Харчові добавки

Харчові добавки

Харчові добавки

Велику групу небезпечних чинників складають харчові добавки.

Харчові добавки в широкому розумінні цього терміну використовуються людьми протягом століть, а в деяких випадках навіть тисячоліть.

Наприкінці камяного віку, з розвитком сільського господарства стали застосовуватися перші харчові добавки. Серед основних харчових добавок була кухонна сіль. Перші згадки про кухонну сіль як добавку приготування їжі відносять до 1600 р. до н.е. (Древній Єгипет). Її широко використовували також римляни для консервування свинини і рибних продуктів. За часів середньовіччя для соління мяса зазвичай використовувалася суміш селітри і кухонної солі. Цей процес поступово розвинувся в сучасну технологію соління мяса з використанням натрію чи калію нітриту.

Спеції також дуже давно використовують як харчові добавки. Торгівля спеціями в часи Римської імперії і Середньовіччя була важливим політичним фактором. Велике значення надавалося екзотичним спеціям - перцю, мускатному горіху, кориці і ін. - для надання специфічного смаку і аромату харчовим продуктам.

Багато інших, менш відомих харчових добавок, також мають давню історію використання. Древні китайці спалювали керосин для прискорення дозрівання бананів і зеленого горошку, хоча продукти згорання, які потрапляли в банани і горошок, не можна вважати харчовими. Історія використання меду як замінника цукру простежується в Древнього Єгипту.

Широке використання харчових добавок розпочалося лише на кінці 20 століття і швидко досягло максимального поширення в наші дні в усіх країнах світу. Це повязано з зростанням населення та концентрацією його у містах, що викликало збільшення обємів виробництва продуктів харчування, удосконалення традиційних технологій з використанням досягнень хімії та біотехнології.

Існує багато визначень поняття "харчова добавка". Це пояснюється тим, що вони виконують різноманітні функції. Згідно з Законом України "Про якість та безпеку харчових продуктів і продовольчої сировини" (редакція від 24.10.2002 р.) "Харчова добавка - природна чи синтетична речовина, яка спеціально вводиться у харчовий продукт для надання йому бажаних властивостей".

За визначенням Всесвітньої організації охорони здоров'я "Харчова добавка - це речовина, що не використовується для їжі у чистому вигляді і не є типовим інгредієнтом продуктів харчування незалежно від того, має ця речовина поживні властивості чи ні, а яка навмисно вводиться до харчових продуктів в технологічних цілях (включаючи органолептичні) в процесі їх підготування, оброблення, виготовлення, пакування, транспортування чи зберігання, або яка може безпосередньо чи опосередковано забезпечити потрібний результат і вплинути на характеристики таких продуктів»

Сьогодні можна виділити декілька причин широкого використання харчових добавок виробниками продуктів харчування. До них відносяться:

сучасні методи торгівлі в умовах перевозу продуктів харчування (в тому числі і швидко псуючих та швидко черствіючих) на великі відстані, що зумовило використання харчових добавок, що збільшують термін зберігання;

швидкозмінна уява сучасного споживача про продукти харчування, зокрема смак і привабливий зовнішній вигляд, невисоку собівартість, зручне використання, що зумовило застосування ароматизаторів, барвників);

створення нових видів продуктів, які відповідають сучасним вимогам науки про харчування (низькокалорійні продукти, аналоги мясних, молочних та рибних продуктів), що зумовило використання покращувачів консистенції;

удосконалення технології виготовлення традиційних продуктів, створення нових, в тому числі функціонального призначення.

Харчові добавки вводять з метою:

-вдосконалення технології підготовки і переробки харчової сировини, виготовлення, транспортування, зберігання харчових продуктів;

збереження природних якостей харчових продуктів;

покращення органолептичних властивостей або структури харчових продуктів та збільшення їх стабільності при зберіганні.

Існує декілька класифікацій добавок, в яких класифікаційними ознаками використовують мету, призначення, основні функції.

В залежності від мети та призначення харчові добавки поділяють на прямі та біологічно активні. Прямі харчові добавки - це речовини, які поліпшують поживні, органолептичні та технологічні функції продуктів харчування. Біологічно активні добавки - це спеціальні харчові продукти, призначені для вживання або введення в межах фізіологічних норм до раціонів харчування чи харчових продуктів з метою надання їм дієтичних, оздоровчих, профілактичних властивостей для забезпечення нормальних та відновлення порушених функцій організму людини. Вони використовуються в технології виробництва харчових продуктів спеціального призначення: низькокалорійних, дієтичних, лікувальних, спеціальних.

Відповідно до виконуваних функцій всю сукупність харчових добавок, яка налічує понад 500 індивідуальних речовин, поділяють на чотири групи і 45 технологічних класи:

1.Речовини, які поліпшують колір, аромат та смак продуктів. До цієї групи входять добавки дев'яти технологічних класів, у тому числі: барвники та стабілізатори кольору, ефірні олії та ароматизатори, підсилювачі смаку та аромату, харчові кислоти та кислотоутворювачі, підсолоджувачі та цукрозамінники.

.Речовини, які регулюють структуру та консистенцію продуктів. До них відносяться добавки шести технологічних класів, а саме: емульгатори, піноутворювачі, загусники, драглеутворювачі, стабілізатори та наповнювачі.

.Речовини, що подовжують терміни придатності харчових продуктів. Ця група включає харчові добавки десяти класів, у тому числі: консерванти, антиокислювачі та їх синергісти, вологоутримуючі агенти, стабілізатори замутніння та інші.

.Речовини, що прискорюють та полегшують ведення технологічних процесів (технологічні добавки). До цієї групи відносяться добавки двадцяти технологічних класів, серед яких: регулятори кислотності, піногасники, емульгуючі солі, фільтрувальні агенти, освітлювачі, екстрагенти, розчинники і розріджувачі, засоби для зняття шкірочки плодів і овочів, диспергенти, каталізатори, ферменти та ферментні препарати тощо.

За класифікацією Комісії ФАО/ВООЗ Кодекс Аліментаріус, харчові добавки поділяють відповідно до їх функцій на 23 класи, більшість з яких включає декілька підкласів. Проте жодна з існуючих класифікацій не є досконалою, оскільки вони ґрунтуються на технологічних функціях. Адже відомо, що значна частина добавок можуть виконувати декілька функцій. Так, деякі консерванти виявляють антиоксидантні властивості, загусники - властивості драглеутворювачів, емульгатори - функції стабілізаторів тощо.

З метою гармонізації використання Європейською Радою розроблена раціональна система цифрової кодифікації добавок з літерою «Е». Індекс «Е» спеціалісти ототожнюють як зі словом Європа так і з абревіатурами EG/EV , а також зі словами ebsbar/edible, що означає «їстівний». Кожній харчовій добавці присвоєний цифровий три- або чотиризначний номер. Він підтверджує, що дана сполука перевірена на безпечність, для неї встановлені критерії чистоти і вона відповідає цим критеріям, для неї встановлені гігієнічні нормативи в харчових продуктах (максимально допустимі рівні, допустима добова доза, допустиме добове споживання тощо).

Наявність харчової добавки повинно бути вказане на етикетці. При цьому вона може бути позначена як індивідуальна речовина (лимонна кислота і ін.) або як представник конкретного функціонального класу (бензоат натрію або консервант Е211).

Згідно системі цифрової кодифікації харчових добавок, їх класифікація виглядає так:

Е100-182 - барвники

Е200 і далі - консерванти

Е300 і далі - антиоксиданти

Е400 і далі - стабілізатори консистенції

Е450 і далі, Е1000 - емульгатори

Е500 і далі - регулятори кислотності, розрихлювачі

Е600 і далі - посилювачі смаку і аромату

Е700-Е800 - запасні індекси

Е900 і далі - глазуруючі агенти, покращувачі хліба

харчовий добавка барвник емульгатор

Речовини, які покращують колір, аромат і смак продуктів

В умовах сучасних харчових технологій, які включають різні види термічної обробки , а також при зберіганні продукти харчування часто змінюють своє забарвлення, а інколи набувають неестетичного вигляду, що робить їх непривабливими, негативно впливає на апетит та процес травлення. Особливо змінюється колір при консервуванні овочів та фруктів. Але разом з тим барвники використовують інколи для фальсифікації харчових продуктів (для підфарбовування їх для імітування високої якості). Найбільш широко барвники використовуються при виробництві маргарину, напоїв, кондитерських виробів, сухих сніданків, сирів та морозива.

Використовують природні та синтетичні (органічні та неорганічні) барвники.

Природні барвники - це ті, які вилучають з рослинної або тваринної сировини суто фізичними методами(екстракція, дистиляція, розчинення тощо). Сировиною для виробництва природних барвників є листя, квіти, ягоди, коріння Вміст природних барвників у сировині коливається в широких межах, але є відносно низьким у порівнянні з основними компонентами складу сировини. До того ж на вміст барвників дуже впливають численні фактори: сортові, ґрунтові, кліматичні, агротехнічні тощо. Тривалий час проблемою виробництва природних барвників була стандартизація їх складу та барвних властивостей, але сучасні технології дозволяють успішно долати цю проблему.

За хімічною природою вони відносяться до різних класів: каротиноїди, антоціани, флавони, флавоноїди, хлорофіли, бетаніни, карміни, халкони, рибофлавіни. До природних барвників відносять і цукровий колір - барвник, який отримують хімічною модифікацією цукру. Найбільшого поширення серед природних барвників набули: Е 100 куркумін, Е 160а каротини, Е140 хлорофіли та Е141 мідні комплекси хлорофілів, Е161аs ксантини, Е 160d лікопін, Е 16 в лютеїн та інші. Всі вони рослинного походження. Виключенням є Е 120 карміни - барвники червоного кольору, які отримують з комах (кошеніль).

Переваги природних барвників - їхня безпека, широкий спектр кольорів, різноманіття і доступність сировинних ресурсів, поєднання у багатьох з них барвних властивостей з біологічною активністю, бактерицидною дією, впливом на смак і аромат продуктів. Проте їм притаманні і суттєві недоліки: виділення та очищення багатьох з них є технологічно складним процесом, тому вони відносно дорогі; їх склад і властивості важко стандартизувати: вони нестійкі до дії кислот, лугів, температури, кисню повітря, мікроорганізмів; багато з них нерозчинні у воді, що звужує сферу їхнього використання. Цих недоліків позбавлені штучні (синтетичні) органічні барвники.

Штучними (синтетичними) органічними барвниками вважають сполуки, які в природних об'єктах не зустрічаються, їх отримують методом органічного синтезу. За хімічною будовою їх поділяють на азо- та діазобарвники, триарилметанові, ксантанові, хінолінові, антрахінонові, індигоїдні та інші. На підміну від природних вони дешеві, водорозчинні, менш чутливі до факторів технологічної переробки і зберігання, легше стандартизуються за складом і властивостями, виробляються і зберігаються у концентрованих розчинах, порошках або гранулятах (вміст основної речовини 80-85%). Але вони сторонні (чужорідні) для організму людини, а тому потенційно небезпечними. Тому їх вміст в продуктах контролюється і нормується.

Серед штучних барвників набули поширення: Е102 тартразін, Е104 хіноліновий жовтий, Е 110 жовтий "сонячний захід", Е 122 азорубін (кармуазін), Е 124 пунцовий та інші.

Всі штучні барвники та деякі природні утворюють нерозчинні комплекси з іонами металів, частіше всього з алюмінієм. Вони отримали назву алюмінієвих лаків і використовуються для забарвлення сипких, гранульованих та дражованих продуктів, для утворення фарбованих покрить таблеток, пастилок тощо. В окремих випадках у якості барвників харчових продуктів використовують мінеральні пігменти і метали: Е 170 - карбонат кальцію, Е 171 - двоокис титану, Е 172 - оксид заліза, Е 173 - алюміній, Е 174 - срібло, Е 175 - золото. Для надання чорного кольору використовують вугілля (Е 153) та рослинне вугілля (Е 152).

При використанні барвників вихідні концентровані препарати попередньо розчиняють (або диспергують) у невеликій кількості продукту або одного з його компонентів, а потім вводять в основну масу продукту. Технологія використання кожного з барвників має свої особливості, але можна виділити деякі типові для більшості з них, а саме:

·при роботі з барвниками не можна використовувати алюмінієвий та оцинкований посуд, оскільки вони утворюють з цими металами нерозчинні сполуки (лаки); рекомендується використання емальованого, пластмасового посуду або з нержавіючої сталі;

·колір та його відтінки у природних барвників (і деяких штучних) залежать від рН середовища;

·зберігання (особливо тривале) на освітленні змінює та послаблює забарвлення продуктів. Особливо це притаманне природним барвникам, тому їх не рекомендується використовувати для продуктів тривалого зберігання;

·природні барвники, на відміну від штучних, не витримують підвищених температур обробки продукту;

·в продуктах засіяних сторонньою мікрофлорою, а також в кисломолочних продуктах барвники, особливо штучні, можуть швидко втрачати або змінювати колір;

·при збільшенні вмісту жирів і утворенні піни інтенсивність забарвлення продуктів зменшується.

Природні і штучні харчові барвники застосовують переважно для надання кольору плодоовочевим консервам, напоям, молочним, м'ясним та рибним продуктам, кондитерським виробам, харчовим концентратам, продуктам швидкого приготування.

Забороненими до використання в Україні є цитрусовий червоний 2 (Е121) і амарант (Е123). Дуже небезпечними, при порушенні умов використання, можуть бути барвники: Е 102 тартразін, Е 110 жовтий "сонячний захід", Е 124 пунцовий 4К, Е127 ерітрозін

Стабілізатори (фіксатори) кольору - це речовини, додавання яких в продукти харчування дозволяє зберегти їх природне забарвлення або уповільнити його зміни. Вони використовуються при виробництві як рослинних, так і тваринних продуктів. Так, при очищенні, нарізанні, протиранні, сушінні, пресуванні багатьох плодів і овочів, термообробці молочних, яєчних, м'ясних продуктів, тривалому зберіганні вин, соків з білого винограду, цукрових сиропів тощо відбуваються різного роду хімічні та біохімічні зміни, що супроводжуються втратою або погіршенням природного забарвлення. Для запобігання цим змінам і використовують стабілізатори (фіксатори) кольору.

При виробництві ковбасних виробів та м'ясокопченостей роль стабілізатора кольору виконують нітрит калію (Е 249) і натрію (Е 250), а також нітрат натрію (Е 251). За рахунок реакції з білком міоглобіном вони попереджують утворення під час термообробки сірого кольору. Додавання в посолочну суміш разом з нітритом відновлювачів типу аскорбінової кислоти (Е 300), її солей (Е301-Е303) та ефірів, ізоаскорбінової кислоти (Е315) та її солей (Е316-Е318), SН- вмісних амінокислот посилює стабілізуючу дію нітриту та прискорює процес. Для попередження зміни зеленого кольору овочів при температурній обробці використовують фосфати натрію (Е339), калію (Е340), кальцію (Е341), амонію (Е342), магнію (Е343), сульфат міді (Е519) і карбонат магнію (Е504).

Ферментативне та неферментативне побуріння плодів і овочів, молочних та яєчних продуктів під час їх переробки попереджають діоксид сірки (Е220), сульфіти, гідро- та піросульфіти натрію, калію, кальцію (Е221-Е228), деякі кислоти та комплексоутворювачі: лимонна кислота (ЕЗЗО); цитрати натрію, калію і кальцію (Е331-ЕЗЗЗ); винна кислота (Е334).

Природні ефірні олії та екстракти - це природні багатокомпонентні суміші летких органічних сполук (ароматичних, аліциклічних та аліфатичних спиртів, кислот, ефірів тощо), які синтезуються в рослинах і обумовлюють їх запах. До складу більшості ефірних олій входять десятки і навіть сотні сполук різної хімічної природи, однак домінуючими в формуванні запаху є обмежена кількість або окремі речовини.

Так, у трояндовій олії виявлено понад двохсот сполук, однак близько двох третин маси олії приходиться на гераніол і цитронелол; з більш як ста компонентів олії м'яти перцевої половину маси складає ментол; до 85% лемонграсової олії приходиться на цитраль, до 90 % анісової олії складає анетол і т.ін. Сировиною для виробництва ефірних олій є ефіроолійні рослини, які містять ароматичні сполуки у вільному стані або у вигляді глікозидів. Ці запашні речовини накопичуються в насінні, квітках, корінні, стеблах, листі, корі та деревині, їх вміст може коливатися від сотих часток відсотка до десятків відсотків.

Вилучають ефірні олії з сировини відгонкою з водяною парою або холодним пресуванням. Екстракти (олеогуми) одержують шляхом екстрагування сировини органічними розчинниками (спиртами, ефірами, бензинами), рослинними оліями або жирами і рідкою вуглекислотою (СО2-екстракти). Ефірні олії являють собою прозорі безбарвні або забарвлені рідини з густиною менше одиниці. Вони нерозчинні у воді, але добре розчиняються в оліях і жирах. На повітрі під дією світла і кисню швидко окислюються, змінюючи свій запах і колір. Оскільки ефірні олії дорогі, непоодинокі випадки їх фальсифікації шляхом розведення рослинними оліями, дешевими природними та синтетичними ефірними оліями або їх компонентами.

Харчові ароматизатори - це багатокомпонентні суміші запашних речовин, які містяться в продуктах харчування і утворюються в них під час вирощування сировини, її технологічної обробки та дозрівання. До складу цих сумішей входять органічні речовини різних класів: альдегіди, кетони, спирти, кислоти, ефіри, меркаптани, сульфіди, піразини, тіазоли, оксазоли, тіофени, фурани, гетероцикли та інші. Кількість складових сумішей може налічувати десятки і сотні речовин. Так, запах свіжеспеченого хліба обумовлюється більш як 200 ароматоутворюючими сполуками, чорного байхового чаю - понад 300, вин - близько 400, смаженої кави - близько 500 речовин.

У зв'язку з цією обставиною цифрові коди ароматизаторам не присвоюються. Кількість запропонованих до використання харчових ароматизаторів перевищує 5000, тому їх класифікують за походженням на три групи: природні, ідентичні природнім та штучні.

Природними називають ті харчові ароматизатори, які містять у своєму складі тільки природні ароматичні речовини та їх суміші. Вилучають їх з харчових продуктів і продовольчої сировини за допомогою фізичних методів (екстракція, дистиляція, пресування) або отримують біотехнологічними методами. Одним з різновидів таких ароматизаторів є природні харчові есенції - водні, спиртові, водно-спиртові або дистиляти летких речовин. Через високу вартість, обмеженість доступних ресурсів сировини, нестабільність аромату у часі використання природних ароматизаторів дуже обмежено.

Ідентичними природним називають ті харчові ароматизатори, які містять у своєму складі хоча б один компонент, ідентичний натуральному. Такими компонентами вважаються хімічні сполуки, які за своєю структурою і властивостями ідентичні (тотожні) тим, що містяться в природній сировині і продуктах, але отримані хімічним синтезом або виділені за допомогою хімічних методів.

Більшість харчових ароматизаторів, які зараз використовують у виробництві продуктів, відносяться до цієї групи. При цьому частина компонентів або навіть вся суміш може бути отримана штучним шляхом. Але ці речовини не є для організму людини сторонніми. Проблема лише в тому, що компоненти, отримані хімічним синтезом, можуть мати (і, як правило, мають) шкідливі вихідні або проміжні речовини, від яких складно позбавитися. Проте, на відміну від природних, ідентичні природним ароматизатори мають високу стабільність, інтенсивний аромат і дешеві.

Штучними харчовими ароматизаторами вважаються такі, які мають у своєму складі хоча б один не ідентифікований до цього часу в природній сировині компонент. Вони можуть мати у складі суміші поряд з тими ароматичними речовинами, яких не існує в природній сировині, як природні, так і ідентичні природним компоненти. Штучні ароматизатори відзначаються високою стабільністю до технологічних та інших факторів, інтенсивністю аромату та дешевизною, а тому набули великої популярності у виробників харчових продуктів. Наприклад, харчовики усього світу використовують штучний ароматизатор етилванілін (арованілон) для надання аромату морозиву, кондитерським виробам, молочним концентратам, борошняним напівфабрикатам тощо. Він має аромат в 3-4 рази інтенсивніший за природний ванілін та в сотні разів дешевший.

Харчові ароматизатори набули великого поширення тому, що вони дозволяють:

·поновити або підсилити смак та аромат, частково втрачені під час технологічної обробки (пастеризації, стерилізації, заморожування, концентрування та ін.);

·стандартизувати смакоароматичні характеристики харчових продуктів незалежно від коливань якості вихідної продовольчої сировини;

·надати аромат продукції, яка його не має (продукти переробки сої);

·позбавити продукцію небажаних та неприємних відтінків запахів та присмаків. Але обов'язковою є вимога неприпустимості використаних харчових ароматизаторів з метою фальсифікації продуктів та маскування їх псування.

За характером аромату і смаку ароматизатори умовно поділяють на дві групи: гострі (пряні) та солодкі. Пряні мають аромат і смак спецій, прянощів, овочів, трав, квітів, м'яса, риби, молока, вершків, сирів, диму і т.ін. До солодких відносяться - фруктові, ягідні, цитрусові, шоколадні, ванільні, кофейні, медові тощо.

За агрегатним станом ароматизатори можуть бути рідкими (розчини або емульсії), пастоподібними та у вигляді сухих порошків. Рідкі отримують розчиненням араматизатора або їх суміші в спирті, 1,2-пропіленгліколі, триацетині або інших спеціальних розчинниках. Від вибору розчинника залежить якість, стійкість та галузь використання ароматизатора. Рідкі ароматизатори використовують переважно при виробництві напоїв, морозива, цукристих та борошняних кондитерських виробів, молочних та олієжирових продуктів.

Емульсійні та пастоподібні ароматизатори одержують за допомогою спеціального обладнання, емульгаторів та наповнювачів. Сферою їх застосування є виробництво ковбасних, м'ясних і рибних продуктів та напівфабрикатів, пастоподібних молочних і олієжирових продуктів.

Сухі ароматизатори виробляють різними технологіями. Стійкі до окислення і нелеткі ароматизатори наносять на відповідний порошковий носій (сіль, цукор, нативний або модифіковані крохмалі тощо) і ретельно перемішують. Нестійкі та леткі ароматизатори піддають мікрокапсулюванню за допомогою гідроколоїдів типу желатин, мальтодекстрини, смоли акації та ін. з наступним розпилюючим сушінням. Такі сухі ароматизатори знайшли використання у ковбасному, м'ясоконсервному, м'ясному, рибопродуктовому та харчоконцентратному виробництвах,

Для ароматизації напоїв, кондитерських виробів, морозива, молочних продуктів широко використовують так звані "реакційні" ароматизатори, їх виготовляють за допомогою реакції Майяра, яка відбувається між амінокислотами або білковими гідролізаторами та редукуючими цукрами при нагріванні відповідної суміші.

Особливу групу складають ароматизатори копчення, які отримують шляхом абсорбції коптильного диму водою та наступним очищенням препаратів. Вони набули популярності у виробництві м'ясних, рибних, ковбасних виробів, плавлених сирів. За останні роки набувають поширення біотехнологічні методи виробництва харчових ароматизаторів. За допомогою мікроорганізмів або їх ферментів можливо одержати як окремі ароматичні сполуки, так і різноманітні їх суміші, що використовують при створенні відповідних ароматизаторів.

Дозування ароматизаторів, природних ефірних олій або екстрактів визначається необхідною інтенсивністю аромату, органолептичними властивостями та технологією виробництва продукту, їх вносять як у концентрованому, так і у розбавленому вигляді. Розчинниками служать вода, спирт, олія, частина продукту або його компонент. Як правило, ароматизатори вносять на прикінцевих стадіях виробництва, після чого продукт ретельно перемішується.

Підсилювачі смаку і аромату (смакові речовини) - це речовини, які завдяки своїм властивостям впливати на смакові рецептори людини можуть підсилювати, відновлювати або модифікувати сприйняття смаку і аромату харчових продуктів. Добре відомо, що свіжі продукти: м'ясо, риба, плоди, овочі, гриби мають чітко виражений і більш "повний", "насичений" смак і аромат, який досить швидко стає не таким яскравим по зі зменшенням вмісту нуклеотидів - сполук, які входять до складу нуклеїнових кислот. При зберіганні, особливо при переробці вміст нуклеотидів в продуктах і сировині знижується, що і приводить до послаблення і збіднення їх смаку і аромату. Ще у 1908 р. співробітник Токійського університету К. Ікеда встановив, що глутамат натрію (сіль глутамінової кислоти) підсилює смак різних харчових продуктів, особливо м'ясних, рибних та морепродуктів. Зараз ця амінокислота та її сіль є однією з популярних добавок, її виробляється щорічно до 0,2 млн т.

На відміну від глутамінової кислоти (Е620) і глутамату натрію (Е621), інозинова (Е630) і гуанілова кислоти (Е626) та ї.\ солі (Е631-Е633, Е627-Е629) мають значно більшій спектр смаків і ароматів, які вони підсилюють. До того ж їхня "смакова сила" в десятки і сотні разів перевищує підсилюючу дію глутамату. Тому їх часто використовують у вигляді суміші "мурінат". Здатність підсилювати смак деяких продуктів виявлена і у інших амінокислот та рибонуклеотидів. Так, гліцин (Н640) додають в напої для посилення їх смаку і аромату. Лізіна гідрохлорид (Е642) використовують у пивоварінні та виробництві інших напоїв. Лейцин (Е641) служить модифікатором смаку і аромату супів, бульйонів, кулінарних виробів, продуктів швидкого приготування.

Підсилювачами солодкого смаку і фруктових ароматів є мальтол (Е636) і етилмальтол (Е637). Вони знайшли широке застосування у виробництві жуйок, майонезів, йогуртів тощо. Модифікатором молочного і вершкового аромату є діацетил,

Звичайна кухонна сіль і цукор також є модифікаторами смаку. Сіль підсилює відчуття солодкого смаку і маскує гіркий та "металевий" присмаки. Цукор нівелює присмаки та підсилює аромати фруктово-ягідних соків і напоїв.

Підсилювачі смаку і аромату використовують у вигляді розчинів або порошків залежно від виду продуктів. Оскільки вони термостійкі, то їх можна вносити в склад продукту на любій стадії перед перемішуванням. У зв'язку з тим, що вони підсилюють сприйняття солоного смаку, вміст солі при їх використанні необхідно знижувати на 10 % від передбаченого рецептурою.

Харчові кислоти та кислотоутворювачі - речовини, які обумовлюють кислий смак харчових продуктів. Це переважно органічні кислоти та їхні солі, хоча в деяких випадках використовують і неорганічні кислоти.

Крім надання кислого смаку більшість органічних кислот виконують також функції регуляторів кислотності, комплексоутворювачів, консервантів, антиоксидантів, стабілізаторів тощо. Так, оцтова кислота (Е260), її натрієва (Е262) та калієва (Е261) солі, молочна кислота (Е270) і лактати натрію (Е325), калію (Е326), кальцію (Е327) широко використовують в консервуванні плодів, овочів, грибів, м'яса, риби і як харчові кислоти (смакові добавки). Лимонна (Е330), винна (Е334), яблучна (Е296), аскорбінова (Е300), янтарна (Е363) кислоти та їхні солі використовуються як смакові добавки, сінергісти антиоксидантів, комплексоутворювачі, регулятори кислотності у виробництві плодоовочевих консервів, безалкогольних напоїв, соків, сухих сумішей для напоїв, кондитерських виробів, морозива, молочних десертів та інших.

Діоксид вуглецю (Е290) завдяки його здатності утворювати з водою дуже слабку і нестійку вугільну кислоту знайшов використання для сатурації (насичення) шипучих вин, пива, безалкогольних напоїв та мінеральних вод. Солі вугільної кислоти - карбонати натрію (Е500), калію (Е501), амонію (Е503) застосовують як регулятори кислотності, розпушувачі, стабілізатори або як добавки, що попереджують злежування та грудкування сипких продуктів.

Неорганічні кислоти - соляну (Е507), сірчану (Е513), ортофосфорну (Е338) використовують як регулятори кислотності, каталізатори інверсії та гідролізу, їхні солі: хлориди (Е509-Е510), сульфати (Е514-Е516, Е521-Е523), фосфати (Е339-Е343) є складовими буферних сумішей, які підтримують необхідне рН середовище і знаходять застосування у виробництві м'ясних та рибних продуктів. Крім того, фосфати в м'ясопереробці виконують функції водоутримуючих агентів, текстураторів та емульгаторів.

Підсолоджувані та цукрозамінники додають в харчові продукти для надання їм солодкого смаку. Традиційний солодкий компонент - цукор, крім високої вартості і енергетичної цінності, має, при надмірному вживанні, здатність сприяти карієсу, цукровому діабету, ожирінню, серцево-судинним захворюванням. Тому при виробництві низькокалорійних, дієтичних та інших продуктів спеціального призначення його замінюють на інтенсивні підсолоджувачі та цукрозамінники. В переважній більшості їх солодкість значно вище ніж у сахарози, яка прийнята за еталон солодкого смаку (9%-й розчин).

Для порівняння інтенсивності солодкого смаку різних підсолоджувачів прийнята відносна величина - коефіцієнт солодкості (Ксол), яка показує у скільки разів треба взяти менше підсолоджувача, щоб досягти еталонного смаку.

Інтенсивні підсолоджувачі - це речовини нецукрової природи, що мають інтенсивно солодкий смак (К від десятків до сотень і навіть тисяч разів). За походженням їх поділяють на натуральні і синтетичні. До натуральних відносяться тауматін (Е957), гліцирізін (Е958) і ін. Хоча вони є природніми речовинами і в сотні разів солодші за цукор, вони не знайшли широкого використання через обмеженість ресурсів та неоднорідність складу. Використовують їх переважно при виробництві кондитерських виробів, безалкогольних напоїв, ароматичних сумішей.

Дуже поширеними є синтетичні інтенсивні підсолоджувачі. Вже більше двох століть у харчових виробництвах використовують сахарин (Е954) або його солі (натрію, калію та кальцію). Він в 300-500 разів солодший за цукор, не викликає карієсу, не засвоюється організмом, добре розчинний у воді, стійкий до факторів технологічного процесу, дешевий, легко синтезується. Недоліком сахарину є специфічний гірко-металевий присмак, тому його більше використовують у сумішах з іншими підсолоджувачами.

Цикламова кислота та її солі (Е952) мають помірну солодкість (20-30 разів), приємний смак, добре розчинні у воді, стійкі до нагрівання та зміни рН середовища. Проте тривале споживання продуктів з добавками цикламатів небезпечне для здоров'я, тому в Україні вони не дозволені до використання.

До "нового" покоління синтетичних підсолоджувачів, що набули популярності, відносяться аспартам і ацесульфам калію. Аспартам (Е951) в 200 разів солодший за сахарозу. Є дипептидом фенілаланіну і аспарагінової кислоти, тому в організмі людини легко метаболізується. У виробництві відомий також під торговими марками "Нутрасвіт" і "Санекта". Аспартам здатний підсилювати природний смак і аромат фруктів, особливо цитрусових. Його солодкість підсилюється в присутності кухонної солі, глутамату натрію, оцту. Основною сферою його застосування є виробництво безалкогольних напоїв на фруктовій, молочній основі та ароматичних сумішей, різноманітних десертів, жуйок, морозива, джемів, варення, мармеладу, фруктових та овочевих консервів і пресервів, рибних маринадів і консервів, продукції.

Недоліками аспартаму є нестійкість до термічної обробки і тривалого зберігання, особливо при підвищених температурах. Крім того, продукти з аспартамом протипоказані хворим на фенілкетонурію, про що повинно бути вказано в маркуванні цих продуктів. Останнім часом активно проводиться пошук нових високоефективних підсолоджувачів на основі аспартаму.

Ацесульфам калію (Е950) відноситься до класу ароматичних сульфоспиртів. Відомий під торговою маркою «Сунете». На відміну від аспартаму він досить стійкий до технологічних факторів, до зберігання, добре розчиняється у воді, хімічно інертний, не засвоюється, а тому не дає калорій, не виявлено його шкідливої дії на організм. Солодкість його в 180-200 разів вища за сахарозу. Використовується практично у всіх продуктах.

Синтетичні підсолоджувачі виявляють синергізм у сумішах між собою, з цукрами, з цукрозамінниками, смаковими речовинам. Комбінуючи склад сумішей, можна сформувати різні профілі смаку і досягти суттєвої економії цих компонентів. Тому у харчовій промисловості широко використовують саме суміші, а не індивідуальні добавки.

Цукрозаміниики - це речовини, які надають продуктам солодкого смаку, а також виконують й інші технологічні властивості цукру (маса, вміст сухих речовин, в'язкість та ін.). їх додають з метою здешевлення продукту шляхом заміни цукру або для усунення негативного впливу цукру на організм людини. В першому випадку найбільш поширеними замінниками є фруктоза, глюкозо-фруктозні і фруктозні сиропи, солодові екстракти. Ці замінники не вважаються харчовими добавками, тому що є традиційними компонентами продуктів. У другому випадку цукор замінюють частіше за все багатоатомними спиртами (поліолами): сорбітом, манітом, ізомальтітом, мальтітом, лактітом і ксилітом, їх засвоєння в організмі не потребує інсуліну, тому вони сприйнятливі для хворих на цукровий діабет. За ступенем солодкості вони близькі до сахарози або трохи поступаються їй. Суттєвим їх недоліком є обмежена розчинність у воді та відносно висока вартість. Крім смакових властивостей вони беруть участь при формуванні консистенції, тому що виявляють функції емульгаторів, текстураторів, водоутримуючих агентів, комплексоутворювачів, добавок.

Речовини, які регулюють структуру і консистенцію продуктів

Як і будь-які інші фізичні тіла, харчові продукти мають повну структуру. Під час виробництва та використання продуктів структура визначає їхню консистенцію. Ця реологічна характеристика, поряд зі смаком, ароматом та кольором, вважається споживачем найбільш важливою і вирішальною при виборі продукту. Для створення та збереження необхідної структури при виробництві продуктів широко використовуються різноманітні структуроутворюючі харчові добавки: емульгатори, піноутворювачі, стабілізатори, драглеутворювачі, загусники, наповнювачі та інші.

Емульгатори, піноутворювачі та стабілізатори

До цієї групи відносяться харчові добавки, які мають властивості поверхнево-активних речовин, а тому вони здійснюють різноманітний вплив на структуру продуктів: забезпечують рівномірний розподіл фаз та запобігають їх розділенню, формують консистенцію, в'язкість, пластичність. Якщо основною метою внесення добавки є розподіл не змішуваних одна в одній рідин, її називають емульгатором; в разі розподілу газової фази в рідині або твердій фазі - піноутворювачем; твердої фази в рідині - стабілізатором суспензії. Якщо ж метою внесення добавки є попередження руйнації емульсії або піни - стабілізатором емульсії або піни. Найбільш чисельною групою є емульгатори, їх поділяють на натуральні, натуральні модифіковані та синтетичні.

Серед натуральних емульгаторів найбільше поширення мають лецитини і сапоніни. Лецитини (Е322) є природною сумішшю різних фосфоліпідів. Вони входять до складу олії, олійного насіння, яєчного жовтка, молочного жиру. Отримують переважно з соняшникової, соєвої або рапсової олії. Використовують у кондитерському виробництві, хлібовипічці, виготовленні морозива, жуйок. Недоліком натуральних лецитинів є їх здатність змінювати колір (темніти) при термічній обробці та схильність до гідратації (замутніння). Для усунення цих недоліків лецитини піддають хімічній модифікації переетерифікації оцтовою, лимонною та молочною кислотами. Модифіковані лецитини мають більш широкий спектр застосування. Сапоніни є основною складовою відвару мильного кореня, який використовується при виробництві халви.

До синтетичних емульгаторів відносяться моно- та дигліцериди жирних кислот, ефіри гліцерину, жирних та органічних кислот, амонійні солі фосфатиду, ефіри поліоксиетм-ленсорбітану, ефіри сорбітану, ефіри сахарози та жирних кислот, ефіри полігліцерину та жирних і рицинових кислот. Вони можуть використовуватися як індивідуально, так і в сумішах між собою, з натуральними та модифікованими. Завдяки явищам адитивності та синергізму, які виявляються у сумішах, вдається отримати бажаний ефект при менших витратах.

Моно- та дигліцериди жирних кислот (Е471) використовують при виробництві харчових жирів, маргаринів, майонезів, кондитерських кремів, жирових та шоколадних глазурей, морозива, десертів та інших продуктів як у сумішах з лецитинами, так і самостійно. Крім емульгуючої дії вони проявляють також функції стабілізаторів піни, пластифікаторів, водоутримуючих агентів.

Ефіри гліцерину, жирних та органічних кислот (оцтової, молочної, лимонної та винної) (Е472 а-f) використовують як емульгатори, синергісти антиоксидантів, піноутворювачі, плівко- та глазуроутворювачі, пластифікатори, водоутримуючі агенти, їх додають при виробництві сосисок, варених ковбас для стабілізації жирової емульсії; морозива, десертів, соусів і сухих вершків - для стабілізації піни; хліба та хлібобулочних виробів - для підвищення пористості.

Ефіри поліоксиетиленсорбітану (Е432-Е436) відомі ще під назвами "Твіни 20...80" або "полісорбати". Вони також є поліфункціональними добавками. В залежності від продукту вони можуть бути емульгаторами, стабілізаторами, піноутворювачами, антиспінювачами тощо. Основною сферою їх використання є виробництво маргаринів, харчових жирів, жиророзчинних ароматизаторів, морозива, десертів, кондитерських виробів.

Ефіри сорбітану (Е491-Е496) відомі також під назвою "Спени 20...80". Вони використовуються переважно при виробництві збитих продуктів, соусів, майонезів, маринадів, маргаринів, харчових жирів, шоколаду і шоколадних глазурей, борошняних кондитерських виробів, харчових ароматизаторів.

Загусники та драгле утворювачі

Загусниками називають добавки, які підвищують в'язкість харчових продуктів, а драглеутворювачами - ті, які при певних умовах утворюють гель (драглі). За хімічною природою ці добавки є полімерами з лінійною або розгалуженою структурою і великою кількістю гідрофільних груп (частіше за все гідроксильних). У середовищі, де є вільна вода, вони набухають і сользатуються - утворюють гідратні оболонки з діполей молекул води навколо своїх полярних груп. Тобто вони є типовими гідроколоїдами. Знижуючи рухомість молекул води, вони суттєво збільшують в'язкість продукту. У випадку драглеутворювачів окрім сольватації відбувається ще й утворення тримірної просторової сітки з молекул полімера. Вода в такій сітці зовсім втрачає рухомість, а консистенція продукту стає замість рідкої пружною.

За походженням вони переважно полісахариди наземних рослин або морських водоростей. Виключенням є ксантанова та геланова камеді (мікробного походження) і желатин (тваринний білок). Гідроколоїди полісахаридів за будовою їх молекул поділяють на три групи: нейтральні, кислі з залишками уронової кислоти та кислі з залишками сірчаної кислоти. Перші дві групи більше виявляють властивості загусників, стабілізаторів та емульгаторів, а остання - стабілізаторів і гелеутворювачів (желюючих агентів).

До найбільш поширених загусників відносяться камеді (захисні смоли та борошно насіння деяких рослин), модифіковані крохмалі та целюлоза. В якості желюючих агентів частіше використовують пектини, желатин, агари, альгінати, карагенани та деякі камеді.

Нативні крохмалі (картопляний, кукурудзяний, пшеничний, рисовий) не відносяться до харчових добавок, оскільки є традиційними компонентами харчових продуктів. Завдяки набуханню та клейстеризації вони ефективно підвищують в'язкість. Вони безпечні, добре засвоюються, не мають власного смаку і запаху, технологічні, добре утримують вологу. Суттєвий недолік крохмалів - їх погана розчинність у воді і висока калорійність. Тому їх модифікують. Запропоновано близько двадцяти модифікатів: розчинні (Е1400...Е1402, Е1405), фосфатні (Е1410, Е1412, ЕІ413), оксидовані (Е1404), ацетильовані (Е1414, Е1420...Е1423), оксипропільоваиі (Е1440, 1-1442, Е1443) та інші (Е1450, Е1451).

Целюлоза (Е460) та її модифікати (Е461-Е465, Е467) на відміну від крохмалів не засвоюються організмом, а тому є основними згущувачами для низькокалорійних продуктів. Вони добре розчинні, стійкі, технологічні. Основною сферою їх використання є виробництво хліба та хлібобулочних і кондитерських виробів, морозива, десертів, желе, майонезів, соусів, кремів, м'ясних, рибних продуктів, напоїв. Завдяки здатності стабілізувати емульсії і суспензії, утримувати вологу, запобігати злежуванню та грудкуванню сипких продуктів модифікати целюлози все більше замінюють модифікати крохмалю.

Камеді отримують зі смоли або з насіння деяких рослин. До смол відносяться камеді: арабіногалактан (Е409), трагакант (Е413), гуміарабік (Е414), карайї (Е416), гхатті (Е419). Ці камеді утворюються при пошкодженнях рослин і являють собою захисні колоїдні виділення (ексудати).

До камедей з насіння відносять камідь рожкового дерева (Е410), вівсяну камідь (Е411), гуарову (Е412) і тара камедь (Е417). Їх отримують розмелюванням насіння, бобів, зерна відповідних рослин. Борошно містить до 70-85 % галактомананів - полісахаридів, що утворюються переважно з В-форм галактози і маннози в різних співвідношеннях. Водні розчини цих камедей, навіть при дуже малих концентраціях (від 0,02 до 0,5 %), мають високу в'язкість або виявляють псевдопластичні та драглеутворюючі властивості. Тому основна сфера їх застосування - виробництво продуктів з пластичними властивостями: плавлених сирів, сиркових і творожних мас, майонезів, маргаринів, консервів тощо. Найбільш поширеними з них є камідь рожкового дерева, гуарова та тара камідь. Вони добре розчиняються у воді, не засвоюються організмом, а тому не дають калорій, недорогі, стійкі до впливу технологічних факторів, виявляють синергізм у сумішах з іншими структуроутворюючими добавками.

Камідь рожкового дерева (Е410) отримують розмелюванням бобів вічнозеленої середземноморської рослини. Гуарову камідь (Е412) отримують розмелюванням бобів рослини гуару, що культивується в Індії та Пакистані. Замінником або наповнювачем камеді рожкового дерева і гуару може слугувати камідь тари (Е417), яку отримують з борошна насіння перуанського чагарника. Вівсяну камідь (або глікан) отримують з вівсяного м'якуша. Ксантанову (Е415) і геланову камеді (Е418) отримують шляхом мікробіологічного синтезу.

Серед драглеутворювачів (желюючих агентів, гелеутворювачів) найбільш популярними вважаються желатин, пектини, агар, карагенам і фурацелеран, альгінова кислота та її солі (альгінати).

Желатин (без індексу Е) має білкову природу на відміну від інших структуроутворюючих добавок. Його отримують термічним гідролізом колагеновмісної сировини (шкуркісток, хрящів). При замочуванні у холодній воді він набухає, а при підігріванні до 65-70°С - повністю розчиняється. При охолодженні нижче 35°С розчини желатину утворюють прозоре еластичне желе, яке легко плавиться при підвищенні температури. Пружність і міцність гелю залежить від типу желатину, його концентрації, температури, терміну зберігання, рН, наявності солей та інших факторів. Комбінуючи ці фактори, можна отримувати гелі від пастоподібного "ніжного" до пружного "гумоподібного".

Желатин добре засвоюється організмом, а тому в країнах ЄС він вважається не добавкою, а харчовим продуктом. Харчова цінність його невисока через відсутність в його складі незамінної амінокислоти триптофану. Але желатин має здатність підвищувати харчову цінність інших білків, особливо білків м'яса. Тому його вміст у харчових продуктах не обмежується.

В залежності від сировини желатин поділяють на два типи - А і В. Тип А отримують кислотним гідролізом свинячих шкур, а тип В - лужною обробкою кісток великої рогатої худоби. Розчини желатину типу А мають більш низьку в'язкість і кращу формоутворюючу здатність. Недоліком желатинових драглів є їхня плавкість при підвищенні температури і швидкий синрезіс при зберіганні.

Як структуроутворююча добавка, желатини широко використовуються у виробництві м'ясних і рибних продуктів (консервів, пресервів, сальтисонів, холодців, м'ясокопченостей), соусів, желюючих заливок, для приготування фруктових желе, мармеладів, морозива, кремів, десертів, жуйок, кондитерських виробів, харчових концентратів (желе, пудингів) та інших продуктів. Крім цього, желатини використовують як стабілізатори піни, для виготовлення їстівних покрить харчових продуктів та капсулювання лікувальних засобів, для освітлення та стабілізації вина, фруктових соків, як загущувачі, флокулянти, живильні середовища.

Пектини (Е440) переважно використовують як желюючі агенти, хоча вони можуть бути й емульгаторами, стабілізаторами і загущувачами. За хімічною природою пектини с поліметоксигалактуроновою кислотою з різним ступенем полімеризації і етерифікації. Значний вплив на властивості пектинів має ступінь етерифікації. За цією ознакою розрізняють високоетерифіковані (понад 50% карбоксильних груп етерифіковані) і низькоетерифгковані (менше 50%).

Пектини є обов'язковим компонентом рослинної клітини, тому дуже поширені в природі. Для промислового використання їх отримують з відходів переробки плодів і овочів, цукрових буряків, соняшнику. Найбільш популярними у харчовиків є яблучний, цитрусовий і буряковий пектини. Менш поширені абрикосовий, чорносмородиновий, морковний пектини. Останнім часом значна увага приділяється виробництву соняшникового пектину через те, що він дешевший, високомолекулярний, низькоетерифікований, має низьку зольність і добре очищується. Соняшниковий пектин може утворювати міцні еластичні гелі при значно менших концентраціях цукру і більш високих значеннях рН (5,5-6,0), що дає можливість використовувати його для виробництва низькокалорійних продуктів з нейтральним (не кислим) присмаком.

В організмі людини пектини не засвоюються, але вони виконують важливу функцію харчових волокон. Вони адсорбують холестерин, чим заважають його засвоєнню, виявляючи тим самим антисклеротичні властивості. Низькоетерифікопані пектини мають чітко виражену комплексоутворюючу здатність, завдяки якій вони сприяють виведенню з організму важких металів, токсинів, радіонуклідів. Тому добавки пектинів використовують для виготовлення низькокалорійних дієтичних, лікувально-профілактичних та спеціальних харчових продуктів.

Агар (Е406), який часто ще називають агар-агаром, є висо-комолекулярним полісахаридом, що входить до складу тихоокеанських червоних водоростей роду анфельція і гелідіум. В холодній воді він не розчиняється (тільки набухає). При кип'ятінні з водою добре розчиняється, а при охолодженні, навіть дуже розбавлені розчини, утворюють міцні тугоплавкі (>80°С) драглі з характерним скловидним зламом. В присутності цукру драгле утворююча здатність зростає до 5 разів. Кислоти, навпаки, її знижують внаслідок гідролізу агару. Його використовують для желювання заливок і соусів у м'ясних та рибних консервах. В сукупності з цукрово-патоковими сиропами його застосовують для виробництва желейно-пастильних кондитерських виробів, фруктів у желе, глазурей та харчових покрить. В хлібовипічці агар додають для запобігання черствінню, у виробництві вин, соків і напоїв - в якості освітлювача.

Для вітчизняної харчової промисловості агар є імпортною сировиною, тому в Україні з чорноморських багряних водоростей роду філофора отримують аналог агару, який називають вітчизняним, або чорноморським агаром.

Карагенан, (Е407), відомі ще під назвами "ірландський мох" і "гелоза". Область використання карагенанів в харчовій промисловості надзвичайно широка: загущувачі, драглеутворювачі, стабілізатори, освітлювачі, водоутримуючі агенти для капсулювання, речовини, що полегшують фільтрування. Карагенани використовуються в виробництві молочних і кисломолочних продуктів (шоколадне і концентроване молоко, сир домашній, сирні пасти, плавлені сири, вершки збиті, молочні продукти дитячого харчування), морозива, майонезів, маргаринів, овочевих і фруктових консервів і ін.

Альгінова кислота (Е400) та її похідні (альгінати): натрієва сіль (Е401), калієва (Е402), амонієва (Е403), кальцієва (Е404) і пропіленглікольальгінат (Е405) також широко відомі як загущувачі, драглеутворювачі, стабілізатори, водоутримуючі агенти і емульгатори харчових продуктів. Вони підносяться до полісахаридів. Отримують їх з бурих водоростей ламінарія, саргасум та еклонія. Вільна альгінова кислота не розчиняється у воді (тільки набухає), тому переважно використовують її солі, які є добре розчинними як у гарячій, так і у холодній воді.

Речовини, що продовжують термін придатності харчових продуктів

Створено великий арсенал хімічних речовин, які здатні захистити харчі від самих різних видів псування: мікробіологічного, окислювального, від погіршення харчової та біологічної цінності, зниження органолептичних та фізико-хімічних характеристик.

За характером їхньої захисної дії цю групу речовин поділяють на консерванти, антиокислювачі, синергісти антиокислювачів, водоутримуючі агенти, захисні гази, стабілізатори замутніння, плівкоутворювачі, речовини, що перешкоджають злежуванню та грудкуванню, ущільнювачі тощо.

Консерванти - це хімічні речовини, які здатні запобігати мікробіологічному псуванню продовольчої сировини і готових харчових продуктів як під час їх виготовлення, так і подальшого зберігання. У зв'язку з тим, що більшість консервантів чужорідні для організму людини, вони використовуються в тих випадках, коли попередження псування іншими способами неможливе або неефективне. Крім того, обов'язкова вимога до них - незмінність органолептичних характеристик продукту.

Не дозволяється вводити хімічні консерванти в продукти масового споживання, такі як: молоко, хліб, борошно, свіже м'ясо, спеціалізовані дієтичні продукти і продукти дитячого харчування, а також у вироби, які позначаються як натуральні.

Діючим харчовим законодавством заборонено використовувати суміші хімічних консервантів, які містять більше двох речовин, при цьому сумарна концентрація консервантів у продукті не повинна перевищувати максимально допустиму концентрацію того консерванту, який має нижчу межу.

За механізмом антимікробної дії всі консерванти умовно поділяють на дві групи: речовини прямої дії (власне консерванти) і речовини опосередкованої дії - ті, що впливають не на мікроорганізм, а на середовище, створюючи умови, непридатні для розвитку збудника псування. Перші діють безпосередньо на мікробіальну клітину, порушуючи її нормальне функціонування, блокуючи ферментні системи, руйнуючи клітинні мембрани, припиняючи процеси зростання і розмноження. Вони є токсинами для мікроорганізмів певного виду, і не тільки для них, тому їх вміст жорстко нормується. Представниками цієї групи можуть бути формальдегід, сорбінова і бензойна кислоти та їхні солі, двоокис сірки, похідні фенолу, антибіотики нізін, пімаріцин тощо. Речовини опосередкованої дії виявляють консервуючий ефект, як правило, через зміну рН, осмотичного тиску, активності води, вмісту кисню, диоксиду вуглецю тощо. Вони, в переважній більшості, є речовинами, безпечними для людини, і тому їх вміст обмежується лише технологічною необхідністю. До цієї групи відносяться такі речовини, як кухонна сіль, цукор, оцет, етанол, діоксид вуглецю та ін.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

·рН середовища продукту суттєво виливає на ефективність консервантів;

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

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

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

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

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

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

Антиокислювачі, їхні синергісти та захисні гази

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Регулятори кислотності

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

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

Антиспінюючі агенти та піногасники

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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