Пищевые и биологически активные добавки

Пропионовая кислота в качестве консерванта применяется не во всех странах. В США ее добавляют в хлебные и кондитерские изделия, в ряде европейских стран - к муке для предупреждения плесневения. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, учитывая резкий неприятный запах пропионовой кислоты, не считает нужным устанавливать для этого соединения величину ДСП. 

Сорбиновая кислота (Е 200) и ее соли (Е 201, Е 202). Сорбиновая кислота представляет собой бесцветное кристаллическое вещество со слабым специфическим запахом, трудно растворимое в воде, но лучше растворяющееся в этаноле и хлороформе.

В качестве консервантов используют также калиевые, натриевые и кальциевые соли сорбиновой кислоты. Сорбаты хорошо растворяются в воде и незначительно в органических растворителях. Антимикробные свойства сорбиновой кислоты в меньшей степени зависят от значения рН среды, чем у бензойной кислоты. Так, например при рН 5 сорбиновая кислота в 2...5 раз более эффективна в отношении тест-микроорганизмов, чем безойная или пропионовая кислота. Применяется сорбиновая кислота в концентрациях 0,1%. Сорбиновая кислота не изменяет органолептических свойств пищевых продуктов, не обладает токсичностью и не обнаруживает канцерогенных свойств.

Применяется во многих странах и в России для консервирования и предотвращения плесневения безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков, хлебобулочных и кондитерских изделий, а также зернистой икры, сыров, полукопченых колбас и при производстве сгущенного молока для исключения его потемнения. Сорбиновая кислота применяется также для обработки упаковочных материалов для пищевых продуктов.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что из-за способности сорбиновой кислоты угнетать некоторые ферментативные системы в организме безусловно безопасной дозой для человека является доза 12,5 мг/кг массы, а допустимой — 12,5...25 мг на 1 кг массы тела.

 

3.2 Антибиотики

В пищевых продуктах антибиотики могут иметь следующее происхождение: естественные антибиотики, свойственные исходному пищевому сырью; антибиотики, образующиеся в процессе изготовления пищевых продуктов; антибиотики, попадающие в пищевые продукты в результате лечебно-ветеринарных мероприятий, а также антибиотики, попадающие в продукты животноводства при использовании их в качестве биостимуляторов роста животных; антибиотики, применяемые в качестве консервирующих веществ.

Некоторые пищевые продукты, например яичный белок, молоко, мед, зерновые, лук, чеснок, фрукты и пряности, содержат естественные компоненты с антибиотическим действием. Эти вещества могут быть выделены, очищены и применены для консервирования пищевых продуктов. Введение антибиотиков сельскохозяйственным животным может привести к загрязнению пищевых продуктов животного происхождения. Контроль за остатками антибиотиков имеет большое гигиеническое значение. При употреблении продуктов питания, содержащих антибиотики, изменяется кишечная микрофлора, что приводит к нарушению синтеза витаминов, размножению патогенных микробов в кишечнике и возникновению аллергических заболеваний.

Проблеме остаточных количеств антибиотиков в продуктах питания, в частности влиянию контаминации ими на здоровье человека и окружающую среду, уделяется внимание практически во всех странах Европы, Англии, Канаде и США.

Актуальность проблемы определяется тремя аспектами - общебиологическими, медицинскими и социально-экономическими, которые тесно между собой связаны.

Общебиологический аспект проблемы заключается во внехромосомной передаче лекарственной устойчивости у микроорганизмов, селекции устойчивых штаммов в окружающей среде, обсеменение пищеварительного тракта больных людей и животных резистентными микробами.

Медицинский - под влиянием антибиотиков чувствительные м/о погибают, а резистентные, размножаясь, становятся преобладающей частью микрофлоры.

Третий аспект проблемы — социально-экономический — связан со снижением эффективности биотехнологических процессов переработки животноводческих продуктов. Так, незначительные количества антибиотиков - около 0,015...0,02 ед/г могут нарушать ход технологических процессов при выработке кисломолочных продуктов, сыров, сырокопченых колбас и т.п. Особенно это актуально для молочной промышленности, так как переработка молока, содержащего  остатки антибиотиков, приводит к снижению товарного качества. В действующих на территории Российской Федерации требованиях к безопасности мясных и молочных продуктов остаточное содержание антибиотиков не допускается и нормируется на уровне ниже долей единиц антибиотической активности (мкг) в 1 г образца.

Существует общее правило - не применять в качестве пищевых добавок вещества, используемые в медицине. Особенно это относится к пенициллину и стрептомицину.

Тем не менее, некоторые антибиотики, например биомицин, используют в пищевой промышленности. Основными антибиотиками, применяемыми в пищевой промышленности, являются следующие:

Низин (Е 234). Способность молочнокислых бактерий задерживать развитие многих микроорганизмов была отмечена еще в 1928 г., но только через 20 лет было выделено вещество, обладающее активностью в отношении целого спектра бактерий, получившее название низин.

Низин является продуктом жизнедеятельности группы молочнокислых стрептококков, естественным местом обитания которых является молоко, а также сыр, кисломолочные напитки, творог, простокваша и другие при рН 6.8. После подкисления до рН 4,2 значительная часть низина переходит в культуральную жидкость. Низин по сравнению с другими антибиотиками не обладает широким спектром действия. Он подавляет развитие стафилококков, стрептококков, сарцин, бацилл и клостридий. Использование низина позволяет уменьшить интенсивность тепловой обработки и сохранить пищевую ценность молока. Применение низина при выработке твердых и полутвердых сыров способствует уменьшению их вспучивания, вызываемого маслянокислыми бактериями. Научная комиссия по пищевым добавкам Европейского Сообщества (SCF) установила для низина ДСП - 0... 0,13 мг на 1 кг массы тела.

Биомицин, или хлортетрациклин, оказывает широкое антибактериальное действие, но не задерживает роста дрожжей и плесеней. При нагревании он превращается в безвредный для организма человека изомер изохлортетрациклин, проявляющий бактериостатическое действие. При обычной кулинарной обработке изохлортетрациклин почти полностью инактивируется.

В настоящее время применение биомицинового льда, содержащего 5 г биомицина на 1 т льда, допущено в условиях тралового лова в ограниченном районе и для хранения рыбы только тресковых пород. Применяют его также против бактериальной порчи говяжьего мяса в сочетании с другим антибиотиком - нистатином, тормозящим развитие на мясе дрожжей и плесеней. Токсикологические исследования показали безвредность такого мяса. Наличие в мясе остаточных количеств хлортетрациклина после кулинарной обработки, а также в мясных бульонах не допускается.

Использование изохлортетрациклина для сохранения молока, молочных продуктов, фруктов, овощей и ягод также не допускается.

Нистатин - антибиотик, действие которого направлено преимущественно против дрожжей и плесеней. Нистатин применяется в комбинации с биомицином для сохранения мяса. Применяют его в концентрации 200 мг/л. Присутствие нистатина в мясе и мясных бульонах после кулинарной обработки не допускается.

 

3.3 Антиокислители и их синергисты

Антиокислители - это вещества, включающиеся в процесс автоокисления различных продуктов и образующие стабильные промежуточные соединения, блокирующие таким путем цепную окислительную реакцию.

Синергисты - вещества, которые усиливают действие антиокислителей, но сами не обладают антиокислительными свойствами. К синергистам также относят вещества, инактивирующие ионы тяжелых металлов, связывая их в комплексные соединения и, тем самым, ингибируя проокислительное действие ионов металлов.

Однако в пищевых продуктах всегда действует комплекс одновременно протекающих химических взаимодействий. В присутствии естественных антиокислителей некоторые синергисты внешне проявляют себя как подлинные антиокислители.

Естественные антиоксиданты

Токоферолы (витамин Е). В растительных жирах токоферолы представлены смесью нескольких изомеров, α-токоферол проявляет, как полагают, преимущественно витаминную и меньшую антиокислительную активность, а его β-изомер – наоборот. Токоферолы не растворяются в воде, но растворимы в маслах и ряде органических растворителей, таких, как спирт, хлороформ, ацетон, устойчивы к действию высокой температуры и не изменяются при длительном кипячении в воде.

Токоферолы являются природными антиокислителями жиров, предотвращая образование пероксидов в живом организме. Содержание токоферолов в животных жирах достигает 0,2...3 мг%, в растительных - 90...250 мг%. Их применение разрешено в ряде стран в - максимальных дозах – 0,02...0,03 мг%. ДСП токоферолов для человека составляет 2 мг/кг массы тела.

Аскорбиновая кислота и ее производные (Е 300) – это антиоксидант, используемый для предотвращения окислительной порчи пищевых жиров, в частности маргарина, топленых жиров, а также других пищевых продуктов. Представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворяющееся в воде и спирту, легко разрушается от нагревания и воздействия кислорода воздуха, неустойчивое в щелочной среде. Аскорбиновая кислота используется также из-за нитратов и нитритов в колбасном и консервном производстве.

Кроме того, введение аскорбиновой кислоты - витамина С — повышает пищевую ценность продуктов питания.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил безусловно допустимую суточную дозу для человека (1... 2,5 мг/кг и условно допустимую — 2,5.. 7,5 мг/кг массы тела, что значительно выше доз, которые добавляются в продукты питания в качестве пищевой добавки.

Аскорбилпальмитат (Е 304) и аскореилстеарат (Е 305). Аитиокислительным действием обладают и эфиры аскорбиновой кислоты с высокомолекулярными жирными кислотами - пальмитиновой, стеариновой, миристиновой и др. Эфиры аскорбиновой кислоты не придают ингибируемым жирам посторонних вкуса и запаха, не изменяют их цвет.

ДСП аскорбилпальмитата и аскореилстеарата по рекомендациям Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам составляет 1,25 мг/кг массы тела.

Эриторбовая кислота (Е 315), изоаскорбиновая кислота и ее натриевая соль. Этот антиоксидант значительно хуже адсорбируется и задерживается в тканях, чем аскорбиновая кислота. Кроме того, эриторбовая кислота неактивна и быстро выводится.

В результате этого она обладает низкой противоцинготной активностью и в значительной степени препятствует поглощению аскорбиновой кислоты и задержке ее в тканях, если концентрация эриторбовой кислоты хотя бы на один порядок выше, чем концентрация аскорбиновой кислоты.

Исследования на людях показали, что суточные дозы эриторбовой кислоты, равные 600 мг, не оказывают неблагоприятного действия.

Для эриторбовой кислоты и ее натриевой соли принято «неуточненное» ДСП. Этот антиокислитель разрешен для применения в нашей стране. В Европейском Сообществе он упоминается только в рабочих документах, но в действующие правила не включен.

Синтетические антиоксиданты

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

На основании проведенных токсикологических исследований Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что уровнем суточной дозы, не вызывающей существенного токсического действия, является 0,5% бутилгидроксианизола по отношению к общему количеству пищи, что эквивалентно 250 мг/кг массы тела.

В нашей стране бутилгидроксианизол разрешен для добавления к жирам  животного происхождения, предназначенным для длительного хранения (свыше 3 месяцев) в количестве не более 200 мг/кг, причем разрешается использовать только один вид антиокислителя, не считая синергистов, в качестве которых разрешено использовать аскорбиновую и лимонную кислоты, а также аскорбиновокислый натрий.

Безусловно допустимой суточной дозой бутилгидроксианизола для человека является 0...0,5 мг/кг массы и условно допустимой — 0.5...2,0 мг/кг массы тела. При этом при установлении допустимых доз должно быть учтено наличие других фенольных антиокислителей в пище.

Синергисты 

Существенным дополнением к антиокислителям служат синергисты — добавки, обусловливающие усиление антиокислительного действия. 

Наиболее важными синергистами являются лимонная кислота и ее эфиры (моноизопропил- и моностеарилцитрат). Действие лимонной кислоты основано на связывании ею металлов с образованием хелатных комплексов. Применяют лимонную кислоту и ее эфиры в концентрации 0,2...1,5 г на 1 кг продукта. Сходное действие оказывают винная кислота и ее натриевая, кальциевая и калиевая соли. Обычно ее применяют в концентрации 2 г/кг, В виде эфиров с глицерином она также может применяться в жирсодержащих продуктах.

Синергическим действием обладают также кислоты — малеиновая, фумаровая, фитиновая, никотиновая и L-аминосалициловая кислоты; а также аминокислоты, тиамин и некоторые сульфонамиды.

 

 

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ

 

4.1 Ускорители технологических процессов

 

Ускорители технологических процессов применяются в пищевых технологиях, основное место в которых занимают биологические и биохимические процессы: брожение, ферментативное созревание продуктов - сыра, пива, вина, приготовление геста и т.д.