6 курс / Диетология и нутрициология / Здоровое_питание_Шилов_В_Н_,_Мицьо_В_П

ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ

Потребители уже давно привыкли к определенному виду продуктов, их цвету. В

условиях современной пищевой промышленности продукты в процессе переработки теряют свой привычный цвет, а иногда и приобретают не очень приятный вид. Это все влияет на потребителя, на его аппетит, процесс

пищеварения. Для придания пищевым продуктам различной окраски используются природные и синтетические красители (органические и

неорганические). Применяют их в основном в кондитерской промышленности, при изготовлении напитков, маргарина, консервов.

Натуральные красители – красящие вещества, подаренные самой природой.

Например, из мальвы получают пурпурную окраску, из кошенили – красный цвет. Красный цвет получают еще и из сандалового, бразильского дерева, черники, ежевики, бузины, клюквы, шелковицы. Желтый цвет получают из сафлора,

куркумы, шафрана. Из красной капусты получают красящие вещества с зеленой окраской. Краски, входящие в состав зеленого красителя, получаются из индиго

(синий цвет) и куркумы (желтый цвет). Фиолетовые оттенки получают на основе экстракта тименты. Натуральные красители обладают антиоксидантными

свойствами, их использование не только улучшает внешний вид, но и повышает качество пищи. В настоящее время наблюдается тенденция к использованию в

производстве продуктов природных красителей. Красящее вещество синтезируют,

получая его полную природную копию. Содержание в продуктах натуральных красителей указывает на элитарность продукта. Среди натуральных продуктов распространены красящие вещества, по химической природе относящиеся к флавоноидным и каротиноидным соединениям. Они являются основой красных,

желтых, оранжевых пигментов. Природа и структура пигментов стала известна в

конце XX столетия.

Структурная формула B-каротина была открыта в 1928 г. Каррером и Куном, а фирма Rосhe впервые синтезировала его только в 1953 г. Возможность использования тех или иных натуральных красителей в пищевой промышленности определяется не только химической структурой, но и

стабильностью к физическим, химическим и иным воздействиям (действие кислот

и щелочей, кислорода воздуха, температуры, микробиологической порче). Так, при тепловой обработке происходит изменение каротиноидов, хлорофиллов, антоцианов, фенольных соединений. Синтетические красители обладают значительными технологическими преимуществами перед натуральными. Они менее чувствительны к условиям технологической обработки и хранения и дают яркие, легко воспроизводимые цвета. Себестоимость их гораздо ниже себестоимости натуральных красителей. Без синтетических красителей

современное производство продуктов значительно бы снизило многообразие и объем продуктов питания. Маркировка Е обозначает безопасность соединений,

допустимость их использования в пищевых продуктах, соответствие санитарногигиеническим нормам. О безопасности некоторых из них еще поговорим ниже.

Каротиноиды – растительные красно-желтые пигменты, обеспечивающие

окраску ряда жиров, овощей, фруктов, яичного желтка. Среди них необходимо отметить бета-каротин. Помимо своих красящих эффектов, они обладают

свойствами провитаминов. Распадаясь в живом организме, они превращаются в

витамин А. Обозначение бета-каротина – Е 160а.

Каротиноиды выделяют из моркови, плодов шиповника, получают также микробиологическим, синтетическим путем. Они устойчивы в безвоздушной

среде, но легко окисляются на свету, в присутствии воздуха, других окислителей.

В хлопковых семенах содержится пигмент госсипол. Госсипол и продукты его превращения окрашивают хлопковое масло в темно-желтый или коричневый цвет.

Хлорофиллы Е 140 придают зеленую окраску овощам (лук, салат, укроп), а также растительным жирам и маслам.

Кармин – красный краситель, производный антрахинона.

Алканин получают из корней Alkanna tinсtоriа, придает красно-бордовую окраску. Известен был еще в древние времена, является производным 1,4 кафтохинона.

Куркума – природный желтый краситель, получают из растений семейства Имбирных – Siggitа lопdа. Плохо растворяется в воде, используется в виде спиртового раствора.

Энокраситель получают из выжимок красных сортов винограда и ягод бузины в виде жидкости интенсивно красного цвета. В его составе соединения антоцианы и катехин. Окраска продукта зависит от кислотности среды. Красная окраска в подкисленных, нейтральных средах, в слабощелочных средах он дает синий

оттенок. Используется в кондитерской промышленности одновременно с

органическими кислотами для создания необходимой кислотности среды. Используются красители в качестве желтых, розово-красных оттенков; пигменты получены из кизила, красной смородины, черной смородины, клюквы, брусники и содержат антоцианы. Пигмент чая содержит антоцианы и катехины.

Сахарный колер (карамель Е 150) – продукт карамелизации сахара темной

окраски, его водные растворы представляют собой приятного оттенка темно-

коричневую жидкость. Применяют для окраски напитков и в кулинарии.

Среди синтетических остановимся на индигокармине (динатриевая соль синдеподисульфокислоты), в водных растворах дает синий цвет, используется а промышленности, при производстве сахара рафинада.

Тартразин желтая натриевая соль. Хорошо растворим в воде, дает оранжево-

желтый цвет. Используется в кондитерской промышленности, производстве напитков.

Используются и другие красители: рибофлавин Е 101, ботанин Е 162, аннато Е

160 В. Для каждого синтетического красителя есть максимально допустимый уровень суточного поступления (ПДС) в организм человека, который выражается в миллиграммах красителя на килограмм веса и определяется совместными

рекомендациями по продовольствию и сельскому хозяйству ООН и всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ).

Теперь поговорим о безопасности красителей.

Токсикологическая характеристика синтетических пищевых красителей

Тартразин (Е 102) исследовался на крысах и людях. Получены следующие результаты: у крыс – снижение уровня гемоглобина и эритроцитов на 10%,

усиление биосинтеза аскорбиновой кислоты в селезенке; в некоторых случаях – наоборот усиление гемоглобина на 14%, эритроцитов на 11,3%, изменения

скелета. У взрослых людей через 10 минут после приема происходит снижение уровня иммуноглобулинов С и М (снижение активности иммунной системы), появление головокружения. Через 20-30 минут после приема – резкое

возрастание уровня гистамина в плазме крови и в моче. У детей после однократного приема – появление синдрома гиперреактивности, появление

атопической экземы. У кишечной палочки выявлено увеличение мутагенной активности в 4 раза.

Хинолиновый желтый (Е 104): у крыс – аномалии развития конечностей у

потомства первого и второго поколения, снижение прироста массы тела

новорожденных крысят на 38,2%, сильная аллергизация организма, снижение общей реактивности, изменение клеток печени, воспаление печени, снижение

массы печени на 12-14%, увеличение массы селезенки у самок первого и второго поколения, и наоборот, снижение массы селезенки у самцов; отрицательное воздействие на почки, головной мозг.

“Солнечный закат” желтый (Е 110) – у крыс наблюдается снижение

содержания гемоглобина крови, изменения белковосинтетической и

ферментообразующей функции, угнетение активности ферментов (каталаз, холинэстераз) крови, увеличение содержания в крови сульфгидрильных групп на 36%, значительное токсическое воздействие на печень, почки, ухудшение функционального состояния сперматозоидов.

Кармазин (Е 122) – у мышей через 52 недели снижение гемоглобина, у мышей – повышение частоты бронхитов, трахеитов, кровоизлияния в лимфоузлы, увеличение щитовидной железы.

Понсо 4 R (Е 124) – у крыс через 33 месяца злокачественные опухоли

образовывались у 6,1% животных. Через 95 дней – резкое снижение гемоглобина

и количества эритроцитов в крови; через 42 дня – накопление чрезмерного количества железа в печени, почках, селезенке, крови; во всех случаях отмечались изменения хромосомного аппарата клеток.

Эритрозин (Е 127) – через 3 недели у крыс возникали нарушения в системе

гипофиз – щитовидная железа; хроническое поступление способствовало

возникновению опухолей щитовидной железы. Однократное воздействие эритрозина тормозит действие гормона щитовидной железы тирозина и образование трийодтиронина.

Индигокармин (Е 132) – у крыс в течение 10 месяцев воздействие приводит к увеличению относительной массы надпочечников. У самок на 0,3%, у самцов на 0,2%. Снижение индекса беременности до 41% вследствие уменьшения массы яичников на 0,22%, а также изменений в яичниках и семенниках, снижение числа эритроцитов на 39%. Снижение сульфгидрильных групп в крови. При воздействии

в течение 30 дней – наоборот, увеличение числа эритроцитов на 12,3%. При исследовании клеток эпителия кишечной стенки выявлено увеличение мутаций в

4 раза больше, чем в контрольной группе.

Бриллиантовый голубой (Е 133) – у крыс через 10 месяцев приводит к

замедлению роста животных.

Естественно, мы привели не все результаты исследований, и не по всем критериям. Выводы напрашиваются сами собой.

ЦВЕТОРЕГУЛИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Это соединения, изменяющие окраску пищевого продукта. Следует отметить

среди них отбеливающие вещества – добавки, разрушающие природные пигменты или окрашенные продукты. Например, диоксид серы SО2. Растворы Н2SО3 и ее соли оказывают отбеливающее и консервирующее действие, тормозят

ферментацию овощей и фруктов, что замедляет их потемнение. При этом SО2 разрушает витамин В1, оказывает отрицательное воздействие на молекулы белка.

Нитрат и нитрит калия применяются для сохранения красного цвета при посоле

мяса и мясных продуктов. Гемоглобин – красный краситель мяса – при взаимодействии с нитратами образует нитрозомиоглобин, придающий мясу

красный цвет, не изменяющийся при кипячении.

Аналогичное действие оказывает нитрат калия, который при помощи ферментов

микроорганизмов переводится в нитрит калия. Нитраты оказывают отрицательное

действие на организм.

Оротат калия – применяется в качестве отбеливающего вещества для муки.

Разрушает витамин В1, РР, метионин.

ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

К ним относятся вещества, меняющие свойства пищевых продуктов: загустители, желеобразователи, студнеобразователи, пищевые поверхностно-активные вещества, стабилизаторы, разрыхлители.

Загустители, желеобразователи и студнеобразователи используются в пищевой промышленности для получения коллоидных растворов повышенной вязкости (загустители), студней монокомпонентных текущих систем, состоящих из высоко

молекулярного компонента и низкомолекулярного растворителя (студнеобразователя), гелей структурированных коллоидных систем.

Применяются природные пищевые добавки – желатин, пектин, альгинат натрия, агароиды, крахмал, а также вещества, полученные искусственным путем из

природных компонентов – метилцеллюлоза, амилопектин, модифицированные

крахмалы.

Желатин – продукт белкового происхождения, представляет собой смесь

полипептидов, без вкуса и запаха. Получают из костей, хрящей, сухожилий животных. Растворим в горячей воде, при охлаждении водные растворы образуют студни. Применяют желатин для приготовления зельца, желе, мороженого, в

кулинарии.

Крахмал и модифицированные крахмалы. Применяются они в качестве

загустителей, студнеобразователей, желирующих веществ в кондитерской, хлебопекарной промышленности, при производстве мороженого. Из модифицированных крахмалов применяют окисленный и диальдегидный крахмал, их добавляют в хлеб.

Крахмал и другие нижеприведенные производные крахмала относятся к высокомолекулярным и сахароподобным полисахаридам. Состоят из большого числа (6-10 тыс.) остатков простых углеводов. Крахмал – резервный полисахарид, главный компонент зерна, картофеля. Крахмал в химическом отношении – смесь полимеров амилизы и амилопектина. Амилаза – линейный полимер, состоящий из 1000 до 8000 остатков глюкозы.

Амилопектин – полимер, состоящий из 5000-6000 остатков глюкозы.

Крахмальные зерна при обычной температуре не растворяются в воде, при

повышении температуры набухают, образуют вязкий коллоидный раствор, при охлаждении которого образуется гель (хорошо знакомый всем клейстер).

Пектиновые вещества. Пектин – высокомолекулярные полисахара, входящие в состав клеточной стенки и межклеточные образования растений. Наибольшее

количество пектина содержится в плодах и корнеплодах. Получают его из яблок,

свеклы, подсолнечника. Различают нерастворимые пектины (протопектины), которые входят в состав клеточной оболочки и межклеточного пространства, и растворимые – они находятся в соке растений. При созревании и хранении плодов

нерастворимые пектины переходят в растворимые (размягчение плодов). Пектиновые вещества образуют гели в присутствии кислоты и сахара (при соблюдении определенных пропорций). В зависимости от степени этерификации карбоксильных групп различают высоко- и низкоэтирифицированные пектины.

Высокоэтирифицированные пектины применяют в кондитерской промышленности при изготовлении мармелада, желе, соков, мороженого, рыбных консервов,

майонеза. Низкоэтирифицированные – в овощных желе, напитках, студнях. Агар-

агар предотвращает образование кристаллов льда, вызывает осветление соков.

Черноморский агар (агароид) – получают из водорослей, произрастающих в

Черном море. Плохо растворяется в холодной воде, в горячей образует студень. Студнеобразующая способность в три раза ниже, чем у агар-агара. Фурцеларан –

полисахарид, похожий по структуре на агар-агар. Применяют в производстве мармелада и желейных конфет.

Альгиновые кислоты и альгинат натрия – полисахариды, состоящие из остатков D-

маннуровых и L-гиалуроновой кислот; получают из бурых водорослей. Альгинат натрия хорошо растворим в воде. Их используют в качестве загустителей, желирующих веществ и эмульгаторов при производстве мармелада, желе,

конфет, для осветления соков.

Простые эфиры целлюлозы – метиловые и этиловые, применяют при изготовлении мороженого, кондитерских изделий, соусов. В качестве желирующих

веществ используется и лецитин яиц.

Пищевые поверхностно-активные вещества. Эти вещества приводят к

снижению поверхностного натяжения, что используется для получения

тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. ПАВ содержат гидрофильные и гидрофобные молекулы. Соответственно своему строению они и располагаются на поверхности воды. С помощью ПАВ регулируются гетерогенные системы, к которым относятся пищевое сырье, полуфабрикаты, готовые продукты.

Основные пищевые ПАВ – производные одноатомных и многоатомных спиртов,

моно- и дисахаридов, компонентом структуры которых являются остатки кислот

различного происхождения.

Применяемые в пищевой промышленности ПАВ являются многокомпонентыми

смесями.

Моно-, диглицериды. Их получают этерификацией глицерина жирными

кислотами. Применение их в хлебопечении позволяет улучшить качество хлеба, замедляет его черствление, снижает клейкость макаронных изделий, повышает

пластические свойства маргаринов. К моноглицеридам относят ДАВА-эфир и

лакто-эфир, которые используют в производстве мороженого, хлебопечении, кондитерской промышленности, производстве сахара.

Фосфолипиды. Природные фософлипиды (фосфатиды, фосфатидный концентрат) получают из растительных масел при их гидратации. Они содержат

до 60% фосфолипидов, этаполаминов, 16-17% фосфатидилсеринов, токоферолы, пигменты, триацилгилицерины. Применяют их в производстве хлеба, мучных

кондитерских изделий, шоколада, напитков, мороженого. Применяются

аналогичным образом и синтетические фосфатиды, но они отличаются по своему химическому составу и представляют собой широкую смесь аммониевых и натриевых солей различных фосфалипидных кислот с триглицеридами

(эмульгатор ФОЛС). Применение их в шоколадном производстве приводит к

экономии какао-масла, в маргариновом производстве дает возможность

получения низкожирных маргаринов (эмульгатор Т-Ф).

Эфиры полиглицерина – сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином. Применяются в изготовлении хлеба, маргарина, кондитерских изделий.

Эфиры сахарозы – сложные эфиры природных кислот с сахарозой. Применение

– кондитерские изделия, мороженое, хлебопечение.

Производные молочной кислоты и высших жирных кислот – стеарилмолочная

кислота и ее соли – применяются аналогично пищевым ПАВ.

КОНСЕРВАНТЫ

Добавляя химические консерванты в пищевую продукцию, удается замедлить или

предотвратить развитие микрофлоры – бактерий, дрожжей, и продлить сохранность продуктов. Эффективность применения зависит от их природы, концентрации, кислотности среды. Иногда используется целая смесь

консервантов. Один из самых распространенных консервантов – сернистый газ. Применяются и соли сернистой кислоты. Сернистый газ хорошо растворим в воде

с образованием сернистой кислоты, обладает антимикробным действием. Сернистый газ и соли сернистой кислоты подавляют рост плесневых грибов, дрожжей, бактерий. Их используют для сохранения соков, пюре, повидла.

Сульфиты используются в качестве отбеливающего вещества, предохраняющего очищенный картофель, разрезанные плоды и овощи от потемнения. Сернистый

газ разрушает витамины В1, биотин. В виду этого применение его нежелательно.

Сорбиновая кислота (ее соли) применяется в качестве консерванта для фруктовых, овощных, рыбных, мясных изделий, маргарина. Также используется

для обработки упаковочного материала.

Бензойная кислота и ее соли (бензоаты) являются природным консервантом,

входят в состав многих плодов. Бензойная кислота применяется в изготовлении

плодово-ягодных изделий, бензоат натрия – при производстве рыбных консервов, маргарина, напитков.

Формальдегид, уротропин – применяется в консервации рыбной икры.

Органические кислоты и их соли: муравьиная, лимонная кислоты. Соли муравьиной кислоты применяются в качестве солезаменителей, в хлебопечении, лимонная кислота – в маргариновой продукции.

ПИЩЕВЫЕ АНТИОКИСЛИТЕЛИ

Эти вещества замедляют окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в

состав липидов, используются в жировом производстве.

Жиры и масла, содержащие остатки ненасыщенных кислот, на воздухе подвергаются прогорканию, т. е. окислению с образованием пероксидов,

гидропероксидов, спиртов, альдегидов, кетонов. На скорость окисления влияет содержание кислорода в среде. На этом основан способ хранения в среде с пониженным содержанием кислорода (но с повышенным содержанием азота).

Ионы металлов (Сu, Fe, Mn, Ni) могут оказать ингибирующее действие на автоокисление.

Большое влияние на окисление оказывают антиоксиданты фенольной природы – бутилокситолуол. Из природных следует отметить токоферолы,

госсипол, которые образуют при этом меланоидиновые соединения. Токоферолы присутствуют в ряде растительных масел. Синтетические производные фенола –

бутокситолуол (СОД) и бутилоксинизол (БОА) применяются в кондитерских жирах.