Близько 30% нашого раціону – це консервована їжа. Темп життя сучасної людини не дозволяє нам готувати щоразу, а деколи потрібно мати і про запас. У цьому випадку нам приходять на допомогу технології, пропрацьовані ще нашими пращурами, які в поєднанні із сучасними розробками в сфері виробництва інгредієнтів для харчової промисловості вийшли на інший рівень.
Якщо звернутися до історії, то можна побачити основні причини зародження такого явища, як консервування. Велика кількість воєн та невисокий рівень життя спонукали наших пращурів до винайдення способів подовжити терміни зберігання продуктів, які не втрачатимуть свої основні властивості та поживну цінність. Найпростіший спосіб – це сушіння. Ще здавна м’ясо та рибу залишали на відкритій місцевості для природного обвітрювання, а в деяких регіонах півночі Атлантики (на Фарерських островах чи Ісландії) цей спосіб використовується досі.
Ще в древні часи відкрили консервуючу властивість низьких температур, тому продукти складали в посудину і зберігали в холодному місці, деколи закопували в землю. Перші “консерви” з’явилися за часів Древнього Єгипту. Під час розкопок поховань тодішніх фараонів були виявлені посудини, закупорені смолою, в яких зберігалося запечене м’ясо, залите оливковою олією. Досить вражаючий отриманий термін придатності, чи не так?
Що ми знаємо про консерванти? Перша асоціація – це заготовки на зиму, які стоять в погребі кожного українця. Проте це лише вершина айсбергу, оскільки використання консервуючих властивостей речовин знайшло своє місце у багатьох сферах виробництва – у харчовій, косметичній, хімічній, фармацевтичній, деревообробній промисловостях та агрономії.
Основна властивість консервантів – це продовження термінів зберігання продуктів за рахунок гальмування впливу мікроорганізмів на процес ферментації чи псування. Давно знайомі нам цукор, сіль та оцтова кислота – давні попередники сучасних консервантів. Їх властивості відомі кожній українській господині і використовуються в побуті століттями.
СУЧАСНІ КОНСЕРВАНТНІ РЕАЛІЇ
Протягом останніх років консерванти перестали виконувати одну функцію, виробництво харчових інгредієнтів вийшло на новий рівень, що спонукало до розвитку комплексних підходів та формування нового зразка розподілу консервантів за характером дії.
- Протигрибкові сполуки.
В природному вигляді протигрибковим ефектом наділені сполуки, що містяться в кориці, гвоздиці, яблуках, чорносливі та журавлині. Ці сполуки – це бензоати. Бензоат натрію сорбінова кислота та парабени запобігають утворенню цвілі в сирах, маргарині, напоях та варенні.
- Антиоксиданти.
Запобігають перебігу окиснювальних процесів в продукті під час зберігання. Найпоширенішими антиоксадантами серед консервантів є аскорбінова кислота та сульфіти.
- Антимікробні препарати.
До цієї групи також належать сульфіти. Вони використовуються при приготуванні сухофруктів, виробництві вина та фруктових соків. Пропіонат кальцію, як і сульфіти, пригнічує ріст цвілевих грибів, дріжджів та бактерій.
- Інгібітори ферментів.
Основне їх призначення – це уповільнення процесів псування продуктів при зберіганні.
При механічному пошкодженні яблук чи картоплі починається вивільнення такого ферменту, як фенолаза (так звані темні плями на місці пошкоджень). В такому випадку плоди оброблюють аскобіновою або лимонною кислотою.
ТРІШКИ ТЕРМІНОЛОГІЇ ТА КЛАСИФІКАЦІЇ
Консервування належить до одного із методів подовження терміну зберігання продукту. Консерванти впливають на структуру клітинних мембран мікроорганізмів, руйнуючи їх, що в свою чергу уповільнює процеси ферментації та синтезу білку. Деякі консерванти можуть мати групові функції, тобто виступати як антиокислювач або підвищувати харчову цінність продукту (наприклад, цукор).
В основному харчові консерванти можна поділити на дві великі групи:
- речовини, які синтезуються в органічних системах та підлягають ферментному впливу в процесі метаболізму (так звані біогенні консерванти);
- сполуки, не синтезуються в організмі та мають здатність до накопичення (абіогенні консерванти).
Абіогенні консерванти привертають більше уваги наукового товариства, адже їх вплив на організм людини не досліджено на 100%. І якщо десять років тому певний консервант міг використовуватися без будь-яких підозр щодо його токсичності, то вже сьогодні допустима доза може налічувати міліграми або його застосування взагалі бути забороненим. Цей факт змушує споживача підозріло ставитися до всіх незнайомих слів в складі продукту, а наявність Е-індексу – взагалі повернути продукт на полицю супермаркету і не повертатися до нього.
Що ж таке той Е-індекс?
Перша омана, яку викликає це слово – “мені нахабно пропонують отруту в продукті і навіть цього не приховують!” Розчаруємо чи заспокоїмо, але це міф. Е-класифікація створена для того, щоб систематизувати всі відомі харчові компоненти, які несуть конкретну функцію, будь то консервант, барвник чи ароматизатор.
Чому саме “Е”? Існує така думка, що вибір саме цієї літери базується на асоціації від німецького слова “essbar” та англійського “edible”, що в перекладі означає “їстівний”.
Якщо речовині надають позначення Е в сукупності з тризначним номером ідентифікації, то це означає, що:
- даний компонент пройшов перевірку на безпечність і допускається до застосування у виробництві продуктів харчування;
- для цієї речовини встановлені рівні безпечності та межі технологічної необхідності, при цьому застосування даної кількості не введе споживача в оману;
- для даного компоненту встановлений рівень чистоти, обов’язковий для дотримання.
На даний момент в Європі зареєстровано 296 добавок з індексом Е, з них 47 – це речовини, які мають консервуючі властивості, дозволені до використання.
В Європейському Союзі виробники харчових продуктів тривалий час користуються класифікатором стандарту Codex Alimentarius, в якому прописані зареєстровані функціональні продукти із зазначенням продукції, у якій вони застосовуються. Це допомагає уникнути фальсифікації продуктів на полицях магазинів та уникнути розповсюдження харчових добавок, які не пройшли випробування та сертифікацію, і які можуть нести шкідливий вплив на організм людини.
Для консервантів виділений діапазон Е200 – 299. Величину допустимого добового надходження консервантів в організм людини встановлюють на основі токсикологічних досліджень Об’єднаний комітет експертів ФАО/ВООЗ (JECFA) і Наукова комісія з харчових добавок Європейського співтовариства (SCF). Згідно отриманих результатів було сформовано 5 класів токсичності за числом середньої летальної дози споживання:
- перший клас – до 5 мг/кг;
- другий клас – 5-49 мг/кг (сюди відносять нітрити);
- третій клас – 50-499 мг/кг;
- четвертий клас – 500-4999 мг/кг (хлорид натрію, бензойна кислота, мурашина кислота, саліцилова кислота, діоксид сірки);
- п’ятий клас – понад 5000 мг/кг (нітрати, сахароза, сорбінова кислота).
Згідно цієї класифікації сформовано список консервантів, які дозволено до застосування у виробництві харчових продуктів. Найбільшого поширення в різних галузях набули сполуки із наступного списку:
Е200 – сорбінова кислота
Використовується для попередження утворення плісняви безалкогольних напоїв та плодово-ягідних соків, мармеладу, джемів, варення, сирів, напівкопчених ковбас та згущеного молока; дозволена до використання у всіх країнах світу, має штучне походження (шляхом конденсації); сорбінова кислота вперше отримана 1859 року із плодів горобини.
Е202 – сорбат калію (або калієва сіль сорбінової кислоти)
Має рослинне або синтетичне походження. Пригнічує ріст цвілевих грибів на поверхнях твердих ковбас, сосисок, сардельок при обробці 10-20%-вим розчином.
Отримав своє місце при виробництві маргарину, олії, соусів (гірчиця, майонез, кетчуп), консервованих овочі, томатної пасти, варення, повидла, копченостей, фруктових начинок для випічки, концентратів фруктових соків та безалкогольних напоїв, цукрових кондитерських виробів (нуги, шоколаду, праліне, цукерок) та безалкогольних вин.
Е210 – бензойна кислота
Термін походить від назви бензойної смоли, яку отримували із дерев стиракс (Південно-Східна Азія). Вперше виділена шляхом дистиляції у ХVI столітті. Також похідні бензойної кислоти містяться в корі, листі, плодах вишні та чорносливі.
В промисловості добавку Е210 отримують шляхом окислення метилбензолу за участі каталізаторів. Даний процес вважається екологічно чистим та мало затратним.
Консервант Е210 має антимікробні та антигрибкові властивості. Використовується при виробництві паст, соусів, пюре, желе, мармеладів, безалкогольних та алкогольних напоїв, консервованих фруктів та овочів, м’ясних та рибних продуктів.
Є речовиною середньої токсичності, безпечною є щоденна добова доза 5-10 мг/кг. Існує думка, що Е210 та Е211 (бензоат натрію) при одночасному використанні у виробництві безалкогольних напоїв можуть вступати в реакцію з аскорбіновою кислотою (вітаміном С або добавкою Е300), в результаті утворюється вільний бензол, який є сильним канцерогеном. Тому рекомендується уникати споживання напоїв, які мають дані добавки одночасно.
Е211 – бензоат натрію (або натрієва сіль бензойної кислоти)
Пригнічує дію ферментів в мікробних клітинах, які відповідають за розщеплення крохмалів та жирів, а також перебіг окисно-відновних реакцій. Окрім цього бензоат натрію запобігаю росту дріжджів та плісняви, перешкоджає утворенню афлатоксинів. Через високу розчинність у воді набув більшого поширення за бензойну кислоту.
У 2007 році було підняте питання стосовно впливу бензоату натрію на формування гіперактивності у дітей, проте кінцевий результат досліджень ще не встановлено: чи даний ефект виникає через взаємодію бензоату натрію з барвниками, чи це лише вплив виключно добавки Е211.
У великих кількостях є канцерогенною речовиною, межа використання залежить від продукту харчування, проте добова доза не повинна перевищувати 5 мг/кг.
В природному стані бензоат натрію присутній в низьких концентраціях в плодах журавлини та брусниці, а також в молочних продуктах при ферментації гіпурової кислоти. В якості харчової добавки в промислових масштабах виготовляється синтетичним шляхом (окисленням або гідролізом).
Добавка Е211 використовується у виробництві солодких газованих напоїв, безалкогольних напоїв та безалкогольного пива, слабоалкогольних напоїв, маргаринів, кетчупів, повидла, майонезу, м’ясних та рибних продуктів, маргарину, рибних пресервів та консервів, мармеладу, фруктових паст та кондитерських виробів.
Е220 – діоксид сірки
В промисловості діоксид сірки отримують шляхом обпалювання сульфідів або спалювання органічних сполук, до складу яких входить сірка (наприклад, сірководень).
Основні функції діоксиду сірки:
- попередження розмноження бактерій та грибків;
- гальмування процесу потемніння овочів та фруктів при тривалому зберіганні;
- продовження терміну придатності продукту.
Харчова добавка Е220 застосовується для обробки складів, сховищ овочів та фруктів, а також практично всіх видів цитрусових, які підлягають тривалому транспортуванню. При промисловому виробництві сухофруктів діоксид сірки використовується для збереження кольору продуктів та запобігання процесам гниття.
У виноробстві Е220 виступає в якості антиоксиданту та антибіотику для попередження окиснення, допомагає мінімізувати утворення летких кислот. Якщо зустрінете на пляшці вина напис “містить сульфіти” – при виробництві використовувався діоксид сірки. В Європейському Союзі максимально допустимий вміст діоксиду сірки складає 160 частин на мільйон для червоних вин, 210 частин на мільйон – для рожевих та білих.
Окрім вищеописаного добавка Е220 застосовується при:
- переробці м’яса (здійснюється обробка сировини для захисту від дії бактерій гниття та зберігання привабливого кольору);
- виробництві джемів та мармеладів;
- консервуванні плодів та овочів (для подовження термінів придатності).
Діоксид сірки відносять до токсичних добавок. Встановлена добова норма, яка вважається безпечною – це 7 мг/кг маси тіла.
Нізин є пептидним антибіотиком, який отримується шляхом ферментації за допомогою бактерій Lactococcus Lactis на природніх субстратах (молоко чи глюкоза). Є бактеріоцином широкого спектру дії, ефективний проти багатьох грампозитивних бактерій, включаючи молочнокислі, а також патогенних мікроорганізмів типів Listeria monocytogenes, золотистий стафілокок, Bacillus cereus, Clostridium botulinum тощо.
Нізин був виділений наприкінці 1930-х. З 50-х років почалося його виробництво. Нізин затвердили як добавку до вживання харчових продуктів у США наприкінці 1960-х.
Маючи властивості антибіотика, нізин може вбивати не лише патогенні, але й корисні бактерії, що беруть безпосередню участь в процесах життєдіяльності організму. Тому вживання продуктів, до складу яких входить консервант Е234, необхідно регулювати.
Використання нізину дозволяє зменшити час та температуру теплової обробки, що дозволяє зберегти поживні властивості продукту. Наприклад, при використанні нізину, втрата вітаміну С (харчова добавка Е300) зменшується на 30-35%, а бета-каротин (Е160а) повністю зберігає свої властивості.
Нізин (Е234) широко застосовується при виробництві сирів, масла, згущеного молока, кондитерських виробів, консервованих бобів, м’ясних та молочних консервів, вин, оболонок для сирів та ковбас.
Є достатньо ефективним при низьких концентраціях. Натаміцин отримують в процесі ферментації бактеріями Streptomyces natalensis. Згідно своїх властивостей використовується як антигрибковий препарат.
Має антибіотичні властивості нізину, тому також впливає на природню мікрофлору організму людини. При перевищенні концентрації 500 мг/кг тіла можуть спостерігатися симптоми отруєння.
Основні галузі застосування натаміцину – це виробництво молочних та м’ясних продуктів. В кондитерських виробах застосовується для бісквітів, тортів та тістечок. У виробництві сирів використовується в якості оболонки шляхом зрошування розчином натаміцину. В деяких країнах дозволяється використання добавки Е235 для обробки поверхонь ковбасних виробів.
Е249 – нітрит калію (азотистокислий калій)
Як консервант запобігає утворенню ботулотоксину (продукту життєдіяльності палички Clostridium botulinum. Якщо додати нітрит калію до м’яса, то утворюється нітрозоміоглобін, який надає рожевий (інколи червоний) колір ковбасам, сосискам, сарделькам.
У Європейському Союзі продаж нітриту калію дозволений лише у вигляді суміші з сіллю, вміст нітриту в якій складає не більше 0,6%.
Нітрит калію є токсичним при ковтанні, тому вимагається нанесення спеціального маркування на пакування. Прийнятним є споживання нітритів людиною на добу – 3,7-7 мг/кг.
Е250 – нітрит натрію
Основні функції нітриту натрію як харчової добавки – це фіксація кольору ковбасних виробів та запобігання утворенню ботулотоксину.
Промислове використання нітриту натрію почалося ще в 1906 році, коли були виявлені його позитивні властивості при виготовленні м’ясних продуктів і він був вперше схвалений як харчова добавка.
Нітрит натрію відносять до дуже токсичних сполук, смертельна доза споживання якого складає від 2 до 6 г, залежно від будови організму. У законодавстві багатьох країн граничну норму використання добавки Е250 встановлено на рівні 50 мг на кілограм готового продукту. У Євросоюзі нітрит натрію дозволено застосовувати лише як добавку до солі в кількості 0,6%. На виробництвах, де використовується консервант Е250, згідно із законодавством встановлюються суворі правила зберігання та роботи з цією харчовою добавкою.
Нітрити добре всмоктуються організмом із шлунково-кишкового тракту. Вони призводять до зниження тонусу мускулатури, розширення судин і зниження тиску. Однак усі негативні властивості нітритів ніяк не можуть проявлятися при концентраціях, що застосовуються у харчовій промисловості. У доповіді Ради з наукових питань, опублікованій у виданні «Американської медичної асоціації» також говориться, що нітрит натрію при використанні в харчових продуктах як консервант Е250 у рекомендованих дозах не завдає шкоди здоров’ю. Цього висновку дійшли вчені, проаналізувавши всі наявні дослідження та публікації на тему використання добавки Е250, а також більш ніж віковий досвід застосування нітриту натрію в харчовій промисловості.
Нітрит натрію є важливою харчовою добавкою для м’ясної промисловості. Додавання добавки Е250 у вироби сприяє наданню їм більш соковитого червоного забарвлення, а найголовніше захищає продукти від окислення та псування бактеріями.
Е260 – оцтова кислота (або всім відомий оцет)
Застосування оцтової кислоти має тисячолітню історію, яка була відомою як природний продукт бродіння вина та пива. Назва кислоти утворена словом ”оцет”, що походить від лат. acetum — кисле вино.
Вперше лабораторно оцтова кислота була синтезована в 1847 році, а зараз природнім методом добувається лише 10% загального об’єму виробництва. Але натуральний метод бродіння, як і раніше, важливий, оскільки в багатьох країнах діють закони, згідно з якими в харчовій промисловості повинна використовуватися лише оцтова кислота біологічного походження.
При біохімічному виробництві добавки Е260 використовують здатність деяких бактерій окислювати етанол (спирт). Цей метод відомий як оцтовокисле бродіння. В якості сировини для виробництва добавки Е260 використовуються соки, що забродили, вино або ж розчин спирту у воді.
У харчовій промисловості оцтова кислота застосовується для випікання кондитерських виробів, консервування овочів, виробництва майонезів та інших продуктів харчування.
Консервант Е260 дозволений для використання в харчових продуктах у всіх країнах як добавка, що безпечна для здоров’я людини.
Е270 – молочна кислота (або лактат)
Молочна кислота запобігає перебігу процесів бродіння в продукті.
Вперше молочна кислота у чистому вигляді була виділена у 1780 році. У промисловості добавка Е270 виготовляється методом молочного бродіння. Вона утворюється лактобактеріями Lactobacillus із цукру при бродінні молочних продуктів.
В силу свого природного походження та утворення в організмі людини природним шляхом, використання молочної кислоти як харчової добавки Е270 дозволено у всіх країнах. Гранично-допустимі норми використання консерванту Е270 не встановлювалися з тих самих причин.
У харчовій промисловості молочна кислота як натуральна добавка-консервант застосовується у виробництві сирів (через свою малу кислотність), майонезів, йогуртів, кефірів та інших молочно-кислих продуктів. Також зустрічається у безалкогольних напоях, кондитерських виробах та інших виробах.
Е290 – діоксид вуглецю
Харчова добавка Е290 (діоксид вуглецю) застосовується в харчовій промисловості в ролі консерванту, регулятора кислотності та антиоксиданту. У побуті добавка Е290 більше відома як вуглекислий газ.
У харчовій промисловості діоксид вуглецю застосовується як добавка-консервант Е290 при виробництві алкогольних та безалкогольних напоїв. Вугільна кислота, що утворюється при реакції діоксиду вуглецю з водою, має знезаражуючу та антимікробну дію.
У хлібопекарському виробництві добавка Е290 може застосовуватися як розпушувач, надаючи пишність хлібобулочним виробам.
Діоксид вуглецю широко застосовується і під час виробництва винної продукції. Регулюючи кількість вуглекислого газу у винній суслі можна керувати бродінням.
Також оксид вуглецю може застосовуватись у ролі захисного газу при зберіганні та транспортуванні різних харчових продуктів (так званий “сухий лід”).
В Україні перелік дозволених консервантів регулюється постановами Кабінету міністрів. Класифікатор регулярно переглядається та є доступним. Відділ RnD компанії “Алма-Веко, Фуд” використовує ці дані у своїх розробках, і це дає змогу запропонувати якісний та безпечний продукт.
ЯК ЩОДО НАТУРАЛЬНИХ КОНСЕРВАНТІВ?
Дійсно, складається таке враження, що всі консервуючі властивості зараз можна отримати лише додаванням синтетичних речовин. Це не відповідає дійсності, оскільки є природні носії антибактеріальних та антигрибкових властивостей, перевірені часом та не одним поколінням.
Перше, про що згадуєш як асоціацію до слів “натуральний” та “консервант” – це сіль. Вона споконвіків допомагала продовжити термін придатності м’ясних, рибних, овочевих та інших харчових продуктів.
Концентровані сольові розчини в харчовій промисловості використовуються досить часто. Завдяки унікальній якості солей виводити через мембрану клітини бактерії воду, тим самим висушуючи її і порушуючи всі процеси обміну, вдається уникнути передчасного псування продукту та запобігти розвитку згубного середовища.
Різноманітність сфер застосування вимагає розширення асортименту солі. Наразі можна знайти на полицях торгівельних мереж і морську сіль, і йодовану, і звичайну харчову різних типів та ступенів помелу. Компанія “Алма-Веко, Фуд” може запропонувати сіль як і для використання у харчовій промисловості, так і для побічних потреб, наприклад, пом’якшення води.
Цукор та оцет є головними героями процесів бродіння, і завдяки додаванню їх до консервованих плодів та овочів, зберігаються природні властивості продуктів, як і приємний смак.
Рослинна олія також знайшла своє місце в харчовій промисловості в якості консерванту. Тільки зараз її використовують не для зберігання приготованого м’яса для фараонів, а у виробництві пресервів з риби та морепродуктів. Завдяки своїй щільній структурі, яка огортає продукт, бактерії уповільнюють або повністю зупиняють свою життєдіяльність через відсутність кисню.
Мед відносно рідко застосовується в рамках харчової промисловості як консервант, проте його бактерицидні властивості знайшли застосування в побуті.
Прянощі теж мають властивість подовжувати термін зберігання продуктів, на їх основі розробляються різноманітні сухі та рідкі маринади. Проте необхідно враховувати, що внесення натуральних прянощів (сушеної зелені, насіння, плодів та кори) додатково насичує продукт мікроорганізмами, які можуть бути патогенними. В такому випадку продукт в подальшому повинен проходити термічну обробку.
КОМПЛЕКСНИЙ ПІДХІД
Не існує ідеальної харчової добавки, яка б виконувала всі технологічні функції одночасно. Це твердження стосується консервантів – не вигадали ще сполуку на всі випадки життя. Тому найоптимальнішим вважається комплексний підхід, а саме – розробка функціонального продукту на основі компонентів, яким притаманні одиничні функції. Проте необхідно не забувати про основні вимоги до будь-якого консерванту:
- Виконання основної функції при малих концентраціях.
- Безпечність для здоров’я людини.
- Відсутність впливу на основні характеристики продукту (смак та аромат) задля уникнення введеня споживача в оману.
- Нейтральність до матеріалів упаковки.
- Відсутність канцерогенного та токсичного впливу при розщепленні в організмі людини.
- Не впливати на перебіг мікробіологічних процесів, які властиві виробництву продукту (наприклад, дозрівання сирів).
- Відповідати вимогам міжнародних та національних стандартів.
Відділ розробок компанії “Алма-Веко, Фуд” на основі проведених досліджень знайшов діючі та ефективні компоненти для розробки консервантів комплексної дії для різних галузей харчової промисловості (виробництво м’ясних, молочних та рибних продуктів, кондитерських та хлібобулочних виробів) відповідно до вимог стандартів, щоб на кінцевому етапі споживач отримав безпечний та якісний продукт.
