Пищевые добавки – большая группа веществ, применяемых в продуктах питания. Благодаря пищевым добавкам можно изменить внешний вид продукта, а также его структуру, вкус и запах, срок хранения и т.д.
Пищевые добавки используются людьми много веков. До написания данной главы автор работы считала, что пищевыми добавками могут являться только вещества искусственного происхождения. Но это не так. Существуют и натуральные добавки. Например, специи – перец, мед, гвоздика, корица.
Пищевые добавки широко используются в пищевой промышленности. Но применять их можно только в том случае, если они, даже в малых количествах, не угрожают здоровью человека. Понятие - пищевые добавки объединяют большую группу веществ, природного или искусственного происхождения.
Пищевые добавки разделяются на несколько групп: красители,вещества изменяющие консистенцию,подслащивающие вещества и ароматизаторы, консерванты, пищевые антиоксиданты.
Красители
Цвет пищевого продукта имеет для потребителя огромное значение: это не только показатель свежести и качества продукта, но и необходимая характеристика его узнаваемости. За цвет продукта ответственны присутствующие в нём красители. Они могут содержаться в нём естественным образом (свёкла, морковь, яичный желток и т.д.) или могут быть добавлены в процессе переработки. Красители восстанавливают природную окраску, утраченную в процессе обработки и хранения; повышают интенсивность природной окраски; окрашивают бесцветные продукты, например безалкогольные напитки, придавая им привлекательный вид и цветовое разнообразие.
Не подлежат окрашиванию или подкрашиванию все виды минеральной воды, молоко, сливки, пахта, кисломолочные продукты, растительные и животные жиры, яйца и яичные продукты, мука, крахмал, макаронные изделия, сахар, продукты из томатов, соки и нектары, рыба и морепродукты, какао и шоколадные изделия, кофе, чай, цикорий, вина, зерновые водки, продукты детского питания, сыры, мед, масло из молока овец и коз.
Большинство пищевых красителей – органические вещества, которые делятся на: органические и неорганические; на жиро-, водорастворимые и пигменты (нерастворимые ни в воде, ни в жире).
Красители подразделяют на натуральные и синтетические. Натуральные красители выделяют физическими способами из растительных и животных источников. Иногда их подвергают химической модификации для улучшения технологических и потребительских свойств. Ряд красителей получают не только их выделением из природного сырья, но и синтетически. К натуральным относят также сахарный (карамельный) колер, который применяется при окрашивании напитков «Кока-кола».
Синтетические пищевые красители — это органические соединения, не встречающиеся в природе, то есть искусственные. С химической точки зрения их можно разделить на азокрасители, триарилметановые, ксантановые, хинолиновые, индигоидные. Все они применяются обычно в форме натриевых солей. Прекрасная растворимость в воде позволяет вносить их в продукт в виде водных растворов или растворов в жидких компонентах продукта. Если необходим нерастворимый краситель, например для окрашивания драже, используют пигменты или алюминиевые лаки, которые получают взаимодействием натриевых солей соответствующих красителей с гидроксидом алюминия. Синтетические пищевые красители обычно дешевле натуральных, менее чувствительны к условиям технологической переработки и хранения, дают более яркие и легче воспроизводимые цвета.
Одним из самых первых производителей, решившихся произвести замену синтетических красителей на натуральные, стала компания «Марс» (Mars). В своих продуктах, которые достаточно популярны: «Старбертс» (Starburst), «Скитлс» (Skittles), «M&M», синтетические красители применять больше не будут. За компанией «Марс» последовала и компания «Кедбери».
Консерванты
Консерванты — вещества, продлевающие срок хранения пищевых продуктов путём защиты от порчи, вызываемой микроорганизмами и/или от роста патогенных микроорганизмов.
Консерванты можно условно разделить на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием (помимо других полезных свойств). Действие первых направлено непосредственно на клетки микроорганизмов (замедление ферментативных процессов, синтеза белков, разрушение клеточных мембран и т.п.), вторые отрицательно влияют на микробы, в основном, за счёт снижения рН среды, активности воды или концентрации кислорода. Соответственно, каждый консервант проявляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов. Иными словами, каждый консервант имеет свой спектр действия. Поэтому эффективным является совместное использование нескольких консервантов разного спектра действия и сочетание консервантов с физическими способами консервирования (сушкой, нагреванием, охлаждением и т.д.).
Вещества, обладающие консервирующим действием, — поваренную соль, уксус, сахар, этиловый спирт, диоксид углерода и т. п. — используют обычно в количестве нескольких процентов или десятков процентов (например, сахар проявляет антимикробное действие, начиная с концентрации примерно 60%). Часто необходимая концентрация таких веществ определяется вкусовыми характеристиками готового продукта. Вещества, условно отнесённые к собственно консервантам, — сорбиновая, бензойная кислоты, низин, диоксид серы и т.д. — используются в гораздо меньшем количестве (менее 0,5%) и практически не влияют на органолептические показатели продукта.
Антиокислители (антиоксиданты)
Антиокислители (антиоксиданты, ингибиторы окисления) замедляют процесс окисления пищевых продуктов, защищая таким образом жиры и жиросодержащие продукты от прогоркания, предохраняя фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения, замедляя ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. В результате сроки годности этих продуктов увеличиваются в несколько раз.
Антиокислители замедляют процесс окисления путём взаимодействия с кислородом воздуха (не допуская его реакции с продуктом), прерывая реакцию окисления (дезактивируя активные радикалы) или разрушая уже образовавшиеся перекиси. При этом расходуются сами антиоксиданты, поэтому, чем выше их дозировка, тем больше срок годности продукта. Но бесконечно срок годности увеличивать невозможно: концентрацию антиокислителя выше 0,02% поднимать нецелесообразно по технологическим и гигиеническим соображениям. Более эффективно применять смеси антиоксидантов, в которых они проявляют синергизм, и смеси антиоксидантов с синергистами.
Процесс окисления является самоускоряющимся. Поэтому чем раньше к продукту добавлен антиокислитель, тем большего эффекта от него можно ожидать. Наоборот, если скорость окисления уже достигла своего порогового значения, добавлять антиоксидант бесполезно.
Необходимым условием эффективного применения антиокислителей является обеспечение их полного растворения или диспергирования в продукте. Так как количество добавляемых в продукт антиоксидантов очень мало, эффективность их применения принципиально зависит от методов внесения их в продукт. Антиоксиданты вводят в жир в виде концентрированного раствора в небольшой его части. Пищевые продукты типа орехов обрабатывают напылением разбавленного раствора антиоксиданта в воде или масле либо погружением продукта в концентрированный раствор антиоксиданта. Иногда антиокислители вносят непосредственно в продукт, но в этом случае велика вероятность их неравномерного распределения.
Области применения: масложировая, консервная, безалкогольная промышленность, пивоварение, виноделие, производство жиросодержащих кондитерских изделий, сыров.
Стабилизаторы, загустители, эмульгаторы
Одной из важных узнаваемых характеристик пищевого продукта является его консистенция. Продукты часто представляют собой коллоидные системы: эмульсии, пены, суспензии, гели. Для их создания необходимы вещества с определёнными свойствами: поверхностно-активными, загущающими, желирующими.
Эмульгаторы - это вещества, позволяющие сформировать или сохранить в пищевых продутах гомогенные смеси двух или более несмешивающихся фаз, таких как масло и вода.
Намазываемость маргарина, пластичность теста, жевательной резинки, взбитость мороженого определяются диспергирующим действием эмульгаторов. В производстве шоколада, шоколадных глазурей и т.п. добавка эмульгатора снижает вязкость шоколадных масс, улучшает их текучесть за счёт влияния на кристаллизацию какао-масла. Добавка эмульгаторов в сухое молоко, сухие сливки, супы и т.п. позволяет уменьшить размер жировых шариков, что ускоряет и облегчает разведение сухих продуктов в воде.
Загустители — это вещества, увеличивающие вязкость пищевых продуктов, загущающие их. Благодаря способности увеличивать вязкость водных сред загустители стабилизируют дисперсные системы: суспензии, эмульсии и пены.
При совместном использовании двух и более загустителей возможно проявление синергического эффекта: смеси загущают сильнее, чем можно было бы ожидать от суммарного действия компонентов.
Области применения: супы и соусы быстрого приготовления, консервированные супы и соусы, продукты глубокой заморозки, инстантные продукты, фруктовые наполнители и другие продукты переработки фруктов, фруктовые и овощные консервы, напитки, сметана, йогурт, кефир и другие кисломолочные продукты, сухие молочные продукты, мороженое, десерты, кисели, майонезы и другие эмульгированные соусы, маргарины, сыры, плавленые сыры и сырные продукты, мучные кондитерские изделия, сахарные изделия, жевательная резинка, жевательные конфеты, кетчуп и аналогичные продукты, диетические низкокалорийные продукты.
Стабилизаторы – это те же загустители, гелеообразователи (образуют гели), уплотнители (улучшают структуру и внешний вид продуктов), влагоудерживающие агенты (регулируют содержание воды в продукте, предохраняя их от высыхания и изменения структуры и текстуры), стабилизаторы замутнения (сохраняют мелкодисперсные частицы замутнённых жидкостей).
Самыми распространёнными из стабилизаторов, загустителей и эмульгаторов являются:
- альгинат Е405 применяется как загуститель, также используется в медицине;
- каррагинат Е416 выделяют из красных морских водорослей. Это полисахарид растительного происхождения в виде мелкодисперсного порошка белого или кремового цвета, без запаха и вкуса;
- глицерин Е422 широко применяется в кондитерской промышленности и в производстве алкогольных напитков. Входит в состав батончика "Баунти";
- моно- и деглицериды Е471 являются одними из наиболее популярных пищевых стабилизаторов. Широко применяются при производстве молочных продуктов питания, мороженного.
Усилители вкуса и аромата
При оценке пищевых продуктов особое внимание потребитель уделяет их вкусу и аромату. Большую роль тут играют традиции, привычки, ощущение гармонии, которое возникает в организме человека при употреблении пищевых продуктов с определенными приятными вкусом и ароматом. Неприятный, нетипичный вкус часто и справедливо связывают с плохим качеством продукта. Физиология питания рассматривает вкусовые и ароматобразующие вещества как важные компоненты пищи, улучшающие пищеварение за счет активации секреции пищеварительных желез, различных отделов желудочно-кишечного тракта, повышения ферментной активности выделяемых пищеварительных соков, способствующих процессу пищеварения и усвоения пищи.
Усилители (модификаторы) вкуса и аромата усиливают (модифицируют) восприятие вкуса и аромата путём стимулирования окончаний вкусовых нервов, хотя сами усилители могут не иметь ни собственного запаха, ни вкуса. Они позволяют усилить, восстановить и стабилизировать вкус и аромат или его отдельные составляющие, утрачиваемые при переработке и хранении пищевого продукта, а также смягчить отдельные нежелательные составляющие вкуса и аромата.
Поваренная соль также является модификатором вкуса. Она не только придаёт пищевым продуктам солёный вкус, но обладает свойством усиливать их сладость, а также маскировать привкусы горечи и металла. Иногда её называют «усилителем вкуса для бедных».
Усилители вкуса и аромата применяются в различных продуктах: мясо- и рыбопродукты, продукты переработки овощей, грибов, соусы, кетчупы, продукты быстрого приготовления, бульонные кубики, вкусо-ароматические смеси для обсыпки чипсов, орехов, мороженое, молочные продукты, фруктовые соки, кондитерские изделия.
РОЛЬ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
Пищевые добавки - вещества, связанные с изготовлением продуктов, идущих в пищу.
Пищевые добавки — это разрешенные Министерством здравоохранения РК химические вещества и природные соединения, сами по себе обычно не употребляемые как пищевой продукт или обычный компонент пищи, но преднамеренно добавляемые в пищевой продукт по технологическим соображениям на различных этапах производства, хранения, транспортировки с целью получения или облегчения производственного процесса или отдельных операций, увеличения стойкости продукта к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида или намеренного изменения свойств. Они улучшают качество сырья и конечного продукта, сроки и условия хранения, упрощают различные производственные процессы. Например, разрыхлители освобождают газ и увеличивают объем теста, стабилизаторы позволяют сохранять однородность смеси несмешиваемых веществ, загустители повышают вязкость продуктов, уплотнители сохраняют плотность тканей овощей и фруктов. Также есть вещества, которые препятствуют слеживанию и комкованию, снижают тенденцию частиц пищевого продукта прилипать друг к другу: пеногасители предупреждают или снижают образование пены; эмульгаторы образуют или поддерживают однородную смесь несмешиваемых фаз, таких, как масло и вода;
желеобразователи текстурируют пищу путем образования геля; влагоудерживающие агенты предохраняют пищу от высыхания;
Регуляторы кислотности изменяют и регулируют кислотный или щелочной состав пищи; консерванты повышают срок хранения продуктов, защищая от порчи, вызванной микроорганизмами; антиокислители повышают срок хранения продуктов, защищая от порчи, вызванной окислением.
Разрешение для использования пищевых добавок дается по результатам медико-биологических, физико-химических и других исследований. В разных странах в производстве продуктов питания используют около 500 пищевых добавок, не считая некоторых разновидностей, комбинированных добавок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов. Причем некоторые производители "честно" предупреждают об этом покупателя, помещая список пищевых добавок в ингридиентах с использованием специального кода (т. н. INS - Международная цифровая система) - код из трех или четырех цифр, которым в Европе предшествует буква E.
Природные токсиканты.
Все пищевые вещества полезны организму человека, но только в оптимальных количествах и соотношениях. Но в пище всегда присутствуют такие вещества, которые все же могут вызвать неблагоприятный эффект. К этим веществам относятся природные токсиканты – натуральные, присущие данному виду продукта биологически активные вещества, которые могут при определенных условиях потребления вызвать токсический эффект, и загрязнители – токсичные вещества, поступающие в пищу из окружающей среды вследствие нарушения технологии выращивания, производства и хранения продуктов или других причин.
- Природные токсиканты.
В эту группу входят биогенные амины, некоторые алкалоиды и др.
Биогенные амины. К таким веществам относятся серотонин, тирамин, гистамин, обладающие сосудосуживающим эффектом.
Серотонин содержится в основном в овощах и фруктах, таких как бананы, сливы, томаты и т.д.
Тирамин чаще всего находится в сырах и иногда в рыбных продуктах.
Гистамин вызывает нарушение сосудистых реакций. А его количество зависит от содержания тирамина. Гистамин содержится в рыбных консервах.
Некоторые биогенные вещества могут увеличивать срок хранения продуктов, но их содержание в продукте более чем 100мг/кг может представлять опасность для здоровья человека.
Алкалоиды. К алкалоидам относятся кофеин и листья чая. Такие вещества часто возбуждают нервную систему, а такое воздействие не всегда желательно.
Пуриновые алкалоиды часто вызывают постоянную потребность человека в них. Это происходит, если человек систематически употребляет их в большом количестве. Но постоянное потребление в таких количествах может быть опасным для здоровья человека.
Заключение
На основе изученной литературы были определены основные компоненты пищи: к важнейшим составляющим пищи относятся белки, жиры и углеводы, которые должны поступать вместе с минеральными веществами и витаминами. Также современная пища невозможна без пищевых добавок, которые изменяют цвет, структуру, запах и др. свойства пищевых продуктов.
Белки играют ключевую роль в жизни живой клетки, составляя материальную основу ее химической деятельности. В клетках живых организмов углеводы являются источниками энергии, для некоторых растений и животных являются строительными и опорными материалами. А вместе с белками и углеводами липиды составляют основную массу органических веществ, всех живых существ, и являются обязательным компонентом каждой клетки. Образуют энергетический резерв организма, участвуют в передаче нервного импульса, в создании водоотталкивающих и термоизоляционных покровов и др.
К минеральным веществам относятся макро- и микроэлементы. В основном, функцией минеральных веществ является пластическая функция.
Современная пища не возможна без веществ, которые улучшают внешний вид, вкус, цвет, запах и многие другие свойства продуктов, т.е. без пищевых добавок. Пищевые добавки бывают как природного, так и синтетического происхождения. Пищевыми добавками природного происхождения люди пользуются уже много веков, а синтетические начали широко использоваться только в ХХ веке.
Существуют вещества, которые попадают в организм человека вместе с пищей. Но в большом количестве они могут быть вредны для здоровья человека. Эти вещества называются природными токсикантами, и они содержатся во всех продуктах питания.
В малых количествах все пищевые добавки безвредны, но все же не следует употреблять продукты, содержащие большое количество пищевых добавок искусственного происхождения.
Список литературы.
1) Габриелян О.С. Крупина Т.С. Учебное пособие. Пищевые добавки. - М.: Дрофа, 2010.
2) Габриелян О.С. Учебник. Химия. 11 класс. Профильный уровень. – М.: Дрофа, 2006.
3) Орлова С.А. Додонов М.В. Парабены: ставка на безопасность. // Химия и жизнь №10, 2011. Стр. 16-18.
4) Скурихин И.М. Начаев А.П. Всё о пище с точки зрения химика. - М.: Высшая школа, 1991.