Пищевые добавки: консерванты

Стадия внесения консерванта в продукт определяется технологией его производства. Оптимальным  считается момент внесения сразу  после пастеризации или стерилизации, когда в результате термообработки снижается уровень обсеменённости микроорганизмами, а добавка консерванта  позволяет сохранять его достаточно долго.

Пищевые продукты очень  разнообразны по своему составу и  способу производства. Даже один и  тот же продукт, произведённый по одной и той же технологии на разных предприятиях, не получается совершенно одинаковым. Поэтому в условиях конкретного  производства рекомендуется проведение предварительных испытаний, которые  позволят уточнить перечень подходящих консервантов и их концентрацию, а  также проверить их совместимость  с компонентами конкретного продукта.

 

1.3 Вещества, применяемые в качестве консервантов, и требования к их качеству

 

Химические консерванты  должны обеспечивать длительное хранение продуктов, не оказывая какого-либо отрицательного влияния на его органолептические  свойства, пищевую ценность и здоровье потребителя. Эффективность действия консерванта зависит от его концентрации, рН, качественного состава микрофлоры. Ни один из известных консервантов не является универсальным для всех продуктов питания. Каждый консервант имеет свой спектр действия. 
 
Аскорбиновая кислота. Антимикробное действие консервантов усиливается в присутствии аскорбиновой кислоты. Консерванты могут оказывать бактерицидное (уничтожать, убивать микроорганизмы) или бактериостатическое (останавливать, замедлять рост и размножение микроорганизмов) действие. 
 
Одним из основных признаков гигиенического регламентирования химических консервантов является их использование в концентрациях, минимальных для достижения технологического эффекта. 
 
Применение антимикробных веществ в более низких дозах может способствовать размножению микроорганизмов. Это необходимо учитывать при разработке санитарных правил и норм для пищевых добавок и их практическом применении. 
 
Соединения серы. К широко распространенным консервантам относятся такие соединения серы, как сульфит натрия безводный (Na₂S0₃) или его гидратная форма (Na₂S0₃ 7H₂0), метабисуль-фат (тиосульфат) натрия кислый (Na₂S₂0₃), или гидросульфит натрия (NaHS0₃). Они хорошо растворимы в воде и выделяют сернистый ангидрид (S0₃), которым и обусловлено их антимикробное действие. Сернистый ангидрид и выделяющие его вещества подавляют главным образом рост плесневых грибов, дрожжей и аэробных бактерий. В кислой среде этот эффект усиливается. В меньшей степени соединения серы оказывают влияние на анаэробную микрофлору. Сернистый ангидрид обладает высокой восстанавливающей способностью, так как он легко окисляется. Благодаря этим свойствам соединения серы являются сильными ингибиторами дегидрогеназ, предохраняя картофель, овощи и фрукты от неферментативного потемнения. Сернистый ангидрид относительно легко уходит из продукта при нагревании или длительном контакте с воздухом. Вместе с тем он способен разрушать тиамин и биотин и усиливать окислительный распад токоферола (витамина Е). Соединения серы нецелесообразно использовать для консервирования продуктов питания, являющихся источником этих витаминов. 
 
Попадая в организм человека, сульфиты превращаются в сульфаты, которые хорошо выводятся с мочой и фекалиями. Вместе с тем большая концентрация соединений серы, например однократное пероральное введение 4 г сульфита натрия, может вызвать токсические явления. Уровень приемлемого суточного потребления (ПСП) сернистого ангидрида, установленный ОКЭПД ФАО/ ВОЗ, составляет 0,7 мг на 1 кг массы тела человека. Ежедневное потребление сульфитированных продуктов питания может привести к превышению допустимой суточной дозы. Так, с одним стаканом сока в организм человека вводится примерно 1,2 мг сернистого ангидрида, 200 г мармелада, зефира или пастилы — 4 мг, 200 мл вина — 40...80 мг. 
 
Содержание в пищевых продуктах диоксида серы менее 10 мг на 1 кг (л) не указывается на упаковке (этикетке) продукта. 
 
Сорбиновая кислота. Она обладает главным образом фунгицид-ным действием благодаря способности ингибировать дегидроге-назы и не подавляет рост молочнокислой флоры, поэтому используется обычно в комплексе с другими консервантами, в основном с сернистым ангидридом, бензойной кислотой, нитритом натрия. Широко применяются соли сорбиновой кислоты. 
 
Антимикробные свойства сорбиновой кислоты мало зависят от величины рН, поэтому она широко используется при консервировании фруктовых, овощных, яичных, мучных изделий, мясных, рыбных продуктов, маргарина, сыров, вина. 
 
Сорбиновая кислота — вещество малотоксичное, в организме человека она легко метаболизируется с образованием уксусной и 
 
В-оксимасляной кислот. Однако существует возможность образования D-лактона сорбиновой кислоты, обладающего канцерогенной активностью. 
 
Бензойная кислота. Антимикробное действие бензойной кислоты (С₇Н₆0₂) и ее солей — бензоатов (C₇H₅0₅Na и др.) основано на способности подавлять активность ферментов. В частности, при ингибировании каталазы и пероксидазы накапливается пероксид водорода, угнетающий деятельность микробной клетки. Бензойная кислота способна блокировать сукцинатдегидрогеназу и липазу — ферменты, расщепляющие жиры и крахмал. Она подавляет рост дрожжей и бактерий маслянокислого брожения, слабо действует на бактерии уксуснокислого брожения и совсем незначительно — на молочнокислую флору и плесени. 
 
В качестве консервантов применяют также n-оксибензойную кислоту и ее эфиры (метиловый, этиловый, n-пропиловый, «-бутиловый). Однако их консервирующие свойства менее выражены, возможно отрицательное влияние на органолептические свойства продукта. 
 
Бензойная кислота практически не накапливается в организме человека. Она входит в состав некоторых плодов и ягод как природное соединение; эфиры n-оксибензойной кислоты — в состав растительных алкалоидов и пигментов. В небольших концентрациях бензойная кислота образует с гликолом гиппуровую кислоту и полностью выделяется с мочой. В больших концентрациях возможно проявление токсических свойств бензойной кислоты. Допустимая суточная доза составляет 5 мг на 1 кг массы тела человека. 
 
Борная кислота. Борная кислота (Н₃В0₃) и бораты обладают способностью накапливаться в организме человека, главным образом в мозге и нервных тканях, проявляя высокую токсичность. Они снижают потребление тканями кислорода, синтез аммиака и окисление адреналина. В этой связи в нашей стране эти вещества не применяются. 
 
Пероксид водорода. В ряде стран при консервировании молока, предназначенного для изготовления сыров, используется пероксид водорода (Н₂0₂). В готовом продукте он должен отсутствовать. Каталаза молока его расщепляет. 
 
В нашей стране пероксид водорода применяется для обесцвечивания боенской крови. Дополнительно вносят каталазу для удаления остатков пероксида водорода. Каталаза применяется при изготовлении кореньев для различных полуфабрикатов. 
 
Гексаметилентетрамин, или уротропин, гексалин. Действующим началом этих соединений является формальдегид (СН₂0). В нашей стране гексамин (C₆H12N₄) разрешен для консервирования икры лососевых рыб и выращивания маточных культур дрожжей. Его содержание в зернистой икре составляет 100 мг на 1 кг продукта. В готовых дрожжах содержание гексалина не допускается. 
 
Допустимая суточная доза, установленная ВОЗ, составляет не более 0,15 мг на 1 кг массы тела человека. 
 
За рубежом гексаметилентетрамин используется при консервировании колбасных оболочек и холодных маринадов для рыбной продукции. 
 
Циклические соединения (Дифенил,бифенило-фенилфенол) - 
 
 труднорастворимые в воде, обладают сильными фунгицидными свойствами, препятствующими развитию плесневых и других грибов. 
 
Вещество применяется для продления срока хранения цитрусовых путем их погружения на непродолжительное время в 0,5...2%-ный раствор или пропитывания этим раствором оберточной бумаги. В нашей стране эти консерванты не применяются, однако реализация импортируемых цитрусовых плодов с использованием данного консерванта разрешена. 
 
Рассматриваемые соединения обладают средней степенью токсичности. При попадании в организм из него выводится около 60 % дифенилов. 
 
Допустимая суточная доза согласно рекомендациям ВОЗ составляет для дифенила 0,05, для о-фенилфенола 0,2 мг на 1 кг массы тела человека. В разных странах допускается различный уровень остаточного содержания дифенилов в цитрусовых — 20... 110 мг на 1 кг массы тела человека. Рекомендуется тщательно мыть цитрусовые плоды и вымачивать их корочки, если они используются в питании. 
 
В Российской Федерации органические кислоты (муравьиная, пропионовая, салициловая и др.) используются только для консервирования грубых кормов сельскохозяйственных животных. 
 
Муравьиная кислота. По своей органической структуре муравьиная кислота (НСООН) относится к жирным кислотам и обладает сильным антимикробным действием. В небольших количествах муравьиная кислота встречается в растительных и животных организмах. 
 
При больших концентрациях она оказывает токсическое действие, в пищевых продуктах обладает способностью осаждать пектины, поэтому в целом она ограниченно используется в качестве консерванта. 
 
В нашей стране в качестве солезаменителей в диетическом питании применяются соли муравьиной кислоты — формиаты. 
 
Для муравьиной кислоты и ее солей ДСД не должна превышать 0,5 мг на 1 кг массы тела человека. 
 
Пропионовая кислота. Так же как и муравьиная, пропионовая кислота (С₂Н₅СООН) широко распространена в живой природе, являясь промежуточным звеном цикла Кребса, обеспечивающего биологическое окисление белков, жиров и углеводов. 
 
В США пропионовая кислота применяется в качестве консерванта при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, предупреждая их плесневение. В ряде европейских стран она добавляется в муку. 
 
Соли пропионовой кислоты, в частности пропионат натрия, малотоксичны. Суточная доза последнего в количестве 6 г не вызывает каких-либо отрицательных явлений, в связи с чем ОКЭПД ВОЗ она не установлена. 
 
Салициловая кислота. Вещество традиционно используется при домашнем консервировании томатов и фруктовых компотов. В Великобритании соли салициловой кислоты — салицилаты — применяются для консервирования пива. Наиболее высокие антимикробные свойства салициловой кислоты проявляются в кислой среде. 
 
В настоящее время установлена токсичность салициловой кислоты и ее солей, поэтому использование салициловой кислоты в России в качестве пищевой добавки запрещено. 
 
Диэтиловый эфир пироугольной кислоты. Он может подавлять рост дрожжей, молочнокислых бактерий и в меньшей степени плесеней и в отдельных странах используется для консервирования напитков. Вещество обладает запахом фруктов. При концентрации более 150 мг вещества на 1 кг изделия ухудшаются вкусовые качества напитков и проявляются его токсические свойства. 
 
Эфир взаимодействует с пищевыми компонентами продукта — витаминами, аминокислотами, аммиаком. В частности, реакция эфира с аммиаком приводит к образованию канцерогенного соединения — эфира этилкабаламиновой кислоты, способного проникать через плаценту материнского организма. В нашей стране рассматриваемый препарат запрещен к применению в качестве пищевой добавки. 
 
Нитраты и нитриты натрия и калия. В качестве антимикробных средств при производстве мясных и молочных продуктов широко применяются нитраты и нитриты натрия и калия (NaN0₃, KN0₃, NaN0₂, KN0₂). При изготовлении колбасных изделий нитрит натрия добавляется не более 50 мг на 1 кг готового продукта, некоторых сортов сыров и брынзы — не более 300 мг на 1 л используемого молока. В продуктах детского питания применение этих веществ не допускается. 
 
Нафтохиноны. Вещества применяются для стабилизации безалкогольных напитков и обеспечивают подавление роста дрожжей. Наиболее широкое распространение получили юглон (5-окси-1,4-нафтохинон) и плюмбагин (2-метил-5-окси-1,4-нафтохинон). Консервирующий эффект юглон проявляет в концентрации 0,5 мг на 1 л, плюмбагин — 1 мг на 1 л. Они малотоксичны и обладают 100-кратным порогом безопасности. 
 
Выбор консервантов и их дозировка зависят от степени бактериальной загрязненности и качественного состава микрофлоры; условий производства и хранения; химического состава продукта и его физико-химических свойств; ожидаемого срока годности. 
 
Не допускается использование консервантов при производстве продуктов массового потребления: молока, сливочного масла, муки, хлеба (кроме фасованного и упакованного для длительного хранения), свежего мяса, продуктов детского и диетического питания, а также обозначаемых как «натуральные» или «свежие». 
 
Консервантам, не разрешенным к применению в производстве в Российской Федерации, относятся: азиды, антибиотики, Е 284 борная кислота, Е 285 бура (боракс), Е 233 тиабендазол, Е 243 диэтилдикарбонат, озон, этиленоксид, пропиленоксид, салициловая кислота, тиомочевина. 
 
Запрещенным консервантом также является Е 240 формальдегид.

 

 

 

 

 

1.4 Пищевые Консерванты (E-200 - E-299) 
 
Пищевые добавки — вещества, добавляемые в продукты питания для придания им желаемых свойств, например определённого аромата (ароматизаторы), цвета (красители), длительности хранения (консерванты), вкуса, консистенции. 

Пищевые Консерванты  таблица (E-200 - E-299)

Код вещества	Статус Консерванта	Название - Консерванты (англ.)	Название - Консерванты (русс.)
Е-200		Sorbic Acid	Сорбиновая кислота
Е-201		Sodium Sorbate	Сорбат натрия
Е-202		Potassium Sorbate	Сорбат калия
Е-203		Calcium sorbate	Сорбат кальция
E-209		Heptyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты гептиловый эфир
Е-210		Benzoic Acid	Бензойная кислота
Е-211		Sodium Benzoate	Бензоат натрия
Е-212		Potassium Benzoate	Бензоат калия
Е-213		Calcium Benzoate	Бензоат кальция
Е-214		Ethyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты этиловый эфир
Е-215		Sodium Ethyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты этилового эфира натриевая соль
Е-216	Консервант запрещен к применению	Propyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты пропиловый эфир
Е-217	Консервант запрещен к применению	Sodium Propyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты пропилового эфира натриевая соль
Е-218		Methyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты метиловый эфир
Е-219		Sodium Methyl p-hydroxybenzoate	Пара-гидроксибензойной кислоты метилового эфира натриевая соль
Е-220		Sulphur Dioxide	Диоксид серы
Е-221		Sodium Sulphite	Сульфит натрия
Е-222		Sodium Hydrogen Sulphite	Гидросульфит натрия
Е-223		Sodium Metabisulphite	Пиросульфит натрия
Е-224		Potassium Metabisulphite	Пиросульфит калия
Е-225		Potassium Sulphite	Сульфит калия
Е-226		Calcium Sulphite	Сульфит кальция
Е-227		Calcium Hydrogen Sulphite	Гидросульфит кальция
Е-228		Potassium Hydrogen Sulphite	Гидросульфит калия (бисульфит калия)
Е-230		Biphenyl, Diphenyl	Бифенил, дифенил
Е-231		Orthophenyl Phenol	Ортофенилфенол
Е-232		Sodium Orthophenyl Phenol	Ортофенилфенол натрия
Е-233		Thiabendazole	Тиабендазол
Е-234		Nisin	Низин
Е-235		Natamycin (Pimaricin)	Натамицин (пимарицин)
Е-236		Formic Acid	Муравьиная кислота
Е-237		Sodium Formate	Формиат натрия
Е-238		Calcium Formate	Формиат кальция
Е-239		Hexamethylene Tetramine	Гексаметилентетрамин
Е-240	Консервант запрещен к применению	Formaldehyde	Формальдегид
Е-241		Gum Guaicum	Гваяковая смола
Е-242		Dimethyl Dicarbonate	Диметилдикарбонат
Е-249		Potassium Nitrite	Нитрит калия
Е-250		Sodium Nitrite	Нитрит натрия
Е-251		Sodium Nitrate	Нитрат натрия
Е-252		Potassium Nitrate	Нитрат калия
Е-260		Acetic Acid	Уксусная кислота
Е-261		Potassium Acetate	Ацетат калия
Е-262		Sodium Acetates (i) Sodium Acetate (ii) Sodium Hydrogen Acetate (Sodium Diacetate)	Ацетаты натрия: ацетат натрия, гидроацетат натрия (диацетат натрия)
Е-263		Calcium Acetate	Ацетат кальция
Е-264		Ammonium Acetate	Ацетат аммония
E-265		Dehydroacetic Acid	Дегидроацетовая кислота
E-266		Sodium Dehydroacetate	Дегидроацетат натрия
Е-270		Lactic Acid	Молочная кислота
Е-280		Propionic Acid	Пропионовая кислота
Е-281		Sodium Propionate	Пропионат натрия
Е-282		Calcium Propionate	Пропионат кальция
Е-283		Potassium Propionate	Пропионат калия
Е-284		Boric Acid	Борная кислота
Е-285		Sodium Tetraborate (Borax)	Тетраборат натрия (бура)
Е-290		Carbon Dioxide	Диоксид углерода
Е-296		Malic Acid	Яблочная (малоновая) кислота
Е-297		Fumaric Acid	Фумаровая кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Контроль за стандартами

 
Контроль за стандартами микробиологической чистоты препарата производится с помощью специальных испытаний и тестов и подразумевает проверку концентрации микробных тел на единицу продукта, а также их (микробных тел) идентификацию. Европейские официальные стандарты микробиологической чистоты категорически не допускают наличия патогенных и некоторых условно патогенных микроорганизмов. Наши, отечественные ГОСТы лояльнее и допускают некоторое наличие, например, непатогенных дрожжевых грибков. Вот почему соответствие западным нормам говорит о куда большей качественности продукта. 
 
Микробиологические стандарты чистоты распространяются не только на конечный продукт, но и на косметическое сырье. По требованиям и ГОСТа, и ЕС, и тем более GMPC любое сырье, прежде чем из него сделают косметику, должно пройти тесты на микробиологическую чистоту. Особенно это актуально для природного сырья: опыт показывает, что даже спиртовые экстракты растений могут содержать огромное количество микробных тел. Поэтому при производстве косметики используются быстродействующие вещества – биоциды – которые способны в течение нескольких секунд уничтожить микробов. 
 
Консерванты по ЕС должны отвечать следующим критериям: 
 
·                     эффективность против широкого спектра микроорганизмов; 
 
·                     бактерицидный эффект; 
 
·                     бактериостатический эффект; 
 
·                     растворимость внутри препарата либо распределение в воде или на поверхности раздела фаз (водной и масляной); 
 
·                     хорошая смешиваемость; 
 
·                     совместимость с сырьем и упаковочными материалами; 
 
·                     стабильность в широком диапазоне значений рН; 
 
·                     температурная стабильность; 
 
·                     низкая токсичность для человека и окружающей среды; 
 
·                     хорошее соотношение цена/качество. 
 
В современной косметической промышленности применяются мультикомпонентные системы, удовлетворяющие сразу всем критериям. К их преимуществам относят: 
 
·                     расширение антимикробного спектра действия; 
 
·                     синергический антимикробный эффект; 
 
·                     снижение токсичности; 
 
·                     уменьшение риска устойчивости микроорганизмов; 
 
·                     снижение концентрации консервирующей смеси. 
 
Каждому препарату полагается собственная концентрация консервантов – обычно она подбирается опытным путем, в соответствие с рекомендациями производителей сырья. Ведь в креме, содержащем большое количество белковых продуктов, концентрация консервантов должна быть выше, чем в геле. Однако общие принципы использования консервантов формулируются так: «чем меньше, тем лучше» и «столько, сколько технологически необходимо». 
 
Другими словами, концентрация консерванта не должна быть ни слишком низкой, ни слишком высокой. Недостаточная дозировка может привести к адаптации микроорганизмов, а слишком высокая – к увеличению токсичности косметического препарата. И наилучшим способом определить оптимальную концентрацию считают микробиологический тест. Этот же тест определяет и устойчивость консерванта во времени – все для того, чтобы производитель имел право указать на этикетке: «срок годности – 3 года». Что представляет собой тестирование. Например, крем помещается в термостат при температуре 50С (создавая микробам оптимальные условия для жизни) и через определенные промежутки времени берутся пробы на увеличение числа микробных тел. Если увеличения нет – значит, крем полностью сохранил все свои свойства, и прошел тест успешно. Если же микробы размножаются – значит, либо неправильно выбрана дозировка, либо неверно подобран сам консервант, либо производитель просто завысил срок годности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

С помощью  добавления химических консервантов в  пищу, можно добиться замедления или  полного предотвращения процессов  развития микрофлоры - бактерий, дрожжей, а так же продлить сохранность  продуктов. Эффективность использования  химических консервантов зависит от их концентрации, природы и кислотности  среды. Возможно, применение целой смеси  консервантов.

В настоящее  время, с целью оптимизации положительного действия консервантов, для каждой группы продуктов разработаны специальные  сбалансированные смеси консервантов, обеспечивающие универсальное применение.

Основной  проблемой является определение  оптимальной концентрации консервантов. Недостаточное количество консервантов не обеспечивает хранения на заданный период времени, а их избыток может  быть неприемлем в связи с ухудшением качества защищаемых продуктов, или  по экономическим соображениям.

Разумеется, консерванты не могут компенсировать низкого качества сырья или нарушение  правил промышленной санитарии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература 

1. Безвредность пищевых продуктов [Текст] / Под ред. Г. Робертса. – М.: Мир, 1988. – с. 289.
2. Иванова, Л.А., Войно, Л.И., Иванова, И.С. Пищевая биотехнология: в 4-х кн. Кн. 2. [Текст] – М.: КолосС, 2008. – с. 472.
3. Донченко, Л.В. / Безопасность пищевых продуктов [Текст] – М., - 1999. – с.342
4. Посторонние вещества и пищевые добавки в продуктах [Текст] — М.: Легкая пром-сть, 1982. — с. 264
5. Рогов, И.А., Антипова, Л.В., Шуваева, Г.П. / Пищевая биотехнология: в 4-х кн. Кн. 1. [Текст] – М.: КолосС, 2004. – с. 440.