это пищевые добавки, которые увеличивают срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызываемой микроорганизмами (бактериями, дрожжами, плесенью). В системе кодификации ЕС консервантам присвоены индексы Е 200−Е 297. В перечне консервантов с индексами Е представлены, в основном, кислоты органических соединений и их производные, а также некоторые виды газов (сернистый, углекислый), сложные с антибиотическими свойствами, неорганического соединения, другие природные и синтетические вещества. Консерванты, пищевые добавки которые можно разделить на 2 группы. Первые собственно консерванты, их действие направлено непосредственно на клетки микроорганизмов. Вторая группа-вещества, обладающие консервирующим действием. Они отрицательно влияют на микробы за счёт регулирования кислотно-щелочной среды, активности воды или концентрации кислорода.
В применении консерванты могут оказывать бактерицидное действие (уничтожать микроорганизмы) или останавливать или замедлять рост и размножение микроорганизмов неодинакова. Поэтому консерванты зачастую используют не по отдельности, а в сочетании друг с другом. Она также зависит от физико-химических свойств самого продукта (в число важнейших факторов входят кислотность и содержание воды) и способа его технологической обработки.
Методы использования консервантов различны. Одни, такие как сорбиновая кислота (Е 200) или бензоат натрия (Е 211) вводятся непосредственно в продукт, преимущественно в виде растворов. Другие предназначены только для обработки поверхности продуктов и тары, например, цитрусовые опрыскивают дифенилом (Е230), ортофенилфенолом (Е 231) и ортофенилфенолятом натрия (Е 232), а сернистым газом (диоксид серы Е 200) обрабатывают сухие овощи и фрукты.
Наиболее используемыми консервантами считаются поваренная соль, этиловый спирт, уксусная, сернистая, сорбиновая, бензойная кислоты и некоторые их соли.
Сорбиновая кислота (Е 200) и ее соли, в особенности сорбат калия (Е 202) активно используются практически во всех отраслях пищевой промышленности - от хлебопечения до виноделия. Сорбиновая кислота и сорбат калия наиболее эффективны в борьбе с дрожжами и плесенью; при этом они применимы для сохранения как сильно, так и слабокислых продуктов и отличаются только способностью растворяться в воде. Сорбат калия обычно используется для консервации продуктов с большим содержанием воды.
Низин (Е 234) - антибиотик естественного происхождения, продукт жизнедеятельности молочнокислых бактерий. Он активно подавляет рост термоустойчивых грамположительных спорообразующих бактерий, предотвращает образование ботулиновых токсинов. Применяется в производстве сыров и других молочных продуктов, овощных, мясных и рыбных консервов, а также в виноделии, пивоварении и хлебопечении.
Бензоат натрия (Е 211) - широко распространенный консервант, используется при приготовлении майонезов, кетчупов, рыбопродуктов, безалкогольных напитков, консервировании овощей и фруктов и пр. Представляет собой белый порошок без запаха. Бензойная кислота и ее соли (Е 210 - 213) даже в небольших количествах тормозят рост аэробных микробов, а при более высокой концентрации подавляют дрожжевые и плесневые грибы. Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде, ее активность усиливается в присутствии фосфатов и хлоридов и снижается в присутствии белков.
Двуокись серы и ее производные (Е 220-228) используются при производстве многих продуктов и полуфабрикатов, а также для дезинфекции тары. Эти вещества активно действуют на плесневые грибы, дрожжи и аэробные бактерии, и в меньшей степени - на анаэробные бактерии.
Нитрит натрия (Е 250) применяется, в основном, в производстве мясопродуктов для решения сразу двух задач: сохранения привлекательного розоватого цвета мяса при его термической обработке и для подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Поскольку это вещество небезопасно в увеличенных дозах, его использование строго регламентируется. Так, его вводят только в виде специальных посолочных смесей, состоящих из поваренной соли и небольшого количества самого нитрита натрия. Что же касается нитрата натрия или селитры (Е 251), который до недавнего времени использовался также широко и в тех же целях, что и нитрит натрия, то сейчас он практически не применяется в пищевой промышленности.
Диоксид углерода (Е 290) используется в производстве безалкогольных напитков и пива, в хлебопечении, а также - в твердой форме - как хладагент при транспортировке и хранении охлажденных и скоропортящихся продуктов.
Пропионовая кислота и ее соли (Е 280-283) рекомендуются в качестве основного консерванта (или в комбинации с сорбиновой кислотой и ее солями) для сыроварения. Пропионаты также используются при производстве других молочных продуктов и в хлебопечении.
Молочная кислота (Е 270) образуется в процессе молочнокислого брожения и, благодаря низкому значению рН, широко используется в качестве консерванта при изготовлении сыра и целого ряда других молочных продуктов.
Муравьиная кислота и ее производные (Е 236-238) используются, в основном, при консервировании овощей и производстве безалкогольных напитков. (подробнее об этом см. [7, 2]
.2 Микробиология различных видов продуктов питания
Процессы, происходящие в пищевых продуктах
Во время хранения в пищевых продуктах протекают физические, химические, биохимические, биологические процессы.
Физические процессы возникают в продуктах под действием температуры, влажности воздуха, газового состава, света, механических воздействий. К ним относятся процессы сорбции и десорбции паров воды и газов, кристаллизация сахара и соли, старение белков, уплотнение сыпучих веществ, деформация и нарушение целостности продуктов.
Процесс сорбции, т.е. поглощение продуктом влаги, происходит при хранении соли, сахара-песка, муки, печенья, сухарей, вафель и другие. Продукты при этом размягчаются или теряют сыпучесть и слеживаются.
Процесс десорбции обусловлен усыханием продукта. В результате уменьшается масса продукта, ухудшается его качество. Десорбции подвержены плоды, овощи, хлеб, печенье и др.
Старением белков при хранении продуктов объясняется худшая набухаемость муки.
Деформация таких продуктов, как хлеб, макароны, плоды и овощи, приводит к частичной или полной непригодности товара к употреблению.
Химические процессы, происходящие в пищевых продуктах, вызываются превращениями отдельных химических веществ, входящих в их состав, и приводят к образованию и накоплению различных веществ, ухудшающих пищевую ценность и питательность продуктов. Эти процессы протекают без участия фермента продукта и микроорганизмов. Например, при длительном хранении чая исчезает его аромат, ухудшаются вкус и цвет настоя; жиры в процессе длительного хранения прогоркают.
При длительном хранении пищевых продуктов наблюдается также значительное снижение содержания в них витаминов.
Скорость химических процессов можно замедлить, снизив температуру хранения.
К биохимическим процессам относят дыхание и гидролитические процессы. Протекают эти процессы под действием ферментов, находящихся в самих продуктах.
Дыхание - это окислительно-восстановительный процесс, протекающий в живых организмах. Наблюдается дыхание при хранении зерна, плодов, овощей. При этом расходуются запасные вещества продукта: жиры, углеводы, органические кислоты. Это приводит к изменению массы продукта и ухудшению его качества. При интенсивном дыхании в продукте повышается влажность и начинается прорастание, например, зерна. Интенсивность дыхания зависит от температуры, влажности воздуха и его газового состава.
Гидролитические процессы (гидролиз) протекают, например, при дозревании плодов. При этом крахмал превращается в сахар, а протопектин переходит в пектин, в результате чего плоды становятся слаще и мягче. При хранении продуктов, богатых белками (мясо, рыба), происходит гидролиз белков до аминокислот. Это превращение называется автолизом (самосозреванием) и обусловливает созревание мяса после убоя животных. Гидролиз жиров в зерне, муке и крупе вызывает увеличение кислотности этих продуктов. Скорость всех гидролитических процессов замедляется при пониженной температуре.
Биологические процессы могут быть вызваны развитием микроорганизмов или воздействием на продукты клещей, насекомых и грызунов. К этим процессам относят: брожение, гниение, плесневение.
Брожение - расщепление углеводов продукта под действием ферментов микроорганизмов. В результате жизнедеятельности микроорганизмов накапливаются спирт, углекислый газ, молочная, уксусная и масляная кислоты.
Различают брожение спиртовое, молочно-кислое, масляно-кислое, уксусно-кислое.
При спиртовом брожении образуются спирт, углекислый газ. Этому виду брожения подвергаются плоды, ягоды, повидло, варенье и др.
При молочно-кислом брожении происходит разложение Сахаров с образованием молочной кислоты. При брожении происходит прокисание молока, и это явление используют при производстве творога, сметаны и других продуктов.
Масляно-кислое брожение возникает при хранении муки, молочных продуктов, которые в результате становятся горькими с неприятным запахом. Брожение происходит под действием масляно-кислых бактерий, сбраживающих сахар до масляной кислоты.
Уксусно-кислое брожение вызывается уксусно-кислыми бактериями, развивающимися в слабо спиртовых жидкостях (вино). В результате продукты мутнеют, приобретают кислый вкус и ослизняются.
Гниение - разложение белковых веществ микроорганизмами с образованием аммиака и других, токсичных для человека веществ. Оно наступает при нарушении режимов хранения пищевых продуктов (зерно и яйцо).
Плесневение - результат развития на продуктах плесневых грибов. Этот процесс наблюдается при высокой относительной влажности воздуха. Грибы, расщепляя сахара и жиры пищевых продуктов, придают им плесневый вкус и запах. Особенно подвержены плесневению зерномучные продукты, сливочное масло, плоды.
Режим хранения. При хранении пищевых продуктов главными факторами, вызывающими изменение качества продукции, являются температура, влажность, газовый состав воздуха, свет, микроорганизмы и товарное соседство.
Температура, при которой хранят продукты, играет важную роль в развитии микроорганизмов. При повышении температуры до 20.° С и больше в продуктах ускоряются биохимические и химические процессы.
При хранении продуктов необходима благоприятная температура.
Так, для большинства продуктов - около 0.° С, для сухих продуктов -14-17° С. Недопустимы резкие температурные перепады, ведущие к усилению биохимических и химических процессов.
Влажность воздуха, имеет первостепенное значение для хранения пищевых продуктов. При хранении продуктов определяют относительную влажность воздуха - процентное отношение фактического количества водяных паров в воздухе к тому количеству, которое необходимо для полного его насыщения при данной температуре. Чем ниже процент относительной влажности воздуха, тем воздух суше, т.е. водяных паров в нем меньше. Относительная влажность воздуха измеряется специальными приборами-психрометром и гигрографом (самопишущий прибор).
Величина относительной влажности воздуха при хранении зависит от свойств продукта. При высокой относительной влажности воздуха (85-95%) хранят продукты с высоким содержанием влаги (свежие плоды), при низкой относительной влажности воздуха (65-75%) - сухие продукты (мука, сахар).
Изменение относительной влажности воздуха может вызвать нежелательные изменения качества продукта. Слишком влажный воздух способствует порче товара - плесневению, загниванию.
Кислород воздуха обуславливает окисление жиров, эфирных масел, снижает содержание витаминов, изменяет органолептические свойства продукта, поэтому следует регулировать содержание кислорода в воздухе. Этого достигают с помощью вентиляции (естественной и принудительной).
Свет при хранении продуктов также оказывает отрицательное воздействие на них. Жиры под действием света прогоркают, изменяя цвет и приобретая неприятный вкус, сокращаются сроки хранения продуктов, окрашенные пищевые продукты обесцвечиваются. Поэтому большинство продуктов хранят без естественного освещения.
Товарное соседство также важно при размещении продуктов. Не разрешается хранить вместе сухие продукты и влажные, пахнущие продукты с продуктами, воспринимающими запахи. Поэтому на предприятиях общественного питания для хранения продуктов отводят разные складские помещения с учетом допустимого товарного соседства.
Упаковка продуктов. Пищевые продукты хранят в упаковке, которая предохраняет их от загрязнения, обсеменения микробами, механических повреждений, вредных влияний света, пыли, влаги, поражения вредителями.
Тару изготавливают из разных материалов. Она бывает мягкой, полужесткой, жесткой.
Мягкую тару - мешки, кули и пакеты изготавливают из тканей, бумаги, пергамента и целлофана, используют для хранения продуктов, не боящихся деформации.
Полужесткую тару - коробки, корзины, решета и ящики - делают из картона (для кондитерских изделий), древесной дранки (для ягод), прутьев (для овощей, фруктов). Эта тара защищает продукты от механических повреждений.
Жесткую тару - ящики, бочки, банки и бутылки - изготавливают из дерева, металла, стекла. Материалы для изготовления тары должны быть безвредными, недорогими, не передавать продуктам посторонние запахи и привкусы. На предприятиях общественного питания при получении продукта со склада в качестве тары применяют ведра, кастрюли, лотки.
В настоящее время для упаковки продуктов широко используют полимерные материалы, разрешенные для пищевых целей. Так, для упаковки хрустящего картофеля и воздушной кукурузы применяют лакированный целлофан; для молока, сливок и кефира - тонкий парафинированный картон, покрытый внутри полиэтиленовой пленкой. Для плавленых сыров, сгущенного молока и томат-пасты - пластмассовые тубы; для хранения сельди - жесткие полиэтиленовые банки; для хранения сметаны и плавленых сыров - стаканчики из полистирола; для упаковки замороженного мяса, рыбы, творога, плодов и овощей - полиэтиленовые пленки; для замораживания и хранения мясных готовых блюд - пленки из полиэтилен целлофана, для упаковки кулинарных изделий - полипропиленовые пленки, в которых изделия стерилизуют, замораживают, а перед употреблением разогревают.
Порча продуктов питания
Порчу продуктов растительного и животного происхождения вызывают действие множества ферментов, входящих в состав самих продуктов, и жизнедеятельность микробов внешней среды.
Ферменты, хотя и в очень малых количествах, находятся в каждой живой клетке. Они играют очень важную роль при всех процессах развития, дыхания, роста и т.д. Каждый фермент строго специфичен по характеру своего воздействия на растение. Например, есть такие, которые способствуют созреванию плодов в определенный период развития растения. Плоды могут дозревать и после уборки, так как содержащиеся в них ферменты продолжают действовать. Однако при длительном хранении они вызывают и нежелательные явления - размягчение и так называемые физиологические или функциональные заболевания плодов (вследствие нарушения обмена веществ): загар и стекловидность мякоти у яблок, потемнение сердцевины клубней картофеля, образование черных точек на листьях белокочанной капусты и др.
Главная же причина порчи овощей и плодов при переработке их на заводах - жизнедеятельность таких микроорганизмов, как бактерии, плесневые грибки и дрожжи (дрожжевые грибки). Все они имеют очень малые размеры, исчисляемые микронами или микрометрами (1 мкм равен 0,001 мм).
Бактерии, плесени и дрожжи различают по множеству признаков - размерам, форме, способности к передвижению и жизни при разных условиях температуры и влажности, видам пищевых продуктов, на которых они могут развиваться. Микробы, которым для жизнедеятельности необходим кислород, - аэробы, живущие без кислорода - анаэробы. Однако всем им нужна вода, достаточная влажность той среды, в которой они обитают, а также определенная температура; подавляющее большинство микробов лучше развивается в таких ее пределах, как 20-40°. Но и здесь немало их видов, приспособившихся к более высоким и низким температурам. Например, если продукты, в которых находятся микробы, заморозить и выдержать некоторое время, то последние не погибают, а лишь временно прекращают свою жизнедеятельность. После повышения температуры они вновь возобновляют свою активность. Значительное же повышение температуры для микробов губительно: при 70° и выше; особенно при 100°, погибает большая часть их. Существует много видов бактерий, переносящих длительное кипячение в воде и даже нагревание при значительно более высоких температурах - 110-120 и 130°. В таких неблагоприятных условиях они образуют так называемые споры, которые сохраняются, а при снижении температуры дают новые бактерии. В концентрированных растворах кислот и рассолах микробы не развиваются.
Бактерии размножаются делением клеток, плесени - своих нитей (мицелия) и путем образования спор, дрожжи - почкованием. Все микроорганизмы при благоприятных условиях размножаются очень быстро - через каждые 15-20-25 мин. Из одной клетки образуется две, а через такой же промежуток времени происходит следующее очередное деление. Питаются микроорганизмы теми же питательными веществами (белками, углеводами, жирами), которые необходимы человеку и всем высшим животным. Микробам нужны также витамины, минеральные и другие вещества. В процессе усвоения ими пищи происходит распад некоторых веществ, при этом образуются различные продукты - вода, углекислота и газы, некоторые из них имеют неприятный гнилостный запах, что свойственно испорченным пищевым продуктам. Бактерии, вызывающие различные заболевания, а также и пищевые отравления, значительно труднее обнаружить. Особенно опасны для человека (иногда со смертельным исходом) бактерии «клостридиум бутиленум». Попадая на пищевые продукты (чаще всего из почвы, где обычно обитают), они в анаэробных условиях (без доступа кислорода) вырабатывают сильнодействующий яд (токсин), наличие которого установить весьма трудно даже с применением специальных методов. Эти бактерии развиваются и в обычных условиях, но выделяют токсин только в анаэробной среде. Споры их очень устойчивы к нагреванию и выдерживают длительное кипячение, после чего могут снова развиваться, давая начало новому поколению. Однако выработанный этими бактериями токсин разрушается при кратковременном (10-15 мин) кипячении и не представляет уже опасности для организма.
В природе имеется также множество микробов, которые весьма полезны, а некоторые настолько необходимы, что их жизнедеятельность служит основой производства целых крупных отраслей ряда пищевых (и непищевых) производств. Так, квашение капусты, засолка овощей и мочение фруктов и ягод осуществляются благодаря полезным молочнокислым бактериям. Повышенная концентрация молочной кислоты, которую они выделяют в процессе жизнедеятельности, предохраняет продукт от порчи другими бактериями. Без полезных микроорганизмов невозможно было бы производство спирта и вин, уксуса и многих других продуктов.
Для сохранения овощей и плодов необходимы условия, при которых невозможно развитие микробов, способных вызывать их порчу. Из перечисленных основных видов микроорганизмов вред наносят главным образом плесени и дрожжи, поскольку плодоовощная продукция представляет собой основной источник их питания из-за высокого содержания углеводов. Жизнедеятельность же вредных бактерий в большей мере вызывает порчу мясных, рыбных и других продуктов с высоким содержанием белков. В настоящее время для создания необходимых оптимальных условий для сохранения овощей и плодов практическое значение имеют следующие способы.
Понимание механизма порчи продуктов важно знать каждой хозяйке. Большинство пищевых отравлений происходят по банальной неосторожности или незнанию простых правил хранения продуктов.
Продукты питания подвержены порче под действием различных микроорганизмов, (плесневыми грибами, дрожжами и бактериями). Некоторые микроорганизмы могут оставлять свои споры. Они более стойкие к воздействию высокой температуры или другим неблагоприятным факторам. Поэтому рассмотрим, что может привести к порче:
. Порча продуктов плесневыми грибами. Грибки развиваются в теплых, влажных и темных местах при температуре окружающей среды 25-30°С. Это нормальные условия для кухни, особенно возле источников воды и плит. Солнечный свет замедляет рост плесневых грибов. Некоторые виды грибков вырабатывают микотоксины (афлатоксины) - яды, которые трудно отследить в продукте. Они крайне опасны даже в малых дозах, долго хранятся и практически не подвержены разрушению. Такая опасность нас поджидает в злаковых, а, следовательно, и в муке, арахисе, а также в мясе животных, которые могли, есть зараженные корма.
Единственным способом избежать опасности отравления является строгий контроль при сборе урожая и забое животного. Доказательством безопасности может служить только сертификат, выданный лабораторией. Крупные производители обязательно проходят подобные исследования, чего нельзя сказать про мелких производителей.
. Порча продуктов дрожжами. Они охотно поражают сочные фрукты и овощи, потому что питаются их водой и сахаром. Размножаются дрожжи очень стремительно, но выдают себя. Их легко обнаружить визуально и по запаху продуктов распада.
Не следует, есть порченые продукты, даже если повреждена незначительная часть плода. В клеточном соке могут остаться продукты жизнедеятельности дрожжей и вызвать отравление. Лучшим способом предотвратить порчу, является вакуумирование или хранение в специальных инертных газах. Ниже определенного порога влажности дрожжи не развиваются, поэтому сухофрукты, мука, и прочие продукты при соблюдении условий хранения не могут стать питательным субстратом для них.
. Порча продуктов бактериями. Бактерии - это одноклеточные организмы, имеющие очень маленький размер. Аэробные бактерии растут только в присутствии кислорода, анаэробные бактерии растут в среде при отсутствии кислорода. Бактерии обычно портят пищевые продукты, являющиеся нейтральными по химической реакции, например молоко, яйца, мясо и овощи. А вот в сильнощелочных или кислых средах бактерии не развиваются. Нужно помнить, что даже в вакуумной упаковке при глубоком замораживании продукт может быть испорчен. Тоже самое касается и консервированных продуктов. Не смотря на многоступенчатую стерилизацию, в банке может развиться патогенная микрофлора, которая крайне опасна для человека.
. Воздействие ферментов. Ферменты - это органические катализаторы белковой природы. Они участвуют во многих реакциях в организме живых существ и продуктах, ускоряют протекание химических реакций, в частности, отвечают за процесс дозревания. Однако ферменты остаются активными в живых клетках еще долгое время и могут нанести вред здоровью. Полностью инактивирует ферменты высокая температура. При 60-75.°С, как и любой белок, ферменты разрушаются (подробнее об этом см. [5, 1, 8])
.3 Действие консервантов на продукты питания
После смерти в мясе, птице, рыбе и морепродуктах происходят биохимические изменения. На мясе, птице, рыбе и морепродуктах развивается множество нежелательных микроорганизмов. Для подавления развития таких микроорганизмов, образования ими токсинов и увеличения сроков годности пищевых продуктов в них добавляют пищевые добавки, называемые консерванты. Консерванты не могут компенсировать низкое качество сырья и нарушение правил производственной гигиены. Если продукт сильно бактериально загрязнен или начал портиться, консерванты уже бесполезны.
Как мы знаем консерванты можно условно разделить на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием. Собственно консерванты - их действие направленно непосредственно на клетки микроорганизмов, а консервирующие вещества отрицательно влияют на микробы в основном за счет ухудшения условий их существования. Соответственно каждый консервант проявляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов. Иными словами, каждый консервант имеет свой спектр действий.
Механизм действия консервантов на возбудителей порчи многообразен. Иногда блокируется одна стадия метаболизма клетки вредного микроорганизма, но чаще отдельные факторы воздействия дополняют друг друга.
Поскольку консерванты проявляют антимикробную активность каждый в отношении части возбудителей порчи, сочетание консервантов, прежде всего, приводит к расширению спектра действия. На практике можно ожидать заметного эффекта в отдельных случаях сочетания консервантов. Высокоэффективно, например, сочетание консервантов с физическими методами консервирования: нагреванием, охлаждением и т.д. Выбор консервантов и их дозировок зависит от степени бактериальной загрязненности, условий хранения, физико-химических свойств изделия.
Регуляторы кислотности
Вещества, устанавливающие и поддерживающие в пищевом продукте определенное значение рН - это регуляторы кислотности. Добавление кислот снижает рН продукта, добавка щелочей увеличивает его, а добавка буферных веществ поддерживает рН на определенном уровне.
В производстве мясо- и рыбопродуктов поддержание кислой реакции среды необходимо для оптимизации протекания процессов созревания, поэтому регуляторы кислотности в мясо - и рыбоперерабатывающей промышленности часто называют интенсификаторами созревания. Эти вещества активизируют протеазы мышечной ткани путем снижения рН до значения 5-5,5. В качестве интенсификаторов созревания используют глюконо-делька-лактон (ГДЛ) Е575, пищевые кислоты, кислые соли, ацетат натрия.
Консерванты - это широкая группа веществ, противодействующих жизнедеятельности бактерий. Добавление консервантов в продукты питания позволяет существенно увеличить срок годности последних. Пути воздействия на бактерии, а равно сами структуры этих пищевых добавок сильно разнятся; фактически, единственное, что их объединяет - это функция продления срока годности. Так, например, древнейшими представителями консервантов являются соль, вино, мёд, сахар, лимонная и уксусные кислоты, этиловый спирт. Сегодня в качестве консервантов применяют, в основном, производные кислот органических соединений.
2. Методы проведения исследований
.1 Методы исследования действия консервантов на продукты питания
Консервирующее действие бензойной кислоты впервые было описано в 1875 г. Флеком (Strahlmann 1974), который искал заменитель уже известной к тому времени салициловой кислоте. Он же доказал связь между этими двумя кислотами и карболовой кислоты. В отличие от салициловой кислоты, бензойную не умели синтетически производить в промышленных масштабах и именно поэтому до начала следующего века ее не использовали (в 1908 г. в США разрешено ее применение в продуктах питания). С тех пор бензойная кислота и ее соли широко применяются во всех странах как консерванты пищевых продуктов, прежде всего, из-за своей низкой цены, но в последнее время их все чаще заменяют другими, менее токсичными консервантами.
Бензоат натрия хорошо борется с микроорганизмами: бактериями, дрожжами и грибками; он малозаметен на вкус и обладает умеренной токсичность. Мы получаем его из газированных и негазированных напитков, фруктов и фруктовых соков, сиропов, оливок, солений и специй. В натуральных продуктах он содержится в яблоках, изюме и клюкве, корице и гвоздике (подробнее об этом см. [3])
3. Собственные исследования
.1 Тестирование продуктов на содержание в их составе консервантов
Отбор проб и нахождение в них консервантов.
Качественно натрий обнаруживают по характерной желтой окраске пламени его летучими соединениями и по наиболее четко выраженным спектральным линиям 589,0 и 589,9 нм. Количественно натрий определяют пламенной фотометрией (вплоть до 0,0002 мг/л), спектр. Или гравиметрическими методами. В последнем случае натрий отделяют от др. щелочных элементов в виде хлорида, сульфата или перхлората, чаще-в виде NaM(UO2) 3 (СН3СОО) 9.6Н2O, где М - Mg, Zn, Mn, Ni, с последующим оксидиметрическим титрованием, а также используют люминесцентное, колориметрический, нефелометрический (при малых содержаниях натрий) определения. Используют хроматографический, радиометрический и спектрофотометрический методы определения натрий
Способ одновременного качественного и количественного определения карбоновых кислот и альдегидов методом газожидкостной хроматографии в водной среде включает предварительную обработку пробы дериватизирующим агентом. В качестве дериватизирующего агента используют трибутилборат в присутствии концентрированной соляной кислоты, реакционную смесь обрабатывают насыщенным раствором гидрокарбоната натрия, экстрагируют гексаном при соотношении водной и органической фаз 5:1 в присутствии ацетонитрила и хроматографируют. Достигается упрощение и повышение безопасности анализа.
Способ определения бензола и его этильных производных путем обработки неорганическим реагентом, прибавления щелочи, экстракции органическим растворителем и последующего фотометрирования окрашенного продукта. Целью повышения селективности, в качестве неорганического реагента используется 5%-ный раствор оксида ртути (II) в 60%-ной азотной кислоте, обработка реагентом проводится при 100oС в течение 10 мин, щелочь прибавляется к реакционной смеси до рН 5,6. Перед экстракцией реакционная смесь обрабатывается раствором хлорида 2,3,5 - трифенилтетразолия, экстракция осуществляется трихлорметаном, окрашенный экстракт отделяется, а перед фотометрированием к экстракту прибавляется этанол в количестве 20% от общего объема образующего раствора. Для качественного и количественного определения бензола, в т.ч. в смесях с органическими соединениями, широко применяется газовая хроматография, которая позволяет быстро и достаточно чувствительно определять содержание каждого компонента в смеси. Недостатком газохроматографического метода является необходимость калибровки прибора даже для качественного определения соединения, а также относительно высокая стоимость оборудования и расходных материалов (подробнее об этом см. [3, 1])
.2 Влияние консервантов на здоровье человека
Угрозы консервантов здоровью человека
Каждый консервант, так или иначе, влияет на человеческий организм. Некоторые консерванты губительно воздействуют на витамины: сорбиновая кислота разрушает витамин B12, диоксид серы - витамин В1. Другие являются слабо - или ярко выраженными канцерогенами: бензойная кислота, бензоат натрия, пара-гидрокс бензойной кислоты этиловый эфир, ортофенилфенолом, формальдегид, нитрат натрия, нитрат калия. Очень многие синтетические консерванты способны вызывать аллергию, вплоть до приступов астмы, головные боли и тошноту, особенно у людей предрасположенных к аллергическим реакциям. Особо опасной группой консервантов являются нитраты и нитриты. Попадая в организм, они препятствуют усвоению кислорода клетками организма, что приводит к кислородному голоданию тканей. Кроме того, нитраты и нитриты образуют новые соединения, называемые нитрозаминами, которые вызывают онкологические заболевания и снижают сопротивляемость к инфекциям.
Вышеописанные неприятные побочные эффекты консервантов многократно ухудшаются тем обстоятельством, что разные виды консервантов с разной эффективностью борются с тем или иным видом бактерий. Соответственно, для продления срока годности продуктов, производитель добавляет комплексы консервантов, каждый из которых может по-своему негативно влиять на организм. В результате получается, что в одном единственном продукте может быть широчайший список вредных веществ.
Сульфит натрия, нитрит натрия и нитрат натрия считаются ответственными за повышенную возбудимость детей.
Нитриты в высокой концентрации могут привести к пищевому отравлению и даже смерти, есть данные исследователей об их канцерогенном действии.
Отличительные свойства некоторых консервантов:
Е200 - Сорбиновая кислота (2,4 - гександиеновая кислота) - бесцветные кристаллы, t пл. = 134°С. Содержится в соке рябины Sorbusaucuparia (отсюда название). Применяют для консервирования пищевых продуктов, в органическом синтезе. Вызывает аллергию, чаще всего кожную сыпь.
Е-209 Парагидроксибензойной кислоты гептиловый эфир Может быть причиной головной боли.
Е210 - Бензойная кислота - бесцветные кристаллы, t пл. = 122,4°С. Применяют в производстве красителей, лекарственных и душистых веществ, в медицине как наружное средство противомикробного и фунгицидного действий. Запрещена к употреблению астматикам, провоцирует приступы.
Е220, Е221 - Диоксид серы, сульфит натрия - применяют как восстановитель, отбеливатель, консервант, хладагент, антиоксидант. Используется при производстве вин, варенья, мармелада, пастилы, зефира, кильки, томатного и плодово-ягодного пюре, фруктовых соков, полуфабрикатов из ягод. Нельзя людям с заболеваниями почек.
Е-249 Нитрит калия Канцероген. Категорически запрещается использовать в детском питании.
Е250 - Нитрит натрия - бесцветные или желтоватые кристаллы. Растворяется в воде. Применяют в производстве азокрасителей и в медицине, как консервант пищевых продуктов (придает розовый цвет мясным изделиям). Описаны случаи массового отравления и даже летального исхода вследствие ошибочного применения высоких доз нитрита. В малых концентрациях способен к функциональной кумуляции, возможно развитие онкологических заболеваний.
Е-261 Ацетат калия, противопоказан людям с заболеваниями почек.
Е-264 Ацетат аммония, В больших количествах дает симптомы острого пищевого отравления (тошноту, рвоту, понос)
Е-281 Пропионат натрия Может быть причиной головной боли
Е-282 Пропионат кальция Может быть причиной головной боли
Е-283 Пропионат калия Может быть причиной головной боли
Е-296 Яблочная (малиновая) кислота. Категорически запрещается использовать в детском питании- Сорбиновая кислота (Sorbic Acid) - Может вызывать кожные реакции, уничтожение витамина B12- Бензойная кислота (Benzoic Acid) - Может провоцировать приступы астмы. Вызывает аллергические реакции, могут приводить к образованию злокачественных опухолей, канцероген- Бензоат натрия (Sodium Benzoate). Вызывает аллергические реакции, могут приводить к образованию злокачественных опухолей, канцероген- Бензоат калия (Potassium Benzoate). Вызывает аллергические реакции- Бензоат кальция (Calcium Benzoate) Вызывает аллергические реакции, могут приводить к образованию злокачественных опухолей, канцероген- Пара - Гидроксибензойной кислоты этиловый эфир (Ethyl p-Hydroxybenzoate) - Канцероген, могут приводить к образованию злокачественных опухолей - Запрещён в ряде стран.- Пара - Гидроксибензойной кислоты этилового эфира натриевая соль (Sodium Ethyl p-Hydroxybenzoate) - Канцероген, могут приводить к образованию злокачественных опухолей - Запрещён в ряде стран.- Пара - Гидроксибензойной кислоты пропиловый эфир (Propyl p-Hydroxybenzoate). Вызывает аллергические реакции, канцероген. Влияют на тонус сосудов, снижают давление. Могут приводить к образованию злокачественных опухолей. Используется в мясной и кондитерской промышленности- Пара - Гидроксибензойной кислоты пропилового эфира натриевая соль (Sodium Propyl p-Hydroxybenzoate) - Канцероген. Влияют на тонус сосудов, снижают давление. Могут приводить к образованию зло-качественных опухолей. Используется в мясной и кондитерской промышленности - Запрещён в ряде стран.- Пара - Гидроксибензойной кислоты метиловый эфир (Methyl p-Hydroxybenzoate) - Возможны кожные аллергические реакции.- Серы диоксид (Sulphur Dioxide) - Людям с почечной недостаточностью применять с осторожностью. Может вызывать фатальные аллергические реакции у астматиков, разрушает витамин В1, повреждение органов пищеварения. Уничтожает витамин B12. Может содержаться в белых винах!- Сульфит натрия (Sodium Sulphite) - Консервант, антиокислитель. Опасен для астматиков.- Пиросульфит натрия (Sodium Metabisulphite) - Консервант, антиокислитель, отбеливающий агент. Опасен для астматиков!- Пиросульфит калия (Potassium Metabisulphite). Опасен для астматиков!- Сульфит калия (Potassium Sulphite) - Консервант, антиокислитель. Опасен для астматиков!- Сульфит кальция (Calcium Sulphite) - Запрещён в ряде стран. Опасен для астматиков!- Гидросульфит кальция (Calcium Hydrogen Sulphite) - Запрещён в ряде стран. Опасен для астматиков!- Бисульфит калия (Potassium Bisulphite). - Опасен для астматиков!- Пимарицин, Натамицин (Pimaricin, Natamycin) - Может вызывать аллергические реакции, тошноту понос.- Гексаметилентетрамин (Hexamethylene Tetramine) - Канцероген, могут приводить к образованию злокачественных опухолей - Запрещён в ряде стран.
Е240 - Формальдегид (Formaldehyde) - Могут приводить к образованию злокачественных опухолей - Запрещён в России. Запрещён в ряде стран.- Нитрит калия (Potassium Nitrite) - Возможно, канцероген. Может вызывать слабость, головные боли, затрудненное дыхание. Запрещён в использовании в детском питании.- Нитрит натрия (Sodium Nitrite) - Консервант, фиксатор окраски, добавление его к пище ведет к образованию небольшого количества белковых рак образующих элементов, канцероген. Повышают давление.
Нитрит натрия и нитрат натрия считаются ответственными за повышенную возбудимость нервной системы у детей. Нитриты, в высокой концентрации, могут привести к отравлению и даже смерти. Дело в том, что, поступая из кишечника в кровь, нитриты связывают гемоглобин и не дают присоединяться кислороду. Это вызывает гипоксию (кислородное голодание) организма.
Людям, страдающим заболеваниями печени, кишечника, дисбактериозом, холециститом необходимо исключить из рациона продукты, содержащие Е250 - нитрит натрия, Е251 - нитрат натрия, Е252 - нитрат калия. У таких людей часть нитратов, попадая в желудочно-кишечный тракт, превращается в более токсичные нитриты, которые, в свою очередь, образуют довольно сильные канцерогены - нитрозоамины.- Ацетаты калия (Potassium Acetates) Рекомендуется избегать людям с заболеваниями почек- Ацетат аммония (Ammonium Acetate) - Может вызывать тошноту и рвоту.- Молочная кислота, L-, D и DL - (Lacticacid, L-, D и DL-) - Регулятор кислотности. Может вызывать проблемы у маленьких детей.- Пропионат натрия (Sodium Propionate) - Может вызывать мигрень.- Пропионат кальция (Calcium Propionate) - Может вызывать мигрень.- Пропионат калия (Potassium Propionate) - Может вызывать мигрень.
Е-285 - Тетраборат натрия (бура). Нарушения в обмене веществ (подробнее об этом см. [8]).
3.3 Социологический опрос
Вопросы и число голосов опрошенных за каждый вариант ответа:
.Что для вас является главным при покупке какого-либо продукта питания?
·Дата изготовления-31%
·Состав продукта-31%
·Внешний вид - 9,5%
·Свой вариант: качество - 1,5%
2.Что в составе продуктов может вас насторожить?
·Наличие ГМО - 12,2%
·Наличие красиетелей - 31,2%
·Наличие консервантов - 31,2%
·Наличие со либо соевого мяса - 7,5%
·Наличие компонента с маркировкой «Е» (пример Е-300) - 16,8%
·Сой вариант: разное - 1,1%
3.Знаете ли вы о вреде, наносящем консервантами здоровью человека?
·Да - 72,7%
·Нет-8%
·Что-то слышал (ла) - 19,3%
4.Считаете ли вы, что казахстанцы не достаточно информированы вреде консервантов?
·Да, считаю - 81,8%
·Нет, не считаю - 9,1%
·Кто хочет, сам узнает из источников. Государство не должно информировать население - 9,1%
5.Остались ли в наших магазинах продукты питания, не содержащие в своём составе консервантов?
·Да, их очень много - 41,4%
·Нет, их практически не осталось - 42,4%
·На содержание консервантов не обращаю внимания - 16,2%
6.Знаете ли вы, какие консерванты категорически запрещены при том или ином заболевании человека?
·Да, знаю - 57,7%
·Нет, не знаю - 39,1%
·А разве есть вредные консерванты? - 3,2%
Пол, возраст, образование опрошенных:
Женщины=59 человек
лет-23 года=8 ч.
oСредне/специальное=2 ч.
oСреднее=1 ч.
oНеоконченное/среднее=5 ч.
24г.-35 л.=13 ч.
oВысшее=3 ч.
oСр/специальное=2 ч.
oСреднее=8 ч.
36 л.-45 л.=15 ч.
oВысшее=7 ч.
oСр/специальное=4 ч.
oСреднее/3 ч.
oн/среднее=1 ч.
От 46-ти лет
oвысшее=7 ч.
oСр/специальное=11 ч.
oСреднее=5 ч.
Мужчины=41 человек
л.-23 г.=8 ч.
oВысшее=2 ч.
oСр/специальное=3 ч.
oСреднее=2 ч.
oн/среднее=1 ч.
24г.-35 л.=12 ч.
oВысшее=2 ч.
oс/специальное=3 ч.
oСреднее=4 ч.
oн/среднее=3 ч.
36 л.-45 л.=7 ч.
oВысшее=3 ч.
oСр/специальное=1 ч.
oСреднее=2 ч.
oн/среднее=1 ч.
От 45-ти лет
oвысшее=3 ч.
oСр/специальное=8 ч.
oСреднее=1 ч.
oн/среднее=2 ч.
4. Законодательство Республики Казахстан по отношению к консервантам
.1 Законы Республики Казахстан, связанные с пищевыми добавками и в частности с консервантами
В соответствии с Законом Республики Казахстан от 9 ноября 2004 года «О техническом регулировании» Правительство Республики Казахстан ПОСТАНОВЛЯЕТ:
. Настоящее постановление вводится в действие по истечении шести месяцев со дня первого официального опубликования.
Премьер-Министр
Республики Казахстан К. Масимов
Утвержден постановлением Правительства
Республики Казахстан от 4 мая 2008 года №410
Технический регламент
«Требования к безопасности пищевых добавок, их производства и оборота»
3. Требования к безопасности пищевых добавок
6. При производстве пищевых продуктов применяются следующие технологические вспомогательные средства:
) осветляющие и фильтрующие материалы, флокулянты и сорбенты;
) катализаторы;
) экстракционные и технологические растворители;
) антимикробные вещества, моющие и очищающие средства, пеногасители, средства с другими технологическими функциями;
) ферментные препараты.
. В производстве хлеба и хлебобулочных изделий, пищевых дрожжей и молочнокислых бактерий в качестве технологических вспомогательных средств допускается использовать согласно техническим документам следующие питательные вещества (подкормка, субстрат) для дрожжей: биотин, витамины группы. В, дрожжевые автолизаты, инозит, карбонаты калия и кальция, ниацин, пантотеновую кислоту, сульфат железа аммония, сульфаты аммония, железа, кальция, магния, меди и цинка, фосфаты аммония и калия, а также хлориды аммония и калия. Эти вещества допускается использовать как отдельно, так и в комбинации.
. В технологии производства продуктов питания в пищевой промышленности допускается использовать ферментные препараты. Активность ферментов в готовых пищевых продуктах не должна обнаруживаться
. Для стандартизации активности и повышения стабильности ферментных препаратов в их состав допускается вводить пищевые добавки, разрешенные к применению в Республике Казахстан.
. Для получения ферментных препаратов в качестве источников и продуцентов допускается использовать органы и ткани здоровых сельскохозяйственных животных, культурных растений, а также непатогенные и нетоксигенные специальные штампы микроорганизмов бактерий и низших грибов, разрешенных государственным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения.
. Для производства ферментных препаратов в качестве иммобилизующих материалов и твердых носителей допускается использовать: глутаровый альдегид, диатомит (диатомитовая земля), диэтиламиноэтилцеллюлозу, желатин, ионообменные смолы, разрешенные для применения в пищевой промышленности, полиэтиленимин, керамику и стекло, а также носители-наполнители.
. Для стандартизации активности и повышения стабильности ферментных препаратов в их состав допускается вводить пищевые добавки (например: хлорид калия (Е508), фосфат натрия (Е339), глицерин (Е422), разрешенные к применению в Республике Казахстан.
. Изготовителями ферментных препаратов в нормативно - технической документации на пищевую продукцию указывается источник получения препарата и его характеристика, включая основную и дополнительную ферментную активность.
. На штаммах 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 исследованиях культур на токсигенность и патогенность (для штаммов представителей родов, среди которых встречаются условно патогенные микроорганизмы);
) сведения об использовании в производстве ферментных препаратов штаммов генетически модифицированных организмов.
. Не допускается:
) содержание жизнеспособных форм продуцентов ферментов в ферментных препаратах;
) наличие антибиотической активности в ферментных препаратах бактериального и грибного происхождения;
) содержание микотоксинов (афлатоксин В1, Т-2 токсин, зеараленон, охратоксин А, стеригматоцистин) в ферментных препаратах грибного происхождения.
. 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;
2) Aspergillus ochraceus и Penicillium verrucosum, реже: Aspergillus sclerotiorium, Aspergillus melleus, Aspergillus alliaceus, Aspergillus sulphureus - для охратоксина А;
) Fusarium graminearum, другие виды Fusarium - для зеараленона, дезоксиниваленола и Т-2 токсина.
4. Требования к безопасности производства и оборота пищевых добавок
.