Курс лекций по пищевым добавкам Борисенко Л А

Прикрепляю

то же

Для просмотра таблиц, схем, рисунков качайте архив, прикрепленный выше.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
2. ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
3. ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
4. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВКУС И АРОМАТ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
5. КИСЛОТЫ
6. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ЗАМЕДЛЯЮЩИЕ МИКРОБНУЮ И ОКИСЛИТЕЛЬНУЮ ПОРЧУ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТОВ
7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ И УЛУЧШИТЕЛИ КАЧЕСТВА
8. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ К ПИЩЕ
9. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
10. ВИДЫ ПИТАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В соответствии 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 можно вводить в пищевой продукт на различных этапах производства, хранения либо транспортирования в целях улучшения или облегчения технологического процесса, увеличения стойкости к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта или намеренного изменения органолептических свойств.
Большинство таких добавок не имеют, как правило, пищевого значения и в лучшем случае являются биологически инертными, а в худшем — биологически активными и небезразличными для организма. В то же время любое химическое соединение или вещество в определенных условиях может быть токсичным. В этой связи более уместно говорить о безвредности, под которой следует понимать не только отсутствие каких-либо токсичных проявлений, но и отдаленных 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, которые попадают в организм человека из окружающей среды (профессиональные вредности, неблагоприятная экологическая обстановка). Введение пищевых добавок с точки зрения технологии может быть направлено:
на улучшение внешнего вида и органолептических свойств пищевого продукта;
сохранение качества продукта в процессе его хранения;
ускорение сроков изготовления пищевых продуктов.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
В соответствии с технологическим предназначением пищевые добавки можно сгруппировать следующим образом.
A. Пищевые добавки, обеспечивающие необходимые внешний вид и органолептические свойства продукта. Эта группа включает:
улучшители консистенции;
пищевые красители;
ароматизаторы;
вкусовые вещества.
Б. Пищевые добавки, предотвращающие микробную или окислительную порчу продуктов (консерванты). К ним относятся:
антимикробные средства — химические, биологические;
антиокислители (антиоксиданты), препятствующие химической порче продукта (окислению).
B. Пищевые добавки, необходимые в технологии производства пищевых продуктов:
ускорители технологического процесса;
фиксаторы миоглобина;
технологические пищевые добавки — 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) — повышают кислотность и придают кислый вкус пище.
Класс 2. Регуляторы кислотности (Acidity regulator) — изменяют либо регулируют кислотность или щелочность 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 объем 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 несмешиваемых фаз, таких, как масло и вода, в пищевых продуктах.
Класс 10. Эмульгирующие соли (Emulsifying salt) — взаимодействуют с белками сыров и таким образом предупреждают отделение 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 природные вкус и запах пищевых продуктов.
Класс 13. Вещества для обработки муки (Flour treatment agent) -вещества, добавляемые к муке для улучшения ее хлебопекарных свойств, качества или цвета.
Класс 14. Пенообразователи (Foarming agent) — создают условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твердые 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 объем теста.
Класс 21. Стабилизаторы (Stabilizer) -- 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 в соответствии с Codex Alimentarius, имеют в списке INS (International Numeral System — Международная цифровая система) свой номер. Это делает идентификацию вещества легкой и точной, защищая от ошибок при переводе, а также позволяет выделять их в продуктах питания. Система INS-номеров разработана на основе цифровой системы классификации пищевых добавок, принятой в странах Европы, для краткости ее называют системой Е-нумерации. Индексы Е (от слова Europe) заменяют собой длинные названия пищевых добавок. Эти коды, или идентификационные номера, используют только в сочетании с названиями функциональных классов добавок.
Согласно Европейской цифровой кодификации пищевые добавки подразделяют следующим образом:
Е 100 —Е 182 —красители;
Е 200 — Е 299 — консерванты;
Е 300 —Е 399 — антиокислители (антиоксиданты);
Е 400 —Е 449 — стабилизаторы консистенции;
Е 450 — Е 499 — эмульгаторы;
Е 500 — Е 599 — регуляторы кислотности, разрыхлители;
Е 600 — Е 699 — 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 ее концентрация.
Наличие пищевых добавок в продуктах 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 — 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 России. Основными документами, регламентирующими применение пищевых добавок, являются Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» -СанПиН 2.3.2.-560 —96; 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 экономически 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 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 (в английском сокращении ADI). ДСП — 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 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. Например, если добавка состоит 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, 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 содержание белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, влаги, а также специфических токсичных загрязнителей, которые переходят в продукт из сырья или химических соединений, используемых при производстве добавки.
КРАСИТЕЛИ
Согласно Директиве Европейского парламента и Совета ЕС 94/36 пищевые красители классифицируют как химические синтетические вещества или природные соединения, которые придают или усиливают цвет пищевого продукта или биологического объекта и не потребляются обычно как пищевой продукт или составная часть пищи.
Красители, используемые для подкрашивания пищевых продуктов, подразделяют в зависимости от их происхождения на три группы:
натуральные растительного или животного происхождения;
синтетические органические;
неорганические минеральные красители.
С точки зрения опасности применения в питании вторая и третья группы требуют наибольшего внимания.
В Российской Федерации разрешено около 60 натуральных и синтетических пищевых красителей (Таблица 1.1)

Таблица 1.1 - Пищевые красители, разрешенные к применению Российской Федерации (согласно СанПиН 2.3.2.560-96)

Естественные красители могут быть репродуцированы химическим синтезом, но идентичные естественным синтетические красители могут содержать загрязнители, которые требуют токсикологической оценки.
Натуральные красители
Натуральные красители обычно выделяют из природных источников в виде различных по своей химической природе смесей соединений, состав которых зависит от источника и технологии получения. В связи с этим обеспечить постоянство состава обычно трудно. Среди натуральных красителей можно выделить кароти-ноиды, антоцианы, флавоноиды, хлорофиллы, их медные комплексы и др. Они, как правило, нетоксичны, но для многих их них установлены допустимые суточные дозы (ДСД). Многие натуральные пищевые красители или их смеси и композиции обладают биологической активностью; они являются вкусовыми и ароматическими веществами, повышают пищевую ценность окрашиваемого продукта. Полный перечень натуральных красителей, разрешенных к применению в России, приведен в таблице 1.2, однако на практике используются лишь немногие из них.

Таблица 1.2 - Натуральные красители, разрешенные к применению в Российской Федерации

Желтые красители. Источниками получения желтых красителей являются аннато, морковь, томаты, календула, отходы чайного производства, куркума, шафран.
Каротиноиды — углеводороды изопреноидного ряда С40Н56 и их кислородсодержащие производные. Это растительные красно-желтые пигменты, обеспечивающие окраску ряда овощей, фруктов, жиров, яичного желтка и других продуктов. Интенсивная окраска каротиноидов обусловлена наличием в их структуре сопряженных двойных π-связей, являющихся хромофорами. Они нерастворимы в воде и растворимы в жирах и органических растворителях. Примером таких соединений является β-каротин (от лат. carota — морковь).
β-Каротин Е 160a(i) получают синтетическим (в том числе микробиологическим) путем или выделяют из природных источников, например из криля, в смеси с другими каротиноидами Е 160a(ii) в виде водо- или жирорастворимых форм. β-Каротин является не только красителем, но и провитамином А, антиоксидантом, эффективным профилактическим средством против онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, защищает от воздействия радиации. Он применяется для окрашивания и витаминизации маргаринов, майонезов, кондитерских и хлебобулочных изделий, безалкогольных напитков.
Из пигментов этой группы следует также отметить ликопин (Е 160d) и аннато (Е 160b) – водный экстракт из корней Bixa orellanaL., разрешенный для окраски маргаринов, неароматизированных сыров, сухих завтраков из зерна, сливочного масла. Аннато обладает антиспастическими и гипотензивными свойствами.
К этой же группе красителей относятся маслосмолы паприки (Е 160с) — экстракты из красного перца Capsicum annum L. с xaрактерным острым вкусом и цветом от желтого до оранжевого. Капсантин, не обладающий А-витаминной активностью, применяется при изготовлении копченостей, кулинарных изделий, соусов, сыров. Необходимо упомянуть еще β-апокаротиналь (Е 160е) — β-апокаротиновый альдегид, получаемый синтетическим путем.
Большую группу составляют производные каротиноидов: флавоксантин (Е 161а), лютеин (Е 161b), криптоксантин (Е 161с), рубиксантин (Е 161d), вилоксантин (Е 161е), родоксантин (Е 161f), кантаксантин (Е 161g).
Для окраски маргарина, сливочного масла, майонеза, рыбных изделий, искусственной икры и некоторых других продуктов применяют каротиноиды, выделенные из моркови (α, β-, γ-каротины), плодов шиповника, перца, а также полученные микробиологическим или синтетическим путем.
Аннато (Е 160) — это жирорастворимый пигмент, извлекаемый из семян растительным маслом. Применяется как разрешенная к применению в России и странах Европы пищевая добавка для подкрашивания сливочного масла, маргаринов, а также сыров. Выявлены антиспастические и гипотензивные свойства ан-нато.
Шафран (Е 164) получают из цветочных рыльцев ирисового растения Crocus sativus L. в виде желто-оранжевых нитей. Цвет обусловлен содержащимся в них кроцином. Шафран применяют в кондитерской, хлебопекарной и ликероводочной промышленности. Шафран нетоксичен и разрешен к применению без ограничений. Благодаря специфическому запаху шафран используют в пищевой промышленности как ароматизатор.
Куркума (Е 100ii) -- краситель, получаемый из многолетних травянистых растений семейства имбирных — Curcuma longa, культивируемых в Китае и на Зондских островах. Куркума, или желтый имбирь, плохо растворим в воде, поэтому ее применяют в виде спиртового раствора. Применяют также порошок корневища куркумы — турмерик (Е 100ii). Куркумины разрешены во всех странах, в том числе и в России. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлено, что незначительная часть куркумина попадает в печень и подвергается метаболизму. Основное же количество в неизмененном виде выводится из организма. Однако эти данные послужили основой для утверждения временных величин допустимого суточного потребления, составляющего до 2,5 мг на 1 кг массы тела для куркумы и до 0,1 мг/кг для турмерика.
Зеленые красители. Источником получения зеленых красителей являются листья и ботва растений, богатых хлорофиллом, — крапивы, шпината, моркови, тригонеллы, или донника, и др.
Хлорофилл (Е 140) относится к группе гетероциклических азотсодержащих красящих веществ. В химическом отношении это сложный эфир двухосновной кислоты и двух спиртов — высокомолекулярного ненасыщенного фитола и метанола.
Хлорофилл состоит из сине-зеленого хлорофилла а и желто-зеленого хлорофилла b в соотношении 3:1. Для извлечения хлорофилла используют смесь петролейного эфира со спиртом. Применение хлорофилла в качестве пищевого красителя сдерживается его нестойкостью: при повышенной температуре в кислой среде зеленый цвет переходит в оливковый, затем в грязно-желто-бурый вследствие образования феофитина. Большое практическое значение могут иметь медные комплексы хлорофилла (Е 141). Получают их промыванием хлорофилла в растворе соли меди (медный хлорофилл сине-зеленого цвета), содержащим, как правило, медь в качестве центрального атома. Перспективны также натриевые и калиевые соли медного комплекса хлорофиллина (Е 1411) – продукты частичного гидролиза хлорофилла. Хлорофилл и его соединения с медью растворимы в масле, хлорофиллин и его медные комплексы — в воде.
Красные красители. Источником для получения красных красителей служит растительное сырье, содержащее антоцианы (Е 163). Наибольшее количество антоциановых красителей содержится в отходах черной смородины, вишни, черники, аронии (черноплодная рябина), бузины, клюквы, малины, клубники, шиповника.
Антоциановые красители — широко распространенные водорастворимые красители, основным компонентом которых являются антоцианы, относящиеся к группе флавоноидных соединений. Основной недостаток этих красителей — изменение окраски с изменением рН среды.
Антоцианы (Е 163i) относятся к важной группе водорастворимых природных пищевых красителей. Это фенольные соединения, являющиеся моно- и дигликозидами. При гидролизе они распадаются на углеводы (галактоза, глюкоза, рамноза и др.) и агликоны, представленные антоцианидами (пеларгонидин, цианидин, дельфинидин и др.).
Характер окраски природных антоцианов зависит от многих факторов: химического строения, рН среды, способности образовывать комплексы с металлами, адсорбироваться на полисахаридах, температуры, воздействия света. Наиболее устойчивую красную окраску антоцианы имеют при рН 1,5 — 2; при рН 3,4 — 5 окраска становится красно-пурпурной. В щелочной среде при рН 6,7 — 8 окраска становится синей, сине-зеленой, при рН 9 — зеленой. При повышении рН до 10 окраска меняется на желтую. Окраска меняется и при образовании комплексов с различными металлами: соли магния и кальция имеют синюю окраску, калия — красно-пурпурную. Увеличение метальных групп в молекуле антоцианов придает красный оттенок. Представителями этой группы красителей являются собственно антоцианы (Е 1631) -энокраситель и экстракт из черной смородины.
Энокраситель (Е 163i) получают из выжимок темных сортов винограда в виде жидкости интенсивно-красного цвета. Представляет собой смесь окрашенных, различных по своему строению органических соединений, в первую очередь антоцианов и катехинов. Окраска продукта энокрасителем зависит от рН: в кислой среде она красная, в нейтральных и слабощелочных средах имеет синий оттенок. Поэтому в кондитерской промышленности энокраситель применяют вместе с органическими кислотами для создания необходимого рН среды.
В последнее время в качестве желтых и розово-красных красителей начали использовать пигменты антоциановой природы, содержащиеся в соке черной смородины (Е 163iii), черной бузины, кизила, красной смородины, клюквы, брусники, пигменты чая, содержащие антоцианы и катехины, а также краситель темно-вишневого цвета, выделенный из свеклы, – свекольный красный (Е 162), имеющий вкус кисло-сладкого граната.
Представителем натуральных красных красителей животного происхождения является кармин (Е 120). Это производное антрахинона, красящим веществом которого служит карминовая кислота.
Кармин получают из кошенили — насекомого, обитающего на кактусах в Африке и Южной Америке. В организме самок кошенили содержится до 3 % кармина. Кармин разрешен к применению в России и во всех странах Европы.
Коричневые и черные красители. Для окрашивания алкогольных и безалкогольных напитков используют сахарный колер, карамель (Е 150). Его водные растворы представляют собой приятно пахнущую темно-коричневую жидкость. В зависимости от технологии получения различают сахарный колер 1 простой (Е 150а); сахарный колер II, полученный по щелочно-сульфитной технологии (Е 150Ь); сахарный колер III, полученный по аммиачной технологии (Е 150с); сахарный колер IV, полученный по аммиачно-сульфитной технологии (Е 150d).
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил норму временного ДСП для карамельного красителя, полученного с применением сульфата аммония, равную 150 мг на 1 кг массы тела.
В России применяется только сахарный колер I простой («жженый сахар») при производстве кондитерских изделий, ликеро-водочных и безалкогольных напитков без ограничений.
Для окрашивания икры белковой зернистой разработан способ получения черного пищевого красителя из сухого чая, грубого чайного листа и чайной пыли. Острая и хроническая токсичность у этого красителя отсутствует.
Синтетические красители
Эти красители обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с большинством натуральных красителей. Они дают яркие, легко воспроизводимые цвета и менее чувствительны к различным воздействиям в ходе технологического процесса.
Синтетические пищевые красители представлены несколькими классами органических соединений:
азокрасители — тартразин (Е 102); желтый «солнечный закат» (Е НО), кармуазин (Е 122), пунцовый 4R (Е 124), черный блестящий PN (Е 151);
триарилметановые — синий патентованный V (Е 131), синий блестящий FCF (Е 133), зеленый S (Е 142);
хинолиновые — желтый хинолиновый (Е 104);
индигоидные — индигокармин (Е 132).
В России применение синтетических красителей для пищевых продуктов ограничено. Из всех синтетических пищевых красителей разрешены только индигокармин и тартразин. В то же время в ряде зарубежных стран используют и другие красители, например амарант.
Индигокармин (Е 132) – краситель синего цвета, используемый для подкрашивания кондитерских изделий и напитков. Существует также натуральный индигокармин, источником которого является растение индигоноска, культивируемое в Африке, Америке, Индии.
В России индигокармин также разрешен для подкрашивания безалкогольных напитков в количестве не более 30 мг/л и ликероводочных — не более 50 мг/л.
Тартразин (Е 102) — краситель желтого цвета, используемый для подкрашивания кондитерских изделий и напитков. В нашей стране тартразин разрешен для подкрашивания безалкогольных напитков и мороженого в количестве не более 30 мг/л (или 30 мг/ кг), ликероводочных изделий, карамели и конфет с фруктово-ягодными корпусами — не более 50 мг/л (или 50 мг/кг). Сочетание тартразина и индигокармина позволяет окрашивать продукты в зеленые цвета.
Амарант (Е 123) — синтетический краситель красного цвета, применяемый в ряде стран для подкрашивания напитков и кондитерских изделий. В России с 1970 г. амарант запрещен к применению ввиду его опасности из-за канцерогенной способности. Так, в некоторых исследованиях отмечается его тератогенное действие. Зарубежные исследователи не считают это свойство сильно выраженным, несмотря на данные о повышенной смертности потомства лабораторных животных и возникновение единичных случаев карциномы кишечника. Однако Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам существующие данные признаны недостаточными. Допустимое суточное потребление амаранта составляет 0,5 мг на 1 кг массы тела. Рекомендованный максимально допустимый уровень (МДУ) амаранта в безалкогольных ароматизированных напитках 30 мг/л, джеме, мармеладе -200 мг/кг, кондитерских изделиях, бисквитах, печенье, вафлях, мороженом — 30 мг/кг, сырах плавленых — 200 мг/кг, рыбе (копченой, консервированной) и икре — 500 мг/кг.
Рибофлавин (Е101i) и натриевая соль рибофлавин-5'-фосфата (Е 101ii) используются в качестве желтого пищевого красителя для напитков и овощей. Максимальный уровень внесения не установлен. ДСП составляет 0,5 г на 1 кг массы тела человека.
Неорганические минеральные красители
Неорганические минеральные красители нашли применение для окраски поверхности драже и других кондитерских изделий. К ним относятся диоксид титана, оксиды железа, алюминий, серебро и золото.
Диоксид титана (Е 171) используется в ряде стран в качестве белого красителя. Это вещество легко выводится из организма. В России использование диоксида титана в пищевой промышленности запрещено, но он находит применение в косметических изделиях, а также при производстве пластмасс и полимерных упаковочных материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами.
Оксиды железа (Е 172) применяют в качестве красного, желтого и черного красителей. Различают оксиды железа черный (Е 172i), красный (Е 172ii) и желтый (Е 172iii). В нашей стране оксиды железа используются крайне ограниченно, в основном при производстве искусственной икры, так как благодаря взаимодействию с таннином — составным компонентом чая — они придают готовому продукту черный цвет. В других странах оксиды железа используют для окрашивания поверхности кондитерских изделий.
Алюминий (Е 173), серебро (Е 174), золото (Е 175) используются для подкрашивания поверхности и декорирования некоторых кондитерских изделий.
ВЕЩЕСТВА, СПОСОБСТВУЮЩИЕ СОХРАНЕНИЮ ОКРАСКИ
В пищевой промышленности применяют соединения, изменяющие окраску продукта в результате взаимодействия с компонентами сырья и готовых изделий. Это отбеливающие вещества — добавки, которые предотвращают разрушение одних природных пигментов и разрушают другие пигменты или окрашенные соединения, образующиеся при получении пищевых продуктов и являются нежелательными. Иногда эти цветокорректирующие добавки оказывают сопутствующие эффекты. Например, диоксид серы SO2 (Е 220), растворы H2SO3 и ее солей – Na2SO3, NaHSO3, Ca(HSO3)2 (Е 221, Е 222, Е 227) оказывают отбеливающее и консервирующее действие, тормозят ферментативное потемнение свежих овощей, картофеля, фруктов, а также замедляют образование меланоидинов. В то же время диоксид серы разрушает витамин В1, дисульфидные мостики в белках, что может вызвать нежелательные последствия.
Азотистокислый натрий (Е 250), нитрат натрия (Е 251) и нитрат калия (Е 252) применяют при обработке (посоле) мяса и мясных продуктов для сохранения красного цвета.
Нитриты, вступая в реакцию с пигментами мяса (миоглобином), образуют вещество красного цвета — нитрозогемоглобин, переходящий при тепловой обработке в гемохромоген, который и придает изделиям стойкий красный цвет.
В процессе хранения продуктов нитриты претерпевают химические превращения. При нагревании и хранении консервированных мясных продуктов содержание нитритов постоянно уменьшается. Примерно 1/3 нитритов; введенных в мясные продукты, реагирует с миоглобином и актомиозином; остальное количество, по некоторым данным, взаимодействует с гидроксильными, сульфгидрильными и аминогруппами, превращаясь в оксиды азота (гидроксиламин) и аммиак.
Изучение распределения нитритов в процессе посола мяса позволило установить, что 5— 15 % нитритов связываются с метгемоглобином, 1 — 10% переходят в нитраты, 5 — 20% остаются в виде нитритов, 1 — 5 % выделяются в виде газообразных продуктов, 1 — 5 % взаимодействуют с липидами, а 20 — 30 % — с белками. При взаимодействии нитритов с пигментами мяса первым продуктом реакции является метгемоглобин, после чего образуются нитрозометгемоглобин и нитрозомиоглобин.
Часть нитритов и нитратов метаболизируется микрофлорой желудочно-кишечного тракта, а остальное количество их всасывается. Нитриты, поступая в кровь, взаимодействуют с гемоглобином, окисляя двухвалентное железо с образованием нитрозогемоглобина, трансформирующегося в метгемоглобин и частично в сульфгемоглобин.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил подпороговую дозу нитритов ниже 100 мг на 1 кг массы тела в сутки. На этом основании с учетом коэффициента запаса 100 была принята величина ДСП, равная 0,4 мг на 1 кг массы тела (для детей грудного возраста эта величина была снижена до 0,2 мг нитрита натрия на 1 кг массы тела).
Нитраты не являются метгемоглобинобразователями и сами по себе не обладают выраженной токсичностью. Однако при определенных условиях, зависящих большей частью от микрофлоры пищевых продуктов и желудочно-кишечного тракта (особенно при диспепсиях у детей), часть нитратов может восстанавливаться до более токсичных нитритов, что служит главной причиной острой интоксикации — нитрато-нитритной метгемоглобинемии. Поэтому, считая дозу 500 мг на 1 кг массы тела подпороговой и коэффициент запаса 100, эксперты ФАО/ВОЗ приняли ДСП для нитратов 5 мг на 1 кг массы тела.
Нитраты и нитриты в смеси с поваренной солью (посольная смесь) обладают консервирующим действием. По совокупности показаний применение нитритов вызывает возражения у медиков и требует особого внимания с позиции гигиенической регламентации.
Бромноватокислый калий, или бромат калия (Е 924а), используется в качестве отбеливателя муки. Введенный в небольших количествах в муку, бромат калия увеличивает пористость и эластичность мякиша, делает его более белым. В процессе выпечки бромат калия превращается в бромид калия, безвредный для организма человека.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что безусловно допустимой дозой бромида для обработки муки, употребляемой человеком, является 0 —20 мг и условно допустимой для специальных целей, например для некоторых сортов бисквитов, — 20 — 75 мг на 1 кг массы тела. В нашей стране пищевая добавка Е 924а разрешена для отбеливания муки в концентрации до 40 мг/кг.
Во многих странах широко используют в качестве отбеливателей муки диоксид хлора, оксиды азота, пероксиды бензоата и ацетона, диамид угольной кислоты, пероксид кальция, цистеин, являющиеся активными окислителями.

Таблица 1.3 - Разрешенные к применению в Российской Федерации отбеливатели

Диоксид хлора токсического действия на организм не оказывает, но активно разрушает токоферолы (витамин Е). Таким же свойством обладают бензоаты.
В связи с тем что отбеливатели муки влияют на ее качество и могут быть причиной снижения пищевой ценности, показатель ДСП для этой группы веществ заменен на допустимую концентрацию в продукте — муке. Перечень разрешенных к применению в Российской Федерации отбеливателей представлен в таблице 1.3.
Гипосульфит натрия является источником сернистого ангидридa, поэтому гигиенические требования на его применение аналогичны требованиям на сернистый ангидрид, ДСП для которого составляет 0,7 мг на 1 кг массы тела. В связи с тем, что сернистый ангидрид разрушает тиамин, его не рекомендуется использовать в продуктах, служащих источником этого витамина.

2. ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
ЗАГУСТИТЕЛИ
Загустители образуют с водой высоковязкие растворы, а студ-необразователи и желирующие агенты — гели. При этом одни и те же вещества в зависимости от их концентрации в пищевом продукте могут выполнять роль как загустителя, так и желе- или студнеобразователя.
Различают загустители натуральные, полусинтетические и синтетические. Натуральные и полусинтетические добавки этой группы применяют при производстве пищевых продуктов, синтетические — только при производстве косметических изделий.
Перечень основных загустителей, разрешенных в соответствии с СанПиН 2.3.2.560 — 96 для применения в производстве пищевых продуктов в Российской Федерации, приведен в таблице 2.1.
В качестве загустителей применяют агар-агар (Е 406), нативные и модифицированные крахмалы (Е 1402), целлюлозу и ее производные, желатин, полисахариды микробиологического происхождения (ксантан, геллан). Они рассмотрены выше в разделе «Гелеобразователи».
Крахмал, его отдельные фракции (амилопектин и амилоза) и продукты частичного гидролиза находят применение в качестве загустителей при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий, а также мороженого.

Таблица 2.1 - Пищевые загустители, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

Микрокристаллическую целлюлозу (Е 460), метилцеллюлозу (Е 461), карбоксиметилцеллюлозу (Е 466), гидроксипропилцеллюлозу (Е 463), гидроксипропилметилцеллюлозу (Е 464), метилэтилцеллюлозу (Е 465) используют в производстве мороженого, кондитерских изделий и соусов в качестве диетических волокон как эффективные загустители. Среди них наибольшее значение имеют метил- и карбоксиметилцеллюлоза.
Из растительных структурообразователей полисахаридной природы промышленное значение имеют камедь из бобов рожкового дерева, гуаровая камедь, камедь таро и др.
ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ
Одним из способов изменения консистенции и структуры пищевых продуктов в целях удовлетворения вкусов потребителей является введение в пищевое сырье диспергированного воздуха или другого газа. Для многих продуктов питания пенообразная структура оказывает решающее влияние на их отличительные свойства (например, в хлебобулочных и некоторых кондитерских изделиях, мороженом, напитках и десертных изделиях).
В этот функциональный класс входят вещества, обеспечивающие равномерную диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты. В результате образуются пены и газовые эмульсии.
Пена представляет собой дисперсную систему, состоящую из ячеек — пузырьков газа (пара), разделенных пленками жидкости (или твердого вещества). Обычно газ (пар) рассматривается как дисперсная фаза, а жидкость (или твердое вещество) — как непрерывная дисперсионная среда. Пены, в которых дисперсионной средой является твердое вещество, образуются при отверждении растворов или расплавов, насыщенных каким-либо газом. Жидкие или твердые пленки, разделяющие пузырьки газа, образуют в совокупности пленочный каркас, являющийся основой пены.
Структура пен определяется соотношением объемов газовой и жидкой фаз и в зависимости от него ячейки пены могут иметь сферическую или многогранную (полиэдрическую) форму.
Получить пены, как и другие дисперсные системы, можно диспергационным и конденсационным способами.
При диспергационном способе пена образуется в результате интенсивного совместного диспергирования пенообразующего раствора и воздуха. Диспергирование осуществляется следующими методами:
при прохождении струи газа через слой жидкости в барботаж-ных или аэрационных установках, в аппаратах с «пенным слоем», применяемых для очистки отходящих газов, в пеногенераторах некоторых типов, имеющих сетку, которая орошается пенообразующим раствором;
при действии движущихся устройств на жидкость в атмосфере газа или при действии движущейся жидкости на преграду в технологических аппаратах при перемешивании мешалками, встряхивании, взбивании, переливании растворов.
Получение пен может быть обусловлено действием нескольких источников пенообразования одновременно. Так, некоторые технологические процессы осуществляют с аэрацией и перемешиванием.
Для получения пен необходимой устойчивости в систему вводят пенообразователи, которые подразделяют на два типа (рода):
истинно растворимые (низкомолекулярные) ПАВ;
коллоидные ПАВ, белки и ряд других природных высокомолекулярных соединений.
В общем случае при образовании пены в присутствии ПАВ происходит адсорбция их молекул в тонком слое пленки жидкой дисперсионной среды на границе с газовой дисперсной фазой, что вызывает изменение поверхностного натяжения на границе раздела фаз.
В результате истечение жидкости из пенной пленки и ее утончение замедляются, а время «жизни» пены увеличивается. Утончению пленок препятствует также избыточное давление, возникающее в тонком слое. Адсорбционный слой ПАВ изменяет структурy поверхности межфазной границы, повышая ее механическую прочность.
В присутствии пенообразователей первого рода устойчивость пен повышается пропорционально концентрации введенного ПАВ. Однако такие пены быстро разрушаются по мере истечения жидкости из пенных пленок.
Примеры пищевых пен и природа их образования приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Источники образования основных видов пищевых пен

Если пенообразующим веществом служит яичный белок, то вследствие развертывания его молекул на границе межфазного раздела наступает поверхностная денатурация. Денатурированный белок повышает стабильность пен.
Одновременно могут образовываться связи между полипептидными цепями с возникновением пространственной двух- и трехмерной структуры в виде сетки, которая благоприятствует повышению стабильности пены.
В соответствии с СанПиН 2.3.2.560 — 96 технологические функции пенообразователя имеют четыре пищевые добавки (таблица 2.3).
Конденсационный способ получения пен основан на пересыщении раствора газом. К этому способу относится получение пен в результате химических реакций и микробиологических процессов, сопровождающихся выделением газа. Так, в процессе ферментации теста, которая идет по схеме молочнокислого брожения, из глюкозы помимо молочной и янтарной кислот образуются вызывающие пенообразование газы (СО2 + Н2).

Таблица 2.3 - Пищевые пенообразователи

При снижении давления и повышении температуры растворимость газа в жидкости снижается. Жидкость вспенивается, из нее может выделяться газ.
Подобный процесс происходит при вскрытии бутылок с игристыми винами, пивом и другими напитками. В отличие от шампанского, лимонада и боржоми пиво содержит пенообразователи — хмелевые смолы, белки, декстрины и др.
ЭМУЛЬГАТОРЫ
Эмульгаторы – это вещества, уменьшающие поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Их добавляют к пищевым продуктам для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. В частности, с помощью таких добавок создают эмульсии жира в воде или воды в жире. Такая способность связана с поверхностно-активными свойствами, поэтому применительно к данной группе пищевых добавок термины «эмульгатор», «эмульгирующий агент» и «поверхностно-активное вещество» могут рассматриваться как синонимы.
Хотя основными функциями эмульгаторов являются образование и поддержание в однородном состоянии смеси несмешиваемых фаз, таких, как масло и вода, в отдельных пищевых системах применение этих добавок может быть связано не столько с эмульгированием, сколько с их взаимодействием с другими пищевыми ингредиентами, например белками или крахмалом.
Эффективность эмульгатора можно характеризовать соотношением между гидрофильной и гидрофобной частями молекул ПАВ. Гидрофильные свойства определяются взаимодействием полярных групп с водой. Гидрофобный радикал обусловливает лиофильное взаимодействие между неполярной цепью молекул ПАВ и маслом. Лиофильное взаимодействие радикала ПАВ и масла будет гидрофобным по отношению к воде. Иными словами, в этих условиях радикал ПАВ хорошо взаимодействуют с маслом и плохо — с водой.
Поверхностная активность определяется соотношением между гидрофильной и гидрофобной частями молекул ПАВ. Для коротко цепочечных ПАВ преобладает гидрофильное взаимодействие, в результате которого молекулы втягиваются в воду. Противоположный эффект обнаруживается в случае длинноцепочеч-ных ПАВ. Гидрофобное взаимодействие по отношению к воде и лиофильное — к маслу обусловливает нахождение этих молекул в масле. Уравновешивание гидрофильного и лиофильного взаимодействий, так называемый гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ), т.е. определенное оптимальное соотношение действия воды и масла на молекулы ПАВ, определяет условия образования адсорбционного слоя на границе раздела двух жидкостей.
По типу гидрофильных групп различают ионные и неионные ПАВ. Ионные поверхностно-активные вещества диссоциируют в водных растворах на ионы, одни из которых поверхностно-активны, другие — наоборот (противоионы). В свою очередь, в зависимости от знака заряда поверхностно-активного иона они делятся на анионные, катионные и амфотерные. Молекулы неионных ПАВ, естественно, не диссоциируют в растворе.

Рисунок 2.1 - Положение молекул ПАВ в зависимости от сочетания гидрофильных и лиофильных свойств:
а — гидрофильное взаимодействие; б - образование адсорбционного слоя; в -лиофильное взаимодействие

Поверхностно-активные вещества позволяют регулировать свойства гетерогенных систем, которыми являются пищевое сырье, полуфабрикаты или готовая пищевая продукция. Применяемые в пищевой промышленности ПАВ — это не индивидуальные вещества, а многокомпонентные смеси. Химическое название препарата при этом соответствует лишь его основной части.
Перечень эмульгаторов, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов в Российской Федерации, приведен в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Пищевые эмульгаторы, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов в Российской Федерации

В зависимости от особенностей состава и свойств пищевой системы, в которую вводится эмульгатор с жирной кислотой в качестве липофильной части, его поверхностная активность может проявляться в различных, главным образом технологических, изменениях (таблица 2.5).
Фосфолипиды синтезируются в организме животных и человека. Установлено, что введение лецитина в рацион питания человека в течение длительного времени не сопровождается какими-либо неблагоприятными последствиями. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлено, что безусловно допустимая доза для человека составляет до 50 мг (в дополнение к ежедневному приему при обычном рационе) и условно допустимая — 50 — 100 мг на 1 кг массы тела. Принято считать, что средний пищевой рацион взрослого человека содержит 1—5 г лецитина.

Таблица 2.5 - Некоторые характеристики пищевых эмульгаторов

Лецитин применяется при производстве хлеба, мучных кондитерских изделий, конфет, шоколада, напитков, мороженого, сухого молока.
Жирные кислоты и их соли (Е 481—Е 482) применяют в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов. Это олеиновая, стеариновая, пальмитиновая кислоты и их натриевые, калиевые, кальциевые соли. Их добавляют при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий в концентрации до 5 г на 1 кг массы продуктов.
Алифатические спирты жирного ряда, получаемые в результате гидрирования соответствующих жирных кислот, отчасти являются естественными компонентами жиров. В большинстве случаев это стеариловые и олеиловые спирты. Они применяются непосредственно или в виде сложных эфиров уксусной, молочной, фумаровой, яблочной, лимонной и других кислот в качестве стабилизаторов при изготовлении печенья. К таким пищевым добавкам относятся, например, ацилированный моноацилглицерол (Е 4721), малат-эфир (Е 472с), стеароилмолочная кислота (Е 48П), Стеароиллактилат натрия (Е 481ii), олеиллактилат кальция (Е 482Н) и др. Области применения добавок этой группы различны. Ацилированный моноацилглицерол (эфир моноглицерола и уксусной кислоты) и малат-эфир (эфир моноглицерида и яблочной кислоты) используются в хлебопечении, сахарной промышленности и при производстве мороженого. Стеароилмолочная кислота (производное молочной кислоты с высшими жирными кислотами) и ее натриевая соль (Стеароиллактилат натрия) используются в качестве поверхностно-активного вещества для маргаринов и других продуктов. Применение этих пищевых добавок разрешено без ограничения.
Сложные эфиры жирных кислот сахара и сорбита также входят в класс эмульгаторов. Этерификация Сахаров (сахарозы, глюкозы) и сорбитов (сорбитангидрида) жирными кислотами дает группу эмульгаторов с широким диапазоном поверхностно-активных свойств. Их можно комбинировать с полиоксиэтиленами (полиэтиленгликолиевые эфиры), в результате чего получают эмульгаторы с измененными эмульгирующими свойствами. Наиболее известные из них так называемые СПЭНы и Твины. СПЭНы — это сложные эфиры жирных кислот с сорбитами, а Твины — СПЭН-эмульгаторы с гидроксильными группами, полностью или частично замещенными группами О—(СН2—СН2—О)n—Н, т. е. представляют собой продукты полиоксиэтиленов со СПЭНами.
Эфиры сахарозы и жирных кислот (Е 473) применяются в производстве кондитерских изделий, мороженого и хлебопечении. Сорбитанмоностеарат, или СПЭН 60 (Е 491), сорбитантристеарат (Е 492), сорбитанмонолаурат, или СПЭН 20 (Е 493), сорбитан-моноолеат, или СПЭН80 (Е 494), сорбитантриолеат, или СПЭН 85 (Е 496), Твин 20, Твин 40, Теин 60, Твин 80 (Е 432- Е 435) применяют при изготовлении жировых эмульсий, шоколада, печенья, кондитерских изделий, мороженого из сухого молока, яичного и какао-порошков, а также для улучшения растворимости кофе.
Сложные эфиры сахара, сорбита и жирных кислот не представляют опасности в токсикологическом отношении, но они не должны содержать растворителей. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам для сложных эфиров сорбита и жирных кислот, а также для сложных эфиров полиоксиэти-ленсорбатов и жирных кислот установил допустимое суточное потребление, составляющее 0 — 25 мг, для сложных эфиров сахарозы и жирных кислот — 2,5 мг на 1 кг массы тела. При этом допустимое содержание диметилформамида как остатка растворителя ограничивается 50 мг на 1 кг вещества.
Добавка сложных эфиров сахарозы, сорбита и жирных кислот в пищевые жиры ограничена количеством до 20 г на 1 кг продукта, а сложных эфиров сахарозы в маргарине — 10 г/кг. В России применение пищевых добавок Е 491 —Е 496 запрещено. Эфиры сахарозы и жирных кислот разрешены в России и странах Европейского Сообщества, за исключением Германии.
ЭМУЛЬГИРУЮЩИЕ СОЛИ
В отдельный функциональный класс выделены эмульгирующие in — пищевые добавки, основная технологическая функция коих также связана с образованием и стабилизацией дисперсных тем, состоящих из двух или более несмешивающихся фаз. Эффект достигается путем снижения межфазного поверхностного на-кения. К этому функциональному классу относятся соли-плавители и комплексообразователи, применение которых, например при изготовлении плавленых сыров, позволяет предупредить отделение жира благодаря взаимодействию молекул эмульгирующей соли с белками сырной массы.
По химической природе добавки этого функционального класса, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов, представляют собой преимущественно соли фосфорных кислот с щелочными и щелочноземельными металлами, а также соли этих металлов с отдельными органическими кислотами (Таблица 2.6).

Таблица 2.6 - Эмульгирующие соли, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов в Российской Федерации

Добавки этой функциональной группы делают или сохраняют ткани фруктов или овощей плотными и свежими, взаимодействуют с агентами желирования — для образования или укрепления геля. В качестве уплотнителей используют карбонаты кальция (Е 170), ацетат кальция (Е263), цитраты кальция (E33J), фосфаты натрия (Е339) и фосфаты кальция (Е341), глицерофосфат кальция (Е383), полифосфаты (Е 452), сульфаты магния (Е 518) и глюконат кальция (Е 578).

3. ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Улучшители консистенции применяют преимущественно в производстве пищевых продуктов, имеющих неустойчивую консистенцию и гомогенную структуру. Такие продукты, как например, мороженое или мармелад, сыры или колбасы, при использовании указанных пищевых добавок приобретают качественно более высокие показатели.
Перечень загустителей и гелеобразователей, разрешенных к применению в производстве пищевых продуктов в Российской Федерации, включает свыше 50 добавок (таблица 3.2).

Таблица 3.2 - Пищевые загустители и гелеобразователи, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов в Российской Федерации

Различают загустители и гелеобразователи натуральные, полусинтетические и синтетические. Натуральные и полусинтетическиеe применяют при производстве пищевых продуктов, синтетические — только в косметических изделиях.
К натуральным загустителям и гелеобразователям относят: растительные камеди и слизи из семян льна и айвы, рожкового дерева, астрагала, аравийской акации; агар, агароид, пектин, желатин, альгинат натрия.
К полусинтетическим – производные натуральных веществ, физико-химические свойства которых изменены в требуемом направлении введением определенных функциональных групп: метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, амилопектин, модифицированные крахмалы.
Подавляющее большинство загустителей и гелеобразователей со статусом пищевых добавок относится к классу полисахаридов (гликанов). Исключение составляет гелеобразователь желатин, имеющий белковую природу.
Гетерогликаны высших растений. Пектины наряду с галактоманнанами (гуаровой камедью и камедью рожкового дерева) являются основными представителями группы гетерогликанов высших растений.
Пектиновые вещества (Е 440) — улучшители консистенции: загустители, уплотнители, гелеобразователи, стабилизаторы и эмульгаторы. Эти вещества представляют собой высокомолекулярные полисахариды, входящие в состав клеточных стенок и межклеточных образований совместно с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином. В понятие «пектиновые вещества» входят гидратопектин (растворимый пектин), протопектин (нерастворимый в воде пектин), пектиновые кислоты и пектинаты, пектовые кислоты и пектаты. Основным структурным признаком пектиновых веществ являются линейные молекулы полигалактуроновой кислоты, в которой мономерные звенья связаны α-1,4-гликозидной связью.
Основными свойствами пектиновых веществ, которые определяют области их применения в пищевой промышленности, являются студнеобразующая и комплексообразующая способность. Студнеобразующая способность пектина зависит от ряда факторов: молекулярной массы, степени этерификации, количества балластных по отношению к пектину веществ, температуры и рН среды, содержания функциональных групп.
Высокоэтерифицированные пектины применяют в качестве студнеобразователя при производстве кондитерских (мармелад, пастила, зефир, желейные конфеты) и консервированных (желе, джем, конфитюр, фрукты в желе) изделий; стабилизаторов молочных напитков, майонеза, маргарина, аналогов сливочного масла, соусов, мороженого, рыбных консервов; средства, замедляющего черствение хлебобулочных изделий; загустителя фруктовых соков и киселей.
Амидированный пектин проверен Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. Результаты долгосрочных исследований на крысах не указывают на канцерогенность этого вещества. Исследования тератогенного действия также показали отсутствие неблагоприятных последствий. Для амидированного пектина, у которого часть свободных карбоксильных групп превращена в амиды, установлена величина ДСП на уровне 25 мг на 1 кг массы тела.
Молекулы высокоэтерифицированных пектинов могут образовывать пектинпротеиновые комплексы. При рН 4,0 — 4,2 они вступают во взаимодействие с молекулами казеина молока, что приводит к изменению общего заряда белковых молекул и обеспечивает их физическую стабильность в кислой среде.
Кроме того, пектины как растворимые пищевые волокна являются физиологически ценными пищевыми добавками (функциональными ингредиентами), присутствие которых в продуктах традиционного рациона способствует улучшению состояния здоровья человека.
Специфическое физиологическое воздействие растворимых пищевых волокон обусловлено их способностью снижать уровень холестерина в крови, нормализовывать деятельность желудочнокишечного тракта, связывать и выводить из организма некоторые токсины и тяжелые металлы. Рекомендуемое суточное потребление пектиновых веществ в рационе здорового человека составляет 5-6 г.
Галактоманнаны. Представляют собой гетерогликаны, содержащиеся в семенах стручковых растений и выполняющие функцию предотвращения обезвоживания семян. Коммерческие препараты растительных галактоманнанов получили название камедей. Наиболее распространенными в качестве пищевых добавок этой группы являются галактоманнаны семян двух видов растений — гуара (Cyamopsistetragonolobus), произрастающего в Индии и Пакистане, и рожкового дерева (Ceratonia siligua), произрастающего на побережье Средиземного моря.
Камедь рожкового дерева, или цареградского струнка, цератонии (Е410), получают, используя плоды дерева. Полисахаридная структура образована из длинных линейных цепей, состоящих из молекул D-маннозы с боковой цепью D-галактозы. Распределение боковых цепей галактозы не упорядочено. Соотношение маннозы и галактозы 4:2.
Камедь рожкового дерева плохо растворяется и набухает в холодной воде. Для интенсификации процесса гидратации раствор полисахарида нагревают до 63 — 65 "С. При концентрации 2 — 3 % образуется густая пастообразная масса, но не гель. В пищевой промышленности камедь рожкового дерева применяется в основном в качестве загустителя.
Гуаровая камедь (Е 412), используемая в пищевой промышленности, содержит (%): полисахарида 85, протеина 4, сырой клетчатки 1,5, золы 0,5, воды 9. Ее получают из семян циамопсиса. После крахмала и гуммиарабика гуаровая камедь является наиболее распространенным гидроколлоидом при производстве пищевых и кормовых продуктов.
Гуаровая камедь имеет нейтральные вкус и запах, растворяется в холодной воде, образуя вязкие растворы в диапазоне рН 2,5 — 7,0. Она хорошо совместима с другими гидроколлоидами - ксантаном, каррагинаном. Их совместное применение взаимно усиливает структурообразующие свойства, проявляемые каждым полимером в отдельности. Гуаровую камедь применяют как загуститель при производстве мороженого, соусов, низкожирных продуктов.
Камеди вырабатываются также некоторыми видами деревьев, растущих в тропиках и субтропиках. В пищевой промышленности используют камеди трагаканта, гуммиарабика, карайя.
Полисахариды морских растений. Коммерческие препараты этой подгруппы пищевых добавок вырабатываются на основе полисахаридов, выделяемых из красных и бурых морских водорослей. В пищевой промышленности широко используются альгинаты, каррагинаны и агароиды.
Агар-агар, или агар (Е 406), является классическим представителем класса загустителей, стабилизаторов и гелеобразуюших веществ. Его получают из морских водорослей Белого моря и Тихого океана. Название этого полимера имеет малайзийское происхождение и означает «желирующий продукт питания из водорослей». Основу агар-агара составляет дисахарид агароза, молекула которой построена из D-галактозы и 3,6-ангидро-b-галактозы.
Свойства агара зависят от его происхождения. Обычно агар состоит из смеси агароз, различающихся по степени полимеризации; в их состав могут входить разные металлы (калий, натрий, кальций, магний) и присоединяться по месту функциональных групп. В зависимости от соотношения полимеров, вида металлов значительно изменяются свойства агар-агара.
Агар применяют при выработке желейного мармелада, пастилы, зефира, мясных и рыбных студней, желе, пудингов, мороженого, для предотвращения образования кристалликов льда, а также при осветлении соков. В Японии в настоящее время производится более 100 видов агар-агара для получения продуктов с заданной консистенцией.
Альгиновые кислоты и их соли (Е 400—Е 404) — загустители, стабилизаторы и гелеобразующие вещества, получаемые из бурых водорослей. Они представляют собой полисахариды, состоящие из остатков D-маннуроновой и L-гиалуроновой кислот. Альгиновые кислоты в воде нерастворимы, но связывают ее. При нейтрализации карбоксильных групп альгиновой кислоты образуются альгинаты, которые растворимы в горячей и холодной воде.
Агароид (черноморский агар) получают из водорослей филлофлоры, растущих в Черном море. Основу агароида также составляет агароза. В молекулу агароида входят сульфокислые группы (22 — 40% общего числа функциональных групп) и карбоксильные (3 — 5 %), тогда как в молекуле агара их соответственно 2—5 и 20—25 % всех функциональных групп. Эти особенности структуры определяют разную студнеобразующую способность, которая у агароида в 2 — 3 раза ниже, чем у агара. Кроме того, агароид имеет более низкие температуры плавления и застудневания, меньшую химическую устойчивость. В пищевой промышленности агароид находит аналогичное агару применение.
К агару и агароиду по химической природе близок фурцеллеран (датский агар) — полисахарид, получаемый из морской водоросли фурцелларии. По способности к студнеобразованию он занимает промежуточное положение между агаром и агароидом и применяется при производстве мармелада, желейных конфет, ароматизированных молочных напитков и пудингов. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам определена ДСП фурцеллерана до 75 мг на 1 кг массы тела.
Каррагинан (Е 407) по химической природе близок к агару и агароиду. Название его происходит от названия ирландского города Каррик. Также его называют «ирландским мхом». Каррагинан входит в состав красных водорослей, его структура гетерогенна. Различают несколько типов идеальных каррагинанов, обозначаемых греческими буквами «ламбда», «кси», «каппа», «йота», «мю» и «ню». Вид водоросли влияет на тип получаемого из него каррагинана. Их структурообразующие свойства, так же как и растворимость в воде, зависят от фракционного состава каррагинанов. Например, очень гидрофильный Х-каррагинан, макромолекулы которого могут находиться друг от друга на значительном расстоянии, препятствующем образованию связей, является только загустителем. Макромолекулы к- и i-каррагинанов, растворяющиеся при повышенной температуре, и после охлаждения образуют зоны сцепления, которые характерны для структурной сетки геля, проявляя свойства студнеобразователей.
Каррагинаны не расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте и могут применяться в низкокалорийных продуктах. Каррагинан используется как структурообразователь при производстве плавленых сыров, сгущенного молока, соусов, желе, муссов, халварина.
По рекомендации Объединенного комитета экспертов ФАО/ ВОЗ по пищевым добавкам ДСП до 75 мг на 1 кг массы тела. Промышленное применение находят не только каррагинан, но и его натриевая, калиевая и аммонийная соли.
Хитозан. Это вещество является производным природного целлюлозоподобного биополимера, относящегося к классу полисахаридов, – хитина. Хитин, так же как и целлюлоза, широко распространен в природе, в частности входит в состав опорных тканей и внешнего скелета ракообразных, насекомых, микроорганизмов. Содержание хитина, например, в панцире краба составляет 25,9%, креветки — до 32,4, а тутового шелкопряда - 44,2 %. Нативный хитин может быть в виде α-, β- и γ-форм, которые различаются пространственным расположением цепей молекул и присутствием связанной воды. Самой стабильной и широко распространенной в природе является хитин γ-формы.
Полисахариды микробиологического происхождения. Многие виды микроорганизмов в процессе жизнедеятельности выделяют камеди, состоящие в основном из полисахаридов. К ним относятся ксантан и геллан.
Желатин. Это практически единственный гелеобразователь белковой природы, который широко используется в пищевой промышленности. Желатин — белковый продукт, представляющий собой смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой (от 50 до 70 тыс.) и их агрегатов с молекулярной массой до 300 тыс.
Желатин не имеет вкуса и запаха, хорошо растворяется в горячей воде, а при охлаждении водные растворы образуют гели. Физические свойства гелей различны и зависят от концентрации белка, молекулярной массы полипептидных цепей, температуры, присутствия солей и других реагентов. Прочность и жесткость гелей из желатина пропорциональны концентрации белков и увеличиваются с ростом молекулярной массы полипептидов. Максимальная прочность геля проявляется в основном при рН 5—10 или в присутствии сульфата натрия. Желатин чувствителен к гидролизу протеолитическими ферментами. По этой причине его нельзя применять в сочетании с такими продуктами, как ананасы или папайя, содержащими протеазы бромелин и папаин.
Для отечественной пищевой промышленности желатин выпускают трех марок (13, 11, 10), различающихся по качеству. Лучшим является желатин марки 13. Наличие в желатине солей тяжелых металлов, посторонних примесей не допускается.
Наиболее интересным свойством желатина является образование термически обратимых гелей. В противоположность полисахаридам преобразование желатина не зависит от рН и не требует присутствия других реагентов, например Сахаров, солей или двухвалентных катионов.
В пищевой промышленности желатин используют как загуститель, добавляя его в различные композиции в количестве 1,5 — 2,2 %. В частности, желатин используют для стабилизации структуры мясных и рыбных продуктов. В производстве мороженого применяют 0,2 —0,5%-ные растворы желатина для придания гладкости и регулирования размеров кристаллов льда.
Желатин — естественный компонент пищевых продуктов, поэтому ограничений по его применению нет. Однако следует учитывать, что продукты, содержащие желатин, могут иметь посторонний, не свойственный им привкус. Кроме того, они в большей степени подвержены микробиологической порче.
Казеин. Известно, что белки молока представлены в основном казеином (80 — 83 %) и сывороточными белками. Казеин получают путем осаждения из обезжиренного молока при изоэлектрической точке (рН 4,6) и температуре 20 °С. В зависимости от вида осадителей выпускают солянокислый, молочнокислый, хлорокаль-циевый и другие виды казеина, различающиеся функциональными свойствами. Однако все виды казеина способны образовывать гели. В пищевой технологии казеин используют как эмульгатор и загуститель для производства майонезных соусов и кондитерских желейных изделий.

4. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВКУС И АРОМАТ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
ПОДСЛАСТИТЕЛИ
В настоящее время описано большое число подслащивающих веществ, однако практическое применение нашли лишь немногие. Среди них можно выделить две группы: природные и синтетические подсластители. Выяснение структуры некоторых природных подслащивающих веществ позволило разработать методы получения их путем синтеза, а не выделения из природного сырья. При этом сглаживается различие между понятиями «синтетическое» и «природное» вещество. Такие подслащивающие вещества нельзя однозначно отнести ни к первой, ни ко второй группе.
Природные подсластители
Природные подслащивающие вещества представлены моно- и олигосахаридами, продуктами гидролиза крахмала, полиолами и подслащивающими веществами, не относящимися к сахаридам.
Глюкоза, или декстроза (виноградный сахар), относится к группе моносахаридов. Как пищевая добавка глюкоза применяется для подслащивания безалкогольных и прохладительных напитков, некоторых видов кондитерских изделий, жевательной резинки. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам уровень допустимого суточного потребления глюкозы не установлен и спецификации не определены.
Фруктоза, или левулеза (фруктовый сахар), в свободном состоянии содержится в зеленых частях растений, нектаре цветов, семенах, меде. Фруктоза является подслащивающим веществом для напитков и кондитерских изделий. Организмом фруктоза усваивается быстро, превращаясь в печени в гликоген. Приготовленные из нее сиропы не кристаллизуются. Она очень гигроскопична и является эффективным средством для поддержания требуемой влажности продуктов. Важным свойством фруктозы является способность усиливать вкус и аромат продуктов. Считают, что фруктоза может быть использована для производства диабетических продуктов в количестве 0,5— 1,0 г на 1 кг массы тела человека.
Лактоза (молочный сахар) входит в состав молока всех млекопитающих. Степень ее сладости по сравнению с сахарозой составляет 0,16. Растворимость лактозы в воде при температуре 20 °С невысокая — примерно 20 %. Из растворов повышенной концентрации выделяют кристаллы гидрата и ά-лактозы. Используется лактоза в производстве специальных кондитерских изделий детского питания.
Сорбит (Е 420) относится к группе многоатомных спиртов —полиолов. Степень сладости его составляет 0,6 от сладости сахарозы. По сравнению с глюкозой и фруктозой сорбит медленнее всасывается в организме человека, но усваивается практически полностью. В организме сорбит вначале окисляется до фруктозы. Установлено, что употребление сорбита способствует экономии в организме таких витаминов, как тиамин, пиридоксин и биотин. Сорбит используется в диетических плодоовощных консервах, кондитерских изделиях и безалкогольных напитках.
Ксилит (Е 967) представляет собой пятиатомный спирт, кристаллическое вещество белого цвета. Он быстро усваивается и не оказывает влияния на уровень сахара в крови. Однако при приеме ксилита возможен кратковременный подъем содержания сахара в крови, быстро сменяющийся падением его до нормал

4. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВКУС И АРОМАТ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
ПОДСЛАСТИТЕЛИ
В настоящее время описано большое число подслащивающих веществ, однако практическое применение нашли лишь немногие. Среди них можно выделить две группы: природные и синтетические подсластители. Выяснение структуры некоторых природных подслащивающих веществ позволило разработать методы получения их путем синтеза, а не выделения из природного сырья. При этом сглаживается различие между понятиями «синтетическое» и «природное» вещество. Такие подслащивающие вещества нельзя однозначно отнести ни к первой, ни ко второй группе.
Природные подсластители
Природные подслащивающие вещества представлены моно- и олигосахаридами, продуктами гидролиза крахмала, полиолами и подслащивающими веществами, не относящимися к сахаридам.
Глюкоза, или декстроза (виноградный сахар), относится к группе моносахаридов. Как пищевая добавка глюкоза применяется для подслащивания безалкогольных и прохладительных напитков, некоторых видов кондитерских изделий, жевательной резинки. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам уровень допустимого суточного потребления глюкозы не установлен и спецификации не определены.
Фруктоза, или левулеза (фруктовый сахар), в свободном состоянии содержится в зеленых частях растений, нектаре цветов, семенах, меде. Фруктоза является подслащивающим веществом для напитков и кондитерских изделий. Организмом фруктоза усваивается быстро, превращаясь в печени в гликоген. Приготовленные из нее сиропы не кристаллизуются. Она очень гигроскопична и является эффективным средством для поддержания требуемой влажности продуктов. Важным свойством фруктозы является способность усиливать вкус и аромат продуктов. Считают, что фруктоза может быть использована для производства диабетических продуктов в количестве 0,5— 1,0 г на 1 кг массы тела человека.
Лактоза (молочный сахар) входит в состав молока всех млекопитающих. Степень ее сладости по сравнению с сахарозой составляет 0,16. Растворимость лактозы в воде при температуре 20 °С невысокая — примерно 20 %. Из растворов повышенной концентрации выделяют кристаллы гидрата и ?-лактозы. Используется лактоза в производстве специальных кондитерских изделий детского питания.
Сорбит (Е 420) относится к группе многоатомных спиртов —полиолов. Степень сладости его составляет 0,6 от сладости сахарозы. По сравнению с глюкозой и фруктозой сорбит медленнее всасывается в организме человека, но усваивается практически полностью. В организме сорбит вначале окисляется до фруктозы. Установлено, что употребление сорбита способствует экономии в организме таких витаминов, как тиамин, пиридоксин и биотин. Сорбит используется в диетических плодоовощных консервах, кондитерских изделиях и безалкогольных напитках.
Ксилит (Е 967) представляет собой пятиатомный спирт, кристаллическое вещество белого цвета. Он быстро усваивается и не оказывает влияния на уровень сахара в крови. Однако при приеме ксилита возможен кратковременный подъем содержания сахара в крови, быстро сменяющийся падением его до нормального уровня. При приеме ксилита в больших количествах — до 50 г/сут и болee может наблюдаться расстройство кишечника, в связи с чем в таких дозах ксилит может рассматриваться и как послабляющее средство.
Степень сладости ксилита по сравнению с сахарозой 0,85—1,2, поэтому он используется при производстве кондитерских изделий для больных сахарным диабетом и ожирением. Содержание ксилита в пищевых продуктах не нормируется, а его добавление должно соответствовать рецептурам.
Применяют ксилит также в производстве диетических плодоовощных консервов, хлебобулочных изделий, безалкогольных газированных напитков. В Финляндии, где организовано производство ксилита из березовой коры, на основании длительных клинических исследований установлено положительное влияние ксилита на состояние зубов. Это обусловило его широкое применение в качестве подслащивающего вещества в жевательной резинке. Достоинством ксилита является и то, что он не ассимилируется большинством видов микроорганизмов. Поэтому продукты с ксилитом не подвергаются микробиологическому разложению.
Маннит (Е 421) — подсластитель, представляющий собой бесцветное соединение, хорошо растворимое в воде. Степень сладости маннита по сравнению с сахарозой 0,4. Применение маннита как пищевой добавки разрешено органами здравоохранения всех стран.
Глициризин (Е 958) упоминался в папирусах Древнего Египта. Его получают из корней сладкого дерева Glycyrrhiza glabra, произрастающего на юге Европы и в Средней Азии. Корень содержит 6—14 % глициризина. Противоточным экстрагированием из корней сладкого дерева получают экстракты, которые находят применение при производстве сигарет, табака, в кондитерской промышленности.
Глициризин в 50— 100 раз слаще сахарозы, ему присущи специфические привкус и запах, что ограничивает его применение. Это вещество разрешено к применению в качестве пищевой добавки в России. В странах Европейского Сообщества оно не разрешено к применению или не упоминается в официальных документах.
Стевиозид — сладкий кристаллический гликозид, выделенный из листьев растения Stevia rebaudiana, родиной которого является Парагвай. Местные жители использовали его листья для подслащивания напитков. Впоследствии это растение стали культивировать в Китае, Японии, Корее. Из 1 кг листьев можно получить 65 г вещества сладкого вкуса.
Стевиозид представляет собой белый кристаллический гигроскопичный порошок температурой плавления 196— 198 °С, легко растворимый в воде. При нагревании стевиозид неустойчив. Стевиозид примерно в 300 раз слаще сахарозы. Небольшое его количество вызывает ощущение приятного сладкого вкуса, с повышением его количества ощущение вначале сладкого, затем горького вкуса. Разрешен к применению во всех странах.
Синтетические подслащивающие вещества
Начало изучения синтетических подслащивающих веществ относится к 1879 г., когда Фальберг случайно обнаружил у сахарина интенсивный сладкий вкус. В 1889 г. была описана 4-этоксифенилмочевина. К настоящему времени синтезированы сотни органических соединений интенсивного сладкого вкуса. Необходимость исследований в этой области вызвана, с одной стороны, экономическими проблемами (недостаток сахара и всевозрастающая потребность в нем), с другой — проблемами здравоохранения (увеличивающееся число больных диабетом). Если сахар является пищевым продуктом, то синтетические сладкие вещества представляют собой низкоэнергетические (низкокалорийные) добавки, используемые при приготовлении пищи для больных диабетом, создания различных специальных диет, пищевых продуктов из нетрадиционных источников сырья, таких, как рыбная мука, морские водоросли и т.д., а кроме того, для фармацевтических и косметических целей.
Синтетические сладкие вещества должны отвечать ряду требований:
их сенсорные свойства должны проявляться в течение 1-2 с для подавления горького и других неприятных вкусовых ощущений, вызываемых лекарственными препаратами;
они должны быть химически инертными в отношении всех природных и других химических соединений, содержащихся в пищевых продуктах, в которые они добавляются;
быть термически устойчивыми;
хорошо растворяться в воде или жирах в зависимости от цели использования;
быть физиологически безвредными, нетоксичными, обязательно подвергаться биотрансформации и полностью выводиться из организма.
Сахарин (Е 954) представляет собой о-сульфамид бензойной кислоты. Сахарин в 300 — 550 раз слаще сахарозы. Обычно он используется в виде натриевой соли, которая по сладости в 500 раз превосходит сахарозу.
Сахарин как подсластитель имеет определенное преимущество: при концентрации выше 0,035 % он оставляет во рту выраженный горький привкус и при дальнейшем повышении концентрации ощущение сладости не возрастает. При варке, особенно кислых блюд, сахарин медленно разлагается с отщеплением имидогруппы и образованием о-сульфобензойной кислоты, имеющей неприятный привкус фенола.
Сахарин быстро проходит через желудочно-кишечный тракт и до 98 % его выводится из организма. Он используется при производстве пищевых продуктов для больных сахарным диабетом — диетических сыров, напитков и жевательной резинки. В России применение сахарина и его солей разрешено.
Цикламаты (Е 952) как подслащивающие вещества открыты случайно в 1937 г. М. Сведа при изучении свойств производных аминосульфоновой кислоты. При попадании цикламата на сигарету ученый обнаружил, что она приобрела сладкий вкус. В 1940 г. цикламаты были запатентованы как подслащивающие вещества. Сладость цикламатов в 30 раз выше, чем сахарозы. Граничная концентрация для раствора цикламата составляет 1 %, при более высокой концентрации повышение степени сладости не обнаруживается. Цикламаты стабильны при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Используются в кондитерской промышленности и при производстве напитков.
Исследования острой и хронической токсичности цикламатов показали, что потенциально токсичны метаболиты цикламатов — циклогексамины. Они образуются в результате жизнедеятельности бактерий тонкого кишечника, но лишь, после того как кишечная микрофлора претерпевает определенные изменения. Поэтому циклогексамины появляются лишь после более или менее длительного латентного периода. Однако у некоторых людей могут обнаруживаться немедленные изменения. Это стало причиной запрещения цикламатов в качестве пищевых добавок в США, Японии, Великобритании. Тем не менее цикламаты применяются для подслащивания продуктов примерно в 40 странах мира, в том числе в России.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил допустимое суточное поступление кальциевой и натриевой солей цикламата на уровне 0-11 мг на 1 кг массы тела. Однако подчеркивается необходимость дальнейших исследований превращения цикламатов в циклагексамины в организме.
Аспартам (Е 951) — метиловый эфир N-L-L-аспартил- L -фе-нилаланина — является первым неуглеводным подслащивающим веществом, полученным промышленным способом. Сладость аспартама в 200 раз выше, чем сахарозы.
Высокая температура, например, при выпечке или жарении, приводит к разложению аспартама на составляющие аминокислоты и дикетопиперазин и потере сладости. Подобный процесс происходит также в жидких и кислых продуктах, что несколько ограничивает использование аспартама. Оптимальные условия для аспартама, при которых период его полураспада равен 260 сут, рН -4,2 и температура 25 °С. Увеличение температуры и сроков хранения, изменение рН приводят к распаду аспартама.
Аспартам обладает способностью усиливать естественные вкус и аромат пищевых продуктов, особенно цитрусовых соков и напитков. Он не вызывает кариеса зубов. Являясь аминокислотой, аспартам полностью метаболизируется организмом. Комплексные гигиенические и токсикологические исследования показали безвредность аспартама для организма человека. Допустимое суточное потребление составляет 40 мг на 1 кг массы тела. Аспартам разрешен к применению практически во всех странах мира.
Многие фирмы выпускают аспартам под торговой маркой Nutra sweet («Нутра Свит»). Он используется как пищевая добавка в более чем 5 тыс. наименованиях продуктов. Практически не содержит калорий, поэтому пригоден для всех, включая больных сахарным диабетом.
Ацесулъфам калия (Е 950) — представитель гомологического ряда оксатиацинондиоксидов. Белый кристаллический порошок, не гигроскопичен, стабилен при хранении. Водные растворы ацесульфама калия термо- и кислотоустойчивы. Пищевые продукты, подслащенные им, можно подвергать стерилизации. Сладость ацесульфама в 200 раз выше, чем сахарозы.
Ацесульфам калия безвреден для организма человека. Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлено временное суточное потребление, равное 0-15 мг на 1 кг массы тела. Этот подсластитель производят под торговой маркой Sunett.
Природные подсластители и сахаристые крахмалопродукты
К известным с глубокой древности подслащивающим продуктам относятся мед, соки, солод и плоды растений. Основное сладкое вещество, используемое человеком, — сахароза.
Мед — продукт переработки цветочного нектара медоносных цветов пчелами. Мед содержит 75 % моно- и дисахаридов, в том числе около 40% фруктозы, 35% глюкозы и 2% сахарозы, 1,2% органических кислот, 5,5 % крахмала. Из витаминов в нем присутствуют, мг/100 г: витамины С—2, В6 —0,1, фолацин—15 (мкг/100 г), в незначительном количестве — Вь В2, В6; из микроэлементов, мкг/100 г: железо — 800, йод — 2, фтор — 100. Состав, цвет и аромат меда во многом определяются растениями, с которых был получен нектар пчелами. Мед с глубокой древности использовался и в питании, и в качестве лекарства. Сегодня мед применяется в кондитерской и хлебопекарной промышленности, при изготовлении напитков, непосредственно в пищу.
Лактоза — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Используют лактозу в детском питании и для производства специальных кондитерских изделий, в медицине.
Солодовый экстракт — водная вытяжка из ячменного солода, состоящая из моно- и олигосахаридов (глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы и др.), белков, минеральных веществ, ферментов. Содержание сахарозы достигает 5 %. Используется в кондитерской промышленности, при производстве продуктов детского питания.
Сахаристые крахмалопродукты используют в пищевой промышленности для придания продуктам сладкого вкуса. Их получают путем гидролиза крахмала (частичного или полного), иногда с последующей модификацией отдельных компонентов гидролиза. К продуктам частичного гидролиза относят крахмальные патоки (низкоосахаренная, карамельная, высокоосахаренная, мальтозная, глюкозно-мальтозная), а также мальтодекстрины. Продукты полного гидролиза крахмала с возможной их модификацией — это моногидратная и ангидридная глюкоза, фруктоза, глюкозные, глюкозно-фруктозные сиропы с различным содержанием фруктозы. Все большее распространение получают сахаристые продукты, вырабатываемые непосредственно из зернового сырья без выделения крахмала (зерновые сиропы, сладкие углеводные добавки).
Значительный рост производства сахаристых крахмалопродуктов, особенно глюкозно-фруктозных сиропов, связан с их сладким вкусом, хорошей усвояемостью и экономической выгодой. Следует также помнить, что в пищевых продуктах они одновременно выполняют функции структурообразователей, наполнителей, источников сухих веществ, а многие являются и консервантами.
Смешанные подслащивающие вещества
Заменить сахарозу будет очень трудно, так как ее вкус считается естественно сладким, а все остальные подслащивающие вещества имеют сладость искусственную, неприродную.
Для регулирования вкуса подслащивающих веществ применяют смеси, которые отличаются рядом свойств:
синергизмом действия двух или нескольких применяемых в смеси веществ;
изменением вкуса при добавлении органических и минеральных веществ, обладающих определенными вкусовыми свойствами;
усилением вкуса за счет различных добавок.
Многие смеси подслащивающих веществ готовят с применением сахарина (таблица 4.1). При этом его горечь перекрывается, а сладкий вкус усиливается в отдельных случаях за счет других веществ — фруктозы, гидролизатов крахмала; лактозы, D-галактозы, глицина, глутаминовой кислоты, солей лимонной кислоты, хлорида натрия и кальция, сульфата магния, цикламатов и т.д.
В качестве так называемых объемных наполнителей применяют соли органических кислот или гидраты.
Высокий коэффициент сладости смесей позволяет применять их при производстве дешевых низкокалорийных диетических продуктов, полностью или частично лишенных легкоусвояемых углеводов.

Таблица 4.1 - Состав водных растворов, имеющих сладость 10%-ного раствора сахара, г/л

УСИЛИТЕЛИ ВКУСА И ЗАПАХА
Эти вещества при добавлении в пищевые продукты усиливают их природный вкус, а также восстанавливают, «освежают», «оживляют» эти свойства, ослабленные в процессе хранения продукта или кулинарной обработки. Такими веществами являются производные глутаминовой, гуаниловой, инозиновой кислот, рибонук-леотиды и производные мальтола. Вносят их в продукты питания на стадии технологического процесса или непосредственно в пищу перед ее употреблением.
Искусственные усилители вкуса и запаха
В Российской Федерации разрешены к применению 22 таких соединения (таблица 4.2).
Глутаминовую кислоту (Е 620) и ее соли (Е 621 — Е 625) добавляют в готовые блюда, кулинарные изделия, концентраты и консервы. Соли глутаминовой кислоты усиливают вкусовое восприятие, влияя стимулирующим образом на окончания вкусовых нервов и вызывая при этом «ощущение удовлетворения». Это свойство получило название глутаминового эффекта. В наибольшей степени глутаматы усиливают горький и соленый вкус, сладкий усиливается в наименьшей степени.
Глутаминовый эффект проявляется также в свежесобранных фруктах и овощах, свежем мясе и ряде других продуктов. Снижение содержания глутаминовой кислоты и ее производных при хранении свежих продуктов, в процессе их переработки, в том числе кулинарного приготовления, сказывается на вкусе и аромате. Дополнительное внесение глутаминовой кислоты и особенно ее натриевой соли частично восстанавливает этот вкус. Оптимальное влияние глутаминовой кислоты и ее солей проявляется в слабо- кислой среде (рН 5 — 6,5), при дальнейшем снижении рН глутановый эффект исчезает. Производные глутаминовой кислоты оказывают консервирующее действие, замедляя окисление жиров мясных продуктах и маргаринах.

Таблица 4.2 - Усилители вкуса и аромата, разрешенные к применению в Российской Федерации

Суточное потребление глутаминовой кислоты и ее солей 1,5 г, максимальный уровень в продуктах питания 10 мг/кг.
В Японии глутамат натрия, известный под маркой «Аджино мото» переводе с японского — сущность вкуса), успешно применяется для улучшения вкуса и увеличения срока хранения маргарина. В некоторых странах, особенно на Востоке, глутамат натрия вводится в отдельные блюда непосредственно перед едой. Так, в Китае выпускается препарат соевых бобов под торговой маркой Vei Su («Вей-Шу»), содержащий до 90% чистого глутамата натрия. Глутаминовая кислота как пищевая добавка оказывает положительный эффект при лечении атеросклероза сосудов головного мозга. В продуктах детского питания ее применение недопустимо. В России разрешено применение глутаминовой кислоты и глутамата натрия, в странах Европы помимо этих также разрешено применение глутамата калия и магния.
Гуаниловая кислота (Е 626) и ее соли оказывают значительно более сильное (в 200—250 раз) «вкусовое влияние», чем производные глутаминовой кислоты. К солям относятся 5'-гуанилат натрия двухзамещенный, 5'-гуанилат калия двухзамещенный, 5'-гу-анилат кальция. Наиболее эффективен 5'-гуанилат натрия двухзамещенный. Эти вещества добавляют при производстве консервов, приправ и пряностей. Максимальный уровень в продуктах в пересчете на гуаниловую кислоту 0,5 мг/кг.
Инозиновая кислота (Е 630) и ее соли обладают более сильным вкусовым эффектом, чем соли глутаминовой кислоты. К солям относятся 5'-инозинат натрия двухзамещенный (Е 631), инозинат калия (Е 632), 5'-инозинат кальция (Е 633). Эти вещества усиливают и модифицируют вкус и аромат. Действие солей напоминает эффект экстрактивных веществ продуктов, полученных из животного сырья. Наиболее сильный глутаминовый эффект из производных инозиновой кислоты характерен для 5'-инозината натрия двух-замещенного (приблизительно в 45 — 50 раз). Максимальный уровень, допустимый в пищевых продуктах, в пересчете на инозино-вую кислоту 0,5 мг/кг.
Способностью усиливать и модифицировать вкус и аромат пищевых продуктов обладают и рибонуклеотиды: 5'-рибонуклеотид кальция (Е 634) и 5'-рибонуклеотид натрия двухзамещенный (Е635).
Эстрагол — производное анизола — применяется как вкусовая добавка. Допустимое суточное потребление его не установлено по той причине, что он является канцерогеном для мышей в дозе 500 мг на 1 кг массы тела в сутки. Считают, что при нормальном уровне потребления эстрагола в количестве 1 мг на 1 кг массы тела канцерогенный риск для человека ничтожен.
В качестве вкусового вещества применяется также лимоннокислый натрий, или цитрат натрия (Е 331). Эта добавка используется в дозе 600 мг/кг при производстве плавленых сыров, сгущенного молока и мармелада. Разрешен к применению во многих странах, в том числе в России.
Малътол (Е 636), этилмальтол (Е 637) — усилители вкуса и аромата, ароматизаторы. Мальтол — один из первых ароматизаторов, обнаруженных в хлебе. В настоящее время он применяется в хлебопечении, при производстве мучных кондитерских изделий. Мальтол и этилмальтол в большей степени относятся к ароматизаторам, чем к усилителям и модификаторам вкуса.
К классу усилителей вкуса и аромата следует отнести ароматические и душистые вещества, которые применяются в пищевой промышленности и кулинарии для придания продукту специфического аромата. С этой целью используют натуральные экстракты и настои, плодово-ягодные соки (в том числе концентрированные), сиропы, пряности, а также ароматические пищевые эссенции. Существует большое многообразие ароматических веществ, которые можно распределить на три категории:
экстракты из растений и животных;
эфирные масла растительного происхождения;
химические соединения, полученные из природных источников или синтетическим путем.
Особое внимание должно быть уделено чистоте препаратов первой категории. Это требование особенно важно при изготовлении ароматизаторов, которые представляют собой смеси соединений, получаемых экстрагированием и перегонкой. Главную группу экстрактов составляют эфирные масла. Именно на базе натуральных эфирных масел со второй половины XIX в. начала развиваться промышленность синтетических ароматизаторов. Из эфирных и синтетических ароматических масел составляются эссенции и композиции для придания определенного запаха пищевым продуктам. Некоторые эфирные масла, такие, как горчичное, горько-миндальное с примесью продуктов гидролиза — цианистых соединений, эфирное масло американского цитварника и в меньшей степени полыни, являются даже ядовитыми. Среди синтетических ароматических веществ ядовиты нитробензол (запах горького миндаля), фосген (запах яблок) и др.
В пищевой промышленности применяется около 65 видов эфирных масел.
Содержание и состав ароматобразующих веществ изменяются по мере созревания растений, в ходе ферментативных и тепловых процессов, особенно после разрушения плодов и ягод, при обработке кофе, ферментации чая, созревании сыров, выпечке хлеба т.д. В то же время при хранении на отдельных технологических стадиях происходит частичная потеря аромата и вкуса. Все это приводит к необходимости вносить в пищевые продукты ароматизаторы. Продуктами, в которых наиболее часто используются ароматизаторы, являются кондитерские изделия (в том числе мучные), безалкогольные напитки, мороженое, ликероводочные изделия, сухие кисели, маргарин, сиропы, жевательная резинка, молочные продукты, пудинги, мясо и мясопродукты.
В настоящие время пищевые ароматизаторы подразделяют на натуральные, идентичные натуральным и искусственные (синтетические).
Натуральные ароматизаторы включают только натуральные компоненты, т. е. соединения или их смеси, выделенные из натурального сырья с применением физических или биотехнологических методов.
Ароматизаторы, идентичные натуральным, содержат в своем составе, как минимум, один компонент, идентичный натуральному, но полученный искусственным (синтетическим) путем, и могут содержать также натуральные компоненты.
Искусственные (синтетические) ароматизаторы содержат не меньше одного искусственного компонента (т.е. соединение, не идентифицированное до настоящего времени в сырье растительного или животного происхождения), полученный синтетическим путем.
В России не допускается ароматизация натуральных пищевых продуктов душистыми синтетическими веществами (эссенциями и др.) для усиления естественного аромата, например молока, хлеба, фруктовых соков и сиропов, какао, чая, пряностей и т.п. Не разрешается также введение ароматизаторов в пищевые продукты детского питания, а также в целях фальсификации.
Очевидно, что с точки зрения безопасности необходимо ограничивать употребление синтетических ароматизаторов и расширять производство и применение натуральных соков, настоев и эфирных масел. Ограничение на использование синтетических ароматизаторов должно в первую очередь относиться к пищевым продуктам и напиткам, предназначенным для детей, а также для больных людей, так как именно эти категории населения наиболее чувствительны к действию чужеродных веществ.
Пряности
К вкусовым веществам относятся пряности, обширную группу которых составляют растительные продукты, обладающие вкусовыми и ароматическими свойствами. В прямом смысле слова пряности не являются пищевыми добавками, но их широкое применение в питании народов многих стран вызывает необходимость охарактеризовать эту группу вкусовых веществ.
Основные пряности, применяемые в пищевой промышленности и кулинарии, приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Основные пряности, используемые в пищевой промышленности и кулинарии

Пряности добавляют в пищевые продукты издавна для придания им аромата, остроты вкуса, особых вкусовых ощущений, иногда для корректирования запаха. Использование пряностей не только улучшает органолептические свойства пищи, но и повышает ее усвоение. В качестве пряностей обычно употребляют высушенные, а иногда и размолотые части растений, в которых в наибольшей степени накапливаются вещества, обладающие сильными вкусом и ароматом.
В настоящее время известно более 150 видов пряностей, но наиболее широко в качестве вкусовых веществ применяется около 40. В зависимости от того, какую часть растения используют в пищу, пряности делят на несколько групп:
семенные — горчица, мускатный орех, кардамон;
плодовые — анис, бадьян, тмин, кориандр, кардамон, перец, ваниль, укроп, фенхель, перец красный стручковый (стручки);
цветочные — гвоздика, шафран;
листовые – лавровый лист, донник (цветы и листья), мята перечная;
корковые – корица китайская и цейлонская;
корневые — имбирь, дягиль, куркума, зеодария, калган, петрушка;
трава — майоран, душица, укроп, петрушка, полынь, эстрагон.
Горчица — одна из самых распространенных и популярных приправ. Основой для приготовления столовой горчицы служит порошок, изготовляемый из семян растения различных видов горчицы (белой, черной и сарептской). Важнейшие компоненты столовой горчицы — гликозиды синигрин и синальбин. Под действием фермента мирозингликозидазы из них образуется аллиловое масло (0,3—1,02%), которое имеет горькие специфические вкус и запах.
Хрен — многолетнее растение. Острый вкус его корня также обусловлен наличием аллилового масла. Кроме того, хрен богат витамином С, белками и углеводами.
Перец черный, душистый, красный в виде зерен или молотый широко используется в пищевой промышленности. Его острые характерные вкус и запах обусловлены содержанием эфирного масла (2,1 —4 %) и алкалоида пиперина (до 7,5 % и более).
Лавровый лист представляет собой высушенные листья благородного лавра. Специфический аромат лавровому листу придает эфирное масло (2 — 3%), главным компонентом которого является цинеол.
Киндза (кишнец, кинза) представляет собой свежую молодую зелень растения кориандра, которую используют в производстве соусов. Пряный запах киндзы обусловлен эфирными маслами (0,2 — 2%).
Укроп — растение семейства зонтичных, специфический аромат которого обусловлен присутствием эфирного масла (2,5— 5,0 %), содержащего лимонен, карвон, аниоль, фелландрен и тер-минен. Используется для приправ и при консервировании.
Чабер — душистое травянистое растение, содержащее эфирное масло. Используется в кулинарии и при засолке огурцов.
Базилик — однолетняя пряная трава с приятными кисловатыми запахом и вкусом. Листья базилика или в смеси с другими пряно-вкусовыми растениями служат приправой к мясным блюдам и консервам.
Майоран — многолетнее или однолетнее растение, вся надземная часть которого используется как приправа к салатам, супам, рыбным, мясным и овощным блюдам.
Эстрагон (тархун) — травянистое растение, один из видов по-:ыни. Характерный аромат придают ароматические масла. Эстрагон используется для приготовления маринадов, солений, салатов, в производстве безалкогольных напитков, сиропов, ликероводочных изделий.
Анис — плоды растения семейства зонтичных одноименного названия. Они обладают сладковатым вкусом и своеобразным ароматом, обусловленным содержанием в них до 5 % эфирного масла, в основном анетола. Анис широко применяется в кулинарии и кондитерском производстве.
Бадьян, звездчатый анис — плоды вечнозеленого тропического дерева из семейства магнолиевых. Бадьян имеет сладковатый вкус и запах, подобный анису. Содержание эфирных масел в плодах составляет 1,6 — 1,8 %. Применяется бадьян в хлебопекарном и кондитерском производстве.
Кардамон — плоды пряного травянистого тропического растения семейства имбирных. Благодаря содержанию эфирных масел (3 — 4%) кардамон имеет сильный пряный аромат, который определяет его применение в кондитерской промышленности. Главными компонентами эфирных масел являются цинеол, лимонен и терпинеол.
Тмин — плоды растения семейства зонтичных. Вкус и аромат плодов тмина обусловлены эфирным маслом (3 — 6,5 %). Тмин используется главным образом в хлебопечении, а также в производстве маринадов и соусов.
Имбирь — высушенный и очищенный корень многолетнего тропического камышеобразного растения семейства имбирных. Сильный пряный запах и жгучий вкус имбиря обусловлены наличием в корневище эфирного масла (1—3%) и гликозида гингерола (0,5 — 1,0 %). Используется имбирь для ароматизации овощных маринадов, сдобных мучных изделий, некоторых блюд восточной кухни.
Орех мускатный содержит более 3 % эфирного масла, придающего ему сильный аромат и жгуче-пряный вкус. Используется в ликероводочном производстве и кондитерской промышленности. На мировом рынке ценятся два сорта мускатного ореха — пенагский и банданский.
Ваниль — специально обработанные стручки тропической орхидеи и некоторых других растений. Содержание ванилина в ванили колеблется от 1,6 до 2,9 %. Используется в кондитерском и хлебопекарном производствах.
Мята — листья этого растения используют главным образом для ароматизации пищевых продуктов, напитков, некоторых кондитерских изделий, жевательной резинки и в кулинарии. В свежем виде мяту применяют как приправу. Вкус и аромат мяты обусловлены содержащимся в ней в количестве до 3 % эфирным маслом — ментолом.
Гвоздика — высушенные нераскрывшиеся цветочные почки дерева семейства миртовых, родиной которой являются Молуккские острова. Гвоздика обладает жгучим вкусом и ярко выраженным ароматом. В ней содержится 15 — 21 % эфирных масел, из них 95 % составляет эвгенол. Используют гвоздику при изготовлении различных консервов, маринадов и т.д.
Корица — кора нескольких видов деревьев семейства лавровых. Аромат этой пряности придает коричный альдегид. Общее содержание эфирных масел достигает 0,5— 1 %, из них 75 % приходится на долю коричного альдегида. Применяют корицу в хлебопечении, в производстве кондитерских и рыбных изделий, напитков.
В последние годы значительное распространение получили смеси и экстракты пряностей.
Смеси и экстракты пряностей
С переходом на крупномасштабное производство, расширением ассортимента продуктов питания произошли значительные изменения в производстве пряностей. Традиционная технология использования в пищу молотых пряностей и трав уступает место новым подходам и решениям. Это связано с необходимостью точной количественной дозировки вносимых пряностей, стабильностью их вкуса и аромата вне зависимости от географического места происхождения, времени года, изменения качества при хранении (наличие ненужных тканей и волокон, высокая степень механического и микробиологического загрязнения, сенной запах и др.). Следует также отметить, что отдельные пряности обладают фармакологической активностью, что широко используется в медицине.
Смеси пряностей — это различные их комбинации, предназначенные для консервирования, использования в виде приправ. Состав их может сильно изменяться в зависимости от вида пищевых продуктов.
Экстракты пряностей, т. е. спиртовые или масляные растворы эфирных масел, применяют в общественном питании, кулинарии, для приготовления соусов и т.д.
В целях ароматизации сигаретного табака и создания специфических для каждого сорта сигарет вкуса и аромата используют как специальные рецептуры табачных изделий, включающие табак из разных стран мира (турецкий, калифорнийский, кубинский, моршанский и т.д.), так и специальные ароматизаторы и соусы, состоящие порой из нескольких десятков веществ. Многие из применяемых ароматизаторов сигаретного табака довольно сложны по составу и имеют условное коммерческое название. Например, ароматизатор М-1 используется для сигаретного табака в концентрации до 24,0 г/кг, ароматизатор М-2 — в концентрации 23,5 г/кг, ароматизатор Ф-1 — в концентрации 28,9 г/кг, ароматизатор Ф-2 — в концентрации 24,4 г/кг и т.д.
Следует отметить, что табак бывает ароматичным, который отличается приятым запахом, и скелетным, без ярко выраженного аромата. В нашей стране обычно используют ароматичные сорта, а Западе — скелетные, которые подвергаются ароматизации. Впрочем, каждая фирма, как правило, для производства подбирает и перемешивает разные сорта табака.
Коптильные препараты
Копчение является не только методом консервирования мяса, рыбы и других продуктов, но и способствует повышению вкусовых и ароматических свойств пищевых продуктов. В состав дыма входит ряд веществ, оказывающих бактерицидное действие (метиловый спирт, формальдегид, фурфурол), многие органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, мушиная), ацетон и кетоны, фенолы и их метиловые эфиры и другие соединения.
Важной частью продуктов горения, входящих в состав дыма, являются смолы, которые, возможно, оказывают неблагоприятные действие на организм, в частности канцерогенное. В этой связи изыскиваются способы копчения, которые исключали бы канцерогенную опасность продуктов.
В качестве средств, заменяющих дымовое копчение, используются различные коптильные препараты. Они подразделяются на препараты, наносимые на поверхность обрабатываемого продукта, и препараты, вводимые непосредственно в него. В таблице 4.4 приведены основные коптильные препараты, используемые в нашей стране и их предельно допустимое содержание (ПДС) в пищевых продуктах.

Таблица 4.4 - Коптильные препараты, используемые в производстве пищевых продуктов в Российской Федерации

Коптильные жидкости представляют собой определенным образом очищенные продукты пиролиза древесины. Они свободны от 3,4-бенз(а)пирена. Продукция, приготовленная с использованием коптильных жидкостей, достаточно хорошо исследована с токсикологических позиций.

5. КИСЛОТЫ
Пищевые кислоты как органические, так и неорганические часто используют при производстве разных пищевых продуктов для подкисления (Таблица 5.1).
Наиболее широко пищевые кислоты применяют в кондитерской промышленности, а также при производстве безалкогольных напитков. Разрешенные для пищевых целей кислоты безвредны для организма, в связи с чем применение большинства из них не лимитируется, а допустимые количества предусмотрены стандартами на пищевые продукты.
Следует отметить, что органические кислоты, применяемые для пищевых целей, оказывают сравнительно малое токсическое действие.
С гигиенической точки зрения особого внимания заслуживают не сами пищевые кислоты, а примеси к ним, получаемые в процессе производства кислот. В этом отношении установлены строгие требования о запрете или всемерном их ограничении.
По данным Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам допустимые суточные дозы лимонной, фосфорной и виннокаменной кислот составляют 0 —60, 0 —5 и 0 — 6 мг на 1 кг массы тела человека.

Таблица 5.1 - Подкисляющие вещества для пищевых продуктов

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, в производстве плавленых сыров, майонеза, маргарина, безалкогольных напитков, а также некоторых видов рыбных консервов. Безусловно допустимые суточные дозы лимонной кислоты намного больше того количества, которое применяется для добавления в пищевые продукты в целях их подкисления.
Максимально допустимый уровень содержания лимонной кислоты в какао, шоколаде составляет 0,5 %, соках фруктовых — 3 г/л, напитках безалкогольных (на основе соков) — 5 г/л, джемах, мармеладах, кремах — 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, кальциевой или магниевой соли. Получают винную кислоту из отходов виноделия, главным образом из остаточных винных дрожжей и винного камня, который накапливается на внутренней поверхности бочек в процессе выдержки вина. Содержание винной кислоты в остаточных винных дрожжах составляет 20 — 30 %, винном камне — от 40 до 70 %.
Винная кислота не обладает сколько-нибудь существенным раздражающим действием на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Преимущество этой кислоты, как и лимонной, – возможность 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 адипиновая кислота применяется реже, чем лимонная или виннокаменная. По своему действию на организм адипиновая кислота безвредна. Получают ее из фенола.
Яблочная кислота менее кислая, чем лимонная и виннокаменная, поэтому ее добавляют на 20 —30 % больше. Яблочная кислота используется в кондитерском производстве и при изготовлении безалкогольных напитков. Использование чистой синтетической яблочной кислоты допускается в количестве не более 12%, a получают ее синтетически из малеиновой кислоты, которую, в свою очередь, получают из фенола.
Величина допустимого суточного потребления для мононатриевой соли L-яблочной кислоты не установлена.
Фумаровая кислота обладает токсичностью (в высоких дозах вызывает повреждение яичек), в связи с чем допустимое суточное потребление ее установлено на уровне 6 мг на 1 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 молочнокислого 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 (молочной кислоты не менее 40 % и ангидридов не более 4,51 %) и повышенной (молочной кислоты не менее 70 % и ангидридов не более 15 %). Применяется молочная кислота в производстве безалкогольных напитков и частично в кондитерских изделиях.
Молочная кислота, получаемая в жидком виде (50 — 60%-ной концентрации), при добавлении в карамельную массу разжижает ее и делает менее стойкой. Более того, молочная кислота при высокой температуре частично разлагается, что делает ее применение для подкисления карамели малопригодной. В основном молочная кислота применяется для подкисления кислосливочного масла в количестве до 600 мг/кг, при производстве безалкогольных напитков и некоторых сортов пива.
В некоторых пищевых продуктах содержание молочной кислоты довольно велико. Так, в квашеной капусте оно составляет 0,7 — 2,0 %, соленых огурцах — от 0,6 до 1,2, ржаном хлебе — до 1,08, простокваше — от 0,68 до 1,08, кефире — от 0,54 до 0,65, сметане — от 0,54 до 1,08%.
Применение молочной кислоты как пищевой добавки требует ограничения в силу того, что она, как и яблочная, может встречаться в D- и L-форме. В то же 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 питании детей раннего возраста недопустимо. Должно быть ограничено ее применение и для питания взрослых.
Уксусная кислота — наиболее распространенная пищевая кислота, применяемая в пищевой промышленности, особенно при производстве маринованных изделий, овощных заготовок и консервов.
В торговую сеть уксусная кислота поступает в виде уксусной эссенции, содержащей 70 — 80% уксусной кислоты, и столового уксуса. Последний получают разведением уксусной эссенции водой.
Фосфорная, или ортофосфорная, кислота широко распространена в естественных пищевых продуктах как в свободном виде, так и в виде калиевых, натриевых или кальциевых солей. Например, высокие концентрации фосфата (0,1 — 0,5% в пересчете на фосфор) содержатся в молоке, сыре, орехах, рыбе, мясе, птице, желтке яиц и некоторых злаковых.
Фосфорная кислота является существенной составной частью человеческого организма как компонент костной ткани 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 потере кальция.
По заключению Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам безусловно допустимой суточной дозой фосфорной кислоты для человека является 0 —5 мг на 1 кг массы тела, а условно допустимой — 5—15 мг/кг.
Угольная кислота — сжиженный диоксид углерода — используется для газирования напитков, придает им 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.
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 применяются 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.
РЕГУЛЯТОРЫ КИСЛОТНОСТИ
Подщелачивающие вещества, или основания, применяются при изготовлении сухих шипучих напитков, в производстве печенья как разрыхлители, а также для снижения кислотности некоторых продуктов, например сгущенного молока (таблице 5.2).
Бикарбонат натрия (двууглекислый натрий) используется как подщелачивающее средство, стабилизатор суспензии и разрыхлитель. Его добавление в пищевые продукты не вызывает опасений с токсикологической точки зрения.

Таблица 5.2 - Подщелачивающие вещества для пищевых продуктов

Применение перечисленных веществ в гигиеническом отношении не вызывает возражений, так как это не токсикологическая, а в большей степени диетологическая проблема. Указанные вещества не обладают какими-либо вредными свойствами, в связи с чем не лимитируются как пищевые добавки.
Для подщелачивания пищевых систем разрешены также некоторые гидроксиды натрия (Е 524), калия (Е 525), кальция (Е 526), аммония (Е 527), магния (Е 528), оксиды кальция (Е 529) и магния (Е 530). Их применение, как и карбонатов, регламентируется технологическими задачами для конкретных продуктов.

6. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, ЗАМЕДЛЯЮЩИЕ МИКРОБНУЮ И ОКИСЛИТЕЛЬНУЮ ПОРЧУ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТОВ
АНТИОКИСЛИТЕЛИ
Наиболее целесообразно использование антиокислителей для сохранения жировых продуктов, способных окисляться на свету под влиянием кислорода и тепла до гидропероксидов. В ходе дальнейшего окисления последних образуются токсичные альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жирные кислоты, различные продукты полимеризации и другие соединения. Для предотвращения окислительной порчи жиров применяются антиоксиданты и их синергисты.
Эти пищевые добавки включают три подкласса с учетом их функций:
антиокислители;
синергисты антиокислителей;
комплексообразователи.
Ряд соединений — лецитины (Е 322), лактаты (Е 325, Е 326) и др. — выполняют комплексные функции. Перечень антиокислителей, разрешенных к применению в Российской Федерации, приведен в таблице 6.1.
Жировые продукты содержат определенное количество природных антиокислителей, среди которых наибольшее значение имеют токоферолы (витамин Е), которыми особенно богаты растительные масла.

Таблица 6.1 - Антиокислители, разрешенные к применению в Российской Федерации

Токоферолы (Е 306, Е 307, Е 308, Е 309) в виде смеси изомеров в больших количествах содержатся в растительных жирах (50 — 100 %): масле пшеничных зародышей, кукурузном, подсолнечном и др. В животных жирах их содержание незначительно. Из смеси токоферолов наибольшую Е-витаминную и наименьшую антиоксидантную активность проявляет ?-токоферол, а ?-токоферол, наоборот, проявляет наименьшую витаминную активность и наибольшую антиоксидантную.
Токоферолы хорошо растворимы в маслах, устойчивы к действию высокой температуры, их потери при технологической обработке невелики. Они являются важнейшими природными антиоксидантами.
К природным антиокислителям относятся и эфиры галловой кислоты, некоторые флавоны (кверцетин), гваяковая кислота. Аскорбиновая кислота (витамин С) также обладает антиокислительными свойствами. Однако наряду с лимонной кислотой ее больше рассматривают как синергист антиокислителей, т.е. как вещество, усиливающее действие последних.
Аскорбиновая кислота и ее производные (Е 300) используются для предотвращения окислительной порчи пищевых жиров, в частности маргарина, топленых жиров, а также других продуктов. Представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворяющееся в воде и спирте. Легко разрушается при нагревании и воздействии кислорода воздуха, неустойчива в щелочной среде. Аскорбиновая кислота используется также для предотвращения образования N-нитрозаминов из нитратов и нитритов в колбасном и консервном производстве. Кроме того, введение аскорбиновой кислоты повышает пищевую ценность продуктов питания.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил безусловно допустимую суточную дозу для человека в пределах 0 — 2,5 мг и условно допустимую — 2,5 — 7,5 мг на 1 кг массы тела. Это значительно выше количества, которое добавляют в продукты в процессе производства.
Аскорбилпальмитат (Е304) и аскорбилстеарат (Е 305) — эфиры аскорбиновой кислоты с пальмитиновой, стеариновой, миристиновой и другими высокомолекулярными жирными кислотами также обладают антиоксидантными свойствами. Эфиры аскорбиновой кислоты не придают ингибируемым жирам посторонних вкуса и запаха, не изменяют их цвет. Особенно они эффективны при совместном использовании с фосфолипидами и ?-токоферолами. Аскорбилпальмитат — антиокислитель, обладающий С-витаминной активностью: 1 г аскорбилпальмитата соответствует по активности 0,425 мг аскорбиновой кислоты. Это вещество в качестве антиоксиданта разрешено в пищевой промышленности во многих странах Европы, но в России запрещено, хотя в зарубежных пищевых продуктах, поступающих по экспорту из Европы, аскорбилпальмитат может обнаруживаться.
Аскорбинат натрия (Е301) вместо аскорбиновой кислоты иногда используют в производстве колбас и изделий из мяса как стабилизатор окраски. Его количество составляет до 500 мг/кг.
Галлаты являются превосходными антиоксидантами. К наиболее распространенным галлатам, или эфирам галловой кислоты, относятся пропилгаллат (Е 310), октилгаллат (Е 311) и додецил-галлат (Е 312). Пропилгаллат представляет собой белый или светло-кремовый мелкий кристаллический порошок без запаха со слегка горьковатым вкусом. В присутствии следов железа придает продуктам сине-фиолетовую окраску, которая может быть устранена или ослаблена при добавлении лимонной кислоты или другого дезактиватора металлов. Октилгаллат и додецилгаллат также представляют собой мелкий кристаллический порошок с горьковатым вкусом, нерастворимый в воде и легко растворимый в жирах. Галлаты широко применяются для предохранения от окисления жиров и жирсодержащих продуктов. Пропилгаллат используют также при производстве бульонных мясных и куриных кубиков.
Гваяковая смола (Е 314) представляет собой нерастворимую в воде аморфную массу, состоящую в значительной мере из ?- и ?-гваяковых кислот. Смола добывается из тропического дерева Guajacum officinalis L. и применяется главным образом в качестве окислителя животных жиров в концентрации 1 — 2 г на 1 кг продукта. В России гваяковая смола как пищевая добавка запрещена к применению. Во многих странах Европы это вещество также не разрешено к применению или не упоминается в официальных документах по пищевым добавкам.
Изоаскорбиновая, или эриторбовая (Е 315), кислота и ее натриевая соль значительно хуже адсорбируются и задерживаются в тканях, чем аскорбиновая кислота. Кроме того, эриторбовая кислота неактивна и быстро выводится из организма. В результате этого она обладает низкой противоцинготной активностью и в значительной степени препятствует поглощению и задержке в тканях аскорбиновой кислоты, если концентрация эриторбовой кислоты хотя бы на один порядок выше, чем аскорбиновой кислоты.
Исследования показали, что суточная доза эриторбовой кислоты 600 мг не оказывает неблагоприятного действия на организм человека.
В качестве искусственных антиоксидантов предложено значительное количество синтетических веществ, среди которых известны о-, n-диполифенолы, эфиры галловой кислоты, пропил-галлат, бутилокситолуол, бутилоксианизол и др. В этих целях используются также додецилгаллат, представляющий собой нормальный додециловый эфир 3,4,5-тригидроксибензойной кислоты.
Наибольшее распространение в мире получили бутилоксианизол и бутилокситолуол, имеющие сходный механизм антиокислительного действия. Эти вещества хорошо растворимы в жирах, нерастворимы в воде и эффективно подавляют процессы окисления жировых компонентов в концентрации 20 — 200 мг на 1 кг продукта. Этими веществами также можно пропитывать упаковочный материал для жиров и изделий, содержащих в значительных количествах жир.
Бутилгидроксианизол (Е 320) используют в пищевой промышленности для замедления окисления животных топленых жиров и соленого шпика. Соединение устойчиво к действию высокой температуры и его можно добавлять в продукты, подвергающиеся варке, сушке, обжариванию и др. Бутилгидроксианизол не растворяется в воде, малотоксичен, всасывается в желудочно-кишечном тракте. При поступлении в организм в повышенных количествах он откладывается в жировых тканях. Активность бутил-гидроксианизола повышается в присутствии других фенольных антиокислителей или синергистов.
На основании проведенных токсикологических исследований Объединенный комитет экспертов ФДО/ВОЗ по пищевым добавкам установил уровень суточной дозы, не вызывающей существенного действия этого вещества, 0,5 % общего количества пищи, что эквивалентно 250 мг на 1 кг массы тела.
Безусловно допустимой суточной дозой бутилгидроксианизола для человека является 0 — 0,5 мг на 1 кг массы, условно допустимой — 0,5 — 2,0 мг/кг. При установлении допустимых доз должно быть учтено наличие других фенольных антиокислителей в пище.
Бутилгидрокситолуол, или ионол (Е 321), также применяют в пищевой промышленности для замедления окисления животных топленых жиров и соленого шпика. Бутилгидрокситолуол не вылет изменения органолептических свойств пищевых жиров, легко всасывается и накапливается в жировых тканях человека.
При проведении токсикологических исследований на животных установлено, что сам бутилгидрокситолуол не оказывает каногенного действия, но усиливает канцерогенность некоторых других химических веществ. Исследования хронической токсичности не выявили специфических признаков интоксикации.
Химическая структура бутилгидрокситолуола предполагает возможность задержки процессов обмена, а жировая нагрузка в диете усиливает его токсичность.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил для бутилгидрокситолуола только условно допустимую суточную дозу, равную 0 — 0,5 мг на 1 кг массы человека.
Существенным дополнением к антиокислителям служат синергисты — добавки, усиливающие антиокислительное действие. Наиболее важными синергистами являются лимонная кислота и ее эфиры моноизопропил- и моностеарилцитрат. Действие лимонной кислоты основано на связывании металлов с образованием хелатных комплексов. Применяют лимонную кислоту и ее эфиры в концентрации 0,2 — 1,5 г на 1 кг продукта.
Лимонная кислота (Е 330), одно-, двух- и трехзамещенные цитраты натрия (Е331), двух- и трехзамещенные цитраты калия (Е332), цитраты кальция (Е 333) применяются как регуляторы кислотности, стабилизаторы и комплексообразователи.
Действие лимонной кислоты и ее солей основано на способности связывать металлы с образованием хелатных соединений.
Сходное действие оказывает винная кислота и ее натриевая, кальциевая и калиевая соли. Обычно винную кислоту применяют в концентрации 2 г/кг. В виде эфиров с глицерином она может добавляться также в жирсодержащие продукты.
Винная кислота (Е 334) — синергист антиокислителей, комп-лексообразователь, ее соли — тартраты (Е 335— Е 337) — комплексообразователи.
Антиокислительные свойства проявляют и некоторые пряности: анис, кардамон, кориандр, укроп, фенхель, имбирь, красный перец.
Синергическим действием обладают также малеиновая, фума-ровая, фитиновая, никотиновая и n-аминосалициловая кислоты, аминокислоты, тиамин и некоторые сульфамиды.
КОНСЕРВАНТЫ
Концепция государственной политики в области здорового питания населения России предусматривает значительное расширение отечественного производства пищевых продуктов и обеспечение их безопасности. В этой связи первостепенное значение приобретает проблема максимального сохранения уже произведенных продовольственного сырья и пищевых продуктов на всех этапах их получения, хранения, транспортирования и реализации, включая домашние условия. По некоторым оценкам, 25 % произвденного в мире продовольствия подвержено повреждающему действию только микроскопических (плесневых) грибов. А другие микроорганизмы, например, повсеместно распространенные стрептококки и стафилококки, быстро размножаются и приводят к порче многих видов продуктов, прежде всего животного происхождения. Итак, первая задача — сохранение пищевого продукта, предотвращение его порчи и в итоге — устранение или снижение экономических потерь.
Список разрешенных к применению консервантов в РФ представлен в таблице 6.2.
Употребление в пищу продуктов, атакованных микроорганизмами, опасно для здоровья, а в ряде случаев и для жизни человека. Во-первых, многие микроорганизмы в процессе своего развития продуцируют токсины, которые накапливаются в продуктах и, поступая в организм человека, могут вызывать отравления, иногда с летальным исходом. Во-вторых, сами живые микроорганизмы, поступая с пищей в достаточно больших количествах, могут инициировать инфекционный процесс. Пищевые токсикоинфекции и микотоксикозы представляют собой очень серьезную проблему, постоянно находящуюся в центре внимания как органов здравоохранения всех стран, так и многих международных организаций. Таким образом, вторая задача — обеспечение безопасности пищевых продуктов путем недопущения или предотвращения развития на них микроорганизмов.
Обе задачи могут быть достаточно надежно и эффективно решены с помощью рационального и грамотного применения специальных пищевых добавок — консервантов. Как и все пищевые добавки, консерванты должны удовлетворять определенным стандартам качества. Поэтому большинство современных постановлений о разрешении к применению того или иного консерванта включают и требования к его чистоте. В основном они ограничивают содержание тяжелых металлов и специфических примесей, которые могут появиться при синтезе консерванта.
Эффективность конкретного консерванта неодинакова в отношении плесневых грибов, дрожжей и бактерий, т.е. он не может быть направлен против всего спектра возможных возбудителей порчи пищевых продуктов. Большинство консервантов, находящих практическое применение, действует в первую очередь против дрожжей и плесневых грибов. Некоторые консерванты малоэффективны против определенных бактерий, так как в области оптимальных для бактерий значений рН (часто это нейтральная среда) они слабо проявляют свое действие. Впрочем, такие бактерии не развиваются в средах с рН, благоприятным для применения консервантов.
Эффективность консервантов зависит от состава и физико-химических свойств консервируемого пищевого продукта. На нее могут влиять вещества, изменяющие рН или активность воды либо селективно адсорбирующие консерванты, а также природные составляющие продукта, которые сами проявляют антимикробное действие.

Таблица 6.2 - Консерванты, разрешенные к применению в Российской Федерации

Некоторые из этих факторов усиливают действие консервантов, а другие ослабляют. По этим причинам используемая концентрация консерванта в пищевом продукте часто отличается от минимальной действующей концентрации, определенной in vitro.
Некоторые консерванты могут взаимодействовать с компонентами пищевых продуктов. При этом они частично или полностью теряют свою активность. Если предполагаются реакции такого рода, то для компенсации, как правило, используют более высокие дозы консерванта. Примером может служить диоксид серы, который реагирует с альдегидами и глюкозой. В вине эта реакция нежелательна, потому что ведет к связыванию важного побочного продукта брожения — ацетальдегида. Нитриты тоже могут реагировать с составляющими пищевых продуктов. В частности, из нитритов и аминов могут образовываться канцерогенные нитрозамины. Более подробные сведения о возможных взаимодействиях с компонентами пищевых продуктов приводятся ниже при описании отдельных консервантов.
Как правило, пищевые консерванты химически стабильны, и можно не опасаться их разложения в пищевых продуктах в течение допустимых сроков хранения. Среди неорганических консервантов исключение составляют нитриты, сульфиты, пероксид водорода и озон, среди органических — пирокарбонаты и антибиотики.
Для некоторых из этих веществ разложение необходимо, так как на нем основано их действие. Например, пероксид водорода уничтожает микробов посредством выделяемого кислорода. Для других консервантов, например диметилпирокарбоната, разложение нежелательно, так как приводит в конце концов к их исчезновению из продукта.
Некоторые консерванты могут разлагаться микроорганизмами. Это относится прежде всего к органическим соединениям, которые служат для ряда микроорганизмов источником углерода. Так, метилпарабен разлагается бактериями вида Pseudomonas aeruginosa, а сорбиновая кислота — грибами рода Penicillium и др. Разложение наблюдается не только когда консервант не действует против данного микроба, но и если имеется значительное несоответствие между концентрацией эффективного консерванта и обсеменен-ностью субстрата (например, в случае сильно загрязненного пищевого продукта или при уже начавшейся микробиологической порче). Поэтому нельзя сохранить пищевые продукты с помощью консервантов и возвратить им «свежесть», если порча уже началась. Потребитель пищевых продуктов с консервантами, способными к микробиологическому разложению, должен иметь гарантию, что для выработки этих продуктов было использовано микробиологически чистое сырье.
Пищевые продукты нельзя защищать от порчи любыми веществами, проявляющими консервирующее действие. При выборе консерванта для конкретного случая необходимо соблюдать определенные требования. Консервант не должен вызывать опасений с точки зрения физиологии; порождать токсикологические и экологические проблемы в процессе производства, переработки и использования; вызывать привыкание; реагировать с компонентами пищевого продукта или реагировать только тогда, когда антимикробное действие больше не требуется; взаимодействовать с материалом упаковки и адсорбироваться им.
Консервант должен иметь, возможно, более широкий спектр действия; быть достаточно эффективным против микроорганизмов, которые могут присутствовать в (на) данном пищевом продукте в определенных условиях (рН, активность воды и т.д.); воздействовать на токсинобразующие микроорганизмы и по возможен замедлять образование токсинов в большей степени, чем развитие микроорганизмов; как можно меньше влиять на микробиологические процессы, протекающие в некоторых пищевых продуктах (дрожжевое брожение теста, молочнокислое брожение квашений, созревание сыров); по возможности оставаться в пивом продукте в течение всего срока хранения; как можно меньше влиять на органолептические свойства пищевого продукта (запах, вкус, цвет и текстуру); по возможности быть простым в применении.
Запрещено применять консерванты в отдельных продуктах массового потребления (молоке, сливочном масле, муке, хлебе, кроме фасованного) и детского питания, а также в изделиях с маркировками «натуральные», «свежие».
Борная кислота Н3ВО3, ее производные и бораты (тетраборнокислый натрий, бура) длительное время довольно широко применялись для консервирования рыбы и ракообразных, зернистой осетровой и лососевой икры (в дозировке 3000 мг/кг), меланжа для кондитерского производства (1500 мг/кг). Токсикологические исследования показали, что борная кислота при потреблении с пищей накапливается в организме. Одним из центров ее кумуляции может быть нервная система. В высоких концентрациях ионы бората понижают потребление кислорода, образование аммиака и синтез глютамина в мозговой ткани. Поэтому длительное потребление продуктов, законсервированных борной кислотой, может вызвать хроническое отравление, которое сопровождается значительной потерей массы.
Эксперты ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам считают, что борная кислота и бораты непригодны к использованию в качестве пищевой добавки, поскольку обладают кумулятивным действием.
В России борная кислота и бораты применяются ограниченно. ЛД50 этих соединений сравнительно высокая.
Пероксид водорода Н2О2 обладает бактерицидными свойствами. В процессе хранения пероксид водорода разлагается с образованием воды и свободного атомарного кислорода, который угнетает развитие бактерий, но не препятствует жизнедеятельности плесеней. В ряде стран пероксид водорода используется при консервировании молока, предназначенного для изготовления сыров. В России пероксид разрешен для отбеливания боенской крови и приготовления полуфабрикатов кореньев. В готовой продукции не должно быть остатков пероксида водорода. Поэтому при отбеливании боенской крови совместно с пероксидом водорода применяется каталаза для удаления остатков пероксида водорода. Однако использовать пероксид водорода в качестве консерванта для молока можно только в тех случаях, когда другие способы консервирования не дают желаемых результатов, например в тропических странах.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам неоднократно оценивал этот антисептик. На основе исследований рекомендовано использовать пероксид водорода только совместно с веществами, удаляющими остатки пероксида водорода.
Диоксид серы (Е 220) и ее производные — сернистый ангидрид SO2 (Е 220), сульфит натрия Na2SO3 (E 221), бисульфит натрия NaHSO3 (E 222) и метабисульфит натрия Na2S2O5 (E 223) используют в качестве консервантов и для предотвращения потемнения пищевых продуктов.
Сернистый ангидрид — бесцветный, неприятно пахнущий газ, хорошо растворимый в воде. Характерной особенностью этого соединения является то, что в водном растворе он окисляется кислородом воздуха и действует как восстановитель. Подавляет главным образом рост плесневых грибов, дрожжей и аэробных бактерий. В кислой среде этот эффект усиливается. В меньшей степени соединения серы оказывают влияние на анаэробную микрофлору. Сернистый ангидрид относительно легко улетучивается из продукта при нагревании или длительном контакте с воздухом. Благодаря этим свойствам сернистый ангидрид довольно широко применяется как консервант в консервной, винодельческой, кондитерской и рыбоперерабатывающей отраслях пищевой промышленности. Вместе с тем сернистый ангидрид разрушает тиамин и биотин, способствует окислительному распаду токоферола (витамина Е). В связи с этим соединения серы нецелесообразно использовать для консервирования продуктов питания, являющихся источником этих витаминов.
Максимально допустимое содержание сернистых соединений, (мг/кг или мг/л): блюда из мяса, колбасы — 450; блюда из морепродуктов — 10-100; перловая крупа — 30; картофель хрустящий — 50; крахмал картофельный — 100; сухофрукты (в зависимости от вида) — 500 - 2000; сахар — 15; соки фруктовые — 50; напитки безалкогольные, мед — 200; горчица — 250.
Сульфит натрия оказывает сильное бактерицидное влияние на Staphylococcus aureus и Bacillus subtilis, что определяет области его применения. Кроме того, сульфиты являются сильными ингибиторами дегидрогеназ. В организме сульфиты превращаются в сульфаты, поэтому к ним предъявляются те же гигиенические требования, что и к сернистому ангидриду.
В

В России сернистый ангидрид и сульфиты (в пересчете на него) применяются для консервирования и стабилизации многих продуктов питания. Допустимый предел содержания этих соединений зависит от того, подлежит ли продукт термической обработке неупотреблением или нет, как часто он используется в пищу, применяется самостоятельно или как полуфабрикат.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил безусловно допустимую суточную дозу сернистых соединений (в пересчете на диоксид серы) до 0,35 мг и условно допустимую — 0,35- 1,5 мг на 1 кг массы тела.
Бензойная кислота (Е 210) 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 пероксид водорода. Бензойная кислота подавляет активность окислительно-восстановительных ферментов. В небольших концентрациях 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 нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается, поэтому недостаточно кислые продукты нельзя консервировать с применением бензойной кислоты. В сочетании с сернистым ангидридом антимикробное действие бензойной кислоты усиливается.
В жидкие пищевые продукты вводят натриевые и калиевые соли бензойной кислоты — бензоаты натрия и калия.
Бензоат натрия (Е 211) представляет собой почти бесцветное кристаллическое вещество с очень слабым запахом, хорошо растворимое в воде, имеющее более низкий консервирующий эффект. Однако из-за лучшей растворимости в воде бензоат натрия применяют чаще, чем бензойную кислоту. При использовании бензоата натрия необходимо, чтобы рН консервируемого продукта был ниже 4,5; при этом условии бензоат натрия превращается в свободную кислоту. Безусловно, допустимая доза бензойной кислоты для человека составляет до 5 мг, условно допустимая — 5 - 10 мг на 1 кг массы.
Метиловый, этиловый и пропиловый эфиры п-оксибензойной кислоты (Е 214—Е 219) обладают более сильным бактерицидным действием, чем сама кислота. Эти соединения входят в состав растительных алкалоидов и пигментов. Бактерицидное действие эфиров п -оксибензойной кислоты в 2 — 3 раза сильнее действия свободной бензойной кислоты, а токсичность их для человека в 3—4 раза ниже. Эфиры п -оксибензойной кислоты пригодны для консервирования нейтральных пищевых продуктов. Это связано с тем, что эфиры не диссоциируют и их антимикробная активность остается относительно независимой от значения рН. Торможение роста микроорганизмов, главным образом стафилококков и плес невых грибов, происходит путем воздействия эфиров п -оксибензойной кислоты на клеточные мембраны. ЛД50 для этих соединений равна 3-6 г, допустимое суточное потребление для человека — 10 мг на 1 кг массы тела. Однако следует отметить, что эфиры п -оксибензойной кислоты — выраженные спазмолитики и изменяют вкусовые качества продуктов.
Муравьиная кислота (Е 236) из всех жирных кислот обладает лучшими антимикробными свойствами и применяется в консервной промышленности многих стран. Муравьиная кислота при комнатной температуре представляет собой бесцветную жидкость с сильным раздражающим запахом. Бактерицидное действие ее более выражено в отношении дрожжей и плесеней. При концентрации муравьиной кислоты 0,2 % дрожжи гибнут через 24 ч, а при 1 % -через 30 мин. В применяемых концентрациях она не изменяет вкусовых свойств консервированного продукта. Благодаря своей летучести легко удаляется при нагревании. Однако муравьиную кислоту можно применять для тех пищевых изделий, в которых не должен происходить процесс желирования, так как она способствует выпадению пектиновых веществ в осадок.
Результаты токсикологических исследований показали, что муравьиная кислота медленно окисляется в организме человека и поэтому плохо выводится. Она отличается способностью ингибировать различные тканевые ферменты, в связи с чем возможно нарушение функций печени и почек. Антимикробное действие солей муравьиной кислоты формиатов зависит в значительной степени от величины рН.
Согласно рекомендациям Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам допустимое суточное потребление муравьиной кислоты и ее солей не должно превышать 0,5 мг на 1 кг массы тела.
Пропионовая кислота (Е 280) относится к группе органических кислот, которые в живых организмах метаболизируются: пропионовая кислота — до пировиноградной кислоты. Соли пропионовой кислоты обнаруживаются в забродивших продуктах питания. Бактерицидное действие пропионовой кислоты, так же как и других низкомолекулярных органических кислот, зависит от рН среды. Кислота блокирует обмен веществ микроорганизмов. Ее применяют в концентрации 0,1-6,0 %. Выраженного отрицательного действия в указанных дозах пропионовая кислота не оказывает.
Для предотвращения плесневения пищевых продуктов часто используют не саму пропионовую кислоту, а ее натриевые, калиевые и кальциевые соли, которые легко растворяются в воде, а также смесь пропионовой кислоты с одной из солей.
Пропионовая кислота в качестве консерванта применяется не во всех странах. В США ее добавляют в хлебные и кондитерские изделия, в ряде европейских стран — в муку для предупреждения плесневения. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам, учитывая резкий неприятный запах пропионовой кислоты, не считает нужным устанавливать для этого соединения величину допустимого суточного потребления.
Сорбиновая кислота (Е 201) 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 (Е 202). Сор-баты хорошо растворяются в воде и незначительно — в органических растворителях. Антимикробные свойства сорбиновой кислоты зависят от значения рН в меньшей степени, чем бензойной кислоты. Так, при рН 5 сорбиновая кислота в 2-5 раз более эффективна в отношении тест-микроорганизмов, чем бензойная или пропионовая кислоты. Добавление кислот и поваренной соли усиливает фунгистатическое действие сорбиновой кислоты. Применяется сорбиновая кислота в концентрации 0,1 %. 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, хлебобулочных и кондитерских изделий, а также зернистой икры, сыров, полукопченых колбас и при производстве сгущенного молока для предотвращения его потемнения. Сорбиновая кислота применяется также для обработки упаковочных материалов.
Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что из-за способности сорбиновой кислоты угнетать некоторые ферментативные системы в организме ее безусловно допустимая доза для человека до 12,5 мг, а условно допустимая — 12,5 — 25 мг на 1 кг массы тела.
Гексаметилентетрамин, или уротропин (Е 239), представляет собой белое кристаллическое вещество, лишенное запаха. Легко растворим в воде. Бактерицидное действие гексаметилентетрамина обусловлено образованием в кислой среде формальдегида — сильного дезинфицирующего вещества.
В нашей стране Гексаметилентетрамин разрешен для консервирования икры лососевых рыб (1000 мг на 1 кг продукта), за рубежом — колбасных оболочек и холодных маринадов для рыбной продукции. По данным ФАО/ВОЗ, допустимое суточное потребление гексаметилентетрамина не должно превышать 0,15 мг на 1 кг массы тела.
Дифенил (Е 231) и о-фенилфенол (Е 232) применяют для обработки цитрусовых в целях предотвращения развития плесени и других грибов. Наиболее широкое применение находит дифенил.
Им пропитывают материалы для упаковки цитрусовых и других фруктов, поверхностной обработки некоторых плодов путем кратковременного погружения их в 0,5-2,0%-ный раствор дифенила. В нашей стране эти консерванты не применяются, но реализация импортируемых цитрусовых разрешена.
Объединенный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам определил ДСП для дифенила 0,05 мг и для о-фенилфенола 0,2 мг на 1 кг массы тела.
В разных странах установлен неодинаковый уровень допустимых остатков дифенила в цитрусовых. Так, в США он составляет 110 мг, в Германии — 70 мг/кг. В Чехии и Словакии разрешена переработка кожуры цитрусовых при содержании дифенила не более 20 мг/кг. Имеются сведения в том, что концентрация этого соединения уменьшается при смывании водой, значительная часть дифенила разрушается при тепловой обработке. В ряде стран службы здравоохранения ограничиваются предупреждением населения о необходимости тщательно мыть плоды цитрусовых и вымачивать корочки, если они используются в питании.
Нафтохиноны перспективны для использования в качестве консервантов. Следует выделить два представителя нафтохинонов —юглон — 5-окси-1,4-нафтохинон и плюмбагин — 2-метил-5-окси-1,4-нафтохинон, или 2-метилюглон. Эти вещества в сравнительно низких концентрациях обеспечивают подавление роста дрожжей — основной группы микроорганизмов, вызывающих порчу напитков. Нафтохиноны почти не изменяют органолептические свойства напитков, лишь несколько усиливают их цвет.
Стабилизирующее действие юглон оказывает в концентрации 0,5 мг/л, плюмбагин — 1 мг/л. Установлено, что такие концентрации обеспечивают 100-кратный порог безопасности.
Молоко, мед, зерновые, лук, чеснок, фрукты и пряности содержат естественные компоненты с антибиотическим действием. Эти вещества могут быть выделены, очищены и применены для консервирования пищевых продуктов.
Антибиотики, применяемые в пищевой промышленности. Введение антибиотиков сельскохозяйственным животным может привести к загрязнению пищевых продуктов животного происхождения. Контроль над остатками антибиотиков имеет большое гигиеническое значение. При употреблении продуктов питания, содержащих антибиотики, изменяется кишечная микрофлора, что приводит к нарушению синтеза витаминов, размножению патогенных микроорганизмов в кишечнике и возникновению аллергических заболеваний.
Аллилизотиоцианат (аллилгорчичное эфирное масло) является активным антимикробным компонентом горчичного порошка, который издавна применяли для предохранения вин и соков от помутнения биологического характера в концентрации 0,4 — 0,5 г/л.
Содержание в горчичном порошке аллилгорчичного эфирного масла приимерно 1 %. Для консервирования применяется в чистом виде в концентрации 0,001-0,0015 %. Используют также парафиновые таблетки, содержащие растворенный аллилизотиоцианат, для образования защитных пленок на поверхности вина в больших резервуарах, парафиновые поплавки-диски, импрегнированные аллизотиоцианатом в сосудах для хранения вин.
Низин (Е 234) является продуктом жизнедеятельности группы молочнокислых стрептококков, естественным местом обитания которых являются молоко, сыр, кисломолочные напитки, творог, простокваша и ряд других продуктов при рН 6,8. Способность молочнокислых бактерий задерживать развитие многих микроорганизмов была отмечена в 1928 г. Но только через 20 лет было делено вещество — низин, обладающее активностью в отношении целого спектра бактерий.
После подкисления до рН 4,2 значительная часть низина переходит в культуральную жидкость. Низин в отличие от других антибиотиков не обладает широким спектром действия. Он подавляет развитие стафилококков, стрептококков, сарцин, бацилл и клостридий. Использование низина позволяет уменьшить интенсивность тепловой обработки и сохранить пищевую ценность молока. Применение низина при выработке твердых и полутвердых сыров способствует уменьшению их вспучивания, вызываемого маслянокислыми бактериями. Научная комиссия по пищевым добавкам Европейского Сообщества (SCF) установила ДСП для низина 0-0,13 мг на 1 кг массы тела.
Биомицин, или хлортетрациклин, оказывает широкое антибактериальное действие, но превращается в безвредный для организма человека изомер изохлортетрациклин, проявляющий бактериостатическое действие. При обычной кулинарной обработке изохлортетрациклин почти полностью инактивируется. В настоящее время применение биомицинового льда (5 г биомицина на 1 т льда) допущено в условиях тралового лова в ограниченном районе и для хранения рыбы только тресковых пород. Применяют его также против бактериальной порчи говяжьего мяса в сочетании с нистатином, тормозящим развитие на мясе дрожжей и плесеней. Токсикологические исследования показали безвредность такого мяса. Наличие в мясе после кулинарной обработки, а также в мясных бульонах остаточных количеств изохлортетрациклина не допускается.
Пимарицин, или натамицин (Е 235), находит применение за рубежом наряду с низином в молочной промышленности. Пимарицин представляет собой бесцветные кристаллы, трудно растворяющиеся в воде (0,01 %) и метаноле (0,2 %) и не растворяющиеся в высших спиртах, эфире и диоксане. Пирамицин активен против большого числа микроскопических грибов и дрожжей. Применяют его в основном для предупреждения плесневения сыров во время их созревания. На основе этого антибиотика выпускается препарат «Дельвоцид», который применяют в производстве сыров в виде 0,3 - 0,5% водного раствора.
Нистатин — антибиотик, действие которого направлено преимущественно против дрожжей и плесеней. Применяется в комбинации с биомицином для сохранения свежести мяса. Его концентрация составляет 200 мг/л. Присутствие нистатина в мясе и мясных бульонах после кулинарной обработки не допускается.

7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ И УЛУЧШИТЕЛИ КАЧЕСТВА
ВЕЩЕСТВА, ПРЕПЯТСТВУЮЩИЕ СЛЕЖИВАНИЮ И КОМКОВАНИЮ
Наличие этой поверхности обусловливает три важнейших технологических свойства порошков:
сыпучесть, определяемую величиной, обратной вязкости;
уплотняемость, характеризуемую изменением объема порошка под действием динамической нагрузки;
слеживаемость в процессе хранения, связанную с образованием структур, прочность которых превышает первоначальную.
Слеживание и комкование порошкообразных пищевых продуктов приводят к снижению сыпучести и ухудшению их потребительских свойств, а в экстремальном случае — к полной потере качества порошка.
Для обеспечения необходимой сыпучести на протяжении установленного срока хранения в пищевые порошки вводят твердые высокодисперсные нерастворимые в воде добавки, поглощающие влагу или препятствующие увеличению площади контакта между частицами.
Для предотвращения слеживания гигроскопических порошков применяют также гидрофобизацию поверхности частиц с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ). Молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности твердых частиц, покрывают их тонкой пленкой, что создает барьер для проникновения влаги, провоцирующей слеживание и образование комков.
Основные добавки, разрешенные к применению в Российской Федерации при производстве порошкообразных пищевых продуктов, а также регламенты их применения приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Добавки, препятствующие слеживанию и комкованию, разрешенные к применению в Российской Федерации

По химической природе подавляющее большинство добавок этого функционального класса относится к неорганическим соединениям минерального происхождения. Основную группу составляют силикаты и алюмосиликаты щелочных, щелочноземельных и других сходных по ряду свойств металлов (калия, натрия, кальция, алюминия и цинка). К органическим соединениям, которые входят в состав этих добавок, относятся соли жирных кислот и полидиметилсилоксан.
Соли жирных кислот (Е 470) представляют собой главным образом натриевые, калиевые, кальциевые, магниевые, алюминиевые, аммониевые соли миристиновой, олеиновой, пальмитиновой и стеариновой кислот.
Соли высших жирных кислот обладают поверхностной активностью и способны предотвращать агломерацию частиц путем гид-рофобизации их поверхности. Они признаны безопасными и в соответствии с технологическими задачами используются в концентрации до 5 г на 1 кг продукта.
Полидиметилсилоксан (Е 900), называемый также демификон или семификон, представляет собой синтетическую смесь кремнийсодержащего соединения диметилполисилоксана и силикагеля (диоксида кремния).
Полисилоксаны обладают высокой водоотталкивающей способностью, инертны и используются в различных пищевых продуктах в концентрации 10 мг/кг. ДСП этих добавок составляют 0 — 25 мг на 1 кг массы тела человека.
Аналогично представителям других групп отдельные добавки, применяемые для предотвращения слеживания и комкования пищевых порошков, могут проявлять смежные технологические функции. Таким образом, стабилизировать порошки могут также добавки других функциональных классов. К таким добавкам относятся соли фосфорной, угольной и жирных высших кислот, а также органические полисилокеаны.
Например, в зависимости от состава и свойств конкретной пищевой системы полидиметилсилоксан может предотвращать слеживание порошкообразного продукта (сухое молоко), стабилизировать различные пищевые суспензии или предотвращать вспенивание прохладительных напитков при розливе в бутылки. Кроме того, добавка может использоваться для смазки противней в хлебопекарной и кондитерской промышленности.
ПЕНОГАСИТЕЛИ
Этот функциональный класс объединяет добавки, обладающие способностью предупреждать или снижать образование пен — стабилизированных дисперсий определенных типов газов в жидкой дисперсионной среде.
В ряде случаев образование пены может вызвать серьезные проблемы в ходе технологического процесса или отрицательно сказаться на качестве конечного продукта. В частности, пены могут снижать производительность оборудования, увеличивать технологическое время и затраты. Они мешают проведению технологических процессов, связанных с фильтрованием, центрифугированием, выпариванием, дистилляцией и т.п. В подобных случаях прибегают к гашению пен. Для этих целей могут быть использованы, в частности, нехимические методы — механические или физические (перемешивание, нагрев, охлаждение и т.п.). Однако наиболее экономичным и эффективным является применение химических пеногасителей.

Таблица 7.2 - Пищевые добавки с технологическими функциями пеногасителей, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

Эффективный химический пеногаситель должен соответствовать ряду требований:
обладать более низким поверхностным натяжением по сравнению с системой, в которую добавляется (иметь большую поверхностную активность по сравнению с пенообразователем);
хорошо диспергироваться в системе;
обладать низкой растворимостью в системе;
быть инертным;
не оставлять значительного осадка или запаха;
соответствовать нормативам безопасности.
В таблице 7.2 приведены пищевые добавки, которые используются в качестве пеногасителей.
Алъгиновые кислоты и их соли (Е 400—Е 404) — загустители, стабилизаторы и студнеобразующие вещества получают из бурых водорослей. Представляют собой полисахариды, состоящие из остатков D-маннуроновой и L-гиалуроновой кислот. Альгиновые кислоты в воде нерастворимы, но связывают ее. При нейтрализации карбоксильных групп альгиновой кислоты образуются альгинаты, которые растворимы в горячей воде.
Альгиновые кислоты и альгинаты используются в качестве студ-необразователя при производстве мармелада, фруктового желе, конфет; мороженого — для процесса кристаллизации, создания равномерной структуры и замедления таяния; соусов, заливок -для получения гладкой, приятной на вкус, не расслаивающейся на фракции эмульсии; сбитых кремов — для предотвращения выделения воды при замораживании; пива — для контроля ценообразования в заданных пределах.
Согласно данным Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам альгиновая кислота, альгинат натрия, альгинат кальция и пропиленгликольальгинаты имеют статус пищевой добавки. Суточные допустимые дозы для первых трех биополимеров составляют до 50 мг/кг, для пропиленгликольальгината – до 25 мг/кг.
Жирные кислоты и их соли (Е 481—Е 482) в пищевой промышленности применяют в качестве эмульгаторов. Так, свободные жирные кислоты — олеиновую, стеариновую, пальмитиновую, а таких соли (натриевые, калиевые и кальциевые) — используют в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий в концентрации до 5 г на 1 кг продуктов.
Моно- и диацилглицеролы жирных кислот (Е 471) в шоколадном производстве позволяют экономить масло какао, а в маргариновом – получать низкожирные маргарины с содержанием фазы 40-50%.
В производстве маргарина применяют эмульгатор Т-8 — смесь эмульгатора Т-1 и фосфолипидных концентратов.
Эмульгатор Т-1 — это смесь моно- и диацилглицеролов жирных кислот, которые получают путем гидролиза ацилглицеролов или этерификации глицерина высокомолекулярными жирными кислотами. Применение такой пищевой добавки в количестве до 0,18% массы муки в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, а в производстве маргарина повышает пластичные свойства при содержании эмульгатора Т-1 не более 2000 мг/кг.
Эмульгатор Т-2 получают путем этерификации предельных жирных кислот с 16 и 18 атомами углерода и применяют в производстве маргаринов в качестве пластификатора и антиразбрызгивателя, а также в хлебопечении для улучшения качества хлеба.
Токсикологические свойства эмульгаторов Т-1 и Т-2 хорошо изучены. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил допустимую суточную дозу этих соединений на уровне 125 мг на 1 кг массы тела.
Полидиметилсилоксан (Е 900а) в качестве пеногасителя, эмульгатора, добавки, препятствующей слеживанию и комкованию, разрешен к применению в нашей стране и в Европе, за исключением Германии.
При выборе пеногасителя должны учитываться следующие факторы:
химическая природа пенообразующего агента;
тенденция к пенообразованию;
растворимость и концентрация;
присутствие электролитов, коллоидов или других поверхностно-активных веществ;
температура, рН и вязкость системы;
используемое технологическое оборудование;
конечное назначение продукта, содержащего пеногаситель.
В пищевой промышленности наиболее широко используются силиконовые пеногасители, поскольку они в наибольшей мере соответствуют всем необходимым требованиям.
НАПОЛНИТЕЛИ
Известно, что клеточные стенки растений представляют собой комплексную матрицу, состоящую из целлюлозы и лигнина гемицеллюлоз.
Гемицеллюлозы — класс полисахаридов, не усваиваемых организмом человека. Основной представитель гемицеллюлоз в пищевых продуктах — ксилан. Этот полимер состоит в основном из ?-D-(1,4)-ксилопиранозильных единиц, часто содержит (?-L-apaбинофуранозильные боковые цепи от третьей позиции нескольких D-ксилозных колец. Другие типичные составляющие — метиловые эфиры D-глюкуроновой кислоты, D- и L-галактоза, ацетильные эфирные группы.
Присутствие гемицеллюлоз в хлебопекарных изделиях имеет значение благодаря способности связывать воду. При приготовлении теста из пшеничной муки они улучшают качество замеса, уменьшают энергию перемешивания, участвуют в формировании структуры теста, в частности клейковины, что в итоге оказывает благоприятное действие на объем хлеба. Безусловный интерес при производстве хлебобулочных изделий представляет то, что гемицеллюлозы тормозят черствение.
Вторая важная функция гемицеллюлоз в пищевых продуктах заключается в том, что они как пищевые волокна образуют часть неперевариваемого комплекса, что чрезвычайно важно для перистальтики кишечника. Эффект этих полисахаридов в отношении желчных кислот и метаболизма стероидов недостаточно изучен; известно, однако, что они важны для удаления желчных кислот и снижения уровня холестерина в крови. Установлено, что пищевые волокна, в том числе гемицеллюлозы, снижают риск сердечнососудистых заболеваний и злокачественных новообразований прямой кишки, а у больных диабетом — потребность в инсулине.
Целлюлоза – моноглюкан, состоящий из линейных цепей ?-D-(1,4)-глюкопиранозных единиц. Исключительная линейность целлюлозы дает возможность молекулам ассоциироваться, что происходит в растениях. Целлюлоза имеет аморфные и кристаллические области, и именно аморфные зоны подвергаются воздействию растворителей и химических реагентов. При производстве пищевых продуктов находит применение микрокристаллическая целлюлоза, которую получают путем кислотного гидролиза целлюлозы. В этом случае аморфные зоны гидролизованы кислотой, остаются только небольшие кислотоустойчивые области. Микрокристаллическая целлюлоза используется как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах.
В пищевых технологиях находят применение целлюлоза и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), гидроксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, метилэтилцеллюлоза. Эти соединения добавляют в мороженое, кондитерские изделия и соусы. Производные целлюлозы применяют в качестве диетических волокон при создании сбалансированных продуктов питания.
Чистая целлюлоза не растворяется в воде. Чтобы целлюлоза стала растворимой, ее подвергают химической модификации путем введения реакционно-способных метил-, карбоксиметил-, гидроксипропил- и других групп в гидроксильные остатки молекулы. Благодаря этому получают продукты разрыхленной структуры. Среди производных целлюлозы наибольшее значение имеют метил- и карбоксиметилцеллюлоза. Их получают, воздействуя алкилирующими реактивами, например галоидными алкилами или диалкилсульфатами, на алкилцеллюлозу.
Метилцеллюлоза (Е 461) представляет собой волокнистый порошок от белого до серо-белого цвета. При содержании менее двух метальных остатков на один глюкозный метилцеллюлоза растворима в холодной воде, а в теплой переходит в гель. Растворимость метилцеллюлозы уменьшается с повышением температуры до точки кипения. Студнеобразование в растворах метилцеллюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаимодействием неполярных группировок макромолекул.
Карбоксиметилцеллюлоза (Е 466) — это белый волокнистый порошок, растворимый в воде. Ее получает из чистой целлюлозы хлопка. КМЦ адсорбирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоидные системы.
Микрокристаллическая целлюлоза (Е 460) — это частично гидролизованная кислотой целлюлоза. Она в отличие от натуральной целлюлозы имеет укороченную молекулярную цепь без ассоциативных связей. Водные дисперсии микрокристаллической целлюлозы гелеподобны при концентрации около 1 %, причем с увеличением концентрации дисперсионных систем (около 1,2— 1,5 %) псевдопластичность становится более заметной. Кроме того, вязкость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения.
Использование микрокристаллической целлюлозы в эмульсии типа вода—масло в качестве загустителя позволяет снизить содержание в них масла до 20 %.
Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлены допустимые суточные дозы производных целлюлозы в количестве до 30 мг на 1 кг массы тела.
В последние годы в пищевой промышленности все больше применяются модифицированные крахмалы, свойства которых в результате разнообразных способов обработки (физического, химического, биологического) заметно отличаются от обычного крахмала. Так, модифицированные крахмалы существенно отличаются от обычного крахмала по степени гидрофильности, способности к клейстеризации и студнеобразованию. Модифицированные крахмалы используют в хлебопекарной промышленности, в том числе для получения безбелковых диетических продуктов.
ГЛАЗИРОВАТЕЛИ
Глазирование корпусов конфет является заключительной технологической операцией их производства. Цель этого процесса -защита конфет от высыхания или увлажнения благодаря формированию плотной воздухонепроницаемой оболочки, а также придание хорошего вкуса и привлекательного внешнего вида. Поверхность конфет покрывают глазурью, приготовляемой на основе шоколада, помады, жира, пектина и сиропа (кандирование). В кондитерской промышленности используется шоколадная глазурь трех видов: шоколадная, шоколадно-миндальная и молочно-шоколадная.
Жировая глазурь применяется двух видов — жировая и ореховая. Первая готовится из гидрожира или кондитерского жира, сахарной пудры, какао-порошка, а также жареной молотой сои или какаовеллы, в ореховую глазурь вместо сои или какаовеллы добавляют арахисовый жмых.
Для глазирования используют помаду с содержанием 10 % патоки, охлажденную до 35 °С и тщательно перемешанную, влажностью 9—10%. Перед глазированием помаду подогревают до 60 "С, ароматизируют и подкрашивают. Интересным направлением является глазирование помадой, приготовленной холодным способом, так как она отличается большими пластичностью и стойкостью к высыханию по сравнению с помадой, приготовленной горячим способом.
Пектиновая глазурь применяется для глазирования конфет с одной стороны при формовании их методом размазывания. Карамельной массой обливаются орехи.
Для приготовления шортинингов используют как натуральные жиры и масла, так и гидрогенизированные, переэтерифициро-ванные. Обычно шортининги готовят из жидкого и твердого жира (пластификатор) и добавляют эмульгаторы и антиокислитель.
Жировые композиции шортинингов готовят целенаправленно, с учетом вырабатываемых видов продуктов (кондитерских, кулинарных, выпечки).
Выбор конкретной пищевой добавки определяется особенностями пищевой системы и технологическими задачами. Предпочтение отдается добавке, совокупность технологических функций которой обеспечит максимальный технологический эффект на фоне наименьшего риска ее применения. Пищевые продукты и максимальные уровни введения в них различных эмульгаторов представлены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Максимальный уровень пищевых добавок в продуктах

Жиры, используемые в кондитерском производстве. Масло какао — один из основных компонентов при производстве шоколада, корпусов конфет, начинок и относится к самым дорогим продуктам питания. Специфические свойства масла какао обусловлены жирнокислотным и групповым составом триглицеридов. Преобладающиe компоненты — олеопальмитостеарат (52%) и олеинодистеарат(19%).
Зная жирнокислотный и групповой составы глицеридов, стремятся подобрать заменители масла какао при производстве шоколада. В качестве заменителя используют растительные масла из семян ряда других тропических растений. В нашей стране ведутся работы по использованию в качестве заменителей масла какао переэтерифицированного и частично гидрогенизированного хлопкового масла.
Кокосовое масло получают из мякоти кокосовых орехов методом горячего прессования. При комнатной температуре консистенция кокосового масла близка к консистенции топленого коровьего масла. Цвет масла белый. Кокосовое масло широко применяется при производстве конфет, а также вафельных начинок.
Кондитерские жиры представляют собой различные смеси жиров, в которые входят пищевые саломасы, растительные масла, животные жиры, эмульгаторы и другие компоненты. В жиры, предназначенные для длительного хранения, вводят антиокислители. В зависимости от назначения кондитерские жиры выпускают следующих видов: для печенья, для вафельных и прохладительных начинок, для шоколадных изделий. Для кексов выпускается кондитерский жир на основе пальмоядрового масла.
Жидкими компонентами, составляющими жировую основу продукта, являются хлопковое, соевое, подсолнечное, рапсовое, кунжутное, оливковое, кукурузное, арахисовое и другие жидкие масла. Наибольшее применение имеют масла с высоким содержанием линоленовой кислоты.
В качестве твердых компонентов используют животные жиры в натуральном виде либо подвергнутые обработке, а также высокогидрированные растительные масла. К твердым компонентам предъявляют особые требования: высокая температура плавления (44 — 73 °С), низкое йодное число (1 — 20) и способность кристаллизоваться в жировой смеси. Лучшими считаются твердые жировые компоненты с большим содержанием тристеарина, трипальмитина, получаемые путем гидрирования растительных масел, животных жиров и их смесей. Твердые компоненты вводят в жидкий жир в виде хлопьев или гранул в количестве 5 — 35 % массы жирового продукта.
Сложные эфиры жирных кислот сахара и сорбита. Этерификация сахаров (сахарозы, глюкозы) и сорбитов (сорбитангидрида) жирными кислотами дает группу эмульгаторов с широким диапазоном поверхностно-активных свойств. Их можно комбинировать с полиоксиэтиленами (полиэтиленгликолиевыми эфирами), в результате чего получают эмульгаторы с измененными эмульгирующими свойствами. Наиболее известные эмульгаторы этой группы — СПЭНы и Твины.
Предложено использовать полиоксиэтилены для стабилизации пивной пены, а также для защитных пленок таблетированных пищевых продуктов. Коммерческие названия этих веществ «Поливакс» и «Карбовакс».
Жирные кислоты и их соли (Е 481— Е 482) применяют в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов. Свободные жирные кислоты -- олеиновую, стеариновую, пальмитиновую и их натриевые, калиевые, кальциевые соли используют в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий в концентрации до 5 г на 1 кг массы продуктов.
Применение моно- и диацилглицеролов жирных кислот (Е 471) в производстве шоколада позволяет экономить масло какао, а в производстве маргарина — получать низкожирные маргарины с содержанием жировой фазы 40 —50 %.
Введение этих добавок в рецептуры хлебобулочных и мучных кондитерских изделий замедляет процессы черствения, улучшает структуру продукта. Поверхностная активность эфиров сахарозы в пищевых суспензиях проявляется в изменении реологических свойств последних и влиянии на консистенцию продукта. Введение добавки эфиров сахарозы, например, в расплавленную шоколадную массу приводит к снижению вязкости и структурной прочности массы, облегчает процесс конширования.
РАЗРЫХЛИТЕЛИ
К разрыхлителям теста относят дрожжи хлебопекарные, представляющие собой биомассу живых клеток, способных сбраживать сахарсодержащие среды. В кондитерском и хлебопекарном производстве применяют также химические разрыхлители.
Дрожжи хлебопекарные. Вырабатывают дрожжи прессованные, сухие и дрожжевое молоко. При выработке используют культуру Scharomyces cerevisiae, способную сбраживать глюкозу, галактозу, сахарозу, раффинозу (на 1/3) и мальтозу. Клетки этих дрожжей имеют круглую или овальную форму, они размножаются путем почкования или спорообразования. Размер клеток 6—12 мкм.
Применяемые в дрожжевой промышленности расы дрожжей характеризуются способностью быстро размножаться в мелассной среде и давать высокий выход биомассы, стойкостью при хранении в прессованном виде и при высушивании, высокой способностью сбраживать простые сахара теста.
Сохранность дрожжей в значительной степени зависит от их влажности, консистенции, стойкости, микробиологической обсемененности, особенно гнилостными, уксуснокислыми, молочнокислыми и маслянокислыми бактериями.
Протеолиз дрожжей в процессе хранения ускоряется при плохой промывке их водой, когда в межклеточном пространстве остаются продукты метаболизма. Деятельность ферментов и активность посторонней микрофлоры в большой степени зависят от температуры хранения.
В процессе хранения ферментативная активность дрожжей снижается, протекают процессы автолиза, ухудшается подъемная сила. При хранении сушеных дрожжей в сухом помещении при температуре до 15 оС допускается ухудшение их подъемной силы на 5 % ежемесячно.
Дрожжевое молоко является полуфабрикатом дрожжевого производства и представляет собой водную суспензию клеток дрожжей, оседающих на дно при отстаивании. Концентрация дрожжей в 1 л суспензии в пересчете на дрожжи влажностью 75 % не менее 450г.
Дрожжевое молоко получают на стадии сепарирования и промывки товарных дрожжей. Из сепараторной станции оно поступает в сборники, снабженные мешалками и охлаждающими устройствами. В них дрожжевое молоко хранится при температуре 4-5 оС. Дрожжевые клетки в этом продукте более активны, так как они не подвергались охлаждению и анабиозу.
Использование на хлебозаводах дрожжевого молока взамен прессованных дрожжей позволяет достичь экономии за счет сокращения процессов обезвоживания, формовки и упаковки дрожжей на дрожжевом заводе, распаковки и растворения их на хлебозаводах. Снижается также расход оберточной бумаги, тары, улучшаются санитарно-гигиенические условия.
Сухие дрожжи получают высушиванием измельченных прессованных дрожжей. Они предназначены для использования в труднодоступных районах, экспедициях. Сухие дрожжи транспортабельны, хорошо сохраняют свои свойства от 5 до 12 мес. Однако по сравнению с прессованными дрожжами их ферментативная активность ниже вследствие биохимических изменений клеток при обезвоживании.
Химические разрыхлители. Применяют при выработке изделий с высоким содержанием сахара и жира, так как использование в этих условиях хлебопекарных дрожжей не представляется возможным: высокое осмотическое давление в среде с сахаром приводит к плазмолизу клеток. Тесто разрыхляется газами, образующимися при разложении химических разрыхлителей.
В качестве химических разрыхлителей используют гидрокарбонат натрия NaHCO3, карбонат аммония (NH4)2CO3 или их смесь в соотношении 88: 12.
Гидрокарбонат натрия (сода пищевая) — кристаллический порошок белоснежного цвета, без запаха, с солоноватым слабощелочным вкусом. Растворимость его в воде зависит от температуры: при 0оС в 100 г воды растворяется 6,9 г, при 15 °С — 8,9, при 30 °С —11,1, при 50 °С —14,5, при 60 °С —14,09 г соды.
В составе препарата должно содержаться не менее 98,5 % гидрокарбоната натрия и не более 1 % влаги. Солей аммония, тяжелых металлов, мышьяка в нем быть не должно.
Карбонат аммония — белый мелкозернистый порошок с сильно выраженным запахом аммиака. Содержание аммиака в нем составляет 28 — 35 %, нелетучих веществ — не более 0,001 %. Он полностью растворяется в воде в соотношении 1:5.
В производстве мучных кондитерских изделий карбонат аммония и гидрокарбонат натрия применяют совместно. В рецептурах предусматривается дозировка гидрокарбоната натрия 5-7 кг и карбоната аммония 0,6-1 кг на 1 т кондитерских изделий.
СТАБИЛИЗАТОРЫ
В качестве стабилизаторов применяются лецитин (Е 322), фосфолипиды, фосфаты (Е 450—Е 452), экстракт мыльного корня (для получения халвы), рассмотренные в разделе «Эмульгаторы» (см. 1.10).
Принцип действия стабилизаторов такой же, как и эмульгаторов. Цель их применения — стабилизация уже существующих гомогенных систем или улучшение степени гомогенизации смесей. Их поверхностная активность обычно меньше активности эмульгаторов.
Альгиновые кислоты и их соли (Е 400 —Е 404) — загустители, стабилизаторы и студнеобразующие вещества, получаемые из бурых водорослей. Реологические свойства альгинатного геля можно изменить в желаемом направлении путем «сшивания» структуры полисахарида, например, с помощью ферментов.
Альгинаты не усваиваются организмом человека, но способствуют выводу тяжелых металлов и некоторых других веществ.
Альгиновые кислоты и альгинаты используют при производстве мармелада, фруктового желе, конфет в качестве студнеобразователя; в производстве мороженого — для регулирования процесса кристаллизации, создания равномерной структуры и замедления таяния; в соусах, заливках — для получения гладкой, приятной на вкус, не расслаивающейся на фракции эмульсии; в сбитых кремах — для предотвращения выделения воды при замораживании; в производстве пива — для контроля пенообразования в заданных пределах.
Концентрация альгинатов в пищевых продуктах составляет от 0,1 до 1,0 %. По официальным рекомендациям ФАО/ВОЗ суточное потребление человеком альгиновых кислот и их солей может достигать 25 мг/кг массы тела (в пересчете на свободную альгиновую кислоту).
Пирофосфат натрия кислый двухзамещенный используется для стабилизации картофельной крупки в смеси с лактатом и хлоридом кальция. Двухзамещенный кислый пирофосфат натрия используют также в колбасном производстве для улучшения консистенции колбас: изделия получаются более сочными и эластичными.
Хлористый кальций (хлорид кальция) применяется в пищевой промышленности в качестве стабилизатора, пластификатора.
Многие применяемые в качестве эмульгаторов и стабилизаторов вещества являются пищевыми компонентами или их получают из растений, употребляемых в пищу, в связи, с чем они относительно безвредны для человека.

8. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ К ПИЩЕ
Биологически активные вещества являются объектом исследования науки о здоровье человека — фарманутриэкологии. Научный подход к понятию «здоровье» должен быть количественным. С этой точки зрения здоровье — сумма «резервных мощноск и основных функциональных систем человека.
Пища — главный источник биологически активных веществ. В древности природные продукты не разделяли на пищевые и лекарственные. Гиппократ в книге «О ветрах» писал: «Какое лекарство от голода?... очевидно, то, что утоляет голод. Но это де пища, поэтому в ней и заключается лекарство. Авиценна в «Каноне врачебной науки» чуть ли не через каждые три страницы упоминал о «лекарственной пище» и «пищевых лекарствах». В традиционной медицине стран Юго-Восточной Азии очень мало токсичных лекарств, однако среди них множество растений, используемых в пищу.
По классификации Авиценны, не потерявшей значения и в наши дни, действие лекарств подразделяют на четыре степени:
эффект принятого лекарства не ощутим;
лекарства действуют сильнее, но не настолько, чтобы принести вред;
лекарства причиняют явный и существенный вред;
лекарства губят и разрушают.
С учетом таких различий науку о лекарствах — фармакологию -подразделяют на фармакотерапию и фармакосанацию. Фармакотерапия занимается изучением способов лечения болезней с помощью лекарств. Фармакосанация исследует действие биологичски активных веществ, которые поступают в организм с пищей или в виде лекарственных препаратов, предназначенных для повышения устойчивости к различным неблагоприятным воздействиям профилактики заболеваний и нормализации измененных функций организма.
В соответствии с задачами использования биологически активных веществ здоровыми людьми и характером их действия фармакосанация может быть разделена на три подвида:
алиментарная. Рассматривает роль биологически активных веществ, поступающих в организм с пищевыми продуктами. Наиболее важными ее объектами являются чай, кофе, сахар и сахарозаменители, безалкогольные напитки, плоды, овощи, пряности и приправы, вина и различные настойки на их основе;
медицинская. Исследует полезные и вредные аспекты действия биологически активных веществ на память, зрение и слух, поведение и профессиональную деятельность человека, а также роль биологически активных, в том числе лекарственных, веществ в профилактике инфекционных и неинфекционных заболеваний (гриппа, атеросклероза, ожирения и т.д.);
специальная. Изучает действие веществ на людей, находящихся в трудных и экстремальных условиях длительных экспедиций, на высокогорье, под водой, в воздухе, под землей, на Севере, в тропиках и космосе.
С чаем и кофе в организм человека идет постоянный в течение жизни поток биологически активных веществ. В чайном листе и кофейных зернах много органических и неорганических соединений, в том числе микроэлементов. Среди них важное место занимают дубильные вещества, эфирные масла, органические кислоты, флавоны, стерины, витамины А, В1, В2, РР и особенно Р и С. Так, за 60 лет англичанин потребляет с чаем около 150 кг экстрактивных веществ, а американец — около 800 кг с кофе. Наиболее сильно действующее вещество обоих напитков — кофеин. Это лекарственное вещество совершенно определенного и довольно сильного действия. Англичанин, например, выпивая ежегодно 5 кг чая, получает за этот период в среднем 130 г кофеина. Потребление такого количества кофеина в виде лекарства вызвало бы пристрастие к нему. С кофе или чаем кофеин попадает в организм не в чистом виде, а в комплексе с другими экстрактивными веществами. Эти же вещества определяют и некоторые различия в действии чая и кофе. Кофе действует более ярко, но менее продолжительно. Однако злоупотребление как кофе, так и чаем может вызвать отрицательные явления.
Безалкогольные напитки используются издавна всеми народами. Их количество огромно, рецептуры передаются из поколения в поколение. При этом используются различные растения, обычно тонизирующие.
Оптимальные дозы тонизирующих средств определяются в наблюдениях по изменению количественных и качественных показателей при выполнении различных видов работы. На основании результатов таких исследований установлены оптимальные дозы экстракта элеутерококка, лимонника, аралии, женьшеня и многих других видов растений.
Последние годы характеризуются бурным развитием новой, пограничной между наукой о питании и фармакологией области знаний, которую можно назвать фармаконутрициологией. Предпосылками для ее развития являются:
успехи собственно нутрициологии, расшифровавшей роль и значение для жизнедеятельности человека отдельных пищевых веществ, включая так называемые микронутриенты, и доказавшей, что в экономически развитых странах достижение оптимальной обеспеченности всех групп населения энергией и пищевыми веществами практически возможно лишь при широком использовании биологически активных добавок к пище;
успехи биохимии и биотехнологии, позволившие получать в достаточно очищенном виде биологически и фармакологически активные компоненты практически из любого биосубстрата (микроорганизмы, растения, животные);
успехи фармакологического комплекса, расшифровавшего механизм действия и особенности биотрансформации многих природных соединений и создавшего новые технологии получения их эффективных лекарственных форм.
Немаловажен и экономический аспект — слишком дорог и длителен путь от открытия молекулы лечебного вещества до производства лекарства на его основе. Значительно короче, дешевле и в ряде случаев не менее эффективен путь от обнаружения выраженной биологической активности у биосубстрата до создания БАД. Именно в этом заключаются сложность, острота и спорный характер проблемы — где граница между БАД и лекарством? Наконец, нельзя не подчеркнуть наличие у части населения субъективного, психологического фактора — отрицание всего искусственного, синтетического, боязнь «химии» и, наоборот, вера в силу природы, натуральные продукты и препараты, древние рецепты.
Здоровье человека в значительной степени определяете; пищевым статусом, т.е. степенью обеспеченности организма энергией и целым рядом (в первую очередь эссенциальных) пищевых веществ. Здоровье может быть достигнуто и сохранено только при условии полного удовлетворения физиологических потребность организма в энергии и пищевых веществах. Любое отклонение с так называемой формулы сбалансированного питания приводит определенному нарушению функций организма, особенно если эти отклонения достаточно выражены и продолжительны во времени.
Рассматривая динамику изменения структуры питания человека в историческом аспекте, можно четко выделить три общие населения всех индустриально развитых стран, явно неблагоприятные тенденции:
избыточное потребление жиров;
значительное увеличение потребления сахара и соли;
существенное уменьшение потребления крахмала и пищевых волокон.
Изучение состояния фактического питания различных групп детского и взрослого населения в различных регионах России, оценка пищевого статуса и его влияния на состояние здоровья, обоснование и реализация практических мероприятий по рационализации питания детей и взрослых — вот круг наиболее актуальных и приоритетных проблем науки о питании в современной России.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ БАД
Биологичеки активные добавки к пище — это концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ (включая эссенциальные пищевые вещества), предназначенные для непосредственного приема и/или введения в состав пищевых продуктов.
БАД получают из растительного, животного, минерального сырья, а также химическими или биотехнологическими способами. К ним относятся и бактериальные препараты (эубиотики), оказывающие регулирующее действие на микрофлору желудочно-кишечного тракта (рисунок 8.1).
Нутрицевтики – эссенциальные нутриенты – представляют собой природные ингредиенты пищи. Это витамины или их близкие предшественники (например, ?-каротин и другие каротиноиды); полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) семейства ?-3 и другие; некоторые минеральные вещества и микроэлементы -железо, кальций, селен, цинк, йод, фтор; отдельные аминокислоты; некоторые моно- и дисахариды; пищевые волокна (целлюлоза, пектины и т.п.).
Использование нутрицевтиков позволяет:
достаточно легко и быстро ликвидировать дефицит эссенциальных пищевых веществ, повсеместно обнаруживаемый у большинства взрослого и детского населения России;
в максимально возможной степени индивидуализировать питание конкретного здорового человека в зависимости от потребностей организма, существенно отличающихся не только по полу, возрасту, интенсивности физической нагрузки, но и в связи с генетически обусловленными особенностями биохимической конституции отдельного индивидуума, его биоритмами, физиологическим состоянием (беременность, лактация, эмоциональный стресс и т. п.), а также экологическими условиями зоны обитания;
максимально удовлетворить измененные физиологические потребности в пищевых веществах больного человека, а также по принципу метаболического шунтирования — обойти поврежденное патологией звено метаболического конвейера;
повысить за счет усиления элементов ферментной защиты клетки неспецифическую резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды у населения, проживающего в экологически неблагополучных регионах, в частности загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС;

Рисунок 8.1 - Функциональная роль биологически активных добавок-нутрицевтиков
усилить и ускорить связывание и выведение ксенобиотике: организма;
направленно изменить путем воздействия прежде всего на ферментные системы метаболизма ксенобиотиков промежуточный обмен отдельных веществ, в частности токсикантов.
Иными словами, применение БАД-нутрицевтиков является эффективной формой первичной и вторичной профилактики, а также лечения таких широко распространенных хронических заболеваний, как ожирение, атеросклероз и другие сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования, иммунодефицитные состояния.
Нормативно-законодательной базой, регламентирующей разработку, применение и безопасность БАД, являются:
Положение о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 5 июля 1994 г. № 625;
Положение о государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации № 680, утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 1998 г.;
Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации № 117 от 15.04.97 г. «О порядке экспертизы и гигиенической сертификации биологически активных добавок к пище»;
Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации № 21 от 15.09.97 г. «О государственной регистрации биологически активных добавок к пище»;
Методические указания Федерального центра Госсанэпиднадзора Минздрава России от 01.01.99 г. «Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище».
Импортируемые БАД должны сопровождаться гигиеническим сертификатом, в котором указывается, что данное вещество выработано в соответствии с международными требованиями GMP (Good Manufacture Practice), стандартами ISO 9000, 9001, 9002 или Сертификата Международной организации EuroNett.
БАД - ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ БЕЛКА И АМИНОКИСЛОТ
Рассмотрение конкретных примеров разработанных, выпускаемых в промышленных масштабах и нашедших достаточно широкое практическое применение БАД, безусловно, следует начать с характеристики этой группы нутрицевтиков. Как правило, они выпускаются в виде полноценных, легкоусвояемых, готовых к употреблению сухих белково-жиро-углеводно-витаминно-минеральных пищевых смесей, содержащих достаточно высокие концентрации яичных, молочных и соевых белков с аминокислотным скором более 1 % и усвояемостью 95 %.
Основное назначение этих добавок — дополнительное обогащение обычного (традиционного) рациона белком и незаменимыми аминокислотами, прежде всего лизином. К ним относятся, например, смеси Complete (компания Food-Link, Великобритания), Nutri-Bev (компания ADM, США) или Thermogenic Formula I (компания Herbalife, США). Смеси Thermogenic Formula 1, равно как и Dietta Mini (компания MediNet International Ltd., Финляндия), могут использоваться в качестве специализированного питания для замены отдельных приемов пищи при снижении массы тела. Отечественные высокобелковые пищевые смеси «Фортоген-50» и «Фортоген-75» (компания «Нутритек», Россия), а также их зарубежные аналоги Super Gainers Fuel (компания Twinlab, США) и Supro-dry Beverage (компания Protein Technologies International, США) применяются как специализированные продукты для спортсменов с целью наращивания мышечной массы. Причем некоторые из них обогащены разветвленными аминокислотами и кератином, препятствующими катаболизму мышечных белков на энергетические цели.
К белковым пищевым отечественным смесям лечебно-профилактической направленности относятся «Нутризон» (совместное производство компаний «Нутриция» и «Нутритек», Нидерланды — Россия), «Гепамин» (АОЗТ «Академия-Т», Россия) и «Вазаламин» (МБЦ Института биорегуляции и геронтологии, Россия). Первый продукт используется в качестве полноценного зондового питания для всех категорий больных, а два остальных — для дополнительного лечебного питания соответственно при хронических заболеваниях печени и сосудистой патологии.
БАД - ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПНЖК И ФОСФОЛИПИДОВ
В последнее время они привлекают к себе особое внимание. Это обусловлено, с одной стороны, дефицитом ПНЖК и фосфо-липидов, с другой — исключительной эффективностью как в профилактике, так и в лечении нарушений липидного обмена, в частности атеросклероза.
ПНЖК относят к эссенциальным факторам питания, и их содержание должно постоянно составлять от 4 до 6 % энергетической ценности. При этом очень важно, чтобы соотношение ПНЖК семейств со-6 и со-3 в рационе здорового человека составляло 10 : 1, а в случаях патологии липидного обмена — 5 : 1 и даже 3:1. Анализ же результатов мониторинга за фактическим питаниемнием населения свидетельствует о том, что реально эти ПНЖ-поступают в организм в соотношении от 10: 1 до 30: 1. Иными словами, мы постоянно испытываем дефицит ПНЖК семейства ?-3 (L-линоленовая, эйкозанпентаеновая и докозангексеновая кислоты), биологическая роль которых, как и ПНЖК семей» ?-6, обусловлена участием в структурно-функциональной организации клеточных мембран (в частности, обеспечении белок-липидных взаимодействий) и в качестве предшественников — в биосинтезе значительной группы медиаторов-эйкозаноидов (простациклинов, простагландинов, тромбоксанов, лейкотриеноп др.) через ферментные системы так называемого эйкозаноидного каскада.
К сожалению, природные источники ПНЖК семейства ?-3 (соевое масло — соотношение ПНЖК ?-6 и ?-3 равно 8; льняное масло — 5) редко используются в питании россиян. Единственным выходом в этой ситуации является постоянное и широкое применение БАД – концентратов ПНЖК ?-3 (соотношение ПНЖК ?-6/ПНЖК ?-3 составляет 0,05 — 0,08). К ним относятся «Эйконол», «Эйковит», «Эйфитол» (НИИ «Тринита», Россия), «Полней» (АО «Полней», Россия), Moller's Iran (Peter Moller, Норвегия), Cod Liver Oil (Islannin Kalanmaksa Oljy, Исландия) и др.
При этом следует иметь в виду, что при ряде патологических состояний в существенной степени ингибируется процесс десатурации поступающих с пищей линолевой и L-линоленовой кислот и тем самым уменьшается образование присущих мембранным липидам соответственно арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот. В этих случаях единственным выходом представляется использование нутрицевтиков — концентратов ПНЖК ?-3 -в качестве обходного метаболического шунта. Указанные БАД высокоэффективны при различных формах гиперлипопротеинемий, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, тромбозах, сахарном диабете, некоторых иммунодефицитных состояний и др.
Накоплен достаточно обширный фактический материал, свидетельствующий о высокой эффективности БАД, содержащих фосфолипиды. Обогащение рациона фосфолипидами в значительной степени способствует усилению активности антиоксидантных систем организма, нормализации процесса транспорта липидов в кровотоке, репарации клеточных мембран, активации иммуно-компетентных клеток и усилению процесса всасывания жиров в кишечнике.
В настоящее время в России осуществлена разработка и начат промышленный выпуск нескольких видов таких БАД — «Тонус», «Супертонус», «Витол» (АО «Экотех») и «Мослецитин» (НИИ мед-биохимии РАМН).
БАД ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНОВ И МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Витаминные добавки к пище давно и хорошо известны и очень широко используются в повседневной и медицинской практике. В настоящее время ассортимент витаминсодержащих БАД как отечественного, так и особенно зарубежного производства в России представлен исключительно обширно. Основанием для этого являются:
повсеместно выявляемый существенный дефицит витаминов в питании детей и взрослых, граничащий нередко с клиническими проявлениями гиповитаминозов (установлен благодаря проведению беспрецедентных по масштабам эпидемиологических исследований в рамках программы ГКНТ в 1980— 1990-е гг.);
повысившийся в последнее время уровень образования населения в вопросах профилактики гиповитаминозов и значения витаминов в сохранении и поддержании здоровья, способствующий, в свою очередь, усилению спроса на эти виды БАД;
реальные успехи витаминологии, а также витаминной, пищевой и фармацевтической отраслей промышленности, позволившие создать широкий спектр витаминных препаратов, витаминизированных напитков и продуктов, которые направлены на удовлетворение потребностей в этих микронутриентах любых категорий здоровых и больных людей — детей всех возрастных групп, людей пожилого возраста, беременных женщин и кормящих матерей, женщин в различные периоды жизненного цикла, мужчин различных профессиональных групп, спортсменов различной квалификации, населения контаминированных территорий и др.
Примечательно, что, несмотря на обилие форм препаратов и фирм, их производящих, основные субстанции (т.е. собственно витамины) изготовляются очень ограниченным числом компаний, лидером среди которых, безусловно, является компания «Гофман Ля Рош» (Австрия). Это в определенной степени гарантирует безопасность и высокое качество большинства известных в России витаминсодержащих БАД.
Одной из наиболее эффективных форм БАД являются сухие витаминизированные напитки, обеспечивающие возможность хорошей сохранности витаминов, минимизации их потерь в процессе производства и хранения, их точной дозировки и удобства использования. Примером такого напитка является весьма популярный в настоящее время «Золотой шар», выпускаемый компанией «Валетек» (Россия) и покрывающий за один прием (стакан) от 30 до 50 % суточной потребности взрослого человека в 12 витаминах.
В последние годы ведущие компании мира, выпускающие витаминные препараты и БАД, расширяют производство сложных комплексных витаминно-минеральных БАД. В их состав наряд с витаминами включены многие эссенциальные минеральные вещества и элементы в высокоусвояемых (в частности, биотранс-формированных) формах. Такой подход абсолютно обоснован весьма удобен для потребителя.
По мере накопления научных фактов о биологической роли отдельных элементов и уровне обеспеченности ими населения число микроэлементов, включаемых в комплексные БАД, постоянно возрастает. Одним из «последних» по времени включения в такие БАД микроэлементов является селен. Многочисленные экспериментальные данные последних лет не только требуют отнесения селена к числу эссенциальных микроэлементов, но и позволяют считать его одним из наиболее перспективных антиканцерогенных факторов пищи. В рамках реализации специальной международной программы ГКНТ, посвященных проблеме БАД вообще и селена в частности, в Институте питания РАМН и Институте биофизики Минздрава России получен ряд приоритетных данных о защитной роли селена при воздействии радиации и таких контаминантов пищи, как трихотеценовые микотоксины и N-нитрозоамины. При этом селен в биотрансформированной форме не только снижал токсические эффекты при указанных воздействиях, но и подавлял эндогенный синтез канцерогенных N-нитрозо-соединений и достоверно предотвращал развитие отдаленных последствий (лейкемии и злокачественных новообразований) у облученных животных.
Практической реализацией этих фундаментальных исследований явилось создание отечественной БАД «Биоселен», промышленный выпуск которой осуществляет ТОО «Дрожжевой завод» (Ростов- на-Дону).
БАД - ПАРАФАРМАЦЕВТИКИ
Итак, мы рассмотрели БАД — нутрицевтики как дополнительные источники основных пищевых веществ и микронутриентов. В заключение следует отметить новую, весьма интересную тенденцию в мире БАД — создание комплексных систем, как, например, «Гербалайф», «Нутрипауэр», «Энрич», «Биттнер», включающих все основные виды нутрицевтиков — источников белка и энергии, витаминно-минеральный, липидный комплексы, пищевые волокна.
Переходя к характеристике этой группы, уместно процитировать Алексея Алексеевича Покровского о том, что «пищу следует рассматривать не только как источник энергии и пластических веществ, но и как весьма сложный фармакологический комплекс».
Парафармацевтики, как правило, являются «минорными» компонентами пищи. К ним относятся органические кислоты, био-флавоноиды, кофеин, биогенные амины, регуляторные ди- и оли-гопептиды, рад олигосахаридов и многие другие так называемые натурпродукты. К этой же категории, несомненно, могут быть отнесены и БАД, способствующие уменьшению суммарной энергетической ценности рациона или регулирующие аппетит и нашедшие широкое применение для профилактики и лечения ожирения. Весьма перспективны эубиотики — группа БАД, обеспечивающих поддержание нормального состава и функциональной активности микрофлоры кишечника (рисунок 8.2).
Значительно более проблематично отнесение к БАД веществ, получаемых из природного сырья и используемых для регуляции или стимуляции пищеварительной, выделительной, секреторной и некоторых других функций организма, а также в качестве так называемых адаптогенов. Одним из важнейших, если не единственным, критерием в этом случае является количественная оценка конечного эффекта: если регуляция или стимуляция функций осуществляются в физиологических границах нормы, то это БАД; если ответная реакция выходит за эти границы, то это лекарство. Возникает вопрос: где граница между БАД и лекарством?
Обсуждая проблему использования БАД для регуляции физиологических функций организма, целесообразно вновь вернуться к характеристике питания древнего человека. С высокой долей вероятности можно предположить, что древний человек с огромным количеством разнообразной растительной пищи получал и значительные количества присущих растениям биологически активных компонентов — гликозидов, алкалоидов, фенольных соединений, биогенных аминов и др. Они либо непосредственно, либо после активации цитохром-Р-450-содержащими и другими ферментными системами метаболизма ксенобиотиков, либо через системы эндогенной регуляции взаимодействовали с клетками и органами-мишенями, осуществляя тем самым экзогенную регуляцию функциональной активности.

Рисунок 8.2 - Функциональная роль БАД — парафармацевтиков
Изменение структуры питания и «достижения» пищевой индустрии почти полностью отсекли поток экзогенных регуляторов и лишили человека этой, по-видимому, достаточно эффективной формы симбиоза с природой. Почему бы не предположить, что широкое применение БАД парафармацевтического ряда является попыткой человека на новом витке спирали своего развития вновь прийти к гармонии с природой и существенно расширить свои адаптационные возможности в условиях постоянно нарастающего техногенного, физического, химического и эмоционального стресса.
Есть все основания полагать, что в мировой медицинской практике внимание и интерес к БАД будут возрастать. В пользу этого говорят практически неисчерпаемые возможности биоресурсов Земли как потенциальных источников биологически активных веществ.
БАД - ЭУБИОТИКИ
В последние годы как в научной литературе и официальных документах, посвященных микроэкологии желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), так и в повседневной жизни широкое распространение получили названия «пробиотики», «пребиотики», «пробиотические продукты», «эубиотики».
Большинство специалистов и исследователей относят к пробиотикам — эубиотикам представителей нормальной микрофлоры кишечника, бифидобактерии и молочнокислые микроорганизмы рода Lactobacillus. Их иногда называют классическими пробиотиками.
БАД — эубиотики делят на две большие группы:
на основе чистых культур микроорганизмов – пробиотики, симбиотики или мультипробиотики;
смешанного состава (с добавлением аминокислот, микроэлементов, моно- и дисахаридов и т.д.) — синбиотики.
Функциональная роль эубиотиков направлена на:
колонизацию желудочно-кишечного тракта пробиотическими микроорганизмами, проявляющими антагонизм в отношении условно-патогенных и патогенных бактерий, вирусов, грибов и дрожжей;
улучшение нарушенного баланса микроорганизмов в кишечнике и устранение дисбактериозов и дисбиозов в целом;
ускорение рециркуляции эстрогена, экскретирующегося в желудочно-кишечный тракт с желчью;
оптимизацию пищеварения и нормализацию моторной функции кишечника путем выработки субстанций, оказывающих морфокинетическое действие;
регуляцию времени прохождения пищи по желудочно-кишечному тракту за счет участия в метаболизме желчных кислот, ингибирования синтеза серотонина;
предотвращение негативного влияния радиации, химических загрязнителей пищи, канцер

Яковенко Руслан

Очень интересно--оо!!!!

БАД — эубиотики делят на две большие группы:
на основе чистых культур микроорганизмов – пробиотики, симбиотики или мультипробиотики;
смешанного состава (с добавлением аминокислот, микроэлементов, моно- и дисахаридов и т.д.) — синбиотики.
Функциональная роль эубиотиков направлена на:
колонизацию желудочно-кишечного тракта пробиотическими микроорганизмами, проявляющими антагонизм в отношении условно-патогенных и патогенных бактерий, вирусов, грибов и дрожжей;
улучшение нарушенного баланса микроорганизмов в кишечнике и устранение дисбактериозов и дисбиозов в целом;
ускорение рециркуляции эстрогена, экскретирующегося в желудочно-кишечный тракт с желчью;
оптимизацию пищеварения и нормализацию моторной функции кишечника путем выработки субстанций, оказывающих морфокинетическое действие;
регуляцию времени прохождения пищи по желудочно-кишечному тракту за счет участия в метаболизме желчных кислот, ингибирования синтеза серотонина;
предотвращение негативного влияния радиации, химических загрязнителей пищи, канцерогенов, загрязненной воды за счет повышения неспецифической иммунорезистентности.
Последняя функция пробиотиков в настоящее время вызывает особо повышенный интерес. Исследователями проводится поиск штаммов с наиболее выраженными свойствами. Установлено, что помимо лактобацилл иммуностимулирующим и антинеопласти-ческим действием в результате повышения неспецифической ре-зистентности обладают микроорганизмы Lactococcus, Enterococcus, Micrococcus, Streptococcus, Bifidobacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Saccharomyces boulardii и Bacillus. На основе культур этих микроорганизмов созданы биопрепараты для клиники и кисломолочные продукты. В литературе появились новые термины, характеризующие их: «симбиотики» (от слова «симбиоз») и «мультипробиотики».
Считают, что каждый штамм мультипробиотиков в кишечнике отыскивает наилучшие условия и занимает свойственную ему микроэкологическую нишу — биотоп.
Кроме симбиотиков широко применяются БАД — эубиотики смешанного состава. Это комплексы пробиотиков, в том числе мультиштаммовых, с различными так называемыми пребиотичес-кими веществами — синбиотики.
Пребиотики — вещества, в большинстве своем не адсорбируемые в кишечнике человека, но благотворно влияющие на организм путем селективной стимуляции роста или активизации метаболизма полезной микрофлоры. Пребиотики — это стимуляторы, или промоторы, пробиотиков.
В синбиотики включаются пищевые волокна, иммуномодуля-торы, ферменты, микроэлементы, растительные добавки, перечень которых очень быстро растет. Активными пребиотиками являются бифидобактерии, реже Lactobacillus, а по данным некоторых авторов — и Enterococcus faecium.
Большинство зарубежных авторов относят к пребиотикам оли-госахариды: фруктоолигосахариды, фруктаны, в том числе инулин, глюкоолигосахариды, глюканы и декстраны, галактозы и др. В качестве пребиотиков могут быть отдельные витамины и их производные (пантотеновая кислота и ее производные пантетеин и S-сульфопантетеин), активные иммунные белки — лактоглобулины, гликопептиды и др.

9. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
МУТАГЕННЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
Мутагенез — явление усиления спонтанного мутирования под влиянием агентов различной природы. Типичными физическими факторами, вызывающими индукцию мутаций, являются ионизирующее и ультрафиолетовое облучение, химическими – нитрозопроизводные и алкилирующие агенты, биологическими -вирусы. Кроме того, есть убедительные основания полагать, что существенными факторами, вызывающими возникновение мутаций у человека, могут явиться стрессовые нагрузки и другие состояния, сопровождающиеся нарушениями естественной антиоксидантной защиты организма.
Биологические и медицинские последствия мутагенеза представляют серьезную угрозу здоровью и жизни человека. Индуцированные мутации ответственны за возникновение врожденных пороков развития, наследственных и онкологических заболеваний. С ними связывают преждевременное старение и бесплодие. Массированное воздействие мутагенов на генетические структуры может явиться причиной генетического вырождения человека как биологического вида. К сожалению, несмотря на серьезнейшую угрозу для жизни и здоровья человека со стороны индуцированного мутагенеза, оценка мутагенных свойств пищевых добавок не является необходимым условием их внедрения в практику. В связи с этим вопрос генетической безопасности их применения остается открытым.
Совершенно очевидно, что пищевые добавки с мутагенными и комутагенными свойствами, усиливающими действие мутагенов, присутствующих в среде, представляют серьезную опасность. Вместе с тем пищевая добавка может ослаблять мутагенные эффекты т. е. проявлять антимутагенные свойства. И на основе пищевых добавок с антимутагенными свойствами возможна разработка продуктов, способных снижать риск воздействия на генетические структуры человека. Исследованию на мутагенную активность подвергнуты далеко не все использующиеся пищевые добавки. Однако даже эта ограниченная работа позволила выявить мутагенные соединения практически среди всех классов пищевых добавок.
Антиокислители. Это наиболее хорошо исследованная в генетическом отношении группа пищевых добавок. Полученные результаты довольно противоречивы, но дают достаточно оснований полагать, что применение бутилгидрокситолуола (Е 321) и особенно бутилгидроксианизола (Е 320) может быть небезопасно.
Ароматизаторы. Коричный альдегид, применяемый как ароматизирующий агент, проявил мутагенные свойства в экспериментах на мышах и крысах. Пищевые ароматизаторы из лука и чеснока были мутагенны в экспериментах на бактериях.
Консерванты. Исследования хлорида олова (Е 512), применяемого в ряде стран, показали его генотоксичность в микробиологических тестах. Формальдегид (Е 240) проявит мутагенные свойства в микробиологических тест-системах, индуцировав генные мутации в клетках китайского хомячка in vitro и хромосомные мутации в культуре клеток человека. Имеются сообщения о мутагенной активности нитрита натрия и бактериального ингибитора для вин и соков бисульфита натрия. Разработанный в Японии консервант AF-2 — производное нитрофурана — запрещен к применению в связи с наличием мутагенных свойств.
Более сложные результаты получены в отношении сорбиновой кислоты и ее солей (Е 200 —Е 202). Первоначально было показано, что они индуцируют мутации в культивируемых эукариотических клетках. И хотя в дальнейшем эти результаты не нашли подтверждения, однако было отмечено, что перечисленные агенты могут приобретать генотоксические свойства в результате окисления. Консервант тиабендазол (Е 233) проявит мутагенные свойства в экспериментах на клетках китайского хомячка in vitro, но был неактивен в микроядерном тесте на мышах.
Красители. Мутагенную активность продемонстрировали основной красный, метиловый красный, судан 4, метиловый оранжевый, конго красный, ализариновый красный В, эриохром, триптофановый синий, синий Эванса, пищевой зеленый S (Е 142) и пунцовый SX (Е 125). В культурах клеток установлены мутагенные свойства метанилового желтого, оранжевого 11 и флоксина. «Сахарный колер» (Е 150а и Е 150с) способен вызывать хромосомные мутации в культивируемых клетках млекопитающих, но не обладает генотоксической активностью в экспериментах на млекопитающих. Тартразин был мутагенен в культуре лимфоцитов периферической крови. В то же время тартразин, а также индигокармин (Е 132), сансет желтый («солнечный закат» FCF, Е 110), азорубин (Е 122) и патентованный V (Е 131) не были активны в экспериментах на мышах.
Подсластители. Сведения о многочисленных исследованиях сахарина и его солей (Е 954) достаточно противоречивы. Одни авторы указывают на наличие у сахарина мутагенных свойств, другими подобные эффекты не обнаружены. В наших исследованиях, посвященных изучению мутагенности сахарина, а также цикла-мата (Е 952), ацесульфама (Е 950) и аспартама (Е 951), не выявлена мутагенная активность указанных пищевых добавок в экспериментах на мышах.
Другие пищевые добавки. Пиколинат хрома продемонстрировал выраженную мутагенную активность в экспериментах на культивируемых эукариотических клетках, бромат калия (Е 924) обладал аналогичным эффектом в экспериментах на крысах.
Исследования комутагенной активности большинства пищевых добавок до сих пор остаются за пределами внимания исследователей. Работы в этом направлении носят единичный характер. В то же время известные сведения позволяют уверенно утверждать, что комутагенные свойства присущи целому ряду пищевых добавок. Таннины (Е 181) проявили комутагенную активность по отношению к цитогенетическим эффектам митомицина С в ряде экспериментов, проведенных на эукариотических тест-системах. Выявлен синергизм мутагенных эффектов формальдегида (Е 240) и нитрозометилмочевины.
Такое общеупотребляемое соединение, как аскорбиновая кислота (Е 300), продемонстрировало способность усиливать повреждающее действие блеомицина на хромосомы культивируемых лимфоцитов человека, а также комутагенную активность относительно некоторых металлов в экспериментах на мышах.
В этой связи уместно рассмотреть другие примеры комутагенности витаминов, которые рекомендуются сегодня для обогащения пищевых продуктов. Витамин Е увеличивает мутагенность блеомицина и этилметансульфоната. Витамин В2 обладает аналогичным эффектом по отношению к соединениям хрома, а витамин А усиливает мутагенное действие этилметансульфоната.
АНТИМУТАГЕННЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
В настоящее время все большее распространение получает идея о том, что ряд пищевых добавок может одновременно с технологическими функциями выполнять роль хемопревенторов, т.е. увеличивать устойчивость человека к разнообразным воздействиям, в том числе мутагенным. Немаловажную роль в формирование этой точки зрения сыграли позитивные результаты, установленные при изучении антимутагенных свойств пищевых добавок и витаминов, которые используются для обогащения пищевых продуктов.
Антиоксиданты. Сегодня имеется достаточно большое количество сведений, указывающих, что бутилгидрокситолуол (Е 321) бутилгидроксианизол (Е 320), пропилгаллат (Е 310), этоксю (Е 324) обладают антимутагенными свойствами. Первые два единения ингибируют мутагенный эффект бенз(а)пирена в культивируемых клетках млекопитающих. Последний с дозовой зависимостью снижает и полностью устраняет повреждающее деист циклофосфана на клетки костного мозга и сперматогонии млекопитающих.
Достаточно сведений получено об антимутагенности аскорбиновой кислоты, эффективно снижающей генотоксическое действие лекарства циклофосфамида и инсектицида диметоата, пестицидов эндосульфана, фосфомедона, манкозеба, а также антиамебного препарата дийодгидроксихинолина и бенз(а)пирена.
Витамин Е снижает число хромосомных повреждений, индуцированных бенз(а)пиреном и блеомицином.
Витамин А снижает мутагенность афлатоксина В1, циклофосфамида метилнитрозамина, бенз(а)пирена, лекарства клофаземина.
Ароматизаторы. Сведения о результатах исследований антимутагенных свойств ароматизатора коричного альдегида обобщены ранее.
Испытания ванилина показали, что этот ароматизатор снижает мутагенное действие метилметансульфоната и митомицина С в экспериментах на дрозофиле и этилнитрозомочевины в экспериментах на мышах.
Кумарин оказался способен ингибировать у мышей мутагенную активность бенз(а)пирена.
Красители. Антимутагенными свойствами обладают красители природного происхождения куркумины (Е 160): куркумин (Е 1601) и турмерик (Е 160ii). Первый ингибирует генотоксические эффекты конденсатов табачного дыма, второй раздельно или в сочетании с куркумином — мутагенные эффекты бенз(а)пирена.
Рибофлавин (Е 101i) ингибировал мутагенный эффект бенз(а)пирена и 2-ацетиламинофлуорена.
?-Каротин (Е 160а) способен снижать мутагенность бенз(а)пирена и циклофосфамида. Каротиноидные красители Е 160а и Е 160е снижают мутагенные эффекты циклофосфамида и диоксидина у мышей.
Другие пищевые добавки и витамины. Установлены антимутагенные свойства подсластителя аспартама (Е 951). Это соединение эффективно ослабляет мутагенные эффекты диоксидина и циклофосфамида.
Витамин В6 проявил антимутагенные свойства по отношению иомицину С и нитрохинолиноксиду, но не был эффективен воздействии циклофосфамида, нитрозогуанидина и метилмочевины.
Витамин В12 уменьшал количество хромосомных повреждений мышей, зараженных вирусом кори.
Фолиевая кислота дозозависимо снижала индукцию микроядер i влиянием метотрексата в клетках костного мозга мышей.
Таким образом, имеется достаточно сведений, подтверждающих наличие у пищевых добавок, с одной стороны, мутагенных и комутагенных свойств, с другой – антимутагенной активности. Обращает на себя внимание тот факт, что в раде случаев одно и то же вещество может демонстрировать все три вида активности. Это особенно характерно для антиоксидантов и может быть связано с присущей им инверсией эффектов, выражающейся в концентрационно- или дозозависимой смене антиоксидантного действия на прооксидантное и соответственно антимутагенного на мутагенное или комутагенное.
Необходимость изучения мутагенной активности пищевых добавок, очевидно, вытекает из рекомендаций ВОЗ и совпадает с мнением отечественных авторов, указывавших ранее, что безопасность и качество продуктов питания — один из основных факторов, определяющих здоровье нации и сохранение ее генофонда.
Наличие у некоторых пищевых добавок мутагенных и комутагенных свойств позволяет ставить под сомнение целесообразность их дальнейшего применения. В то же время сведения о наличии у них генотоксической активности получены в разрозненных экспериментах, не связанных единой методологией, принятой для оценки мутагенной активности химических соединений. Не останавливаясь на ее подробном анализе, отметим, что сегодня общепринята практика комплексного, предусматривающего применение набора разных методов изучения мутагенной активности химических соединений, а также выработаны оптимальные алгоритмы оценки совокупности полученных данных и их экстраполяции на человека. Существуют научно обоснованные параметры, определяющие выбор методов исследования, доз, способов и режимов использования вещества в экспериментах по оценке его мутагенных свойств. Особенно тщательно и полно методология исследования на мутагенность разработана в области фармакологии, поскольку оценка мутагенной активности является необходимым условием внедрения лекарственных средств в практику. Вышеизложенные сведения позволяют обосновав полагать, что систематическая и комплексная система оценки мутагенной активности пищевых добавок является насущной необходимостью и может выполняться на основе методологии, принятой в доклинических фармакологических исследованиях по безопасности лекарств, как это рекомендуется ВОЗ.
Отдельного анализа заслуживают сведения об антимутагенных свойствах ряда пищевых добавок. Их наличие открывает перспективы разработки пищевых продуктов, применение которых может значительно снизить мутагенное давление факторов среды на наследственность человека. Считается, что это чрезвычайно перспективное направление для теоретических и прикладных исследований. Однако его реализация наталкивается сегодня на недостаточную разработанность методологии подобного рода исследований и внедрения пищевых продуктов с антимутагенными свойствами. Большинство возникающих проблем связано с вопросами правомерности экстраполяции данных экспериментальных исследований на человека, а также инверсией и специфичностью эффектов многих пищевых антимутагенов.
ПУТИ ПОПАДАНИЯ МУТАГЕНОВ В ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ
При оценке мутагенной активности и генетической безопасности применения вновь синтезированных ксенобиотиков особое внимание уделялось лекарственным средствам и пестицидам. Гораздо меньше работ посвящено оценке мутагенных свойств других повседневных средовых факторов, в частности пищевых компонентов. Однако полученных результатов оказалось достаточно для заключения международной организации по исследованию канцерогенного риска и ряда авторитетных авторов о том, что пища является источником сложной смеси мутагенов и канцерогенов различной природы. Главенствующее положение среди них занимают микотоксины, нитрозосоединения, нитроарены, растительные (прежде всего пиролизидиновые) алкалоиды, гетероциклические амины, флавоноиды, фурокумарины, хинолиновые и хиноксалиновые производные, отдельные ароматические углеводороды.
Возможно несколько принципиально различных путей попадания потенциальных мутагенов в пищу.
1. Аккумулирование из внешней среды в процессе жизнедеятельности растений и животных. Известно, что широкое распространение в биогеоценозах имеют соли металлов и пестициды. Несколько десятков неорганических соединений накапливаются в объектах растениеводства и животноводства, загрязняя пищевые продукты. Ртуть аккумулируется в организме рыб, из почвы в овощи переходит до 37 % марганца, 32 % меди, 41 % цинка и до 10 % никеля. В зерновых и картофеле накапливаются соединения кадмия, никеля, свинца, цинка, хрома, кобальта и др. Ряд неорганических контаминантов в концентрациях, превышающих физио-ческие значения, демонстрирует в тест-системах мутагенную и/или ДНК-повреждающую активность. Среди них соединения цинка, кобальта, кадмия, бериллия, ртути, свинца, молибдена, никеля, хрома, мышьяка, меди, железа и др.
Широкие исследования показали, что мутагенными свойствами обладает не менее половины из 230 тестированных пестицидов. Их аккумуляция в пищевых растениях и остаточные количества в продуктах питания могут представлять генетическую опасность для человека, что подтверждено прямым цитогенетическим обследованием лиц, профессионально контактирующих с пестицидами.
В растениях и животных могут накапливаться и другие соединения, потенциально мутагенные или способные образовывать .мутагены в организме человека. Например, нитраты, накапливающиеся в растениях при внесении в почву азотистых удобрений, взаимодействуют с вторичными или третичными аминами с образованием мутагенных нитрозоаминов в кислом содержимом желудка человека. Взаимодействие нитрата натрия с L-триптофаном в аналогичных условиях приводит к возникновению мутагенного производного пропионовой кислоты, с гербицидами, являющимися производными мочевой кислоты, — к образованию их мутагенных нитрозопроизводных. Не исключено также образование потенциально мутагенных соединений в процессе переработки доброкачественной (не содержащей мутагенов или их предшественников) пищи в желудочно-кишечном тракте.
Следует также упомянуть, что мутагенную опасность для человека могут представлять остаточные количества препаратов, используемых для стимуляции роста и лечения животных, которые могут переходить в продукты питания человека. Например, транквилизаторы азоперон и ацепрамазин, используемые при производстве мяса, диоксидин, применяемый в ветеринарии в качестве антимикробного соединения.
2. Загрязнение мутагенами пищевого сырья при хранении. Это наблюдается, например, в результате накопления переокисленных соединений липидов, мутагенность которых хорошо известна, или поражения плесневыми грибами -- продуцентами мутагенных микотоксинов.
Мутагенные свойства одного из микотоксинов — афлатоксина В1 выявлены в исследованиях на самых разных биологических объектах, включая обезьян. Минимальная генотоксическая доза этого вещества, установленная в экспериментах на китайских хомячках, весьма незначительна — 0,1 мкг/кг. При этом увеличение уровня спонтанного мутирования после однократного введения этого соединения обезьянам сохраняется на протяжении почти двухлетнего периода наблюдений. Афлатоксин В1 относится к группе бисфураноидных токсинов. Однозначно установлены мутагенные свойства других соединений этого ряда, имеющих двойную винил-эфирную связь с терминальным фурановым кольцом: афлатоксины С1 и Ml, о-метилстеригматоцистин и стеригматоцистин. Имеются сведения о мутагенных свойствах других микотоксинов: патулина, зеараленона, охратоксина А.
Доказано образование мутагенов 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b) индола и 1-(2-фурил)-пиридо(3,4-b)индол-3-уксусной кислоты при смешивании L-триптофана и L-аскорбиновой кислоты и их совместной 60-дневной инкубации при 37 °С. Это может свидетельствовать о возможности образования мутагенов при хранении пищи, содержащей указанные естественные компоненты.
3. Образование мутагенов в процессе тепловой обработки пищевого сырья. Воздействие открытого огня, копчение, запекание приводят к образованию и накоплению в пищевых продуктах мутагенных полициклических ароматических углеводородов, прежде всего бенз(а)пирена. Поджаривание или проваривание способствуют образованию полициклических ароматических углеводородов, нитрозаминов, аминоимидазоазаренов, гетероциклических аминов и других мутагенов. Так, нагревание рыбных продуктов до 100 - 220 °С в течение 15 мин приводит к образованию мутагенных 2-амино-3,8-диметилимидазо(4,5-Охиноксалина и 2-амино-3,4,8-триметилимидазо(4,5-Г )хиноксалина. Пирролизаты фосфолипидов, образующиеся при нагревании до 500 — 700 °С, обладают мутагенными свойствами, подобная активность выявлена у продуктов пирролиза глутаминовой кислоты и других аминокислот. Холестерин, окисляясь при хранении или приготовлении пищи, может также приобретать мутагенные свойства.
4. Наличие в пище мутагенов естественного происхождения. Некоторые флавоноиды демонстрируют мутагенную активность, а витамины С, Е, А — мутагенпотенциирующие эффекты. Саговник, употребляемый в пищу, содержит мутаген естественного происхождения циказин. В экспериментах на лимфоцитах человека показано, что кофе помимо кофеина содержит и другие мутагенные факторы. Кофеин в целом ряде исследований демонстрировал мутагенные и мутагенпотенциирующие свойства.
Известно более 200 растений, содержащих соединения, обладающие мутагенным эффектом.
5. Определенную мутагенную опасность могут представлять пищевые добавки, используемые в качестве консервантов, ароматизаторов, красителей, подсластителей, загустителей и пр.
Главной мерой борьбы с индуцированным мутагенезом и его отдаленными патогенетическими последствиями является предупреждение контакта человека с потенциальными мутагенами. Таким образом, в области изучения мутагенности пищевых продуктов можно выделить две тесно взаимосвязанные задачи:
предупреждение потребления продуктов, содержащих потенциально мутагенные соединения. Решение этой задачи методами генетического мониторинга представляется невозможным из-за чрезвычайно большого объема необходимых исследований. В этом случае целесообразно применение менее дорогостоящих и трудоемких методов химической детекции потенциально опасных веществ в рамках санитарно-гигиенического контроля качества. Например, после выявления мутагенных и канцерогенных свойств афлатоксина В1 и других микотоксинов, загрязняющих пищу, достаточно иметь надежные аналитические способы их идентификации и препятствовать распространению загрязненных продуктов без дополнительных генетических исследований;
изучение генотоксических свойств наиболее распространенных пищевых добавок. Насчитывается около 2,5 тыс. наиболее часто встречающихся загрязнителей и компонентов, образующихся при термических воздействиях, для создания необходимой базы данных по направленному выявлению потенциальных мутагенов в пищевых продуктах методами аналитической химии. Эта задача представляется достаточно сложной, прежде всего по вопросам определения первоочередности тестирования, выбора тест-объектов исследований, доз, способов и схем применения испытуемых соединений и продуктов, антагонизма и синергизма действия пищевых компонентов с мутагенами, повседневно воздействующими на человека (полициклические углеводороды, хиноны и пр.).
ПИЩЕВЫЕ АНТИМУТАГЕНЫ
Сегодня формируются три направления практического использования антимутагенов:
разрабатываются фармакологические средства защиты генетических структур от мутагенных воздействий;
исследуется влияние различных (в подавляющем большинстве растительных) пищевых продуктов на индуцированный мутагенез;
идет интенсивное изучение возможности использования отдельных пищевых добавок или компонентов в качестве превентеров (chemopreventers), обладающих профилактическими, в частности антимутагенными, свойствами. Создание пищевых продуктов, обогащенных антимутагенными компонентами, имеет большие перспективы не только для профилактики увеличения генетического груза, но также потому, что антимутагены рассматриваются как агенты, предупреждающие индукцию и развитие злокачественных новообразований.
Известно более 25 различных классов химопревентеров, содержащихся практически во всех типах пищи.

Таблица 9.1 - Сведения о пищевых продуктах с наиболее значительными химопревентерами

Антимутагенные свойства имеют многие соединения, поступающие с пищей: растительные пищевые волокна, пигменты и флавоноиды (рутин, кверцетин, мирацетин), витамины С, Е, А, ?-каротин, экстракты ряда культурных и дикорастущих растений (зеленого и черного чая, капусты, зеленого перца, баклажанов, яблок, лопуха, лука, имбиря, мяты и др.), многочисленные синтетические соединения, применяющиеся в качестве пищевых добавок (бутилокситолуол, бутилоксианизол, пропилгаллат, этоксихин). Известны факты, свидетельствующие о снижении мутагенных эффектов под действием йогуртов и соков различных фруктов и овощей.
Отдельные соединения, являющиеся естественными компонентами пищи, способны ингибировать непосредственно эффекты пищевых мутагенов. Казеин в микробиологических тест-системах обладает эффективной антимутагенной активностью и снижает генотоксические эффекты азида натрия, N-нитрохинолин-1-оксида и особенно хорошо бенз(а)пирена, N-метилнитрозомочевины, нитрозированного 4-хлориндола. Различные флавоноиды ин-гибируют мутагенность гетероциклических аминов. Витамины С и Е уменьшают эндогенное образование мутагенных нитрозопроизводных, что, по мнению отдельных авторов, открывает перспективу профилактического использования этих соединений за счет увеличения потребления овощей и фруктов или продуктов, обогащенных пищевыми добавками, содержащими эти компоненты.
По механизмам защитного действия пищевые антимутагены, скорее всего, полифункциональны и могут оказывать защитный эффект сразу по нескольким механизмам: вне клетки, ингибируя формирование и поглощение мутагенов, превращение промута-генов в мутагены; внутриклеточно, блокируя поступление мутагенов в клетки, их взаимодействие с генетическими структурами за счет усиления активности детоксицирующих ферментов и ферментов репарации; за счет прямого взаимодействия с мутагенами (десмутагены), перехвата свободных радикалов.
Вместе с тем большая часть работ по антимутагенезу выполнена с применением микробиологических тест-объектов, что значительно снижает прогностическую ценность выявленных результатов для высших животных и человека. Исследования антимутагенных свойств химических соединений предпочтительнее проводить на млекопитающих, так как в этом случае данные с высокой надежностью могут быть экстраполированы на человека.
Следует констатировать очевидную недостаточность сведений об антимутагенах in vivo, что позволяет рассматривать изучение их эффектов на высших организмах как новую сферу исследований. В этой области, имея в виду предложения о практическом использовании антимутагенов, важно выделить несколько проблем:
высокая избирательность действия. Например, N-ацетилцистеин снижает индукцию бенз(а)пиреном микроядер в печени и легких крыс, но не влияет на аналогичную активность диметилбен-зантрацена в клетках костного мозга мышей. Даже в экспериментах на одних и тех же объектах in vitro, заведомо менее сложных, чем системы in vivo, антимутагены избирательно ингибируют эффекты одних повреждающих факторов и неэффективны по отношению к другим мутагенным соединениям;
сложная дозовая зависимость антимутагенных эффектов, зависимость защитного эффекта от дозы и типа индуктора мутагенеза, выбранного объекта исследования и пути введения исследуемого вещества;
практически все антимутагены, уменьшая эффекты одних ксенобиотиков, потенциируют мутагенное действие других, a при определенных условиях обладают собственным мутагенным потенциалом. Так, каротиноиды — прекрасные антиоксиданты и за счет этого обладают антимутагенным действием, но в ряде случаев оказывают противоположный – мутагенный или мутагенпо-тенциирующий эффект вследствие инверсии антиоксидантного эффекта в прооксидантный. Аналогичными свойствами обладают витамины А, С, Е и синтетические антимутагены. Известны сведения о мутагенпотенциирующих свойствах витаминов, об антимутагенных и мутагенных свойствах бутилокситолуола и бутилоксианозола.
Следовательно, необдуманное и недостаточно обоснованное использование антимутагенных химопревентеров в качестве элементов продуктов питания может принести вреда не меньше, чем пользы. Строго говоря, сегодня в доступной литературе нет ни одного примера, позволяющего дать обоснованную рекомендацию по практическому использованию антимутагенов в пищевой промышленности. Вместе с этим принята практика обогащения повседневных продуктов питания (молоко, соки и пр.) витаминами. Подобный подход оправдан наличием серьезных гиповита-минозов у части населения практически всех регионов России. Однако совершенно неясно, каким образом обогащенные витаминами продукты влияют на процессы индуцированного мутагенеза у лиц, не страдающих недостатком витаминов, и как отражается состояние гипо- и гипервитаминозов на эффектах средовых мутагенов разного типа действия. Например, в исследованиях Института фармакологии показано, что как при гиповитаминозе по витамину А, так и при его дополнительном пероральном введении уровень аберрантных клеток, индуцируемых диоксидином, в костном мозге животных значительно ниже, чем у животных, имеющих сбалансированное питание. В других работах показано, что витамины А, С, Е имеют мутагенпотенциирующие эффекты. Таким образом, даже применение в качестве антимутагенных химопревентеров повседневно использующихся соединений, например витаминов, требует специального обоснования и изучения.
Важно отметить, что в определенных случаях эффект пищевых мутагенов может быть снижен или устранен на основе изменения технологии приготовления пищевых продуктов.
Например, при термической обработке мяса, не содержащего собственного сока, уровень мутагенности готового продукта примерно в 50 раз ниже, чем при обработке в тех же условиях в присутствии мясного сока. Наблюдаемый эффект связан с тем, что мясной сок содержит большое количество креатинина и свободных аминокислот, являющихся субстратом образования мутагенных гетероциклических ароматических аминов. Нанесение пищевых аминокислот триптофана или пролина на поверхность мяса перед термической обработкой также ингибирует образование мучных гетероциклических ароматических аминов. Однако достоверность этого требует проверки, так как в ряде случаев обработка мяса некоторыми свободными аминокислотами, прежде всего пролином, существенно увеличивает мутагенность готового продукта.
Возможна также дезактивация загрязненных продуктов. Куку-гузное зерно, содержащее афлатоксин В1, мутагенное в костном мозге мышей in vivo, после обработки аммонием теряло свою повреждающую активность.
Не менее интересны сведения о диетической модуляции ДНК-повреждений у человека. При недостаточно калорийных диетах уровень биомаркеров, свидетельствующих об интенсивности окислительных повреждений ДНК, снижен. При низкокалорийной диете, содержащей белки, жиры и углеводы, но в отсутствие фруктов и овощей уровень биомаркеров выше, чем в присутствии этих компонентов пищи. Аналогичным образом обогащение диеты ненасыщенными жирными кислотами, возможно, будет иметь протекторное действие по отношению к мутагенным эффектам, поскольку показано, что некоторые из них в культуре клеток китайского хомячка ингибируют кластогенный эффект целого ряда мутагенов.
Следует констатировать, что в настоящее время в области пищевой токсикологии формируются два взаимосвязанных направления обеспечения генетического здоровья населения. Первое связано с предупреждением потребления пищевых мутагенов и уже сегодня может в достаточной степени решаться в рамках технологических, санитарно-гигиенических и генетических подходов. Второе направление имеет целью создание продуктов, компоненты которых способны препятствовать повреждающему действию средовых мутагенных факторов; по существу, это новое поле исследований, не имеющее сегодня устоявшейся методологии и представленное достаточно разрозненными данными. Однако большие группы населения имеют прямой контакт с мутагенами в быту и на производстве, например в асбестоцементной промышленности, поэтому разработка и внедрение пищевых антимутагенов имеют большую социальную значимость.

10. ВИДЫ ПИТАНИЯ
Первые представления о диететике были даны основоположниками античной медицины видными врачами Греции — Гиппократом (460 — 377 гг. до н.э.), Рима — Асклепиадом (128 — 55 гг. до н.э.) и Галеном (около 130 —около 200 гг. до н.э.). В сочинении «О диете при острых болезнях» Гиппократ большое внимание уделяет диетотерапии и первым призывает соблюдать умеренность в еде.
Развитие нутрициологии как науки о питании относится к концу XVIII — началу XIX столетия. К этому времени познания в области химии и естествознания достигли такого уровня, когда сложились реальные условия для всестороннего изучения пищевых веществ и проведения других научных исследований, касающихся физиологии питания человека. Сегодня наука о питании тесно связана с физиологией, биохимией, биофизикой, радиологией, витаминологией, токсикологией, микробиологией, гигиеной и другими науками.
Известный немецкий химик Юстус Либих (1803—1873) первый дал научно обоснованную классификацию питательных веществ и разделил пищевые вещества на пластические — белки, дыхательные — углеводы, жиры и соли.
Немецкий физиолог Карл Фойт (1831 — 1908), изучая энергетические затраты человека при различных видах труда, впервые определил потребности организма в энергии и пищевых веществах. Им обоснованы и предложены суточные нормы поступления с пищей белков — 118 г, жиров — 56, углеводов — 500 г при средней энергетической ценности суточного пищевого рациона 3055 ккал.
Президент Баварской академии наук Макс Петтенкофер (1818 — 1901) изучал потребности нашего организма в пищевых веществах и их нормировании в различных условиях жизни и деятельности человека. Совместно с К. Фонтом им разработаны гигиенические нормы питания.
Основоположник русской физиологической школы И.М.Сеченов (1829—1905) изучал обмен веществ и превращение пищевых веществ в организме. Его ученик М.Н.Шатерников (1870 — 1939) с 1920 по 1930 г. руководил работой организованного им Экспериментального института физиологии питания, а с 1930 г. возглавлял отдел физиологии питания в Центральном институте питания. Он совместно с П.П.Диатроптовым (1859— 1934) предложил впервые отечественные нормы белка в питании: 110 г в сутки (100 г усвояемых) при работе средней степени тяжести и 130 г (115 г усвояемых) при выполнении тяжелого труда.
Русский ученый Н.И.Лунин (1854— 1937) является основоположником учения о витаминах. Академик И.П.Павлов (1849 — 1936) изучал закономерности процессов пищеварения и высшей нервной деятельности. В 1891 г. им опубликована лекция «О работе главных пищеварительных желез».
О.П.Молчанова (1886—1975) опубликовала свыше 160 научных работ, посвященных изучению суточных энергетических затрат у рабочих и служащих различных профессий и потребности организма в различных пищевых веществах в зависимости от условий труда и климата. Обобщающим результатам ее исследований стали физиологические нормы питания для различных возрастных и профессиональных групп.
Академик А.А.Покровский (1916— 1976) первым обосновал и предложил концепцию сбалансированного питания. М.И.Певзнер (1872—1952) был одним из основоположников отечественной диетотерапии.
Профессор Г. Т. Келейников впервые систематизировал некоторые понятия о видах питания.
Различают шесть основных функций пищи:
энергетическая — покрытие энергетических затрат организма. Она поддерживается за счет углеводов, жиров и в меньшей степени — белков;
пластическая — обеспечивает построение и обновление клеток и тканей.
Поддерживается благодаря белкам, в меньшей степени — минеральным веществам, липидам и углеводам;
биорегуляторная — сводится к участию в образовании ферментов и гормонов, являющихся биологическими регуляторами обмена веществ в тканях. Для ее реализации необходимы белки и витамины;
приспособительно-регуляторная — способствует нормальной деятельности важнейших систем организма (питание, выделение, терморегуляция и др.). Поддерживается за счет пищевых волокон, воды и других нутриентов;
защитно-реабилитационная — заключается в повышении устойчивости организма к инфекциям и другим вредным воздействиям, в том числе профессиональным, в нормализации нарушенного обмена веществ, восстановлении тканей, ускорении выздоровления, предупреждении рецидивов заболевания и в переходе из острой в хроническую форму. Обеспечивается за счет профилактических и лечебных свойств качественно различных рационов питания;
сигнально-мотивационная — сводится к возбуждению аппетита при употреблении пряностей, пряных овощей и прочих вкусовых веществ.
СБАЛАНСИРОВАННОЕ ПИТАНИЕ
Сбалансированное питание — одна из первых научно обоснованных систем принятия пищи. Теория сбалансированного питания, возникнув более 200 лет назад, преобладала в диетологии до недавнего времени. Ее суть можно свести к нескольким положениям:
идеальным следует считать такое питание, при котором поступление пищевых веществ в организм соответствует их расходу;
пища состоит из нескольких различных по физиологическому значению компонентов: полезных, балластных и вредных;
в пище содержатся незаменимые вещества, которые не могут образовываться в организме, но необходимы для его жизнедеятельности;
обмен веществ у человека определяется уровнем концентрации аминокислот, моносахаридов (глюкоза и др.), жирных кислот, витаминов и минеральных веществ.
Сбалансированным называется питание, в котором обеспечены оптимальные соотношения пищевых и биологически активных веществ, способных проявить в организме максимум своего полезного биологического действия. В сбалансированном питании предусматриваются оптимальные количественные и качественные взаимосвязи основных пищевых и биологически активных веществ — белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных элементов.
Сбалансированное питание предусматривает также наиболее физиологически благоприятные взаимосвязи и соотношения эссенциальных частей пищевых веществ (аминокислот, жирных кислот, крахмала и сахаров), взаимосвязи отдельных витаминов между собой и с другими компонентами питания (аминокислотами, жирными кислотами и др.), а также связь и влияние минеральных элементов на проявление биологических свойств в организме других пищевых веществ и их составных частей. Особое значение придается сбалансированности незаменимых, так называемых эссенциальных веществ, не синтезируемых в организме или синтезируемых с недостаточной скоростью и в ограниченном количестве.
При оценке рационов учитывают их сбалансированность по многим показателям. Так, соотношение между белками, жирами, углеводами в норме для молодых работников умственного труда принято равным 1: 1,1:4,5 и при тяжелом физическом труде —1:1,3:5
При оценке сбалансированности белков 55 % из них должно приходиться на белки животного происхождения и 45 % — растительного, жиров — 30 % растительные масла, 70 % жиры животного происхождения. Баланс углеводов составляет: 75 —80 % крахмала, 15 — 20% легкоусвояемых углеводов, 5% клетчатки и пектинов. Лучшее соотношение для усвоения кальция, фосфора и магния 1:1,5:0,5. Определенную сбалансированность надо учитывать и для витаминов.
На основе теории сбалансированного питания разработаны различные пищевые рационы для всех групп населения с учетом их возраста, пола, физических нагрузок на производстве, климатических и других условий проживания.
Полноценность пищи зависит не только от качества самих продуктов, но и способа их приготовления. Созданы многие новые пищевые технологии, а также обнаружены ранее неизвестные аминокислоты, витамины и микроэлементы. Появилась масса новых, в основном очищенных высокоэнергетических продуктов питания: хлеб из муки тонкого помола, шлифованные крупы, осветленные растительные масла, рафинированный сахар, соки без мякоти и др. Широкое распространение рафинированных продуктов, освобожденных от балластных веществ, вовсе не способствовало укреплению здоровья человечества. В наиболее развитых странах все чаще фиксируются атеросклероз, диабет, остеохондроз, остеоартроз и другие, так называемые болезни цивилизации. Потребление рафинированных продуктов обернулось увеличением числа заболеваний желудочно-кишечного тракта, печени и желчных путей, а также появлением различных нарушений обмена веществ, вызванных на первый взгляд непонятной интоксикацией организма.
Отказаться в настоящее время от рафинированных продуктов, как это советуют приверженцы вегетарианства, раздельного питания и макробиоты, для нас совершенно невозможно, потому что заменить их нечем, во всяком случае, для малоимущих слоев общества (а это большинство жителей России). Но снизить приносимый рафинированными продуктами вред можно за счет одновременного употребления большого количества овощей и, по возможности, фруктов, орехов. С точки зрения полезности для организма они являются наиболее полноценными продуктами, особенно в свежем и натуральном виде, и в наибольшем объеме содержат биологически активные вещества, такие, как витамины, минеральные соли, клетчатка и пектины. Однако, если овощи и фрукты прошли жесткую тепловую обработку или переработаны в консервы, их ценные пищевые свойства в значительной степени ослаблены.
Как считают многие специалисты-диетологи, идея сбалансированности легла в основу всех современных научно обоснованных теорий питания.
РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
В переводе с латыни слово «рацион» означает суточную порцию пищи, а слово «рациональный» — разумный, или целесообразный. Под рациональным (оптимальным) питанием следует понимать правильно организованное и соответствующее физиологическим ритмам снабжение организма хорошо приготовленной, питательной и вкусной пищей, которая содержит адекватные количества незаменимых пищевых веществ, необходимых для его развития и функционирования.
Питание может считаться рациональным только тогда, когда оно обеспечивает потребность организма в пластических (строительных) веществах, восполняет без избытка его энергетические затраты, соответствует физиологической и биохимической возможностям человека, а также содержит все другие необходимые вещества: витамины, макро-, микро- и ультрамикроэлементы, свободные органические кислоты, балластные вещества и ряд других биополимеров. Вещества, которые содержатся в пище и используются организмом, называют нутриентами.
Оптимальное питание должно обеспечивать сбалансированность поступления энергии в организм с его энергетическими тратами, равновесие поступления и расходования, основных нутриентов при учете дополнительных потребностей организма, связанных с его ростом и развитием. Оптимальное питание должно способствовать сохранению здоровья, хорошему самочувствию, максимальной продолжительности жизни, а также созданию наилучших условий для преодоления трудных для организма ситуаций, связанных с воздействием инфекций и экстремальных условий.
Поскольку все перечисленные выше пищевые вещества попадают в наш организм извне, рациональное питание можно и должно рассматривать еще и как естественно обусловленное взаимоотношение человека со средой обитания. Но от всех агентов внешней среды пища отличается тем, что внутри организма она становится внутренним, специфическим для него фактором. Одни элементы превращаются в энергию физиологических функций, другие — в структурные формации органов и тканей.
Питание любого человека должно быть рациональным, т. е. разумным и научно обоснованным, целесообразным. Это тот идеал, которого достичь в реальной жизни невозможно, но к нему следует стремиться. Под термином «рациональное питание» следует понимать физиологически полноценное питание, учитывающее особенности каждого человека, способное обеспечивать постоянство его внутренней среды. Автор концепции сбалансированного питания А.А.Покровский под термином «оптимальное питание», по сути, описывает «рациональное питание». Следовательно, эти два понятия идентичны и нами будут использоваться в дальнейшем с одинаковым значением.
«Иррациональное» питание подразумевает питание с определенными нарушениями. Такое определение было высказано Н. Г. Хливным и другими при рассмотрении последствий нарушения режимов питания здорового человека.
К.С.Петровский употреблял термин «правильное питание», подразумевая такое питание, которое полностью удовлетворяет все потребности организма в энергетических, биологически активных (витаминах, ферментах) и минеральных веществах. По мнению К. С. Петровского, если человек принимает недостаточное или избыточное количество пищи, то в таком случае питание не может считаться правильным или нормальным.
Полноценное питание, имеющее полную, установленную ценность, т.е. полностью соответствующее требованиям, А. Я. Губергриц и Ю. В. Линевский идентифицируют с рациональным питанием. Полноценное и рациональное питание предусматривает наличие в пищевом рационе белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ, адекватное потребностям в них и в оптимальных для усвоения отношениях в зависимости от возраста, пола, массы тела, условий труда.
Всякое достаточно длительное отклонение от принципов рационального питания неизбежно оказывает неблагоприятное воздействие на организм.
Итак, рациональным называется питание, удовлетворяющее энергетическим, пластическим и другим потребностям организма, обеспечивая при этом необходимый уровень обмена веществ.
Основными элементами рационального питания являются сбалансированность и правильный режим приема пищи. Таким образом, утоление чувства голода не равнозначно рациональному питанию.
Рациональное питание основывается на некоторых законах о питании.
Первый закон рационального питания требует соблюдать равновесие между поступающей энергетической ценностью пищи и затратами организма. Энергетическая ценность пищи равна количеству энергии (в калориях), которая освобождается при окислении веществ, входящих в состав пищи. Для измерения энергетической ценности пищи и работы организма (энергетических затрат) пользуются одними и теми же единицами в международной системе единиц СИ — джоулями (Дж); 1 Дж = 4,184 кал.
Даже в условиях покоя и при благоприятных температурных условиях уровень энергетических затрат взрослого человека составляет 1300—1900 ккал в сутки. Основной энергетический обмен можно рассчитать для каждого человека. Экспериментально установлено, что удельный обмен энергии за 1 ч составляет примерно 1 ккал на 1 кг массы тела.
При ограничении пищевого рациона, т. е. кратковременном недостатке энергетического материала, в организме человека расходуются его запасные вещества — гликоген и жиры. В условиях же длительной нехватки пищи (голодание) на покрытие энергозатрат идут уже не только жиры и углеводы, но и белки организма. Поэтому для сохранения энергетического равновесия так необходимо оптимальное количество пищевых веществ.
Часть энергии расходуется непосредственно на переваривание пищи, при этом количество используемой энергии зависит от состава рациона: на переваривание белков организм тратит 30 - 40% энергии, жиров — 7-14, углеводов — 4 - 7, клетчатки сырых овощей до 60 %. Употребляя ежедневно сырые овощи, невозможно страдать от ожирения.
При сгорании в организме 1 г белков и углеводов выделяется 4ккал (16,7 кДж) энергии, тогда как при сгорании 1 г жира —9 ккал (37,6 кДж).
Биологическая ценность пищи определяет прежде всего особенности ее участия в синтезе собственных белков организма, а также учитывает активность входящих в нее полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и витаминов.
Пищевая ценность продуктов — понятие более широкое. Здесь учитываются и энергетическая ценность продукта, и содержащиеся в нем органические биополимеры, и неорганические вещества, и даже вкусовые качества пищи. Для учета величины пищевой ценности наиболее часто применяют количество граммов или килограммов данного нутриента в 100 г съедобной части продукта.
Сбалансированный суточный рацион взрослого человека должен в среднем включать 1900 мл жидкости (в напитках, блюдах и «сухих» продуктах), 90 г белков, 90 г жиров, 450 г углеводов, 0,1 г витаминов, 20 г минеральных веществ, микроэлементов и ультрамикроэлементов .
Всего для полного удовлетворения потребностей организму человека необходимо более 600 различных веществ, в том числе 8 незаменимых и 10 заменимых аминокислот. При больших физических или умственных нагрузках потребность в одних нутриентах возрастает, а в других снижается. Меняются потребности организма и при некоторых заболеваниях.
Энергетические затраты подростков примерно на 1700 ккал больше, чем детей в возрасте от 1 года до 3 лет. А суточный пищевой рацион людей в возрасте от 28 до 39 лет при прочих равных условиях в среднем должен содержать на 200 ккал больше, чем рацион 40 —60-летних людей.
У женщин энергозатраты обычно ниже, чем у мужчин, и если женщина ест наравне с мужчиной, то неизбежно начинает полнеть.
Таким образом, первая заповедь рационального питания — умеренность в еде. Выполнение этого условия является залогом сохранения физического здоровья и красоты.
Вторая - необходимо придерживаться сбалансированности между поступающими в организм белками, жирами, углеводами и витаминами, минеральными веществами и балластными компонентами.
Чтобы вести полноценную жизнь и сохранить здоровье, человек нуждается не в каких-то конкретных продуктах, а в определенном (оптимальном) соотношении содержащихся в них нутриентов. Для нормального развития человеческого организма необходимо систематическое поступление в него около 70 пищевых компонентов, которые сам организм человека не синтезирует, а получает только с пищей. Такое количество ценных пищевых компонентов не может находиться в каком-либо одном, пусть даже самом ценном продукте. Их частично содержат разные продукты питания: мясные, рыбные, злаковые, овощные, фруктовые, ягодные и др.
Для различных групп населения существуют специально разработанные нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии, которые основаны на научных данных физиологии, биохимии, диетологии и других отраслей медицинской науки. Чтобы определить адекватное количество энергии для конкретных групп людей, необходимо в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения соотнести общие энергозатраты на все виды жизнедеятельности человека с расходом энергии в состоянии покоя (основной обмен). Отношение общих энергозатрат к величине основного обмена дает коэффициент физической активности.
По рекомендациям Института питания РАМН, белки в рационе питания человека должны составлять 12-14 %. Доля жиров равняется 30 %. На углеводы остается 56-58 % общего суточного рациона. Наиболее распространенные формы пищевого дисбаланса, как правило, связаны с недостаточным потреблением незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов А, Е, С и группы В, пищевых волокон (балластных веществ), некоторых минеральных солей и микроэлементов.
Таким образом, для того чтобы быть здоровым и красивым, питание должно быть разнообразным.
Третья заповедь рационального питания требует от человека определенного режима питания, т.е. распределения приема пищи в течение дня, соблюдения благоприятной температуры пищи и т.д.
Жизнь взрослого человека характеризуется динамическим равновесием между поступлением пищевых веществ, процессами их превращения и выведением из организма в виде продуктов распада. Для каждого вещества, поступающего в организм с пищей, существуют строго определенные закономерности превращения и пути обмена. Поэтому так необходимы регулярность и оптимальное распределение пищи в течение дня.
Четвертая заповедь рационального питания предписывает учитывать возрастные потребности организма и в соответствии с ними корректировать рацион питания. Длительное возрастное нарушение равновесия между поступлением какого-либо вещества в организм, с одной стороны, и его распадом или выведением, с другой, приводит к асимметрии обмена веществ. Возрастные нарушения обмена веществ тесно связаны с возникновением таких распространенных заболеваний, как избыточная полнота, атеросклероз, отложение солей и т. п.
Требуется, чтобы повседневное питание обеспечивало своевременное и полное удовлетворение физиологических потребностей организма в основных пищевых веществах.
Выполнение законов рационального питания гарантирует нам сохранение в течение долгих лет высокой физической и умственной активности, бодрости и жизнерадостности.
Главенствующие положения теории рационального питания — это практическая реализация постулатов теории адекватного питания. В настоящее время отмечается тенденция к объединению этих терминов в «рациональное питание» и вкладываются в это понятие сбалансированность и адекватность. Рациональное питание относят также к профилактическому питанию.
Профилактическое питание предназначено для здорового населения как предупреждающее в первую очередь алиментарные заболевания (болезни недостаточного и избыточного питания), обеспечивающее здоровье, высокую работоспособность и продолжительность жизни.
ЛЕЧЕБНОЕ И ДИЕТИЧЕСКОЕ ПИТАНИЕ
Лечебное питание — это применение с лечебной или профилактической целью специально составленных пищевых рационов и режимов питания для людей с острыми или обострениями хронических заболеваний. Понятия «лечебное» и «диетическое питание» очень близки, но несколько различающиеся по своему значению. Под диетическим питанием подразумевают главным образом питание людей с хроническими заболеваниями вне обострения.
Лечебное питание (диетотерапия) строится на основе данных по физиологии, биохимии и гигиене питания, а также знаний о роли отдельных пищевых веществ и продуктов, значении сбалансированности и режима питания. Лечебное питание опирается на представления о причинах, механизмах и формах течения заболеваний, особенностях пищеварения и обмена веществ у здорового и больного человека. Изменяя характер питания, можно регулировать обменные процессы в организме и тем самым влиять на течение болезни.
При обосновании лечебного (диетического) питания при различных заболеваниях и построении лечебных диет должны быть учтены следующие принципы:
обеспечение потребностей больного человека в пищевых веществах и энергии;
обеспечение соответствия между принимаемой пищей и возможностями больного организма ее усваивать на всех этапах пищеварения;
учет местного и общего воздействия пищи на организм;
использование в питании щадящих методов, а также методов тренировки, нагрузки и разгрузки;
учет местных, национальных и индивидуальных особенностей питания.