Технологические пищевые добавки применение

Применение пищевых добавок имеет длинную историю, которая насчитывает несколько тысячелетий. Ещё в доисторические времена люди использовали поваренную соль и коптильный дым, древние египтяне применяли при приготовлении пищи уксус и мёд, древние римляне стабилизировали вина сернистым ангидридом.

Широкое применение пищевых добавок началось в XIX в., однако только во второй половине XX в. добавки заняли устойчивое положение в пищевой промышленности как важнейшие пищевые микро-ингредиенты.

В настоящее время применение пищевых добавок в производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов.

Применение пищевых добавок основные причины широкого использования производителями продуктов питания:

развитие торговли, приводящее к необходимости перевозки продуктов питания(в том числе скоропортящихся и быстро- черствеющих) на большие расстояния;
постоянно повышающиеся требования современного потребителя к качеству и ассортименту продуктов питания при сохранении невысокой стоимости;
создание новых видов пищи, отвечающей современным требованиям науки о питании (низкокалорийные продукты, имитаторы мясных, молочных и рыбных продуктов);
совершенствование технологии получения традиционных и новых продуктов питания.

Масштабы распространения пищевых добавок потребовали их классификации, гигиенической регламентации, разработки способов и технологии их применения. В Европейском сообществе классифицировано около 300 пищевых добавок. Для гармонизации их использования разработана рациональная система цифровой кодификации. Она включена в кодекс ФАО-ВОЗ для пищевых продуктов (Codex Alimentarius, Ed. 2, V. 1) как международная цифровая система кодификации пищевых добавок (International Numbering Sistem — INS).

Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный номер с предшествующим ему буквосочетанием «INS» (в Европе с предшествующей ему литерой «Е»). Цифровые коды используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группировку пищевых добавок по технологическим функциям. Например, сорбиновую кислоту называют консервант INS 200 или консервант Е200.

После некоторых кодов Е проставляются строчные буквы, например Е160а — каротины, Е160Ь — экстракты аннато и т. д.; Е472а — эфиры глицерина и уксусной и жирных кислот, Е472Ь — эфиры глицерина и молочной и жирных кислот и т. д.

В этих случаях речь идет о дополнительном классификационном подразделении групп пищевых добавок, объединяющих несколько их конкретных видов: код Е160 объединяет разные виды каротиноидов, а код Е472 — различные виды моно- и диэфиров глицерина, жирных и кар- боновых кислот.

Строчные буквы являются неотъемлемой частью кода Е и должны обязательно применяться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях непосредственно перед названием добавки в скобках проставляют строчные римские цифры.

Например, код Е500 объединяет карбонаты натрия, названиям которых предшествуют (i), (ii), (iii). Римские цифры уточняют различия в строении карбонатов и не являются обязательной частью обозначения. Код Е специалисты отождествляют как со словом Европа, так и со словами essbar/ edible, что в переводе на русский (соответственно, с немецкого и английского) означает «съедобный».

Код Е в сочетании с номером является синонимом и частью сложного наименования конкретного химического вещества, являющегося пищевой добавкой.

Присвоение конкретному веществу идентификационного номера с кодом «Е» и статуса разрешённой пищевой добавки 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.

Для эффективного применения пищевых добавок требуется создание технологии их подбора и внесения с учетом особенностей химического строения и функциональных свойств пищевых добавок, характера действия, вида продукта, особенностей сырья, состава пищевой системы, технологии, а иногда упаковки и хранения.

В общем виде разработка технологии подбора и применения прямых пищевых добавок представлена схемой

Схема является наиболее полной и учитывает все этапы разработки технологии подбора и применения новых пищевых добавок.

Совершенно естественно, что при работе с пищевыми добавками разного функционального назначения отдельные этапы этой работы нет необходимости проводить повторно; еще в большей степени эта схема может быть упрощена при использовании известных, хорошо изученных пищевых добавок.

Но во всех случаях, при определении целесообразности применения пищевой добавки как при производстве традиционных пищевых продуктов, где она ранее не использовалась, так и при создании технологии новых пищевых продуктов, необходимо учитывать особенности пищевых систем, в которые вносится пищевая добавка, правильно определить этап и способ её внесения, оценить эффективность её использования, в том числе и экономическую.

Концепция рационального питания, одобренная экспертами ФАО-ВОЗ и принятая в РФ, предполагает необходимость поступления в организм среднестатистического человека (здоровый мужчина работоспособного возраста весом 70 кг) определенного количества компонентов пищи.

Среди них имеются органические соединения и минеральные вещества, которые прямо или в преобразованном виде относятся к разрешённым к применению в пищевой промышленности РФ пищевым добавкам, их более 250.

Более 200 пищевых добавок являются непосредственными участниками обменных процессов, субстратами и регуляторами метаболизма. Это аминокислоты, олигопептиды, белки, витамины и производные соединения, эфиры глицерина, фосфатиды и жирные кислоты, полностью или частично усвояемые красители, простые и сложные углеводы, минералы.

Остальные пищевые добавки не принимают активного участия в процессе метаболизма, прежде всего в пластическом и энергетическом видах обмена. Большая часть их выводится из организма после окисления (цитохромом Р-450 печени), восстановления, гидролиза и коньюгации.

Для оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в качестве главных рассматриваются следующие критерии: острая токсичность; метаболизм и токсикокинетика; генотоксичность/мутагенность (способность вызывать в организме наследственные изменения).

Схема разработки технологии подбора и применения новой пищевой добавкиность, включая тератогенность (способность вызывать аномалии в развитии плода) и влияние на способность к воспроизведению потомства; субхроническая токсичность; хроническая токсичность; канцерогенность (способность вызывать раковые опухоли).

Последовательность оценки токсикологической безопасности вспомогательных веществ и пищевых добавок представлена схемой, изображённой на

Любое вещество может быть как безвредным, так и токсичным, что, по мнению токсикологов, зависит от способа его применения. Решающую роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в организм); длительность потребления; режим поступления; пути поступления в организм человека.

О токсичности пищевых добавок судят прежде всего по результатам их воздействия на живой организм опытных животных. При этом учитывают индивидуальность различных экспериментальных животных, различное распределение веществ в органах и тканях и их биотрансформацию, комбинированное действие нескольких вводимых веществ при одновременном или последовательном поступлении в организм, а также их взаимодействие с макро- и микро нутриентами пищевых продуктов.

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.

Для гигиенической регламентации пищевых добавок на основе токсикологических критериев международными организациями ООН (ВОЗ, ФАО и др.), а также органами здравоохранения отдельных государств приняты следующие основные величины:

ДСП (англ. ADI) — допустимое суточное поступление (acceptable daily intake). Количество вещества, выражаемое в миллиграммах на 1 кг массы тела в сутки, ежедневное поступление которого в организм в течение всей жизни не оказывает негативного влияния на здоровье человека.
ПДК — предельно-допустимая концентрация, предельно-допустимое, с точки зрения безопасности для здоровья человека, количество пищевой добавки в продукте питания, выражаемое в миллиграммах на 1 кг продукта, которое регламентируется законом (ГОСТ 17.4.1.01-84).

ПДК — это такая концентрация, которая при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не вызовет у настоящего и последующих поколений заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований.

Для выявления безопасного уровня воздействия на человека, т.е. определения допустимого суточного поступления (ДСП), дозу добавки, которая ещё не оказывает токсического действия в опытах по хронической токсичности, делят на коэффициент безопасности.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA), во избежание проявления неучтенных факторов (различий чувствительности между человеком и животными, индивидуальных различий, сложности оценки потребленного количества, возможности синергаческого действия добавок и т.д.), обычно рекомендует использовать коэффициент безопасности, равный 100.

Он может быть больше, если для этого есть особые причины, или меньше, если оценивают безопасность вещества, которое является обычным компонентом пищи человека, или метаболизм данного вещества аналогичен метаболизму обычных компонентов пищи.

Обоснование и расчет предельно допустимой концентрации пищевой добавки в пищевых продуктах (ПДК, в мг/кг) проводят по формуле ПДК = ДСП -М/Р, где М — средняя масса тела человека, кг; Р — количество продуктов (кг) в суточном рационе, в котором может содержаться регламентируемая пищевая добавка. Безвредность пищевых добавок определяется на основе широких сравнительных исследований, предпринимаемых такими органами, как Объединенный Комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ (JECFA) и Научный Комитет по продуктам питания Европейского Союза (SCF).

При применении пищевых добавок действует принцип «запрещено всё, что не разрешено». Использование пищевых добавок запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не получили одобрения соответствующих органов.

Международный опыт организации и проведения системных токсиколого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специальном документе ВОЗ (1987/1991) «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания». Согласно Закону РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», государственный предупредительный и текущий санитарный надзор осуществляется органами санитарно-эпидемиологической службы.

Безопасность применения пищевых добавок в производстве пищевых продуктов регламентируется документами Министерства здравоохранения РФ.

Применение в продуктах питания отдельных пищевых добавок, практически не обладающих токсическим действием, избыточное количество которых может привести к технической порче продукта, ограничивается только уровнем достижения технологического эффекта (например, заданного повышения вязкости для загустителя), и для них не регламентируется величина ДСП.

В таких случаях используют сокращения GMP или QS (qs). В документе Министерства здравоохранения России «Гигиенические требования по применению пищевых добавок» (СанПиН 2.3.2.1293-03) максимальное количество таких добавок в пищевом продукте определяется «согласно ТИ».

Безвредность пищевых добавок обеспечивается путем проведения обязательных широких исследований, до того KaKjECFA или SCF будут проводить оценку новой пищевой добавки и, возможно, включат ее в список разрешенных пищевых добавок. Кроме того, проводится периодический пересмотр одобренных ранее пищевых добавок по мере поступления о них новой информации и совершенствования методов проведения проверки их безвредности.

Важной проблемой при гигиенической регламентации пищевых добавок в продуктах питания является комбинационная токсикология и возможные взаимодействия между различными добавками. Популярность смесей пищевых добавок делает эту проблему особенно важной.

Проведенные международными организациями исследования показывают, что пищевые добавки, применяемые даже для решения одних и тех же задач, характеризуются различиями химических структур, метаболических путей в организме и биологического действия.

Использование показателя ДСП обеспечивает потребление каждой добавки в условиях, когда она не сможет вызвать какого-либо нежелательного эффекта. Взаимодействие между добавками имеет место только в тех случаях, когда химические вещества проявляют один и тот же механизм действия на организм и их комбинированное потребление превышает ДСП (после поправки на различие в силе действия).

Исходя из этого нежелательные эффекты в результате взаимодействия между пищевыми добавками маловероятны, что подтверждается результатами мониторинга свойств разрешенных пищевых добавок. В соответствии с п. 2 ст. 10 Закона РФ «О защите прав потребителей» и ГОСТ Р 51074-97 «Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования», на этикетках пищевых продуктов (на вкладышах к ним) обязательно должен быть указан состав продукта.

Если в состав входят пищевые добавки, то указывается их индивидуальное название или групповое наименование (краситель, подсластитель, эмульгатор и т.д.) и код Е. Например: консервант Е211 или бензоат натрия.

В случае применения ароматизатора указывается его групповая принадлежность: натуральный, идентичный натуральному или искусственный. Изготовители пищевой продукции обязаны доводить до сведения потребителей информацию о противопоказаниях для применения добавки при отдельных видах заболеваний.

Источник

Технологическое средство (далее — технологическое вспомогательное средство) — вещество или материалы или их производные (за исключением оборудования, упаковочных материалов, изделий и посуды), которые, не являясь компонентами пищевой продукции, преднамеренно используются при переработке продовольственного (пищевого) сырья и (или) при производстве пищевой продукции для выполнения определенных технологических целей и после их достижения удаляются из такого сырья, такой пищевой продукции или остаточные количества которых не оказывают технологический эффект в готовой пищевой продукции [49].

Исходя из функциональной направленности, технологические вспомогательные средства подразделяют на следующие основные группы:

антимикробные вещества — используются для уничтожения микроорганизмов, как правило, на начальных (подготовительных) стадиях технологического процесса;
замораживающие и охлаждающие вещества — вспомогательное средство, предназначенное для снижения температуры продукта и (или) окружающей среды;
катализаторы — технологическое вспомогательное средство, предназначенное для ускорения химических реакций [49];
моющие и очищающие средства (детергенты) — удаляют загрязнения за счет снижения поверхностного натяжения;
пеногасители — пищевая добавка, предназначенная для предупреждения или снижения пенообразования в пищевой продукции [49];
питательные вещества (подкормка) — необходимы для обеспечения жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий (МКБ), используются при их культивировании и производстве хлебопекарной продукции;
ферментные препараты — отдельные ферменты или их комплексы, характерные для определенных биологических средств и организмов — продуцентов. Установлен перечень разрешенных для применения ферментных препаратов, а также вспомогательных средств для их иммобилизации [49];
флокулянты (осветлители, сорбенты, фильтрующие материалы) — повышают эффективность осаждения и удаления посторонних включений при переработке сырья и производства пищевых продуктов;
экстрационные (технологические) растворители — применяются при соответствующих технологических процессах с последующим удалением из пищевой продукции.

Следует более подробно остановиться на некоторых группах технологических вспомогательных средств.

Ферменты и ферментные препараты. Применение ферментов в пищевой промышленности определяется уровнем развития современной биотехнологии. Ферментативные процессы являются основой большинства пищевых производств: пивоварения, виноделия, сыроделия, хлебопечения, получения спирта, пищевых органических кислот, витаминов и др.

В последние десятилетия развиваются принципиально новые направления прикладной биотехнологии: производство глюкозофруктозных сиропов из крахмала, глюкозогалактозных сиропов из молочной сыворотки, этанола из целлюлозосодержащего сырья и многое другое. Активное использование ферментов в масложировой промышленности, главным образом иммобилизованных микробных препаратов, идет по следующим направлениям:

гидролиз жиров липазами для получения глицерина и жирных кислот, удаление неполных глицеридов из масел, ароматизация пищевых продуктов и напитков;
синтез глицеридов;
процессы трансэтерификации жиров — ацедолиз, алкоголиз, интерэтерификация;
извлечение масел из растительного сырья с применением гидролитических ферментов.

Для получения ферментных препаратов допускается использовать органы и ткани здоровых сельскохозяйственных животных, культурных растений, а также непатогенные и нетоксичные штаммы различных микроорганизмов бактерий и низших грибов в соответствии с СанПиН. При этом для стандартизации активности и повышения стабильности ферментных препаратов в их состав разрешается вводить другие пищевые добавки — хлорид и фосфат калия, глицерин и др.

В нормативной и технической документации на ферментные препараты необходимо указывать источник получения препарата и его характеристику, включая основную и дополнительную активность.

На штаммы микроорганизмов-продуцентов ферментов дополнительно должна быть представлена следующая информация:

сведения о таксономическом положении (родовое и видовое название штамма, номер и оригинальное название; сведения о депонировании в коллекции культур и о модификациях);
материалы об исследовании культур на токсигенность и патогенность (для штаммов представителей родов, среди которых встречаются условно патогенные микроорганизмы);
декларация об использовании в производстве ферментных препартов штаммов генетически модифицированных микроорганизмов.

В России принята специальная номенклатура ферментов, указывающая на вид продуцента, активность, способ культивирования и степень концентрации фермента по сравнению с исходной культурой продуцента. Пример: «Протосубтилин Г 10 X» — фермент протеолитический из В. subtilis, получен глубинным способом и концентрирован десятикратно.

При проведении товарной экспертизы учитываются также показатели безопасности ферментных препаратов, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

содержание токсичных элементов не должно превышать: свинец — 10,0 мг/кг, мышьяк — 3,0 мг/кг;
по микробиологическим показателям:
количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), КОЕ/г, не более — 5 • 104 (для ферментных препаратов растительного, бактериального и грибного происхождения), 1 • 104 (для ферментных препаратов животного происхождения, в том числе молокосвертывающих);
бактерии группы кишечных палочек (БГКП, колиформы) в 0,1 г — не допускаются;
патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в 25 г — не допускаются;
Е. coli в 25 г — не допускаются;
ферментные препараты не должны содержать жизнеспособных форм продуцентов ферментов;
ферментные препараты бактериального и грибного происхождения не должны иметь антибиотической активности;
ферментные препараты грибного происхождения не должны содержать микотоксины (афлатоксин В1, Т-2 токсин, зеараленон, охратоксин А, стеригматоцистин).

При контроле содержания микотоксинов в ферментных препаратах следует учитывать, что продуцентами микотоксинов чаще всего являются токсигенные штаммы грибов: Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus — для афлатоксинов и стеригматоцистина; Aspergillus ochraceus и Penecillium verrucosum, реже — Aspergillus sclerotiorium, Aspergillus melleus, Aspergillus alliaceus, Aspergillus sulphureus — для охратоксина А; Fusarium graminearum, реже — другие виды Fusarium — для зеараленона, дезоксиниваленола и Т-2 токсина.

Активность ферментов в готовых пищевых продуктах (после использования ферментных препаратов) не определяется.

В настоящее время список ферментов, разрешенных к применению в России, включает амилазы, протеазы, глюкозооксидазы, инвертазы и липазы (см. Приложение 1), характеризующиеся амилолитической, протеолитической, оксидазной и липолитической активностью,

В Российской Федерации определен список ферментных препаратов и вспомогательных средств (материалы и твердые носители) для их иммобилизации, разрешенных для применения при производстве пищевой продукции [49].

Имеются гигиенические нормативы применения питательных веществ (подкормки) для дрожжей [49].

Наряду с основными, технологические вспомогательные средства могут выполнять ряд побочных функций.

Флокулянт — технологическое вспомогательное средство, предназначенное для повышения эффективности процессов осаждения (адсорбции) примесей.

Чаще всего для облегчения фильтрования используют целлюлозу, кизельгур и перлит, которые добавляют к фильтруемой жидкости в виде суспензий или вспомогательного слоя на самом фильтре. В Приложении 1 дан полный перечень рассматриваемых добавок, разрешенных в России.

Наиболее часто осветлители, адсорбенты и флокулянты применяются в пивоварении, виноделии и производстве соков.

В зависимости от вида осветлителя принцип их действия может быть связан с адсорбцией, коагуляцией или образованием трудно-растворимых соединений с ионами металлов, которые выпадают в осадок и могут быть отфильтрованы от жидкой части продукта.

С помощью осветлителей удаляют также мелкодисперсные и коллоидные компоненты, которые невозможно отфильтровать. Эти вещества обладают способностью связывать мельчайшие частички мути и осаждаться вместе с ними.

При выполнении своих функций осветлители удаляют из готового продукта фильтрацией или седиментацией.

Принцип действия адсорбентов связан с большой удельной поверхностью, благодаря которой они могут селективно адсорбировать различные вещества из напитков и вместе с ними выпадать в осадок.

Пеногасители. Предназначены для разрушения пены, образование которой на определенных этапах технологического процесса может вызвать серьезные проблемы и сказаться на качестве конечного продукта. В частности, активное пенообразование мешает фильтрованию, центрифугированию, выпариванию, дозированию, перекачке и розливу.

Механизм действия пеногасителей и антивспенивающих агентов заключается в том, что они, замещая пенообразователи на границе раздела газовой и жидкой фаз, образуют пленку, разрушающую пузырьки газа и стабилизирующую пищевую систему.

Все разрешенные пищевые добавки этого класса нерастворимы в жидкостях, к ним относят: жирные спирты, полисилоксаны, природные жиры и масла, полигликолевые эфиры жирных кислот, полигликоли, моно- и диглицериды, полисорбаты, сложные эфиры сорбитана и жирных кислот (см. Приложение 1).

Для гашения пены могут быть использованы механические или физические методы (перемешивание, нагрев, охлаждение и т.п.), которые однако, по сравнению с химическими, менее экономичны и эффективны.

Охлаждающие и замораживающие агенты — газообразные вещества, жидкости или твердые тела, способные при условии прямого контакта понижать температуру пищевого продукта. Этим они отличаются от хладагентов, применяемых в холодильной технике.

Наряду с общеизвестным льдом, используют другие охлаждающие и замораживающие агенты (см. Приложение 1) исходя из технологических целей и задач.

Наиболее эффективным с точки зрения органолептических показателей качества и пищевой ценности является сверхбыстрое замораживание. Этот процесс может осуществляться путем орошения или погружения продукта в жидкий азот, углекислый газ или смесь диоксида углерода с азотом, а также в специальных туннелях и скороморозильных аппаратах, через которые с высокой скоростью пропускают сжиженный газ.

Охлаждающие и замораживающие агенты используются при хранении и транспортировании практически всех групп пищевой продукции.

Катализаторы. Список разрешенных катализаторов, применяемых в производстве пищевых продуктов составляют: металлы Na, Ni, Pt, Pd, оксиды азота, кальция, магния, этилат и метилат натрия, смесь едкого натра с глицерином (см. Приложение 1).

В зависимости от агрегатного состояния реагирующего вещества и катализатора (твердое, жидкое или газообразное) последние могут быть трех видов: гомогенные, гетерогенные и смешанные.

Для ускорения технологических процессов катализаторы используют в очень низких концентрациях, при этом они не расходуются и не остаются в конечном продукте.

Типичным примером является ускорение процесса агидрогенизации жидких масс при помощи никеля, в результате чего двойные связи превращаются в простые и растительное масло отвердевает. В качестве других примеров можно привести переэтерификацию жиров с применением этилата натрия или смеси едкого натра с глицерином, когда получают жир с направленными свойствами, а также ускорение каталитического расщепления перекиси водорода в присутствии оксидов магния или меди.

ТР ТС 029/2012 установлены гигиенические нормативы применения рассматриваемой группы пищевых ингредиентов, а также требования, касающиеся:

безопасности и применения при производстве пищевых продуктов;

процессов производства, хранения, перевозки, реализации и утилизации технологических вспомогательных средств;

оценки (подтверждения) соответствия;

маркировки, в том числе единым знаком обращения, на рынке государств — членов Таможенного союза [49].

Маркировка.

Должна включать слова «технологическое вспомогательное средство», согласно требованиям приложений 21-27 ТР ТС 029/2012.

Для ферментных препаратов — дополнительно содержать указание вида(-ов), активности фермента(-ов), вида(-ов) микроорганизма(-ов) — продуцентов, источника происхождения.

Если технологическое вспомогательное средство предназначено не для розничной торговли, то в маркировку дается информация — «не для розничной продажи» [49, с. 17].

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Охарактеризуйте вспомогательные вещества. Каковы критерии, определяющие границы понятий «технологическая пищевая добавка» и «вспомогательное вещество»?
Расскажите об оптимизации технологических процессов путем применения вспомогательных добавок.
Какова регламентация содержания технологических добавок и вспомогательных веществ в готовых продуктах?
Охарактеризуйте охлаждающие й замораживающие агенты.

Источник