Материал: А27137 Проверить Рогов Б.А. Пищевая инженерия производства жировой про

При смешивании подсластители проявляют «качественный» и «количественный» синергический эффект. «Качественный» синергизм характеризуется улучшением вкуса (например, сладость ацесульфама К чувствуется сразу, но не долго, а сладость аспартама проявляется не сразу, но сохраняется продолжительное время).

«Количественный» синергизм определяется усилением вкуса.

В настоящее время выпускает смеси подсластителей – «Свитли», «Аспамикс», «Сусли» и др. В табл. 11.6 приведены свойства некоторых подсластителей.

Таблица 11.6

Свойства основных подсластителей

* В пересчете на цикламовую кислоту.

** В пересчете на сахарин.

Рассмотрим более подробно некоторые подсластители.

Сахарин   это о-сульфимид бензойной кислоты. Широко распространен как подслащивающее вещество во многих странах мира. Сахарин применяется в форме натриевых и кальциевых солей. Как правило, выпускается в смеси с бикарбонатом натрия в виде таблеток, в этом случае один грамм смеси соответствует примерно 110 г сахарозы, а один грамм сахарина по сладости соответствует примерно 550 г сахарозы. Он применяется в производстве печенья, лимонадов, различных сладостей для диабетиков с обязательным указанием о его наличии на этикетке. При концентрациях выше 0,035 % сахарин имеет выраженный горький привкус. При варке, особенно кислых блюд, сахарин медленно разлагается с образованием о-сульфобензойной кислоты, имеющей неприятный привкус фенола. К чистоте сахарина и препаратов на его основе предъявляются следующие основные требования:

 содержание основного вещества должно быть не менее 95 %;

 тяжелых металлов  не более 0,005 %;

 n-сульфоаминобензойной кислоты  не более 4 %;

 о-толуолсульфонамид не допускается, так как он загрязняет продукт при синтезе сахарина.

С токсикологической точки зрения установлено, что в организме человека сахарин не подвергается биохимическим превращениям и практически полностью выводится в неизмененном виде, поэтому нет оснований опасаться накопления этого вещества в крови и тканях. Однако большие дозы сахарина вызывали у мышей повышение частоты летальных мутаций.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ по пищевым добавкам рекомендует в качестве ПСП для сахарина и его натриевой и кальциевой солей в общем случае не более 2,5 мг на один килограмм массы тела человека.

Сорбит  сладкий многоатомный спирт. Сладость сорбита составляет 60 % от сладости сахарозы. Сорбит полностью усваивается организмом, причем вначале окисляется до фруктозы, затем до СО₂ и Н₂О. Сохраняет в организме витамины группы В, способствует росту кишечной микрофлоры, но при большом количестве (20…40 г в день) увеличивает выделение тиамина, рибофлавина и никотинамида. ПСП не установлено.

Ксилит  сладкий пятиатомный спирт. Быстро усваивается и не оказывает влияния на содержание сахара в крови. Для диабетиков рекомендуется в диетических кондитерских и хлебобулочных изделиях, безалкогольных газированных напитках. Обладает желчегонным действием, положительно влияет на состояние зубов. ПСП нет.

Цикламаты  это натриевые, калиевые и кальциевые соли циклагексиламино-N-сульфоновой кислоты. Относительная сладость цикламатов значительно ниже, чем у сахарина, но в 30 раз выше, чем у сахарозы. Цикламаты имеют приятный сладкий вкус без привкуса горечи даже при высоких концентрациях. Они устойчивы к высоким температурам; при варке и выпечке хорошо сохраняются. Однако установлено, что при длительном употреблении или употреблении в высоких концентрациях они действуют на нервную систему и могут вызвать раковые опухоли. Было показано, что в цикламатах присутствуют следы используемого при синтезе токсичного циклогексиламина, из-за чего в организме возникают многочисленные продукты его превращения, в том числе, дициклогексиламин, циклогексанол, циклогексанон и циклогексилглюкуронид. Показано, что в организме человека под влиянием определенной микрофлоры кишечника цикламаты могут частично превращаться в циклогексиламин.

Продукты, содержащие цикламат, не должны употреблять беременные и кормящие женщины, а также маленькие дети. Поэтому использование цикламатов в производстве безалкогольных напитков и мороженого запрещено во многих странах. Цикламат натрия разрешен для производства компотов, мармеладов и шоколада, предназначенных для лиц, страдающих диабетом, в количестве не более 0,14 %, причем на этикетке должно быть указано наличие цикламата. Для того, чтобы уменьшить количество потребляемого цикламата, рекомендуется применять цикламат натрия вместе с сахарином в соотношении 10:1.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ установил временное ПСП для цикламатов до 4 мг на один килограмм массы тела. Содержание циклогексиламина в циклогексилсульфаминовой кислоте не должно превышать 20 мг/кг, дициклогексиламина и амина  1 мг/кг, а в натриевых и кальциевых солях этой кислоты  10 мг/кг.

Природные сладкие вещества. В природе встречаются различные сладкие вещества, по сладости в 100…7000 раз превышающие сахарозу. Однако не все природные сладкие вещества являются безвредными для человека.

Известен лакричный корень или корень солодки (Glycyrrhiza galbra), содержащий сапонин глицирризин, который в 100 раз слаще сахарозы, но вызывает побочное действие в организме человека. Поэтому употребление его ограничено.

Красные ягоды тропического растения Dioscoreophyllum cuminsii содержат гликозид монеллин, в 1500 раз более сладкий, чем сахароза. Из него производят бэрри-сладость или серендипитибэрри-сладость, которые используются как подслащивающее средство и в качестве лекарства. Токсикологическое действие не установлено.

Листья куста Kebadianum eupatorium содержат гликозид стевиозид, в 300 раз более сладкий, чем сахароза. Это вещество токсикологически безвредно и предполагают, что оно найдет широкое применение в пищевой промышленности.

Дигидрохальконы получают из натуральных флавоноидов путем перевода в хальконы с последующим гидрированием; отличаются высокой сладостью, в 300…7000 раз превышающую сладость сахарозы. Эти сладкие вещества можно вырабатывать из горьких гликозидов  прунина, неогеспередина и нарингина, имеющихся в коре цитрусовых. Дигидрохальконы токсикологически безопасны, что дает возможность применять их без ограничения.

Дипептиды обладают различной сладостью в зависимости от структуры и наличия аминокислот, различных групп и других соединений. Наиболее распространены метиловый эфир l-аспарагил-l-фенилаланин (АФМ), известный под названием аспартам. Это вещество в зависимости от концентрации слаще сахара в 180 раз. Оно обладает приятным сахароподобным вкусом и устойчиво к повышенной температуре. В воде аспартам растворяется слабо. Отличается низкой стабильностью в кислой среде, что делает его непригодным в производстве лимонадов. При производстве АФМ в качестве побочного продукта образуется дикетопиперазин (ДКП), который может быть в организме как метаболитом, так и продуктом разложения in vitro. Токсикологическое действие ДКП пока не установлено. В некоторых странах его использование разрешено в качестве пищевой добавки без особых ограничений.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ по пищевым добавкам установил ПСП для аспартама до 40 мг, а для ДКП  до 7,5 мг на один килограмм массы тела.

Сладкие аминокислоты. Такие кислоты, как глицин и l-аланин, D-изомеры аспарагина, тирозина и валина, D, L-триптофан и D, L-аланин обладают сладким вкусом. L-глютаминовая кислота оказывает комплексное вкусоусиливающее действие. D, L-триптофан имеет почти такую же сладость, как и цикламат. Однако применять аминокислоты в качестве сладких веществ не рекомендуется, так как это может нарушить баланс аминокислот в организме человека.

Известны и другие сладкие вещества: дульцин (п-фенейолкарбамид), ультрасладость (1-пропокси-2 амино-4 нитробензол, в 3100 раз слаще сахарозы), суозан (п-нитрофенилкарбамидопропионовая кислота, в 300 раз слаще сахарозы), п-метокси-о-бензоилбензокислый натрий (в 150 раз сла-ще, чем сахароза), син-5 (бензил-2-фурфуральдоксим, в 690 раз слаще, чем сахароза) и другие. Однако эти вещества в настоящее время не получили широкого распространения в качестве пищевых добавок, так как являются небезопасными для здоровья человека.

Глутаминовая кислота и глутаматы (соли L-глутаминовой кислоты)  «оживители», «усилители» вкуса. При добавлении в пищевые продукты усиливают их природные вкусовые свойства, а также восстанавливают, «освежают» эти свойства, ослабленные в процессе хранения пищевого продукта. Глутаминовую кислоту и ее соли добавляют в готовые блюда и кулинарные изделия, в концентраты и консервы. «Глутаминовый эффект» сохраняется в продукте после тепловой обработки, замораживания или консервирования.

Глутамат натрия обладает антиокислительными свойствами. Для детских продуктов не допускается. В нашей стране разрешено применение глутаминовой кислоты, глутамата натрия. В странах ЕС разрешено применение глутамата калия, глутамата кальция и магния.

В табл. 11.7 приведены рекомендуемые концентрации основных подсластителей при производстве некоторых пищевых продуктов.

Таблица 11.7

Максмально применяемая массовая доля подсластителей в продуктах. Мг/кг

При выборе подсластителя и разработке конкретной рецептуры или применительно к конкретному продукту необходимо учитывать следующее:

– коэффициенты сладости не являются постоянными и могут изменяться в зависимости от физико-химмических свойств конкретного продукта и, прежде всего, кислотности среды (например, коэффициент сладости сукралозы в различных продуктах изменяется от 400 до 750);

– дозировки подсластителей указываются для водных растворов, а использование их в конкретных продуктах требует корректировки, учитывающей соотношение подсластителей в смеси для сохранения синергического эффекта;

– аспартам не термостабилен, поэтому его не рекомендуется применять в случае тепловой обработке продукта;

– ацесульфам К хорошо растворяется в воде, поэтому он рекомендуется для приготовления сухих напитков, десертов и т. п.;

– стабильность подсластителей зависит от температуры хранения и рН среды.

Дозировку подсластителей рассчитывают с учетом ориентировочных коэффициентов сладости, а затем уточняют по результатам дегустации. При этом возможна полная или частичная замена сахара подсластителем.

11.5. Химические консерванты

Консервирование пищевых продуктов  один из основных процессов в пищевой промышленности, широко применяемый для продления сроков хранения, снижения потерь от микробиальной порчи и сохранения качества скоропортящихся продуктов. Консервирование позволяет обеспечить население широким ассортиментом пищевых продуктов независимо от времени и места производства.

Среди разнообразных способов консервирования пищевых продуктов (квашение, маринование, соление, замораживание, стерилизация, пастеризация, облучение и т. п.) особое место занимает сохранение скоропортящегося пищевого сырья и готовых продуктов с помощью химических консервантов  веществ, обладающих антимикробиальным действием.

Химическая защита пищевых продуктов используется человечеством с незапамятных времен. Поваренная соль, сахар, спирт, уксус и древесный дым – традиционные химические средства сохранения продуктов. Древнейшими способами химической защиты продуктов питания являются соление, копчение и маринование продуктов растительного и животного происхождения. Эти способы и сегодня широко применяются в пищевой промышленности.

В практике консервирования обычно используют бактерицидные или фунгицидные, но чаще бактериостатические или фунгистатические свойства химических консервантов. В первом случае бактерии и плесени погибают, во втором  замедляется их развитие. Добавление консервантов в соответствующей концентрации обеспечивает стерильность продукта в течение определенного времени при условии, что не будет повторного загрязнения или существенного изменения окружающей среды.

При химическом консервировании обычно учитывают бактерицидную (фунгицидную) активность консерванта, от которой зависит выбор концентрации и продолжительность воздействия.

Механизм антимикробного действия консервирующих веществ заключается предположительно в следующем:

 накапливаются химические вещества на поверхности или внутри микроорганизмов в результате адсорбции, обычной диффузии и активного поглощения;

 возникает химическая реакция консерванта со структурными компонентами клетки или метаболитами внутри клетки;

 прекращается нормальная деятельность микробиальной клетки в результате изменения химической реакции среды;

 происходит постепенное или мгновенное угнетение биохимических механизмов процесса развития микробов.

На эти механизмы существенное влияние оказывают свойства среды:

 рН среды консервируемого продукта;

 парциальное давление кислорода;

 окислительно-восстановительный потенциал субстрата;

 влажность продукта;

 осмотическое давление;

 абсорбционная способность;

 температура и относительная влажность воздуха;

 содержание витаминов.

Эти параметры могут оказывать влияние на антимикробную активность веществ, улучшая или ухудшая условия для жизнедеятельности микроорганизмов. На действие консервирующих веществ косвенное влияние оказывает содержание витаминов в консервированных продуктах. Например, витамины группы В могут способствовать росту микроорганизмов.

Антимикробное действие одного вещества может быть усилено в определенных условиях действием другого вещества. Так, поваренная соль способствует лучшему проникновению консервирующего вещества через клеточную мембрану микроорганизмов. Комбинация химических веществ, слабо действующих при повышенных рН, с органическими кислотами (например, лимонной, винной, яблочной) повышает консервирующий эффект.

Комбинируя различные консерванты, можно существенно усилить антимикробное действие в смешанной среде с гидрофильными и липофильными свойствами. В результате применения консервантов, обладающих различной растворимостью или специфическими эффектами, значительно расширяется и область их использования.