Понятие о пищевых добавках и их характеристика

Гуаровая камедь (Е 412), используемая в пищевой промышленности, содержит (%): полисахарида 85, протеина 4, сырой клетчатки 1,5, золы 0,5, воды 9. Ее получают из семян циамопсиса. Гуаровая камедь имеет нейтральные вкус и запах, растворяется в холодной воде, образуя вязкие растворы в диапазоне рН 2,5 -- 7,0. Хорошо совместима с другими гидроколлоидами -- ксантаном, каррагинаном. Их совместное применение взаимно усиливает структурообразующие свойства, проявляемые каждым полимером в отдельности. Применяют как загуститель при производстве мороженого, соусов, низкожирных продуктов.

Камедь трагаканта (Е 413) -- это смесь нейтральных и кислых полисахаридов, состоящая в основном из L-арабинозы, D-ксилозы, D-галактозы и галактуроновой кислоты. Медленно набухает в холодной воде, образуя вязкие коллоидные суспензии или полугели, растворяется в теплой воде.

Камедь гуммиарабика (аравийская камедь) (Е 414) -- полисахарид, в состав которого входят D-галактоза, L-арабиноза и D-глюкуроновая кислота. Гуммиарабик выделяется только двумя, видами африканской акации: Acacia Senegal и A. seual. Гуммиарабик из акации сенегальской имеет большую молекулярную массу, высокоразветвленную химическую структуру. Водные растворы этой камеди не обладают высокой вязкостью при концентрации менее 30 %.

Камедь карайя (индийский трагакант) (Е 416) -- это частично ацетилированный полисахарид, содержащий L-рамнозу, D-галактозу и остатки D-галактуроновой кислоты. Она набухает в холодной воде в течение нескольких часов, образуя неоднородный густой гель. Добавление щелочи вызывает деацетилирование камеди и модификацию ее функциональных свойств. Она не является нейтральным веществом и иногда имеет запах уксусной кислоты.

Полисахариды морских растений. Препараты этой подгруппы пищевых добавок вырабатываются на основе полисахаридов, выделяемых из красных и бурых морских водорослей.

Агар-агар (Е 406) и его виды: агароид, фурцеллеран является классическим представителем класса загустителей, стабилизаторов и гелеобразуюших веществ. Его получают из морских водорослей Белого моря и Тихого океана. Основу составляет дисахарид агароза, молекула которой построена из D-галактозы и 3,6-ангидро-L-галактозы. Обычно агар состоит из смеси агароз, различающихся по степени полимеризации; в их состав могут входить разные металлы (калий, натрий, кальций, магний) и присоединяться по месту функциональных групп. В зависимости от соотношения полимеров, вида металлов значительно изменяются свойства агар-агара. Применяют его при выработке желейного мармелада, пастилы, зефира, мясных и рыбных студней, желе, пудингов, мороженого, для предотвращения образования кристалликов льда, а также при осветлении соков.

Каррагинан (Е 407) по химической природе близок к агару. Состоит в основном из остатков 3,6-ангидро-?-D-галактопиранозы или ее 2-О-сульфата и ?-D-галактопиранозы, и ее 2- и 4-О-сульфата, связанных ?-1>4- и ?-1>3-связями. Различают несколько типов идеальных каррагинанов, обозначаемых «ламбда», «кси», «каппа», «йота», «мю», «ню». Вид водоросли влияет на тип получаемого из него каррагинана. Их структурообразующие свойства, так же как и растворимость в воде, зависят от фракционного состава каррагинанов. Например, очень гидрофильный ?-каррагинан, макромолекулы которого могут находиться друг от друга на значительном расстоянии, препятствующем образованию связей, является только загустителем. Макромолекулы ?- и ?-каррагинанов, растворяются при повышенной температуре и после охлаждения образуют сцепления, которые характерны для структурной сетки геля, проявляя свойства студнеобразователей. Каррагинаны не расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте, используются как структурообразователь при производстве плавленых сыров, сгущенного молока, соусов, желе, муссов. ДСП до 75 мг на 1 кг массы тела. Промышленное применение находят не только каррагинан, но и его соли.

Полисахариды микробиологического происхождения Ксантан (Е 415) образуется культурой Xanthomonas campestris на питательной среде с растворами углеводов. Это линейный полисахарид, содержащий большое число боковых трисахаридных цепей. Главная цепь имеет структуру целлюлозы, а боковые образуют два звена D-маннозы и одно звено глюкуроновой кислоты. К ним присоединены ацетильные группы и группы пировиноградной кислоты. Из-за этого цепь ксантана прочно защищена от химического и ферментативного гидролиза. Молекулярную массу и свойства ксантана можно регулировать, изменяя условия культивирования микроорганизмов. Ксантан растворим в холодной и горячей воде, растворах сахара и молоке. Применяется в комбинации с другими гидроколлоидами, особенно для получения структуры сгущенных пищевых продуктов, которые употребляются в холодном виде, в качестве загустителя при производстве соусов, растворимых супов, кетчупа, замороженных продуктов. ДСП --до 10 мг на 1 кг массы тела.

Геллан (Е 417). Вязкость геллановой камеди очень низкая при повышенной температуре, а при комнатной чувствительна к присутствию соли. В присутствии одно-, двух- и трехвалентных ионов геллан образует слабые гели. При нагревании водных растворов геллана до 70 °С, введении соли и последующем охлаждении структура гелей упрочняется. Эти свойства обусловили применение геллана в пищевой промышленности в качестве загустителя и структурообразователя.

V. ЭМУЛЬГАТОРЫ. Эмульгаторы -- это вещества, уменьшающие поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Их добавляют к пищевым продуктам для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем -- создают эмульсии жира в воде или воды в жире. В отдельных пищевых системах (хлеб) применение этих добавок может быть связано не столько с эмульгированием, сколько с их взаимодействием с другими пищевыми ингредиентами, например белками или крахмалом. К добавкам, способным проявлять эмульгирующие свойства, относятся краситель Е 181 (таннины пищевые), загустители Е 405 (пропиленгликольальгинат), Е 413 (трагакант), подсластители Е 420 (сорбит), Е 965 (мальтит), Е 967 (ксилит).

Лецитин (Е 322) входит в группу фосфолипидов, содержащихся в растительных маслах. Лецитины получают в основном из подсолнечного, соевого, рапсового масел и применяют в пищевой промышленности преимущественно как эмульгаторы. Хорошие эмульгирующие их свойства -- это следствие комбинации липофильных и гидрофильных групп в молекулах. Установлено, что введение лецитина в рацион питания человека в течение длительного времени не сопровождается какими-либо неблагоприятными последствиями. Принято считать, что средний пищевой рацион взрослого человека содержит 1-- 5 г лецитина. Лецитин применяется при производстве хлеба, мучных кондитерских изделий, конфет, шоколада, напитков, мороженого, сухого молока.

Целлюлоза и модифицированные целлюлозы. Целлюлоза (Е 460) -- моноглюкан, состоящий из линейных жестких цепей ?-1>4-D-глюкопиранозы. Чистая целлюлоза не растворяется в воде. Чтобы она стала растворимой, ее подвергают химической модификации путём обработки целлюлозного материала хлорпроизводными углеводородов и водной щелочью, при этом происходит сильное набухание. Благодаря этому получают продукты разрыхленной структуры.

Метилцеллюлоза (Е 461) представляет собой волокнистый порошок от белого до серо-белого цвета. При содержании менее двух СН₃-остатков на один глюкозный метилцеллюлоза растворима в холодной воде, а в теплой переходит в гель. Растворимость метилцеллюлозы уменьшается с повышением температуры до точки кипения. Студнеобразование в растворах метилцеллюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаимодействием неполярных группировок макромолекул.

Карбоксиметилцеллюлоза, натриевая соль, КМЦ (Е 466) -- это белый волокнистый порошок, растворимый в воде. Ее получает из чистой целлюлозы хлопка. КМЦ адсорбирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоидные системы.

Микрокристаллическая целлюлоза (Е 460 i) -- это частично гидролизованная кислотой целлюлоза. В отличие от натуральной целлюлозы имеет укороченную молекулярную цепь без ассоциативных связей. Вязкость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения. Применяется как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах (использование в эмульсии «вода--масло» в качестве загустителя позволяет снизить содержание в них масла до 20 %). Объединенным комитетом ФАО/ВОЗ установлены допустимые суточные дозы производных целлюлозы в количестве до 30 мг / 1 кг массы тела.

Используют целлюлозы в производстве мороженого, кондитерских изделий и соусов в качестве диетических волокон.

Жирные кислоты и их производные применяют в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов (при изготовлении жевательной резинки, риса быстрого приготовления, кондитерских изделий), натриевая соль используются в качестве ПАВ для маргаринов и других продуктов. Применение этих пищевых добавок разрешено без ограничения.

Эмульгатор Т-2 получают путем этерификации предельных жирных кислот с 16 и 18 атомами углерода и используют в производстве маргаринов как пластификатор и антиразбрызгиватель, а также в хлебопечении.

v Моно- и диацилглицеролы жирных кислот (Е 471) в шоколадном производстве позволяют экономить какао-масло, а в маргариновом -- получать низкожирные маргарины с содержанием фазы 40-50%. В производстве маргарина применяют эмульгатор Т-8 -- смесь эмульгатора Т-1 и фосфолипидных концентратов. Эмульгатор Т-1 -- это смесь моно- и диацилглицеролов жирных кислот, которые получают путем гидролиза ацилглицеролов или этерификации глицерина высокомолекулярными жирными кислотами. Применение такой пищевой добавки в количестве до 0,18 % массы муки в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, а в производстве маргарина повышает пластичные свойства (стабилизатор, пеногаситель) при содержании Т-1 не более 2000 мг/кг.

Е 472i и Е 472с используются в хлебопечении, сахарной промышленности, при производстве мороженого, напитков на молочной основе. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил допустимую суточную дозу этих соединений на уровне 125 мг на 1 кг массы тела.

v Сложные эфиры жирных кислот сахара и сорбита. Этерификация сахаров (сахарозы, глюкозы) и сорбитов (сорбитангидрида) жирными кислотами дает группу эмульгаторов с широким диапазоном поверхностно-активных свойств. Их можно комбинировать с полиоксиэтиленами (полиэтиленгликолиевыми эфирами), в результате чего получают эмульгаторы с измененными эмульгирующими свойствами. Наиболее известные из них так называемые СПЭНы и твины.

СПЭНы -- это сложные эфиры жирных кислот с сорбитами:

Твины -- СПЭН-эмульгаторы с гидроксильными группами, полностью или частично замещенными группами О--(СН₂--СН₂--О)_п--Н:

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил допустимое суточное потребление для сложных эфиров сахарозы и жирных кислот -- 2,5 мг на 1 кг массы тела. При этом допустимое содержание N, N--диметилформамида (остатка растворителя) ограничивается 50 мг на 1 кг вещества. Добавка сложных эфиров сахарозы, сорбита и жирных кислот в пищевые жиры ограничена количеством до 20 г на 1 кг продукта, а сложных эфиров сахарозы в маргарине -- 10 г/кг. Эфиры сахарозы и жирных кислот не разрешены в Германии.

Эмульгирующие соли.

Все вещества в таблице -- соли-плавители и комплексообразователи, применение которых при, например, изготовлении плавленых сыров позволяет предупредить отделение жира, из них фосфаты наиболее широко применяют в качестве стабилизаторов влагоудерживающей способности колбасного фарша, мяса рыбы и беспозвоночных -- используют как нейтральные, так и кислые cоли.

VI. РЕГУЛЯТОРЫ КИСЛОТНОСТИ. В ряде случаев возникает необходимость подщелачивать или подкислять продукт питания, подчеркивать или придавать ему определенный вкус. Обычно строгого регламентирования этих веществ не существует, так как многие из них являются нормальными компонентами пищевых продуктов.

Пищевые кислоты. В кондитерской промышленности для придания карамели и другим изделиям приятного кисловатого вкуса применяются кристаллические, хорошо растворяющиеся в воде пищевые кислоты, способные катализировать инверсию сахара и не разрушаться при температуре до 120° С -- виннокаменная и лимонная кислоты. Разрешенные для пищевых целей кислоты безвредны для организма, в связи с чем применение большинства из них не лимитируется, а допустимые количества предусмотрены стандартами на пищевые продукты. С гигиенической точки зрения особого внимания заслуживают не сами пищевые кислоты, а примеси к ним, получаемые в процессе производства кислот. В этом отношении установлены строгие требования о запрете или всемерном их ограничении:

Винная кислота получаются из отходов виноделия, главным образом из остаточных винных дрожжей и винного камня, который накапливается на внутренней поверхности бочек в процессе выдержки вина. Содержание в остаточных винных дрожжах составляет 20 -- 30 %, винном камне -- 40 - 70 %. Преимущество этой кислоты, как и лимонной, -- возможность получения и использования в кристаллическом виде. Лимонную получают с помощью лимоннокислых микроорганизмов (брожение) из сахаристого сырья (патоки и сахара). Адипиновая кислота обладает приятным кислым вкусом и используется в пищевой промышленности вместо лимонной или виннокаменной. Однако эта кислота слабо растворима в воде при сравнительно низкой температуре (30 -- 40 °С) и имеет менее выраженный кислый вкус, чем лимонная. Ввиду этого адипиновая кислота применяется реже, чем лимонная или виннокаменная. По своему действию на организм адипиновая кислота безвредна. Получают ее из фенола. Яблочная кислота получают синтетически из малеиновой кислоты, которую, в свою очередь, получают из фенола. Триоксиглутаровая кислота плохо растворяется в воде, что ограничивает ее применение в пищевой промышленности. Стандартом предусматривается производство двух вариантов молочной кислоты: средней концентрации (молочной кислоты не менее 40 % и ангидридов не более 4,51 %) и повышенной (молочной кислоты не менее 70 % и ангидридов не более 15 %). При высокой температуре частично разлагается, что делает ее применение для подкисления карамели малопригодной. По заключению Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам безусловно допустимой суточной дозой фосфорной кислоты для человека является 0 -- 5 мг на 1 кг массы тела, а условно допустимой -- 5--15 мг/кг.

Подщелачивающие вещества (основания) применяются при изготовлении сухих шипучих напитков, в производстве изделий с высоким содержанием сахара и жира как разрыхлители, а также для снижения кислотности некоторых продуктов, например, сгущенного молока.

Бикарбонат натрия, двууглекислый натрий (Е 500) -- кристаллический порошок белоснежного цвета, без запаха, с солоноватым слабощелочным вкусом. Растворимость его в воде зависит от температуры: при 0°С в 100 г воды растворяется 6,9 г, при 15°С -- 8,9, при 30"С-- 11,1, при 50°С -- 14,5, при 60°С -- 14,09 г. Используется как подщелачивающее средство, стабилизатор суспензии и разрыхлитель. Его добавление в пищевые продукты (сгущеное молоко, какао-порошок, печенье в количестве 300 мг/кг) не вызывает опасений с токсикологической точки зрения. В составе препарата должно содержаться не менее 98,5 % гидрокарбоната натрия и не более 1 % влаги. Солей аммония, тяжелых металлов, мышьяка в нем быть не должно.

Карбамид или мочевина (Е 501)-- используют для повышения рН среды (рН>=7), но не в продукте, а непосредственно в ротовой полости, что уменьшает риск развитие 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 + Н₂О = 2NH₃ + СО₂†

Образующийся в ходе реакции аммиак реагирует с катионами водорода:

NH₃ + Н+ = NH₄⁺

Жевательные резинки, в состав которых он входит, категорически запрещены в странах Западной Европы.

Карбонат натрия (углекислый натрий) (Е 502) применяется при производстве сухих шипучих напитков, фальсификации минеральной и сельтерской воды.

Карбонат аммония (углекислый аммоний) (Е 503) -- белый мелкозернистый порошок с сильно выраженным запахом аммиака, содержание которого в нем составляет 28 --35 %, нелетучих веществ -- не более 0,001 %. Он полностью растворяется в воде в соотношении 1:5. Используется и в качестве разрыхлителя печенья, и эмульгатора какао-порошка (0,6-- 1 кг на 1 т кондитерских изделий).

Также интересна находка производителей напитка «Sprite», которые для поддержания постоянной кислотности этого напитка используют буферную систему -- смесь дигидроцитрата натрия

НOOC CH₂ C(OH)COOH CH₂ COONa

и лимонной кислоты

НOOC CH₂ C(OH) COOH CH₂ COOН

VII. УСИЛИТЕЛИ ВКУСА И ЗАПАХА. Эти вещества при добавлении в пищевые продукты усиливают их природный вкус, а также восстанавливают, «оживляют» эти свойства, ослабленные в процессе хранения продукта или кулинарной обработки. Вносят их в продукты питания на стадии технологического процесса или непосредственно в пищу перед ее употреблением. Продуктами, в которых наиболее часто используются ароматизаторы, являются кондитерские изделия (в т. ч. мучные), безалкогольные напитки, мороженое, ликероводочные изделия, сухие кисели, маргарин, сиропы, жевательная резинка, молочные продукты, пудинги, мясо и мясопродукты.

L(+)-глутаминовую кислоту (Е 620) и ее соли добавляют в готовые блюда, кулинарные изделия, концентраты и консервы. Соли глутаминовой кислоты (гидридо-L-глутаматы: глутамат натрия, однозамещенный Е 621, калия Е 622, аммония Е 624, магния Е 625, кальция Е 623) усиливают вкусовое восприятие, влияя стимулирующим образом на окончания вкусовых нервов и вызывая при этом «ощущение удовлетворения» -- глутаминового эффекта. Также примечательно то, что вкус и аромат Е 621 очень похож на вкус и аромат мяса.

В наибольшей степени глутаматы усиливают горький и соленый вкус, сладкий усиливается в наименьшей степени. Глутаминовый эффект проявляется также в свежесобранных фруктах и овощах, свежем мясе и ряде других продуктов. Снижение содержания глутаминовой кислоты и ее производных при хранении свежих продуктов, в процессе их переработки, в том числе кулинарного приготовления, сказывается на вкусе и аромате. Дополнительное внесение глутаминовой кислоты и особенно ее натриевой соли частично восстанавливает этот вкус. Оптимальное влияние глутаминовой кислоты и ее солей проявляется в слабокислой среде (рН 5 -- 6,5), при дальнейшем снижении рН глутаминовый эффект исчезает. Производные глутаминовой кислоты оказывают консервирующее действие, замедляя окисление жиров в мясных продуктах и маргаринах. Суточное потребление глутаминовой кислоты и ее солей 1,5 г. Глутаминовая кислота оказывает положительный эффект при лечении атеросклероза сосудов головного мозга. В продуктах детского питания ее применение недопустимо.

Гуаниловая кислота (Е 626) и ее соли (5'-гуанилат натрия двухзамещенный (наиболее эффективен) (Е 627), 5'-гуанилат калия двухзамещенный (Е 628), 5'-гуанилат кальция (Е 629)) оказывают значительно более сильное (в 200--250 раз) «вкусовое влияние», чем производные глутаминовой кислоты. Добавляют при производстве консервов, приправ, пряностей. Максимальный уровень в продуктах в пересчете на гуаниловую кислоту 0,5 мг/кг.

Инозиновая кислота (Е 630) и ее соли (5'-инозинат натрия двухзамещенный (Е 631) (наиболее сильный глутаминовый эффект), инозинат калия (Е 632), 5'-инозинат кальция (Е 633)) обладают более сильным вкусовым эффектом, чем соли глутаминовой кислоты. Эти также и модифицируют вкус и аромат -- напоминает эффект экстрактивных веществ продуктов, полученных из животного сырья. Максимальный уровень, допустимый в пищевых продуктах, в пересчете на инозиновую кислоту 0,5 мг/кг. Способностью усиливать и модифицировать вкус и аромат пищевых продуктов обладают и рибонуклеотиды: 5'-рибонуклеотид кальция (Е 634) и 5'-рибонуклеотид натрия 2-замещенный (Е 635).

Мальтол (Е 636) или 1,4--пиран, этилмальтол (Е 637) -- усилители вкуса и аромата, ароматизаторы. Мальтол -- один из первых ароматизаторов, обнаруженных в хлебе. В настоящее время он применяется в хлебопечении, при производстве мучных кондитерских изделий. Мальтол особенно полезен для усиления сладости: ничтожная добавка его -- 15 миллионных долей -- позволяет снизить расход сахара на 15%. Мальтол и этилмальтол в большей степени относятся к ароматизаторам, чем к усилителям и модификаторам вкуса.

В настоящее время пищевые ароматизаторы подразделяют на натуральные, идентичные натуральным и искусственные (синтетические). Натуральные ароматизаторы включают только натуральные компоненты, т.е. соединения или их смеси, выделенные из натурального сырья с применением физических или биотехнологических методов. Ароматизаторы, идентичные натуральным, содержат в своем составе, как минимум, один компонент, идентичный натуральномy, но полученный синтетическим путем, и могут содержать также натуральные компоненты. Искусственные ароматизаторы содержат не менее одного искусственного компонента, полученный синтетическим путем. В России не допускается ароматизация натуральных пищевых продуктов душистыми синтетическими веществами для усиления естественного аромата, например молока, хлеба, фруктовых соков и сиропов, какао, чая, пряностей и т.п. Не разрешается также введение ароматизаторов в пищевые проекты детского питания, а также в целях фальсификации.

VIII. АНТИФЛАМИНГИ. Глазирователи. Это вещества, придающие блестящую наружную поверхность или защитный слой. Цель введения -- защита от высыхания или увлажнения благодаря формированию плотной воздухонепроницаемой оболочки, а также придание хорошего вкуса и привлекательного внешнего вида.

Вещества для обработки муки и улучшения хлеба влияют на качество и способны снижать пищевую ценность продуктов.

Диоксид хлора токсического действия на организм не оказывает, но активно разрушает токоферолы.Тем же свойством обладает перекись бензоила (20 мг/кг).

Бромноватокислый калий (бромат калия (Е 924а)) и кальций (Е 924б), при введении в небольшом количестве в муку увеличивает пористость и эластичность мякиша, делает его более белым. В процессе выпечки бромат калия превращается в бромид, который безвреден для организма человека. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что безусловно допустимой дозой бромида для обработки муки, потребляемой человеком, является 0 -- 20 мг, а условно допустимой для специальных целей, например для некоторых сортов бисквитов, 20 --75 мг на 1 кг массы тела. В нашей стране бромат калия разрешен для отбеливания муки в концентрации до 40 мг/кг.

Добавки, препятствующие слеживанию и комкованию. Мука, сухое молоко, сахарная пудра и другие порошкообразные пищевые продукты являются двухфазными системами, в которых твердые частицы дисперсной фазы распределены в газовой (воздушной) дисперсионной среде и характеризуются большой площадью межфазной поверхности. Для обеспечения необходимой сыпучести на протяжении установленного срока хранения в пищевые порошки вводят твердые высокодисперсные нерастворимые в воде добавки, поглощающие влагу или препятствующие увеличению площади контакта между частицами.

Полидиметилсилоксан (Е 900, Е 900а), демификон, семификон представляет собой синтетическую смесь кремнийсодержащего соединения диметилполисилоксана и силикагеля. Обладают высокой водоотталкивающей способностью, инертны и используются в различных пищевых продуктах в концентрации 10 мг/кг.

Кроме того, добавка может использоваться для смазки противней в хлебопекарной и кондитерской промышленности. ДСП этих добавок составляют 0 -- 25 мг на 1 кг массы тела человека. Не разрешен к применению в Германии.

Крахмал и модифицированные крахмалы. Среди природных полимеров в пищевой технологии самыми дешевыми и доступными являются крахмалы. Крахмал -- полимер глюкозы с ?-1>4-связями. Состоит из линейного полимера амилозы, которая не имеет боковых цепей, и разветвленного полимера амилопектина с боковыми цепями, образованными по 10-му и 6-му атомам углерода. Соотношение между амилозой и амилопектином у разных крахмалов колеблется от 1 :1,5 до 1:4,5.

Сырьем для получения крахмала являются клубни картофеля, зерно кукурузы, пшеницы, риса и других растений.

Крахмальные зерна при обычной температуре не растворяются в воде. При повышении температуры они набухают, образуя вязкий коллоидный раствор, который при охлаждении превращается в устойчивый гель -- клейстер. Его фракции и продукты частичного их гидролиза находят применение в пищевой промышленности в качестве загустителей и гелеобразователей кондитерских и хлебобулочных изделий, а также мороженого. В последние годы в пищевой промышленности все больше применяются модифицированные крахмалы, свойства которых в результате разнообразных способов обработки (физического, химического, биологического) заметно отличаются от обычного крахмала по степени гидрофильности, способности к клейстеризации и студнеобразованию. Модифицированные крахмалы используют в хлебопекарной промышленности, в том числе для получения безбелковых диетических продуктов.

Пропелленты--это газы, выталкивающие продукт из контейнера. Химические свойства пропеллентов позволяют применять некоторые из них в качестве экстрагирующих агентов, поэтому они относятся к вспомогательным материалам. В пищевой промышленности пропелленты применяют при экстрагировании жиров и масел, обезжиривании рыбы и других продуктов, декофеинизации кофе и чая.

Влагоудержатели. К этой группе относятся добавки, удерживающие влагу, а также смачивающие добавки, которые предохраняют пищу от высыхания, нейтрализации, влияния атмосферного воздуха с низкой влажностью. К их числу относятся: пропиленгликоль (Е 1520), полиэтиленгликоль (Е 1521), полидекстрозы А и N (Е 1200), триэтилцитрат (Е 1505), триацетин (Е 1504).

Подсластители. Наибольшее внимание производителей пищевой продукции и потребителей привлекают подслащивающие вещества с высоким сахарным эквивалентом и не служащие источником энергии. Их можно разделить на две группы -- натуральные и искусственные. В настоящее время синтезировано или выделено из природного сырья свыше 80 подсластителей.

v Натуральные. Миракулин -- гликопротеид, белковая часть которого состоит из 373 аминокислот, углеводная -- арабинозы, ксилозы, глюкозы, фруктозы, других сахаров. Получают из плода африканского растения Richazdella dulcifica. Отличается термостабильностью при рН 3--12; надолго сохраняется эффект сладости после принятия 1--2 мг препарата.

Монелин -- белок, состоящий из двух неоднородных полипептидных цепей, в которые входят соответственно 50 и 44 аминокислоты. Сахарный эквивалент монелина -- 1500--3000 ед. Выделяют подсластитель из ягод африканского окультуренного винограда Dioscoreophyllum cumminsii. В водных растворах стабилен при рН 2--10. При других рН и нагревании сладость необратимо теряется, что ограничивает его применение.

Тауматин (Е 957) -- самое сладкое из известных веществ--степень сладости -- 80000-100000 ед. Состоит из нескольких белков. Легко растворяется в воде, стабилен при рН 2,5--5,5 и повышенных температурах. Производят в Великобритании из специально культивируемого растения. Создан препарат -- ионный аддукт тауматин-алюминий, который выпускается под торговой маркой „Falune".

Неогесперидин дигидрохалкон (Е 959)--производные флавонон-7-глюкозидов. Степень сладости 30 - 2000 ед. Имеет чистый сладкий вкус и приятный освежающий привкус, ощущение которых длится до 10 мин. Дигидрохалконы сравнительно плохо растворимы в воде (0,8--3,6 г/л при 25°С), устойчивы к кислым средам. Потребление дигидрохалконов в количестве 0,2--1,0 г/кг массы тела не оказывает вредного влияния на организм человека.

Сорбит (Е 420) относится к группе многоатомных спиртов--полиолов. Степень сладости его составляет 0,6 от сладости сахарозы. По сравнению с глюкозой и фруктозой сорбит медленнее всасывается в организме человека, но усваивается практически полностью. В организме сорбит вначале окисляется до фруктозы. Установлено, что употребление сорбита способствует экономии в организме таких витаминов, как В₁, В₆, Н. Используется в диетических плодоовощных консервах, кондитерских изделиях и безалкогольных напитках.

Маннит (Е 421) -- подсластитель, представляющий собой бесцветное соединение, хорошо растворимое в воде. Степень сладости маннита по сравнению с сахарозой 0,4. Применение маннита как пищевой добавки разрешено органами здравоохранения всех стран.

Ксилит (Е 967) представляет собой пятиатомный спирт, кристаллическое вещество белого цвета. Он быстро усваивается и не оказывает влияния на уровень сахара в крови. Однако при приеме ксилита возможен кратковременный подъем содержания сахара в крови, быстро сменяющийся падением его до нормального уровня. При приеме ксилита в больших количествах -- до 50 г/сут и более может наблюдаться расстройство кишечника, в связи с чем в таких дозах ксилит может рассматриваться и как послабляющее средство. Вдвое слаще сахара, поэтому используется при производстве кондитерских изделий, диетических плодоовощных консервов, хлебобулочных изделий, безалкогольных газированных напитков для больных сахарным диабетом и ожирением. Содержание ксилита в пищевых продуктах не нормируется, а его добавление должно соответствовать рецептурам. В Финляндии установлено положительное влияние ксилита на состояние зубов, что обусловило его широкое применение в качестве подслащивающего вещества в жевательной резинке. Достоинством ксилита является и то, что он не ассимилируется большинством видов микроорганизмов -- продукты с ксилитом не подвергаются микробиологическому разложению.

Глициризин (Е 958) получают из корней сладкого дерева Glycyrrhiza glabra (14 % глициризина), произрастающего на юге Европы и в Средней Азии. В 50--100 раз слаще сахарозы, ему присущи специфические привкус и запах, что ограничивает его применение. В странах ЕС оно не разрешено к применению или не упоминается в официальных документах.

v Синтетические. Должны отвечать ряду требований: их сенсорные свойства должны проявляться в течение 1 -- 2 с для подавления горького и других неприятных вкусовых ощущений, вызываемых лекарственными препаратами; они должны быть химически инертными в отношении всех природных и других химических соединений, содержащихся в пищевых продуктах, в которые они добавляются; быть термически устойчивыми; хорошо растворяться в воде или жирах в зависимости от цели использования; быть физиологически безвредными, нетоксичными, обязательно подвергаться биотрансформации и полностью выводиться из организма. Применимы для больных диабетом.

Сахарин (Е 954) представляет собой о-сульфамид бензойной кислоты. Сахарин в 400 -- 500 раз слаще сахарозы. Обычно он используется в виде натриевой соли, которая по сладости в 500 раз превосходит сахарозу. Имеет определенное преимущество: при концентрации выше 0,035 % он оставляет во рту выраженный горький привкус и при дальнейшем повышении концентрации ощущение сладости не возрастает. При варке, особенно кислых блюд, сахарин медленно разлагается с отщеплением имидогруппы и образованием о-сульфобензойной кислоты, имеющей привкус фенола («карболки»), поэтому часто употребляется совместно с синергистом D-триптофаном. Сахарин быстро проходит через желудочно-кишечный тракт, и 98 % его выводится из организма с мочой. Используется при производстве пищевых продуктов для больных сахарным диабетом.

Цикламаты (Е 952)--соли циклогексиламино-N-сульфоновой кислоты. Сладость в 30 раз выше, чем сахарозы. Граничная концентрация для раствора цикламата натрия составляет 1 %, при более высокой концентрации повышение степени сладости не обнаруживается. Цикламаты стабильны при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Используются в кондитерской промышленности и при производстве напитков (под названием «СусЛюкс»). Исследования острой и хронической токсичности цикламатов показали, что потенциально токсичны метаболиты цикламатов -- циклогексамины. Они образуются в результате жизнедеятельности бактерий тонкого кишечника, но лишь после того как кишечная микрофлора претерпевает определенные изменения. Поэтому циклогексамины появляются лишь после более или менее длительного латентного периода. Однако у некоторых людей могут обнаруживаться немедленные изменения. Это стало причиной запрещения цикламатов в качестве пищевых добавок в США, Японии, Великобритании. Тем не менее цикламаты применяются для подслащивания продуктов примерно в 40 странах мира, в том числе и России. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил допустимое суточное поступление кальциевой и натриевой солей цикламата на уровне 0--11 мг / кг массы тела.

«Аспартам» (Е 951) -- метиловый эфир N-L-L-аспартил-L-фенилаланина -- является первым неуглеводным (аминокислотным) подслащивающим веществом, полученным промышленным способом. Сладость аспартама в 150 раз выше, чем сахарозы. Высокая температура приводит к разложению аспартама на составляющие аминокислоты и дикетопиперазин -- потеря сладости. Подобный процесс происходит также в жидких и кислых продуктах, что несколько ограничивает использование аспартама. Оптимальные условия для аспартама, при которых период его полураспада равен 260 суток, рН -- 4,2 и температура 25 °С. Oбладает способностью усиливать естественные вкус и аромат пищевых продуктов, особенно цитрусовых соков и напитков, не вызывает кариеса зубов, питателен: распадается в кишечнике на нужные организму L-аспарагиновую кислоту и L-фенилаланин. Комплексные гигиенические и токсикологические исследования показали безвредность аспартама для организма человека. Допустимое суточное потребление составляет 40 мг на 1 кг массы тела. Выпускают аспартам под торговой маркой «Nutra sweet». Он используется как пищевая добавка в более чем 5000 наименованиях продуктов.

Ацесульфам калия (Е 950) -- представитель гомологического ряда оксатиацинондиоксидов. Белый кристаллический порошок, не гигроскопичен, стабилен при хранении. Водные растворы термо- и кислотоустойчивы. Пищевые продукты, подслащенные им, можно подвергать стерилизации. Сладость ацесульфама в 200 раз выше, чем сахарозы. Он не вреден для организма человека. Установлено временное суточное потребление, равное 0--15 мг на 1 кг массы тела. Этот подсластитель производят под торговой маркой «Sunett».

Реже встречающиеся виды подсластителей: изомальтит Е 953, , мальтит и его сироп Е 965 (жевательная резинка), лактит Е 966.

IX. НОВОФОРМИРУЕМАЯ ГРУППА ЭМУЛЬГАТОРОВ

1.3 Мутагенные, антимутагенные, аллергические свойства пищевых добавок

Ш Совершенно очевидно, что пищевые добавки с мутагенными и комутагенными свойствами, усиливающими действие мутагенов, присутствующих в среде, представляют серьезную опасность. Вместе с тем пищевая добавка может ослаблять мутагенные эффекты, т.е. проявлять антимутагенные свойства, почему и возможна разработка продуктов, способных снижать риск воздействия на генетические структуры человека. Исследованию на мутагенную активность подвергнуты далеко не все использующиеся пищевые добавки.

Антиокислители. Это наиболее хорошо исследованная в генетическом отношении группа пищевых добавок. Полученные результаты довольно противоречивы. При проведении токсикологических исследований на животных установлено, что сам бутилгидрокситолуол не оказывает канцерогенного действия, но усиливает канцерогенность некоторых других химических веществ.

Консерванты. Исследования хлорида олова (Е 512), применяемого в ряде стран, показали его генотоксичность в микробиологических тестах. Формальдегид (Е 240) проявил мутагенные свойства в микробиологических тест-системах, индуцировав генные мутации в клетках китайского хомячка in vitro и хромосомные мутации в культуре клеток человека--строго запрещен. Имеются сообщения о мутагенной активности нитрита натрия. Разработанный в Японии консервант AF-2 -- производное нитрофурана -- запрещен к применению в связи с наличием мутагенных свойств. Более сложные результаты получены в отношении сорбиновой кислоты и ее солей (Е 200 -- Е 202). Первоначально было показано, что они индуцируют мутации в культивируемых эукариотических клетках. И хотя в дальнейшем эти результаты не нашли подтверждения, однако было отмечено, что перечисленные агенты могут приобретать генотоксические свойства в результате окисления. Консервант тиабендазол (Е 233) проявил мутагенные свойства в экспериментах на клетках китайского хомячка in vitro, но был неактивен в микроядерном тесте на мышах.

Красители. Мутагенную активность продемонстрировали основной красный, метиловый красный, судан 4, метиловый оранжевый, конго красный, ализариновый красный В, эриохром, триптофановый синий, синий Эванса, пищевой зеленый S (Е 142) и пунцовый SX (Е 125). В культурах клеток установлены мутагенные свойства метанилового желтого, оранжевого и флоксина. Амарант запрещен к применению в России (с 1970 г) ввиду его опасности из-за канцерогенной способности и тератогенного действия. Зарубежные исследователи не считают это свойство сильно выраженным, несмотря на данные о повышенной смертности лабораторных животных и возникновение единичных случаев карциномы кишечника. Однако комитетом экспертов ФАО/ВОЗ существующие данные признаны недостаточными. Сахарный колер Е 150а и Е 150с способен вызывать хромосомные мутации в культивируемых клетках млекопитающих, но не обладает генотоксической активностью в экспериментах на млекопитающих. Тартразин был мутагенен в культуре лимфоцитов периферической крови. В то же время тартразин, а также индигокармин (Е 132), сансет желтый («солнечный закат» FCF, Е 110), азорубин (Е 122) и патентованный V (Е 131) не были активны в экспериментах на мышах.

Подсластители. Сведения о многочисленных исследованиях сахарина и его солей (Е 954) достаточно противоречивы. Одни авторы указывают на наличие у сахарина мутагенных свойств, другими подобные эффекты не обнаружены. В исследованиях авторов источника /2/, посвященных изучению мутагенности сахарина, цикламата (Е 952), ацесульфама (Е 950) и аспартама (Е 951), не выявлена мутагенная активность указанных пищевых добавок в экспериментах на мышах.

Другие пищевые добавки. Бромат калия (Е 924) обладал выраженным мутагенным эффектом в экспериментах на крысах.

Исследования комутагенной активности большинства пищевых добавок до сих пор остаются за пределами внимания исследователей. В то же время известные сведения позволяют уверенно утверждать, что комутагенные свойства присущи целому ряду пищевых вдобавок. Таннины (Е 181) проявили комутагенную активность по отношению к цитогенетическим эффектам митомицина С в ряде экспериментов, проведенных на эукариотических тест-системах. Аскорбиновая кислота продемонстрировала способность усиливать повреждающее действие блеомицина на хромосомы культивируемых лимфоцитов человека, а также комутагенную активность относительно некоторых металлов в экспериментах на мышах. Токоферолы увеличивают мутагенность блеомицина и этилметансульфоната.