Свойства пищевых добавок
Содержание
Пищевые добавки
Пищевые красители
Эмульгаторы и стабилизаторы эмульсий и суспензий
Усилители вкуса
Ароматизаторы
Консерванты
Запрещённые пищевые добавки
Безопасность продукции
Выводы
Список использовавшийся литературы
Пищевые добавки
Значительная часть пищевых продуктов, прежде чем попасть на наш стол, проходит переработку в условиях пищевого производства. Цель такой переработки - придать пищевому продукту определённые качества (потребительские свойства). Для получения этих свойств в пищевые продукты дополнительно вводят некоторые вещества, получившие названия «пищевые добавки».
Пищевые добавки - это вещества, вводимые в небольших количествах в пищевые продукты для того, чтобы предохранить продукт от порчи, улучшить вкусовые качества и внешний вид пищи, а также ускорить изготовление пищевого продукта.
Пищевые добавки используются человечеством достаточно давно. К числу наиболее древних и наиболее распространенных пищевых добавок относятся соль(NaCL) и сахар(C3H22O8).
Соль уже на протяжении тысячелетий применяют для улучшения вкусовых качеств и сохранения пищи. Две тысячи лет назад римские легионеры получали жалование солью. До изобретения холодильников и консервирования пищи (предотвращение доступа воздуха) засолка была почти единственным способом сохранения овощей, мяса и рыбы (использовались также такие способы сохранения пищевых продуктов, как квашение и засахаривание).
Производители постоянно увеличивали набор веществ, добавляемых в пищевые продукты, в связи с чем возникла необходимость упорядочить этот процесс. А поскольку продукты часто импортируются и экспортируются различными странами, необходимо было разработать единые нормы на пищевые добавки. В странах Европейского экономического сообщества (ЕЭС) интеграция наиболее тесна. Именно поэтому ЕЭС ввело перечень пищевых добавок, которые принято считать безопасными. Этот перечень призван упорядочить применение и обозначение пищевых добавок производителями. Идентичность пищевых добавок, общие требования к их степени очистки, а также свидетельство того, что эти компоненты прошли проверку на безвредность, защищаются путём присвоения специального Е-номера, который состоит из буквы Е (от слова «Europe») и трёхзначного числа. Перечисляются пищевые добавки в порядке уменьшения содержания ингредиентов. Для производителей стран, не входящих в ЕЭС, этот перечень также является ориентиром, особенно если производитель намерен экспортировать свою продукцию.
Однако отсутствие на этикетке подобной записи не всегда означает, что добавок в продукте нет. В любом случае при выборе пищевого продукта (при прочих равных условиях) предпочтение следует отдавать тому продукту, на упаковке которого указаны добавленные вещества, сопровождаемые указаниями соответствующего Е-числа.
Для предотвращения от порчи в продукты добавляют консерванты и антиоксиданты. Для улучшения внешнего вида в продукты вводят пищевые красителя, эмульгаторы и стабилизаторы. Для придания продукту определённых вкусовых свойств используют подсластители и усилители вкуса. Ароматизаторы придают продукту приятный аромат.
Пищевые красители
Широкое распространение нашёл сахарный колер (Е150, карамель), который используют для окрашивания таких популярных напитков, как «Пепси-кола» и «Кока-кола». Для получения красных и оранжевых цветов сухих напитков нередко применяют каротины (Е160а) (натуральные и синтетические - комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам отнёс каротины к группе красителей, для которых требуются дополнительные исследования по определению физиологических норм потребления) и их производные. Хлорофилл, кармин, каротины нередко используют для придания окраски йогуртам, например, компании «Вимм-Билль-Данн».
Часто для окрашивания пищевых продуктов применяют синтетические красители. Например, индигокармин (Е132, интенсивно-синего цвета) аналогичен по цвету знаменитому красителю - индиго, который используется для окраски джинсовых тканей. Тартразин жёлтый (Е110, моноазофенилнафталеновый, имеет ограничения по концентрации), понсо (Е124, красный, та же группа, что и амарант, должен быть запрещён), тартразин синий (Е141, медная соль хлорофилла, запрещён для применения в детских продуктах).
Из веществ неорганической природы стоит отметить карбонат кальция CaCO3 (Е170, мел), используемый в качестве поверхностного красителя для группы твёрдых пищевых продуктов, и диоксид титана (Е171), придающий жевательной резинке снежно-белый цвет.
пищевой добавка краситель запрещенный
Таблица
название веществаотличительное свойствоРибофлавин (E101, лактофлавин, витамин В2)Водорастворимый витамин жёлтого цвета. Содержится в молочных и мясных продуктах, овощах, курином желтке, пивных дрожжах. Синтезируется микроорганизмами и растениями. Животные и человек должны получать рибофлавин с пищей. Недостаток рибофлавина приводит к поражениям кожи, нарушению зрения, хроническим гастритам и коликам.Кармин (Е120)Красный краситель, добываемый из тел бескрылых тел самок насекомых - кошенили. Используется для окраски гистологических препаратов, как пищевой (ликёроводочные, кондитерские, молочные продукты) и парфюмерный краситель.b-каротин (Е160а)Природный пигмент жёлтого или оранжевого цвета. Синтезируется некоторыми организмами и всеми растениями, в клетках которых участвует в фотосинтезе и процессах, связанных с поглощением света. Обуславливает окраску плодов, осенней листвы, колоний ряда микробов. В организме животных и человека из каротинов, поступающих с пищей, образуется витамин ААнтоцианы (Е163)Красящие вещества (пигменты) растений красного, синего и фиолетового цвета растворённые в клеточном соке. Наряду с другими пигментами определяет окраску плодов, цветков, листьев.Индигокармин (Е132)Синие кристаллы, плохо растворимы в воде. Получают нагреванием индиго с концентрированной серной кислотой. Используют в кондитерских изделиях, кремах для тортов, напитках.Хлорофилл (Е140)Зелёный пигмент растений, содержащий в хлоропластах. По химическому строению сложное циклическое соединение - порфирин, - в состав молекулы которого входит атом Mg. В процессе фотосинтеза поглощает световую энергию и превращает её в энергию химических связей органических соединений. Применяют для окраски масел, жиров, йогуртов, мороженого.Диоксид титана (Е171)Бесцветные кристаллы, химически очень стоек. Применяют в качестве отбеливающего вещества при производстве жевательной резинки, в качестве наполнителя при производстве сухих напитков некоторых видов. Пигмент, наполнитель в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, бумаги.
Эмульгаторы и стабилизаторы эмульсий и суспензий
Эмульгаторы способствуют созданию однородной консистенции пищевых продуктов, как жидких (препятствует осаждению взвешенных частиц), так и твёрдых (которые в процессе изготовления находились в жидком состоянии).
К таким веществам относятся лецитины, или просто лецитин (Е322) (на некоторых упаковках они названы фосфатидами, например, шоколад производства кондитерской фабрики «Волжанка», г. Ульяновск). Они широко используются при изготовлении шоколада, шоколадных конфет, жевательной резинки, маргарина и других пищевых продуктов. Лецитины - группа сложных липидов, входящих в состав клеточных мембран. Особенно много лецитинов в нервной ткани. Препараты лецитинов применяют и в медицине как общеукрепляющее средство при упаде сил, малокровии, неврозах.
Тартрат натрия C4H4O6Na2 (Е335) (динатриевая соль винной кислоты) хорошо зарекомендовал себя в качестве эмульгатора в сыроваренной отрасли промышленности.
Стеарат магния (C17H35COO) 2Mg (драже «Тик Так», Польша, Италия), также играет роль эмульгатора. В качестве стабилизаторов при производстве напитков наиболее часто применяют цитраты натрия и калия (Е331 и Е332, соли лимонной кислоты). Эти соли одновременно являются и консервантами (известно использование цитратов для сохранения препаратов крови).
Название веществаОтличительные свойстваЛимонная кислота (Е330)Бесцветные кристаллы, широко распространённые в природе. Получают лимонную кислоту из махорки и брожением углеводом, применяют в фармацевтической и пищевой отраслей промышленности. Соли лимонной кислоты (цитраты) используют в пищевой отрасли промышленности в качестве кислот, консервантов, стабилизаторов, в медицине для консервирования крови.Целлюлоза (Е460)Выполняет роль разделителя, текстурирующего и диспергирующего веществ в пищевой отрасли промышленности. Природные (хлопковые, лубяные) и модифицированные волокна из целлюлозы используются в текстильной отрасли промышленности, в производстве бумаги, картона, пластмасс.
Усилители вкуса
Следует заметить, что, строго говоря, нельзя достаточно чётко разделить вкусообразующие и ароматизирующие вещества, так как вещества, обладающие определённым ароматом, нередко имеют и сопутствующий вкус.
Из усилителей вкуса наибольшую известность приобрёл гидридо-L-глутамат натрия, или просто глутамат натрия (Е621, имеет ограничения по концентрации). Это соединение очень полюбилось производителям в связи с тем, что вкус и аромат, удивительно похожие на вкус и аромат мяса. Оно используется практически во всех мясных концентратах, бульонных кубиках, сухих супах. Его также применяют для улучшения вкусовых качеств в продуктах с высоким содержанием белков. В природных условиях глутамат натрия встречается в японских водорослях ситанго, а в промышленных условиях его получают из свёкловичной массы и пшеничной клейковины. Продукты, содержащие глутамат натрия, не рекомендуется употреблять астматикам и детям до трёх лет. Употребление продуктов со значительным количеством глутамата натрия может привести к учащёнию сердцебиения, тошноте, головной боли и слабости. Его применение запрещено в пищевых продуктах для детского питания.
Среди вкусообразующих веществ следует отметить группу соединений, добавление которых необходимо для коррекции кислотности продукта. Например, в пищевой отрасли промышленности широко используется лимонная кислота (Е330), улучшающая вкусовые качества соков, джемов, фруктовых йогуртов и кондитерских изделий. Лимонная кислота обладает также диспергирующим и консервирующим действием, как и её соли - цитраты.
Карбонат натрия MgCO3, или магнезия (Е504), играет роль щёлочи для снижения кислотности пищевых продуктов и, кроме того, предотвращает их слеживание. Известно также применение магнезии в медицинских целях для снижения кислотности желудка. Ещё одно вещество, призванное уменьшить кислотность полости рта, является героем телерекламы. Это карбамид, или мочевина (жевательная резинка «Dirol» не разрешена в странах Западной Европы), используемая для создания в полости рта слабощелочной среды, что уменьшает вероятность возникновения кариеса. Интересным является то, что растворы мочевины имеют близкую к нейтральной реакцию среды и не способны нейтрализовать кислоту. В полости рта под действием ферментов слюны происходит гидролиз мочевины:
(NH2)2CO + H2O = 2NH3 + CO2.
Образующийся в ходе реакции аммиак реагирует с ионами водорода:
NH3 + H+ = NH4+.
(HOOCCH2)2C(OH)COONa
и лимонной кислоты
(HOOCCH2)2C(OH)COOH.
Роль регуляторов кислотности в пищевых продуктах также могут выполнять карбонаты натрия (Е501, Na2CO3) и калия (Е502, K2CO3), оксид кальция (Е529, негашёная известь, CaO), серная кислота (Е513, H2SO4) и гидроксид натрия (Е524, NaOH).
Ароматизаторы
Ароматизаторы используют во многих производимых в настоящее время продуктах. Один из наиболее распространённых ароматизаторов, применяемых при изготовлении жевательной резинки, - ментол (n-ментанол-3). У ментола четыре стереоизомера, которые отличаются друг от друга запахом и вкусом. Чистым мятным запахом и холодящим вкусом в наибольшей степени обладает ментол.
Он и составляет 80% эфирного масла перечной мяты. Разработаны методы синтетического получения ментола, некоторые из них применяются в промышленности. Однако большую часть ментола получают, по-видимому, из эфирного масла перечной мяты.
Из эфирных масел тмина и укропа получают карвон (1-метил-4-изопропенилциклогексен-6-он-2) - вещество, обладающее тминным запахом.
Для создания приятного аромата в творожной массе, мороженом, креме, шоколаде, выпечке часто используют ванилин (4-гидрокси-3-метоксибензальдегид).
Раньше применяли природный продукт - ваниль, получаемый из лианы, принадлежащей к семейству орхидей. Сейчас используют ванилин - синтетический продукт, относящийся даже не к малотоннажной, а к среднетоннажной химии. Его применяют в пищевой отрасли промышленности, а также как сырьё при производстве лекарств (циквалон, фтивазид) и в гальванотехнике (для придания блеска покрытиям).
Для создания фруктовых и ягодных вкусов и ароматов используют целый спектр природных ароматизаторов, а также идентичных и не совсем идентичных с натуральными по строению или только по запаху. Проблема создания фруктовых запахов усложняется тем, что нередко соответствующий аромат вызван не каким-либо одним веществом, а их комплексом.
Результаты идентификации компонентов внушительны, особенно для хорошо известных, легкодоступных фруктов и ягод. Так, в яблочном запахе более 210 составляющих, у абрикоса - более 120, примерно столько же у земляники.
Тем не менее, для многих ягод и фруктов удалось выделить компоненты, обладающие наиболее характерным ароматом. Например, земляника, клубника и ананас в значительной степени обязаны своим ароматом фуранеолу. Груша - алкиловым эфирам E, Z-декадиен-2,4-овой кислоты. Грейпфрут - n-ментен-1-тиолу-8. Запах апельсина можно получить путём сложением гераниаля и нераля. Для получения аромата лимона к этим двум запахом придётся добавить лимонен. Запах яблока получится, если использовать этил-2-метилбутаноат, гексаналь и гексилацетат. Запах малины получится при сложении ароматов трёх веществ: малинового кетона, a- и b - иононов. Запах абрикоса можно получить при совмещении ароматов бензальдегида (запах горького миндаля), линалоола (ландыш), гераниола и нерола (роза).
Нередко для создания ароматов используют синтетические вещества, неидентичные натуральным. Так, запах малины, получаемый из синтетических веществ неидентичных природным, достигается за счёт смешения цис-3-гексен-1-аля, 4-(2,6,6-триметилциклогексадиен-1,3-ил-1) бутанола-2 и 4-(6,6-диметил-2-метиленциклогексен-3-ил-1) бутанола-2.
Консерванты
В перечне ЕЭС консерванты обозначены номерами от Е20 до Е290. Консерванты предотвращают размножение микроорганизмов (бактерий, вирусов, грибов), т.е. предотвращает порчу продуктов.
Для увеличения сроков хранения ветчины, колбасы и других мясных продуктов в них добавляют нитрат натрия NaNO2 (Е250) и нитрат натрия NaNO3 (Е251). Эти вещества в пищевом продукте выполняют роль стабилизатора цвета. Многие мясные и колбасные изделия имеют розовую окраску благодаря нитрит-ионам, образующим комплексное соединение с гемоглобином крови. Бензойную кислоту (Е210), бензонат натрия C6H5COONa (Е211) и бензоат калия (Е212) вводят в некоторые пищевые продукты в качестве бактерицидного и противогрибкового средств. К таким продуктам относятся джемы, фруктовые соки, маринады и фруктовые йогурты. Например, в газированных напитках «Кристина» (Казань) и «Лесная долина» (Ульяновск) в качестве консерванта использован бензоат натрия. Продукты, содержащие бензоаты натрия и кальция, не рекомендуется употреблять астматикам и людям, чувствительных к аспирину.
Для сохранения хлебных продуктов нередко применяют пропионат кальция (CH3-CH2-COO)2Ca (Е282) (запрещён в России), который препятствует росту плесени. Нередко, чтобы предотвратить порчу пищевых продуктов, используют сорбиновую кислоту CH3-CH=CH-CH=CH-COOH (Е200) (икра осётровых рыб). Иногда для этой цели применяют уротропин (гексаметилентетрамин, Е239, икра осётровых рыб) и даже формальдегид СН2О (Е240).
Запрещённые пищевые добавки
Поискав информацию про пищевые добавки, которые вызывают аллергию, головные боли и т. д., я привёл все данные в таблицу:
Безопасность продукции
На этом я не остановился и продолжил рассматривать продукции, свободно продающиеся в нашем городе. Собрав несколько обёрток от такой продукции, я сравнил их состав с данными приведёнными в таблице. Информация о результатах данной работы приведены ниже.
Мороженое
Пищевые красители (Е160в), стабилизаторы и эмульгаторы (Е471, 466, 412, 407).
Вызывает нарушения пищеварения - Е407
Кетчуп
Консерванты (Е202, 211), стабилизатор (Е412), модифицированный крахмал (Е1422), пищевой краситель (Е124).
Опасен - Е124
Горчица
Стабилизатор (Е412), консерванты (Е202, 211).
Опасен - Е211
Рулет бисквитный
Разрыхлитель (Е450), эмульгаторы (Е471, 475).
Вызывает нарушения пищеварения - Е450
X-cite
Мальтит (Е965), загуститель (Е414), краситель (Е171), подсластители (Е951), глазурь (Е903), антиоксидант (Е320).
Запрещён - Е171
Леденцы
Лакат натрия (Е325), пищевые красители (Е104, 110, 122, 133).
Является причиной крапивницы, слёзотечений, отёков, приступов астмы, головной боли - Е122
Печенье
Регуляторы кислотности (Е270, 500), разрыхлитель (Е503), эмульгатор (Е322), регуляторы кислотности (Е330), краситель пищевой (Е124). Опасен - Е124
Выводы
Предоставленный материал помогает составить краткое представление о целях и спектре веществ, добавляемых в пищевые продукты. Все вновь вводимые пищевые добавки обычно испытывают в больших дозах на животных, например на крысах и мышах. Первый недостаток подобных испытаний состоит в том, что жизнь подопытных животных существенно короче человеческой и на их опыте не удаётся в полной мере оценить риск аккумуляции употребляемого вещества. Второй недостаток может заключаться в некоторых биохимических, анатомических особенностях и образе жизни человека, отличающих его от животного.
Благодаря проводимым исследованиям список разрешённых пищевых добавок постоянно совершенствуется. Некоторые добавки в него включают, а иные, наоборот, исключают из него. Исключение пищевых добавок из рекомендованного перечня происходит в том случае, если выясняется, что целесообразность их применения вызывает сомнение либо если появляются более совершенные заменители прежних пищевых добавок.
Человек, проживающий в развитой стране, видимо, испытывает значительные нагрузки на организм вследствие употребления пищевых продуктов, содержащих добавки. Поэтому одним из путей совершенствования добавок является использование веществ, выполняющих одновременно несколько функций, например функции консерванта и эмульгатора (дигидроцитрат калия).
Литература
1.Булдаков А.С. Пищевые добавки
.Фримантл М. Химия в действии
.Вайзман Ф.Л. Основы органической химии
.Кольчинский А.Г. Дюжина классических пряностей глазами химика
.Клещенко Е. Что пользы напрасно и вечно жевать
.Брехман И.И., Мочалова Д.П. Проблема сахара - варианты решения