Харчові добавки, які уповільнюють мікробіологічне та окислювальне псування харчової сировини та готових продуктів

Псування харчової сировини і готових продуктів є результатом складних физико-хімічних і мікробіологічних процесів: гідролітичних, окиснювальних, розвитку мікробіальної флори. Вони тісно пов'язані між собою, можливість і швидкість їх проходження визначаються багатьма чинниками: складом і станом харчових систем, вологістю, рН середовища, активністю ферментів, особливостями технології зберігання та переробки сировини, наявністю в рослинній та тваринній сировині антимікробних, антиокислювальних і консервуючих речовин.

Псування харчових продуктів призводить до зниження їх якості, погіршення органолептичних властивостей, накопичення шкідливих і небезпечних для здоров'я людини сполук, різкого скорочення термінів зберігання. У результаті продукт стає непридатним до вживання.

Вживання в їжу зіпсованих продуктів, атакованих мікроорганізмами та такими, що містять токсини, може призвести до важких отруєнь, а іноді і до летальних результатів. Значну небезпеку представляють живі мікроорганізми. Потрапляючи з їжею в організм людини, вони можуть бути причиною важких харчових отруєнь. Псування харчової сировини та готових продуктів призводить до величезних економічних втрат. Тому забезпечення якості та безпеки харчових продуктів, збільшення термінів їх зберігання, зменшення втрат мають величезне соціальне і економічне значення. Слід також пам'ятати, що виробництво основної сільськогосподарської сировини (зерна, олійної сировини, овочів, фруктів та ін.) має сезонний характер, воно не може бути відразу перероблене в готові продукти та вимагає значних зусиль і витрат для збереження.

Необхідність в збереженні (консервації) зібраного урожаю, здобичі, одержаної в результаті полювання або рибальства, зібраних ягід і грибів, а також продуктів їх переробки, виникла в людини з давніх часів. Він давно звернув увагу на погіршення органолептичних властивостей продуктів, що зберігалися, на їх псування і став шукати шляхи ефективного їх зберігання та консервації. Спочатку це були сушка і засолка, застосування спецій, оцту, масла, меду, солі (соління продуктів), сірчистої кислоти (для стабілізації вина). У кінці XIX - на початку XX ст. з розвитком хімії починається застосування хімічних консервантів: бензойної та саліцилової кислот, похідних бензойної кислоти. Широкого поширення консерванти набули в кінці XX ст.

Іншим важливим напрямом збереження сировини та харчових продуктів є уповільнення окиснювальних процесів, які протікають в жировій фракції, за допомогою антиоксидантів.

Збереження харчової сировини, напівпродуктів і готових продуктів досягається та іншими способами: зниженням вологості (сушкою), застосуванням низьких температур, нагріванням, засолкою, копченням. У цьому розділі ми зупинимося тільки на застосуванні харчових добавок, які захищають продукти від псування та подовжують термін їх зберігання.

Консерванти

Консерванти – це речовини, що подовжують термін зберігання продуктів, захищають їх від псування, викликаного мікроорганізмами (бактерії, цвілеві гриби, дріжджі, серед яких можуть бути патогенні і непатогенні види). Функціональний клас 18 (див. табл. 46).

У цьому розділі ми зупинимося тільки на хімічних консервантах, які спроможні уповільнити або запобігти розвитку мікрофлори: бактерій, цвілевих грибів, дріжджів та інших мікроорганізмів, або уповільнити обмін речовин в них, а отже, подовжити термін збереження продуктів харчування. Антимікробні речовини можуть мати бактерицидну дію (вбивати, знищувати бактерії) або бактеріостатичну (зупиняти, уповільнювати зростання і розмноження бактерій, не знищуючи у той же час їх повністю), фунгістатичну (пригноблювати розвиток грибів) або фунгіцидну (вбивати гриби) дію.

Таблиця 46.

Список консервантів, дозволенних до використання в Україні

Ефективність дії консервантів та способи застосування залежать від їх хімічної природи, концентрації, часто від рН середовища. Багато консервантів ефективніші в кислих середовищах; для зниження рН середовища іноді додають харчові кислоти (оцетову, яблучну, молочну, лимонну та інші). При низькій концентрації окремих консервантів вони можуть використовуватися мікроорганізмами як додаткове джерело вуглецю і, навпаки, сприяти розмноженню останніх.

Спектр антимікробної дії конкретного консерванта різний. Ефективність деяких консервантів по відношенню до мікроорганізмів наведена в табл. 47.

Враховуючи різне відношення окремих консервантів до цвілевих грибів, дріжджів і бактерій, у низці випадків доцільно використовувати суміш декількох консервантів.

Практичний інтерес представляє поєднання бензойної та сорбінової кислот і сірчистої кислоти, у першу чергу для продуктів рослинного походження. Необхідно також враховувати особливості харчових продуктів, до яких вони належать. Немає універсальних консервантів, які були б придатні для всіх харчових продуктів.

Ефективність дії консерванта тісно пов'язана з концентрацією; його слід застосовувати на початковій стадії розмноження мікроорганізмів; це дозволяє понизити дози його внесення і не створює ілюзій уявносвіжого стану вже зіпсованих продуктів. Застосування консервантів неприпустиме при порушенні виробничої гігієни, отриманні продуктів в антисанітарних умовах.

У таблиці 48 наводяться дані до застосування консервантів в різних продуктах.

Таблиця 47.

Ефективність деяких консервантів щодо мікроорганізмів

Примітка: — неефективний; + мала ефективність; ++ середня ефективність; +++ висока ефективність.

Консерванти часто застосовуються у поєднанні з фізичними способами консервації (нагрівання, сушка, низькі температури, опромінювання та ін.); це призводить до економії енергетичних витрат. При виборі консерванта необхідно керуватися деякими загальними правилами.

Консервант має бути таким:

Ø мати широкий спектр дії;

Ø бути ефективним проти мікроорганізмів, що містяться в даній харчовій системі;

Ø залишатися в продукті протягом всього терміну зберігання;

Ø попереджати утворення токсинів;

Ø не впливати на органолептичні властивості харчового продукту;

Ø бути технологічним (простим в застосуванні);

Ø бути дешевим.

Таблиця 48.

Консерванти, які використовуються для найбільш важливих груп продуктів

Примітка: Консервант застосовується: ++ часто; + рідше; (+) в деяких випадках; — не застосовується

Консервант не повинен:

Ø бути фізіологічно небезпечним;

Ø викликати звикання;

Ø реагувати з компонентами харчової системи;

Ø створювати екологічні і токсикологічні проблеми в ході технологічного процесу;

Ø впливати на мікробіологічні процеси, передбачені при виробництві окремих харчових продуктів даною технологією.

Антибіотики

Особливу групу харчових добавок, що уповільнюють псування харчових продуктів (м'яса, риби, пташиного м¢яса, овочів та ін.), складають антибіотики. Антибіотики, дозволені для застосування з медичними цілями, не допускаються для використання при виготовленні харчових продуктів і напівфабрикатів. Застосування антибіотиків дозволяє зберегти харчову сировину і деякі види харчових продуктів більш тривалий час, іноді продовжити їх термін зберігання в 2-3 рази. Разом з тим, використання антибіотиків може призвести до небажаних наслідків, зокрема до порушення нормального співвідношення мікроорганізмів шлунково-кишкового тракту. Зазвичай антибіотики застосовують для обробки свіжих продуктів, які швидко псуються (м'ясо, риба, свіжі рослинні продукти).

Технологічні прийоми застосування антибіотиків різні: занурення харчового продукту в розчин антибіотиків на обмежений час, зрошування поверхні харчового продукту розчином антибіотиків різної концентрації, введення антибіотиків перед забоєм тварин та ін.

Певного поширення в харчовій промисловості набули антибіотики, що додаються безпосередньо в харчовий продукт: нізин та пімаріцин.

Нізин (Е234) - C₁₄₃H₂₃₀O₃₇S₇ - антибіотик поліпептидного типу. Добре зберігається в сухому вигляді. Нізин чутливий до дії протеолітичних ферментів, ферментів слини та травних ферментів, стійкий до сичужних ферментів. Нізин одержують культивуванням певних штамів бактерій Lactococcus lactis. Нізин має вузький спектр дії: ефективний виключно проти грампозитивних бактерій, стрептококів, бацил і деяких анаеробних спороутворюючих бактерій, знижує опірність спор термостійких бактерій до нагрівання, що дозволяє понизити температуру стерилізації, підвищити якість харчових продуктів. Застосовується в сироварінні, при консервації овочів і фруктів, для подовження термінів зберігання стерилізованого молока.

Пімаріцин (Е235) - C₃₃H₄₇NO₁₃; інші назви - натаміцин, мітроцин.

Одержують культивуванням Streptomyces natalensis. Має антимікробні властивості проти дріжджів роду Candida, впливає на клітинні мембрани. Діє проти дріжджів, цвілевих грибів і не діє проти бактерій, вірусів і актиноміцетів, ефективний проти грибків, що вражають шкіру людини. Застосовується в сироварінні для захисту поверхні сирів, в ковбасному виробництві.