Глава 1. Пищевые добавки и их классификация

В соответствие с действующим в нашей стране санитарным Законодательством под термином «пищевые добавки» понимают природные или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью придания им заданных свойств, например органолептических, и не употребляемые сами по себе в качестве пищевых продуктов или обычных компонентов пищи. Пищевые добавки по технологическим соображениям могут добавляться в пищевой продукт на различных этапах его производства, хранения либо транспортировки с целью улучшения или облегчения технологического процесса, увеличения стойкости продукта к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта или намеренного изменения органолептических свойств.

Большинство пищевых добавок не имеют, как правило, пищевого значения и в лучшем случае являются биологически инертными для организма, а в худшем – оказываются биологически активными и небезразличными для организма.

В то же время любое химическое соединение или вещество в определённых условиях (о чём вкратце упоминалось в предыдущем разделе) может быть токсичным. В этой связи более уместно говорить о безвредности, под которой следует понимать не только отсутствие каких-либо токсичных проявлений, но и отсутствие отдалённых последствий: канцерогенных и коканцерогенных свойств (способность вызывать развитие злокачественных опухолей), а также мутагенных, тератогенных, гонадотоксических (способность вызывать мутации, уродства) и других свойств, влияющих на воспроизводство потомства.

Немаловажным фактором является также возможное взаимодействие тех или иных веществ, применяемых в качестве пищевых добавок, с вредными химическими веществами, попадающими в организм человека из окружающей среды (профессиональные вредности, неблагоприятная экологическая обстановка). Введение пищевых добавок в пищевые продукты по своему технологическому предназначению может быть направленно на:

1. улучшение внешнего вида и органолептических свойств пищевого продукта;

2. сохранение качества продукта в процессе его хранения;

3. ускорение сроков изготовления пищевых продуктов.

В соответствии с технологическим предназначением пищевые добавки в свою очередь могут быть сгруппированы следующим образом:

А. Пищевые добавки, обеспечивающие необходимый внешний вид и органолептические свойства продукта, включающие в свою очередь:

а) улучшители консистенции,

б) пищевые красители,

в) ароматизаторы,

г) вкусовые вещества.

Б.Пищевые добавки, предотвращающие микробную или окислительную порчу продуктов (консерванты):

- антимикробные средства:

- химические,

- биологические;

- антиокислители (антиоксиданты), препятствующие химической порче продукта (окислению).

В.Пищевые добавки, необходимые в технологическом процессе производства пищевых продуктов:

а) ускорители технологического процесса,

б) фиксаторы миоглобина,

в) технологические пищевые добавки, как-то: разрыхлители теста, желеобразователи, пенообразователи, отбеливатели и др.

Г.Улучшители качества пищевых продуктов.

Комиссия Codex Alimentarius выделяет ряд функциональных классов пищевых добавок, их определений и подклассов:

Класс 1 – Кислоты (Acid) – повышает кислотность, и придают кислый вкус пище;

Класс 2 - Регуляторы кислотности (Acidity regulator) – изменяют или регулируют кислотность или щёлочность пищевого продукта;

Класс 3 – Вещества, препятствующее слеживанию и комкованию (Anticaking agent) – снижают тенденцию частиц пищевого продукта прилипать друг к другу;

Класс 4 – Пеногасители (Antifoaming agent) – предупреждают или снижают образование пены;

Класс 5 – Антиокислители (Antioxidant) – повышают срок хранения пищевых продуктов, защищая от порчи, вызванной окислением;

Класс 6 – Наполнители (Bulking agent) – вещества, которые увеличивают объём продукта, не влияя на его энергетическую ценность;

Класс 7 – Красители (Color) – усиливают или восстанавливают цвет;

Класс 8 – Вещества, способствующие сохранению окраски (Color retention agent) – стабилизируют, сохраняют или усиливают окраску продукта;

Класс 9 – Эмульгаторы (Emulsifier) – образуют или поддерживают однородную смесь двух или более не смешиваемых фаз, таких, как масло и вода, в пищевых продуктах;

Класс 10 – Эмульгирующие соли (Emulsifying salt) – взаимодействуют с белками сыров с целью предупреждения отделения жира при изготовлении плавленых сыров;

Класс 11 – Уплотнители растительных тканей (Firming agent) – придают или сохраняют ткани фруктов и овощей плотными и свежими, взаимодействуют со студнеобразующими веществами;

Класс 12 – Усилители вкуса и запаха (Flavour enhancer) – усиливают природный вкус и запах пищевых продуктов;

Класс 13 – Вещества для обработки муки (Flour treatment agent) – вещества, добавляемые к муке для улучшения её хлебопекарных свойств качеств или цвета;

Класс 14 – Пенообразователи (Foarming agent) – создают условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты;

Класс 15 – Гелеобразователи (Gelling agent) – вещества образующие гели;

Класс 16 – Глазирователи (Glazing agent) – вещества, придающие блестящую наружную поверхность или защитный слой;

Класс 17 – Влагоудерживающие агенты (Humectant) – предохраняют пищу от высыхания;

Класс 18 – Консерванты (Preservative) – повышают срок хранения продуктов, защищая от порчи, вызванной микроорганизмами;

Класс 19 – Пропелленты (Propellant) – газообразные вещества, выталкивающие продукт из контейнера;

Класс 20 – Разрыхлители (Raising agent) – вещества или сочетание веществ, которые увеличивают объём теста;

Класс 21 – Стабилизаторы (Stabilizier) – позволяют сохранять однородную смесь двух или более несмешиваемых веществ в пищевом продукте или готовой пище;

Класс 22 – Подсластители (Sweetener) – вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам и готовой пище сладкий вкус;

Класс 23 – Загустители (Thickener) – повышают вязкость пищевых продуктов.

Все компоненты, применяемые по разрешению Codex Alimentarius, имеют в списке INS (International System – Международная цифровая система) свой номер. Это делает идентификацию вещества лёгкой и точной, защищая от ошибок при переводе; позволяет выделять их в продуктах питания. Система INS – номеров разработана на основе цивровой системы классификации пищевых добавок, принятой в странах Европы, для краткости называемой системой Е- нумерации. Индексы Е (от усечённого слова Europe) заменяют собой длинные названия пищевых добавок. Эти коды или идентификационные номера используются только в сочетании с названиями функциональных классов добавок.

Согласно европейской цифровой кодификации пищевые добавки классифицируют следующим образом:

Е 100…Е 182 – красители;

Е 200…и далее – консерванты;

Е 300…и далее – антиокислители (антиоксиданты);

Е 400…и далее – стабилизаторы консистенции;

Е 450…и далее – эмульгаторы;

Е 500…и далее – регуляторы кислотности, разрыхлители;

Е 600…и далее – усилители вкуса и аромата;

Е 700…Е 800 – запасные индексы для другой возможной информации;

Е 900…и далее – антифламинги, улучшители качества хлеба и т.д.

В некоторых случаях после названия пищевой добавки или заменяющего его индекса может стоять её концентрация.

Наличие пищевых добавок в продуктах, как правило, должно указываться на потребительской упаковке, этикетке, банке, пакете и в рецептуре.

В настоящее время вопросами применения пищевых добавок занимается специализированная международная организация Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам и контаминатам (загрязнителям) – JECFA. (ФАО – от англ. FAO – Food and Agricultural Organization – Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН; ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения.) Для выполнения Объединенной программы ФАО/ВОЗ по пищевым стандартам при комитете создана специальная комиссия Codex Alimentarius,представляющая собой межправительственный орган, который включает более 120 государств-членов.

В России вопросы о применении пищевых добавок находится в ведении Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава РФ. Основными документами, регламентирующими применение пищевых добавок, являются «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» - СанПиН 2.3.2.-560; Приложение 9 (обязательное) – «Список пищевых добавок, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов»; Приложение 10 (обязательное) – «Список пищевых добавок, запрещенных к применению при производстве пищевых продуктов» и «Санитарные правила по применению пищевых добавок» № 1923 – 78.

Пищевые добавки согласно российскому санитарному законодательству не допускается использовать в тех случаях, когда необходимый эффект может быть достигнут технологическими методами – технически и экономическими целесообразными. Не разрешается также введение пищевых добавок, способных маскировать технологические дефекты, порчу исходного сырья и готового продукта или снижать его пищевую ценность.

Пищевые продукты для детского питания, особенно для питания грудных детей, должны быть изготовлены без применения каких – либо пищевых добавок.

Исходным для определения допустимой концентрации пищевой добавки является так называемое допустимое суточное поступление (ДСП) пищевых добавок в организм человека – ADI (Acceptable daily intake). ДСП представляет собой количество вещества (в мг на 1 кг массы тела), которое человек может потреблять ежедневно в течение всей жизни без вреда для здоровья.

Пищевая добавка может состоять из одного единственного химического вещества, быть сложной химической смесью или представлять собой естественный продукт. Необходимость полной информации о химическом составе, в том числе описание, сырье, методы производства, анализ загрязнителей, одинаково относится к каждому типу добавок. В то же время требования к получению регламентирующих данных о химическом составе пищевых добавок могут быть разными в зависимости от вида оцениваемого вещества. Так, например, если добавка состоит всего из одного вещества, практически невозможно удалить все загрязнители при его производстве. Поэтому в данном случае проводится в основном анализ самых значительных компонентов и предполагаемых загрязнений, причем особое внимание уделяется потенциально токсичным загрязнителям. Для коммерчески производимых сложных смесей (таких, например, как моно – и диглицериды и т.п.) нужна информация в отношении тех веществ, которые выпускает промышленность. В этом случае особого внимания заслуживают описания технологического процесса, подкрепленные данными анализа компонентов различных коммерческих продуктов.

Для пищевых добавок, производимых из природных продуктов, чрезвычайно важно определить источник и методы производства. Данные о химическом составе должны включать анализ общих химических характеристик, таких как анализ на содержание белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, влаги, а также анализ специфических токсичных загрязнителей, переходящих в продукт из сырья, или химических соединений, используемых при производстве добавки.

1.1. Функциональные классы пищевых добавок

Кислоты (Acid)

В ряде случаев возникает необходимость подщелачивать или подкислять продукты питания, подчеркивать или придавать продукту определенный вкус. Обычно строгого регламентирования этих веществ не существует, так как многие из них являются нормальными компонентами пищевых продуктов. Уксусная, яблочная, молочная кислоты участвуют в промежуточном обмене, поэтому для них нецелесообразно установить ограничения. И все же вопросу применения отдельных пищевых кислот уделяется повышенное внимание.

Пищевые кислоты, как органические, так и неорганические, широко используются в разных отраслях пищевой промышленности при производстве пищевых продуктов для их подкисления. Наиболее широко пищевые кислоты применяют в кондитерской промышленности, а также при производстве безалкогольных напитков. Разрешенные к применению для пищевых целей кислоты безвредны для организма, в связи с чем применение большинства из них не лимитируются, а допустимые количества предусмотрены стандартами на пищевые продукты.

Перечень пищевых кислот представлен в таблице. 1.

Таблица 1 - Подкисляющие вещества для пищевых продуктов

Наимено-вание кослоты	Наименование пищевого продукта, в который разрешено добавление кислоты	Допустимая концентра-ция в продукте (мг/кг)	Допустимые примеси	Другие примеси
мышьяк	свинец	др. соли тяжелых металлов	Железо- Синеро- дистая Кислота
Адипиновая кислота	Мармелад	Не норми- руется	------	------	------	------	------
Виннока- менная кислота	Пастила, муссы плодо- воягодные, варенье, компоты фруктовые	Не норми- руется	Не более 0,00014 %	Не до-пуска- ется	Не более 0,005%		Свободная соляная кислота, не более 0,02%. Свободная сер- ная кислота, не более 0,05%
Лимонная кислота	Хлебный квас, пастила, варенье, компоты, ликероводочные изделия, напитки без-алкогольные, консервы рыбные (некоторые сорта)	Не норми- руется 0,8 кг. На 1000 банок	Не более 0,00014 %	Не до-пуска- ется	Не допус-кается	Не до-пуска- ется	Свободная серная кислота, на более 0,05% Алкалоиды, ионы бария и щавелевая кис- лота не допускаются.
Молочная кислота	Хлебный квас, кислосливочное масло, напитки безалкогольные пиво некоторые сорта)	Согласно теничес- ким усло- виям	Не до-пуска- ется	Не до-пуска- ется	Не допус-кается	Не до-пуска- ется	Цианистоводородная, свободная серная кис- лота не допускаются
Триоксиглу- таровая кислота	Мармелад, кондитерские изделия	Не норми-руется	Не до-пуска- ется	Не до-пуска- ется			Ацетон, уксусно- этиловый эфир и свободные минеральные кислоты не допускаются.
Уксусная кислота	Маринады овощные, винегреты	600-800	Не до-пуска- ется	Не до-пуска- ется	Не допус-кается медь	------	Свободная соляная кислота и ее соли не допускаются Свободная серная кислота и ее соли не допускаются Муравьиная кислота до 0,5%
Ортофос-форная кислота	Прохлади- тельные напитки Кондитерские изделия	Согласно тенологи- ческим условиям	Не до-пуска- ется	Не до-пуска- ется	------	------	------
Яблочная кислота	Мармелад Кондитерские изделия	Согласно тенологи- ческим условиям	0,00014%	Не до-пуска- ется	------	------	Свободная серная кислота не более 0,5%
Угольная кислота	В производстве напитков, газированой, содовой и сельтерской воды	------	------	------	------	------	Сероводород, окись углерода, сернистая кислота, азотистая кислота и моно- этаноламин не допускаются

Следует отметить, что органические кислоты, применяемые для пищевых целей, оказывают сравнительно малое токсическое действие.

В гигиеническом отношении особого внимания заслуживают не сами пищевые кислоты, а примеси к ним, получаемые в процессе производства этих кислот. В этом отношении установлены строгие требования о недопущении или всемерном их ограничении.

По данным Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам суточной дозой некоторых пищевых кислот для человека являются величины, представленные в таблице 2.

Таблица 2 – Допустимые количества пищевых кислот, добавляемых в пищевые продукты

Наименование пищевой кислоты	Безусловно допустимая для человека концен-трация в пищевом продукте (мг/кг веса)	Условно допустимая для человека концентрация в пищевом продукте (мг/кг веса)
Лимонная	0-60	60-120
Фосфорная	0-5	5-15
Виннокаменная	0-6	6-20

ЛИМОННАЯ КИСЛОТА – наиболее мягкая по сравнению с другими пищевыми кислотами по вкусу. Обладает приятным кислым вкусом, благодаря чему находит широкое применение в пищевой промышленности. В наибольшей степени лимонная кислота используется в кондитерской промышленности и в производстве безалкогольных напитков, а также при производстве некоторых видов рыбных консервов. Безусловно допустимые суточные дозы лимонной кислоты (табл.:) намного больше того количества, которое применяется для добавления в пищевые продукты с целью их подкисления.

Максимально допустимый уровень содержания лимонной кислоты в некоторых пищевых продуктах приводится ниже: какао, шоколад – 0,5%; соки фруктовые – 3г/л; напитки безалкогольные (на основе соков) – 5г/л; джем, мармелад, кремы – «Quantum satis», или сколько требуется по технологии.

ВИННАЯ, или ВИННОКАМЕННАЯ КИСЛОТА используется в кондитерской промышленности и при производстве безалкогольных напитков. Количество ее не лимитируется. Винная кислота содержится во многих фруктах в свободном виде, а также в виде калиевой, кольцевой или магниевой соли.

Получают винную кислоту из отходов виноделия, главным образом из остаточных винных дрожжей и винного камня, отлагающегося на внутренней поверхности бочек в процессе выдержки вина. Содержание винной кислоты в остаточных винных дрожжах составляет 20-30 %, а в винном камне 40-70 %.

Винная кислота не обладает сколько-нибудь существенным раздражающим действием на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Преимуществом винной кислоты, равно как и лимонной, является возможность ее получения и использования в кристаллическом виде.

АДИПИНОВАЯ КИСЛОТА обладает приятным кислым вкусом и используется в пищевой промышленности вместо лимонной или виннокаменной. Однако эта кислота слабо растворима в воде при сравнительно низкой температуре (30-40°С) и имеет менее выраженный кислый вкус, чем лимонная. Ввиду этого она применяется в промышленности реже, чем лимонная или виннокаменная. По своему действию на организм адипиновая кислота безвредна. Получают адипиновую кислоту из фенола.

ЯБЛОЧНАЯ КИСЛОТА менее кисла, чем лимонная и виннокаменная, поэтому ее добавляют на 20-30% больше, чем этих кислот. Яблочная кислота используется в кондитерском производстве и при производстве безалкогольных напитков. Использование чистой синтетической яблочной кислоты допускается в количестве не более 12%, а получают ее синтетически из малеиновой кислоты, которую, в свою очередь, получают из фенола

Величина допустимого суточного потребления для мононатриевой соли DL – яблочной кислоты не установлена.

ФУМАРОВАЯ КИСЛОТА обладает токсичностью (в высоких дозах вызывает повреждение яичек), в связи, с чем допустимое суточное потребление её установлено на уровни 6 мг/кг массы тела.

ТРИОКСИГЛУТАРОВАЯ КИСЛОТА плохо растворяется в воде, что ограничивает ее применение в пищевой промышленности. Этой кислотой подкисляют начинки для карамели.

МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА продукт молочного брожения сахаров. Для пищевых целей допускается только специально обработанный чистый продукт. Молочная кислота не раздражает слизистых оболочек, и широко применятся для пищевых целей. Стандартом предусматривается производство двух вариантов молочной кислоты: средней концентрации (содержание молочной кислоты не менее 40% и ангидридов не более 4,51%) и повышенной концентрации (молочной кислоты не менее 70% и ангидридов не более 15%). Применяется молочная кислота в производстве безалкогольных напитков и частично в кондитерском производстве. Молочная кислота, получаемая в жидком виде (50-60% концентрации), при добавлении её в карамельную массу разжижает её и делает менее стойкой. Более того, молочная кислота при высокой температуре частично разлагается, что делает её применение для подкисления карамели малопригодной. В основном молочная кислота применяется для подкисления кислосливочного масла в количестве до 600 мг/кг и при производств безалкогольных напитков и некоторых сортов пива, например сорта «Летнее», в количестве до 1800 мг/кг.

В некоторых пищевых продуктах содержание молочной кислоты довольно велико. Так, например, в квашеной капусте её содержится 0,7 – 2,0%., в солёных огурцах 0,6 – 1,2%., в ржаном хлебе до 1,08%., в простокваше 0,68 – 1,08%., в кефире 0,54 – 0,65%., в сметане 0,54 – 1,08%.

Применение молочной кислоты как пищевой добавки требует некоторого ограничения, в силу того, что молочная кислота, как и яблочная, может встречаться как D – форме, так и в L – форме. В тоже время известно, что у детей до 6 – месячного возраста ферментные системы, обеспечивающие превращение D – формы в L – форму, несовершенны. Поэтому использование D – молочной кислоты в питание детей раннего возраста недопустимо. Должно быть, ограничение её применение и для питания взрослых.

УКСУСНАЯ КИСЛОТАнаиболее распространенная пищевая кислота, применяемая в пищевой промышленности, особенно при производстве маринованных изделий, овощных заготовок и консервов.

В торговой сети уксусная кислота представлена в виде уксусной эссенции, содержащей 70 – 80% уксусной кислоты, или в виде столового уксуса. Столовый уксус получает путём разведения уксусной эссенции водой.

ФОСФОРНАЯ, или ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА широко распространена в естественных пищевых продуктах, как в виде свободной фосфорной кислоты, так и в виде её калиевых, натриевых или кальциевых солей. Например, высокие концентрации фосфата (0,1 – 0,5% в расчёте на фосфор) содержатся в таких продуктах, как молоко, сыр, орехи, рыба, мясо и птица, желток яиц и некоторые злаковые.

Фосфорная кислота является существенной составной частью человеческого организма. Она входит в состав костей и многих ферментных систем. Известно, что фосфор играет важную роль в углеводном, жировом и белковом обменах.

Концентрация фосфора в сыворотке крови поддерживается физиологическими регулирующими механизмами. Его всасывание в кишечнике зависит от потребности организма, и поэтому ограничено. Выделяется фосфор из организма с калом в виде фосфата кальция. Отсюда следует, что длительное введение в организм избыточного количества фосфорной кислоты может привести к потери кальция.

По заключению Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, безусловной суточной дозой фосфорной кислоты для человека является 0 – 5 мг/кг веса тела, а условно допустимой – 5 – 15 мг/кг.

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА – сжиженный углекислый газ используется для газирования напитков. Использование угольной кислоты придает приятный жгучий вкус и шипучесть.

Все указанные пищевые кислоты специально изготовляются для пищевой промышленности и должны удовлетворять гигиеническим требованиям по критериям безопасности, которые регламентируются в соответствующих стандартах и технических условиях на эти кислоты.

Пищевые кислоты сравнительно широко используются при производстве кондитерских изделий и напитков, пищевых концентратов, сухих киселей, варенья, некоторых соусов. В кондитерской промышленности для придания карамели и другим изделиям приятного кисловатого вкуса используются кристаллические, хорошо растворяющиеся в воде пищевые кислоты, способные инвертировать сахар и не разрушаться при температуре до 120 С. Этим требованиям удовлетворяют виннокаменная и лимонная кислоты. В производстве безалкогольных напитков для придания им кислого вкуса ягод и фруктов чаще всего добавляют виннокаменную, лимонную и молочную кислоты. Уксусная кислота применяется при производстве различных маринадов и в кулинарии. Угольная кислота используется для газирования напитков.