распространенным галлатам, или эфирам галловой кислоты, относятся пропилгаллат (Е 310), октилгаллат (Е 311) и додецил-галлат (Е 312). Пропилгаллат представляет собой белый или светло-кремовый мелкий кристаллический порошок без запаха со слегка горьковатым вкусом. В присутствии следов железа придает продуктам сине-фиолетовую окраску, которая может быть устранена или ослаблена при добавлении лимонной кислоты или другого дезактиватора металлов. Октилгаллат и додецилгаллат также представляют собой мелкий кристаллический порошок с горьковатым вкусом, нерастворимый в воде и легко растворимый в жирах. Галлаты широко применяются для предохранения от окисления жиров и жирсодержащих продуктов. Пропилгаллат используют также при производстве бульонных мясных и куриных кубиков.

Гваяковая смола (Е 314) представляет собой нерастворимую в воде аморфную массу, состоящую в значительной мере из ?- и ?-гваяковых кислот. Смола добывается из тропического дерева Guajacum officinalis L. и применяется главным образом в качестве окислителя животных жиров в концентрации 1 — 2 г на 1 кг продукта. В России гваяковая смола как пищевая добавка запрещена к применению. Во многих странах Европы это вещество также не разрешено к применению или не упоминается в официальных документах по пищевым добавкам.

Изоаскорбиновая, или эриторбовая (Е 315), кислота и ее натриевая соль значительно хуже адсорбируются и задерживаются в тканях, чем аскорбиновая кислота. Кроме того, эриторбовая кислота неактивна и быстро выводится из организма. В результате этого она обладает низкой противоцинготной активностью и в значительной степени препятствует поглощению и задержке в тканях аскорбиновой кислоты, если концентрация эриторбовой кислоты хотя бы на один порядок выше, чем аскорбиновой кислоты.

Исследования показали, что суточная доза эриторбовой кислоты 600 мг не оказывает неблагоприятного действия на организм человека.

В качестве искусственных антиоксидантов предложено значительное количество синтетических веществ, среди которых известны о-, n-диполифенолы, эфиры галловой кислоты, пропил-галлат, бутилокситолуол, бутилоксианизол и др. В этих целях используются также додецилгаллат, представляющий собой нормальный додециловый эфир 3,4,5-тригидроксибензойной кислоты.

Наибольшее распространение в мире получили бутилоксианизол и бутилокситолуол, имеющие сходный механизм антиокислительного действия. Эти вещества хорошо растворимы в жирах, нерастворимы в воде и эффективно подавляют процессы окисления жировых компонентов в концентрации 20 — 200 мг на 1 кг продукта. Этими веществами также можно пропитывать упаковочный материал для жиров и изделий, содержащих в значительных количествах жир.

Бутилгидроксианизол (Е 320) используют в пищевой промышленности для замедления окисления животных топленых жиров и соленого шпика. Соединение устойчиво к действию высокой температуры и его можно добавлять в продукты, подвергающиеся варке, сушке, обжариванию и др. Бутилгидроксианизол не растворяется в воде, малотоксичен, всасывается в желудочно-кишечном тракте. При поступлении в организм в повышенных количествах он откладывается в жировых тканях. Активность бутил-гидроксианизола повышается в присутствии других фенольных антиокислителей или синергистов.

На основании проведенных токсикологических исследований Объединенный комитет экспертов ФДО/ВОЗ по пищевым добавкам установил уровень суточной дозы, не вызывающей существенного действия этого вещества, 0,5 % общего количества пищи, что эквивалентно 250 мг на 1 кг массы тела.

Безусловно допустимой суточной дозой бутилгидроксианизола для человека является 0 — 0,5 мг на 1 кг массы, условно допустимой — 0,5 — 2,0 мг/кг. При установлении допустимых доз должно быть учтено наличие других фенольных антиокислителей в пище.

Бутилгидрокситолуол, или ионол (Е 321), также применяют в пищевой промышленности для замедления окисления животных топленых жиров и соленого шпика. Бутилгидрокситолуол не вылет изменения органолептических свойств пищевых жиров, легко всасывается и накапливается в жировых тканях человека.

При проведении токсикологических исследований на животных установлено, что сам бутилгидрокситолуол не оказывает каногенного действия, но усиливает канцерогенность некоторых других химических веществ. Исследования хронической токсичности не выявили специфических признаков интоксикации.

Химическая структура бутилгидрокситолуола предполагает возможность задержки процессов обмена, а жировая нагрузка в диете усиливает его токсичность.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил для бутилгидрокситолуола только условно допустимую суточную дозу, равную 0 — 0,5 мг на 1 кг массы человека.

Существенным дополнением к антиокислителям служат синергисты — добавки, усиливающие антиокислительное действие. Наиболее важными синергистами являются лимонная кислота и ее эфиры моноизопропил- и моностеарилцитрат. Действие лимонной кислоты основано на связывании металлов с образованием хелатных комплексов. Применяют лимонную кислоту и ее эфиры в концентрации 0,2 — 1,5 г на 1 кг продукта.

Лимонная кислота (Е 330), одно-, двух- и трехзамещенные цитраты натрия (Е331), двух- и трехзамещенные цитраты калия (Е332), цитраты кальция (Е 333) применяются как регуляторы кислотности, стабилизаторы и комплексообразователи.

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

Сходное действие оказывает винная кислота и ее натриевая, кальциевая и калиевая соли. Обычно винную кислоту применяют в концентрации 2 г/кг. В виде эфиров с глицерином она может добавляться также в жирсодержащие продукты.

Винная кислота (Е 334) — синергист антиокислителей, комп-лексообразователь, ее соли — тартраты (Е 335– Е 337) — комплексообразователи.

Антиокислительные свойства проявляют и некоторые пряности: анис, кардамон, кориандр, укроп, фенхель, имбирь, красный перец.

Синергическим действием обладают также малеиновая, фума-ровая, фитиновая, никотиновая и n-аминосалициловая кислоты, аминокислоты, тиамин и некоторые сульфамиды.