Окислительная порча пищевых добавок
ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ЗАМЕДЛЯЮЩИЕ МИКРОБНУЮ И ОКИСЛИТЕЛЬНУЮ ПОРЧУ
ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТОВ
Порча пищевого сырья и готовых продуктов — результат сложных физико-химических и микробиологических процессов: гидролитических, окислительных, развития микробиальной флоры. Они тесно связаны между собой. Возможность и скорость их прохождения определяются многими факторами: составом и состоянием пищевых систем, влажностью, рН среды, активностью ферментов, особенностями технологии хранения и переработки сырья, наличием в растительном и животном сырье антимикробных, антиокислительных и консервирующих веществ.
Порча пищевых продуктов приводит к снижению их качества, ухудшению органолептических свойств, накоплению вредных и опасных для здоровья человека соединений, резкому сокращению сроков хранения. В итоге продукт становится непригодным к употреблению.
Употребление в пищу испорченных продуктов, атакованных микроорганизмами и содержащих токсины, может привести к тяжелым отравлениям, а иногда и к летальному исходу. Значительную опасность представляют живые микроорганизмы, попадая с пищей в организм человека, они могут привести к тяжелым заболеваниям. Порча пищевого сырья и готовых продуктов приводит к огромным экономическим потерям. Поэтому обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов, увеличение сроков их хранения, уменьшение потерь имеют большое социальное и экономическое значение. Следует также помнить, что производство основного сельскохозяйственного сырья (зерна, масличного сырья, овощей, фруктов и т. д.) носит сезонный характер, оно не может быть сразу переработано в готовые продукты и требует значительных усилий для сохранения.
Необходимость в сохранении (консервировании) собранного урожая, добычи, полученной в результате успешной охоты или рыболовства, собранных ягод и грибов, а также продуктов их переработки возникла у человека с давних времен. Он давно обратил внимание на ухудшение органолептических свойств хранящихся продуктов, их порчу и стал искать пути более эффективного их хранения и консервирования. Сначала это были сушка и засолка, применение специй, уксуса, масла, меда, соли (соление продуктов), сернистой кислоты для
стабилизации вина. В конце XIX — начале XX в. с развитием химии начинают применять химические консерванты: бензойную и салициловую кислоты, производные бензойной кислоты. Широкое распространение консерванты получили в конце XX в. Это связано с необходимостью сохранения больших объемов перерабатываемого сельскохозяйственного сырья, стремлением обеспечить потребителей максимально широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от места производства и времени уборки урожая, уменьшением потерь готовой продукции, развитием токсикологии.
Другое важное направление при сохранении сырья и пищевых продуктов — это замедление окислительных процессов, протекающих в их жировой фракции, с помощью антиоксидантов.
Сохранность пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов достигается и другими способами: снижением влажности (сушкой), применением низких температур, нагреванием, засолкой, копчением. Мы, естественно, остановимся только на применении пищевых добавок, использование которых защищает продукты от порчи, продлевая срок их хранения.
КОНСЕРВАНТЫ
Консерванты (функциональный класс 18, см. табл. 1.1) — вещества, продлевающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызываемой микроорганизмами (бактерии, плесневые грибы, дрожжи, среди них могут быть патогенные и непатогенные виды).
В настоящем разделе мы остановимся только на химических консервантах, добавляя которые, можно замедлить или предотвратить развитие микрофлоры или замедлить в них обмен веществ, а следовательно, продлить сохранность продуктов питания. Антимикробные вещества могут оказывать бактерицидное (уничтожающее бактерии) или бактериостатическое (останавливающее, замедляющее рост и размножение бактерий, но не уничтожающее в то же время их полностью), фунгистатическое (угнетающее грибы) или фунгицидное (убивающее грибы) действие. Следует отметить, что при детальном рассмотрении это деление является условным, так как фунги- и бактери-остатики отличаются только скоростью антимикробного действия. Эти соединения должны быть безвредны, не изменять органолепти-ческих свойств пищевых продуктов. Список консервантов, разрешенных к применению в Российской Федерации, приведен в табл. 5.1. Их эффективность, способы применения зависят от химической природы, концентрации, иногда от рН среды. Многие консерванты более эффективны в кислых средах, для снижения рН среды иногда добавляют пищевые кислоты (уксусную, яблочную, молочную, лимонную и др.). При низкой концентрации отдельных консервантов они могут использоваться микроорганизмами в качестве дополнительного источника углерода и, наоборот, способствовать размножению последних.
Таблица 5.1
АНТИБИОТИКИ
Особую группу пищевых добавок, замедляющих порчу пищевых продуктов (мяса, рыбы, птицы, овощей и т. д.), представляют антибиотики. Применение антибиотиков позволяет сохранить пищевое сырье и некоторые виды пищевых продуктов более длительное время, иногда продлить их срок хранения в 2—3 раза. Обычно антибиотики применяют для обработки свежих скоропортящихся продуктов (мясо, рыба, свежие растительные продукты).
Технологические приемы применения антибиотиков различны: погружение пищевого продукта в раствор антибиотиков на ограниченный срок, орошение поверхности пищевого продукта раствором антибиотиков различной концентрации, введение антибиотиков перед забоем животных и т. д.
Вместе с тем использование антибиотиков может привести к нежелательным последствиям, в том числе к нарушению нормального соотношения микроорганизмов желудочно-кишечного тракта. Рекомендуемые антибиотики: низин (Е234), пирамицин (Е235).
Низин С143Н230О37S7. Антибиотик полипептидного типа. Хорошо сохраняется в сухом виде. Низин чувствителен к действию протеоли-тических ферментов, ферментов слюны и пищеварительных ферментов, устойчив к сычужным ферментам. Его получают культивированием бактерий Streptococcus Lactis. Токсическое действие низина крайне маловероятно. Низин имеет узкий спектр действия: эффективен исключительно против грамположительных бактерий, стрептококков, бацилл и некоторых анаэробных спорообразующих бактерий, уменьшает сопротивляемость спор термоустойчивых бактерий к нагреванию, что позволяет снизить температуру стерилизации, повысить качество пищевых продуктов. Применяется в сыроделии, при консервировании овощей и фруктов, для удлинения сроков хранения стерилизованного молока.
Натамицин С33Н47NО13 (Е235). Имеет другие названия — пимарицин, митроцин.
Натамицин, пимарицин (Е235)
Получают культивированием Streptomyces natalensis. Оказывает антимикробное действие на дрожжи рода Candida, влияя на клеточные мембраны, а также плесневые грибы, и не действует на бактерии, вирусы и актиномицеты. Эффективен против грибов, поражающих кожу человека. Применяется в сыроделии для защиты поверхности сыров, в колбасном производстве.
ПИЩЕВЫЕ АНТИОКИСЛИТЕЛИ
К пищевым антиокислителям (антиоксидантам) относятся вещества, замедляющие окисление в первую очередь ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов (см. табл. 1.1, функциональный класс 5). Этот класс пищевых добавок включает три подкласса с учетом их функций:
антиокислители;
синергисты антиокислителей;
комплексообразователи.
Ряд соединений: лецитины (Е322), лактиты (Е325, Е326) и некоторые другие — выполняют комплексные функции. Перечень антиокислителей, разрешенных к применению в Российской Федерации, приведен в табл. 5.7. Использование антиокислителей дает возможность продлить срок хранения пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов, защищая их от порчи, вызванной окислением кислородом воздуха, например прогоркание масел и жиров или жировых компонентов пищевых продуктов, биологически ценных веществ, некоторых природных красителей. Окисление масел и жиров — сложный процесс, протекающий по радикально-цепному механизму. Начальными продуктами окисления являются разнообразные по строению пероксиды и гидропероксиды. Они получили название первичных продуктов окисления.
В результате их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны и кислоты с различной длиной углеродной цепи, а также их разнообразные производные. На скорость окисления влияет состав пищевых систем, в первую очередь состав и строение липидной фракции, влажность, температура, наличие металлов переменной валентности, свет.
Накопление продуктов окисления в маслах и жирах, в жировой фракции пищевых продуктов приводит к изменению их свойств, снижению пищевой ценности, порче. Продукты окисления оказывают вредное влияние на организм человека. Замедление или предотвращение окисления масел и жиров имеет большое социальное и экономическое значение.
Таблица 5.7
ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ЗАМЕДЛЯЮЩИЕ МИКРОБНУЮ И ОКИСЛИТЕЛЬНУЮ ПОРЧУ
Рекомендуемые страницы:
Характеристика пищевых добавок, замедляющих
микробиологическую и окислительную порчу пищевых продуктов: терминология, классификация, технологическое использование, техническая регламентация
Согласно данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO), ежегодно в мире подвергается различным видам порчи и пропадает примерно треть всех произведенных пищевых продуктов, следствием чего является возникновение опасностей для здоровья человека, а также значительные экономические потери. Экономические потери начинаются еще на этапах хранения, поставки и переработки сырья, продолжаются в течение всего технологического цикла производства готовой продукции, а также возможны при организации продовольственного снабжения, оптовой и розничной торговли, потреблении продуктов в домашних условиях или на предприятиях ресторанного хозяйства.
Порча пищевых продуктов — это изменение качественных характеристик и потребительских свойств пищевых продуктов в результате сложных физико-химических и микробиологических процессов, приводящее к неприемлемости или нежелательности употребления данных продуктов в пищу, а также сокращению сроков их хранения.
Порча пищевых продуктов проявляется в изменении внешнего вида продуктов (обесцвечивание, потемнение, нарушение целостности), ухудшении их органолептических свойств, снижении пищевой ценности, накоплении вредных и опасных для здоровья человека соединений. В итоге испорченный пищевой продукт не способен удовлетворять потребности человека в задекларированном объеме в соответствии с назначением, и становится непригодным или даже опасным к употреблению.
Различают основные виды порчи пищевых продуктов — микробиологическую порчу (возникает в результате неконтролируемого развития микроорганизмов), и химическую порчу (возникает в результате окисления и/или гидролиза белков, углеводов и липидов). Часто эти виды порчи являются взаимосвязанными между собой, например, следствием активации гидролитических ферментов при механическом повреждении.
На возможность и скорость протекания гидролитических и окислительных процессов, развития нежелательной микробной флоры, влияют такие факторы, как состав и состояние пищевых систем, влажность, pH среды, активность ферментов, особенности технологии переработки продовольственного сырья и производства готовой пищевой продукции, условия хранения и транспортировки сырья и готовой продукции.
В комплексе мер, обеспечивающих сохранность пищевого сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, важное место занимает использование пищевых добавок, замедляющих микробиологическую и окислительную порчу.
Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу, представлены консервантами, антибиотиками и антиоксидантами (рис. 5.1), применение которых позволяет продлить срок годности пищевых продуктов без ухудшения их качества и безопасности.
Рис. 5.1 — Классификация пищевых добавок, замедляющих микробиологическую и окислительную порчу пищевых продуктов
Консерванты и антибиотики в пищевых технологиях используют для предотвращения или замедления нежелательных микробиологических процессов. Однако некоторые добавки, проявляющие консервирующий эффект, могут оказывать влияние и на окислительные процессы, происходящие в пищевых продуктах.
Антиоксиданты в пищевых технологиях используют преимущественно для замедления окислительных процессов в растительных маслах, животных жирах, жировой фракции пищевых продуктов, а также для предотвращения ферментативного и неферментативного побурения, окисления пигментов, витаминов и ароматических веществ.
Некоторые химические соединения, обладающие консервирующими и антиокислительными свойствами, например, соль, кислоты, сахар, спирт, эксплуатируются с давних времен при производстве пищевых продуктов. Увеличение срока годности и повышение безопасности скоропортящихся продуктов в течение тысячелетий также достигается путем применения веществ натурального происхождения: специй и трав, эфирных масел, природных фенольных соединений растений, коптильного дыма, обладающих выраженными антимикробными и антиоксидантными свойствами.
В конце XIX — начале XX вв. с развитием химии начинают применять химически синтезированные консерванты: бензойную и салициловую кислоты, производные бензойной кислоты. На первых порах в список пищевых консервантов попали такие вещества, как плавиковая кислота, фториды, хлораты и т.п. Сделанное около ста лет назад предложение о внесении салициловой и борной кислот в перечень пищевых консервантов было на тот момент прогрессивным, хотя сегодня эти консерванты уже не удовлетворяют требованиям безопасности.
В конце 30-х годов XX в. в качестве консервантов стали применять соли пропионовой кислоты, в 50-х годах — сорбиновую кислоту и её соли, что стало следствием возникшего тогда нового подхода к токсикологической оценке пищевых добавок. Широкое распространение консерванты, синтезированные химическим путем, получили в середине XX века.
Современные тенденции развития технологий сохранения пищевых продуктов направлены на поиск и обоснование новых «щадящих» способов химического консервирования, основанных на применении натуральных веществ растительного или микробиологического происхождения.
Международное мнение уже давно едины в том, что пищевые добавки вообще и консерванты в частности могут быть разрешены к использованию в составе пищевых продуктов только в том случае, если они технологически необходимы, не представляют риска для здоровья человека и используются в интересах потребителя, не вводя его в заблуждение.
Перечень пищевых добавок, замедляющих микробиологическую и окислительную порчу пищевых продуктов, разрешенных к использованию в Украине, представлен в таблице 5.1.
Таблиця 5.1
Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевых продуктов, разрешенные к использованию в Украине
Консерванты | Антибиотики | Антиокислители |
Е200 Сорбиновая кислота Е201 Сорбат натрия Е202 Сорбат калия Е210 Бензойная кислота Е211 Бензоат натрия Е220 Диоксид серы Е222 Гидросульфит натрия Е223 Пиросульфит натрия Е224 Пиросульфит калия Е239 Уротропин (гексаметилентетрамин) Е250 Нитрит натрия Е251 Нитрат натрия Е252 Нитрат калия Е260 Уксусная кислота Е262 Ацетаты натрия Е263 Ацетат кальция Е270 Молочная кислота Е285 Тстраборат натрия Е290 Диоксид углерода Алиллгорчичнос масло Перекись водорода | Е234 Низин Е235 Натамицин Лактоцид | Е300 Аскорбиновая кис- лота (Витамин С) Е301 Аскорбат натрия Е304 Аскорбилпальмитат Е305 Аскорбилстсарат Е306 Концентрат смеси Токоферолов Е307 а//ьг/>а-Токофсрол Е308 гшша-Токофсрол Е309 дельта-Токоферол ЕЗ16 Эриторбат натрия Е320 Бутилгидрокси- анизол Е321 Бутилгидрокси- толуол Е396 Этилсндиамин тетраацетат динатрий |
Порча пищевого сырья и готовых продуктов — результат сложных физико-химических и микробиологических процессов: гидролитических, окислительных, развития микробиальной флоры. Они тесно связаны между собой. Возможность и скорость их прохождения определяются многими факторами: составом и состоянием пищевых систем, влажностью, рН среды, активностью ферментов, особенностями технологии хранения и переработки сырья, наличием в растительном и животном сырье антимикробных, антиокислительных и консервирующих веществ.
Порча пищевых продуктов приводит к снижению их качества, ухудшению органолептических свойств, накоплению вредных и опасных для здоровья человека соединений, резкому сокращению сроков хранения. В итоге продукт становится непригодным к употреблению.
Употребление в пищу испорченных продуктов, атакованных микроорганизмами и содержащих токсины, может привести к тяжелым отравлениям, а иногда и к летальному исходу. Значительную опасность представляют живые микроорганизмы, попадая с пищей в организм человека, они могут привести к тяжелым заболеваниям. Порча пищевого сырья и готовых продуктов приводит к огромным экономическим потерям. Поэтому обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов, увеличение сроков их хранения, уменьшение потерь имеют большое социальное и экономическое значение. Следует также помнить, что производство основного сельскохозяйственного сырья (зерна, масличного сырья, овощей, фруктов и т. д.) носит сезонный характер, оно не может быть сразу переработано в готовые продукты и требует значительных усилий для сохранения.
Необходимость в сохранении (консервировании) собранного урожая, добычи, полученной в результате успешной охоты или рыболовства, собранных ягод и грибов, а также продуктов их переработки возникла у человека с давних времен. Он давно обратил внимание на ухудшение органолептических свойств хранящихся продуктов, их порчу и стал искать пути более эффективного их хранения и консервирования. Сначала это были сушка и засолка, применение специй, уксуса, масла, меда, соли (соление продуктов), сернистой кислоты длястабилизации вина. В конце XIX — начале XX в. с развитием химии начинают применять химические консерванты: бензойную и салициловую кислоты, производные бензойной кислоты. Широкое распространение консерванты получили в конце XX в. Это связано с необходимостью сохранения больших объемов перерабатываемого сельскохозяйственного сырья, стремлением обеспечить потребителей максимально широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от места производства и времени уборки урожая, уменьшением потерь готовой продукции, развитием токсикологии.
Другое важное направление при сохранении сырья и пищевых продуктов — это замедление окислительных процессов, протекающих в их жировой фракции, с помощью антиоксидантов.
Сохранность пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов достигается и другими способами: снижением влажности (сушкой), применением низких температур, нагреванием, засолкой, копчением. Мы, естественно, остановимся только на применении пищевых добавок, использование которых защищает продукты от порчи, продлевая срок их хранения.