9.5. Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевого сырья и готовых продуктов
Порча пищевого сырья и готовых продуктов является результатом сложных физико-химических и микробиологических процессов: гидролитических, окислительных, развития микробиальной флоры. Они тесно связаны между собой, возможность и скорость их прохождения определяются многими факторами: составом и состоянием пищевых систем, влажностью, рН среды, активностью ферментов, особенностями технологии хранения и переработки сырья, наличием в растительном и животном сырье антимикробных, антиокислительных и консервирующих веществ.
Порча пищевых продуктов приводит к снижению их качества, ухудшению органолептических свойств, накоплению вредных и опасных для здоровья человека соединений, резкому сокращению сроков хранения. В итоге продукт становится непригодным к употреблению.
Употребление в пищу испорченных продуктов, атакованных микроорганизмами и содержащих токсины, может привести к тяжелым отравлениям, а иногда и к летальным исходам. Значительную опасность
439
представляют живые микроорганизмы. Попадая с пищей в организм человека, они могут привести к тяжелым пищевым отравлениям. Порча пищевого сырья и готовых продуктов приводит к громадным экономическим потерям. Поэтому обеспечение качества и безопасности пищевых продуктов, увеличение сроков их хранения, уменьшение потерь имеют громадное социальное и экономическое значение. Следует также помнить, что производство основного сельскохозяйственного сырья (зерна, масличного сырья, овощей, фруктов и т. д.) носит сезонный характер, оно не может быть сразу переработано в готовые продукты и требует значительных усилий и затрат для сохранения.
Необходимость в сохранении (консервировании) собранного урожая, добычи, полученной в результате охоты или рыболовства, собранных ягод и грибов, а также продуктов их переработки, возникла у человека с давних времен. Он давно обратил внимание на ухудшение орга-нолептических свойств хранящихся продуктов, их порчу и стал искать пути эффективного их хранения и консервирования. Сначала это были сушка и засолка, применение специй, уксуса, масла, меда, соли (соление продуктов), сернистой кислоты (для стабилизации вина). В конце XIX — начале XX в. с развитием химии начинается применение химических консервантов: бензойной и салициловой кислот, производных бензойной кислоты. Широкое распространение консерванты получили в конце XX в.
Другим важным направлением сохранения сырья и пищевых продуктов является замедление окислительных процессов, протекающих в жировой фракции, с помощью антиоксидантов.
Сохранность пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов достигается и другими способами: снижением влажности (сушкой), применением низких температур, нагреванием, засолкой, копчением. В настоящей главе мы остановимся только на применении пищевых добавок, которые защищают продукты от порчи, продлевая срок их хранения.
440
439 :: 440 :: Содержание
440 :: 441 :: 442 :: 443 :: 444 :: 445 :: 446 :: 447 :: Содержание
Консерванты
Консерванты — вещества, продлевающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызванной микроорганизмами (бактерии, плесневые грибы, дрожжи, среди которых могут быть патогенные и непатогенные виды). Функциональный класс 18 (см. табл. 9.1).
В настоящем разделе мы остановимся только на химических консервантах, добавляя которые удается замедлить или предотвратить развитие микрофлоры: бактерий, плесневых грибов, дрожжей и других микроорганизмов, или замедлить обмен веществ в них, а следовательно,
440
продлить сохранность продуктов питания. Антимикробные вещества могут оказывать бактерицидное действие (убивать, уничтожать бактерии) или бактериостатическое (останавливать, замедлять рост и размножение бактерий, не уничтожая в то же время их полностью), фунгистатическое (угнетающее грибы) или фунгицидное (убивающее грибы) действие. Список консервантов, разрешенных для применения в Российской Федерации, приведен ниже:
Сорбиновая кислота ......... | Е200 |
Сорбат натрия .............. | Е201 |
Сорбат калия ............... | Е202 |
Сорбат кальция ............. | Е203 |
Гептиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты ..... | Е209 |
Бензойная кислота .......... | Е210 |
Бензоат натрия ............. | Е211 |
Бензоат калия .............. | Е212 |
Бензоат кальция ............ | Е213 |
Этиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты ..... | Е214 |
Этиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты натриевая соль ........... | Е215 |
Пропиловый эфир парагидрокси бензойной кислоты ................. | Е216 |
Пропиловый эфир парагидрокси бензойной кислоты натриевая соль .... | Е217 |
Метиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты ..... | Е218 |
Метиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты натриевая соль ............ | Е219 |
Серы диоксид .............. | Е220 |
Сульфит натрия ............ | Е221 |
Гидросульфит натрия ....... | .Е222 |
Пиросульфит натрия ....... | .Е223 |
Пиросульфит калия ........ | Е224 |
Сульфит калия ............ | .Е225 |
Сульфит кальция .......... | .Е226 |
Гидросульфит кальция ...... | .Е227 |
Бисульфит калия ........... | .Е228 |
Дифенил .................. | .Е230 |
орто-Фенилфенол ......... | .Е231 |
орто-Фенилфенола натриевая соль .................... | .Е232 |
Низин .................... | Е234 |
Пимарицин ............... | Е235 |
Муравьиная кислота ....... | .Е236 |
Формиат натрия ........... | .Е237 |
Формиат кальция .......... | .Е238 |
Гексаметилентетрамин ...... | .Е239 |
Гваяковая смола ........... | .Е241 |
Диметилдикарбонат ........ | .Е242 |
Нитрит калия .............. | .Е249 |
Нитрит натрия ............. | .Е250 |
Нитрат натрия ............. | .Е251 |
Нитрат калия .............. | Е252 |
Уксусная кислота .......... | Е260 |
Ацетат калия .............. | Е26П |
Диацетат калия ............ | Е26Ш |
Их эффективность, способы применения зависят от их химической природы, концентрации, часто от рН среды. Многие консерванты более эффективны в кислых средах; для снижения рН среды иногда добавляют пищевые кислоты (уксусную, яблочную, молочную, лимонную и другие). При низкой концентрации отдельных консервантов они могут
441
использoваться микроорганизмами в качестве дополнительного источника углерода и, наоборот, способствовать размножению последних.
Спектр антимикробного действия конкретного консерванта различен. Эффективность некоторых консервантов по отношению к микроорганизмам приведена в таблице 9.18.
Таблица 9.18. Эффективность некоторых консервантов по отношению к микроорганизмам
Консервант | Бактерии | Дрожжи | Плесневые грибы |
Нитриты | ++ | - | - |
Сульфиты | ++ | ++ | + |
Муравьиная кислота | + | ++ | ++ |
Пропионовая кислота | + | ++ | ++ |
Сорбиновая кислота | ++ | +++ | +++ |
Бензойная кислота | ++ | +++ | +++ |
Оксибензоаты | ++ | +++ | +++ |
Дифенил | - | ++ | ++ |
Примечание: — неэффективен; + малая эффективность; ++ средняя эффективность; +++ высокая эффективность.
Учитывая разное отношение отдельных консервантов к плесневым грибам, дрожжам и бактериям, в ряде случаев целесообразно использовать смесь нескольких консервантов.
Практический интерес представляет сочетание бензойной и сорбиновой кислот и сернистой кислоты, в первую очередь для продуктов растительного происхождения. Необходимо также учитывать особенности пищевых продуктов, в которые они вносятся. Нет универсальных консервантов, которые были бы пригодны для всех пищевых продуктов.
Эффективность действия консерванта тесно связана с концентрацией; его следует применять на начальной (линейной) стадии размножения микроорганизмов; это позволяет снизить дозы его внесения и не создает иллюзий мнимосвежего состояния уже испорченных продуктов. Применение консервантов недопустимо при нарушении производственной гигиены, получения продуктов в антисанитарных условиях.
В таблице 9.19 приводятся данные по применению консервантов в различных продуктах.
Консерванты часто применяются в сочетании с физическими способами консервирования (нагревание, сушка, низкие температуры, облучение и т. д.); это приводит к экономии энергетических затрат. При
442
Таблица 9.19. Консерванты, обычно применяемые для наиболее важных групп продуктов
Группа продуктов | Нитраты, нитриты | Диоксид серы | Сахароза | Гексаметилентетрамин | Уксусная кислота | Пропионовая кислота | Сорбиновая кислота | Бензойная кислота | n- Гидроксибензонаты | Дифенил, α-фенилфенол, тиабендазол |
Жировые эмульсии | - | - | - | - | - | - | ++ | + | - | - |
Сыры | (+) | - | - | (+) | - | + | ++ | (+) | (+) | - |
Мясопродукты | ++ | (+) | - | - | - | - | + | - | (+) | - |
Рыбопродукты | + | - | - | (+) | ++ | - | + | + | (+) | - |
Овощная продукция | - | + | (+) | - | ++ | - | ++ | ++ | - | - |
Фруктовая продукция | - | ++ | ++ | - | + | - | ++ | ++ | - | (+) |
Безалкогольные напитки | - | ++ | ++ | - | - | - | ++ | ++ | - | - |
Вино | - | ++ | - | - | - | - | ++ | - | - | - |
Хлебобулочные изделия | - | - | ++ | - | - | ++ | ++ | - | - | - |
Кондитерские изделия | - | - | ++ | - | - | - | ++ | (+) | (+) | - |
Примечание: Консервант применяется: ++ часто; + реже; (+) в исключительных случаях; — не приняется
выборе консерванта необходимо руководствоваться некоторыми общими правилами.
Консервант должен:
— иметь широкий спектр действия;
— быть эффективным против микроорганизмов, содержащихся в данной пищевой системе;
— оставаться в продукте в течение всего срока хранения;
— предупреждать образование токсинов;
— не оказывать влияния на органолептические свойства пищевого продукта;
— быть технологичным (простым в применении);
— быть дешевым.
Консервант не должен:
— быть физиологически опасным;
— вызывать привыкания;
— реагировать с компонентами пищевой системы;
443
— создавать экологические и токсикологические проблемы в ходе технологического потока;
— влиять на микробиологические процессы, предусмотренные при производстве отдельных пищевых продуктов данной технологией.
Остановимся подробнее на некоторых консервантах. Диоксид серы, соли сернистой кислоты. Это одна из наиболее распространенных групп консервантов.
SO2 — диоксид серы, сернистый газ, сернистый ангидрид | ... Е220 |
Na2SO3 — сульфит натрия | ... Е221 |
K2SO3 — сульфит калия | ... Е225 |
CaSO3 — сульфит кальция | ... Е226 |
NaHSO3 — гидросульфит натрия, бисульфат натрия . | ... Е228 |
KHSO3 — гидросульфит калия, бисульфат калия | ... Е227 |
Ca(HSO3)2 — гидросульфит кальция | ... Е222 |
Na2S2O 5 — пиросульфит натрия, метасульфат натрия | ... Е223 |
K2S2O 5 — пиросульфит калия | ... Е224 |
SO2 — газ, хорошо растворимый в воде. Сульфиты — белые кристаллические вещества, за исключением сульфита кальция, также хорошо растворимы в воде.
Использование сернистого газа для окуривания бочек и обработки вина известно с давних времен.
Диоксид серы и соли сернистой кислоты проявляют антибактериальное действие. Действие против дрожжей и плесневых грибов выражено слабее. Применяется как промежуточный консервант при получении многих продуктов из фруктов и ягод, с последующим удалением при нагревании и вакуумировании.
Используется для сохранения соков, плодоовощных пюре, повидла, в виноделии и т. д. Сульфиты — ингибиторы дегидрогеназ. Применяются в качестве отбеливающего материала, предохраняющего очищенный картофель, разрезанные плоды и овощи от потемнения, тормозят реакцию Майяра. Сернистый газ разрушает витамин В1 (тиамин) и биотин, поэтому применение его для стабилизации ряда продуктов нежелательно. Допустимая суточная доза (в пересчете на SO2) — 0,35 мг, условно допустимая — 0,35—1,5 мг/кг массы тела.
Сорбиновая кислота и ее соли. Сорбиновая кислота — белое кристаллическое вещество со слабым запахом, трудно растворимое в воде, хорошо — в этиловом спирте. Соли сорбиновой кислоты — сорбаты — хорошо растворимы в воде (за исключением сорбата кальция — растворимость вводе 1,2 г).
444
СН3— СН=СН— СН=СН— СООН — сорбиновая кислота | . . Е200 |
CH3-CH=CH-CH=CH-COONa - сорбат натрия | . . Е201 |
СН3-СН=СН-СН=СН-СООК - сорбат калия | . . Е202 |
(СН3-СН=СН-СН=СН-СОО)2Са - сорбат кальция | . . Е203 |
Сорбиновая кислота и ее соли проявляют, в первую очередь, фунгистатическое действие, подавляя развитие дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинообразующие, благодаря способности ингибировать дегидрокиназу. Она не подавляет рост молочно-кислой флоры, поэтому часто используется в смеси с другими консервантами.
Сорбиновая кислота и ее калиевые, натриевые и кальциевые соли применяются в качестве консервантов при производстве фруктовых, овощных, рыбных и мясных изделий, маргаринов, безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков. Антимикробные свойства этой добавки мало зависят от рН среды. Используются для обработки материала, в который упаковывают пищевые продукты.
Бензойная кислота и ее соли (бензоаты). Бесцветные кристаллы или белые порошки. Бензойная кислота С6Н5СООН ограниченно растворима в воде, бензоаты хорошо растворимы.
Входит в состав некоторых плодов и является распространенным природным консервантом. Бензойная кислота применяется при изготовлении плодово-ягодных изделий, бензоаты — при производстве рыбных консервов, маргаринов, напитков. Антимикробное действие связано со способностью подавлять ферменты, осуществляющие окислительно-восстановительные реакции, и направлено, главным образом, против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинообразующие. Присутствие белков в пищевых системах ослабляет активность бензойной кислоты, а фосфатов и хлоридов— усиливает. Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде; в нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается. Для облегчения введения бензойной кислоты в жидкие пищевые продукты используют ее соли — бензоаты. При использовании бензоатов необходимо, чтобы рН пищевой системы был ниже 4,5, при этом бензоаты превращаются в свободную кислоту.
К группе производных пара-гидроксибензойной кислоты (парабены) относятся семь консервантов:
445
пара-гидроксибензойной кислоты гептиловый эфир | Е209 |
пара-гидроксибензойной кислоты этиловый эфир | Е214 |
пара-гидроксибензойной кислоты этилового эфира натриевая соль | Е215 |
пара-гидроксибензойной кислоты пропиловый эфир | Е216 |
пара-гидроксибензойной кислоты пропилового эфира натриевая соль | Е217 |
пара-гидроксибензойной кислоты метиловый эфир | Е218 |
пара-гидроксибензойной кислоты метилового эфира натоиевая соль | Е219 |
Эти вещества входят в состав растительных алкалоидов и пигментов. Все эфиры пара-гидроксибензойной кислоты обладают большим бактерицидным действием, чем бензойная кислота, и значительно менее токсичны. Они не способны к диссоциации, поэтому их антимикробное действие не зависит от рН среды. Эффективны в нейтральной и слабокислой среде, эффективность растет с увеличением алкильного радикала. Изменяют вкус пищевых продуктов, выраженные спазмалитики. Их антимикробное действие основано на замедлении усвоения глюкозы и про-лина, нарушении комплексной структуры клеточной мембраны. Допустимая суточная доза — 10 мг/кг массы тела.
Муравьиная кислота (Е236) и ее соли (формиаты натрия Е237 и кальция Е238) применяются также в качестве солезаменителей (вкусовых веществ). Консервирующее действие муравьиной кислоты известно более ста лет. Для консервирования применяют водные растворы кислоты и формиатов. Муравьиная кислота НСООН из-за высокой константы диссоциации применяется для консервирования только сильнокислых продуктов (рН ниже 3,5). В слабокислой и нейтральной среде формиаты не оказывают антимикробного действия. Действует преимущественно против дрожжей и некоторых бактерий. Плесневые грибы и молочные бактерии устойчивы к действию муравьиной кислоты. Она заметно влияет на вкус и запах пищевых продуктов, добавляется, главным образом, во фруктовые полуфабрикаты. В последнее время ее использование значительно сократилось.
446
Уксусная кислота ледяная (Е260) и ее соли (ацетаты): ацетат калия Е261; ацетат натрия Е262. Использование уксуса для консервирования пищевых продуктов — один из наиболее старых способов консервирования. В зависимости от сырья, из которого получают уксусную кислоту, различают винный, фруктовый, яблочный, спиртовой уксус и синтетическую уксусную кислоту. Наряду с уксусной кислотой СН3СООН и ее солями применение находят диацетаты натрия и калия. Эти вещества состоят из уксусной кислоты и ацетатов в молярном соотношении 1:1. Уксусная кислота — бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой во всех отношениях. Диацетат натрия — белый кристаллический порошок, растворимый в воде, с сильным запахом уксусной кислоты.
Уксусная кислота не имеет законодательных ограничений, ее действие основано, главным образом, на снижении рН консервируемого продукта, проявляется при содержании выше 0,5% и направлено, главным образом, против бактерий. Применяется в майонезах, соусах, при мариновании рыбной продукции и овощей, ягод и фруктов. Уксусная кислота широко применяется как вкусовая добавка.
Пропионовая кислота СН3—СН2СООН (Е280) и ее соли (пропиона-ты натрия Е281, калия Е283, кальция Е282). В пищевой промышленности используются, главным образом, соли пропионовой кислоты. Антимикробное действие пропионовой кислоты сильно зависит от рН консервируемого продукта; она может использоваться для консервирования пищевых продуктов с высоким значением рН. Более слабое антимикробное действие, по сравнению с другими консервантами. Применяется в сыроделии, хлебопечении. Влияет на запах и вкус пищевых продуктов.
Уротропин (гексаметилентетрамин) C6H12N4(E239) — применяется для консервирования ограниченного числа продуктов. В России — икра лососевых рыб. ДСД — 0,15 мг/кг массы тела.
Дифенил С12Н10 (Е230). Обладает сильными фунгистатическими свойствами, задерживает развитие плесневых грибов.
Применяют для продления срока хранения цитрусовых (погружение в 0,5— 1,0%-й раствор или пропитывание им оберточной бумаги). В РФ разрешена реализация импортных цитрусовых плодов, обработанных этим консервантом.
Сантохин применяется для увеличения сроков хранения яблок, поверхность которых обрабатывается 0,05—0,3%-м водно-спиртовым раствором сантохина.
Важным и широко применяющимся консервантом является хлористый натрий (поваренная соль) NaCl, который используют для консервирования мяса, рыбы и других продуктов.
447
440 :: 441 :: 442 :: 443 :: 444 :: 445 :: 446 :: 447 :: Содержание
448 :: 449 :: Содержание
Антибиотики
Особую группу пищевых добавок, замедляющих порчу пищевых продуктов (мяса, рыбы, птицы, овощей и т. д.), составляют антибиотики. Антибиотики, разрешенные для применения с медицинскими целями, не допускаются для использования при изготовлении пищевых продуктов и полуфабрикатов. Применение антибиотиков позволяет сохранить пищевое сырье и некоторые виды пищевых продуктов более длительное время, иногда продлить их срок хранения в 2—3 раза. Вместе с тем, использование антибиотиков может привести к нежелательным последствиям, в том числе к нарушению нормального соотношения микроорганизмов желудочно-кишечного тракта. Обычно антибиотики применяют для обработки свежих, скоропортящихся продуктов (мясо, рыба, свежие растительные продукты).
Технологические приемы применения антибиотиков различны: погружение пищевого продукта в раствор антибиотиков на ограниченный срок, орошение поверхности пищевого продукта раствором антибиотиков различной концентрации, введение антибиотиков перед забоем животных и т. д.
Определенное распространение в пищевой промышленности получили антибиотики, добавляемые непосредственно в пищевой продукт: низин и пимарицин.
Низин (Е234) — C143H230 O37S7 — антибиотик полипептидного типа. Хорошо сохраняется в сухом виде. Низин чувствителен к действию протеолитических ферментов, ферментов слюны и пищеварительных ферментов, устойчив к сычужным ферментам. Низин получают культивированием определенных штаммов бактерий Lactococcus lactis. Низин имеет узкий спектр действия: эффективен исключительно против грамположительных бактерий, стрептококков, бацилл и некоторых анаэробных спорообразующих бактерий, снижает сопротивляемость спор термоустойчивых бактерий к нагреванию, что позволяет снизить температуру стерилизации, повысить качество пищевых продуктов. Применяется в сыроделии, при консервировании овощей и фруктов, для удлинения сроков хранения стерилизованного молока.
Пимарицин (Е235) — C33H47NO13; другие названия— натамицин, митроцин.
Получают культивированием Streptomyces natalensis. Оказывает антимикробное действие против дрожжей рода Candida, влияя на клеточные мембраны. Действует против дрожжей, плесневых грибов и не действует против бактерий, вирусов и актиномицетов, эффективен против грибков, поражающих кожу человека. Применяется в сыроделии для защиты поверхности сыров, в колбасном производстве.
448
449
448 :: 449 :: Содержание
449 :: 450 :: 451 :: 452 :: 453 :: 454 :: 455 :: 456 :: Содержание
Пищевые антиокислители
К пищевым антиокислителям (антиоксидантам) относятся вещества, замедляющие окисление в первую очередь ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов (функциональный класс 5). Этот класс пищевых добавок включает три подкласса с учетом их отдельных технологических функций: 1) антиокислители; 2) синергисты антиокислителей; 3) комплексообразователи.
Ряд соединений: лецитины — Е322; лактаты — Е325, Е326; Е327 и некоторые другие выполняют комплексные функции. Перечень антиокислителей, разрешенных для применения в РФ (СанПиН 2.3.2.1078—01), приведен ниже:
Аскорбиновая кислота | Е300 | Додецилгаллат | Е312 |
Аскорбат натрия | Е301 | Гваяковая смола | Е314 |
Аскорбат кальция | Е302 | Изоаскорбиновая кислота | Е315 |
Аскорбат калия | ЕЗОЗ | Изоаскорбат натрия | Е316 |
Аскорбилпальмитат | Е304 | Изоаскорбат калия | Е317 |
Аскорбилстеарат | Е305 | Изоаскорбат кальция | Е318 |
Концентрат смеси токоферолов | Е306 | Трет-бутилгидрохинон | Е319 |
Бутилгидроксианизол | Е320 | Альфа-токоферол | Е307 |
Бутилгидрокситолулол | Е321 | Гамма-токоферол синтетический | Е308 |
Лецитины | Е322 | Аноксамер | Е323 |
Дельта-токоферол синтетический | Е309 | Лактат натрия | Е325 |
Лактат калия | Е326 | Пропилгаллат | Е310 |
Лимонная кислота | Е330 | Окрилгаллат | Е311 |
449
Этилендиаминтетраацетат кальция-натрия | Е385 | Оксистеарин | Е387 |
Этилендиаминтетраацетат динатрий | Е386 | Глюкозооксидаза | Е1102 |
|
| Дигидрокверцетин | — |
|
| Кверцетин | — |
Использование антиокислителей дает возможность продлить срок хранения пищевого сырья, полупродуктов и готовых продуктов, защищая их от порчи, вызванной окислением кислородом воздуха.
Окисление масел и жиров — сложный процесс, идущий по радикально-цепному механизму. Начальными (первичными) продуктами окисления являются разнообразные по строению пероксиды и гидропероксиды. Они получили название первичных продуктов окисления. В результате их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны и кислоты с различной длиной углеродной цепи, а также их разнообразные производные. На скорость окисления влияют состав пищевых систем, в первую очередь — состав и строение липидной фракции, влажность, температура, наличие металлов переменной валентности, свет.
Действие большинства пищевых антиокислителей основано на их способности образовывать малоактивные радикалы, прерывая тем самым реакцию автоокисления.
Вещества, усиливающие действие антиокислителей, — синергисты — сами обычно не обладают антиокислительными свойствами. К ним относятся вещества, инактивирующие ионы тяжелых металлов с образованием комплексных соединений. В пищевых системах обычно протекает комплекс реакций, при этом синергисты могут проявлять свойства подлинных антиокислителей.
В общем виде механизм окисления жиров и действия антиокислителей может быть представлен следующим образом: свободный радикал R', образовавшийся из жирной кислоты или ее ацила, под влиянием ряда факторов, взаимодействуя с кислородом, образует пероксид-радикал
R' + O2 → ROO'
способный к взаимодействию с другой ненасыщенной жирной кислотой или ее ацилом R—H; при этом образуется новый свободный радикал и гидропероксид
ROO' + RH → ROOH + R'
Медленно протекающие на начальном этапе реакции по мере накопления гидропероксидов и их распада с образованием новых радикалов резко ускоряются:
450
2ROOH → ROO' + RO' + H2O
Введение антиоксиданта (АН) приводит к образованию новых радикалов А', отличающихся значительно большей стабильностью, чем радикалы R', что приводит к замедлению реакции, а в конечном итоге, при определенных условиях, к ее резкому торможению:
АН + R' → A' +RH
АН + ROO' → ROOH + А'
А' + R' → AR
Механизм действия конкретного антиокислителя представлен на рис. 9.12.
Рис. 9.12. Механизм действия антиокислителя: 1 — антиоксидант; 2,4 — фрагмент свободного радикала жирной кислоты, 3,5 — малоактивные радикалы, прерывающие цель окисления
Синергисты SH2 обладают способностью восстанавливать радикалы А', не реагируя с радикалами ROO'
SH2 + 2А → S + 2АН
451
Из природных антиокислителей необходимо, в первую очередь, отметить токоферолы (Е306—Е309), которые присутствуют в ряде растительных масел.
Токоферолы в виде смеси изомеров содержатся в растительных жирах (500—100 мг%): масле пшеничных зародышей, кукурузном, подсолнечном и других; в животных жирах их содержание невысоко. Из смеси токоферолов наибольшую E-витаминную и наименьшую анти-оксидантную активность проявляет α-токоферол, γ-токоферол — наоборот.
Токоферолы хорошо растворимы в маслах, устойчивы к действию высоких температур, их потери при технологической обработке не велики. Они являются важнейшими природными антиоксидантами.
Аскорбиновая кислота ЕЗОО, ее натриевая Е301, кальциевая Е302 и калиевая ЕЗОЗ соли применяются в качестве антиокислителей и синергистов при производстве различных пищевых продуктов.
Аскорбиновая кислота применяется для предотвращения окислительной порчи жировых продуктов, в частности маргарина, топленых жиров, действуя не непосредственно как антиоксидант, а, являясь в первую очередь синергистом, — восстанавливая фенольные соединения и связывая металлы.
Введение водорастворимых аскорбиновой кислоты и ее солей в жировые и другие пищевые продукты повышает, кроме того, их пищевую ценность.
Производные аскорбиновой кислоты — аскорбилпальмитат Е304 и аскорбилстеарат ЕЗОЗ — жирорастворимые антиоксиданты с С-витаминной активностью.
452
Эфиры аскорбиновой кислоты и высокомолекулярных жирных кислот эффективны при совместном использовании с лецитинами, токоферолами. Не влияют на вкус, запах и цвет пищевых продуктов.
Изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота Е315 и ее натриевая, калиевая и кальциевая соли (Е316, Е317, ЕЗ18) имеют более ограниченное применение, чем аскорбиновая кислота и ее производные. Не обладают витаминной активностью. Эриторбовая кислота и ее соли применяются в мясных продуктах из измельченного мяса, ветчинных изделиях, консервах. Максимальный уровень содержания в этих продуктах 500 мг в кг; в рыбных пресервах и консервах— 1500 мг/кг в пересчете на кислоту.
Производные галловой кислоты: пропилгаллат Е310, октилгаллат ЕЗ 11, додецилгаллат Е312.
Пропилгаллат — белый или светло-кремовый мелкокристаллический порошок без запаха, горьковатый на вкус. В присутствии ионов железа цвет
453
меняется на сине-фиолетовый, окраска устраняется добавлением лимонной кислоты. Плохо растворим в жирах. Октил- и додецилгаллаты — кристаллические вещества с горьким вкусом, растворимы в жирах и маслах, нерастворимы в воде. Производные галловой кислоты — хорошие анти-оксиданты. Основные синергисты— лецитин и лимонная кислота.
Галлаты применяются при производстве растительных и животных масел (используемых в приготовлении пищевых продуктов с применением высоких температур), кулинарных жиров, лярда, животного и рыбьего жиров, сухого молока, сухих смесей для тортов и кексов, сухих завтраков на зерновой основе, бульонных кубиков.
Гваяковая смола (Е314) — нерастворимая в воде смесь альфа-, бета-гваяковых кислот. Выделяется из произрастающего в тропиках дерева Guajacum offinales L или Guajacum sanctum L. Применяется для стабилизации животных жиров.
Широкое применение в качестве антиоксидантов нашли производные фенолов: трет-бутилгидрохинон; бутилгидроксианизол; бутилгид-рокситолуол.
трет-Бутилгидрохинон(ТБГХ; TBHQ;2-третбутил-1,4 диоксибензол) Е319. Бесцветное кристаллическое вещество, хороший антиоксидант, применяется для стабилизации растительных жиров, топленого масла, кулинарных жиров.
Бутилгидроксианизол (БОА; ВНА) Е320. Состоит из смеси двух изомеров: 2- и З-третбутил-4-гидроксианизолов. Один из наиболее часто применяемых антиоксидантов. Устойчив к высоким температурам, не растворим в воде. Применяется для стабилизации масел и жиров, топленых жиров, шпика соленого, сухого молока, смесей для кексов, концентратов супов. Активность возрастает в присутствии производных галловой кислоты, лимонной кислоты, аскорбиновой кислоты.
Бутилгидрокситолуол (ионол; ВНТ; БОТ) Е321 один из наиболее распространенных синтетических антиокислителей. Он применяется для
454
стабилизации растительных масел, топленого жира, кулинарных жиров. Ионол термостабилен и не разрушается при выпечке изделий, обработке конфетных масс.
Использование производных фенолов в производстве жиров позволяет значительно повысить их стойкость. Так, внесение бутилгидроксианизола в количестве 0,01% от массы лярда повышает его стойкость в 5—13 раз, внесение ионола в кулинарный жир повышает его стойкость в 10—12 раз. Производные фенолов вносятся в пищевые продукты исключительно в малых количествах, их эффективность тем больше, чем длинней индукционный период окисления. В то же время следует помнить, что все они задерживают процесс окисления жиров только ограниченное время.
Аноксомер Е323. Применяется для стабилизации топленого и растительных масел, кулинарных жиров. Термостабилен. Разрешен для применения в России.
Лецитины Е322. Антиокислители, эмульгаторы. Их строение и свойства были подробно рассмотрены ранее. Лецитины являются антиоксидантами и синергистами окисления масел и жиров.
Лактат натрия Е325 — синергист антиокислителя, влагоудерживающий агент; лактат калия Е326 — синергист антиокислителя, регулятор кислотности. Лактаты применяются в кондитерском производстве, при производстве мороженого.
Этилендиаминтетраацетат кальция-натрия Е385 — антиокислитель, консервант, комплексообразователь и Этилендиаминтетраацетат динатрий (трилон) Е386 — антиокислитель, консервант, синергист, комплексообразователь.
Соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) — это хорошие комплексообразователи, способные создавать стабильные комплексы с металлами, что позволяет использовать их для связывания следовых количеств металлов. Предупреждают окисление аскорбиновой кислоты в соках, потемнение картофеля, применяются для осветления вина. Стабильность комплексов ионов металлов с ЭДТА можно представить в виде следующего ряда:
Na+ < Са++ < Fe++< Co++< Zn++< Cu++< Pb++ < Fe+++
455
Кверцетин, дигидрокверцетин — производные флавонов, получают из коры дуба, лиственницы и из некоторых других растений. Обладают сильными антиокислительными свойствами, которые усиливаются в присутствии лимонной и аскорбиновой кислот. Применяются при изготовлении специальных жиросодержащих продуктов, для пропитки упаковочных материалов.
Лимонная кислота ЕЗЗО и ее соли — цитраты натрия Е331 (одно-, двух- и трехзамещенные), калия Е332 (двух- и трехзамещенный), кальция ЕЗЗЗ являются регуляторами кислотности, стабилизаторами и комплексообразователями.
Действие лимонной кислоты и ее солей основано на их способности связывать металлы с образованием хелатных соединений. Лимонная кислота обладает приятным, мягким вкусом; применяется в производстве плавленых сыров, кондитерских изделий, майонезов, маргаринов, рыбных консервов.
Винная кислота Е334 — синергист антиокислителей, комплексообразователь, соли винной кислоты — тартраты Е335, Е336, Е337 — комп-лексообразователи.
Глюкозооксидаза Е1102 — ферментный препарат, применяемый в качестве антиоксиданта.
Антиокислительные свойства проявляют также некоторые пряности и их экстракты: анис, кардамон, кориандр, укроп, фенхель, имбирь, красный перец. Некоторые из них повышают стойкость жиров в два, три раза.
456
449 :: 450 :: 451 :: 452 :: 453 :: 454 :: 455 :: 456 :: Содержание
456 :: 457 :: 458 :: 459 :: 460 :: Содержание
- Глава 1. Химия пищевых веществ и питание человека 10
- Глава 2. Белковые вещества 16
- Глава 4. Липиды (жиры и масла) 144
- Глава 9. Пищевые и биологически активные добавки 273
- Глава 10. Вода 359
- Глава 11. Безопасность пищевых продуктов 384
- Глава 12. Основы рационального питания 439
- Глава 1. Химия пищевых веществ и питание человека
- Глава 2. Белковые вещества
- 2.1. Белки в питании человека. Проблема белкового дефицита на земле
- 2.2. Белково-калорийная недостаточность и ее последствия. Пищевые аллергии
- 2.3. Аминокислоты и их некоторые функции в организме
- 2.4. Незаменимые аминокислоты. Пищевая и биологическая ценность белков
- 2.5. Строение пептидов и белков. Физиологическая роль пептидов
- 2.6 Белки пищевого сырья
- 2.7. Новые формы белковой пищи. Проблема обогащения белков лимитирующими аминокислотами
- 2.8. Функциональные свойства белков
- 2.9. Превращения белков в технологическом потоке
- 2.10. Качественное и количественное определение белка
- Глава 3. Углеводы
- 3.1. Общая характеристика углеводов
- 3.2. Физиологическое значение углеводов
- 3.3. Превращения углеводов при производстве пищевых продуктов
- 3.4. Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах
- 3.5. Функции полисахаридов в пищевых продуктах
- 3.6. Методы определения углеводов в пищевых продуктах
- Глава 4. Липиды (жиры и масла)
- 4.1. Строение и состав липидов. Жирнокислотный состав масел и жиров
- 4.2. Реакции ацилглицеринов с участием сложноэфирных групп
- 4.3. Реакции ацилглицеринов с участием углеводородных радикалов
- 4.4. Свойства и превращения глицерофосфолипидов
- 4.5. Методы выделения липидов из сырья и пищевых продуктов и их анализ
- 4.6. Пищевая ценность масел и жиров
- 4.7. Превращения липидов при производстве продуктов питания
- Глава 5. Минеральные вещества
- 5.1. Роль минеральных веществ в организме человека
- 5.2. Роль отдельных минеральных элементов
- 5.3. Влияние технологической обработки на минеральный состав пищевых продуктов
- 5.4. Методы определения минеральных веществ
- Глава 6. Витамины
- 6.1. Водорастворимые витамины
- 6.2. Жирорастворимые витамины
- 6.3. Витаминоподобные соединения
- 6.4. Витаминизация продуктов питания
- Глава 7. Пищевые кислоты
- 7.1. Общая характеристика кислот пищевых объектов
- 7.3. Пищевые кислоты и их влияние на качество продуктов
- 7.4. Регуляторы кислотности пищевых систем
- 7.5. Пищевые кислоты в питании
- 7.6. Методы определения кислот в пищевых продуктах
- Глава 8. Ферменты
- 8.1. Общие свойства ферментов
- 8.2. Классификация и номенклатура ферментов
- 8.3. Применение ферментов в пищевых технологиях
- 8.4. Иммобилизованные ферменты
- 8.5. Ферментативные методы анализа пищевых продуктов
- Глава 9. Пищевые и биологически активные добавки
- 9.1. Общие сведения о пищевых добавках
- 9.2. Вещества, улучшающие внешний вид пищевых продуктов
- 9.3. Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов
- 9.4. Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов
- 9.5. Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевого сырья и готовых продуктов
- 9.6. Биологически активные добавки
- Глава 10. Вода
- 10.1. Физические и химические свойства воды и льда
- 10.2. Свободная и связанная влага в пищевых продуктах
- 10.3. Активность воды
- 10.4. Роль льда в обеспечении стабильности пищевых продуктов
- 10.5. Методы определения влаги в пищевых продуктах
- Глава 11. Безопасность пищевых продуктов
- 11.1. Классификация чужеродных веществ и пути их поступления в продукты
- 11.2. Окружающая среда - основной источник загрязнения сырья и пищевых продуктов
- 11.3. Природные токсиканты
- 11.4. Антиалиментарные факторы питания
- 11.5. Метаболизм чужеродных соединений
- 11.6. Фальсификация пищевых продуктов
- Глава 12. Основы рационального питания
- 12.1. Физиологические аспекты химии пищевых веществ
- 12.2. Питание и пищеварение
- 12.3. Теории и концепции питания
- 12.4. Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ и энергии
- 12.5. Пищевой рацион современного человека. Основные группы пищевых продуктов
- 12.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты