Е. А. Волынкина

ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ: СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ

     В обзорной статье описывается о возрастающей                                   потребности человечества в пищевых добавках на данном этапе развития в связи с возникновением глобальной проблемы человечества: недостатком пищевых ресурсов в различных уголках планеты в целом. Представлена классификация биологических добавок и значимость их в различных сферах пищевой промышленности и сельского хозяйства.

Ключевые слова: пищевые добавки (ПД),биологически-активные добавки (БАД), красители, цветокорректирующие вещества, ароматизаторы, подстластители сахарозаменители, загустители, гелеобразователи, стабилизаторы, поверхностно-активные вещества (ПАВ), эмульгаторы, пенообразователи, консерванты, антибиотики, ферменты, гормоны, нутрицевтики, микро- и макроэлементы.

        Одним из крупнейших направлений в химии и пищевой промышленности является производство и применение пищевых добавок. Данному направлению в условиях мирового кризиса уделяется особое внимание. Основными мировыми производителями  ПД являются такие страны как : Китай, Германия, Индия, Италия, Украина и Россия.                             В связи с резким качественным скачком изменений в материальной, технической и технологической сферах производства активно стали вводить компоненты, значительно ускоряющие и удешевляющие процессы производства- пищевые добавки, значительно меняющие свойства готовой продукции. Обозначенные изменения сказались на традиционных, апробированных временем технологиях и привычных продуктах (хлеб, мучные кондитерские изделия, напитки и т.д.). На сегодняшний день немыслимо представить многие процессы производства без применения БАДов. В связи с этим возникли некоторые негативные факторы: человечество задумалось о здоровом питании, появились «болезни цивилизации», изменились условия и ритм жизни,  появились новые технологические возможности, экологические  проблемы и рядом других факторов.

         На сегодняшний день процессы создания пищевых  и лекарственных продуктов, отвечающих всем этим требованиям практически невозможно без использования различных пищевых добавок. Применение пищевых добавок позволяет качественно изменить свойства многих продуктов: с улучшением вкуса, аромата, консистенции, окраски, продлить срок хранения продукта и многое другое. История использования добавок насчитывает тысячелетия. В качестве первых пищевых добавок в роли консервантов человек использовал: поваренную соль, фруктозу, фруктовые кислоты, закваски для процессов брожения. Наряду с увеличением количества пищевых добавок появилось много негативных факторов, сказавшихся на здоровье человека и окружающего его мира. В результате человечество было вынуждено регламентировать их применение и создать нормативны документы по контролю применения пищевых добавок в процессах производств. На территории России использование пищевых добавок контролируется национальными органами Госсанэпиднадзора и нормативными актами и санитарными правилами Минздрава России.

        Итак, пищевые  добавки- это вещества натурального , полусинтетического и синтетического происхождения, применяемые в технологических процессах с целью придания определенных свойств продукту.

 В 20-21 веках настолько выросло  количество используемых пищевых добавок, что возникла необходимость применять классификацию данных веществ.

Классификация пищевых добавок и БАДов:

1.      По технологическому признаку пищевые добавки подразделяют на ( рис.1):

·         вещества , меняющие вид, окраску и форму продукта (эмульгаторы, стабилизаторы окраски, отбеливатели, красители и т.д. );

·         вещества улучшающие аромат и вкус продуктов (подсластители, усилители вкуса, фруктовые кислоты- подкислители и многое др.);

·         вещества-регуляторы консистенции (эмульгаторы, стабилизаторы, пенообразователи, загустители);

·         вещества, увеличивающие срок хранения продуктов (консерванты, антиоксиданты, влагоудерживающие вещества);

·         вещества, ускоряющие этапы технологических процессов изготовления продукта(ферменты, гормоны, активаторы) ;

·         вспомогательные вещества (тальк, клетчатка и т.д.)

2.      По системе цифровой классификации, официально одобренной системой ФАО-ВОЗ:

·         Е100 - Е182 - красители;

·         Е200 и далее - консерванты;

·         Е300 и далее - антиокислители;

·         Е400 и далее - стабилизаторы консистенции;

·         Е500 и далее, Е1000 - эмульгаторы;

·         Е600 и далее - усилители вкуса и аромата;

·         Е700 - Е800 - запасные индексы;

·         Е900 и далее - глазирующие агенты, улучшители хлеба.

3.      По степени токсичного воздействия на организм человека:

·         добавки-аллергены, вызывающие разные аллергические реакции;

·         добавки-мутагены, вызывающие различные формы мутаций;

·         добавки-канцерогены, вызывающие образование раковых опухолей;

·         добавки-антиметаболиты и токсикинетики, вызывающие замедление или остановку некоторых процессов метаболизма, выступающие ингибиторами синтеза органических веществ в организме;

·         добавки острой токсичности, вызывающие различные формы отравлений вплоть до летального исхода;

·         добавки хронической токсичности, способные накапливаться в организме и запускать необратимы процессы в пищеварении или обмене веществ;

·         добавки , обладающие репродуктивной токсичностью, воздействующие на механизмы размножения человека;

·         тератогенные добавки, отражающиеся на развитии эмбриона и плода в утробе матери.

4.      По степени разрешенности использования согласно нормам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН и Всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ):

·         запрещенные, доказано негативное влияние на организм человека;

·         неразрешенные, которые не запрещены, но до конца не исследовано их действие на организм человека, нет результатов тестов;

·         добавки разрешенные в России , но запрещенные в других государствах. В таблице 1 список запрещенных в России добавок;

·         потенциально-опасные добавки, которые могут нанести вред здоровью людей, страдающих определенным хроническими заболеваниями.

Рисунок 1.Классификация пищевых добавок

Таблица 1 – Пищевые добавки, запрещенные в РФ

Красители- добавки ,изменяющие или улучшающие цвет продукта. На территории  России разрешены к применению красители 60 наименований.  Они подразделяются на :

·         натуральные красители, пигменты, экстрагированные из природного сырья, в основной массе, из различных частей растений (каротиноиды, куркумины, рибофлавины, кармины, хлорофилл, красный свекольный, индиго кармин, синий блестящий );

·         Синтетические красители, полученные исключительно синтетическим путем , являющиеся представителями нескольких классов органических веществ (красители на основе индиго, хинолина, азокрасители м многое другое). Основными их свойствами являются: хорошая растворимость в воде и способность образовывать комплексные соединения м ионами металлов, которые позволяют регулировать и менять цвет в большом спектре.

·         Цветокорректирующие вещества, способные менять или сохранять окраску при различных воздействиях на сырье в процессе производства (варка мяса меняет сильно цвет исходного сырья). К этим добавкам относятся, перекись водорода, диоксид титана, диоксид серы , соли сернистой кислоты и её растворы. В мясной промышленности широко применяются нитриты калия и натрия, а также нитрат натрия, в мукомольной –бромат калия.

Ароматизаторы-вещества меняющие вкусовые  свойства продукта и запах. Источниками для получения таких добавок служат плодово-ягодные , дикие и культурные растения, получаются химическим или микробиологическим способом

Они подразделяются на:

·         Натуральные, которые получают отжимом, отгонкой или экстракцией (эфирные масла, ароматические эссенции, жидкий дым и т.д.).

·         Ароматизаторы, идентичные натуральным, состав которых полностью соответствует натуральным, но получены синтетическим путем, что значительно удешевляет их использование в процессе производства продуктов питания (например, ванилин природный в сотни раз дороже идентичного).

·         Искусственные ароматизаторы, полностью получены синтетическим путем, содержат вещества, которых не существует в природе(производные глутаминовой кислоты, гуаниловой, инозиновой кислот, рибонуклеотиды и производные мальтола).

·         Фиксаторы ароматических веществ, вещества , закрепляющие на поверхности и в объёме продукта летучие ароматические компоненты. Это моно-, ди- и полисахариды(гумиарабик) .

Подсластители и сахарозаменители- вещества , придающие сладкий вкус. В связи с выросшими показателями по заболеваемости сахарным диабетом и ожирением человечество активно работает над этой проблемой, уменьшая инсулиновую зависимость и энергетическое содержание продуктов путем введения сахарозаменителей и подсластителей. Они также делятся по происхождению на :

·         Натуральные, полученные полностью из природного сырья( стевия, мед, мальтоза, фруктоза и др.)

·         Синтетические, полученные химическим путем(ксилит, сорбит, лактит, аспаркам, сахарин) на основе многоатомных спиртов

·         Идентичные натуральным, полученные на основе натурального сырья с усилением свойств.

             Добавки, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов (загустители, эмульгаторы, гелеобразователи, наполнители, разрыхлители, стабилизаторы, ПАВы м др.). Это все добавки,  регулирующие или формирующие их консистенцию готового продукта. По происхождению добавки этого категории относятся к различным классам веществ, и структурировать их достаточно сложно. Использование таких добавок позволяет создать различные формы у одних и тех же продуктов, например, мармелад, конфетюр, желе, зефир, пастила и многое другое.

Загустители и гелеобразователи применяются при производстве мясных, рыбных и плодово-овощных продуктов. Загустители-вещества , меняющие вязкость продукта, гелеобразователи- вещества , превращающие  продукты в гель. Для применения в пищевой промышленности разрешены добавки 50 наименований. К ним относят: камеди, дифосфаты, целлюлоза, крахмалы, полисахариды, желатин и т.д.

Эмульгаторы- вещества, способные гомогенизировать несмешивающиеся продукты(камеди, сапонин, летицин и др.).

Разрыхлители-это вещества , которые способны выделять газ в процессе химических или биохимических реакций(дрожжи, пищевая сода).

Наполнители-это недорогие нейтральные для организма вещества, помогающие регулировать массу продукта, при этом пищевой ценности в них нет. Примером может служить в таблетированных препаратах тальк, клетчатка в продуктах питания. Простейшими наполнителями являются воздух и вода.

Технологические добавки, замедляющие биохимическую порчу продуктов(консерванты, антибиотики, антиоксиданты и антиокислители) применяются для ингибирования или остановки реаций биохимической и химической природы при участии микроорганизмов.

Консерванты - вещества, продлевающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызванной микроорганизмами (бактерии, плесневые грибы, дрожжи, среди которых могут быть патогенные и непатогенные виды). К консервантам относятся:нитриты, сульфиты, соли аскорбиновой, бензойной, сорбиновой кислот, поваренная соль и др.

Антибиотики-добавки, увеличивающие в разы сроки хранения продуктов. При этом, использование антибиотиков приводит к нежелательным последствиям со стороны желудочно-кишечного тракта, но применение их необходимо для скоропортящихся продуктов. В России применяют пимарицин и низин.

БАДы- биологически-активные добавки, применяемые с целью регуляции и нормализации процессов обмена веществ, активации отдельных процессов, уменьшения токсикации организма . Предназначены они для одновременного употребления их с пищей. Все БАДы делят на  три основные группы: нутрицевтики, парафармацевтики и пробиотики.

Библиографический список:

1.          ГОСТ Р 51074-2003. Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования.

2.      Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др.; под ред. А.П. Нечаева. - СПб. : ГИОРД, 2007. - 592 с.2.         .           Сарафанова  Л.  А.  Пищевые  добавки:   Энцикл.  3-е  изд., перераб. и доп. – СПб.: Профессия, 2011.   776 с.

3.                  Сарафанова Л.А.  Применения пищевых добавок   в  молочной промышленности.   СПб.:  Профессия,  2010.   224 с.

4.                  Тутельян  В.А.  Химический  состав  и  калорийность  российских продуктов питания.: Справ.   СПб.: Профессия, 2012.  284 с.

5.          СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов.

6.          СанПиН 2.3.2.1290-03. Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД).

7.          СанПиН 2.3.2.1293-03. Гигиенические требования по применению пищевых добавок.

8.          Белодедова  А.С.  Биологически  активные  и  пищевые добавки: Учеб. пособие.   СПб.: СПбГУНиПТ, 2007.

9.          Булдаков А.С. Пищевые добавки. Справочник. - М. : Дели, 2013. - 240 с.

10.      Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н. Пищевые добавки. - М. : Ко-лос, 2009. - 256 с.

11.      Никифорова Т.А.,  Меледина Т.В.,  Иванченко  О.Б. Пищевые  добавки  и  ароматизаторы.  Физико-химические  и  функционально-технологические  свойства:  Учеб.  пособие.    СПб.: СПбГУНиПТ, 2009.   217 с.