Пищевые добавки - вещества, которые в технологических целях добавляются в пищевые продукты в процессе производства, упаковки, транспортировки или хранения для придания им желаемых свойств, например, определённого аромата (ароматизаторы), цвета (красители), длительности хранения (консерванты), вкуса, консистенции и т. п. Они не имеют энергетической и питательной ценности и в идеале должны быть биологически нейтральными. Тем не менее, некоторые пищевые добавки не безразличны для организма.
Пищевые добавки, которые допускаются к использованию, проходят проверку, для них устанавливаются ПДК. Содержание пищевых добавок в продукте должно быть значительно меньше ПДК.
Наличие пищевых добавок обязательно должно быть указано на пищевом продукте.Пищевые добавки используются для улучшения стабильности и сохраняемости продуктов питания, для сохранения пищевой ценности продукта, для различных целей при производстве, обработке, упаковке и хранении.
Для классификации пищевых добавок в странах Евросоюза разработана система нумерации (действует с 1953 года). Каждая добавка имеет уникальный номер, начинающийся с буквы «E».
· E100 - E199 Красители
· E200 - E299 Консерванты
· E300 - E399 Антиокислители
· E400 - E499 Стабилизаторы, загустители,эмульгаторы
· E500 - E599 Регуляторы pH и вещества против слёживания
· E600 - E699 Усилители вкуса и аромата, ароматизаторы
· E700 - E799 Антибиотики
· E900 - E999 Прочие
Красители – это вещества, которые добавляют для восстановления природного цвета, утраченного в процессе обработки или хранения продукта, или для повышения его интенсивности; так же для окрашивания бесцветных продуктов – безалкогольных напитков, мороженого, кондитерских изделий. Сырьем для натуральных пищевых красителей являются ягоды, цветы, листья, корнеплоды. Некоторые красители получают синтетически, они не содержат ни вкусовых веществ, ни витаминов. Синтетические красители, по сравнению с натуральными, обладают технологическими преимуществами, дают более яркие цвета. В России существует список продуктов, которые не подлежат окрашиванию. В него входят все виды минеральной воды, питьевое молоко, сливки, пахта, кисломолочные продукты, растительные и животные жиры, яйца и яичные продукты, мука, крахмал, сахар, продукты из томатов, соки и нектары, рыба и морепродукты, какао и шоколадные изделия, кофе, чай, цикорий, вина, зерновые водки, продукты детского питания, сыры, мед, масло из молока овец и коз.
Консерванты увеличивают срок годности продукта. Чаще всего в качестве консервантов используются поваренная соль, этиловый спирт, уксусная, сернистая, сорбиновая, бензойная кислоты и некоторые их соли. Не разрешается вводить синтетические консерванты в продукты массового потребления – молоко, муку, хлеб, свежее мясо, так же в продукты детского и диетические питания и в продукты с обозначением "натуральные" и "свежие".
Антиокислители защищают от порчи жиры и жиросодержащие продукты, предохраняют от потемнения овощи и фрукты, замедляют ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. Природные антиокислители– это аскорбиновая кислота и смеси токоферолов.
Загустители улучшают и сохраняют структуру продуктов, позволяют получить продукты с нужной консистенцией. Все, разрешенные для применения в пищевых продуктах, загустители, встречаются в природе. Пектины и желатин – природные компоненты пищевых продуктов, которые регулярно употребляются в пищу: овощей, фруктов, мясных продуктов. Эти загустителине всасываются и не перевариваются, в количестве 4–5 г на один прием для человека они проявляются как легкое слабительное.
Эмульгаторы отвечают за консистенцию пищевого продукта, его вязкость и пластические свойства. Например, не дают хлебобулочным изделиям быстро черстветь. Натуральные эмульгаторы – яичный белок и природный лецитин. Однако в последнее время в промышленности все больше используют синтетические эмульгаторы.
Усилители вкуса . Свежее мясо, рыба, только что собранные овощи и другие свежие продукты имеют ярко выраженные вкус и аромат. Это объясняется высоким содержанием в них веществ, которые усиливают вкусовоевосприятие путем стимулирования окончаний вкусовых рецепторов –нуклеотидов . В процессе хранения и промышленной переработки количество нуклеотидовуменьшается, поэтому они добавляются искусственным путем. Мальтол и этилмальтол способствуют усилению восприятие ряда ароматов, особенно фруктового и сливочного. В майонезах с невысоким содержанием жира, они смягчают резкий вкус уксусной кислоты и остроту, кроме того, способствуют приданию ощущения жирности низкокалорийным йогуртам и мороженому.
Введение. 2
1 пищевые добавки. 3
1.1 классификация пищевых добавок. 5
1.2 общая схема технологии подбора и применения пищевых добавок. 11
1.3 экспертиза пищевых добавок. 13
1.4 гигиеническая регламентация пищевых добавок в продуктах питания. 14
2 вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов. 22
2.1 загустители и гелеобразователи. 22
2.2 пенообразователи. 32
2.3 эмульгаторы.. 33
2.4 вкусоароматические эмульсии. 39
3 вещества, способствующие увеличению сроков годности. 46
3.1 консерванты.. 46
3.2 антиокислители (антиоксиданты) 51
4 вещества, регулирующие аромат и вкус пищевых продуктов или улучшающие цвет пищевых продуктов. 58
4.1 ароматизаторы.. 58
4.2 красители. 62
4.3 подсластители. 78
5 вещества, ускоряющие и облегчающие ведение технологических процессов. 85
5.1 технологические добавки. 85
6 биологически активные добавки. 103
6.1 понятие о БАВ и БАД.. 103
6.2 классификация БАД.. 105
6.3 значение БАД в питании. 109
6.4 научные принципы обогащения пищевых продуктов микронутриентами. Функциональные продукты питания. 110
6.5 правовая охрана ФПП и БАД.. 114
6.6 особенности продажи БАД в россии. 116
7 роль функциональных продуктов питания. 119
ВВЕДЕНИЕ
«Пищевые и биологически активные добавки» – дисциплина, которая является продолжением «Пищевой химии» и входит в блок дисциплин «Химия пищи». Дисциплина тесно связана с дисциплинами «Биохимия», «Физическая и коллоидная химия», «Технология отрасли» и является одной из составляющих цикла общепрофессиональных дисциплин соответствующих государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.
В ходе изучения курса Вам предстоит изучить современные представления о роли пищевых, биологически активных добавок и улучшителей в создании продуктов питания; их современную классификацию, требования безопасности; роль биологически активных добавок в современном питании, создании функциональных продуктов питания. Также мы рассмотрим технологические функции и механизмы действия пищевых добавок, способы их внесения и эффективность использования с позиций современных представлений о составе, строении и взаимодействии с другими компонентами пищевого сырья, их поведении в пищевых системах.
ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ
В современной пищевой промышленности находят применения различные способы улучшения качества продуктов и совершенствования технологического процесса. Наиболее экономически выгодным и легко применяемым является использования пищевых добавок. В настоящее время рынок отечественных пищевых добавок в значительной степени связан с импортом, так как доля собственной продукции не превышает 10%.
Пищевые добавки не являются изобретением нашего времени. История применения пищевых добавок (уксусная и молочная кислоты, поваренная соль, некоторые специи и др.) насчитывает несколько тысячелетий. Как только человек начал заниматься земледелием и скотоводством, возникла необходимость делать запасы пищи и заботиться о ее сохранности. Он открыл консервирующее действие соли, дыма, холода и уксуса. Последний, как предполагают, получен случайно из прокисшего вина. В XIV в. в Европе начали применять селитру для засолки мяса и рыбы, изобрели другие способы консервирования. Вместе с тем на протяжении многих веков эта сторона человеческой деятельности практически не развивалась, что приводило к огромной потере продуктов питания, снижению их питательной ценности. К началу ХХ столетия, с возникновением крупных городов, развитием сельского хозяйства и пищевых производств обострились проблемы сохранности и безопасности продуктов питания. Для решения этих проблем в пищевые продукты стали добавлять различные вещества химической и биологической природы, препятствующие развитию микроорганизмов.
XX в. характеризуется бурным развитием этой отрасли. Применение пищевых добавок стало смещаться из области домашней кухни в область промышленного изготовления продуктов. Распространение ожирения и сахарного диабета привело к созданию производства продуктов на основе заменителей сахара и подсластителей.
В настоящее время пищевые добавки являются самостоятельной группой товарной продукции и характеризуется фундаментальным уровнем научных разработок и высоким технологиями производства.
Основные причины применения пищевых добавок:
1. Развитие торговли, приводящие к необходимости перевозки продуктов питания (в том числе и быстропортящихся и быстрочерствеющих) на большие расстояния.
2. Постоянно повышающиеся требования современного потребителя к качеству и ассортименту продуктов питания при сохранении невысокой стоимости, вкуса, привлекательного внешнего вида. Удовлетворения данных потребностей связано с использованием, например, ароматизаторов, красителей и т.д.
3. Создание новых видов пищи, отвечающей требованиям современной науки о питании (низкокалорийные продукты, имитаторы мясных, молочных и рыбных продуктов). В данном случае используются пищевые добавки, регулирующие консистенцию пищевых продуктов.
4. Совершенствование технологии получения традиционных и новых продуктов питания, в том числе продуктов функционального назначения.
Пищевые добавки – это природные или синтетические вещества, которые намеренно вносят в пищевые продукты для выполнения определенных технологических функций.
Такая дефиниция понятия «пищевые добавки» не является единственной. Имеются и другие определения, данные в Международных и Российских директивных документов.
По определению объединенного Кодексного комитета экспертов ФАО-ВОЗ (JECFA) к пищевым добавкам относятся «непищевые вещества, добавляемые в продукты питания, как правило, в небольших количествах для улучшения внешнего вида, вкусовых качеств, текстуры или улучшения сроков хранения».
Комиссией ФАО-ВОЗ «Кодекс Алиментарус» (Codex Alimentarius) предложено более полное определение –« … любые вещества, в нормальных условиях не употребляются как пища и не используемые ингредиенты пищи, независимо от наличия у них пищевой ценности, преднамеренно добавляемые в пищу для технологических целей (включая улучшения технологических свойств) в процессе производства, обработки, упаковки, транспортировки или хранения пищевых продуктов».
В соответствии с ГОСТ Р 51074 -97 - « Пищевая добавка – химическое или природное вещество, не применяемое в чистом виде как пищевой продукт или типичный ингредиент пищи, которое преднамеренно вносится в пищевой продукт при его обработки, переработке, производстве, хранении или транспортировании (независимо от его питательной ценности) как дополнительный компонент, оказывающий прямое или косвенно воздействие на характеристики пищевого продукта».
Согласно закон РФ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» под пищевыми добавками понимается « природные или искусственные вещества и их соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе их изготовления в целях придания пищевым продуктам определенных свойств и\или сохранения качества пищевых продуктов».
Наиболее общей и удобной дефиницией понятия « пищевые добавки», которая отражает его существенные признаки, представляется следующая (Сарафанова Л.А.): пищевые добавки – это природные или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью их сохранения и (или) придания им заданных свойств.
В России принято следующее определение (СанПиН 2.3.2.1078-01) пищевые добавки – природные или искусственные вещества и их соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе их изготовления в целях придания определенных свойств и сохранения качества пищевых продуктов
Такие вещества, называемые также прямыми пищевыми добавками , не являются посторонними, как, например, различные контаминанты. В отличие от пищевых добавок вспомогательные материалы – любые вещества или материалы, которые, не являясь пищевыми ингредиентами, преднамеренно используются при переработке сырья и получения пищевой продукции с целью улучшения технологии. В готовых пищевых продуктах вспомогательные материалы либо отсутствуют, либо могут сохраняться в незначительных количествах в виде неудаляемых остатков.
Основные цели введения пищевых добавок :
· совершенствование технологии подготовки, переработки пищевого сырья, изготовления, фасовки, транспортировки и хранения продуктов питания;
· увеличение стойкости продуктов к различным видам питания;
· создание и сохранение структуры пищевого продукта;
· сохранение или изменения органических свойств и внешнего вида продуктов.
При этом пищевые добавки не должны маскировать последствий использования испорченного сырья, проведения технологических операций в антисанитарных условиях и нарушения технологической дисциплины.
Пищевая добавка не применяется, если не достаточно аргументирована технологическая потребность в п.д. и конечная цель (выпуск продукции) может быть достигнута другими способами. Пищевые добавки в предлагаемых дозах не должны представлять опасности для здоровья потребителя и их использование не вводит в заблуждение потребителя.
Комплексные пищевые добавки – смеси, состоящие из двух или более пищевых добавок, на основе ароматизатора и вкусовых веществ (соль, сахар, пищевые кислоты, усилители вкуса и аромата и т.д.), в состав могут входить пищевые продукты.
ЭКСПЕРТИЗА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
Экспертиза пищевых добавок включает оценку их потребительских свойств, соответствие требованиям нормативных и технических документов. Органолептические, физико-химические, микробиологические, технологические свойства и другие показатели качества и безопасности определяются в зависимости от вида пищевой добавки и ее назначения.
Товарная экспертиза пищевых добавок проводится на стадии изготовления и на всех этапах их товародвижения. Одним из этапов этой экспертизы является создание и анализ технологии подбора и внесения в продукт пищевой добавки (их комплекса) с учетом особенностей химического состава и функциональных свойств пищевых добавок, характера действия, вида продукта, особенностей сырья, состава и свойств пищевой системы, технологии, в отдельных случаях упаковки и хранения.
Процедура санитарно-эпидемиологической экспертизы, одного из основных разделов товарной экспертизы пищевых добавок, определяется действующими СанПиН и должна соответствовать нормативной документации Российской Федерации и международным требованиям – Директивам ЕС и Спецификациям ФАО/ВОЗ.
Проведение экспертизы новой пищевой добавки требует следующих документов, оценивающих безопасность этой добавки для здоровья человека:
· характеристику вещества или препарата с указанием его химической формулы, физико-химических свойств, способов получения, содержания основного вещества, наличия и содержания полупродуктов, примесей, степени чистоты, токсикологических характеристик (в том числе метаболизма в животном организме), механизма достижения желаемого технологического эффекта, возможных продуктов взаимодействия с пищевыми веществами;
· технологическое обоснование применения новой продукции, ее преимущества перед уже существующими добавками; перечень пищевых продуктов, в которых используются добавки и вспомогательные вещества, дозировки, необходимые для достижения технологического эффекта;
· техническую документацию, в том числе методы контроля пищевой добавки (продуктов ее превращения) в пищевом продукте;
· для импортной продукции дополнительно предоставляется разрешение органов здравоохранения на ее применение в стране-экспортере (изготовителе).
Постановка пищевых добавок на производство осуществляется, после их регистрации в соответствии с процедурой, установленной Минздравом России, при наличии технической документации, санитарно-эпидемиологического заключения о соответствии требованиям безопасности, а также условий производства – санитарным правилам и нормам.
Если производитель использует генетически модифицированные пищевые добавки (ферментные препараты и др.), то он обязан их декларировать в установленном порядке.
Импортируемые пищевые добавки также должны отвечать действующим в России санитарным правилам и гигиеническим нормативам, если иное не оговорено международными соглашениями.
Еще один важный этап товарной экспертизы пищевых добавок – установление соответствия правилам маркировки, условиям транспортировки, хранения и реализации.
Меры токсичности веществ
Количественная характеристика токсичности веществ крайне сложна, ее определение требует проведения специальных исследований и многостороннего подхода. Судить о токсичности веществ приходится по результатам воздействия изучаемого вещества в первую очередь на организм экспериментальных животных, для которых характерны индивидуальные реакция и вариабельность, поскольку в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого на токсичность химического вещества (токсина) индивидуумы.
Приняты две основные характеристики токсичности : ЛД 50 и ЛД 100 . ЛД – аббревиатура летальной дозы, т. е. дозы, вызывающей при однократном введении гибель 50 или 100 % экспериментальных животных. Дозу обычно определяют в размерности концентрации. Токсичными считают вещества с низкими значениями ЛД.
Крайне важной является величина, обозначаемая t 0,5 , которая характеризует время полувыведения токсина и продуктов его превращения из организма. Для различных токсинов оно может составлять от нескольких часов до нескольких десятков лет.
Кроме ЛД 50 и ЛД 100 и t 0,5 в токсикологических экспериментах на животных принято указывать еще и время гибели объектов (100 или 50 %). Но такие эксперименты следует проводить в течение многих месяцев, а иногда и лет, поэтому в условиях непродолжительного контроля к малотоксичным можно отнести вещества токсичные, но проявляющие свое губительное действие лишь через длительное время.
Классификация веществ по признаку острой токсичности:
Необходимо учитывать еще ряд факторов связанных с индивидуальностью различных экспериментальных животных, различным распределение токсинов в органах и тканях, и биотрансформацией токсинов, которая затрудняет их определение в организме.
При хронической интоксикации решающее значение приобретает способность вещества проявлять кумулятивные свойства, т. е. накапливаться в исходном объекте и передаваться по пищевым цепям или в органах. Необходимо также учитывать комбинированное действие нескольких вводимых веществ при их одновременном и последовательном поступлении в организм, а также их взаимодействие с макро-и микронутриентами пищевых продуктов, так как человек в течение всей жизни может получать вместе с пищей целый комплекс чужеродных веществ либо в виде контаминантов – загрязнителей, либо в виде добавок к пищевым продуктам.
Комбинированный эффект совместного действия поступающих с пищей веществ является результатом физических или химических взаимодействий, индукции или ингибирования ферментных систем, протекания других биологических процессов. Действие одного вещества может быть усилено или ослаблено влиянием других веществ.
В связи с этим различают два основных эффекта: антагонизм – эффект воздействия двух или нескольких веществ, при котором одно вещество ослабляет действие другого; синергизм – эффект воздействия, превышающий сумму эффектов воздействия каждого фактора в отдельности.
В связи с возможным хроническим воздействием посторонних веществ на организм человека и возникающей опасностью отдаленных последствий важнейшее значение приобретают канцерогенное (возникновение раковых опухолей), мутагенное (качественные и количественные изменения в генетическом аппарате клетки) и тератогенное (аномалии в развитии плода, вызванные структурными, функциональными и биохимическими изменениями в организме матери и плода) действия посторонних веществ. Для гигиенический регламентации чужеродных веществ на основе токсикологических критериев международными организациями ООН, ВОЗ, ФАО и др., а также органами здравоохранения отдельных государств приняты следующие базисные (основные) показатели:
ПДК – предельно допустимая концентрация (мг/кг) вещества в атмосфере, воде и (или) продуктах питания с точки зрения безопасности для здоровья человека, соответствующая установленному законом для каждого конкретного чужеродного (вредного) вещества предельно допустимому количеству (ГОСТ 17.4.1.01–84), которое при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не сможет вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в жизни настоящего и последующих поколений.
ДСД – допустимая суточная доза (мг на 1 кг массы тела) вещества, ежедневное поступление которого не оказывает негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.
ДСП – допустимое суточное потребление (мг/сут) вещества, определяемое умножением ДСД на величину средней массы тела (60 кг) и соответствующее количеству, которое человек может потреблять ежедневно в течение жизни без риска для здоровья.
Большинство пищевых добавок не имеет, как правило, пищевого значения, т. е. не является пластическим материалом для организма человека, некоторые пищевые добавки являются биологически активными веществами. Однако, как любое химическое соединение, введенное в продукты питания, они могут быть токсичными, поэтому проблеме безопасности пищевых добавок всегда уделяется особое внимание. Применение пищевых добавок, как всяких чужеродных, обычно несъедобных, ингредиентов пищевых продуктов, требует строгой регламентации и специального контроля.
Установление безопасности пищевых добавок. Безвредность пищевых добавок определяется на основе широких сравнительных исследований, предпринимаемых такими органами, как Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам (ОКЭПД) ФАО–ВОЗ (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) и Научным комитетом по продуктам питания (НКПП) Европейского Союза. Использование пищевых добавок запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не установлено их допустимое суточное потребление (ДСП).
Международный опыт организации и проведения системных токсиколого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специальном документе ВОЗ (1987–1991 гг.) «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания».
Согласно Закону Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» государственный предупредительный и текущий санитарные надзоры осуществляются органами санитарно-эпидемиологической службы. Безопасность применения пищевых добавок в производстве пищевых продуктов регламентируется документами Минздрава РФ на федеральном уровне.
Допустимое суточное потребление (ДСП) является центральным вопросом обеспечения безопасности пищевых добавок в течение последних 30 лет.
ДСП обычно выражается в виде цифрового диапазона от 0 до Х [(мг/кг)/сут]. Значение X выводится на основе оценки данных о токсичности и использования приемлемого фактора безвредности. В случае отдельных пищевых добавок, практически не обладающих токсическим действием, их применение в продуктах питания будет ограничиваться токсическим действием, уровнем технологического эффекта (например, заданным повышением вязкости для загустителя), и их максимально допустимое потребление не будет связано с вопросом о их безвредности. В этих условиях нет необходимости рассчитывать ДСП, и в сопроводительных документах к таким пищевым добавкам фиксируется «ДСП не указано».
Консультации по вопросам достаточности питания и безвредности пищевых продуктов и напитков дает орган Европейского Союза – научный комитет по продуктам питания.
Все пищевые добавки, которые используются в странах Европейского Союза, внесены в список разрешенных добавок. Пищевые добавки, которые не получили официального одобрения и не внесены в указанный список, например, из-за нерешенного вопроса о ее безвредности, не могут быть использованы в странах Европейского Союза. Пищевые добавки, которые включены в список разрешенных, при появлении новых данных подвергаются пересмотру и могут быть уточнены национальными организациями.
Безвредность пищевых добавок обеспечивается путем проведения обязательных широких исследований до того, как ОКЭПД ФАО/ВОЗ или НКПП оценят новую пищевую добавку и, возможно, включат ее в список разрешенных пищевых добавок. Кроме того, как указывалось, проводится периодический пересмотр одобренных ранее пищевых добавок по мере поступления о них новой информации и совершенствования методов проведения проверки их безвредности.
При решении вопроса о безопасности пищевых добавок необходимо ответить на несколько вопросов:
Какова опасность применения данного химического вещества для здоровья человека (опасность);
Какова вероятность вредного влияния химического соединения на здоровье человека с учетом уровня его воздействия (риск);
Какой уровень потребления пищевой добавки не будет опасным (риск) для здоровья человека при ее систематическом потреблении в течение всей его жизни.
Изучение безвредности химического вещества начинается с определения любых возможных отрицательных биологических воздействий. Доза, которая используется при проведении исследований на животных, последовательно увеличивается до тех пор, пока не будет получен один из трех следующих результатов:
Установлена токсичность соединения по отношению к определенной системе организма;
Выявлено снижение массы тела, указывающее на неспецифическую токсичность или на возможные проблемы при всасывании нутриентов организмом;
Доза пищевой добавки достигнет 5 % от общей массы рациона питания.
Последовательность оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в общем виде представлена на рис. 1.
Детальное исследование безопасности пищевой добавки по всей приведенной выше схеме требуется не во всех случаях. Иногда решение может быть принято после анализа следующих данных:
Химической структуры вещества;
Его прогнозируемого воздействия на организм человека;
Его присутствия в качестве нормальных составных частей в организме человека;
Его использования в традиционных продуктах питания;
Знаний о его воздействии на организм человека, содержащихся в литературе.
При проведении полных испытаний крайне важными являются используемая доза (она должна возрастать) и рацион питания.
В случае исследований негенотоксичных воздействий добавки считают, что есть порог воздействия на организм человека, ниже которого вещество не проявляет никакого отрицательного эффекта. Обеспечение безвредности пищевой добавки основано на использовании связи между дозой и реакцией на нее для определения приближенного порога токсичности при проведении исследований на животных. Это уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, – УНВОЭ [(мг/кг)/сут], он является уровнем воздействия, при котором исследуемые животные не отличаются от животных контрольной группы по сравнению с изменениями, обнаруженными ранее при использовании более высоких доз.
Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ во избежание неучтенных факторов рекомендует использовать интегральный коэффициент запаса, равный 100, гарантирующий безопасность с учетом различий чувствительности человека и животных, индивидуальных различий, сложностей оценки потребленного количества продукта, возможности синергического действия добавок и т. д.
Для получения безопасного уровня (ДСП) воздействия на человека определенный уровень, не вызывающий отрицательных эффектов (УНВОЭ) по сравнению с контрольной группой, делится на коэффициент безопасности (интегральный коэффициент запаса):
ДСП=УНВОЭ/100
где ДСП – допустимое суточное потребление, (мг/кг массы тела)/сут; УНВОЭ – уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, (мг/кг массы тела)/сут; 100 –коэффициент безопасности.
При определении ДСД – допустимой суточной дозы средняя масса тела не учитывается:
ДСД=УНВОЭ/100
где ДСД измеряется в (мг/кг)/сут, УНВОЭ – в (мг/кг)/сут.
Предельно допустимая концентрация пищевой добавки в пищевых продуктах (мг/кг)
ПДК=ДСД/Р
где Р– количество продуктов в суточном рационе, в котором может содержаться регламентируемая пищевая добавка, кг.
При этом количество продукта в пищевом рационе берут из рекомендованных в стране средних величин суточного рациона (так называемого стандартного рациона). Величина Р включает только те продукты, в которых может содержаться регламентируемая добавка:
Р = Р 1 + Р 2 +...+ Р n .
Проблема усложняется, если пищевая добавка в продуктах, содержащихся в рационе, присутствует в разных количествах. В этом случае ПДК (мг/кг) определяют для каждого продукта:
ПДК=(ДСП*ПС)/(М*100)
После определения ПДК необходимо убедиться, не оказывает ли это количество (мг/кг) негативного влияния на органолептические свойства пищевого продукта и не превышает ли оно технологически необходимые количества. В этом случае вносят соответствующие коррективы. Если ПДК окажется ниже технологически необходимого количества, то испытуемое вещество не разрешают использовать в качестве пищевой добавки.
После утверждения пищевой добавки и включения ее в список разрешенных добавок с присвоением индекса Е наблюдение за ней продолжается с учетом новых методов исследования и полученных экспериментальных данных.
По итогам этой работы в настоящее время запрещены к использованию 5 пищевых добавок (табл. 3).
Таблица 3 – Пищевые добавки, запрещенные к применению в РФ при производстве пищевых продуктов
ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ
Это вещества (функциональный класс 14), создающие условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты.
Для пен с жидкой дисперсионной средой принципиальное практическое значение имеет устойчивость, стабилизация и разрушение. Данные процессы связаны с коалесценцией (слиянием) газовых пузырьков и обратной седиментации. Последний случай связан с разрушением газовых эмульсий, в которых концентрация дисперсной фазы невелика, поэтому газовые пузырьки всплывают на поверхность из объема жидкой дисперсионной среды.
Пена представляет собой тонкую дисперсию воздуха в жидкости или твёрдом теле. Для образования пены могут быть необходимы поверхностно-активные свойства пенообразователей. В жиросодержащих пенных массах они располагаются на поверхности жировых шариков. Пенообразователи обеспечивают лучшее распределение жира и одновременно снижают антагонизм жиров благодаря «гидрофилизации» поверхности жира. Кроме того, они способствуют необходимой частичной агломерации жировых шариков (деэмульгированию).
Для получения пен необходимой устойчивости в систему вводят пенообразователи, которые подразделяют на два типа:
1. истинно растворимые (низкомолекулярные) ПАВ;
2. коллоидные ПАВ, белки и некоторые другие ВМС.
В присутствии пенообразователей первого типа устойчивость пен повышается пропорционально концентрации введенного ПАВ, однако такие пены быстро разрушаются по мере истечения жидкости из пенных пленок. При использовании пенообразователей второго рода с увеличением их концентрации повышается прочность структуры пены, каркас которой способен сдерживать истечение межпленочной жидкости. При этом образуются устойчивые пены, время «жизни» которых составляет десятки минут, часы.
Пенообразование в пищевых системах может осуществляться:
Диспергированием: перемешивание, встряхивание, взбивание, барбожа струи газа через жидкость и ускоряется в присутствии пенообразователей, растворенных в жидкой дисперсной среде, а также при нагревании или снижении давления;
Конденсацией: пересыщении дисперсионной среды газом.
Области применения: кондитерские изде6лия, мороженое и другие взбитые десерты, молочные коктейли, пиво.
ЭМУЛЬГАТОРЫ
Вкусоароматические эмульсии
Безалкогольные напитки. Эмульгатор, входящий в состав эмульсии, обеспечивает не только ее стабильность, но и выступает в роли «замутняющего» агента , что позволяет получать «замутненные» напитки. За счет развлетвленной полисахаридной структуры эмульгатор выступает в роли адсорбента ароматической части, обеспечивая аромат напитку . Особенно важно применение эмульгаторов при производстве напитков на подсластителях, т.к. часто эти напитки имеют пустой, несбалансированный вкус из-за отсутствия компонента, удерживающего аромат (сахар). В случае использования эмульгаторов ароматический компонент входит в состав самой эмульсии и хорошо защищает эмульгатор. Входящие в состав эмульсий эфирные масла, внесение которых в напиток напрямую невозможно, придают напиткам натуральный вкус и аромат, а эмульгатор предотвращает возможные процессы окисления, протекающие в достаточно реакционноспособной водной среде.
Молочная продукция. В основе производства кисломолочных напитков лежит кислотная коагуляция казеина. По характеру связей между частицами казеина кислотные сгустки относят к пространственным структурам смешанного типа - коагуляционно-конденсационным. В коагуляционных структурах частицы удерживаются межмолекулярными силами, между ними остаются прослойки дисперсионной среды – сыворотки. Кисломолочные напитки относят к аномально вязким (псевдопластичным) жидкостям.
Структура и консистенция напитка зависят от температуры, содержания жира, кислотности, типа используемой закваски и режима тепловой обработки молока . При повышении дисперсности шариков жира и частично мицелл казеина получается продукт с гомогенной консистенцией и более устойчивой структурой. Для улучшения свойств кисломолочных напитков применяют различные стабилизаторы и желеобразователи. С одной стороны, для ряда кисломолочных продуктов ароматизатор является единственным рецептурным ингредиентом, придающим вкусоароматические свойства, отвечающие наименованию продукта. С другой стороны, в многокомпонентной системе, структура и консистенция которой зависят от множества технологических факторов, равномерное распределение ароматических веществ может быть затруднено. Применение вкусоароматических эмульсий как веществ, агрегатное состояние которых близко к состоянию конечного продукта, позволяет в этом случае нивелировать колебания вязкости напитка и повыситъ равномерность распределения ароматизатора.
Поэтому использование эмульсий целесообразно в производстве тех пищевых продуктов, которые по способу получения и применения также представляют собой эмульсионную систему. К таким можно отнести, помимо прочих, мороженое и майонез.
Мороженое. Мороженое представляет собой сложную многофазную систему, технология приготовления которой связана с изменением температурных режимов. Применяя классификацию по агрегатному состоянию, мороженое в зависимости от температуры можно рассматривать как эмульсию или суспензию молочного жира и как концентрированную эмульсию газа в воде. В закаленном мороженом жировые частицы, будучи практически в твердом состоянии, находятся как в жидкости, так и в виде включений в лед. Воздух также находится и в жидкости (пена), и во льду (твердая пена). Кристаллы льда можно считать распределенными в водном растворе солей, кислот, углеводов и других компонентов, хотя в количественных отношениях при применяемых температурах хранениям мороженного лед в несколько раз превосходит незамороженную влагу.
Включения не могут не влиять на процесс образования кристаллов льда в мороженом, а от размеров и формы кристаллов льда в значительной мере зависят структура, консистенция мороженого, а также его вкусовые качества.
Для улучшения структуры и консистенции мороженого используют стабилизаторы - гидрофильные коллоиды полисахаридной или белковой природы. Следует отметить, что одними из основных рецептурных компонентов вкусоароматических эмульсий являются вещества сходной химической природы.
С точки зрения осуществления технологического процесса ароматизатор вносят на стадии созревания, когда происходит частичная десорбция протеинов молока с поверхности жировых шариков, образовавшихся во время гомогенизации, с последующей коалесценцией этих жировых шариков, что приводит к возникновению жидкого жира, который способствует формированию структуры пены мороженого. Эмульсионные ароматизаторы распределяются преимущественно в дисперсионной среде (водной фазе) и обеспечивают формирование вкуса и аромата, отвечающего наименованию продукта.
Наличие жировой фазы и способность плодово-ягодных добавок, являющихся компонентами мороженого, катализировать процессы окисления жира - один из неблагоприятных факторов, ярко проявляющийся в течение всего срока хранения. Присутствие в составе ароматических эмульсий антиоксидантов позволяет в ряде случаев снизить вероятность развития окислительных процессов, исключить из рецептуры часть плодово-ягодных добавок, заменив их эмульсиями с различными вкусовыми характеристиками.
Основные группы пищевых ПАВ
-Моно-, диацилглицериды и их производные (Е471, 472a – 472g);
-Фосфолипиды (Е322, Е442);
-Эфиры полиглицерина (Е475);
-Эфиры сахарозы (Е473);
-Эфиры полиоксиэтиленсорбитана (Е432-Е436)
-Эфиры молочной кислоты (Е481- Е482).
Пищевые добавки - разрешенные Минздравом РФ химические вещества и природные соединения, обычно неупотребляемые в качестве пищевого продукта или обычного компонента пищи, но которые преднамеренно добавляют в пищевой продукт по технологическим соображениям на различных этапах производства, хранения, транспортирования с целью улучшения или облегчения производственного процесса или отдельных операций, увеличения стойкости продукта к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта или специального изменения его органолептических свойств.
Основные цели введения пищевых добавок
- совершенствование технологии подготовки, переработки пищевого сырья, изготовления, фасования, транспортирования и хранения продуктов питания (применяемые при этом добавки не должны маскировать последствия использования испорченного сырья или проведения технологических операций в антисанитарных условиях);
- сохранение природных качеств пищевого продукта;
- улучшение органолептических свойств пищевых продуктов и увеличение их стабильности при хранении.
- Пищевые добавки допускается применять только в том случае, если они даже при длительном использовании не угрожают здоровью человека.
Обычно пищевые добавки разделяют на несколько групп (классификация пищевых добавок) :
- вещества, регулирующие вкус продукта (ароматизаторы, вкусовые добавки, подслащивающие вещества, кислоты и регуляторы кислотности);
- вещества, улучшающие внешний вид продукта (красители, стабилизаторы цвета, отбеливатели);
- вещества, регулирующие консистенцию и формирующие текстуру (загустители, гелеобразователи, стабилизаторы, эмульгаторы и др.);
- вещества, повышающие сохранность продуктов и увеличивающие сроки их хранения (консерванты, антиоксиданты и др.).
Соединения , повышающие пищевую ценность продуктов, например, витамины, микроэлементы, аминокислоты, не относятся к пищевым добавкам.
Приведенная выше классификация (классификация пищевых добавок) основана на технологических функциях пищевых добавок. Однако имеются более строгие определения, данные в директивных документах.
К пищевым добавкам (Food additives) по определению Объединенного комитета экспертов по пищевым добавкам ФАО-ВОЗ* относят «непищевые вещества, добавляемые в продукты питания, как правило, в небольших количествах для улучшения внешнего вида, вкусовых качеств, текстуры или для увеличения сроков хранения».
Комиссия ФАО-ВОЗ Codex Alimentarius предложила более расширенное толкование этого определения: «...любые вещества, в нормальных условиях не употребляемые как пища и не используемые как типичные ингредиенты пищи, независимо от наличия у них пищевой ценности, преднамеренно добавляемые в пищу для технологических целей (включая улучшение органолептических свойств) в процессе производства, обработки, упаковки, транспортировки или хранения пищевых продуктов...».
Закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» и СанПиН 2.32.560-% предлагают следующее определение: «пищевые добавки - природные или искусственные (синтезированные) вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью их сохранения и (или) придания им заданных свойств». Как видно из этих определений, термин «пищевые добавки» не имеет единого толкования.
Определение внесенное в Федеральный закон и СанПиН, представляется наиболее общим и удобным.
Следовательно, пищевые добавки - это вещества, соединения, которые сознательно вносят в пищевые продукты для выполнения определенных функций. Такие вещества, называемые также прямыми пищевыми добавками, не являются посторонними, как, например, различные контаминанты, «случайно» попавшие в пищу на различных этапах ее производства.
Существует принципиальное различие между пищевыми добавками и вспомогательными материалами, употребляемыми в ходе технологического процесса.
Вспомогательные материалы - любые вещества или материалы, которые, не являясь пищевыми ингредиентами, преднамеренно используются при переработке сырья и получении пищевой продукции с целью улучшения технологии. В готовых пищевых продуктах вспомогательные материалы либо отсутствуют, либо могут сохраняться в незначительных количествах в виде не удаляемых остатков.
Человек использует пищевые добавки (соль, специи - перец, гвоздику, мускатный орех, корицу, мед) много веков. Однако широкое их использование началось в конце XIX в. и было связано с ростом населения и концентрацией его в городах, что вызвало необходимость увеличения объемов производства продуктов питания путем совершенствования традиционных пищевых технологий, создания продуктов функционального назначения с использованием достижений химии и биотехнологии.
Сегодня можно выделить несколько причин широкого использования пищевых добавок производителями продуктов питания. К ним относятся:
- современные методы торговли, включающие перевоз продуктов питания, в том числе скоропортящихся и быстро черствеющих, на большие расстояния, что вызвало необходимость применения добавок, увеличивающих сроки хранения;
- быстро изменяющиеся индивидуальные представления современного потребителя о продуктах питания, включающие вкус и привлекательный внешний вид, невысокую стоимость, удобство использования; удовлетворение таких потребностей связано с использованием, например, ароматизаторов, красителей и т. п.;
- создание новых видов пищи, отвечающей современным требованиям науки о питании (низкокалорийные продукты, аналоги мясных, молочных и рыбных продуктов), что связано с использованием пищевых добавок, регулирующих консистенцию пищевых продуктов;
- совершенствование технологии получения традиционных и новых продуктов питания.
Число пищевых добавок , применяемых в производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает сегодня 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов. В Европейском Союзе классифицировано около 300 пищевых добавок, для гармонизации использования которых Европейским Союзом разработана рациональная система цифровой кодификации пищевых добавок.
Она включена в кодекс ФАО-ВОЗ для пищевых продуктов (Codex Alimentarius, Ed. 2, V. 1) как международная цифровая система кодификации пищевых добавок (International Numbering Sisteni-INS).
Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех или четырехзначный номер (в Европе с предшествующей ему буквой Е). Эти номера (коды) используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группу пищевых добавок по технологическим функциям (подклассам).
Букву Е специалисты отождествляют как со словом Европа, так и со словами Epbar/Edible, что в переводе на русский соответственно с немецкого и английского означает съедобный. Буква Е в сочетании с трехзначным номером является синонимом и частью сложного наименования конкретного химического вещества, являющегося пищевой добавкой.
Присвоение конкретному веществу статуса пищевой добавки и трехзначного идентификационного номера Е имеет четкое толкование, подразумевающее, что:
- данное конкретное вещество проверено на безопасность;
- вещество может быть применено (рекомендовано) в рамках его установленной безопасности и технологической необходимости при условии, что применение этого вещества не введет потребителя в заблуждение относительно типа и состава пищевого продукта, в который оно внесено;
- для данного вещества установлены критерии чистоты, необходимые для достижения определенного уровня качества продуктов питания.
Следовательно, разрешенные пишевые добавки, имеющие идентификационный номер, обладают определенными свойствами.
Качество пищевых добавок - совокупность характеристик, которые обусловливают технологические свойства и безопасность пищевых добавок.
После некоторых Е-номеров (буква Е в сочетании с трехзначным номером) стоят строчные буквы, например: Е160а - каротины; Е472а - эфиры моно- и диглицеридов, уксусной и жирных кислот и т. д. В этих случаях речь идет о классификационном подразделении пищевой добавки.
Строчные буквы являются неотъемлемой частью номера Е и должны обязательно использоваться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях после Е-номеров стоят строчные римские цифры, которые уточняют различия в спецификации добавок одной группы и не являются обязательной частью номера и обозначения, например E450i - дигидропирофосфат натрия.
Наличие пищевых добавок в продуктах должно фиксироваться на этикетке , i фи этом пищевая добавка может обозначаться как индивидуалы юе вещество или как представитель функционального классавсочетании с номером Е. Например, бензоат натрия или консервант Е211.
Согласно предложенной системе цифровой кодификации классификация пищевых добавок в соответствии с назначением выглядит следующим образом (основные группы):
- Е100 -: Е182,-красители;
- Е200 и далее - консерванты;
- Е300 и далее - антиокислители (антиоксиданты);
- Е400 И далее - стабилизаторы консистенции;
- Е450 и далее, Е1000 - эмульгаторы;
- Е500 и далее - регуляторы кислотности, разрыхлители;
- Е600 И далее - усилители вкуса и аромата;
- Ё700 - Е800 - запасные индексы для другой возможной информации;
- Е900 и далее - глазирующие агенты, улучшители хлеба.
Многие, пищевые добавки, включенные в этот список, имеют комплексные технолог ические функции, которые проявляются в зависимости от особенностей пищевой системы. Например, добавка Е339 (фосфаты натрия) может проявлять свойства регулятора кислотности, эмульгатора, стабилизатора, комплексообразователя и водо- удерживающего агента.
В пищевой промышленности применяется большая группа веществ, объединяемая общим термином “пищевые добавки”.
Введение пищевых добавок в пищевые продукты по своему технологическому предназначению может быть направлено на:
Улучшение качества пищевого продукта;
Сохранение качества продукта в процессе его хранения;
Ускорение сроков изготовления пищевых продуктов.
В соответствие с технологическим предназначением пищевые добавки в свою очередь могут быть сгруппированы следующим образом:
1.Пищевые добавки, обеспечивающие необходимый внешний вид и органолептические свойства продукта, а также улучшающие его качества:
а) красители
б) ароматизаторы
в) улучшители консистенции
г) вкусовые вещества
2.Пищевые добавки, предотвращающие микробную и/или окислительную порчу продуктов:
а) антимикробные добавки
Химические
Биологические
б) антиокислители
3.Пищевые добавки, необходимые в технологическом процессе производства пищевых продуктов:
а) технологические добавки
б) ускорители технологического процесса.
К наиболее важным из них относят пищевые красители, подслащивающие вещества, консерванты, пищевые антиокислители, эмульгаторы, загустители, желе- и студнеобразователи.
ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ
Потребители давно привыкли к определенному цвету пищевых продуктов, связывая с ним качество. Однако следует отметить, что в ходе технологического процесса сырье и продукты зачастую изменяют свою привычную, первоначальную окраску, а в ряде случаев приобретают даже неприятный вид, что делает такие продукты малопривлекательными для потребителя, а иногда даже отталкивающими.
Среди веществ, определяющих внешний вид пищевых продуктов, одно из важнейших мест принадлежит красителям.
Пищевые красители – класс пищевых добавок, которые усиливают и/или восстанавливают цвет продукта, то есть определяют конечный внешний цвет пищевого продукта.
Для подкрашивания пищевых продуктов применяют как натуральные, природные, естественные красители, так и синтетические – вещества органической или неорганической природы.
Естественные или натуральные красители – вещества, которые, как правило, представляют собой смесь каротиноидов, антоцианов, флавоноидов, хлорофилла и других натуральных компонентов растений, наделенных пигментами.
Однако не только растительные организмы являются источником красящих веществ. У нас в стране не так давно разрешен красный краситель, выделенный из криля и представляющий собой смесь каротиноидов. Этот краситель предназначен для окраски рыбных изделий и искусственной икры.
Синтетические красители – вещества, которые, как правило, являются азосоединениями, нитросоединениями, дифенилметановыми соединениями, хинонами, хинолинами, пиразолонами и т.д. и т.п.
Все натуральные красители могут применяться для окрашивания пищевых продуктов. В «Санитарных правилах по применению пищевых добавок» отмечено, что использование натуральных красителей регламентируется только технологическими инструкциями.
Среди синтетических красителей практически нет безвредных веществ. И хотя они не отличаются острой токсичностью, многие из них являются канцерогенами, мутагенами или аллергенами.
В некоторых странах применяется большое количество синтетических красителей. В России и странах СНГ разрешено использование только двух синтетических красителей – индигокармина и тартразина.
В нашей стране применение синтетических красителей для подкрашивания продуктов питания ограничивается как сокращением числа используемых синтетических красителей, так и путем расширения ассортимента безвредных во всех отношениях натуральных красителей или даже полного отказа от подкрашивания продуктов питания.
В биотехнологиях пищевые красители наиболее широко применяются при производстве кондитерских изделий, напитков, маргарина, некоторых видов консервов и т.д.
Кармин - природный красный краситель, производное антрахинона:
Алканнин - производное 1,4-нафтахинона. Природный краситель. Придает красно-бордовую окраску.
Энокраситель - получают из выжимок красных сортов винограда и ягод бузины в виде жидкости интенсивно красного цвета. В ее состав входит смесь соединений, в том числе антоцианов и катехинов. Окраска продукта энокрасителем зависит от рН среды. Красная окраска в подкисленных объектах, в нейтральных и слабощелочных средах энокраситель придает продукту синий оттенок. Поэтому энокраситель в кондитерской промышленности используют одновременно с органическими кислотами для создания необходимой рН среды.
Сахарный колер (карамель) - темно-окрашенный продукт карамелизации сахара. Его водные растворы представляют собой приятно пахнущую темнокоричневую жидкость. Применяют для окраски напитков, кондитерских изделий, в кулинарии.
b-каротин - растительный красножелтый пигмент. Обеспечивает окраску ряда жиров, овощей и фруктов, личного желтка. Помимо красящих свойств, обладает провитаминными свойствами, т.к. распадаясь в живом организме превращается в витамин А. Он устойчив к действию рН среды, но легко окисляется под действием света, кислорода воздуха, других окислителей.
Куркума - желтый природный краситель, используют в виде спиртового раствора, т.к. куркума плохо растворяется в воде.
Индигокармин (динатриевая соль индигодисульфокислоты) - синтетический краситель. При растворении в воде дает растворы интенсивного синего цвета. Применяют в кондитерской промышленности и при производстве сахара-рафинада.
Тартразин желтый (динатривая соль азокрасителя) - синтетический краситель, хорошо растворим в воде, образует растворы оранжево-желтого цвета. Используют в кондитерской промышленности при производстве напитков.
ПОДСЛАЩИВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
В пищевой промышленности с давних пор применяются вещества, обладающие сладким вкусом - подслащивающие вещества. В последнее время с учетом требований науки о питании, расширения производства низкокалорийных продуктов, а также продуктов для людей, страдающих рядом заболеваний, в первую очередь больных диабетом, расширяется выпуск заменителей сахарозы как природного происхождения, так и синтетических.
Мед - природный подсластитель. Он содержит 75% моно- и дисахаридов, в том числе около 40% фруктозы, 35% глюкозы и 2% сахарозы, крахмала - 5,5%. Мед используют в кондитерской и хлебопекарной промышленности, при изготовлении напитков.
Солодовый экстракт - водная вытяжка из ячменного солода - представляет собой смесь из моно- и олигосахаридов (глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза), белков, минеральных веществ, ферментов. Содержание сахарозы достигает 5%. Используют в кондитерской промышленности, при изготовлении продуктов для детского питания и кваса.
Лактоза (молочный сахар) - используют в детском питании и для производства специальных кондитерских изделий.
 |
Сорбит - сладость по отношению к сахарозе составляет 0,6. Практически полностью усваивается организмом.
HOН 2 C-СН(ОН)-СН(ОН)-СН(ОН)-СН(ОН)-СН 2 ОН
Ксилит - сладость по сравнению с сахарозой составляет 0,85. Также хорошо усваивается организмом.
HOН 2 C-СН(ОН)-СН(ОН)-СН(ОН)-СН 2 ОН
Сахарин - синтетическое вещество. Температура плавления 228-229 O С. Слаще сахарозы в 300-550 раз. Организмом почти не усваивается. Используется при производстве пищевых продуктов для больных диабетом, диетических сыров, напитков.
Цикламаты - соединения с приятным сладким вкусом, без привкуса горечи, стабильные при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Сладость в 30 раз
выше, чем у сахарозы. Применяются в кондитерской промышленности и при производстве напитков.
Аспартам - дипептид, в его состав входят остатки аспарагиновой и фенилаланиновой кислот:
В процессе получения пищевых продуктов, в присутствии влаги и при повышенной температуре, аспартам частично превращается в дикетопиперазин. Он удобен для подслащивания пищевых продуктов (например, кремов, мороженого), которые не требуют тепловой обработки, а также продуктов лечебного назначения. В продуктах, которые подвергаются тепловой обработке, длительному хранению, его применение нецелесообразно из-за снижения степени сладости готового продукта.
Сукралоза - 4,1`,6`-трихлоргалактосахароза. Слаще сахара в 600 раз.
Сукралоза стабильна в слабокислой среде (рН 4-7), в более кислой среде молекула сукралозы распадается на две моносахаридные составляющие: 1,6-дихлорфруктозу и 4-хлоргалактозу, имеющие нейтральный вкус. Сукралоза совместима с другими продуктами и добавками, стабильна при высокой температуре, ее можно применять в процессах пастеризации, стерилизации, обработки при сверхвысокой температуре, выпечки, сушки распылением. Она может быть использована в производстве безалкогольных и алкогольных напитков, молочных десертов, консервов, печенья, выпечки, соусов и майонезов. Рекомендуемая дневная норма потребления сукралозы составляет до 15 мг на 1 кг массы тела человека.
КОНСЕРВАНТЫ
Химические консерванты - это вещества, введением которых в продукты удается замедлить или предотвратить развитие микрофлоры: бактерий, плесени, дрожжей и других микроорганизмов, а следовательно, продлить сохранность продуктов питания. Консерванты должны быть безвредными, не изменять вкусовых и прочих свойств пищевых продуктов. В качестве консервантов в настоящее время в основном используют некоторые органические кислоты и их соли (см. таблицу).
Пищевые консерванты
| N п/п | Наименование консерванта | Формула | Зависимость от pH среды | Область применения |
| Муравьиная кислота Уксусная кислота Пропионовая кислота Пропионат натрия Пропионат кальция Сорбиновая кислота Сорбат натрия Сорбат калия Сорбат кальция Бензойная кислота Бензоат натрия Бензоат калия Лимонная кислота | HCOOH CH 3 COOH C 2 H 5 COOH C 2 H 5 COONa (C 2 H 5 COO) 2 Ca CH 3 -(CH=CH) 2 -COOH CH 3 -(CH=CH) 2 -COONa CH 3 -(CH=CH) 2 -COOK (CH 3 -(CH=CH) 2 -COO) 2 Ca C 6 H 5 -COOH C 6 H 5 -COONa C 6 H 5 -COOK COOH ½ HOOC-CH 2 -C-CH 2 -COOH ½ OH | сильная слабая зависит от pHсреды слабая слабая слабая слабая слабая слабая сильная слабая слабая слабая | консервирование мяса, овощей консервирование овощей и фруктов, маринады в производстве сыров предупреждение плесневения хлеба, печенья, шоколадных изделий, плавленых сыров консервирование мясных и рыбных изделий, маргарина, сыра, печенья, яичного желтка, фруктовых соков, сиропов изготовление плодово-ягодных изделий в производстве рыбных консервов, маогарина, напитков производство маргаринов |
ПИЩЕВЫЕ АНТИОКИСЛИТЕЛИ
Вещества которые замедляют окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, называются антиокислителями (антиоксидантами). Пищевые антиокислители бывают как природного, так и синтетического происхождения. Некоторые из наиболее распространенных антиокислителей приведены ниже.
3-трет.бутил-4-гидроксианизол Область применения – топленые, кулинарные и кондитерские жиры.
L-аскорбиновая кислота Область применения – молочные пищевые продукты.
Пропиловый эфир галловой кислоты (пропилгаллат) Область применения – молочные пищевые продукты.
 |
2,3-диметил-бис-бутан (нордигидрогваяретовая кислота) Область применения – природные пищевые жиры, некоторые витамины, молоко, кондитерские изделия.
АРОМАТИЗАТОРЫ
Ароматизаторы – вещества, добавляемые в пищевые продукты с целью восстановления их вкуса и аромата (например, утраченных в процессе переработки), стабилизации и усиления натурального вкуса и аромата продуктов, а также придания вкусового разнообразия однотипным продуктам (например, мороженое, прохладительные напитки).
В качестве ароматизаторов также могут быть использованы экстракты из растений и животных, эфирные масла растительного происхождения, натуральные настои, плодово-ягодные соки, сиропы, пряности, а также ароматические пищевые эссенции или отдельные душистые вещества.
В формировании вкуса и аромата каждого продукта принимает участие большое количество гармонирующих друг с другом ароматических соединений. Одно или несколько из них определяют основной аромат, а остальные – его нюансы.
Состав вкусоароматической добавки постоянен. Его определяет специалист по запахам (флаворист), но существуют разные версии ароматизаторов, в которых подчеркивается тот или иной тон и подбирается разное их сочетание.
Пищевой ароматизатор – это 30-50, а иногда и более согласованных компонентов. Этими компонентами могут быть как натуральные или идентичные натуральным, так и искусственные ароматические вещества.
Натуральные ароматизаторы извлекаются из сырья растительного или животного происхождения. По различным причинам производство пищевых продуктов с использованием только натуральных ароматизаторов невозможно.
Идентичные натуральным ароматизаторы (означает «такие же, как природные») получают в лаборатории, но по своему химическому строению они соответствуют природным. Такой ароматизатор, кстати, может быть даже безвреднее ароматизатора полученного из природного сырья.
Искусственные ароматизаторы содержат, по меньшей мере, одно искусственное вещество, которого в природе не существует. По своей химической структуре синтетические душистые вещества могут быть различной природы: спирты, альдегиды, сложные эфиры органических кислот.
Все ароматизаторы можно условно разделить на острые (пряные) и сладкие. Первые придают продукту вкус и запах овощей, специй, трав, дыма, мяса, рыбы, грибов и т.п. Типичные же сладкие ароматизаторы – все виды фруктовых, ванильные, шоколадные, кофейные.
Ароматизаторы выпускают в виде жидкостей и порошков. Исторически сложилось так, что жидкие ароматизаторы называют пищевыми ароматическими эссенциями (хотя термин «эссенция» в общепринятом смысле этого слова означает только вытяжку легколетучих ароматических веществ из растительного сырья).
Ароматизация практически не усложняет процесс производства. Ароматизатор можно вводить в продукт неразбавленным (например, порошок экстракта специй) или в виде концентрированного раствора (суспензии) в подходящем растворителе (растворителем может быть вода, масло, спирт или часть самого ароматизируемого продукта), на некоторые пищевые продукты можно проводить прямое напыление разбавленного раствора ароматизатора.
Момент внесения ароматизатора в конкретный продукт определяют исходя из технологии производства.
Выбор ароматизатора для конкретного пищевого продукта определяется физико-химическими свойствами и технологией производства продукта.
Дозировка ароматизаторов в производстве пищевых продуктов зависит от требуемой интенсивности вкуса и аромата тех или иных изделий, от органолептических свойств продуктов и технологии их производства.
Однако, важно помнить, что в полной мере оценить влияние ароматизатора на органолептические свойства изделия можно только по результатам дегустации готового продукта.
Следует также отметить, что ароматизаторы, разрешенные для ароматизации одних видов пищевых продуктов, использовать для ароматизации других видов пищевых продуктов не допускается без соответствующего разрешения.
Необходимо также учитывать токсикологическую специфику пищевых ароматизаторов, так как возможно, что соединения входящие в ароматическую композицию физиологически небезразличны для организма, действуют на обменные процессы (поскольку биологически активны даже в очень малых концентрациях), обладают токсическим действием (а некоторые, может быть, являются даже прямыми ядами).
С медицинской точки зрения необходимо по возможности максимально ограничить использование синтетических душистых веществ (это должно в первую очередь относиться к пищевым продуктам и напиткам, предназначенным для детей, а также для больных людей, так как именно эти контингенты чувствительны к действию ксенобиотиков) и расширять производство и применение натуральных соков, настоев и эфирных масел.
В нашей стране Санитарными Правилами регламентируется перечень продуктов, которые разрешается ароматизировать пищевыми эссенциями или непосредственно синтетическими душистыми веществами.
В таблице, приведенной ниже, рассмотрены некоторые из пищевых ароматизаторов и области их применения.
За рубежом используется значительно большее количество ароматизаторов, чем в нашей стране.
Таблица
Некоторые пищевые ароматизаторы.
CH 3 CH 3УЛУЧШИТЕЛИ КОНСИСТЕНЦИИ
При производстве некоторых пищевых продуктов по технологическим соображениям широко используют улучшители консистенции – вещества:
Поддерживающие реологические свойства (или заданную консистенцию) продукта;
Изменяющие реологические свойства пищевого продукта, или консистенцию.
Улучшители консистенции применяются преимущественно в производстве продуктов, имеющих неустойчивую консистенцию и гомогенную структуру.
В качестве улучшителей консистенции используют как натуральные вещества (растительного, микробного или грибкового происхождения), так и вещества химической природы (она также разнообразна).
Ассортимент веществ, улучшающих консистенцию, достаточно широк.
К этой группе пищевых добавок могут быть отнесены:
Загустители;
Разрыхлители;
Стабилизаторы физического состояния;
Эмульгаторы;
Желе- и студнеобразователи.
Действие загустителей направлено на повышение вязкости пищевых продуктов.
Разрыхлители несут нагрузку прямо противоположную действию загустителей. Они представляют собой вещества, или сочетание веществ, которые освобождают газ и увеличивают, таким образом, объем теста.
Эмульгаторы и стабилизаторы физического состояния в определенной степени выполняют одну и ту же задачу – образуют и поддерживают однородную смесь двух или более несмешиваемых веществ в пищевом продукте или готовой пище, хотя есть и отличия. Так, например, одна из задач выполняемых стабилизаторами физического состояния (группа водоудерживающих веществ) - предохранять пищевой продукт от высыхания путем нейтрализации влияния атмосферного воздуха с низкой влажностью.
Задача желе- и студнеобразователей - текстурировать пищу путем образования или геля или студня.
ЭМУЛЬГАТОРЫ
В качестве эмульгаторов применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ). К ним относятся группы веществ, которые снижают поверхностное натяжение. Это позволяет их использовать для создания многих видов пищевых продуктов (кремов, майонезов, йогуртов и т.д.). Основные пищевые ПАВ-это производные одноатомных и многоатомных жиров, моно- и дисахаридов. Рассмотрим основные группы пищевых ПАВ, применяющихся в промышленности.
Моно- , диацилглицериды (моно- , диглицериды) и их производные получают гидролизом ацилглицеридов или этерификацией глицерина высокомолекулярными жирными кислотами; к ним может быть отнесен и эмульгатор Т - 1:
CH 2 -O-CO-R CH 2 -O-CO-R
CH-OH CH-O-CO-R 1
CH 2 -OH CH 2 -OH
1-моноглицерид 1,2-диглицерид
Применение моно- и диглицеридов в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, в макаронной промышленности позволяет механизировать процесс, повышает качество, в маргарине повышает пластические свойства.
Нашли применение и производные моноглицеридов, этерифицированные карбоновыми кислотами:
CH 2 -O-CO-CH-CH 2 -COOH
эфир моноглицерида и яблочной кислоты
Например, эфир моноглицерида и яблочной кислоты используют в хлебопечении, кондитерской и сахарной промышленности, в производстве мороженого.
Фосфолипиды как природного, так и синтетического происхождения применяют в хлебопекарной, кондитерской, маргариновой отрасли промышленности.
Природные фосфолипиды (фосфатиды, фосфатидный концентрат) получают из растительных масел при их гидратации. Их применяют при производстве хлеба, мучных кондитерских изделий, шоколада, напитков, мороженого.
Синтетические фосфолипиды, применяемые в пищевой промышленности, по своему составу отличаются от природных отсутствием в их молекулах азотистых оснований, они представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей различных фосфатидных кислот с триглицеридами.
Их применение в шоколадном производстве позволяет экономить масло-какао, в маргариновой - получать низкожирные маргарины с содержанием жировой фазы 40-50 %. В производстве маргарина применяют эмульгатор Т-Ф - смесь эмульгатора Т-1 и фосфатидных концентратов (3:1).
 |
Эфиры полиглицерина - соединения, представляющие собой сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином. Кроме того, эти продукты содержат свободные полиглицерины, некоторое количество моно- , ди- , и триглицеридов. Применяют в хлебопекарной, кондитерской и маргариновой отраслях промышленности.
Эфиры сахарозы по составу представляют собой сложные эфиры природных кислот с сахарозой. Спектр применения этих соединений очень широкий -кондитерские изделия, хлебопечение, производство мороженого.
Эфиры сорбита - это соединения, представляющие собой сложные эфиры шестиатомного спирта сорбита и природных кислот.
Производные карбоновых кислот и высших жирных спиртов (R - остаток спирта)
К ним относятся производные янтарной кислоты – сукцинаты:
HOOC-CH 2 -CH 2 -CO-OR
К ним относятся производные винной кислоты – тартраты:
HOOC-CH(OH)-CH(OH)-CO-OR
К ним относятся производные лимонной кислоты – цитраты:
HOOC-CH 2 -(HO)C(COOH)-CH 2 -CO-OR
Они нашли применение почти во всех отраслях пищевой промышленности.
Производные гидроксикарбоновых кислот с высшими жирными кислотами .
К ним относятся производные молочной кислоты: стероилмолочная кислота и ее соли - натрийстелат и кальцийстелат.
C 17 H 35 -CO-O-CH-COOH
стероилмолочная кислота
C 17 H 35 -CO-O-CH-COONa
натрийстелат
(C 17 H 35 -CO-O-CH-COO) 2 Ca
Разнообразие видов сырья, направления использования, методов ее технологической обработки и ассортимента готовой продукции обуславливают необходимость классификации пищевых производств по различным признакам. Она позволяет объединить родственные по классификационным признакам производства в определенные группы и анализировать их с целью поиска наиболее эффективных организационных, управленческих, технологических, маркетинговых и иных решений.
По виду перерабатываемого сырья в структуре АПК выделяют восемь под комплексов, а именно
1. Хлебопродуктовый, в состав, которого входят мукомольное, крупяное, макаронное производства и хлебопечения.
2. Мясомолочных включает производства по переработке скота, свиней и птицы, мясоперерабатывающие предприятия, молочное, масло перерабатываемое производство, молочно-консервные предприятия.
3. Масло жировой под комплекс образуют предприятия по производству масла и маргарина, кулинарных и других и жировых продуктов.
4. Плодоовощной объединяет производства сахара, крахмала, патоки, плодоовощных консервов и сушеных плодов и овощей.
5. Под комплекс бродильных производств охватывает такие производства, как пивоварение, спиртовое, дрожжевое, винодельческое, ликероводочное, слабо-и безалкогольных напитков;
6. Пищевкусовой под комплекс состоит из кондитерского, пищеконцентратной, соляного, чайного, кофейного и табачного производства;
7. Яйцепродуктов под комплекс включает предприятия, занимающиеся переработкой свежих яиц домашней птицы и сушеные или замороженные яичные продукты.
8. Предприятия рыбопродуктового подкомплекса занимаются разведением, выращиванием, ловлей и переработкой рыбной и другой водной сырья.
На региональном уровне предприятия под комплекса образуют объединения, ассоциации, союзы и другие организационные формы объединения усилий в решении проблемных вопросов, координации деятельности, защиты корпоративных интересов.
В зависимости от способа добычи и обработки сырья пищевые предприятия разделяют на две группы -- добывающие и перерабатывающие. Подавляющее большинство относится к перерабатывающим. Их деятельность сводится к первичной или последующей глубокой переработки исходного сырья. И только предприятия соляной и рыбодобывающей отрасли относятся к добывающих. их деятельность связана преимущественно с добычей и сортировкой сырья, которое потом используют другие отрасли.
По способу получения конечного (целевого) продукта предприятия можно объединить в четыре группы:
предприятия, которые изымают (выбирают) один или несколько полезных компонентов из исходного сырья. К таким относятся сахаро-свекловичное, мукомольное, крупяное, крахмальное, масличные и другие производства;
предприятия, при производстве целевого продукта удаляют из сырья бесполезные или избыточные компоненты, тем самым концентрируют, повышают содержание полезных. В эту группу относятся такие, как: плодоовочесушильне, маслобойная, сыродельное и некоторые другие;
к третьей группе относятся предприятия, продукцию которых получают путем комбинирования различных видов сырья или промежуточных продуктов. Это кондитерские, консервные, пищеконцентратной, чайные, табачные, кофейные производства;
четвертую группу составляют предприятия, перерабатывающие продукцию других предприятий, то есть продукцию, которая уже прошла первичную переработку (макаронное, ликероводочное, сахарорафинадная, рыбо-перерабатывающее, мясоперерабатывающее, маргариновой и другие).
По степени (или глубиной) переработки исходного сырья пищевые производства объединяются в две группы: предприятия с первичной вторичной переработки. В первую группу входят предприятия, осуществляющие начальную (первичную) переработку сельскохозяйственного сырья: сахаро-свекловичное, картофельно-крахмальное, спиртовое, ското-и птицеперерабатывающая и другие. Предприятия второй группы осуществляют дальнейшую, более глубокую переработку продукции, полученной после первичной переработки. К ним относятся такие предприятия, как ликеро-водочные (перерабатывают спирт), кондитерские (используют сахар, мука и др.)., Колбасные (перерабатывают мясо, сало), хлебомакаронное производство (мука, крупа).
По принципу, положенным в основу технологии производства продукции, можно выделить:
предприятия, технологии которых основаны на процессах брожения. Это пивоварения, виноделие, изготовление мягких и твердых сыров, хлибовипичка, кисломолочное производство и т.д.;
предприятия, основанные на использовании механической или термической обработки: мукомольное, крупяное, макаронное, консервное производства;
физико-химические производства - такие, которые используют физико-химические превращения сырья (экстрагирование, растворения, диффузии, адсорбции и др.). Это предприятия по производству сахара из свеклы, ликероводочной, безалкогольной продукции.
химические производства -- основаны на использовании чисто химических превращений сырья: маргариновая, крахмалопаточный, производство гидролизатов, синтетических красителей, ароматизаторов, вкусовых и подсластителей продуктов.
По построению технологических линий или организационной структурой производства делят на последовательные, параллельные и комбинированные. Предприятиями, или линиями с последовательной структурой считаются такие, в которых поток сырья и материалов последовательно проходит всю цепочку технологических операций, а получаемая продукция по составу компонентов существенно не отличается от исходного сырья. Например, изготовление плодоовощных консервов, быстрозамороженных продуктов, сахарорафинадная производство.
До предприятий с параллельной структурой относятся такие, перерабатывающих многокомпонентное сырье или смеси видов сырья на несколько вариантов готовой продукции.
Например, переработка зерна на муку и крупы, переработка плодов на соки, компоты, варенье и др. В этом случае перерабатывающие цеха на определенных технологических стадиях имеют параллельные технологические линии, а на финишных операциях эти параллельные потоки объединяются в один.
Предприятия с комбинированной структурой производства сочетают принципы построения технологических линий двух первых групп предприятий.
Характерной особенностью пищевых продуктов как объектов производства является высокая степень зависимости их качества от качества исходного сырья. Да и удельный вес стоимости сырья в себестоимости готовой продукции достигает 60-80%. Поэтому в пищевых производствах сырье уделяется большое внимание.
Все виды продовольственного сырья можно разделить на две группы: неорганическая и органическая сырье.
Неорганическое сырье менее распространена. К этой группе относятся: соль поваренная, пищевая сода, сернистая кислота и ее ангидрид, некоторые минеральные соли сульфиты, фосфаты, минеральные красители.
Подавляющее большинство видов продовольственного сырья представляет природные или искусственные смеси органических соединений. Органическую сырье по происхождению делятся на натуральную, модифицированную и искусственную. К натуральной относят природное сырье растительного, животного или микробного происхождения, которая не подвергалась промышленной переработке (например, свежие плоды, овощи, сырое мясо и т.п.) или прошедшей первичную переработку (мука, масло, сахар, соленые полуфабрикаты). модифицированной считается природное сырье, которая подверглась значительной переработке, приведшей к изменению состава, структуры, свойств (белковые гидролизаты, растворимые и окисленные крахмалы, целлюлоза микрокристаллическая, маргарин). Искусственной является органическое сырье, получают химическим синтезом (синтетические витамины, ароматизаторы, красители, подсластители, химические консерванты и антиокислители и др.). Органическое сырье в зависимости от содержания определенных компонентов классифицируют на углеводсодержащих, белковую, жировую, эфиромасличную, витаминную и другие.
Примерами простого сырья может быть соль поваренная, сахар, спирт этиловый, уксус, масло и животные жиры и др.). Однако большинство видов природного органического сырья являются смесями многих компонентов (зерно, плоды и овощи, мясо, молоко, рыба и др.)..
В зависимости от содержания сырья в готовом продукте ее разделяют на основную и вспомогательную. Например, для икры кабачковой основным сырьем будут кабачки, а вспомогательной -- масло, томатопродукты, специи, соль поваренная и другие.
Кроме сырья в пищевых производствах широко используют технологические материалы, с помощью которых осуществляется технологический процесс производства, хранения и транспортировки готовой продукции. К ним относятся техническая вода, лед, шпагат, нитки, тароупаковочные материалы, краски, проволока и другое.
Наибольшую ценность для производства пищевых продуктов имеет натуральное сырье растительного и животного происхождения. Преимущественное использование из растительного сырья имеют плоды, ягоды и овощи, зерно, масличные, а из животного -- мясо домашних животных и птицы, рыба и мясо морских млекопитающих, молоко, яйца, животные жиры.
Эти виды сырья заметно различаются по своему составу, пищевой и биологической ценностью. Лучшей считается животное сырье. Она по своему химическому составу более приближена к потребностям человеческого организма, лучше усваивается, имеет отличные вкусовые и ароматические качества. Но ресурсы этого сырья ограничены, она имеет высокую стоимость. Переработка ее составляет определенные технические трудности, так как сырье быстро портится.
Растительное сырье менее ценна потому, что ее состав существенно отличается от состава организма человека, она менее удовлетворяет потребности человека, хуже усваивается, но в отличие от животной она дешевле, ее ресурсы более доступны и разнообразны, хранение и переработка ее имеет меньше технических сложностей.
