Прочие вещества пищевых продуктов

Тема 4. Прочие вещества пищевых продуктов.

К прочим веществам пищевых продуктов относят пищевые добавки, добавляемые с различными целями, загрязнители, попадающие из воздуха, воды, почвы, а так же природные токсичные вещества.

Пищевые добавки – химические вещества и природные соединения, сами по себе не употребляемые как пищевой продукт или обычный компонент пищи. Они преднамеренно добавляются для достижения необходимого технологического эффекта. В зависимости от цели использования добавки можно разделить на три основные группы:

1. Добавки, добавляемые для улучшения органолептических характеристик продукта;

2. Добавки, добавляемые для улучшения технологических свойств сырья и продуктов;

3. Добавки, добавляемые для сохранения природных качеств продукта и увеличения стойкости его при хранении.

Согласно системе цифрового кодирования пищевых добавок, их классификация выглядит следующим образом:

- Е100 – Е182 – красители;

Рекомендуемые материалы

- Е200 – Е299 – консерванты;

- Е300-Е399 – антиокислители;

- Е400-Е499 – стабилизаторы консистенции (Е450 и далее, Е1000 – эмульгаторы);

- Е500-Е599 – регуляторы кислотности, разрыхлители;

- Е600-Е699 – усилители вкуса и аромата;

- Е700-Е800 – запасные индексы;

- Е900-Е999 – глазирующие агенты.

При применении добавок актуальным становиться вопрос об их безопасности для организма человека. Поэтому количество потребляемых добавок с пищевыми продуктами регламентируется. При этом учитываются следующие показатели:

ПДК (мг/кг массы тела) – предельно допустимая концентрация вредного вещества (пищевой добавки) в продукте;

ДСД (мг/кг массы тела) – допустимая суточная доза;

ДСП (мг/кг массы тела) – допустимое суточное потребление (рассчитывается как произведение ДСД на среднюю величину массы тела – 60 кг).

В Российской Федерации возможно применение только тех добавок, которые имеют разрешение Госсанэпиднадзора России, приведенных в Санитарных правилах и нормах (СанПиН).

4.1. Вещества, добавляемые для улучшения

       органолептических характеристик продуктов.

К веществам улучшающие органолептические характеристики продуктов относятся пищевые красители, ароматические вещества, подсластители и др.

Пищевые красители – органические вещества, добавляемые для улучшения цвета продукта. Потребность в окраске пищевых продуктов объясняется привычками потребителей, а так же особенностями переработки сырья, в ходе которой продукт может потерять свою естественную окраску и привлекательность.

Красители могут быть как природные, так и искусственного происхождения.

Природные красители получают из натуральных продуктов (плодов, овощей, насекомых). Они чувствительны к действию кислорода воздуха, кислот, щелочей, температуры и могут подвергаться микробной порче. К ним относят такие красители:

хлорофилл   - зеленый пигмент растений (салат, зеленый лук, укроп и т.д.), который состоит из сине-зеленого «хлорофилла a» и желто-зеленого «хлорофилла b». Для извлечения хлорофилла используют петролейный эфир со спиртом;

каротиноиды  – растительные красно-желтые пигменты, обеспечивающие окраску некоторых овощей и фруктов (моркови, абрикосов). Они не растворимы в воде, растворимы в жирах и органических растворителях. Каратиноиды применяются для окраски и витаминизации маргаринов, майонезов, кондитерских и хлебобулочных изделий, безалкогольных напитков;

линолин – красный пигмент томатов, шиповника;

ксантофил – желтый пигмент яблок;

хлористый цианин – содержится в вишне, бруснике, чернике;

бетанин – в столовой свекле;

флавоновые пигменты – желтого или оранжевого цвета, содержаться в чешуйках лука, в кожуре яблок;

кармин – красный краситель из тела насекомого кошнели. Краситель устойчив к нагреванию, действию кислорода и света. Применяется в кондитерской, безалкогольной промышленности.

Синтетические красители обладают следующими преимуществами перед натуральными: большая интенсивность окраски, менее чувствительны к воздействиям, более дешевые. Из синтетических красителей, разрешенных к применению, используют следующие:

индигокармин – синего цвета, применяется в кондитерской промышленности, в технологии безалкогольных напитков;

 тартразин – оранжево-желтого цвета, используется в кондитерской промышленности, при производстве напитков, мороженного;

ультрамарин – синего цвета.

 В России запрещены к использованию следующие красители: цитрусовый красный 2 – Е 121 и красный амарант – Е 123.

Синтетические красители применяются в виде индивидуальных продуктов, а так же разбавленных наполнителями (глюкоза, поваренная соль, крахмал и др.).

Цветоредуцирующие вещества – изменяют окраску продукта в результате взаимодействия с компонентами сырья и  готовых продуктов. Однако эти вещества не имеют окраски, которую они придают продуктам. Например, нитрит натрия при взаимодействии с миоглобином мышечной ткани образует нитрозомиоглобин, который придает продукту красный цвет. Бромат калия применяют в хлебопекарной промышленности для отбеливания муки. Применение диоксида серы оказывает отбеливающие и консервирующие действие, тормозит потемнение свежих овощей.

Ароматические вещества (ароматизаторы) – обуславливают аромат пищевых продуктов. В образовании аромата большинства пищевых продуктов участвуют более 200 соединений. В плодах, овощах, пряностях ароматические вещества содержаться в виде эфирных масел, в других продуктах они образуются в результате обработки сырья, в кондитерские изделия, напитки и др. продукты их специально добавляют.

Натуральные ароматизаторы – извлекают физическими способами (экстракцией, дистиляцией) материалов. Как правило, они являются слабыми и нестабильными. Чаше всего используют ароматизаторы идентичные натуральным, которые получат в лаборатории, но по своему химическому составу, строению они соответствуют натуральному.

Искусственные ароматизаторы – содержат, по меньшей мере, одно вещество, которого не существует в природе. Они характеризуются стабильностью, интенсивностью аромата и дешевизной.

   Ароматизаторы могут выпускать в виде жидкостей (эссенций), эфирных масел и порошков.

Эссенция – это смесь более 15-ти натуральных или искусственных душистых веществ.

Смесь эфирных масел – это смесь альдегидов, кетонов, спиртов, кислых фенолов и других веществ. Много эфирных масел содержится в кожуре лимонов, апельсинов, в семенах укропа, тмина, кориандра, в листьях петрушки, сельдерея.

Подсластители (заменители сахара) – придают продуктам сладкий вкус. Заменители могут быть такими же сладкими, как сахар, или отличаться от него по сладости. Благодаря отсутствию глюкозы в подсластителях их можно использовать при производстве продуктов для больных сахарным диабетом.

В качестве натуральных подсластителей используют мед, солодовый экстракт, лактозу. Природные подсластители по сладости сравнимы с сахаром или уступают ему.

В качестве искусственных подсластителей, которые, как правило, слаще сахара, применяют  сахарин - в 300 раз слаще сахара, цикламат – в 50 раз, тауматин – в 3000 раз.

4.2. Вещества, добавляемые для улучшения технологических

       свойств продуктов.

Химическая природа пищевых добавок этой группы разнообразна. Среди них продукты природного происхождения и полученные искусственным путем. Они включают как смеси, так и индивидуальные соединения.

Студнеобразующие вещества – эта группа веществ используется для получения коллоидных растворов повышенной вязкости, студней и гелей, способствующих приданию и и стабилизации консистенции продуктов. К этим добавкам относятся: желатин, пептон, агар, крахмал, альгинат натрия, каррагинаны, пектины, модифицированные крахмалы, метилцеллюлоза, амилопептон.

Эмульгирующие вещества – добавляют к пищевым продуктам, в частности содержащих жир, для получения и сохранения однородной дисперсии двух или более несмешивающихся веществ. Стабилизация эмульсий происходит за счет способности концентрироваться на поверхности раздела фаз и снижать поверхностное натяжение. К ним относятся фосфолипиды, одно- и многоатомные спирты, моно- и дисахариды, лецитин, жирные кислоты, эфиры жирных кислот и т.д. Запрещено использовать добавки Е 491-496.

Стабилизаторы – создают условия для связывания большого количества воды, увеличивают вязкость продукта. К ним относятся фосфаты, диглицериды стеариновой и пальмитиновой кислоты и др.

Консерванты – используются для обеспечения сохранности сырья и готовых продуктов, защищая их от микробиологической порчи. Они могут оказывать бактерицидное (убивать бактерии), бактериостатическое (замедлять развитие микроорганизмов), фунгистатическое действие (угнетать грибы) и фунгицидное (убивать грибы) действие. В России в качестве консервантов разрешены: сорбиновая кислота, бензойная, уксусная кислота, соединения серы, пропионовая кислота, лизин, муравьинная кислота и др. Запрещено использовать формальдегид (Е240).

При выборе консервантов необходимо, что бы он соответствовал следующим требованиям: должен иметь широкий спектр действия, быть эффективным против микроорганизмов, оставаться в продукте в течение всего срока хранения, не оказывать влияние на органолептику продукта, быть технологичным и сравнительно дешевым.

Антиокислители – снижают скорость реакций окисления и предотвращают нежелательные изменения при хранении жиросодержащих пищевых продуктов (в частности, ненасыщенных жирных кислот). К натуральным антиокислителям относят: токоферолы, аскорбиновая кислота, флавоин, к искусственным: бутилгидроксианизол (БОА) и бутилгидрокситолуол (БОТ).

Существует группа веществ, которые усиливают действия антиокислителей – синергисты: лимонная кислота, ее эфиры, винная кислота и ее соли, фумаровая кислота, никотиновая кислота и др.

Ферментные препараты – применяются для увеличения выхода продуктов, ускорения технологического процесса, экономии ценного сырья  и повышения качества продуктов. Ферментные препараты должны удовлетворять требованиям по типу катализируемой реакции, а так же условиям проведения технологического процесса (рН, температура, присутствие активаторов и ингибиторов). В зависимости от цели применения к ферментам так же предъявляются требования по степени их очистки и безопасности для здоровья человека.

4.3 Вредные вещества пищевых продуктов

Проблема безопасности продуктов питания сложная комплексная проблема, актуальность которой возрастает с каждым днем. Здоровье населения все больше зависит от безопасности продуктов, так как при их производстве возможно попадание вредных веществ из сырья, окружающей среды, а так же при использовании различных добавок.  Вещества, попадающие в продукты, могут обладать канцерогенным (возникновение раковых опухолей), мутагенным (качественное или количественное изменение в генетическом аппарате) и тератогенное (аномалии в развитии плода) воздействие.

Существуют основные показатели, характеризующие безопасность продуктов для организма человека:

 ПДК (предельно допустимая концентрация) – предельно-допустимые количества чужеродных веществ с точки зрения безопасности их для человека, то есть это концентрация, которая при ежедневном воздействии в течении сколь угодно длительного времени не может вызвать заболеваний или отклонений от здоровья в жизни настоящего и будущего поколения;

ДСД (допустимая суточная доза) – ежедневное поступление вещества, которое не оказывает негативного влияния на организм человека в течение всей жизни;

ДСП (допустимое суточное потребление) – величина, расчитываемая как произведение ДСД на среднюю массу тела (60 кг).

Все вредные вещества можно разделить на две группы:

1. Природные токсиканты:

а) биогенные амины – обладают сосудосужающим эффектом. Это такие вещества как серотонин (в овощах и фруктах), тирамин (в ферментированных продуктах – сыре), гистамин, путресцин (в сыре, консервированной сельди ).

б) алкалоиды – возбуждают нервную систему. К ним относятся кофеин, соланин, хаконин , теобромин.

в) циагеновые гликозиды – гликозиды цианогенных альдегидов и кетонов, которые при ферментативном гидролизе выделяют синильную кислоту, поражающую нервную систему. К основным представителям относят амигдалин (обнаруживается в косточках миндаля, персиков, сливы и абрикосов) и лимарин (содержится в белой фасоли).

г) микотоксины – это токсины плесневых грибов, которые обладают токсичным эффектом в чрезвычайно малых количествах. К митотоксинам относят:

 афлатоксины –  обладают сильными канцерогенными свойствами, они термостабильны и сохраняют токсичность после большинства видов технологической обработки продуктов, обнаруживаются в зерновых, орехах, некоторых овощах;

патулин –  оказывает мутагенное воздействие, приводящее к появлению уродств и отклонений в развитии молодого организма, обнаруживается в испорченных фруктах, овощах;

зеараленон – обладает мутагенным действием, обнаруживается в кукурузе, злаковых культурах.

2. Загрязнители:

а) токсичные элементы:

Hg – весьма токсичный элемент способный накапливаться, то есть обладает кумулятивным действием.  Механизм токсичности ртути связан с блокировкой сульфгидрильных групп белков, в результате чего инактивируются ряд жизненно важных ферментов. Защитным действием при попадании ее в организм обладает  цинк и селен. Содержится в хищных рыбах (тунец и др.), почках, в орехах, какао-бобах, шоколаде.

Pb – яд высокой токсичности. Свинец блокирует функциональные группы (SH-) инактивируя ферменты и проникает в нервные и мышечные клетки с образованием лактата и фосфата  свинца, что препядствует проникновению в клетки ионов Ca²⁺. Свинцовая интоксикация приволит к частым головным болям, раздражительности, мышечной гипотонии, умственной усталости. Обнаруживается в тунце, моллюсках и ракообразных, в консервах, овощах, фруктах.

Kd- обладает сильным токсическим действием воздействуя в основном на почки. Токсическое действие заключается в блокаде сульфгидрильных групп белков. Кадмий является антагонистом цинка, кобальта, селена, а так же способен нарушать обмен железа и кальция. Повышенные концентрации наблюдаются в какао-порошке, почках животных, рыбе.

б) радионуклиды – все радиоактивные вещества по характеру распределения в организме можно разделить на три группы: остеотропные изотопы – накапливаются в костях (барий, стронций, радий); концентрирующиеся в печени (церий, лантан, плутоний); равномерно распределяющиеся по системам (рубидий, цезий, рутений).

в) пестициды – химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями. Наиболее распространены четыре группы:

1. хлорорганические (гексохлорциклогексан)

2. фосфорорганические (метафос, хлорофос)

3. карбоматы (севин)

4. ртутьорганические (гранозан)

г) нитраты – соли азотной кислоты. Нитраты, превращаясь в нитриты, при поступлении в кровь вызывают метгемоглобинемию. Содержатся в овощах.

д) нитрозоамины – обладают канцерогенным действием.

е) полициклические ароматические углеводороды (ПУА) – обладают канцерогенным действием. К наиболее активным  относят бенз(а)пирен, холатрен, перилен, к малотоксичным – антрацен, фенантрен, пирен.

Рекомендация для Вас - 17 Недостатки экологической экспертизы как инструмента экологической политики.

ж) антибиотики – попадают в организм, в основном, из продуктов животного происхождения. Все антибиотики подразделяют на пять основных групп:

- естественные антибиотики;

- образующиеся в результате производства пищевых продуктов;

- попадающие в продукты, в результате лечебно-ветеринарных мероприятий;

- при использовании их в качестве биостимуляторов;

- при использовании в качестве консервирующих веществ.