Тема 10, 11. Антибиотики. Пищевые антисептики

БОРНАЯ КИСЛОТА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ Борная кислота (Н₃ВО₃) и бораты (тетраборнокислый натрий, бура) длительное время довольно широко применялись для консервирования рыбы и ракообразных, зернистой осетровой и лососевой икры (в дозировке 3 000 мг на 1 кг), меланжа для кондитерского производства (1500 мг на 1 кг продукта).

Токсикологические исследования позже показали, что борная кислота при потреблении с пищей накапливается в организме. Полагают, что одним из центров кумуляции может быть нервная система. В высоких концентрациях ионы бората понижают потребление кислорода, образование аммиака и синтез глютамина в моз­говой ткани.

Поэтому длительное потребление продуктов, законсервированных борной кислотой, может вызвать хроническое отравление, сопровождающееся значительной потерей массы.

Эксперты ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам считают, что бор­ная кислота и бораты не пригодны к использованию в качестве пищевой добавки, поскольку обладают кумулятивным действием.

В России борная кислота и бораты применяются ограниченно. ЛДМ этих соединений сравнительно высокая.

ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА (Н₂О₂) обладает бактерицидными свойствами, в особенности при кислой реакции субстрата. В про­цессе хранения перекись водорода разлагается с образованием воды и свободного атомарного кислорода, который угнетающе действует на бактерии, но не препятствует развитию плесеней. В ряде стран перекись водорода используется при консервирова­нии молока, предназначенного для изготовления сыров. В России перекись водорода разрешена для отбеливания боенской крови и

приготовления кореньев полуфабрикатов. В готовой продукции остатков перекиси водорода не должно быть. Поэтому при отбеливании боенской крови совместно с перекисью водорода применяется каталаза для удаления остатков перекиси водорода. Однако, использовать перекись водорода в качестве консерванта для молока можно только в тех случаях, когда другие способы консервирования не дают желаемых результатов, например в тропических странах.

Комитет экспертов ФАО/ВОЗ неоднократно оценивал этот антисептик. На основе результатов проведенных исследований рекомендовано использовать перекись водорода только совместно с веществами, удаляющими остатки перекиси водорода.

ДВУОКИСЬ СЕРЫ И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ. В качестве консер­вантов и для предотвращения побурения пищевых продуктов ис­пользуют сернистый ангидрид S0₂ (E 220), сульфит натрия Na₂SO₃ (Е 221), бисульфит натрия NaHSO₃ (E 222) и метабисульфит на­трия Na₂S₂O₅ (E 223).

Сернистый ангидрид (двуокись серы) - это бесцветный, неприятно пахнущий газ, хорошо растворимый в воде. Характерной осо­бенностью этого соединения является то, что в водном растворе он окисляется кислородом воздуха и действует как восстанови­тель. Подавляет главным образом рост плесневых грибов, дрож­жей и аэробных бактерий. В кислой среде этот эффект усиливает­ся. В меньшей степени соединения серы оказывают влияние на анаэробную флору. Сернистый ангидрид относительно легко улетучивается из продукта при его нагревании или длительном кон­такте с воздухом. Благодаря этим свойствам сернистый ангидрид довольно широко применяется в качестве консерванта в консерв­ной, винодельческой, кондитерской и рыбоперерабатывающей промышленности. Вместе с тем сернистый ангидрид обладает способностью разрушать тиамин и биотин, способствует окислительному распаду токоферола (витамина Е). В связи с этим соеди­нения серы нецелесообразно использовать для консервирования продуктов питания, являющихся источником этих витаминов.

Максимально допустимый уровень (мг/кг, мг/л) содержания сернистых соединений в некоторых пищевых продуктах: блюда из мяса, колбасы - 450; блюда из морепродуктов - 10... 100; перловая крупа - 30; картофель хрустящий - 50; крахмал картофельный - 100; сухофрукты (в зависимости от вида) - 500...2000; сахар - 15; соки фруктовые - 50; напитки безалкогольные, мед - 200; горчица - 250.

Сульфит натрия оказывает сильное бактерицидное влияние на Staphylococcus aureus и Bacillus subtilis, что определяет области его применения. Кроме того, сульфиты являются сильными ингибиторами дегидрогеназ. В организме сульфиты превращаются в сульфаты, поэтому к ним предъявляются те же гигиенические требования, что и к сернистому ангидриду.

В России сернистый ангидрид и сульфиты (в пересчете на него) применяются для консервирования и стабилизации многих про­дуктов питания. Допустимый предел содержания этих соединений в продуктах разный и зависит от того, подлежит ли продукт термической обработке перед его употреблением или нет, как часто он используется в качестве пищевого продукта, применяется ли он самостоятельно или как полуфабрикат.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил безусловно допустимую суточную дозу сернистых соединений (в пересчете на двуокись серы) - до 0,35 мг и ус­ловно допустимую-0,35...1,5мг на 1 кг массы тела

БЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА (Е 210) и ЕЕ СОЛИ (Е 211,

Е 212,Е 213). Бензойная кислота представляет собой бесцветное крис­таллическое вещество со слабым специфическим запахом, труд­норастворимое в воде и довольно легко растворимое в этиловом спирте и растительных маслах. Консервирующее действие бензой­ной кислоты основано на ингибировании ею каталазы и пероксидазы, в результате чего в клетках накапливается перекись водо­рода. Она способствует подавлению активности окислительно-восстановительных ферментов. В небольших концентрациях бен­зойная кислота тормозит развитие аэробных микроорганизмов, в высоких - плесневых грибов и дрожжей. Присутствие белков ос­лабляет активность бензойной кислоты, а присутствие фосфатов и хлоридов - усиливает.

Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде, в то время как в нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается. Поэтому недостаточно кислые продукты нельзя консервировать с применением этих консервантов. В сочетании с сер­нистым ангидридом антимикробное действие бензойной кислоты усиливается.

С целью улучшения введения бензойной кислоты в жидкие пищевые продукты используют натриевые и калиевые соли бензойной кислоты - бензоат натрия и бензоат калия.

Бензоат натрия (Е 211) представляет собой почти бесцветное кристаллическое вещество с очень слабым запахом, хорошо растворяющееся в воде, имеющее более низкий консервирующий

эффект. Однако из-за лучшей растворимости в воде бензоат натрия применяют чаще, чем бензойную кислоту. При использова­нии бензоата натрия необходимо, чтобы рН консервируемого про­дукта был ниже 4,5; при этом условии бензоат натрия превращается в свободную кислоту.

Безусловно допустимая доза бензойной кислоты для человека составляет до 5 мг/кг массы тела человека и условно допустимая доза 5... 10мг/кг массы.

Метиловый, этиловый и пропиловый эфиры n -оксибензойной кислоты (Е 214...Е 219) обладают более сильным бактерицидным действием, чем сама кислота. Эти соединения входят в состав растительных алкалоидов и пигментов.

Установлено, что бактерицидное действие эфиров n-оксибензойной кислоты в 2...3 раза сильнее действия свободной бензой­ной кислоты, а токсичность их для человека в 3…4 раза ниже, чем бензойной кислоты. Эфиры n-оксибензойной кислоты пригодны для консервирования нейтральных пищевых продуктов. Это свя­зано с тем, что эфиры не диссоциируют и их антимикробная ак­тивность остается относительно независимой от значения рН. Тор­можение роста микроорганизмов, главным образом стафилокок­ков и плесневых грибов, происходит путем воздействия эфиров n-оксибензойной кислоты на клеточные мембраны. ЛД₅₀ для этих соединений - 3...6 г/кг массы тела, допустимое суточное потреб­ление для человека - 10 мг/кг массы тела. Однако следует отме­тить, что эфиры n-оксибензойной кислоты - выраженные спазмо­литики и изменяют вкусовые качества продуктов.

МУРАВЬИНАЯ КИСЛОТА (НСООН) и ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ (Е 236). Из всех жирных кислот лучшими антимикробными свой­ствами обладает муравьиная кислота. Она применяется в консер­вной промышленности многих стран.

Муравьиная кислота при комнатной температуре представля­ет собой бесцветную жидкость с сильным раздражающим запа­хом. Бактерицидное действие муравьиной кислоты более выраже­но в отношении дрожжей и плесеней. При концентрации муравьи­ной кислоты 0,2 % дрожжи гибнут через 24ч, а при концентрации 1 % - через 30 мин. В применяемых концентрациях она не изменяет вкусовых свойств консервированного продукта. Благодаря своей летучести легко удаляется при нагревании. Однако муравьиную кислоту можно применять для тех пищевых изделий, в которых не должен происходить процесс желирования, так как она способствует выпадению пектиновых веществ в осадок.

Результаты токсикологических исследований показали, что

муравьиная кислота медленно окисляется в организме человека и поэтому плохо выводится. Она отличается способностью ингибировать различные тканевые ферменты, в связи с чем возможно нарушение функций печени и почек.

Антимикробное действие солей муравьиной кислоты -формиатов - зависит в значительной степени от величины рН.

Согласно рекомендациям комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, допустимое суточное потребление для муравьиной кислоты и ее солей не должно превышать 0,5 мг/кг массы тела.

ПРОПИОНОВАЯ КИСЛОТА (СН₃СН₂СООН) и ЕЕ СОЛИ (Е 280). Пропионовая кислота относится к группе органических кис­лот, которые в живых организмах метаболизируются: пропионовая кислота - до пировиноградной кислоты. Соли пропионовой кислоты обнаруживаются в забродивших продуктах питания. Бактерицидное действие пропионовой кислоты, также как и других низкомолекулярных органических кислот, зависит от величины рН сре­ды. Кислота блокирует обмен веществ микроорганизмов. Ее применяют в концентрации 0,1...6,0 %. Выраженного отрицательного действия в указанных дозах на человеческий организм пропионовая кислота не оказывает.

Для предотвращения плесневения пищевых продуктов часто используют не саму пропионовую кислоту, а ее натриевые, калиевые и кальциевые соли, которые легко растворяются в воде, а так­же в смеси пропионовой кислоты с одной из солей.

Пропионовая кислота в качестве консерванта применяется не во всех странах. В США ее добавляют в хлебные и кондитерские изделия, в ряде европейских стран - к муке для предупреждения плесневения. Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, учитывая резкий неприятный запах пропионовой кислоты, не считает нужным устанавливать для этого соединения величину допу­стимого суточного потребления.

СОРБИНОВАЯ КИСЛОТА (СН₃СН=СНСН=СООН) (Е200) и ЕЕ СОЛИ (Е 201, Е 202). Сорбиновая кислота представляет собой бесцветное кристаллическое вещество со слабым специфическим запахом, трудно растворимое в воде, но лучше растворяющееся в этаноле и хлороформе.

В качестве консервантов используют также калиевые, натриевые и кальциевые соли сорбиновой кислоты. Сорбаты хорошо растворяются в воде и незначительно в органических растворителях. Антимикробные свойства сорбиновой кислоты в меньшей сте­пени зависят от значения рН среды, чем у бензойной кислоты. Так, например при рН 5 сорбиновая кислота в 2…5 раз более эффек­тивна в отношении тест - микроорганизмов, чем бензойная или про­пионовая кислота. Добавление кислот и поваренной соли усиливает фунгистатическое действие сорбиновой кислоты. Применя­ется сорбиновая кислота в концентрациях 0,1 %. Сорбиновая кис­лота не изменяет органолептических свойств пищевых продуктов, не обладает токсичностью и не обнаруживает канцерогенных свойств.

Применяется во многих странах и в России для консервирования и предотвращения плесневения безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков, хлебобулочных и кондитерских изделий, а также зернистой икры, сыров, полукопченых колбас и при про­изводстве сгущенного молока для исключения его потемнения. Сорбиновая кислота применяется также для обработки упаковоч­ных материалов для пищевых продуктов.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что, из-за способности сорбиновой кислоты уг­нетать некоторые ферментативные системы в организме, безусловно, допустимой дозой для человека является до 12,5 мг/кг мас­сы, а условно допустимой 12,5...25 мг на 1 кг массы тела.

ГЕКСАМЕТИЛЕНТЕТРАМИН, или УРОТРОПИН (Е 239) пред­ставляет собой белое кристаллическое вещество, лишенное за­паха. Легко растворим в воде. Бактерицидное действие гексаметилентетрамина обусловлено образованием формальдегида в кис­лой среде - сильно дезинфицирующего вещества.

В нашей стране гексаметилентетрамин разрешен для консервирования икры лососевых рыб (1 000 мг/кг продукта), за рубе­жом - колбасных оболочек и холодных маринадов для рыбной про­дукции. Поданным ВОЗ допустимое суточное потребление гексаметилентетрамина не должно превышать 0,15 мг/кг массы тела.

ДИФЕНИЛ и О-ФЕНИЛФЕНОЛ (Е 231, Е 232) применяют для обработки цитрусовых. Они противодействуют развитию плесени и других грибов. Наиболее широкое применение находит дифенил. Его используют для пропитки упаковочных материалов для цитрусовых и других фруктов, для поверхностной обработки неко­торых плодов путем кратковременного погружении их в 0,5...2,0 % раствор дифенила. В нашей стране эти консерванты не применя­ются, но реализация импортируемых цитрусовых плодов разре­шена.

Экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам опреде­лил ПСП для дифенила - 0,05 и для о-фенилфенола - 0,2 мг/кг мас­сы тела.

В разных странах установлен неодинаковый уровень допустимых остатков дифенила в цитрусовых. Так, в США он составляет 110 мг/кг продукта, в Германии - 70 мг/кг. В Чехии и Словакии раз­решена переработка кожуры цитрусовых при содержании дифе­нила не более 20 мг/кг. Имеются сведения в том, что концентра­ция этого соединения уменьшается при смывании его водой, значительная часть дифенила разрушается при термической обработке. В некоторых странах службы здравоохранения ограничивают­ся предупреждением населения о необходимости тщательного мы­тья цитрусовых плодов и вымачивания корочек, если они исполь­зуются в питании.

НАФТОХИНОНЫ являются перспективными для использования в качестве консервантов. Следует выделить два представителя нафтохинонов - ЮГЛОН или, 5-окси-1,4-нафтохинон и ПЛЮМБАГИН, 2-метил-5-окси-1,4-нафтохинон, или 2-метилюг-лон. Эти ве­щества в сравнительно низких концентрациях обеспечивают по­давление роста дрожжей - основной группы микроорганизмов, вызывающих порчу напитков. Нафтохиноны почти не изменяют органолептические свойства напитков, лишь несколько концентри­руют их цвет.

Стабилизирующее действие юглон оказывает в концентрации 0,5 мг/л, а плюмбагин - 1 мг/л. Установлено, что такие концентрации обеспечивают стократный порог безопасности.

Молоко, мед, зерновые, лук, чеснок, фрукты и пряности, содержат ес­тественные компоненты с антибиотическим действием. Эти веще­ства могут быть выделены, очищены и применены для консерви­рования пищевых продуктов.

Введение антибиотиков сельскохозяйственным животным может привести к загрязнению пищевых продуктов животного происхож­дения. Контроль за остатками антибиотиков имеет большое гигие­ническое значение. При употреблении продуктов питания, содержа­щих антибиотики, изменяется кишечная микрофлора, что приводит к нарушению синтеза витаминов и размножению патогенных микро­бов в кишечнике и возникновению аллергических заболеваний.

Основными антибиотиками, применяемыми в пищевой промышленности, являются следующие.

АЛЛИЛИЗОТИОЦИАНАТ (аллилгорчичное эфирное масло). Для предохранения вин и соков от помутнения биологического ха­рактера издавна применяли горчичный порошок в концентрации 0,4...0,5 г/л. В качестве активного начала порошок содержит при­мерно 1 % аллилгорчичного эфирного масла, которое в чистом виде применяется для консервирования в концентрации 0,001...0,0015%. Используют также парафиновые таблетки, содер­жащие растворенный аллилизотиоцианат, для образования защит­ных пленок на поверхности вина в больших танках, парафиновые поплавки-диски, импрегнированные аллилизотиоцианатом в со­судах, предназначенных для хранения вин.

НИЗИН (Е 234). Способность молочнокислых бактерий задерживать развитие многих микроорганизмов была отмечена еще в 1928 г., но только через 20 лет было выделено вещество, обладающее активностью в отношении целого спектра бактерий, получившее название низин.

Низин является продуктом жизнедеятельности группы молочнокислых

стрептококков, естественным местом обитания которых является молоко, а также сыр, кисломолочные напитки, творог, простокваша и др. при рН 6,8. После подкисления до рН 4,2 значительная часть низина переходит в культуральную жидкость. Низин по сравнению с другими антибиотиками не обладает широким спектром действия. Он подавляет развитие стафилококков, стрептококков, сарцин, бацилл и клостридий. Использование низина позволяет уменьшить интенсивность тепловой обработки и сохранить пищевую ценность молока. Применение низина при выработке твердых и полутвердых сыров способствует уменьшению их вспучивания, вызываемого маслянокислыми бактериями. Научная комиссия по пищевым добавкам Европейского Сообщества (SCF) установила для низина ДПС-0…0,13 мг на 1 кг массы тела.

БИОМИЦИН, или ХЛОРТЕТРАЦИКЛИН, оказывает широкое антибактериальное действие, но превращается в безвредный для организма человека изомер изохлортетрациклин, проявляющий бактериостатическое действие. При обычной кулинарной обработке изохлортетрациклин, проявляющий бактериостатическое действие. При обычной кулинарной обработке изохлортетрациклин почти полностью инактивируется.

В настоящее время применение биомицинового льда, содержащего 5 г биомицина на 1 т льда, допущено в условиях тралового лова в ограниченном районе и для хранения рыбы только тресковых пород. Применяют его также против бактериальной порчи говяжьего мяса в сочетании с другим антибиотиком-нистатином, тормозящим развитие на мясе дрожжей и плесеней. Токсикологические исследования показали безвредность такого мяса. Наличие в мясе остаточных количеств изохлортетрациклина после кулинарной обработки, а также в мясных бульонах не допускается.

ПИМАРИЦИН (Е 235), или НАТАМИЦИН. Наряду с низином в молочной промышленности за рубежом находит применение другой антибиотик-пимарицин. Пимарицин представляет собой бесцветные кристаллы, трудно растворяющиеся в воде (0.01%) и метаноле (0.2%) и не растворяющиеся в высших спиртах, эфире и диоксане. Пирамицин активен против большого числа микрогрибов и дрожжей. В основном пимарицин применяют для предупреждения плесневения сыров во время их созревания, на его основе выпускается препарат «Дельвоцид», который применяют в производстве сыра в виде 0,3…0,5%-ного водного раствора.

НИСТАТИН - антибиотик, действие которого направлено преимущественно против дрожжей и плесеней. Нистатин применяется в комбинации с биомицином для сохранения мяса. Применяют его концентрации 200 мг/л. Присутствие нистатина в мясе и мясных бульонах после кулинарной обработки не допускается.

Тема 12. Вещества, влияющие на вкус продукта. Подслащивающие вещества. Общие сведения о подсластителях. Подсластители, применяемые при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, в том числе и диетических.

Подсластители.

В последние годы при решении вопросов рационального питания все большее значение приобретает проблема производства низкокалорийных продуктов для диабетиков. В этой связи важной задачей является поиск эффективных заменителей сахарозы, потребление которой сверх нормы может вызвать атеросклероз, диабет, ожирение и ряд других нежелательных явлений. Однако пока не найдено такое подслащивающее вещество, которое отвечало бы необходимым требованиям: отличалось низкой калорийностью, но высокой степенью сладости, было хорошо растворимо, не обладало токсичностью и не вызывало кариеса. Таким образом, вопросы потребления подслащивающих веществ интересуют потребителей, медиков и производителей с точки зрения токсичности, технологичности и питательной ценности.

В настоящее время в специальной литературе описано большое число подслащивающих веществ, однако, практическое применение нашли лишь немногие.

Подслащивающие вещества, которые представляют интерес с практической точки зрения, можно разделить на две большие группы: природные и синтетические.

К первой группе относятся моно - и олигосахариды, продукты гидролиза крахмала, сахарные спирты и подслащивающие вещества, не относятся к сахаридам.

Выяснения структуры некоторых природных подслащивающих веществ позволило разработать методы получения их путем синтеза, а не выделения из природного сырья. При этом сглаживается различие между понятиями «синтетическое» и «природное» вещество. Такие подслащивающие вещества нельзя однозначно отнести ни к первой, ни ко второй группе.

К природным подслащивающим веществам относят моно- и олигосахариды, продукты гидролиза крахмала, полиолы и подслащивающие вещества, не относятся к сахаридам.

ГЛЮКОЗА, ДЕКСТРОЗА, или виноградный сахар относится к группе моносахаридов. Как пищевая добавка глюкоза применяется для подслащивания безалкогольных и прохладительных напитков, некоторых видов кондитерских изделий, жевательной резинки. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам уровень допустимого суточного потребления глюкозы не установлен и спецификации не определены.

ФРУКТОЗА, ЛЕВУЛЕЗА, или фруктовый сахар в свободном состоянии содержится в зеленых частях растений, нектаре цветов, семенах, меде. Фруктоза является подслащивающим веществом для напитков и кондитерских изделий. Организмом фруктоза усваивается быстро, превращаясь в печени в гликоген. Приготовленные из нее сиропы не кристаллизуются. Она очень гигроскопична и является эффективным средством для поддержания требуемой влажности продуктов. Важным свойством фруктозы является способность усиливать вкус и аромат продуктов. Считают, что фруктоза может быть использована для производства диабетических продуктов в количестве 0,5…1,0 г на 1 кг массы тела человека.

ЛАКТОЗА, МОЛОЧНЫЙ САХАР входит в состав молока всех млекопитающих. Степень ее сладости по сравнению с сахарозой составляет 0,16. Растворимость лактозы в воде при температуре 20 С невысокая - примерно 20%. Из растворов повышенной концентрации выделяют кристаллы гидрата и альфа – лактозы. Используется лактоза в детском питании и для производства специальных кондитерских изделий.

СОРБИТ (Е 420) относиться к группе многоатомных спиртов – полиолов. Сладость сорбита составляет 0,6 от сладости сахарозы. По сравнению с глюкозой и фруктозой сорбит медленнее всасывается организмом человека, но усваивается практически полностью. В организме сорбит вначале окисляется до фруктозы. Установлено, что употребление сорбита способствует экономии в организме таких витаминов, как тиамин, пиридоксин и биотин. Сорбит используется в диетических плодоовощных консервах, кондитерских изделиях и безалкогольных напитках.

КСИЛИТ (Е 967) – пятиатомный спирт, представляет собой кристаллическое вещество белого цвета. Он быстро усваивается и не оказывает на процентное содержание сахара в крови. Однако, при приеме ксилита возможен кратковременный подъем содержания сахара в крови, быстро сменяющей падением до нормального уровня. При приеме ксилита в больших количествах – до 50 г в сутки более может наблюдаться расстройство кишечника, в связи, с чем в этих дозах ксилит может рассматриваться и как послабляющее средство.

Степень сладости ксилита по сравнению с сахарозой 0,85…1,2. Поэтому ксилит используется при производстве кондитерских изделий для больных сахарным диабетом и ожирением. Содержание ксилита в пищевых продуктах не нормируется, а его добавление в соответствии с рецептурами.

Применяют ксилит также в производстве диетических плодоовощных консервов, хлебобулочных изделий, безалкогольных газированных напитков. В Финляндии, где организованно производство ксилита из березовой коры, на основании длительных клинических исследований установлено, что ксилит оказывал положительное влияние 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. Поэтому продукты с ксилитом не подвергаются микробиологическому разложению.

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

МИРАКУЛИН. В 60-х годах нашего столетия возрос интерес к подслащивающим веществам, представляющим собой природные белки. Это было обусловлено тем, что возникла необходимость в подслащивающих веществах высокой сладости и не обладающих питательной ценностью.

…Миракулин представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 42 000…45 000. В белковой части он содержит 373 аминокислоты. Однако, из-за предполагаемой хронической токсичности миракулин запрещен к применению.

ГЛИЦИРИЗИН (Е958). Сведения о глициризине (сладкое дерево, лакрица) имеются уже в папирусах Египта. Его получают из корней сладкого дерева Glycyrrhiza glabra, произрастающего на юге Европы и в Средней Азии. Корень содержит 6…14 % глициризина.

Противоточным экстрагированием из корней сладкого дерева получают экстракты, которые находят применение при производстве сигарет, табака, в кондитерской промышленности.

Глициризин в 50…100 раз слаще сахарозы, ему присущи специфические привкус и запах, что ограничивает его применение. Это вещество разрешено к применению в качестве пищевой добавки в России. В странах Европейского сообщества оно не разрешено к применению или не упоминается в официальных документах.

СТЕВИОЗИД. Растение Stevia rebaudiana, произраставшее первоначально в Парагвае, было известно местным жителям, использовавшим его листья для подслащивания напитков. Впоследствии это растение стали культивировать в Китае, Японии, Корее. Сладкий кристаллический гликозид, выделенный из листьев этого растения, получил название стевиозид. Из 1 кг листьев можно получить 65 г вещества.

Стевиозид представляет собой белый, кристаллический, гигроскопический порошок с температурой плавления 196…198°С, легко растворимый в воде. Стевиозид примерно в 300 раз слаще сахарозы. Небольшое его количество вызывает ощущение приятного сладкого вкуса, большое-ощущение вначале сладкого, затем горького вкуса. При нагревании стевиозид неустойчив. Разрешен к применению во всех странах.

Синтетические подслащивающие вещества

Начало исследований синтетических подслащивающих веществ восходит к 1879 г., когда Фальберг случайно обнаружил, что сахарин обладает интенсивным сладким вкусом. В 1889 г. была описана 4-этоксифенил-мочевина. К настоящему времени синтезированный сотни органических соединений интенсивного сладкого вкуса.

Необходимость исследований в этой области была вызвана экономическими проблемами (недостаток сахара и все возрастающая потребность в нем), с одной стороны, и проблемами здравоохранения (увеличивающееся число больных диабетом)- с другой. Если сахар является пищевым продуктом, то синтетические сладкие вещества представляют собой низкоэнергетические (низкокалорийные) сенсорные добавки*, используемые при приготовлении пищи для больных диабетом и для создания различных специальных диет, пищевых продуктов из новых источников сырья (численность населения на земном шаре вызывает необходимость изыскивать новые источники сырья для получения пищевых продуктов), таких например, как рыбная мука, морские водоросли и т.д., а кроме того, в фармацевтике и косметике.

Синтетическим сладким веществам присущи характерные св-ва. Так, в случае применения синтетических сладких веществ в пищевых продуктах и напитках их сенсорные св-ва должны проявляться в течение 1-2 с. Это делает возможным использование их для подавления горького и других неприятных вкусовых ощущений, называемых лекарственными препаратами.

-они должны быть химически инертными со всеми природными и другими химическими соединениями, содержащимися в пищевых продуктах, в которые они добавляются;

-быть термически устойчивыми;

-хорошо растворяться в воде или в жирах в зависимости от направления использования;

-быть физиологически безвредными, нетоксичными, для них обязательна биотрансформация и полное выведение из организма.

Ниже приведены характеристики наиболее распространенных синтетических подсластите лей:

САХАРИН (Е954) представляет собой орто-сульфамид бензойной кислоты. Сахарин в 300…550 раз слаще сахарозы. Обычно он используется в виде натриевой соли, сладость которой в 500 раз больше сладости сахарозы. Сахарин, как сладкое вещество, имеет определенное преимущество, которое связано с тем, что при концентрациях выше 0,035% сахарин оставляет во рту выраженный горький привкус. При дальнейшем повышении концентрации ощущение сладости не возрастает. При варке, особенно кислых блюд, сахарин медленно разлагается с отщеплением имидогруппы и образованием орто-сульфобензойной кислоты, имеющий неприятный привкус фенола.

Сахарин быстро проходит через желудочно-кишечный тракт и до 98% его выводится из организма. Он используется при производстве пищевых продуктов для больных сахарным диабетом - диетических сыров, напитков и жевательной резинки. В России применение сахарина и его солей разрешено.

ЦИКЛАМАТЫ (Е952).Цикламаты как подслащивающие вещества открыты случайно в 1937 г. ученым М.Сведа при изучении свойств производных аминосульфоновой кислоты. При попадании цикломата на сигарету он обнаружил, что она приобрела сладкий вкус. В 1940г. цикламаты были запатентованы как подслащивающие вещества. Сладость цикламатов в 30 раз выше, чем у сахарозы. Граничная концентрация для раствора цикломата составляет 1%, при более высокой концентрации повышение степени слабости не обнаруживается. Цикламаты стабильны при варке, выпечке хорошо растворимы в воде. Используются в кондитерской промышленности и при производстве напитков.

Исследования острой и хронологической токсичности цикламатов показали, что потенциальной токсичностью обладают метаболиты цикламатов-циклогексамины. Они образуются в результате бактериальной деятельности в тонком кишечнике, 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 в России. Комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил допустимое суточное поступление кальциевой и натриевой солей цикламата на уровне 0…11мг/кг массы тела. Однако, подчеркивается необходимость проведения дальнейших исследований превращения цикламатов циклагексамин в человеческом организме.

АСПАРТАМ (Е 951) -метиловый эфир N-L-L аспартил-L-фенилаланина. Он является первым неуглеводным подслащивающим веществом, полученным промышленным способом. Сладость аспартама в 200 раз выше, чем у сахарозы. Высокие температуры, например, при выпечке или жарении, приводят к разложению аспартама на составляющие аминокислоты и дикетопиперазин и 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 сут: pH 4,2, температура 25°С. Увеличение температуры и сроков хранения, изменение pH приводят к распаду аспартама. Аспартам обладает способностью усиливать естественный вкус и аромат пищевых продуктов, особенно цитрусовых соков и напитков. Он не вызывает кариеса зубов. Являясь аминокислотой аспартам полностью метаболизируется организмом. Комплексные гигиенические и токсикологические исследования показали безвредность аспартама для человеческого организма. Допустимые суточное потребление составляет 40 мг /кг массы тела. Аспартам разрешен к применению практически во всех странах мира.

Многие фирмы выпускают аспартам под торговой маркой Nutra sweet («Нутра Свит»). Используется как пищевая добавка в более чем 5 тыс. наименованиях продуктов. Практически не содержит калорий, поэтому пригоден для всех возрастных групп, включая больных сахарным диабетом.

АЦЕСУЛЬФАМ КАЛИЯ (Е 950) –представитель гомологического ряда оксатиацинондиоксидов. Белый кристаллический порошок, не гигроскопичен, стабилен при хранении. Водные растворы ацесульфамана калия термо - и кислоустойчивы. Пищевые продукты, подслащенные им, можно подвергать стерилизации. Сладость ацесульфамана в 200 раз выше сладости сахарозы.

Ацесульфам калия безвреден для человеческого организма. Комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлено временное суточное потребление 0..15 мг/кг массы тела производят под торговой маркой «Sunett».

ПРИРОДНЫЕ ПОДСЛАСТИТЕЛИ И САХАРИСТЫЕ КРАХМАЛОПРОДУКТЫ.

Первыми из сладких веществ, употребляемых человеком, были мед, соки и плоды растений. Основное сладкое вещество, используемое человеком, - сахароза.

Остановимся на известных с глубокой древности подслащивающих продуктах: меде, солодовом экстракте, а также лактозе.

Мед – продукт переработки цветочного нектара медоносных цветов пчелами. Мед содержит 75% моно- и дисахаридов, в том числе около 40% фруктозы, 35%глюкозы и 2% сахарозы, крахмала 5,5% из витаминов (мг на 100г): С-2, В6-0,10, фолацин – 15,00 (мкг), в незначительном количестве – В1,В2, В6; из микроэлементов (мкг): железо – 800, йод –2,0, фтор –100, остальные – в незначительном количестве; органических кислот 1,2%. Состав, цвет, аромат меда во многом определяются растениями, с которых был получен нектар пчелами. Мед с глубокой древности использовался и в питании, и в качестве лекарства. Сегодня мед применяется в кондитерской и хлебопекарной промышленности, при изготовлении напитков, непосредственно в пищу.

Лактоза – молочный сахар. Дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Используют в детском питании и для производства специальных кондитерских изделий, в медицине.

Солодовый экстракт – водная вытяжка из ячменного солода. Смесь, состоящая из моно- и олигосахаридов (глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы и др.), белков, минеральных веществ, ферментов. Содержание сахарозы в нем достигает 5%. Используется в кондитерской промышленности, при производстве продуктов детского питания.

В пищевой промышленности для придания продуктам сладкого вкуса используют разнообразные сахаристые крахмалопродукты, получаемые путем гидролиза крахмала (частичного или полного), иногда с последующей модификацией отдельных компонентов гидролиза. К первой группе относят продукты частичного гидролиза-крахмальные патоки (низкоосахаренная, карамельная, высокоосахаренная, мальтозная, глюкозомальтозная), а также мальтодекстрины, а ко второй группе-продукты полного гидролиза крахмала с возможной их модификацией. Они включают моногидратную и ангидридную глюкозу, фруктозу, глюкозные, глюкозхно-фруктозные сиропы с различным содержанием фруктозы.

Все большее распространение получают сахаристые продукты, вырабатываемые непосредственно из зернового сырья без выделения крахмала (зерновые сиропы, сладкие углеводные добавки).

Значительный рост производства сахаристых крахмалопродуктов, особенно глюкозофруктозных сиропов, связан с их сладким вкусом, хорошей усвояемостью и экономической выгодой. Следует также помнить, что в пищевых продуктах они одновременно выполняют функции структурообразовательной, наполнителей, источников сухих веществ, а многие и консервантов.

Смешанные подслащивающие вещества

Заменить сахарозу будет очень трудно, так как ее вкус считается естественно сладким, а все остальные подслащивающие вещества имеют сладость искусственную, неприродную.

Для регулирования вкуса подслащивающих веществ применяют смеси, которые отличаются:

синергизмом двух или нескольких применяемых в смеси веществ;

изменением вкуса при добавлении органических и минеральных веществ, обладающих определенными вкусовыми свойствами;

усилением вкуса за счет различных добавок.

Большую часть смесей подслащивающих веществ готовят с применением сахарина. При этом его горечь перекрывается, а сладкий вкус усиливается в отдельных случаях в результате применения других веществ (фруктозы, гидролизов крахмала, лактозы, D-галактозы, глицина, глутаминовой кислоты, солей лимонной кислоты, хлорида натрия и кальция, сульфата магния, цикламатов и т.д.)

В качестве так называемых объемных наполнителей применяют соли органических кислот или гидраты

Некоторые варианты сочетания подсластителей

Высокий коэффициент сладости (К_сл) позволяет, применяя их, производить низкокалорийные дешевые диетические продукты, полностью или частично лишенные легкоусвояемых углеводов.

Тема 13. Вкусоароматические добавки и натуральные эфирные масла. Характеристика пищевых ароматизаторов. Натуральные ароматизаторы. Идентичные натуральным. Искусственные ароматизаторы. Жидкие и порошкообразные ароматизаторы. Качество и стойкость ароматизаторов. Эфирные масла. Сырьё и получение эфирных масел. Качество и стойкость эфирных масел. Применение ароматизаторов и эфирных масел в пищевой промышленности. Физиологическая безопасность. Условия хранения.

К этой группе пищевых добавок относятся вещества, которые при добавлении в пищевые продукты усиливают их природные вкусовые свойства, а также восстанавливают, «освежают», «оживляют» эти свойства, ослабленные в процессе хранения пищевого продукта. Таким веществами являются производные глутаминовой, гуаниловой, инозиновой кислот, рибонуклеотиды и производные мальтола. Внесение их в продукты питания или на стадии технологического процесса, или непосредственно в пищу перед ее употреблением восстанавливают природные вкусовые свойства продуктов, которые могли быть частично утрачены при их приготовлении или в ходе кулинарной обработки.

В Российской Федерации разрешены к применению 22 таких соединения (табл.13), их иногда называют «оживители» вкуса.

Таблица 13

Усилители вкуса и аромата, разрешённые к применению в Российской Федерации*

Е620 Глутаминовая кислота [ L(+)-]

Е621 Глутамат натрия однозамещённый

Е622 Глутамат калия однозамещённый

Е623 Глутамат кальция

Е624 Глутамат аммония однозамещённый

Е625 Глутамат магния

Е626 Гуаниловая кислота

Е627 5’ – Гуанилат натрия двухзамещенный

Е628 5’ – Гуанилат калия двухзамещенный

Е629 5’ - Гуанилат кальция

Е630 Инозиновая кислота

Е631 5’ – Инозинат натрия двухзамещенный

Е632 Инозинат калия

Е633 5’ – Инозинат кальция

Е634 5’ – Рибонуклиотиды кальция

Е635 5’ – Рибонуклиотиды натрия двузамещённые

Е636 Мальтол

Е637 Этилмальтол

Е640 Глицин

Е641 L – Лейцин

Е642 Лизина гидрохлорид

Е906 Бензойная смола

ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА (Е 620) и ЕЁ СОЛИ (Е 621 – Е 625). Глутаминовую кислоту и её соли добавляют в готовые блюда и кулинарные изделия, в концентраты и консервы.

Соли глутаминовой кислоты усиливают вкусовые восприятия, влияя стимулирующим образом на окончания вкусовых нервов и вызывая при этом «ощущения удовлетворения». Это свойство получило название «глутаминовой эффект». В наибольшей степени глутаматы усиливают горький и солёный вкус, сладкий вкус усиливается в наименьшей степени.

Глутаминовой эффект проявляется и в свежесобранных фруктах и овощах, свежем мясе и некоторых других продуктах, так как наличие в них даже небольших количеств глутаминовой кислоты и её солей влияет на особенности их вкуса и аромата. Снижение содержания глутаминовой кислоты и её производных при хранении свежих продуктов, в процессе их переработки, в том числе кулинарной обработки, связывается на вкусе и аромате этих продуктов. Дополнительное внесение глутаминовой кислоты, особенно её натриевой соли, частично восстанавливает этот вкус. Оптимальное влияние глутаминовой кислоты и её солей проявляется в слабокислой среде (рН 5 – 6,5), при дальнейшем снижении рН среды глутаминовый эффект исчезает. Производные глутаминовой кислоты оказывают консервирующее действие, замедляя окисление жиров в продуктах животноводства, маргариновой продукции.

Глутаминовую кислоту и её соли добавляют в концентраты и консервы, кулинарные изделия, готовые блюда. Суточное потребление 1,5 г, максимальный уровень в продуктах питания 10,0 мг/кг.

В Японии глутамат натрия, известный под маркой «Аджино мото» (с яп. – сущность вкуса), успешно применяется в производстве маргарина для улучшения вкуса и увеличения срока хранения. В некоторых странах, особенно на Востоке, глутамат натрия вводится в некоторые блюда, непосредственно перед едой. Так, в Китае выпускается препарат соевых бобов, содержащий до 90 % чистого глутамата натрия, известный под торговой маркой «Vei Su» (Вей - Шу).

Применение глутаминовой кислоты оказывает положительный эффект в клинической практике при лечении атеросклероза сосудов головного мозга. В продуктах детского питания её применение недопустимо.

В России разрешено применение глутаминовой кислоты (Е 620) и глутамата натрия (Е 621), в странах Европы помимо этих препаратов также разрешено применение глутамата калия (Е 624) и глутамата магния (Е 625).