- •Гоу впо Кемеровский технологический институт
- •1 Пища человека – важнейшая социальная и экономическая проблема общества
- •2 Основные термины, определения и понятия
- •3 Пища и ее состав. Основные компоненты пищи, их характеристика
- •3.1 Вода в сырье и пищевых продуктах
- •3.1.1 Значение воды для организма человека
- •3.1.2 Вода как составная часть пищевых продуктов
- •3.1.3 Активность воды и стабильность пищевых продуктов
- •3.2 Белки в составе пищи
- •3.2.1 Состав и строение белков
- •3.2.3Основные технологические свойства белков
- •2.3 Липиды
- •2.3.1 Классификация и строение липидов
- •2.3.2 Значение жиров в питании человека
- •2.3.3 Основные технологические свойства жиров
- •Гидролиз триглицеридов
- •Реакции присоединения галогенов
- •Гидрогенизация масел и жиров
- •Переэтерефикация жиров
- •Физические свойства жиров
- •3.4 Углеводы в составе пищи, их превращение при переработке.
- •По строению и свойствам углеводы делятся на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
- •Моносахариды Олигосахариды Полисахариды
- •3.4.2 Значение углеводов в питании человека.
- •Глюкоза этиловый углекислый
- •3.5 Органические кислоты
- •3.6 Витамины
- •3.7 Минеральные вещества
- •Макроэлементы
- •Микроэлементы
- •4 Пищевые добавки
- •5 Вредные вещества пищи.
- •5 . 1 Природные токсиканты.
- •5 .2 Загрязнители
- •Контрольные вопросы
- •6 Биохимия пищеварения и основы рационального питания
- •6.1 Биохимия пищеварения
- •6.2 Основы рационального питания
4 Пищевые добавки
Пищевые добавки употребляются человеком в течение многих веков (соль, перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мед и др.), однако широкое их использование началось в конце 19 века и было связано с ростом населения и концентрацией его в городах.
Развитие современной пищевой индустрии невозможно без использования пищевых добавок. Этим термином обозначают различные соединения, полученные химическим путем, или природные соединения, которые разрешены органами здравоохранения. Пищевые добавки обычно не употребляются в качестве пищевого продукта, а преднамеренно добавляются к нему для облегчения ведения технологического процесса, увеличения стойкости при хранении, придания определенных органолептических свойств.
Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они даже при длительном употреблении в составе продукта не угрожают здоровью человека и при условии, что поставленные технологические задачи не могут быть решены другим путем. Добавки не должны маскировать последствия использования некачественного или испорченного сырья.
Применение пищевых добавок регламентируется нормами их медицинской безопасности и технологическими соображениями. Такие регламенты устанавливаются на национальном и на международном уровнях.
4.1 Классификация пищевых добавок
В мире применяется более 500 пищевых добавок. Для гармонизации их использования Европейским Союзом разработана рациональная система цифровой кодификации пищевых добавок. Она включена в кодекс ФАО-ВОЗ для пищевых продуктов (Codex Alimentarius). Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный номер с предшествующей ему буквой Е.
Букву Е специалисты отождествляют как со словом Европа , так и со словами essbar/edible, что в переводе (соответственно с немецкого и английского ) означает “съедобный”.
Присвоение конкретному веществу статуса пищевой добавки и индентификационного номера с индексом “Е” имеет четкое толкование:
данное конкретное вещество проверено на безопасность;
вещество может быть применено в рамках его установленной безопасности и технологической необходимости;
для данного вещества установлены критерии чистоты.
В зависимости от назначения пищевые добавки подразделяют на несколько групп, каждая из которых имеет свой код:
вещества, улучшающие внешний вид продукта: красители и цветорегулирующие материалы (Е100 - Е182);
вещества, повышающие сохранность продуктов питания и увеличивающие сроки их хранения (антиокислители и консерванты) (соответственно Е200 и далее, Е300 и далее);
ароматизаторы и усилители аромата, (Е600 и далее);
подслащивающие вещества, вкусовые добавки и усилители вкуса (Е900 - Е1000);
вещества, изменяющие консистенцию: ПАВ, загустители, желе - и студнеобразователи, замутнители, стабилизаторы, разрыхлители и др. (Е400 и далее);
Рассмотрим основные группы пищевых доставок, используемых в пищевой промышленности.
4.2 Вещества, улучшающие внешний вид продуктов
Пищевые красители. Потребители давно привыкли к определенному цвету пищевых продуктов, связывая с ним его качество. Для придания пищевым продуктам и полуфабрикатам различной окраски используют природные (натуральные) и синтетические (органические и неорганические красители).
Природные красители: каротиноиды, антоцины, флавоноиды, хлорофиллы.
Из природных красителей, придающих красную, оранжевую или желтую окраску, чаще всего используются каротиноиды. Наиболее важный из них -каротин, который служит, кроме того, источником витамина А и антиоксидантом.
Кармин (Е-120) - красный краситель, производное антрахинона, получают из кошенели - насекомых, обитающих на кактусах.
Энокраситель (Е-163) - получают из выжимок красных сортов винограда и ягод бузины в виде жидкости интенсивно красного цвета.
В последнее время начали использовать пигменты желтых и розово-красных красителей, содержащиеся в соке кизила, красной и черной смородины, клюквы, брусники, свеклы. В состав многих из них входят антоцианы и катехины. Красящим веществом является энин, краситель из свеклы - бетанин. В нейтральных или щелочных средах энокраситель придает продуктам синий или сиреневый оттенок.
Куркумин (Е-100) - желтый природный краситель, получают из многолетних травянистых растений семейства Имбирных.
Желтый краситель из семян аннато используют в сыроделии.
В качестве природного зеленого красителя используется хлорофилл (Е-141), присутствующий во всех растениях, осуществляющих фотосинтез.
Сахарный колер: карамель (Е-150) используется в хлебопекарной, кондитерской, ликероводочной, пивобезалкогольной и других отраслях промышленности.
Синтетические красители
С химической точки зрения синтетические пищевые красители можно разделить на 5 классов: азокрасители, триарилметановые, ксантановые, хиналиновые и индигоидные.
Наиболее часто используются синий краситель : индигокармин (Е132) и желтый краситель: тартразин (Е102), синий блестящий, зеленый S , черный блестящий, красный кармуазин, очаровательный красный.
В России запрещены красители: цитрусовый красный Е121 и красный амарант Е123.
Широкое применение синтетических красителей связано с их высокой устойчивостью к изменению рН среды и действию кислот, стабильностью к нагреванию и свету, большой окрашивающей способностью, легкостью дозирования, устойчивостью окраски при хранении продукта.
Поступающие в продажу синтетические красители обычно разбавлены наполнителями (поваренная соль, сульфат натрия, глюкоза, сахароза, крахмал).
Для окрашивания пищевых продуктов используются , главным образом, водные растворы пищевых красителей.
Максимальная разрешенная дозировка составляет 100 г/ т. Рекомендуется 5-50 г/ т окрашиваемой продукции.
Цветорегулирующие материалы. К ним относятся соединения, изменяющие окраску продукта в результате взаимодействия с компонентами пищевого сырья и готовых продуктов. Среди них необходимо отметить отбеливающие вещества (диоксид серы, разбавленная серная кислота H2SO4). Бромат калия KBrO3 применяют для отбеливания муки. Нитрат и нитрит калия применяют при обработке (посоле) мяса и мясных продуктов для сохранения красного цвета.
4.3 Ароматизаторы и усилители аромата
Пищевой ароматизатор - это смесь 30-50-ти, а иногда более 100-та согласованных между собой индивидуальных компонентов или индивидуальное вкусоароматичесое вещество. Не следует относить к ароматизаторам концентрированные соки, фруктовые подварки, сиропы.
Ароматизаторы принято подразделять на натуральные, идентичные натуральным и искусственные.
Натуральные ароматизаторы извлекаются физическими способами (экстракцией, дистилляцией) из исходных материалов растительного или животного происхождения. Как правило, они слабы и нестабильны. Чаще используют идентичные натуральным ("такой же как природный"). Эти ароматизаторы получают химическим синтезом или выделяют из натурального сырья химическими способами. По своему химическому строению они соответствуют природным ароматизаторам (например: ванилин).
Искусственные ароматизаторы содержат, по меньшей мере, одно искусственное вещество, которого в природе не существует. Они отличаются стабильностью, интенсивностью и дешевизной.
Ароматизаторы условно можно разделить на острые (пряные) и сладкие. Первые придают продукту вкус и запах овощей, специй, трав, дыма, мяса, рыбы, грибов и т.п. Типичные же сладкие ароматизаторы - все виды фруктовых ароматов, ванильные, шоколадные, кофейные.
Для специалистов по разработке ароматизаторов (флейвористов) наиболее подходящим способом классификации вкусоароматических веществ является их группировка не по химическим классам, а по их вкусоароматическим характеристикам. Существует схематическая классификация виде «колеса ароматов». Она включает следующие вкусовые ингредиенты: зеленые и травяные; фруктовые и эфирные; цитрусовые и терпеновые; мятные и камфорные; цветочные; тона пряностей и лекарственных трав; древесные и дымные; тона жареного и пригорелого; карамельные и ореховые; мясные и животные; жирные и прогорклые; молочные и масляные; грибные и землистые; сельдерейные и суповые; сернистые и чесночные.
Ароматизаторы выпускают в виде жидких (эссенций или эмульсии) и порошкообразных продуктов.
Жидкие ароматизаторы, как правило, дешевле аналогичных порошкообразных и предназначены для большинства пищевых продуктов.
Эмульсионные ароматизаторы применяются для замутненных напитков, колбасных изделий, мясных и рыбных полуфабрикатов, соусов, кетчупов, майонезов, приправ.
Порошкообразные ароматизаторы предназначены для производства пищевых концентратов, мясных и колбасных изделий и экструдированых продуктов,
Среди группы усилителей аромата («оживителей вкуса») широкое распространение получила глютаминовая кислота (Е 620) и ее соли. Они усиливают вкусовые восприятия, воздействуя стимулирующим образом на окончания вкусовых нервов и вызывая при этом «ощущение удовлетворения». Это свойство получило название «глютаминовый эффект». Добавление солей глутаминовой кислоты позволяет восстановить в продуктах качество свежести.
В некоторых странах, особенно на Востоке, глутамат натрия вводится непосредственно перед едой. Так в Китае выпускается препарат соевых бобов, содержащий до 90% чистого глутамата натрия. При употреблении такой добавки в больших дозах возникает так называемый «синдром китайского ресторана», который проявляется в слабости, сердцебиении, потери чувствительности в области затылка и спины.
В нашей стране глутамат натрия используется как добавка при производстве продуктов питания взрослого населения и подростков, не допускается в производстве консервов и концентратов для детского населения.
4.4 Подслащивающие вещества
Для придания продуктам сладкого вкуса используют сахар, сахарозаменители (глюкозо-фруктозные сиропы, фруктозу, сорбит, ксилит и др.). Их классифицируют по происхождению (натуральные и искусственные), по калорийности (высоко-, низко-, безкалорийные), по степени сладости (с высоким и низким сахарным эквивалентом), по химическому составу и др..
Ассортимент продуктов с подсластителями постоянно расширяется, а их потребление во всем мире постоянно растет. Подсластители используют известные компании Pepsico, Coca-Cola, Valio, Cadbury.
Натуральные подслащивающие вещества: мед, солодовый экстракт, лактоза, продукты гидролиза крахмала (патока, глюкозный и глюкозо-фруктозный сироп), полиолы или сахарные спирты (сорбит и ксилит), стевиозид, тауматин.
Многоатомные спирты (полиолы). Среди них широкое применение в качестве подсластителей нашли сорбит и ксилит. Сладость их по отношению к сахарозе соответственно составляет 0, 6 и 0, 85. Они полностью усваиваются организмом. Ксилит оказывает положительное влияние на состояние зубов, увеличивает выделение желудочного сока и желчи.
Стевиозид - смесь гликозидов, выделенных из южноафриканских растений, в 300 раз слаще сахарозы, относится к интенсивным подсластителям.
Тауматин – самое сладкое из известных веществ, в 3000-10000 раз слаще сахарозы.
Интенсивные подсластители бывают индивидуальными или смесевыми. Среди индивидуальных различают подсластители "старого" и "нового" поколения. Первые (цикломаты и сахарин) либо не обладают достаточной степенью сладости, либо не выдерживают конкуренции с "новыми". К последним относятся аспартам, сукралоза и ацесульфам.
Аспартам – это дипептид, состоящий из остатков двух аминокислот : аспаргиновой и фенинилаланина, в 160 – 200 раз слаще сахарозы. Выпускается под торговой маркой «НУТРА СВИТ» и «СУСЛИ». Применяется для производства 5 – 6 тысяч наименований пищевых продуктов.
Ацесульфам – К. Этот подсластитель термо- и кислотоустойчив, поэтому пищевые продукты с ним можно подвергать стерилизации. Выпускается под торговой маркой «САННЕТ».
В настоящее время производятся комбинированные смеси интенсивных подсластителей: "СВИТЛИ - сладость диетическая", "Аспамикс" и др.
4.5 Вещества, повышающие сохранность продуктов и
увеличивающие сроки их хранения
Сохранность пищевого сырья и готовых продуктов достигается как использованием различных методов их обработки, так и применением целого ряда химических соединений (консервантов), способных замедлить или предотвратить развитие микрофлоры.
Химические консерванты должны быть безвредны, не изменять органолептические свойства продуктов, не оказывать отрицательного воздействия на пищевую ценность и здоровье потребителей.
В Росси в качестве консервантов разрешены к применению следующие химические соединения: сорбиновая, бензойная, уксусная кислоты и их соли, соединения серы, пропионовая кислота, низин, метамицин, муравьиная кислота, нитриты и нитраты; запрещен консерват формальдегид Е240.
Для многих пищевых продуктов, особенно содержащих полиненасыщенные жирные кислоты, существенно замедлить окисление можно с помощью антиокислителей.
Различают натуральные и искусственные антиокислители. И те и другие получают синтетическим путем, но первые найдены в природе, а вторые нет. К натуральным антиокислителям относятся аскорбиновая кислота и ее соли, -токоферол, кверцетин. Наибольшее распространение среди синтетических антиокислителей получили производные фенолов: бутилгидроксианизол (БОА) и бутилгидрокситолуол (БОТ), а так же соли галловой кислоты.
4.6 Вещества, изменяющие консистенцию
Пищевые поверхностно-активные вещества (эмульгаторы). К ним относятся вещества, обладающие способностью адсорбироваться на поверхности раздела фаз и снижать поверхностное натяжение. Это позволяет использовать их для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем.
Основные пищевые ПАВ - это природные (фосфолипиды) и синтетические (производные одно- и многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, структурными компонентами которых являются остатки кислот различного строения). Обычно ПАВ, применяемые в пищевой промышленности, не являются индивидуальными веществами, - это многокомпонентные смеси, а название ПАВ соответствует лишь основному компоненту. Наиболее часто применяются следующие ПАВ:
фосфолипиды (амфолитные ПАВ); фосфатидный концентрат; природные фосфолипиды получают из растительных масел, они содержат непосредственно фосфолипиды (кефалины и лецитины), а так же триацилглицерины.
моно- и диглицериды получают этерификацией глицерина жирными кислотами, либо переэтерификацией ТГД;
эфиры полиглицерина - сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином;
эфиры сахарозы - сложные эфиры природных кислот с сахарозой.
Загустители, желе- и студнеобразователи. Эта группа пищевых добавок используется для получения коллоидных растворов повышенной вязкости, студней и гелей. К таким добавкам относят натуральные пищевые вещества: желатин, пектин, агар, агароид, крахмал, альгинат натрия и вещества, получаемые искусственно, в том числе из природных объектов: модифицированные крахмалы, метиллцелюлоза, амилопектин.
Пектины получают из растительного сырья кислой или щелочной экстракцией или ферментативным расщеплением. Чем выше степень этерификации, тем лучше пектин растворим и выше его студнеобразующая способность. Наибольшую степень этерификации имеет пектин, получаемый из яблочных выжимок, наименьшую - пектин свекловичного жома.
Агар и агароид - высокомолекулярные полисахариды, молекулы их состоят из остатков галактозы, получают из водорослей.
Желатин - растворимая в горячей воде форма животного белка коллагена. Получают его из богатых коллагеном тканей животных: костей, сухожилий, телячьих шкур.
Модифицированные крахмалы - крахмалы с направленно измененными природными свойствами. По характеру изменений все модифицированные крахмалы условно делят на расщепленные и замещенные.
Контрольные вопросы
Классификация пищевых добавок.
Характеристика пищевых красителей.
Какие вещества относятся к цветорегулирующим материалам?
Приведите классификацию подслащивающих веществ.
Какие требования предъявляются к консервантам и антиокислителям?
Характеристика веществ, изменяющих консистенцию пищевых продуктов.
Ароматизаторы и усилители аромата.