Консервирование с помощью химических веществ

В нашей стране для консервирования применяется ограниченное количество химических веществ. Применение их допускается только в тех случаях, когда другие методы консервирования являются недейственными.

Консерванты – пищевые добавки, небольшие количества которых позволяют задержать или прекратить рост и размножение микроорганизмов, и тем самым предотвращают микробную порчу продукта.

Консерванты могут оказывать бактерицидное действие (т. е. полностью подавляют жизнедеятельность микроорганизмов) или бактериостатическое (подавляют, замедляют развитие и размножение).

Действие химических консервантов основано на их способности проникать в микробную клетку и инактивировать ферментную систему и белки микроорганизмов, тем самым прекращая их жизнедеятельность.

Второе направление действия консервантов – изменение рН среды, снижающее активность жизнедеятельности микроорганизмов.

К веществам, применяемым в пищевой промышленности в качестве консервантов (антисептиков, соединений, полученных химическим путем и обладающих антимикробными свойствами), предъявляют строгие требования:

1. Консерванты должны подавлять жизнедеятельность микроорганизмов при небольших концентрациях (сотые, десятые доли процента);

2.  Оказывать губительное действие на микроорганизмы и не оказывать токсичного воздействия на организм человека;

3.  Не образовывать токсичные соединения при разложении в организме человека и при взаимодействии с материалом технологических емкостей, в которых смешивают продукт и антисептик, а также с материалом консервной тары;

4.  Не оказывать ощутимого влияния на органолептические показатели продукта или легко удаляться при необходимости из продукта (например, сернистый газ).

Для консервантов, разрешенных к использованию в промышленности, разработаны и стандартизированы доступные методы контроля за их содержанием в продуктах. Список консервантов, разрешенных к использованию при производстве пищевых продуктов в Российской Федерации, представлен препаратами, включенными в группу с индексами Е 200 - Е 290.

Список антисептических препаратов, применяемых в консервной промышленности в большинстве стран мира, ограничен в основном сернистым ангидридом, сернокислыми препаратами (бисульфит калия, бисульфит натрия, метабисульфит натрия, сульфит натрия и сульфит калия), бензойной кислотой и бензойнокислым натрием, сорбиновой кислотой и ее солями, дегидроацетовой кислотой и некоторыми другими органическими кислотами (или их солями).

В СССР применение химических веществ для консервирования было ограничено.

К использованию допускаются три группы химических веществ: антисептики, антибиотики, антиокислители.

Консервирование антисептиками.

В настоящее время для консервирования продуктов в промышленных условиях применяются бензойная, сернистая, борная, сорбиновая кислоты и их соединения.

К антисептикам предъявляется ряд требований, они не должны:

1. Обладать токсическим действием на организм человека в разрешенных к применению дозах;

2.  Подавлять действие ферментов желудочно-кишечного тракта;

3. Разрушать витамины, содержащиеся в продуктах; изменять органолептические и физико-химические свойства продуктов;

4. Накапливаться (кумулироваться) в организме человека.

На каждый из применяемых антисептиков должна быть разработана лабораторная методика определения их в продуктах питания.

Антисептические вещества

Бензойная кислота. Бензойная кислота и ее соли стали использоваться в СССР в пищевой промышленности в 1932 г.

Бензойная кислота применяется (из расчета 70–100 мг/кг продукта). Бензойная кислота характеризуется сравнительно невысокими антисептическими свойствами. Действие ее как консерванта проявляется только в кислой среде при рН не выше 5,0. За рубежом препараты бензойной кислоты применяются в концентрациях от 0,05 до 1 %.

Естественное содержание бензойной кислоты в бруснике и клюкве (500–2000 мг/кг) обеспечивает их длительную сохранность.

В настоящее время разрешено вводить бензойную кислоту в повидло, мармелад, меланж для кондитерского производства, плодово-ягодные полуфабрикаты, маргарин, икру рыбную деликатесную и пробойную, рыбные презервы. В организме человека бензойная кислота соединяется с гликоколом и образует бензилгликокол (гиппуровая кислота) – безвредное вещество, не раздражающее почки. Вторым метаболитом, который дает бензойная кислота, является бензилглюкуроновая кислота. У человека бензойная кислота выделяется преимущественно в виде гиппуровой кислоты.

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

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

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

Бензоат натрия (Е 211) представляет собой почти бесцветное кристаллическое вещество с очень слабым запахом, хорошо растворяющееся в воде, имеющее более низкий консервирующий эффект. Однако из-за лучшей растворимости в воде бензоат натрия применяют чаще, чем бензойную кислоту. Допустимые количества бензойной кислоты и ее производных для отдельных продуктов питания приведены в таблице № 3.

Таблица № 3

Допустимые количества бензойной кислоты в продуктах питания

Продукт

Количество, в мг на 1 кг

бензойная кислота бензойнокислый натрий Мармелад, пастила, повидл 700 - Меланж (яичная масса, полуфабрикат) 700 - Килька 1000 2600 Кетовая икра 1000 - Сельдь баночная - 1000 Соки плодово-ягодные 1000 -

 

При использовании бензоата натрия необходимо, чтобы рН консервируемого продукта был ниже 4,5; при этом условии бензоат натрия превращается в свободную кислоту.

Безусловно, допустимая для человека суточная доза бензойной кислоты 0–5 мг/кг, условно допустимая – 5–10 мг/кг массы тела.

Борная кислота. Борная кислота и борат натрия (бура) нежелательны для применения в пищевой промышленности, особенно для введения в продукты массового потребления. Основанием для этого служат данные о небезразличных для здоровья свойствах борной кислоты и бората натрия, в частности сведения о высокой кумулирующей способности борной кислоты, особенно центральной нервной системой. Кроме того, имеются данные (материалы 6-й сессии Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, 1961 г.) о раздражающем действии борной кислоты на кишечник и поражающем действии ее на почки. В связи с этим вопрос об использовании борной кислоты и бората натрия в качестве консервантов подлежит тщательному изучению. Возможно исключение их из списка разрешенных для использования в пищевой промышленности химических средств. Временно борная кислота и борат натрия, а также уротропин в качестве добавки допущены для сохранения икры, в отношении которой другие методы консервирования неприемлемы. Кроме того, борная кислота используется как консервант в производстве меланжа.

Сернистая кислота. В плодово-овощной промышленности широко применяется сернистая кислота. Консервирование с помощью ее препаратов называется сульфитацией.

Из большего числа препаратов сернистой кислоты для сульфитации разрешены только сернистый ангидрид, сернистая кислота, бисульфит и пиросульфит натрия.

Сульфитированные продукты подвергаются десульфитации в процессе тепловой обработки. Однако до 30% сернистого ангидрида в них все же остается, так как с сернистым ангидридом образуются прочные соединения, которые удалить из продуктов невозможно. Сульфитирование способствует сохранению в пищевых продуктах аскорбиновой кислоты.

Сернистая кислота в организме подвергается быстрому окислению с образованием безвредных сульфатов, легко выводимых из организма. Однако известно, что препараты сернистой кислоты разрушают тиамин и таким образом обесценивают продукт по содержанию в нем витамина В 1. В связи с этим для консерви­рования продуктов, содержащих тиамин, не применяется.  Использование сернистой кислоты для консервирования мясных, рыбных, яичных и молочных продуктов не допускается в связи с отрицательным влиянием ее на органолептические свойства продукта и маскирующимися свойствами при порче этих продуктов.

Сорбиновая кислота (Е200) и ее соли (Е 201, Е 202). Сорбиновая кислота применяется в пищевой промышленности сравнительно недавно.

Начиная с 1955 г. в США и некоторых других странах, эта кислота получает все большее использование в пищевой промышленности. Основанием для широкого применения сорбиновой кислоты служит то, что она оказывает эффективное антимикробное действие, превышающее действие других консервантов, используемых в пищевой промышленности, не изменяет органолептических свойств продукта, не обладает токсичностью и канцерогенными свойствами. По химической структуре сорбиновая кислота относится к соединениям, близким к ненасыщенным жирным кислотам. В животном организме она не образуется. Цикл превращения сорбиновой кислоты в организме полностью соответствует обмену ненасыщенных жирных кислот, в частности капроновой кислоты.

Сорбиновая кислота подавляет рост большинства микроорганизмов, особенно высока активность сорбиновой кислоты в отношении дрожжевых грибов. Наибольшую антимикробную и антигрибковую активность она проявляет при значениях рН около 4,5. Сорбиновая кислота применяется в концентрациях 0,1%. В качестве безусловно допустимой для человека суточной дозы принимается 0–12,5 мг и в качестве условно допустимой суточной дозы 12,5–25 мг на 1 кг массы тела.

Сорбиновая кислота представляет собой бесцветное кристаллическое вещество со слабым специфическим запахом, трудно растворимое в воде, но лучше растворяющееся в этаноле и хлороформе.

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

Применяется во многих странах и в России для консервирования и предотвращения плесневения безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков, ягод,  хлебобулочных и кондитерских изделий, а также зернистой икры, сыров, полукопченых колбас и при производстве сгущенного молока для исключения его потемнения, при приготовлении майонеза.

Сорбиновая кислота применяется также для обработки упаковоч­ных материалов для пищевых продуктов.

Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что, из-за способности сорбиновой кислоты угнетать некоторые ферментативные системы в организме, безусловно, допустимой дозой для человека является до 12,5 мг/кг массы, а условно допустимой 12,5-25 мг на 1 кг массы тела (таблица № 4).

В пищевых продуктах допускается содержание сорбиновой кислоты в следующих количествах: в вине – 300 мг/л, безалкогольных напитках – 500 мг/л, плодово-ягодных соках, икре зернистой лососевых рыб, сырах плавленых, сгущенном молоке - 1000 мг/кг, маргарине и майонезе – 800 мг/кг.

Таблица № 4.