Определение консервантов в продуктах питания

 

2. Основные сведения о консервантах и их применении

 

 

Консерванты добавляются к пищевым  продуктам с цель предотвращения их микробиологической порчи и увеличения срока годности.

       Консерванты не  могут компенсировать низкое  качество сырья и нарушение  правил промышленной санитарии.  Если продукт бактериально сильно  загрязнён или начал портиться,  консерванты уже бесполезны. 

2.1. Общие сведения 

 

Под консервированием пищевых продуктов  понимают меры, направленные против развития в продукте вредных микроорганизмов, образования ими токсинов, предотвращения плесневения, появления неприятных вкуса и запаха. Различают физическое, биологическое и химическое консервирование.

Самые известные физические методы, препятствующие росту микробов: стерилизация и пастеризация (тепловая обработка), охлаждение и замораживание (воздействие холодом), высушивание (удаление воды) и обработка ионизирующими излучениями. Биологическое консервирование предполагает воздействие на пищевой продукт безвредных для здоровья человека культур микроорганизмов с целью предотвращения развития патогенной или другой нежелательной микрофлоры. Химические методы консервирования заключаются в добавлении определённых веществ, которые подавляют развитие микроорганизмов. Такие вещества называют консервантами. На практике, как правило, не пользуются только одним методом консервирования: с давних пор успешно сочетают различные методы. Например, при копчении воздействие антимикробных составляющих дыма дополняется подсушиванием, а хранить копчёности рекомендуется при пониженной температуре.

Наиболее используемыми консервантами  в настоящее время являются: поваренная соль, этиловый спирт, уксусная (Е 260), сернистая (Е 220), сорбиновая (Е 200), бензойная (Е 210) кислоты и некоторые их соли (Е 202, Е 203, Е 211, Е 221...Е 228, Е 261...Е 263), углекислый газ

(Е 290), нитриты (Е 249, Е 250), нитраты  (Е 251, Е 252), низин (Е 234). Сахар  в концентрации более 50% также проявляет антимикробное действие. Установлено, что высокую антимикробную активность проявляют эфирные масла чеснока, корицы, чабреца и ряда других растений.

Многие из консервантов обнаружены в природе. Сорбиновая (2,4-гексадиеновая) кислота встречается в ягодах рябины (Sorbus aucuparia), бензойная - в ягодах брусники (Vaccinium vitis-ideea L.), черники (Vaccinium myrtillus L.), в мёде, кислом молоке, йогурте и сыре. Молочная и уксусная кислоты образуются в результате молочно- или уксуснокислого брожения в винах, кисломолочных продуктах и квашеных овощах; низин продуцируется бактериями вида Streptococcus lactis и встречается во всех кисломолочных продуктах. Для промышленного использования эти консерванты получают синтетически, но они полностью идентичны натуральным.

Консерванты можно условно разделить  на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием (помимо других полезных свойств). Действие первых направлено непосредственно  на клетки микроорганизмов (замедление ферментативных процессов, синтеза белка, разрушение клеточных мембран и т. п.), вторые отрицательно влияют на микробы, в основном, за счёт снижения рН среды, активности воды или концентрации кислорода. Соответственно, каждый консервант проявляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов. Иными словами, каждый консервант имеет свой спектр действия. 

 

 

2.2. Применение консервантов

 

 

Применение веществ, обладающих консервирующим действием, - поваренной соли, уксуса, сахара, углекислого газа этилового спирта - давно и хорошо известно. Обычно их используют в количестве нескольких процентов или десятков процентов, чаще добиваясь определённого вкуса пищевого продукта, а консервирующее действие рассматривают как побочное.

Вещества, условно отнесённые к  собственно консервантам, - сорбиновая, бензойная, сернистая кислоты и  их соли, нитраты, нитриты, низин - используются в гораздо меньших количествах (менее 0,5%) и практически не влияют на органолептические показатели продукта.

Основные области использования нитратов и нитритов - мясопродукты и сыры. Антимикробное действие самих нитратов незначительно, но в мясопродуктах они превращаются в нитриты. Нитриты не только способствуют образованию требуемой окраски и специфического аромата мясных продуктов, но и защищают их от окислительной и бактериальной порчи. Действие нитритов направлено, главным образом, против бактерий рода Clostridium, образующих ботулиновые токсины. В соответствии с «Санитарными правилами по применению пищевых добавок» №1923-78, остаточное содержание нитритов в готовом мясном продукте не должно превышать 30...50 мг/кг; нитраты применяются в сырах согласно ТИ, но не более 300 мг/л обрабатываемого молока.

Сернистая кислота, её соли и сернистый ангидрид давно и широко применяются в виноделии, производстве соков, для сохранения фруктовых полуфабрикатов промышленной переработки (перед использованием полуфабриката консервант удаляют нагреванием или вакуумированием). Действие сернистой кислоты, в основном, бактериостатическое. Кроме того, она обладает антиокислительными свойствами и замедляет реакции ферментативного и неферментативного побурения. Добавление сернистого ангидрида во время и после приготовления вина приводит к связыванию ацетальдегида, стабилизации окраски, микробиологической устойчивости. В соответствии со своим спектром действия диоксид серы, прежде всего, предотвращает болезни вина: уксуснокислое, молочнокислое скисание, маннитное брожение, мышиный привкус и ожирение вина. Согласно «Санитарным правилам по применению пищевых добавок» № 1923-78, предельно допустимые концентрации (ПДК) сернистого ангидрида в соках и винах, как правило, не более 150...400 мг/л; во фруктовых продуктах, подлежащих дальнейшей переработке, - до 3 г/кг.

Низин - это природный антибиотик, продуцируемый молочнокислыми бактериями вида Streptococcus lactis. Он предохраняет продукты от грамположительных термоустойчивых бактерий и их спор. Он неэффективен против дрожжей, плесеней и грамотрицательных бактерий. В РФ низин разрешён для применения в производстве плавленых и других сыров (200...600 г/т), молочных продуктов (50...150 г/т), овощных и фруктовых консервов (100...200 г/т).

Консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот - собственно сорбиновая и бензойная кислоты, сорбат калия, сорбат кальция, бензоат натрия - могут применяться в производстве маргаринов, майонезов, соусов и салатных заправок, безалкогольных напитков, при консервировании фруктов и овощей. Благодаря отсутствию влияния на вкус и проявлению консервирующего действия в слабокислой среде (при рН < 6,5), сорбиновая кислота и её соли применяются также для увеличения сохранности вин, кондитерских, хлебобулочных изделий, сыров, а также в приготовлении противоплесеневых упаковочных материалов. Например, добавка в масляный крем 0,2% сорбиновой кислоты позволяет увеличить срок хранения кремовых тортов и пирожных при температуре 2...8°С с 36 до 120 часов (ОСТ 10-060-95 «Торты и пирожные»); обработка поверхностей батонов полукопчёных колбас концентрированным раствором сорбата калия увеличивает срок хранения без плесневения в 4 раза; маргарин, содержащий сорбиновую кислоту, хранится при 6...8°С не менее 2 мес. вместо обычных 20 дней (ГОСТ 240-85 «Маргарин»); безалкогольный напиток с добавкой сорбата к хранится до 180 сут.

Антимикробное действие консервантов на основе бензойной кислоты направлено, в основном, против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинобразующие, но самым активным в отношении этих микроорганизмов консервантом является сорбиновая кислота и её соли. Поскольку сорбиновая кислота очень активна в отношении дрожжей, в тесто для хлебобулочных изделий добавляют её специальную форму ПАНОСОРБ®, не угнетающую дрожжи до термообработки. Существует специальная форма сорбата калия ВИНОСОРБ®, позволяющая избежать нежелательных технологических эффектов при консервировании вин.

Рекомендуемые ориентировочные дозы внесения сорбиновой, бензойной кислот, сорбата калия и бензоата натрия приведены в табл. 1 и 2. Применительно к конкретной рецептуре и конкретному производству эти дозировки могут быть уточнены.

При разработке конкретной рецептуры  внесения консерванта в продукт необходимо учитывать следующее:

— кислотность среды влияет на эффективность консервантов - чем  более кислую реакцию имеет  продукт, тем меньше в него требуется добавлять консерванта;

— как правило, продукты пониженной калорийности имеют высокое содержание воды и легко подвергаются порче, поэтому количество добавляемого к  ним консерванта должно быть на      30...4096 больше, чем рекомендуется  для обычных продуктов;

—добавка спирта, большого количества сахара и/или другого вещества, проявляющего      консервирующие свойства, снижает требуемое количество консерванта;

— консерванты, за исключением сернистого ангидрида и углекислого газа, - термостойкие      соединения;

— консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот не подвержены воздействию высоких температур, обычно используемых в пищевых технологиях. Тем не менее, если

     технологический процесс  включает длительное кипячение  продукта в открытой ёмкости,     необходимо увеличить их дозировку, так как они могут частично улетучиваться с паром;

— двуокись серы, используемая в производстве ряда продуктов (вино, фруктовые соки и пюре), не может быть полностью  заменена другими консервантами, так  как двуокись серы выполняет функции не только консерванта, но и антиокислителя;

— нитриты и нитраты, применяемые  в производстве мясопродуктов, не могут  быть полностью заменены другими консервантами, так как выполняют в мясопродуктах ещё и функцию цветообразования.

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.  

 

Таблица 1. Ориентировочные дозы внесения в пищевые продукты взаимозаменяемых консервантов на основе сорбиновой кислоты 

 

Продукт	Количество  консерванта, г/100 кг продукта
	Сорбиновая  кислота	Сорбат калия
Маргарины 1)	30-60	30
Маргарины	-	60-120
Майонезы, кетчупы, соусы	-	100-200
Меланж	40	60
Консервированные овощи	100-200 2)	120-240 2)
Томатное пюре, 1 2%	-	50-100
Джемы, варенья, повидло  и т. п., фруктовые начинки для  выпечки	50-100	65-100
Плодово-ягодное пюре	50-60	65-80
Фруктовые начинки для  йогуртов и других молочных продуктов	-	100-150
Фруктовые соки-полуфабрикаты	50-60	65-80
Концентраты фруктовых  соков	-	100-200
Изделия кондитерские пастильные, мармелад	40-60	50-70
Безалкогольные и слабоалкогольные напитки	-	17,7-50,0
Сыры	60-100	-
Сметана	100-200	120-240
Творог	60-85	70-100
Сахарные кондитерские изделия	80-150	150-200
Мучные кондитерские изделия	100-200	130-260
Полуфабрикаты кондитерского производства (тесто)	200-300	260-400
Масляный крем	200	260
Хлеб и хлебобулочные  изделия	150-200 3)	-

 

 

¹⁾ Совместное использование сорбииовой кислоты и сорбата калия.

²⁾ На 100 л рассола.

³⁾ На 100 кг муки (используется ПАНОСОРБ).

 

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.

 

Таблица 2. Ориентировочные дозы внесения в пищевые взаимозаменяемых консервантов на основе бензойной кислоты 

 

Продукт	Количество  консерванта, г/100 кг продукта
	Бензойная кислота	Бензоат калия
Маргарины 1)	50	60
Маргарины	-	100-120
Майонезы, кетчупы, соусы	-	160
Меланж	60	70
Рыбопродукты	100	120
Консервированные овощи	100-200 2)	120-240 2)
Фруктовые полуфабрикаты	100-200	120-240
Изделия кондитерские пастильные, мармелад	40-60	50-70
Безалкогольные и слабоалкогольные напитки	-	17,7-50,0

 

 

¹⁾ Совместное использование бензойной кислоты и бензоата натрия.

²⁾ На 100 л рассола.

2.3. Токсикологическая безопасность и хранение

 

 

Учёные-гигиенисты считают наиболее важным потенциальным источником вреда в пищевых продуктах их микробное заражение. Опасны как сами микроорганизмы, так и продуцируемые ими токсины. Накапливаясь в организме человека, они могут вызывать тяжелые пищевые отравления, в том числе с летальным исходом (ботулизм, сальмонеллёз, стафилококковая интоксикация и др.), и тяжёлые заболевания, затрагивающие самые разные органы и системы. Поэтому, с точки зрения предотвращения таких заболеваний рационально применение консервантов, прошедших токсикологическую проверку; в таком случае риск отравления уменьшается.

Значения допустимого суточного  поступления консервантов приведены  в табл. 3. 

 

Таблица 3. Допустимое суточное поступление консервантов (JЕСFА)