Пищевые и биологически активные добавки в пищевой промышленности

Пищевые добавки – это природные, идентичные природным или искусственные (синтетические) вещества, увеличивающие сроки хранения продуктов или придающие им заданные свойства. История применения пищевых добавок (уксусная и молочная кислоты, поваренная соль, некоторые специи и др.) насчитывает несколько тысячелетий. Однако только в ХIХ-ХХ веках им стали уделять особое внимание. Вызвано это особенностями торговли с перевозкой скоропортящихся и быстро черствеющих товаров на большие расстояния, что требует увеличения срока хранения. Спрос современного потребителя на пищевую продукцию с привлекательными цветом, запахом обеспечивают ароматизаторы, красители и т.п.

Распространение ожирения и сахарного диабета привело к созданию производства продуктов на основе заменителей сахара и подсластителей. Сейчас в производстве продуктов используются почти 500 различных добавок. А если учесть их комбинации, то эта цифра удвоится.

Европейский союз для гармонизации использования пищевых добавок разработал систему цифровой кодификации их. Система одобрена ФАО-ВОЗ. Каждой добавке присвоен трех- или четырехзначный номер с предшествующей буквой Е. Эти номера (коды) используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группу пищевых добавок по технологическим функциям (подклассам). Буква Е и идентификационный номер имеет четкое толкование, подразумевающее, что данное конкретное вещество проверено на безопасность, что для данной пищевой добавки имеются отработанные рекомендации по его технологической необходимости и что для данного вещества установлены критерии чистоты.

После некоторых Е-номеров (буква Е в сочетании с трехзначным номером) стоят строчные буквы, например Е160-каротины и др. В этом случае речь идет о классе пищевой добавки. Строчные буквы – неотъемлемая часть номера Е и должны обязательно использоваться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях после Е-номеров стоят римские цифры, которые уточняют различия в спецификации добавок одной группы и не является обязательной частью номера и обозначения.

Наличие пищевых добавок в продуктах должно фиксироваться на этикетке. При этом добавка может обозначаться как индивидуальное вещество или как представитель функционального класса в сочетании с номером Е. Например, бензонат натрия или консервант Е211. Согласно предложенной системе цифровой кодификации, классификация добавок в соответствии с назначением выглядит следующим образом (только основные группы):

· Е100 – Е182 – красители;

· Е200 и далее – консерванты;

· Е300 и далее – антиокислители;

· Е400 и далее – стабилизаторы консистенции;

· Е500 и далее, Е1000 – эмульгаторы;

· Е600 и далее – усилители вкуса и аромата;

· Е700 – Е800 – запасные индексы;

· Е900 и далее – глазирующие агенты, улучшители хлеба.

Действующий в настоящее время в Российской Федерации Закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» и СанПиН 2.3.2.1078–01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» дают следующее определение: «Пищевые добавки – природные или искусственные (синтезированные) вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью их сохранения и (или) придания им заданных свойств».

Е400 и далее – стабилизаторы консистенции

При производстве некоторых пищевых продуктов необходимо использовать вещества, обеспечивающие желаемую консистенцию продукта. К этой группе относятся соединения, изменяющие реологические свойства пищевых продуктов – загустители, студне- и желеобразователи, пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ), стабилизаторы и разрыхлители.

Е100 – Е182 – красители

Вещества этой группы весьма разнообразны, включают соединения синтетические и натуральные растительного, микробного и грибкового происхождения.

К числу веществ, определяющих внешний вид пищевых продуктов, относятся пищевые красители. Особенно широко их применяют при производстве кондитерских изделий.

Для подкрашивания пищевых продуктов применяют как натуральные, природные красители, так и синтетические вещества органической и неорганической природы. С гигиенической точки зрения особого внимания заслуживают синтетические красители, многие из которых оказывают на организм как токсикологическое, так и канцерогенное воздействие. Кроме того, ни один из синтетических красителей, как и большинство других пищевых добавок, не обладает пищевой ценностью. Однако подкрашивание пищевых продуктов целесообразно, так как в процессе технологической обработки многие из них утрачивают цвет и теряют привлекательный вид, в то время как потребитель привык к использованию изделий, имеющих яркую окраску (например, кондитерские изделия), имитирующих цвет натурального продукта. Красивый, ярко окрашенный продукт всегда вызывает положительные эмоции, оказывает влияние на физиологические процессы в организме.

В нашей стране применение синтетических красителей для подкрашивания продуктов питания ограничивается за счет расширения ассортимента безвредных во всех отношениях натуральных красителей.

Е500 и далее, Е1000 – эмульгаторы

Современной наукой о питании потребление вкусовых веществ рассматривается как один из оздоравливающих факторов. Это обусловлено тем, что многие из этих продуктов обладают лечебными и профилактическими свойствами. В современном рациональном питании вкусовые вещества используются как средство повышения интенсивности пищеварения, так как под их влиянием значительно активируется секреция пищеварительных желез и различных отделов желудочно-кишечного тракта, увеличивается количество отделяемых соков, усиливается их ферментативная активность и качество. Благодаря этому улучшаются процессы переваривания и усвоения пищи. Вкусовые вещества, обеспечивая высокие органолептические свойства пищи, способствуют нормализации и оздоровлению кишечной микрофлоры, в результате чего снижаются интенсивность гнилостных процессов в кишечнике и аутоинтоксикация организма. Благодаря оздоровлению и нормализации состояния и функций желудочно-кишечного тракта происходит оздоровление всего организма в целом.

Вкусовые вещества подразделяются на подслащивающие вещества, пряности, пряные овощи, соленые минеральные вещества, пищевые кислоты, вкусовые добавки.

Е200 и далее – консерванты

В пищевой промышленности широко применяются вещества, обладающие сладким вкусом – подслащивающие вещества. В истории человечества первыми подслащивающими веществами были мед, соки, плоды растений. В настоящее время основным сладким веществом служит сахароза – тростниковый или свекловичный сахар. Медицина утверждает, что рост заболеваний сахарным диабетом, сердечнососудистой системы, кариесом зубов связан с увеличением количества потребляемого сахара. Перспективным с точки зрения профилактики данных заболеваний является использование заменителей сахара.

Большинство подсластителей, известных в настоящее время, химического происхождения, изготовлены на основе сахарина. Поэтому особый интерес представляет изыскание натуральных подсластителей.

Стевиозид, Патока, Топинамбур, Сорбит, Ксилит, Лактоза, Лактулоза, Глюкоза, Фруктоза, Солодовый экстракт,Аспартам.

Е600 и далее – усилители вкуса и аромата

Ароматические и душистые вещества применяются в пищевой промышленности для придания продукту специфического аромата. С этой целью можно использовать натуральные экстракты и настои, плодово-ягодные соки, сиропы и пряности, ароматические пищевые эссенции. Пищевые ароматизаторы принято подразделять на натуральные, идентичные натуральным и искусственные. К натуральным относят эфирные масла и эссенции «Апельсиновая», «Лимонная», «Мятная», «Мятная Прилукская», «Кориандровая», «Мускат».

Е300 и далее – антиокислители

Класс пищевых добавок. Как и консервирующие вещества предназначены для продления сроков хранения продуктов питания. Антиокислители прерывают реакцию самоокисления пищевых компонентов в продукте питания. Эта реакция в пищевых продуктах происходит в результате контакта пищевого продукта с кислородом, содержащимся в воздухе и продукте. Добавление антиокислителей защищает жиры и жиросодержащие продукты от прогоркания, предохраняет фрукты и продукты их переработки от потемнения, замедляет ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. В результате сроки хранения этих продуктов увеличиваются в несколько раз.

Особое внимание разработке специальных ферментных препаратов уделяется в последнее время в связи с проблемой максимального привлечения вторичных белковых ресурсов и отходов мясной промышленности и созданием безотходных технологий. Обеспечение устойчивого подъёма в этом направлении может быть достигнуто за счет разработки эффективных микробных препаратов. Способностью синтезировать специфические ферменты, расщепляющие животные белки, обладают многие микроорганизмы. Среди них выделяются виды, эффективно гидролизующие белки типа коллагена, эластина, кератина. Показана возможность применения для этих целей протеолитических ферментов на основе Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces, Aspergillus, Penicillium.

При использовании коллагенофильного препарата ферментов из Penicillium wortmannii ВКМ – 2091 степень гидролиза коллагенов достигает 60–65%.

Анализ гидролизатов указывает на богатый набор и высокое содержание свободных аминокислот: пролина, цистина, валина, аланина, изолейцина, лейцина, фенилаланина, лизина, серина, глутаминовой и аспарагиновой кислот. При этом перевариваемость сырья увеличивается в 2-2,5 раза. Такие гидролизаты являются прекрасной основой для получения пищевых добавок, модифицированных продуктов и кормовых концентратов.

Как утверждают специалисты, здоровье людей на 12% зависит от уровня здравоохранения, на 18% — от генетической предрасположенности, а на 70% — от образа жизни, не последнее место в котором занимает питание.

Медицинские взгляды, никогда не отличаясь стабильностью в целом, но на протяжении всей человеческой истории были единодушны в одном: чем хуже питание, тем больше опасности заболеть. Специалисты утверждают, что рацион человека в наши дни должен содержать более 600 различных веществ (нутриентов). К сожалению, сбалансированный рацион по всем пищевым веществам могут себе позволить далеко не все.

Вот тут и приходят на помощь биологически активные добавки (БАД).

Биологически активные добавки (БАД) или food supplements — природные (идентичные природным) биологически активные вещества, предназначенные для употребления одновременно с пищей или введения в состав пищевых продуктов.

Подавляющее их большинство обладает различными лечебными свойствами, если поступает в организм в определенных количествах, пропорциях и сочетаниях. Основное же их отличие от лекарственных средств в том, что БАДы помогают организму провести «самонастройку» и устранить нарушения, приводящие к развитию того или иного заболевания. БАДы не работают «вместо» регуляторных систем организма, а устраняют дефицит или избыток веществ в организме человека. Применение их позволяет последовательно восстанновить организм человека без нанесения ему ущерба и без разрушительных побочных действий, свойственных многим лекарствам.

  Их делят на нутрицевтики — БАД, обладающие пищевой ценностью, и парафармацевтики — БАД, обладающие выраженной биологической активностью.

Нутрицевтики — эссенциальные нутриенты, являющиеся природными ингредиентами пищи: витамины и их предшественники ,полиненасыщенные жирные кислоты, в том числе w-З-полиненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, отдельные минеральные вещества и микроэлементы (кальций, железо, селен, цинк, иод, фтор), незаменимые аминокислоты, некоторые моно- и дисахариды, пищевые волокна (целлюлоза, пектин, гемицеллюлоза и др.).

Рис. 1. Функциональная роль БАД — нутрицевтиков и парафармацевтиков

Схема, представленная на рис. 1, иллюстрирует основные эффекты применения нутрицевтиков в составе рационов питания.

Нутрицевтики позволяют каждому конкретному человеку, даже при стандартном наборе продовольственной корзины, иметь свой индивидуальный рацион питания, оптимальный состав которого зависит от потребностей организма в нутриентах.  Эти потребности формируются многими факторами, к которым относятся пол, возраст, физические нагрузки, особенности биохимической конституции и биоритмы человека, его физическое состояние (эмоциональный стресс, беременность женщины и т.п.), экологические условия среды его обитания.

Потребление нутрицевтиков в составе пищевого рациона позволяет сравнительно легко и достаточно быстро компенсировать дефицитные эссенциальные пищевые вещества и обеспечить удовлетворение физиологических потребностей человека, изменяющихся при его болезни, организовать лечебное питание.

Нутрицевтики, способные усилить элементы ферментной защиты клетки, способствуют повышению неспецифической резистентности организма к воздействию на него различных неблагоприятных факторов среды обитания человека.

К позитивным эффектам воздействия относятся способность нутрицевтиков связывать и ускорять выведение из организма чужеродных и токсичных веществ, а также направленно изменять обмен отдельных веществ, например, токсикантов, воздействуя на ферментные системы метаболизма ксенобиотиков.

Рассмотренные эффекты применения нутрицевтиков обеспечивают условия первичной и вторичной профилактики различных алиментарно зависимых заболеваний, к которым относятся ожирение, атеросклероз и другие сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования и иммунно-дефицитные состояния.

В настоящее время выпускается большое количество фирменных препаратов, содержащих отдельные группы нутрицевтиков и их комбинации.  К таким препаратам относятся витаминные и витаминно-минеральные комплексы, препараты фосфолипидов, в частности, лецитина, и др.

Парафармацевтики — это минорные компоненты пищи. К ним могут быть отнесены органические кислоты, биофлавоноиды, кофеин, регуляторы пептидов, эубиотики (соединения, поддерживающие нормальный состав и функциональную активность микрофлоры кишечника).

К группе парафармацевтиков принадлежат также биологически активные добавки, регулирующие аппетит и способствующие уменьшению энергетической ценности рациона.

К эффектам, определяющим функциональную роль парафармацевтиков, относятся (рис. 1.):

— регуляция микробиоценоза желудочно-кишечного тракта (ЖКТ);

— регуляция нервной деятельности;

— регуляция (в физиологических границах нормы) функциональной активности органов и систем (секреторной, пищеварительной и др.);

— адаптогенный эффект.

Следует подчеркнуть, что эффективность регуляторных и адаптогенных эффектов парафармацевтиков ограничивается рамками физиологической нормы. Эффекты воздействия, превышающие эти границы, относятся к лекарственным препаратам.

Совокупность перечисленных эффектов обеспечивает организму человека способность адаптироваться к экстремальным условиям. Применение парафармацевтиков является эффективной формой вспомогательной терапии.

БАД не должны содержать сильнодействующие, наркотические и ядовитые вещества, а также растительное сырье, не применяемое в медицинской практике и не используемое в питании. Кроме того, не допускается в производстве БАД использовать растительное сырье и продукцию животноводства, полученные с применением генной инженерии. БАД выпускаются в виде экстрактов, настоев, бальзамов, изоля-тов, порошков, сухих и жидких концентратов, сиропов, таблеток, капсул и др. форм.

Российский рынок БАД оценивается в настоящее время примерно в 1 млрд руб. По прогнозам экспертов ожидается его дальнейший рост и развитие, так как ежегодно регистрируется примерно тысяча различных БАД.

Почему в последнее время уделяется такое большое внимание БАДам? Тут и достижения медицины, показавшие, что обеспечить полноценное питание возможно только при широком использовании БАДов, которые могут быть получены из любого биологического субстрата (животного, растительного, микробиологического), и экономика (синтез лекарств дорог), и особенности развития человека. С изменением образа жизни и характера питания человек, по-видимому, утратил некоторые ферментные системы. Можно сказать, что пища сформировала человека, а метаболический дисбаланс с природой стал следствием активной деятельности человека. Эссенциальность пищевых веществ для сегодняшнего человека — отражение пищевого статуса наших предков. Изменение образа жизни и питания привело к резкому сокращению энергетических затрат, составляющих сегодня 2,2—2,5 тыс. калорий в сутки. Малый объем натуральной пищи не позволяет даже теоретически обеспечить организм всеми необходимыми веществами (белками, полиненасыщенными кислотами, витаминами, минеральными веществами, в т. ч. селеном). Изменения в структуре питания («достижение» пищевой индустрии), отсекли поток экзогенных регуляторов и лишили человека такой формы связи с природой. Широкое применение БАДов при производстве продуктов питания может решить эти вопросы.