Пищевые и биологически активные добавки

Одним из наиболее перспективных способов ускорения технологических процессов является применение ферментных препаратов. Ферментные препараты применяются широкое пищевой промышленности для увеличения выхода готовок продукции, ускорения технологического процесса и улучшения качества продуктов питания. В настоящее время ферменты используют при производстве пива, спирта, соков, консервов, в хлебопекарной, рыбо- и мясоперерабатывающей промышленности.

По основным токсическим характеристикам ферментные препараты. используемые при обработке пищевых продуктов, подразделены на класс ферментов, относимых к пищевым продуктам и класс ферментов, не относимых к пищевым продуктам.

Ферменты, относимые к пищевым продуктам, включают три подкласса:

(I) ферменты, полученные из тканей животных, обычно используемых в пищу. Они считаются допустимыми, если для них могут быть разработаны удовлетворительные химические и микробиологические спецификации;

(II) ферменты, полученные из тканей растений, используемых в пищу. Они считаются допустимыми при таких же условиях;

(III) ферменты, полученные из микроорганизмов, традиционно применяемых в пище (условия допустимости - те же).

Ферменты, не относимые к пищевым продуктам, включают два подкласса:

(IV) ферменты, полученные из непатогенных микроорганизмов, являющихся обычными компонентами пищи. Они не считаются продуктами питания. Оценка этих ферментов в каждом случае проводится индивидуально, после чего устанавливается величина допустимого суточного потребления;

(V) ферменты, получаемые из малоизвестных микроорганизмов. Их препараты требуют химических и микробиологических спецификаций и более подробного токсикологического изучения, включая изучение хронической токсичности на подопытных животных.

Наименование ферментных препаратов согласно принятой в России и СНГ номенклатуре указывает на вид ферментной активности, например протеолитичеекую, вид продуцента и метод культивирования (поверхностный – П, глубинный – Г), а также степень чистоты препарата ферментов. Так, например, из названия Протосубтилин Г 10 следует, что фермент протеолитический, получен из B.subtilis глубинным методом и концентрирован десятикратно.

Ферментные препараты, используемые в качестве пищевых добавок, не должны содержать жизнеспособные формы продуцентов микрогрибов. В 1 г препарата содержание спор не должно превышать 100, а бактерий - 100 000 микробных тел.

К применению в хлебопекарной промышленности разрешены следующие ферментные препараты:

Благодаря применению этих ферментов из-за усиления гидролитических процессов и интенсивности брожения теста значительно повышается качество хлеба, а процесс тестоведения сокращается до 2,0...2,5 ч. Применение указанных технологических добавок приводит к лучшей разрыхленности мякиша, более приятным вкусу и аромату хлеба, а также лучшей окраске корки.

В пивоваренной промышленности применяют: Использование этих ферментов, добавляемых к ячменю в процессе его соложения, способствует разрушению клеточных стенок эндосперма, ускоряет гидролиз запасных частей зерна и облегчает доступ к ним других ферментов. Введение ферментов в затор в процессе пивоварения увеличивает выход и улучшает качество пива, повышает его стойкость при хранении.

В рыбо- и мясоперерабатывающей промышленности разрешены к применению следующие ферменты: ускоряют созревание соленой сельди, размягчает грубые сорта мяса;

Ферментный препараты используют в процессе переработки чайного листа, используют в виноделии и соковом производстве. Можно привести еще ряд примеров применения ферментных препаратов Особое место занимают ферментные препараты, получаемые из генетически модифицированных микроорганизмов В связи с развитием генной инженерии возникла необходимость оценки безопасности этих ферментных препаратов. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам в связи с этим отмечает, что возможности, создаваемые методами биотехнологии и генетической инженерии, влияют не только на создание новых источников ферментов, но и на производство других классов пищевых добавок.

Исследования на острую и хроническую токсичность показали безвредность этих разрешенных ферментов.

ХИМОЗИН А, получаемый из штамма Eschericilla coli К-12, содержащего ген телячьего прохамозина А. Результаты исследований на острую и хроническую токсичность явились основанием для установления на данный ферментный препарат неуточненного допустимого суточного потребления

 

4.2 Фиксаторы миоглобина

К фиксаторам миоглобина относятся вещества, обеспечивающие стойкий розовый цвет мясным и рыбным изделиям.

В качестве фиксаторов миоглобина применяют АЗОТИСТОКИСЛЫЙ НАТРИЙ (Е 250), АЗОТНОКИСЛЫЙ НАТРИЙ ( Е251) и АЗОТНОКИСЛЫЙ КАЛИЙ ( E252).

Нитриты, вступая в реакцию с пигментами мяса (миоглобином), образуют вещество красного цвета - нитрозогемоглобин, переходящий при тепловой обработке в гемохромоген, который и придает изделиям стойкий красный цвет.

В процессе хранения продуктов нитриты претерпевают химические превращения. При нагревании и хранении консервированных мясных продуктов содержание нитритов в них постоянно уменьшается. Из общего количества нитритов, введенных в мясные продукты, примерно 1/3 часть реагирует с миоглобином и актомиозином; остальное количество, по некоторым данным, взаимодействует с гидроксильными, сульфгидрильными и аминогруппами, превращаясь в окислы азота и аммиак. Отмечено, например, что при консервировании мяса образцы с наиболее высоким содержанием нитритов (0,035%) имеют минимальное содержание сульфгидрильных групп, а образцы с наименьшим содержанием нитритов (0,007%) — максимальное содержание.

Изучение распределения нитритов в процессе посола мяса позволило установить, что 5... 15% нитритов связываются с метгемоглобином, 1... 10% переходит в нитраты. 5....20% остается в виде нитритов, 1. .5% выделяется в виде газообразных продуктов, 1...5% взаимодействует с липидами, а 20.. .30% - с белками. При взаимодействии нитритов с пигментами мяса первым продуктом реакции является метгемоглобин, после чего образуется нитрозометгемоглобин и нитрозомиоглобин.

Часть нитритов и нитратов метаболизируется микрофлорой желудочно-кишечного тракта, а остальное количество их всасывается. Нитриты, поступая в кровь, взаимодействуют с гемоглобином, окисляя двухвалентное железо в его составе, в результате чего образуют нитрозогемоглобиин, трансформирующийся в метгемоглобин или частично в сульфгемоглобин. Вследствие этого кислородная емкость крови человека уменьшается.

 Токсичность  нитритов зависит как от дозы, от способности организма с  помощью метгемоглобинредуктазы восстанавливать метгемоглобин в гемоглобин. Чем меньше возраст грудных детей, тем тяжелее протекает нитритная интоксикация, так как у них частично или полностью отсутствует в эритроцитах метгемоглобинредуктаза. Кроме того, эмбриональный гемоглобин быстро окисляется нитритами.

Эпидемиологические исследования, сделанные при случайных отравлениях нитритами, когда нитрит натрия ошибочно применяли вместо поваренной соли, позволили сделать вывод, что острое отравление отмечается при одноразовой дозе 200...300 мг/кг, а летальная доза — 300...2500 мг на 1 кг массы тела, причем более низкая для детей и лиц пожилого возраста.

Обобщив все экспериментальные данные, Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил подпороговую дозу нитритов ниже 100 мг/кг массы тела в сутки. На этом основании с учетом коэффициента запаса 100 была принята ДСП, равная 0,4 мг/кг массы тела (за исключением детей грудного возраста), которая была снижена до 0,2 мг нитрита натрия на кг массы тела.

В связи с токсичностью применение нитратов и нитритов и качестве пищевых добавок строго регламентируется. В России нитрат калия запрещен к применению. С учетом максимально допустимых уровней нитратов и нитритов в пищевых продуктах человек при ежедневном употреблении 50...100 г колбасных изделий получает с ними не более 2,5...5,0 мг нитритов, что намного ниже ДСП нитритов. При КБА = 40 допустимое суточное потребление эквивалентно 100...200 мг нитратов.

В настоящее время во многих странах проводятся исследования с целью полного исключения использования нитритов в качестве пищевой добавки.

В нашей стране пытались заменить нитрит натрия на ЭРИТРАЗИН (Е 127). В ряде стран эта пищевая добавка используется как краситель. В то же время известно, что эритразин не является безвредной пищевой добавкой, так как он является ингибитором сукцинатдегидрогеназы и оказывает слабое мутагенное действие. Поэтому в качестве заменителя нитратов и нитритов для сохранения цвета мясных продуктов предложено использовать имидазол, тетразол, никотиновую кислоту и никотинамид и др.

Среди наиболее эффективных заменителей нитритов выявлены гексил- и метилникотинат, и смесь тригонедлина и нитрита. Свежая окраска мяса сохраняется до месяца, если его обработать 1%-ным водным раствором, содержащим никотинамид, аскорбат натрия, метафосфат натрия, полифосфат натрия и поваренную соль, после чего упаковать в вакууме и хранить при 0...3 "С. В качестве заменителя нитрита при изготовлении сырокопченых колбас предложено комплексное соединение Na2[Fe(CN)5NO]-2H20. При его использовании достигается очень быстрое покраснение фарша без переходной серой фазы, а воздействие на специфичную микрофлору при рН 6,45 и температуре 30 "С более интенсивно, чем в случае нитритно-посолочной смеси.

 

4.3 Вещества для отбеливания муки

 

Вещества для отбеливания муки являются сильными окислителями, в связи с чем обработка ими муки производится только на хлебопекарных предприятиях непосредственно перед использованием.

Эти отбеливатели хранят отдельно от муки и других продуктов питания. Добавление этих технологических добавок должно производиться строго по инструкции.

ГИПОСУЛЬФИТ НАТРИЯ является источником сернистого ангидрида. Поэтому гигиенические требования на его применение аналогичны требованиям на сернистый ангидрид. ДСД для которого составляет 0,7 мг/кг массы тела. В связи с тем, что сернистый ангидрид обладает способностью разрушать тиамин, его использование в продуктах, служащих источником этого витамина, не рекомендуется.

Бромноватокислый калий (бромат калия - Е 924а) Используется в качестве отбеливателя муки. Введенный в небольших количествах в муку бромат калия увеличивает пористость и эластичность мякиша, делает его более белым. В процессе выпечки бромат калия превращается в бромид калия, который безвреден для организма человека.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что безусловно допустимой дозой бромида для обработки муки, употребляемой человеком, является 0,..20 мг и условно допустимой для специальных целей, например дня некоторых сортов бисквитов, — 20.. 75 мг/кг массы тела. В нашей стране бромноватокислый калий разрешен для отбеливания муки в концентрации  40 мг/кг.

Во многих странах широко используются в качестве отбеливателей  двуокись хлора, окислы азота, пероксиды бензоата и ацетона, диамид угольной кислоты, перекись кальция, цистеин, являющиеся активными окислителями.

Двуокись хлора токсического действия на организм не оказывает, но активно разрушает токоферолы (витамин Е). Таким же свойством обладают бензоаты. Треххлористый азот вызывал в эксперименте на животных приступы моторного (двигательного) возбуждения.

 

Таблица 4.1 – Добавки, повышающие белизну муки

 

Отбеливатель	Продукт	Допустимая концентрация, мг/кг
Тиосульфат натрия (гипосульфит)	Мука	50
Диамид угольной кислоты	Опара	2000 вместе с ортофосфорной кислотой
Перекись кальция	Мука	20
Цистеин	Мука	200

 

 

4.4 Улучшители качества хлеба

 

Для повышения качества хлеба и хлебобулочных изделий применяют технологические добавки - улучшители. Благодаря комбинации различных компонентов улучшители хлеба имеют широкий спектр воздействия на его качество: улучшают биологические свойства теста; повышают газо- и влагоудерживающую способность теста и увеличивают эластичность мякиша. Улучшители хлеба нивелируют отдельные отклонения в качестве исходного сырья и в технологическом процессе приготовления хлеба таким образом, что они уже не оказывают отрицательного действия на качество готовых хлебобулочных изделий. Кроме того, улучшители способствуют замедлению черствения хлеба и увеличению продолжительности его хранения.

В зависимости от химического состава улучшители качества хлеба подразделяют наследующие группы:

• улучшители окислительного действия;
• улучшители восстановительного действия;
• модифицированные крахмалы
• ферментные препараты;
• поверхностно-активные вещества;
• комплексные улучшители.

Наиболее многочисленной группой пищевых добавок, используемых в хлебопекарном производстве, являются улучшители окислительного действия. К ним относятся аскорбиновая кислота (Е 300), азодикарбонамид (Е 927а), перекись кальция (Е 928) и др. Следует отметить, что в настоящее время в странах Европы, Канаде, Японии, России применение бромата калия (Е 924а) запрещено ввиду его канцерогенного действия.

Улучшители окислительного действия рекомендуется применять для муки с излишне растяжимой клейковиной, например для муки из проросшего зерна и зерна, поврежденного клопом-черепашкой.

Применение этих улучшителей повышает газоудерживаюшую способность теста, в результате чего возрастает объем хлеба, улучшаются эластичность и структура пористости мякиша, снижается  расплываемость подовых изделий. Оптимальная концентрация улучшителей 0,001...0,01 % к массе муки. При их избыточном количестве качество хлеба ухудшается: мякиш уплотняется, на корке образуются рубцы и бугры.