Определение консервантов в продуктах питания

Консервант	ДСП, мг/кг веса тела
Сорбиновая кислота и сорбаты калия и кальция (в перёсчете на сорбиновую кислоту)	25,0 1)
Бензойная кислота и  бензоат натрия (в пересчёте на бензойную кислоту)	5,0 1)
Метиловый, этиловый, пропиловый эфиры n-оксибензойной кислоты (как сумма эфиров)	10,0
Муравьиная кислота	3,0 1)
Сернистый ангидрид и  сульфиты натрия и калия (в пересчёте  на сернистый ангидрид)	0,7
Нитраты натрия и калия (в пересчёте на нитрат-ион)	3,7 1)
Нитриты натрия и калия (в пересчёте на нитрит-ион)	0,06 1)
о-Фенилфенол и о-фенилфенолят натрия	0,2
Дифенил	0,05

 

 

¹⁾ Нормы даны без учёта природного содержания соответствующих веществ в продуктах.  

 

Срок годности сухих консервантов, обычно, от одного до пяти лет. Консерванты должны храниться в сухом месте и быть защищены от света и длительного воздействия тепла. Защита от влаги особенно важна для порошков сорбата калия, бензоата натрия, низина и других растворимых в воде консервантов. Емкости, в которых хранят консервант, обязательно следует плотно закрывать после отбора каждой порции. 

 

3. Определение консервантов в продуктах питания

 

Качественный анализ

Поскольку пищевые консерванты  не составляют единого класса химических соединений, для них нельзя подобрать  общий способ подготовки проб и общий  метод анализа. Чтобы обнаружить наличие консерванта, можно использовать неспецифический микробиологический тест. Для этого в исследуемый продукт (иногда после соответствующего разбавления) вносят известные штаммы микроорганизмов, против которых активен предполагаемый консервант, и в течение определенного времени наблюдают, происходит ли размножение микроорганизмов. Многие из них (особенно дрожжи) выделяют углекислый газ, количество которого может быть измерено. Этот способ, под названием «тест на брожение», раньше имел определённое значение, однако сегодня применяется редко из-за недостаточной специфичности.

Штаммы микроорганизмов, необходимые  для микробиологического теста, могут быть получены, например, из «Deutschen Sammlung fur Mikroorganismen (DSM)» в Брауншвейге или из «American Type Culture Collection» (АТСС, 12301 Parklawn Drive, Rockville, МD 20852, USA).

В литературе описаны химические и  инструментальные способы определения  практически всех пищевых консервантов. Основные из них кратко изложены в  третьем разделе реферата. Чтобы облегчить аналитикам выбор конкретного метода, для упомянутых способов определения консервантов указаны их достоинства и недостатки.  

 

Количественный анализ

Большинство продуктов питания  имеет чрезвычайно сложный состав, и отдельные их компоненты могут  мешать определению консервантов. По этой причине, а иногда и для концентрирования, сначала выделяют консерванты из анализируемого продукта. Для этого используются экстракция, отгонка с водяным паром или специальные методы. Выделенную субстанцию после предварительной очистки подвергают собственно анализу. Эта последовательность действий называется подготовкой проб.

Для количественного анализа консервантов используются газовая, тонкослойная или  жидкостная хроматография, химические, колориметрические, фотометрические  и другие методы. Всё большее распространение получает высокоэффективная жидкостная хроматофафия (ВЭЖХ); поэтому в аналитической части каждой главы, посвящённой конкретному консерванту, упоминается этот метод и возможность его применения.  

 

Требования к чистоте

Как и все пищевые добавки, консерванты должны удовлетворять определенным стандартам качества. Поэтому большинство современных постановлений о разрешении к применению того или иного консерванта включают и требования к его чистоте. В основном требования ограничивают содержание тяжёлых металлов и специфических примесей, которые могут появиться при синтезе консерванта.

3.1. Консервирующие вещества: характеристики, анализ и применение

3.1.1. Поваренная соль

 

1. Синонимы. IUPAC: хлорид натрия. Русский: хлористый натрий, «соль»*. (* Здесь и далее кавычками выделены бытовые названия.)

2. Свойства. Поваренная соль NaCl представляет собой бесцветные кубические кристаллы солёного вкуса и без запаха. Температура её плавления равна 80 °С. В 100 г воды при комнатной температуре растворяется около 36 г соли. В 100 г такого растворасодержится 26,5 г NаС1,в 100мл - 31,8 г, а его плотность равна 1,20 г/мл. Водородный показатель (рН) раствора поваренной соли составляет 6,7 - 7,335.

3. Аналитические сведения. Для определения содержания поваренной соли её извлекают из исследуемого продукта или его золы тёплой водой и известными способами анализируют вытяжку на натрий (например, фотометрией пламени) или на хлор (например, титрованием по Мору или Фольгарду).

4. Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах. Поваренная соль, как жизненно необходимая составляющая пищи и вещество, столетиями применяющееся в пищевой технологии, вряд ли подлежит законодательным ограничениям, в том числе и в части предельно допустимого содержания в пищевом продукте. Исключение составляют диетические продукты (бессолевые или с пониженным содержанием соли). В Германии законодательство не относит поваренную соль к пищевым добавкам.

5. Токсиколого-гигиеническая оценка

Острая токсичность. При пероральном введении концентрированного водного раствора поваренной соли голодным крысам LD₅₀ составляет 3,75 г на 1 кг массы тела. Доза в 35-40 г соли вызывает острое отравление у человека. Такие отравления неоднократно случались, когда соль ошибочно принимали за сахар.

Субхроническая токсичность. При скармливании концентрированного водного раствора поваренной соли голодным крысам в течение 100 дней (примерно 1/10 продолжительности жизни) LD₅₀ составляла 2,7 г на 1 кг массы тела. У неголодных крыс эта величина возрастает до 6,14 г, что может объясняться разбавлением соли (кормом) и замедлением её всасывания. При добавлении соли в Корм животные переносили существенно более высокие концентрации. Соль не тератогенна и не оказывает мутагенного влияния на дрожжи вида Sacchromyces cerevisiae или бактерии вида Salmonella typhimurium.

Хроническая токсичность. Добавление к корму 2,8-5,6% поваренной соли замедляет развитие и сокращает продолжительность жизни подопытных животных.

Биохимическое поведение. Поваренная соль влияет на осмотическое давление биологических жидкостей и жизненно необходима как источник натрия. При повышенной концентрации она может оказывать токсическое действие: в первую очередь - на пищеварительный тракт, а во вторую - почти на все органы. Вследствие хорошей растворимости в воде соль относительно быстро выводится из организма. Поваренная соль противопоказана человеку при некоторых заболеваниях сердца, системы кровообращения и почек. В таких случаях используют солезаменители38, которые консервантами не являются. 

6. Области применения

Жировые продукты. Микробиологической порче подвержены только жировые эмульсии (масло и маргарин). Поваренная соль используется как консервант для обоих продуктов. Соль (в сухом или растворённом виде) добавляют после промывки масляных зёрен до начала формования в количестве 0,3-2% массы, что составляет 1- 13% поваренной соли в водной фазе (подверженной микробиологической порче). При изготовлении маргарина соль добавляют непосредственно в водную фазу (до 19% или до 3% в пересчёте на всю массу маргарина).

Молочные продукты. Поваренная соль играет важную роль как консервант для сыра. В зависимости от сорта сыра соль добавляют в сухом виде к сырной массе и(или) на его поверхность (сухое соление) либо чаще в виде растворов (соляных ванн). Последние — это почти насыщенные растворы соли, имеющие рН около 5,2. В них легко поселяются дрожжи и толерантные к соли бактерии, которые могут стать причиной инфицирования сыра. В зависимости от сорта и размеров сыр выдерживают в соляных ваннах от 1 часа (камамбер) до 5 дней (эмментальский). В зрелом сыре содержится от 1 до 3% соли; концентрация выше или ниже бывает только в исключительных случаях. Считается, что соли в сыре должно быть не менее 5% от количества содержащейся в нём воды. К сырной массе обычно добавляют мелкую соль (до 1 мм), а при сухом солении - более крупную (1,8-2 мм).

В процессе созревания сыры периодически поливают рассолом для предотвращения заплесневения поверхности. Однако такая обработка недостаточна для  полной защиты от микробиологической порчи, в особенности от плесени. Желательно кроме соли (которая для сыра всё-таки служит скорее вкусовой добавкой, чем консервантом) применять настоящее противоплесневое средство, например сорбиновую кислоту.

Яйцепродукты. Поваренная соль в концентрации 5 - 8% иногда применяется для консервирования меланжа и жидких желтков. Яйца, консервированные в солёной воде, - это яйца, сваренные вкрутую и помещённые в крепкий соляной раствор.

Мясопродукты. Солёное мясо на протяжении веков было важным продуктом питания. Сегодня большие количества поваренной соли используются как составная часть посолочных смесей или индивидуально в сочетании с другими способами консервирования - охлаждением, сушкой, копчением. Уже в концентрации 1-3% поваренная соль демонстрирует хорошее антимикробное действие. Эта сравнительно небольшая добавка приводит к понижению активности воды, достаточному для угнетения многих вызывающих порчу бактерий в колбасных изделиях, ветчине, копчёностях.

Рыбопродукты. Посол - очень старый способ консервирования рыбы, сохранивший своё значение и в наше время. С помощью соли консервируют анчоусы, шпроты, треску, лосося, рыбную икру, но главным образом сельдь. С XIV века (Willem Beukelzoon из Бирфлита, Голландия) сельдь перед посолом освобождают от внутренностей (кроме молок и икры). Соль добавляют на борту рыбопромыслового судна (посол в море) или после его разгрузки (посол на берегу) в твёрдом (сухой посол) или в виде рассола (мокрый посол). При сухом посоле имеет значение крупность помола. Мелкая соль излишне быстро проникает в рыбу. При использовании слишком крупной соли возникает опасность её неравномерного распределения. Различают несколько видов посола.

Овощные продукты. Поваренная соль - единственный консервант при солении натуральных овощей, которые применяются как сырьё для дальнейшей промышленной переработки. Этим способом консервируют главным образом спаржу, бобовые, капусту, морковь, свёклу, лук, грибы и маслины, используя 15-25%-й (в зависимости от вида продукта) рассол. Из-за высокой концентрации соли молочнокислое брожение практически отсутствует, но не исключено появление плёнчатых дрожжей.

Фрукты. Из-за своего вкуса поваренная соль обычно не используется в качестве консерванта для фруктов. Стоит упомянуть только цитрусовые для производства цукатов. Здесь поваренная соль (в виде морской воды или 6-8%-го рассола) служит промежуточным консервантом, до того как продукты окончательно законсервируют с помощью сахара.

3.1.2. Диоксид углерода

 

1. Синонимы.  IUPAC: оксид углерода (IV). Русский: двуокись углерода, угольный ангидрид, углекислота, «углекислый газ».

2. Свойства. Двуокись углерода СО₂ при обычных условиях представляет собой бесцветный негорючий газ с кисловатым запахом и вкусом. Плотность углекислого газа приблизительно в 1,5 раза выше, чем у воздуха. При 0°С двуокись углерода конденсируется в бесцветную жидкость под давлением 3,49 МПа, а при 20°С – под давлением 5,54 МПа. В 1 л воды при комнатной температуре растворяется около 1 л углекислоты, что значительно выше растворимости многих других газов. Поэтому при использовании газозащитных смесей, содержащих двуокись углерода, последняя избирательно поглощается пищевым продуктом и её концентрация в газовой фазе меняется.

3. Аналитические сведения. Количество диоксида углерода можно определить весовым или объёмным методами. Углекислый газ, выделенный из исследуемого продукта, поглощают раствором гидроксида бария либо гидроксида натрия. В первом случае количество двуокиси углерода определяют по массе образовавшегося карбоната бария. Во втором случае образовавшийся карбонат натрия разлагают серной кислотой и количество диоксида углерода измеряют по его объёму или кулонометрически. Углекислый газ можно определить и с помощью специальных тестовых трубок.

4. Законодательные аспекты  применения в пищевых продуктах. В большинстве государств отсутствуют законодательные ограничения на применение диоксида углерода (Е290) в пищевых продуктах. В некоторых странах существует требование, по которому минеральная вода, разлитая в бутылки, и полученные из неё лимонады должны содержать то же количество углекислого газа, что и природное сырьё. В ряде стран установлено ограничение на содержание двуокиси углерода в винах, не относящихся к игристым.