Харчові добавки

Більшість консервантів виявляє антимікробну дію тільки у відношенні певного збудника, тобто мають специфічний спектр дії. Універсальних консервантів, що ефективно діють на більшість збудників, не існує. Тому, крім сумісного використання речовин різного спектру антимікробної дії, часто поєднують вплив консервантів з іншими способами консервування (фізичними, фізико-хімічними, біохімічними).

Вибір консервантів, їхньої дози, способу обробки продукту залежить від багатьох факторів: виду та ступеня мікробіального забруднення, виду продукту, технології його виготовлення, бажаного терміну та умов зберігання та ін. Для забезпечення консервуючого ефекту обов'язковою умовою є рівномірно розподілення консерванту по всьому об'єму продукта. Кращим для цього способом є його розчинення (для рідких продуктів), розпорошення, занурення або розбризкування (для твердих), перемішування (для сипких та пластичних). У харчових виробництвах знайшли широке використання в якості консервантів деякі кислоти, їх натрієві, калієві, кальцієві та амонієві солі або ефіри, а саме: сорбінова кислота (Е200) і сорбати (Е201--Е203), бензойна (Е210) і бензоати (К211--Е213), парагидроксибензойна та її ефіри (Е209, Е214--Е219), сірчиста (Е220), сульфіти, гідросульфіти та піросульфіти (Е221--Е228), оцтова (Е260) і ацетати (Е261 -- І'1264), мурашина (Е236) і форміати (Е237, Е238), дегідроацетова (Е265), молочна (Е270), пропіонова (Е280) і пропіонати (Е281 --Е283), борна (Е284), бура (Е285), а також похідні фенолів (Е230--Е232) і пімаріцин (Е235), лактоцид (без індексу Е), перекис водню, уротропін (Е239), нітрити та нітрати (Е250--Е252), двоокис вуглецю (Е290), юглон (без індексу Е).

Борна кислота (Е284) та її сіль, бура (Е284) довгий час широко використовувалися для консервування маргаринів і вершкового масла. Однак, через її здатність акумулюватися в організмі до токсичних рівнів, зараз вона використовується тільки для консервування осетрової ікри та рідкого сичугового ферменту, що застосовується для виготовлення твердих сирів.

Дифеніл (Е230), ортофенілфенол (Е231) і ортофенілфенолят натрія (Е232) є похідними фенолу -- популярного дезінфектанта. Вони застосовуються виключно в якості засобів захисту цитрусових плодів від уражень пліснявами, їх розчинами просочують пакувальні матеріали (обгортки, прокладки, вкладиші). Завдяки летючості їхні пари створюють захисну атмосферу навколо плодів і попереджують псування. Іншим способом обробки є занурення або обризкування плодів спеціальними розчинами з добавками цих консервантів. Ортофенілфенол дозволений для обробки інших плодів (яблук, груш, слив, персиків) та овочів (моркви, томатів, огірків).

Перекис водню (без індексу Е) є сильним окислювачем, а тому може використовуватися як консервант, дезінфектант і відбілювач. Токсичний для організму людини, але через його нестабільність залишки швидко розкладаються. Використовується в консервному виробництві для продовження терміну зберігання очищених напівфабрикатів з моркви, цибулі, білого коріння, а також як консервант і відбілювач при виготовленні рибних маринадів і пресервів. У виробництві пива його добавки попереджують помутніння. Як відбілювач знайшои застосування у переробці крові тварин. Як дезінфектант використовується для стерилізації пакувальних матеріалів і тари для розливу молока і пива.

Уротропін (Е239) або гексаметилентетрамін виявляє антибактеріальну дію тому, що внаслідок гідролізу в кислому середовищі продукує формальдегід -- ефективний дезінфектант. У харчовій промисловості його використовують для консервування лососевої ікри (разом з сорбіновою кислотою), осетрової ікри (у суміші з сіллю), деяких продуктів з риби і молюсків, а також сирів.

Нітрит калію (Е249) і нітрит натрію (Е250) виявляють бактерицидну дію, попереджають окислення жиру (антиокислювальна дія) і беруть участь у формуванні аромату продуктів. Раніше нітрити використовували також при виготовленні сирів і бринзи.

Нітрити дуже токсичні для людини. Крім того, вони здатні утворювати в м'ясних продуктах і в організмі нітрозаміни -- активні канцерогени і мутагени. Тому їх вміст жорстко нормується. Для зменшення їх вмісту використовується здатність аскорбінової кислоти та її солей (аскорбінатів) підсилювати дію нітритів.

При використанні хімічних консервантів необхідно враховувати деякі особливості, а саме:

· сорбінову, бензойну кислоти та їх солі використовують переважно для консервування тих продуктів, що не проходять термічної обробки. Якщо ж така обробка проводиться, дозування консервантів повинно враховувати їх втрати при випаровуванні;

· рН середовища продукту суттєво виливає на ефективність консервантів;

· чим нижче кислотність продукту, тим менше потрібна доза консервантів;

· для низькокалорійних продуктів доза консервантів підвищується через високий вміст вологи і нестійкісті продукту;

· продукти, в яких містяться спирт, цукор, сіль або інші речовини, що виявляють консервуючий ефект, потребують зменшених доз консервантів;

· всі хімічні консерванти, крім двоокисів сірки та вуглецю, -- термостійкі сполуки, а тому можуть вводитися її склад перед термообробкою;

· двоокис сірки в продуктах переробки плодів і ягід (вина, соки, пюре) не можна повністю замінювати іншими консервантами тому, що він виконує ще й функцію антиоксиданта;

· нітрити і нітрати в м'ясопродуктах також не можуть бути повністю замінені іншими консервантами через те, що вони фіксують колір продуктів та беруть участь у формуванні їх аромату.

Антиокислювачі, їхні синергісти та захисні гази

Ці речовини запобігають псуванню продовольчої сировини і готових продуктів, що зумовлене окисленням жирів, поліфенолів, вітамінів, білків, амінокислот та інших компонентів. Тим самим вони захищають харчові та кулінарні жири, м'ясні і рибні продукти від прогіркнення; фрукти та овочі від потемніння; вина, пиво, соки і напої від замутніння та знебарвлення. Крім збереження споживчих характеристик продуктів, продовження термінів їх зберігання ця група харчових добавок підвищує безпеку продуктів, тому що як проміжні (перекиси), так і особливо кінцеві продукти окислення (карбонільні сполуки) є високотоксичними речовинами, здатними викликати тяжкі наслідки для здоров'я людини.

Антиокислювачами (антиоксидантами, інгібіторами окислення) називають добавки, які уповільнюють процеси окислення. В залежності від виду антиокислювача його захисна дія може здійснюватися або шляхом перехоплення кисню, або радикалів, або руйнуванням сполук, що утворюються при окисленні. Самі антиоксиданти при цьому окислюються без утворення токсичних речовин. За походженням антиоксиданти поділяють на природні та синтетичні. До природних відносяться аскорбінова кислота, поліфеноли і токофероли (вітаміни С, Р і Е). Вони звичні для організму людини, мають лікувальні властивості, підвищують цінність продуктів. Процес їх виділення, очищення та використання значно складніший, ніж отримання їх синтетичних аналогів. Тому найбільше застосування в практиці знайшли саме синтетичні.

Діючими санітарними правилами дозволяється введення антиоксидантів у харчові жири, які призначенні для тривалого зберігання (понад 3 місяці). Оскільки окислення жирів є процесом, що самоприскорюється (автоокислення), введення антиоксидантів ефективно відразу після виготовлення жирів та жировмісних продуктів. У зв'язку з токсичністю синтетичних препаратів не дозволяється використання їх сумішей. Допустимим є використання індивідуальних антиоксидантів разом з їх синергістами. В Україні без обмежень дозволяється використання аскорбінової кислоти та її натрієвої солі, б-,в-,д-токоферолів та їх суміші, а також лецитинів.

Аскорбінову кислоту (Е300) і аскорбат натрію (Е301) використовують як антиоксиданти, синергісти антиоксидантів, стабілізатори кольору, регулятори кислотності та вітаміни. В якості антиоксидантів і синергістів їх додають у жири, згущені та сухі молочні продукти, охолоджене та морожене рибне філе, в харчові ароматизатори і концентрати прянощів, продукти швидкого приготування, жувальні гумки, кондитерські вироби. Для запобігання ферментативному побурінню -- у свіжі та сушені продукти з фруктів і овочів, фруктові і овочеві консерви, соки, заливки, свіжезаморожені та свіжі очищені фрукти, вина та пиво. У м'ясні продукти вони додаються для підсилення дії і зменшення вмісту нітратів і нітритів; в упаковані під вакуумом у плівку харчові продукти -- для попередження зміни їх кольору; в мінеральні води -- для запобігання їх помутніння; в безалкогольні та сухі напої і кондитерські вироби -- для заміни лимонної кислоти і вітамінізації виробів.

Токофероли, як природні антиоксиданти, отримують у вигляді концентрату суміші (Е306) при виробництві рослинних олій, а використовують для продовження терміну зберігання тваринних і кулінарних жирів, сухих молочних продуктів, харчових ароматизаторів і жиророзчинних барвників (каротинів).

Синергістами антиокислювачів вважають речовини, які самі не виявляють антиокислювальні властивості (або виявляють дуже слабо), але суттєво підвищують дію інших антиокислювачів. До цієї групи відносяться або кислоти, або комплексоутворювачі. Синергетична дія кислот полягає в тому, що вони, дисоціюючи, стають донорами водню, який відновлює (регенерує) антиокислювачі. А комплексоутворювачі "допомагають" антиокислювачам тим, що утворюють комплекси з іонами металів, що присутні в продуктах, і є каталізаторами процесів окислення.

Найбільш поширеними синергістами є: лимонна кислота (Е330) і її солі -- цитрати (Е331--Е333, Е345, Е380); винна кислота (Е334) і її солі -- тартрати (Е335--Е337, Е354); молочна кислота (Е270) і її солі -- лактати (Е325--Е329); ортофосфосна кислота (Е338), її солі -- фосфати (Е339--Е341), пірофосфа-ти (Е450), трифосфати (Е451), поліфосфати (Е452); глюконова кислота (Е574), її солі та похідні (Е575--Е578); етилендіамінтетраацетат кальція-натрія (Е385), етилендіамін-тетраацетат дгнатрій (Е386); лецитин (Е322).

Захисними газами називають індивідуальні гази або їх суміші, які захищають продукти від шкідливої дії оточуючого середовища, як правило, від окислення киснем повітря. Збереження продуктів в атмосфері захисних (інертних) газів, хоча і потребує газонепроникних пакувальних матеріалів і додаткового обладнання, проте воно захищає продукти не тільки від окислення і ферментативного побуріння, а й від аеробної мікрофлори. Тому терміни зберігання в такому "пакуванні є регульованою атмосферою" зростають в декілька разів В якості захисних газів частіше всього використовують двоокис вуглецю (Е290), азот (Е941), окис азоту (Е942) і, в значно меншій мірі, аргон (Е938), гелій (Е939). Захисну регульовану атмосферу використовують або при бункерному зберіганні великих мас плодів, овочів, горіхів, борошна, круп, чаю, прянощів, або при зберіганні продуктів у споживчому пакуванні: плоди, овочі, м'ясо, риба, м'ясо птиці, сири, соки, напої, напівфабрикати м'ясних, рибних, жирових продуктів, макаронні вироби, продукти швидкого приготування. Захисні гази частіше використовують у вигляді сумішей, до складу яких входять двоокис вуглецю, азот та кисень, їх співвідношення в складі сумішей може коливатися в значних межах залежно від виду продуктів, виду пакувальних матеріалів, режимів та термінів зберігання.

Ущільнювачі, водоутримуючі агенти та речовини, що перешкоджають злежуванню та грудкуванню сипких продуктів

Ущільнювачі -- це речовини, які поліпшують структуру та зовнішній вигляд консервованих плодів і овочів. Для запобігання розварюванню, втраті форми рослинної сировини під час термічної та холодильної обробки (бланшування, пастеризація та стерилізація, сушіння нагріванням або виморожуванням) її обробляють речовинами, які ущільнюють рослинні тканини. З цією метою застосовують солі органічних та деяких неорганічних кислот з полівалентними металами (кальцієм, магнієм та алюмінієм): ацетати, лактати, цитрати, тартрати, фосфати, поліфосфати, сульфіти, карбонати. Вони використовуються як індивідуально, так і в сумішах. Механізм ущільнюючої дії цих добавок полягає в тому, що солі в водному середовищі дисоціюють, вивільняючи іони металів. Останні взаємодіють з пектиновими речовинами, утворюючи пектати, які перешкоджають переходу пектинів у розчинний стан.

Вибір виду ущільнювача та його дозування залежить від виду сировини, характеру і тривалості термообробки, розчинності та активності добавки, від жорсткості води та інших факторів, тому їх визначають емпіричним шляхом. Попередню обробку сировини проводять шляхом її занурення на короткий час в розчин. Під час термообробки відбувається стабілізація пектинів і попереджаються зміни консистенції продукту.

Водоутримуючі агенти мають властивість змінювати активність води (а_ж) і попереджати всихання продукту, запобігати тим самим зміні його структури та консистенції. Це переважно гігроскопічні речовини з класу цукрів та їх похідних (глюкоза, інвертний цукор, глюкозо-фруктозні сиропи, гліцерин, сорбіт, мальтіт, триацетин, пропіленгліколь та інші) або гідроколоїди (пектини, альгінати, агари, камеді, модифікати крохмалю і целюлози, фосфати}. Ефективність дії цих добавок можна підсилювати застосуванням герметичного пакування, охолодженням, регулюванням вологості середовища.

До речовин, що перешкоджають злежуванню та грудкуванню сипких продуктів, відносять ті, що адсорбують зайву вільну вологу продукту або створюють навколо його часток захисні прошарки, тим самим запобігають їх злипанню та зберігають сипкі властивості продукту. При зберіганні великих мас порошкоподібні продукти (сіль, цукрова пудра, прянощі, приправи, сухі суміші для морозива, сухі напої, фруктові та овочеві порошки тощо) мають властивість злежуватися, спресовуватися, а при підвищеній вологості продукту -- груд-куватися і навіть утворювати моноліт. В умовах виробництва це створює певні проблеми при дозуванні, змішуванні, фасуванні, розчиненні та інших технологічних операціях.

В якості таких добавок використовують інертні органічні або неорганічні сполуки, що не розчиняються у воді і продукті, у вигляді тонкоподрібнених порошків. Рівномірно розподіляючись між частками продукту вони зменшують поверхневі контакти, когезійні та електростатичні взаємодії, зв'язують склеюванню, грудкуванню продукту. Найбільш поширеними добавками цієї групи є: карбонати кальцію (Е170), натрію (Е500), магнію (ІІ504,), фосфати кальцію (Е341) та магнію (Е343) та ін.

До цієї групи добавок відносяться також присипки -- речовини, що запобігають злипанню шматочків продукту (зефір, мармелад, цукати, східні солодощі та ін.), антиадгезиви -- речовини, що попереджають прилипання продуктів до тари, пакувальних матеріалів, поверхонь обладнання тощо; осушувачі - добавки, що поглинають вологу; речовини, що запобігають отвердінню консистенції та ін.

Стабілізатори замутніння (стабілізатори суспензій) -- це речовини, які запобігають руйнуванню суспензій, підтримують у завислому стані дрібнодисперсні часточки замутнених рідин. Такими суспензіями є фруктові та овочеві соки з м'якоттю, нектари, ароматизовані безалкогольні напої, молочні та інші напої з наповнювачами і ін. Механізм стабілізуючої дії може бути різний: підвищення в'язкості рідини, емульгування (створення захисних плівок), нейтралізація поверхневих зарядів.

Речовини, що прискорюють та полегшують проведення технологічних процесів(технологічні харчові добавки)

До цієї, достатньо чисельної, групи харчових добавок відносять речовини, які використовуються під час технологічного процесу виготовлення продукту для досягнення певної мети: регулювання рН середовища, гасіння піни, регулювання швидкості процесу, розрихлювання, диспергування, розчинення, очищення, освітлення, осушення тощо. Після виконання своєї технологічної функції вони або видаляються з готового продукту (екстрагенти, очищувачі шкірки плодів, каталізатори чи ін.), або руйнуються в ході процесу (розрихлювачі, охолоджувачі, живильні розчини), або залишаються в продукті і споживаються разом з ним (регулятори рН, піногасники, емульгуючі солі, наповнювачі, засоби для капсулювання та таблетування та ін.).

Ця група налічує двадцять технологічних класів. Частина з них, ті, що можуть виконувати декілька функцій (емульгатори, стабілізатори, драглеутворювачі, водоутримуючі агенти), ферменти та компоненти живильного середовища.

Регулятори кислотності

В сучасних харчових виробництвах регулювання рН середовища має важливе значення, особливо це необхідно при використанні біотехнологій. Створення і підтримання оптимальних значень рН регулює швидкість ферментативних процесів, сприяє пом'якшенню режимів термічної обробки, посилює дію консервантів та антиокислювачів, подовжує терміни зберігання сировини і готової продукції. Для регулювання рН використовують кислоти, луги, основи, кислі та основні солі. Підтримання рН на необхідному рівні досягається за допомогою буферних сумішей. Вони скла даються з слабкої кислоти (або основи) та її солі з сильною основою (кислотою). Така суміш є рівноважною хімічною системою, в якій концентрація іонів водню відносно постійна, а тому рН її суттєво не змінюється при розбавленні, концентруванні, введенні в систему інших речовин.

Регулятори кислотності застосовують у виробництві м'ясо- та рибопродуктів, плодоовочевих консервів, напоїв, кондитерських виробів. Так, при виготовленні м'ясокопченостей, деяких ковбасних виробів для оптимізації ферментативних процесів соління і дозрівання, для фіксації кольору в їх рецептуру додають глюконодельталактон (Е575) або лимонну кислоту. Для підвищення стійкості свіжого м'яса і риби проти мікробіального псування їх поверхню обробляють слабкими розчинами оцтової, молочної, лимонної та аскорбінової кислот або їх сумішами. Зниження рН в консервованій продукції дозволяє зменшити тривалість і температуру стерилізації.

Антиспінюючі агенти та піногасники

Під час виконання багатьох технологічних процесів (перемішування, фільтрування, перекачування, дозування та розлив) в середовищах, що містять білки, жири, крохмаль та інші речовини, утворюються стійкі піни, які заважають проведенню процесів. Для попередження піноутворення в середовище вводять антиспінюючі агенти, які витискують піноутворювачі з межі між газовою та рідкою фазою і тим запобігають утворенню стійкої піни. Піногасники використовують для руйнації піни, яка вже утворилася.

Властивостями негативно впливати на процес піноутворення володіють багато речовин. Серед них жирні кислоти (Е570), спирти та їхні ефіри (Твіни Е432--Е436 і Спени Е492--496), моно- та дигліцериди (Е471), полісілоксани (Е900), парафіни і вазеліни (Е905), поліетиленгліколь (Е1521) та інші.

Емульгуючі солі або солі-плавителі використовують в процесі виробництва харчових продуктів для отримання стійких гомогенних мас, які містять у своєму складі компоненти, що погано або зовсім не змішуються: воду, жири, білки. На відміну від типових емульгаторів емульгуючі солі виявляють свої властивості опосередковано -- вони утворюють з компонентами продукту (частіше всього з білками) проміжні сполуки, які забезпечують утворення однорідних за консистенцією мас. Такі солі широко використовуються при виготовленні плавлених сирів, м'ясних та рибних фаршів, ковбасних виробів, згущених молочних продуктів та ін.

Так, при нагріванні м'ясо-жирових сумішей, що складають основу фаршу варених ковбас, сосисок і сардельок, відбувається руйнування емульсії, виділяється бульйон, консистенція виробів стає гумоподібною. Добавки фосфатів запобігають цим негативним змінам. Крім того, що вони стабілізують емульсію і рівномірно розподіляють жирову фракцію, їх використання поліпшує смакові властивості, надає виробам ніжну, соковиту консистенцію, усуває крихкість при нарізанні. Завдяки фосфатам стає також можливим плавлення твердих сирів і концентрування молока без руйнації білково-жироподібних емульсій.

Речовини, що полегшують фільтрування, використовують у багатьох харчових виробництвах, в яких технологічні процеси передбачають операції фільтрування, сепарування, центрифугування та інші для видалення замутнюючих компонентів. Механізм їхньої дії може бути різним. Одні з них -- допоміжні фільтруючі матеріали -- надають основному фільтру додаткову міцність або регулюють розмір його шпарин. Інші утворюють на фільтрі додатковий фільтрувальний шар або розрихлюють шар на фільтрі і тим самим підвищують його пропускну здатність.

Суттєво впливають на процес фільтрування також речовини, що можуть виявляти склеюючу (освітлюючу) дію -- здатність утворювати в тонкодисперсних системах пластівці або інші конгломерати і прискорювати їх коагуляцію (флокуляцію). Прискорюють фільтрування і добавки речовин, що знижують в'язкість фільтрувальних розчинів. Сприяє пришвидшенню фільтрування і обробка розчинів деякими ферментами, адсорбентами, комплексоутворювачами тощо.

До цього технологічного класу відносяться добавки : активоване вугілля (Е152), рослинне вугілля (Е153), бентоніт ( К558), двоокис кремнію (Е551), тальк (Е553), алюмосилікат ( ГІ559), агари, карагенами, пектини, целюлоза, таніни (Е181), фітін (Е391)та ін.

Екстрагенти -- це речовини, що сприяють вилученню з сировини необхідних компонентів. За їх допомогою, наприклад, здійснюють виробництво олій, барвників, екстрактів хмелю, солодки тощо. Екстракцію використовують як для отримання цільових продуктів, так і для видалення небажаних -- наприклад, для зменшення її продуктах вмісту алкоголю, нікотину, кофеїну, жиру.

В якості екстрагентів найчастіше використовують воду; харчові олії; етиловий спирт та його аліфатичні гомологи; екстракційні бензини; окремі вуглеводні та їх галогенопохідні: пропан (Е944), бутан (Е943), гексан, циклогексан, дихлорметан, дихлоретан та ін.

Засоби для зняття шкірки з фруктів і овочів є хімічними речовинами, як правило, лужного характеру, які значно послаблюють зв'язок між покривними та паренхимними тканиними фруктів і овочів, завдяки чому шкірочка легко видаляється. Такий спосіб обробки плодів отримав назву хімічного очищення (лужного очищення). Серед очищувальних засобів найбільше поширення мають гідроксиди натрію (Е524) та калію (Е525), карбонати натрію (Е500), галуни алюмо-натрієві (Е521), алюмо-калієві (Е522), аюмо-амонієві (Е523), сульфат алюмінію (Е520).

Размещено на Allbest.ru