Из истории пищевых добавок
Пищевые добавки — это природные, идентичные природным или синтетические химические соединения, вводимые в продукты питания с целью придания им заданных качественных показателей, ускорения технологического процесса их получения, а также увеличения сроков годности.
История применения пищевых добавок насчитывает тысячелетия. Поваренную соль и коптильный дым люди применяли еще во времена неолита, уксусом пользовались древние египтяне, а в Древнем Риме вина стабилизировали сернистой кислотой. Вместе с ростом пищевого производства расширялся ассортимент применяемых пищевых добавок. В XX веке масштабы их распространения так увеличились, что появилась потребность в их систематизации и классификации.
В то же время такое деление достаточно условно. К примеру, сернистая кислота не только проявляет консервирующие свойства, но и предотвращает окисление, то есть ее можно отнести и к консервантам, и к антиокислителям. Более того, есть добавки, выполняющие три, четыре и более функций. Строгое разграничение самих функций не всегда возможно (например, загуститель при определенных условиях может стать гелеобразователем; как правило, тесно связаны эмульгирующие и стабилизирующие функции). Что касается стабилизаторов, то это особый класс пищевых добавок, включающий в себя ряд подклассов: загустители, гелеобразователи, уплотнители, влагоудерживающие агенты, стабилизаторы пены, стабилизаторы замутнения.
Для сокращения длинных названий пищевых ингредиентов в Европе в 1953 году был введен индекс «Е», когда Европа пришла к законодательству, обязывающему указывать полный состав продукта на его этикетке. В бывшем Советском Союзе эта система была узаконена в 1978 году с введением в действие новых «Санитарных правил по применению пищевых добавок». Сегодня каждой добавке присваивается определенный индекс, состоящий из буквы Е и трех-, четырехзначного числа. Индекс «Е» присваивается пищевым добавкам в рамках существующей в Европе системы их классификации. Существует несколько версий, почему в качестве обозначения выбрана буква Е. По одной версии, Е — это первая буква части света (Европа), которая и приняла эту классификацию. По другой — это первая буква английского слова «edible» (съедобный, пригодный в пищу).
На сегодня выделяют до 45 классов пищевых добавок, 23 из них (выделенные комиссией по Codex Alimentarius) — основные. Обычно эти классы объединяют в следующие группы:
- вещества, изменяющие цвет продуктов;
- вещества, улучшающие аромат и вкус продуктов;
- вещества, регулирующие консистенцию;
- вещества, способствующие увеличению сроков годности пище¬вых продуктов;
- вещества, ускоряющие и облегчающие ведение технологических процессов (технологические добавки).
Ниже кратко описаны эти группы веществ.Вещества, улучшающие цвет, аромат и вкус продуктов. Цвет, аромат и вкус пищевого продукта являются главными критериями при выборе его потребителем. Люди веками улучшали вкус и другие важнейшие характеристики пищи, добавляя к ней соль, уксус, пряности и т.д., но только с развитием высокотехнологичного промышленного производства пищевых продуктов появилась возможность существенно расширить список веществ, улучшающих цвет, аромат и вкус.
Цвето-, аромато- и вкусообразующие вещества, естественным образом содержащиеся в пищевом сырье, весьма нестойки. В жестких условиях промышленной переработки и при длительном хранении они часто улетучиваются и разрушаются. Кроме того, начиная с конца XIX в. и, особенно, во второй половине XX в., появились такие пищевые продукты, для успешной реализации которых требуется придавать им привлекательный вид, аромат, цветовое и вкусовое разнообразие (например, жевательная резинка и соевые продукты). Этим приёмом успешно пользуются для расширения ассортимента традиционных продовольственных товаров (например, кондитерских кремов или алкогольных напитков).
Вещества, регулирующие консистенцию продуктов. Одной из важных, узнаваемых характеристик пищевого продукта (наряду с цветом, ароматом и вкусом) является его консистенция. Продукты часто представляют собой коллоидные системы: эмульсии, пены, суспензии, гели. Для их создания необходимы вещества с определёнными свойствами: поверхностно-активными, загущающими, желирующими.Вещества, способствующие увеличению сроков годности пищевых продуктов. С тех пор как человек перешёл к оседлому образу жизни, у него появилась потребность длительное время сохранять продукты питания. Сначала он делал это с помощью огня и дыма, потом стал использовать соль, уксус. Сейчас арсенал веществ, способствующих увеличению сроков годности пищевых продуктов, включает целые классы пищевых добавок: консерванты, антиокислители, стабилизаторы, влагоудерживающие агенты и т.д.
Эти вещества защищают продукты от самых разных видов порчи: микробиологической, окислительной, изменения консистенции и физико-химических свойств, ухудшения органолептических характеристик, потери питательной ценности.
Вещества, ускоряющие и облегчающие ведение технологических процессов — технологические добавки. Эти вещества добавляются к продукту в процессе его производства для достижения определенных технологических целей: ускорения технологического процесса, облегчения его ведения, часто без таких добавок осуществление процесса невозможно. Пищевые добавки с индексом «Е» можно разделить на две группы.
Добавки первой, самой большой, группы обозначаются тремя цифрами после буквы «Е» (Е***). При этом первая цифра обозначает следующее: 1. краситель 2. консервант 3. антиокислитель 4. стабилизатор 5. эмульгатор 6. усилители вкуса и аромата 7. пеногасители. Вторая и третья цифры в коде большого обозначают разновидности одних и тех же химических групп.
Добавки второй группы появились совсем недавно — в конце 1990-х годов. В их обозначении индекс «Е» сопровождается уже четырьмя цифрами (Е****), от Е1000 до Е1199. Эта группа добавок отвечает за то, чтобы такие продукты, как мука, сахарный песок, соль не впитывали влагу и оставались рассыпчатыми.
Л. А. Сарафанова Применение пищевых добавок Технические рекомендации 6-е издание, исправленное и дополненное Санкт-Петербург ГИОРД 2005
22.03.13
С самых давних времен люди искали способы сохранить пищу, улучшить ее вкус, запах и цвет. Для этого использовали самые разные добавки, включая такие привычные нам вещества, как уксус, сахар, соль, мед, вино, спирт, а также некоторые природные красители. Пищевые добавки применялись в качестве «улучшителей» продуктов.
Среди основных добавок была поваренная соль. Первые упоминания о поваренной соли как о добавке для приготовления пищи относят к 1600 г. до н. е. (Древний Египет). Ее широко использовали также римляне для консервирования свинины и рыбных продуктов. Во времена средневековья для соления мяса обычно использовали смесь селитры и поваренной соли. Этот процесс постепенно развился в современную технологию соления мяса с использованием натрия или калия нитрита.
Уксус и перец также используются с древнейших эпох и стали просто необходимой частью нашей жизни. Они придают особый вкус повседневной еде, привносят свой аромат. В Древнем Риме для стабилизации вина использовали сернистую кислоту, а в восточных странах различные пряности.
В те времена численность населения, удаленность источников пищевых продуктов непосредственно от мест потребления были не настолько велики, чтобы серьезно задумываться о способах сохранения качества на длительный период. Люди старались использовать все запасы еще до того, как они испортятся. Однако население постепенно росло, изменялся жизненный уклад, исторические реалии.
Великие географические открытия, быстрорастущая торговля с далекими странами породили необходимость делать запасы на длительные сроки, сохраняя их питательные и вкусовые свойства. Для этого использовались преимущественно вещества природного происхождения. Например, чтобы рыба не портилась, а масло сохраняло свои свойства, использовали соль. Для продления сроков хранения овощей — яблочный уксус. Для консервирования мяса применяли мед. При этом, как свидетельствуют трактаты, оно не только оставалось свежим, но и полностью сохраняло свои вкусовые качества. Для этой же цели использовали раствор древесного угля, горячий говяжий жир.
Специи очень давно используют как пищевые добавки. Для придания специфического вкуса и аромата пищевым продуктам особенно популярны экзотические специи — перец, мускатный орех, корица и др. Из истории хорошо известно, что на кораблях дальнего плавания мясо заготавливали специальным способом, хорошенько приправляя его солью и специями, в том числе перцем, полынью, чабрецом и крапивой. Благодаря этому даже начавшее портиться к концу многомесячного путешествия мясо можно было употреблять в пищу — ароматные специи, соль препятствовали бурному размножению болезнетворных микроорганизмов, образованию тухлого запаха и появлению личинок насекомых.
Некоторые добавки имеют очень богатую историю. Например, история такого красителя, как кармин (ныне добавка E120) тянется еще со времен библейских легенд. В те времена это была просто пурпурная краска, получаемая из насекомых, которая была популярна во всем мире. Спустя несколько столетий кармин использовали и в Европе (в том числе и на территории нынешней Украины), а также в Азии, и, особенно, в Мексике, откуда и происходит лучший вид этой добавки. Применяли ее как для окраски тканей, так и для придания особого цвета продуктам, несмотря на то, что ее безвредность для человеческого организма была установлена лишь в 20 веке.
В конце XIX — начале XX века производство пищевых добавок поставили на промышленную основу. Причиной тому были значительный рост численности населения и, как следствие, увеличение объемов производства продуктов питания, а также расцвет пищевой химии. Для сохранения товарных свойств стали использовать вещества, улучшающие, сохраняющие или изменяющие свойства того или иного продукта, не только природного, но и синтетического или полусинтетического происхождения. В начале столетия понятие «пищевые добавки» было очень условным, и уж тем более условным был контроль над их использованием.
При этом если до 20 века различные государства старались использовать только натуральные виды добавок, то с развитием такой науки, как пищевая химия, добавки преимущественно стали искусственными. Именно в прошлом веке различные «улучшители» вкуса и качества продуктов были поставлены на поток. Произошло это примерно в 30-е годы, когда добавки начали активно изучать, производить и использовать в пищевой промышленности.
В это же время ученые всего мира пытались ввести контроль над добавками. Особенно в этом преуспела Европа и, в частности, Германия. Переломным моментом в истории развития пищевых добавок стал 1953 год, когда Европейский Союз разработал нынешнюю систему маркировки добавок, постановив, что они должны быть обязательно указаны на упаковке любого продукта, а их название должно начинаться с буквы Е, что означает всего лишь «Европа». Что же касается цифр, которые есть в названии каждой добавки, то они показывают, к какой группе относится данный вид и обозначают ту или иную добавку. Такая маркировка была придумана для того чтобы не загромождать упаковку надписями, вроде «этилендиаминтетраацетат кальция-натрия». Гораздо меньше места занимает надпись «E 385», которая и обозначает данную добавку. При этом если добавка имеет такую кодировку, это означает, что она прошла контроль безопасности и соответствует всем критериям безопасных для здоровья продуктов.
В Советском Союзе эту систему маркировки узаконили к 1978 году. Примерно тогда же было выделено 45 классов пищевых добавок, среди которых 23 считаются основными. В украинской промышленности активное использование добавок началось лишь в 90-е годы прошлого века.
За многолетнюю историю пищевые добавки показали свою полезность и эффективность в улучшении качества продуктов, увеличении срока их хранения, повышении вкусовых и других характеристик. Конечно есть ряд добавок, которые не совсем положительно влияют на организм, но тем не менее нельзя игнорировать и их пользу. Например, широко применяемая в колбасной промышленности добавка E 250 (нитрит натрия), препятствует развитию опаснейшего заболевания — бутулизма.
Рассказ о них мы начнем с самых ближних к нам дат, а именно с 2008 года, когда в Китае разразился так называемый меламиновый скандал. Производители добавляли в молоко биологически инертный (как они думали) меламин, чтобы анализ показывал более высокий общий уровень белка. Но всё пошло не по плану, и в итоге несколько тысяч детей отравились таким молоком. Первое время китайские власти не могли понять, в чем дело, поскольку меламиновое молоко поставлялось сразу в несколько провинций. Тем временем число пострадавших увеличивалось, люди начали умирать.
Врачи обратили внимание на характерную особенность: у всех отравившихся наблюдалась почечная недостаточность после употребления молока.
Когда расследование выявило производителя, начала вырисовываться полная картина происходящего и механизм, усиливший токсичность меламина.
Выяснилось, что в молоко добавляли не чистый меламин, а технический, содержащий большие количества циануровой кислоты, которая в присутствии меламина образует камни в почках. Кроме того, проводя анализ проб от других производителей, ученые установили еще один источник меламина в молоке. На этот раз отравление произошло непреднамеренно: меламиновые фильтры, которые использовали при добавлении соевого белка (это тоже дешевый способ обмана проб на общий белок), были загрязнены циануровой кислотой.
Некоторые другие случаи обнаружения токсичных веществ в еде и лекарствах были связаны с антифризом диэтиленгликолем (ДЭГ), который производители пытались использовать в качестве подсластителя. Действительно, диэтиленгликоль обладает очень сладким вкусом, однако в организме он дает вредные для печени и почек метаболиты. В 1980-е годы разразился скандал, когда ДЭГ нашли в вине: производители пытались замаскировать вкус дешевого напитка, придав ему оттенки вина позднего сбора, которое, как правило, слаще.
Считается, что смертельная концентрация ДЭГ — 40 граммов на литр, а в некоторых конфискованных образцах вина она достигала 48 г/л.
Самое неприятное, что отравление этим веществом протекает остро и имеет долгий период «мнимого благополучия».
Другой случай массового отравления диэтиленгликолем произошел в 1938 году. Чтобы замаскировать горьковатый вкус антибактериального препарата сульфаниламида, в него добавили искусственные ароматизаторы и вкусовые добавки, а все эти компоненты были растворены в ДЭГ, который был основой микстуры. Изобретатель просто не знал, что вещество токсично, и к тому же не проверял лекарство на животных перед выводом на рынок. В результате одних только смертельных случаев набралось около 100. Сейчас это кажется дикостью (рецептура, взятая из головы, отсутствие хотя бы доклинических испытаний), однако в 1930-е — 1940-е годы такая ситуация была типичной. Наряду со случаем с конем Джимом эта трагедия повлияла на введение более строгого контроля за безопасностью лекарств. В том же 1938 году в США был принят закон Federal Food, Drug, and Cosmetic Act, многократно расширивший полномочия Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарств.
В истории пищевых добавок были пикантные периоды, когда в вине и кока-коле содержался кокаин. Но помимо психостимуляторов в напитки добавляли и стабилизаторы настроения (нормотимики), например литий. Соединения лития способны нормализовывать настроение, «смягчать» депрессии разного происхождения и состояния, сопровождающиеся беспокойством и тревогой. Несмотря на более чем вековую историю медицинского применения, ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, почему соли лития оказывают антипсихотическое и нормотимическое действие.
Так, в XIX веке было обнаружено, что литий растворяет соли мочевой кислоты (ураты), увеличивая их выведение и облегчая подагру, — а также значительно улучшает настроение. Ученые предположили, что дело в том, что ураты возбуждают нервную систему, а литий помогает от них избавиться — в медицинской литературе даже фигурировал диагноз «мозговая подагра». Но это объяснение механизма действия оказалось ложным.
Вторая теория появилась, когда ученые изобрели способы регистрации мембранного потенциала нервных клеток. Оказалось, что ионы лития способны проходить сквозь натриевые ионные каналы, «эксплуатируя» свою физико-химическую схожесть с ионом натрия. Однако этого было недостаточно, чтобы объяснить системные эффекты солей лития на психику (они не только стабилизируют настроение, но и оказывают нейропротективный эффект и даже снижают частоту попыток самоубийств и случаи затяжной депрессии).
Врачам середины ХХ века не обязательно было знать эти молекулярные механизмы действия каждого препарата — они больше ориентировались на статистику и эффективность. Литий — хорошо и здорово, точка. Некоторые даже назначали пациентам с гипертонией хлорид лития в качестве замены поваренной соли (хлорида натрия). Давление снижалось, однако через некоторое время больному становилось хуже: появлялось более опасное состояние — аритмия. Из-за хлорида лития снижалась проводимость нервных волокон сердечной мышцы, и желудочки и предсердия не всегда сокращались в согласованном ритме.
Были и «гении», добавлявшие литий в напитки, — так, кстати, и появился 7 Up, на первых порах содержавший цитрат лития и продвигавшийся как лекарство от похмелья. В 1948 году, когда накопилась статистика по случаям аритмии, литий убрали из состава напитка.
Нельзя обойти вниманием и приправы. В далеком Средневековье жил алхимик Василий Валентин (Basilius Valentinus). Помимо того, что он открыл способ получения соляной кислоты, использовавшийся вплоть до начала Нового времени, он также впервые начал изучать пищевые добавки для набора массы. Василий заметил, что поросята быстрее набирают вес, если им в корм добавлять толченый антимонит (он же сульфид сурьмы, токсичный тяжелый металл). Не удовлетворившись испытаниями на животных, он решил добавить антимонит в пищу монахов-бенедиктинцев, заменив им дорогую поваренную соль, и посмотреть — могут ли монахи стать еще толще? Результат оказался интересным, но предсказуемым: подопытные умерли в муках.
К счастью, сейчас творчество в области пищевой технологии регулируется значительно строже, чем в Средневековье и даже в середине ХХ века.
Теперь каждую новую пищевую добавку тщательно изучают на предмет острой, хронической и даже генотоксичности.
В первом случае группу животных накачивают огромным количеством изучаемой добавки (таким, которое вы за всю свою жизнь в пересчете на массу тела человека вряд ли вообще съедите) и мониторят их состояние. Во втором уже другой группе животных на протяжении всей их жизни в корм добавляют изучаемые добавки — конечно, под неусыпным контролем ветеринаров. Проверка же на генотоксичность заключается в том, что животным, которые долгое время питались изучаемым веществом, дают спариться, а затем изучают здоровье потомства. Только те добавки, которые прошли все тесты (а их еще больше) допускаются до использования в пищевом производстве. Так что в наше время ни одна «светлая голова» не выпустит на рынок какой-нибудь лимонад с фенилэфрином от насморка, опасный для гипертоников.