Підсилювачі смаку і запаху, як харчові добавки. Їх призначення і коротка характеристика
Харчові добавки - природні, ідентичні природним або штучні речовини, самі по собі не вживаються як харчовий продукт або звичайний компонент їжі. Вони навмисно додаються в харчові системи з технологічних міркувань на різних етапах виробництва, зберігання, транспортування готових продуктів з метою поліпшення або полегшення виробничого процесу або окремих його операцій, збільшення стійкості продукту до різних видів псування, збереження структури і зовнішнього виду продукту або навмисної зміни органолептичних властивостей .
Основні цілі введення харчових добавок передбачають:
1. вдосконалення технології підготовки і переробки харчової сировини, виготовлення, фасування, транспортування і зберігання продуктів харчування. Застосовувані при цьому добавки не повинні маскувати наслідків використання неякісного або зіпсованого сировини, або проведення технологічних операцій в антисанітарних умовах;
2. збереження природних якостей харчового продукту;
3. поліпшення органолептичних властивостей або структури харчових продуктів і збільшення їхньої стабільності при зберіганні.
Застосування харчових добавок допустимо тільки в тому випадку, якщо вони навіть при тривалому споживанні в складі продукту не загрожують здоров'ю людини, і за умови, якщо поставлені технологічні завдання не можуть бути вирішені іншим шляхом. Зазвичай харчові добавки поділяють на кілька груп:
- Речовини, що поліпшують зовнішній вигляд харчових продуктів (барвники, стабілізатори забарвлення, відбілювачі);
- Речовини, що регулюють смак продукту (ароматизатори, смакові добавки, підсолоджуючі речовини, кислоти та регулятори кислотності);
- Речовини, що регулюють консистенцію і формують текстуру (загусники, гелеутворювачі, стабілізатори, емульгатори та ін);
- Речовини, що підвищують збереження продуктів харчування і збільшують терміни зберігання (консерванти, антиоксиданти та ін.) До харчових добавок не відносять з'єднання, підвищують харчову цінність продуктів харчування і зараховують до групи біологічно активних речовин, такі як вітаміни, мікроелементи, амінокислоти та ін
Ця класифікація харчових добавок заснована на їх технологічних функціях. Федеральний закон про якість та безпеку харчових продуктів пропонує таке визначення: «харчові добавки - природні або штучні речовини і їх сполуки, спеціально вводяться в харчові продукти в процесі їх виготовлення з метою додання харчовим продуктам певних властивостей і (або) збереження якості харчових продуктів».
Отже, харчові добавки - це речовини (з'єднання), які свідомо вносять у харчові продукти для виконання ними певних функцій. Такі речовини, звані також прямими харчовими добавками, не є сторонніми, як, наприклад, різноманітні контамінанти, «випадково» потрапляють в їжу на різних етапах її виготовлення.
Існує відмінність між харчовими добавками і допоміжними матеріалами, що вживаються в ході технологічного потоку. Допоміжні матеріали - будь-які речовини або матеріали, які, не будучи харчовими інгредієнтами, навмисно використовуються при переробці сировини й одержання продукції з метою поліпшення технології; в готових харчових продуктах допоміжні матеріали повинні повністю бути відсутнім, але можуть також визначатися у вигляді не видаляються залишків.
Харчові добавки вживаються людиною протягом багатьох століть (сіль, перець, гвоздика, мускатний горіх, кориця, мед), проте широке їх використання почалося в кінці XIX ст. і було пов'язано із зростанням населення і концентрацією його в містах, що викликало необхідність збільшення обсягів виробництва продуктів харчування, вдосконалення традиційних технологій їх отримання з використанням досягнень хімії і біотехнології.
Сьогодні можна виділити ще кілька причин широкого використання харчових добавок виробниками продуктів харчування. До них відносяться:
- Сучасні методи торгівлі в умовах перевезення продуктів харчування (в тому числі швидкопсувних і швидко черствеющіх продуктів) на великі відстані, що визначило необхідність застосування добавок, які збільшують терміни збереження їх якості;
- Швидко змінюються індивідуальні уявлення сучасного споживача про продукти харчування, що включають їх смак і привабливий зовнішній вигляд, невисоку вартість, зручність використання; задоволення таких потреб пов'язано з використанням, наприклад, ароматизаторів, барвників та інших харчових добавок;
- Створення нових видів їжі, що відповідає сучасним вимогам науки про харчування, що пов'язано з використанням харчових добавок, що регулюють консистенцію харчових продуктів;
- Вдосконалення технології отримання традиційних харчових продуктів, створення нових продуктів харчування, у тому числі продуктів функціонального призначення.
Число харчових добавок, що застосовуються у виробництві харчових продуктів в різних країнах, досягає сьогодні 500 найменувань (не рахуючи комбінованих добавок, індивідуальних запашних речовин, ароматизаторів), в Європейському Співтоваристві класифіковано близько 300. Для гармонізації їх використання виробниками різних країн Європейською Радою розроблена раціональна система цифрової кодифікації харчових добавок з літерою «Е». Вона включена до кодексу для харчових продуктів ФАО / ВООЗ (ФАО - Всесвітня продовольча і сільськогосподарська організація ООН; ВООЗ - Всесвітня організація охорони здоров'я) як міжнародна цифрова система кодифікації харчових добавок. Кожній харчовій добавці присвоєно цифровий три-або чотиризначний номер (у Європі з попередньою йому літерою Е). Вони використовуються в поєднанні з назвами функціональних класів, що відображають угруповання харчових добавок за технологічними функціями (підкласами).
Індекс Е спеціалісти ототожнюють як зі словом Європа, так і з абревіатурами ЄС / ЄУ, які в російській мові теж починаються на літеру Е, а також зі словами ebsbar / edible, що в перекладі на російську (відповідно з німецької та англійської) означає «їстівний ». Індекс Е в поєднанні з трьох-або чотиризначним номером - синонім і частина складного найменування конкретної хімічної речовини, що є харчовою добавкою. Присвоєння конкретній речовині статусу харчової добавки та ідентифікаційного номера з індексом "Е" має чітке тлумачення, що припускає, що:
а) дане конкретне речовина перевірено на безпеку;
б) речовина може бути застосовано в рамках його встановленої безпеки і технологічної необхідності за умови, що застосування цієї речовини не введе споживача в оману щодо типу й складу харчового продукту, до якого воно внесено;
в) для даної речовини встановлені критерії чистоти, необхідні для досягнення певного рівня якості продуктів харчування.
Отже, дозволені харчові добавки, що мають індекс Е та ідентифікаційний номер, мають визначену якість. Якість харчових добавок - сукупність характеристик, які зумовлюють технологічні властивості і безпечність харчових добавок.
Наявність харчової добавки в продукті повинен вказуватися на етикетці, при цьому вона може позначатися як індивідуальна речовина або як представник конкретного функціонального класу в поєднанні з кодом Е. Наприклад: бензоат натрію або консервант Е211.
Згідно запропонованій системі цифрової кодифікації харчових добавок, їх класифікація, відповідно до призначення, виглядає наступним чином (основні групи):
- Е100-Е182-барвники;
- Е200 і далі - консерванти;
- ЕЗОО і далі - антиокислювачі (антиоксиданти);
- Е400 і далі - стабілізатори консистенції;
- Е450 і далі, Е1000 - емульгатори;
- ЕЗОО і далі - регулятори кислотності, розпушувачі;
- Е600 і далі - підсилювачі смаку та аромату;
- Е700-Е800 - запасні індекси для іншої можливої інформації;
- Е900 і далі - глазуруючі агенти, поліпшувачі хліба.
Багато харчові добавки мають комплексні технологічні функції, які проявляються залежно від особливостей харчової системи. Наприклад, добавка Е339 (фосфати натрію) може виявляти властивості регулятора кислотності, емульгатора, стабілізатора, комплексообразователя та водоутримуючих агента.
Застосування ПД ставить питання про їхню безпеку. При цьому враховуються ГДК (мг / кг) - гранично допустима концентрація чужорідних речовин (у тому числі добавок) у продуктах харчування, ДСД (мг / кг маси тіла) - допустима добова доза і ДСП (мг / добу) - дозволене добове споживання - величина , що розраховується як добуток ДСД на середню величину маси тіла - 60 кг.
Більшість харчових добавок не має, як правило, харчового значення, т. з. не є пластичним матеріалом для організму людини, хоча деякі харчові добавки є біологічно активними речовинами. Застосування харчових добавок, як будь-яких чужорідних (зазвичай неїстівних) інгредієнтів харчових продуктів, вимагає суворої регламентації та спеціального контролю.
Міжнародний досвід організації та проведення, системних токсиколого-гігієнічних досліджень харчових добавок узагальнено в спеціальному документі ВООЗ (1987/1991) «Принципи оцінки безпеки харчових добавок і контамінантів у продуктах харчування». Згідно із Законом Російської Федерації (РФ) «Про санітарно-епідеміологічне благополуччя населення» державний попереджувальний та поточний санітарний нагляд здійснюється органами санітарно-епідеміологічної служби. Безпека застосування харчових добавок у виробництві харчових продуктів регламентується документами Міністерства охорони здоров'я РФ.
Допустиме добове споживання (ДСП) є центральним питанням забезпечення безпеки харчових добавок протягом останніх 30 років.
Необхідно відзначити, що останнім часом з'явилася велика кількість комплексних харчових добавок. Під комплексними харчовими добавками розуміють виготовлені промисловим способом суміші харчових добавок однакового або різного технологічного призначення, до складу яких можуть входити, крім харчових добавок, і біологічно активні добавки, і деякі види харчової сировини: борошно, цукор, крохмаль, білок, спеції і т. д. Такі суміші не є харчовими добавками, а являють собою технологічні добавки комплексної дії. Особливо широке поширення вони одержали в технології хлібопечення, при виробництві борошняних кондитерських виробів, у м'ясній промисловості. Іноді в цю групу включають допоміжні матеріали технологічного характеру.
За останні десятиліття у світі технологій і асортименту харчових продуктів відбулися величезні зміни. Вони не тільки відбилися на традиційних, апробованих часом технологіях і звичних продуктах, але також призвели до появи нових груп продуктів харчування з новим складом і властивостями, до спрощення технології і скорочення виробничого циклу, виявилися в принципово нових технологічних та апаратурних рішеннях.
Використання великої групи харчових добавок, які отримали умовне поняття «технологічні добавки», дозволило отримати відповіді на багато з актуальних питань. Вони знайшли широке застосування для вирішення ряду технологічних проблем:
- Прискорення технологічних процесів (ферментні препарати, хімічні каталізатори окремих технологічних процесів і т.д.);
- Регулювання і поліпшення текстури харчових систем і готових продуктів (емульгатори, гелеутворювачі, стабілізатори і т.д.)
- Запобігання грудкування і згладжування продукту;
- Поліпшення якості сировини та готових продуктів (відбілювачі борошна, фіксатори міоглобіну і т.д.);
- Поліпшення зовнішнього вигляду продуктів (поліруючі засоби);
- Вдосконалення екстракції (нові види екстрагують речовин);
- Вирішення самостійних технологічних питань при провадженні окремих харчових продуктів.
Виділення із загального числа харчових добавок самостійної групи технологічних добавок є в достатній мірі умовним, так як в окремих випадках без них неможливий сам технологічний процес. Прикладами таких є екстрагуються речовини та каталізатори гідрування жирів, які по суті є допоміжними матеріалами. Вони не вдосконалюють технологічний процес, а здійснюють його, роблять його можливим. Деякі технологічні добавки розглядаються в інших підкласах харчових добавок, багато з них впливають на хід технологічного процесу, ефективність використання сировини і якість готових продуктів. Необхідно нагадати, що класифікація харчових добавок передбачає визначення функцій, і велика частина технологічних добавок ними володіє.
Синтетичні підсолоджуючі речовини, як харчові добавки
Підсолоджувачі - речовини, що використовуються для надання солодкого смаку. Широко використовуються натуральні і синтетичні (інтенсивні) речовини для подслажіванія харчових продуктів, напоїв, лікарських засобів.
Синтетичні підсолоджувачі в десятки і сотні разів солодше цукру. З їх допомогою можна проводити низькокалорійні дієтичні продукти, повністю або частково позбавлені легкозасвоюваних вуглеводів. Інтенсивні підсолоджувачі можуть використовуватися у виробництві продуктів для хворих на цукровий діабет.
При виборі підсолоджувача для продуктів з тривалим терміном придатності слід звертати увагу на його стабільність при зберіганні. Як правило, при тривалому зберіганні інтенсивні підсолоджувачі повільно розкладаються на складові, нешкідливі для людини, але несолодкі.
Дозування інтенсивних підсолоджувачів розраховують, виходячи з орієнтовних коефіцієнтів солодкості, а потім уточнюють за результатами дегустації. Заміна цукру підсолоджувачем може бути як повною, так і частковою.
Інтенсивні підсолоджувачі - речовини нецукровий природи, які в десятки і сотні разів солодше цукру. Вони можуть бути натуральними або синтетичними. Серед натуральних підсолоджувачів найбільш відомі тауматин (Е 957) і стевіозін.
Синтетичні інтенсивні підсолоджувачі представлені сахарином і цикламат (це підсолоджувачі «старого» покоління), а також «новими», до яких відносяться аспартам, сукралоза, ацесульфам калію.
Синтетичні інтенсивні підсолоджувачі застосовуються у виробництві молочних продуктів (йогуртів, морозива, сирних продуктів і т.п.), хлібобулочних виробів, печива, жувальної гумки, майонезів, кетчупів, соусів, напоїв, при консервуванні фруктів і овочів-то є скрізь, де може бути використаний цукор.
Перший штучний підсолоджувач - сахарин (Е954) - був синтезований ще в XIX столітті американським хіміком Фальберг. Ця речовина в 450 (!) Разів солодше цукру. Сахарин широко застосовується в харчовій промисловості, а тому, самі того не підозрюючи, всі ми періодично підгодовують сахарином - він входить до складу морозива, кремів, десертів та інших кондитерських виробів. Володіючи металевим присмаком, він не відрізняється гарними смаковими якостями, має сечогінний ефект і повинен суворо дозироваться щоб уникнути побічних дій. Добова доза - до 2,5 мг на кілограм маси тіла і не більше! Взагалі, поряд з цикламатом, сахарин викликає у лікарів найбільші нарікання з боку безпеки. Сахарин міститься в підсолоджувачів «Сукразит». Він не руйнується при термічній обробці, тому його можна додавати у кондитерські вироби та компоти, а от для маринадів він не підходить, бо не є консервантом.
Цикламати (Е952) - кальцієва (або натрієва) сіль циклогексиламін-N-сульфоновой кислоти, емпірична формула С 6 Н 13 О 3 S, молекулярна вага 166 - бескалорійній підсолоджувач. У чистому вигляді - білий кристалічний порошок, стійкий при нагріванні до 250 ° С, стабільний при переробці, термообробці та зберіганні. Добре розчиняється у воді (до 200 р. / л), ступінь солодощі 30, смакове відчуття солодощі наростає повільно.
Незважаючи на те, що цикламати були відкриті ще в 1937 р., схвалені до застосування, наприклад, в країнах ЄС були не дуже давно, всього поки його застосування дозволене більш ніж в 50 країнах світу. Обсяг його споживання становить 7,5% загального світового обсягу споживання підсолоджувачів. На російському ринку вважається найбільш дешевим підсолоджувачем.
Цикламат покращує смак сахарину, якщо його використовувати в кількості 110 частин на 1 частину сахарину, тому в Росії ця суміш активно використовується при виробництві напоїв. Синергічний ефект спостерігається також з ацесульфамом К і аспартамом.
Цикламати широко використовуються також при приготуванні фруктових соків, компотів, кондитерських виробів, джемів, шоколаду. В окремих випадках застосування цикламатом дозволяє поліпшити смак і підвищити розчинність лікарських препаратів з лужною реакцією. Цикламат дозволений діабетикам, але не рекомендований маленьким дітям і вагітним жінкам.
Аспартам (Е 951) в 200 разів солодше цукру. Виявлено, що він не шкідливий і не справляє побічної дії на шлунково-кишковий тракт, серцево-судинну і центральну нервову системи, не сприяє розвитку карієсу зубів, однак протипоказаний для хворих на фенілкетонурію. Встановлена для аспартама величина допустимого добового споживання становить 40 мг / кг маси тіла.
Під впливом високих температур аспартам може частково розкладатися, цей процес залежить від вмісту вологи, рН і температури навколишнього середовища, а також терміну зберігання харчового продукту і супроводжується зменшенням солодощі.
Аспартам доцільно використовувати для підсолоджування харчових продуктів, які не вимагають теплової обробки, наприклад, морозива, кремів, а також лікувально-дієтичних продуктів. Якщо технологічним процесом передбачена теплова обробка, то рекомендується збільшувати дозу аспартама, зазначену в рецептурі, на 30 - 40%.
З використанням цього підсолоджувача розроблено широкий асортимент молочних продуктів: напої ацидофільні, кисле «Цитрусова», кефір ароматизований, йогурти, десерти вершкові, сирні та ін У таких рецептурах передбачається внесення аспартама в кількості 400-900 р. / т продукту.
Солодкий смак харчових продуктів з аспартамом не змінюється при температурі 20 ° С протягом 24 - 48 год, при 10 ° С - протягом 7 діб, при 4 ° С - протягом 14 діб.
Сукралоза (Е955) - (1,6-діхло - 1,6-дідеоксі-b-д-фрукто-фуранозіл-4-хлор-4-деоксі-a-д-галактопіранозід). У чистому вигляді - кристали від білого до кремового кольору (розмір часток 90% - менше 12 мікрон), без запаху, мають стійкий солодкий смак без неприємного присмаку, майже в 600 разів солодше сахарози.
Сукралоза - високоинтенсивний бескалорійний підсолоджувач, розроблений і отриманий англійською фірмою Tate & Lyle в 1976 р. шляхом обробки чистої сахарози хлором. Додавання хлору робить молекулу сукралоза хімічно чистої та біологічно інертною, тому в ній немає калорій, а освічена хлорид є безпечним з'єднанням, присутнім у багатьох щодня споживаних харчових продуктах і напоях. Сукралоза є некаріогенним підсолоджувачем.
Добре розчиняється у воді (2,57 р. / л при 20 ° С), етанолі, метанолі, погано розчиняється в ефірах і мастила, рН - близько 7. Сукралоза зберігає свої якості при тривалому зберіганні в середовищах з підвищеною кислотністю, рекомендується зберігати чисту сукралозу при температурі 20 ° С або нижче, але окремо від пахучих речовин, наприклад, спецій. Однак слід уникати переробки містять сукралозу продуктів та зберігання їх при дуже високих температурах.
Сукралозу застосовують як універсального підсолоджувача при виробництві безалкогольних та алкогольних напоїв, молочних десертів, консервованих і заморожених фруктів і овочів, повидла, кондитерських та хлібобулочних виробів, соусів, майонезів, маринадів, сухих сніданків, сухих сумішей (наприклад, для кексів), жувальної гумки та ін Так як сукралоза є високоінтенсивним підсолоджувачем, то при приготуванні, наприклад, типового сиропу для напоїв приблизно 1,7 г чистого порошку сукралоза замінює 1 кг цукру.
Сукралоза визнана безпечною для діабетиків і навіть для вагітних жінок і дітей, але на російському ринку вона є найдорожчим підсолоджувачем, хоча дає потужний синергічний ефект з ацесульфамом, сахарином і цикламатом, тому може використовуватися в незначних кількостях з великим ефектом. Проте слід врахувати, що синергізм з аспартамом негативний.
Ацесульфам калію - цукровий еквівалент якого змінюється в залежності від умов (вид продукту, концентрація, температура і т.д.) і становить близько 200 од. Численні випробування ацесульфама на нешкідливість дозволили отримати відгуки про його безсумнівною безпеки для здоров'я. Ацесульфам калію - кристалічна речовина, термічно і хімічно стійкий, добре розчинні у органічних розчинниках, у воді, відрізняється швидко наступаючим приємним, але мало стійким солодким смаком. Смак ацесульфама калію не змінюється в кислому середовищі, нагрівання його розчинів при рН 4 до температури 120 ° С не призводить до розпаду цього з'єднання. Зберігання водних розчинів ацесульфама протягом 1 міс при температурі 40 ° С не призводить до його гідролізу і зниження ступеня солодощі.
Заміну сахарози в продуктах харчування іноді буває дуже важко здійснити, тому що вона має природно солодким смаком, а підсолоджувачі мають солодкість штучну, неприродних. Для регулювання смаку підсолоджувальних речовин на практиці найчастіше застосовують сумішеві підсолоджувачі.
При виборі підсолоджувача для продуктів з тривалим (кілька років) терміном придатності слід звертати увагу на його стабільність при зберіганні. Як правило, при тривалому зберіганні інтенсивні підсолоджувачі повільно розкладаються на складові, нешкідливі для людини, але несолодкі. Швидкість розкладання залежить від кислотності продукту і температури його зберігання. Особливо піддається розкладанню аспартам, а найбільш стійким вважається ацесульфам К. Крім того, ацесульфам К швидше за інших підсолоджувачів розчиняється у воді, тому його часто використовують у виробництві порошкоподібних продуктів швидкого приготування (наприклад, сухих напоїв).
Список використаної літератури
Скуріхін І. А /., Нечаєв А.П. Все про їжі з точки зору хіміка. - М.: Вища школа. 1991.-286 с.
Нечаєв А.П., Смирнов О.В. Харчові ароматизатори / / Харчові інгредієнти (сировина та добавки). - 2000. - № 2. - С. 8.
Патяковскій В.М. Гігієнічні основи харчування та експертизи продовольчих товарів. - К.: Видавництво Новосибірського Університету, 1999. -431 С.
Нечаєв А.П., Болотов В.М. Харчові барвники. Харчові інгредієнти (сировина та добавки). - К.: 2001. -214 С.
Антипова Л., Отримання харчових продуктів, інгредієнтів, матеріалів на основі биокаталитических процесів обробки коллагенсодержащих тваринних тканин. М.: «Агропромиздат», 2008.
Гігієнічні вимоги безпеки і харчової цінності харчових продуктів. СанПіН 2.3.2.1078-01. - М., 2002.
Кочеткова О.А. Харчові добавки. СПб.: Пітер, 2009.