Консерванты

Консерванты — вещества, продлевающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызванной микроорганизмами (бактерии, плесневые грибы, дрожжи, среди которых могут быть патогенные и непатогенные виды). Функциональный класс 18 (см. табл. 9.1).

В настоящем разделе мы остановимся только на химических консервантах, добавляя которые удается замедлить или предотвратить развитие микрофлоры: бактерий, плесневых грибов, дрожжей и других микроорганизмов, или замедлить обмен веществ в них, а следовательно, продлить сохранность продуктов питания. Антимикробные вещества могут оказывать бактерицидное действие (убивать, уничтожать бактерии) или бактериостатическое (останавливать, замедлять рост и размножение бактерий, не уничтожая в то же время их полностью), фунгистатическое (угнетающее грибы) или фунгицидное (убивающее грибы) действие. Список консервантов, разрешенных для применения в Российской Федерации, приведен ниже:

Сорбиновая кислота.........	Е200
Сорбат натрия..............	Е201
Сорбат калия...............	Е202
Сорбат кальция.............	Е203
Гептиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты.....	Е209
Бензойная кислота..........	Е210
Бензоат натрия.............	Е211
Бензоат калия..............	Е212
Бензоат кальция............	Е213
Этиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты.....	Е214
Этиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты натриевая соль...........	Е215
Пропиловый эфир парагидрокси бензойной кислоты.................	Е216
Пропиловый эфир парагидрокси бензойной кислоты натриевая соль....	Е217
Метиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты.....	Е218
Метиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты натриевая соль............	Е219
Серы диоксид..............	Е220
Сульфит натрия............	Е221
Гидросульфит натрия.......	.Е222
Пиросульфит натрия.......	.Е223
Пиросульфит калия........	Е224
Сульфит калия............	.Е225
Сульфит кальция..........	.Е226
Гидросульфит кальция......	.Е227
Бисульфит калия...........	.Е228
Дифенил..................	.Е230
орто-Фенилфенол.........	.Е231
орто-Фенилфенола натриевая соль....................	.Е232
Низин....................	Е234
Пимарицин...............	Е235
Муравьиная кислота.......	.Е236
Формиат натрия...........	.Е237
Формиат кальция..........	.Е238
Гексаметилентетрамин......	.Е239
Гваяковая смола...........	.Е241
Диметилдикарбонат........	.Е242
Нитрит калия..............	.Е249
Нитрит натрия.............	.Е250
Нитрат натрия.............	.Е251
Нитрат калия..............	Е252
Уксусная кислота..........	Е260
Ацетат калия..............	Е26П
Диацетат калия............	Е26Ш

Их эффективность, способы применения зависят от их химической природы, концентрации, часто от рН среды. Многие консерванты более эффективны в кислых средах; для снижения рН среды иногда добавляют пищевые кислоты (уксусную, яблочную, молочную, лимонную и другие). При низкой концентрации отдельных консервантов они могут использoваться микроорганизмами в качестве дополнительного источника углерода и, наоборот, способствовать размножению последних.

Спектр антимикробного действия конкретного консерванта различен. Эффективность некоторых консервантов по отношению к микроорганизмам приведена в таблице 9.18.

Таблица 9.18. Эффективность некоторых консервантов по отношению к микроорганизмам

Консервант	Бактерии	Дрожжи	Плесневые грибы
Нитриты	++	-	-
Сульфиты	++	++	+
Муравьиная кислота	+	++	++
Пропионовая кислота	+	++	++
Сорбиновая кислота	++	+++	+++
Бензойная кислота	++	+++	+++
Оксибензоаты	++	+++	+++
Дифенил	-	++	++

Примечание: — неэффективен; + малая эффективность; ++ средняя эффективность; +++ высокая эффективность.

Учитывая разное отношение отдельных консервантов к плесневым грибам, дрожжам и бактериям, в ряде случаев целесообразно использовать смесь нескольких консервантов.

Практический интерес представляет сочетание бензойной и сорбиновой кислот и сернистой кислоты, в первую очередь для продуктов растительного происхождения. Необходимо также учитывать особенности пищевых продуктов, в которые они вносятся. Нет универсальных консервантов, которые были бы пригодны для всех пищевых продуктов.

Эффективность действия консерванта тесно связана с концентрацией; его следует применять на начальной (линейной) стадии размножения микроорганизмов; это позволяет снизить дозы его внесения и не создает иллюзий мнимосвежего состояния уже испорченных продуктов. Применение консервантов недопустимо при нарушении производственной гигиены, получения продуктов в антисанитарных условиях.

В таблице 9.19 приводятся данные по применению консервантов в различных продуктах.

Консерванты часто применяются в сочетании с физическими способами консервирования (нагревание, сушка, низкие температуры, облучение и т. д.); это приводит к экономии энергетических затрат.

Таблица 9.19. Консерванты, обычно применяемые для наиболее важных групп продуктов

Группа продуктов	Нитраты, нитриты	Диоксид серы	Сахароза	Гексаметилентетрамин	Уксусная кислота	Пропионовая кислота	Сорбиновая кислота	Бензойная кислота	n- Гидроксибензонаты	Дифенил, α-фенилфенол, тиабендазол
Жировые эмульсии	-	-	-	-	-	-	++	+	-	-
Сыры	(+)	-	-	(+)	-	+	++	(+)	(+)	-
Мясопродукты	++	(+)	-	-	-	-	+	-	(+)	-
Рыбопродукты	+	-	-	(+)	++	-	+	+	(+)	-
Овощная продукция	-	+	(+)	-	++	-	++	++	-	-
Фруктовая продукция	-	++	++	-	+	-	++	++	-	(+)
Безалкогольные напитки	-	++	++	-	-	-	++	++	-	-
Вино	-	++	-	-	-	-	++	-	-	-
Хлебобулочные изделия	-	-	++	-	-	++	++	-	-	-
Кондитерские изделия	-	-	++	-	-	-	++	(+)	(+)	-

Примечание: Консервант применяется: ++ часто; + реже; (+) в исключительных случаях; — не приняется

При выборе консерванта необходимо руководствоваться некоторыми общими правилами.

Консервант должен:

— иметь широкий спектр действия;

— быть эффективным против микроорганизмов, содержащихся в данной пищевой системе;

— оставаться в продукте в течение всего срока хранения;

— предупреждать образование токсинов;

— не оказывать влияния на органолептические свойства пищевого продукта;

— быть технологичным (простым в применении);

— быть дешевым.

Консервант не должен:

— быть физиологически опасным;

— вызывать привыкания;

— реагировать с компонентами пищевой системы;

— создавать экологические и токсикологические проблемы в ходе технологического потока;

— влиять на микробиологические процессы, предусмотренные при производстве отдельных пищевых продуктов данной технологией.

Остановимся подробнее на некоторых консервантах. Диоксид серы, соли сернистой кислоты. Это одна из наиболее распространенных групп консервантов.

SO2 — диоксид серы, сернистый газ, сернистый ангидрид	... Е220
Na2SO3 — сульфит натрия	... Е221
K2SO3 — сульфит калия	... Е225
CaSO3 — сульфит кальция	... Е226
NaHSO3 — гидросульфит натрия, бисульфат натрия.	... Е228
KHSO3 — гидросульфит калия, бисульфат калия	... Е227
Ca(HSO3)2 — гидросульфит кальция	... Е222
Na2S2O 5 — пиросульфит натрия, метасульфат натрия	... Е223
K2S2O 5 — пиросульфит калия	... Е224

SO₂ — газ, хорошо растворимый в воде. Сульфиты — белые кристаллические вещества, за исключением сульфита кальция, также хорошо растворимы в воде.

Использование сернистого газа для окуривания бочек и обработки вина известно с давних времен.

Диоксид серы и соли сернистой кислоты проявляют антибактериальное действие. Действие против дрожжей и плесневых грибов выражено слабее. Применяется как промежуточный консервант при получении многих продуктов из фруктов и ягод, с последующим удалением при нагревании и вакуумировании.

Используется для сохранения соков, плодоовощных пюре, повидла, в виноделии и т. д. Сульфиты — ингибиторы дегидрогеназ. Применяются в качестве отбеливающего материала, предохраняющего очищенный картофель, разрезанные плоды и овощи от потемнения, тормозят реакцию Майяра. Сернистый газ разрушает витамин В₁ (тиамин) и биотин, поэтому применение его для стабилизации ряда продуктов нежелательно. Допустимая суточная доза (в пересчете на SO₂) — 0,35 мг, условно допустимая — 0,35—1,5 мг/кг массы тела.

Сорбиновая кислота и ее соли. Сорбиновая кислота — белое кристаллическое вещество со слабым запахом, трудно растворимое в воде, хорошо — в этиловом спирте. Соли сорбиновой кислоты — сорбаты — хорошо растворимы в воде (за исключением сорбата кальция — растворимость вводе 1,2 г).

СН3— СН=СН— СН=СН— СООН — сорбиновая кислота	.. Е200
CH3-CH=CH-CH=CH-COONa - сорбат натрия	.. Е201
СН3-СН=СН-СН=СН-СООК - сорбат калия	.. Е202
(СН3-СН=СН-СН=СН-СОО)2Са - сорбат кальция	.. Е203

Сорбиновая кислота и ее соли проявляют, в первую очередь, фунгистатическое действие, подавляя развитие дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинообразующие, благодаря способности ингибировать дегидрокиназу. Она не подавляет рост молочно-кислой флоры, поэтому часто используется в смеси с другими консервантами.

Сорбиновая кислота и ее калиевые, натриевые и кальциевые соли применяются в качестве консервантов при производстве фруктовых, овощных, рыбных и мясных изделий, маргаринов, безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков. Антимикробные свойства этой добавки мало зависят от рН среды. Используются для обработки материала, в который упаковывают пищевые продукты.

Бензойная кислота и ее соли (бензоаты). Бесцветные кристаллы или белые порошки. Бензойная кислота С₆Н₅СООН ограниченно растворима в воде, бензоаты хорошо растворимы.

Входит в состав некоторых плодов и является распространенным природным консервантом. Бензойная кислота применяется при изготовлении плодово-ягодных изделий, бензоаты — при производстве рыбных консервов, маргаринов, напитков. Антимикробное действие связано со способностью подавлять ферменты, осуществляющие окислительно-восстановительные реакции, и направлено, главным образом, против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинообразующие. Присутствие белков в пищевых системах ослабляет активность бензойной кислоты, а фосфатов и хлоридов— усиливает. Бензойная кислота наиболее эффективна в кислой среде; в нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается. Для облегчения введения бензойной кислоты в жидкие пищевые продукты используют ее соли — бензоаты. При использовании бензоатов необходимо, чтобы рН пищевой системы был ниже 4,5, при этом бензоаты превращаются в свободную кислоту.

К группе производных пара-гидроксибензойной кислоты (парабены) относятся семь консервантов:

пара-гидроксибензойной кислоты гептиловый эфир	Е209
пара-гидроксибензойной кислоты этиловый эфир	Е214
пара-гидроксибензойной кислоты этилового эфира натриевая соль	Е215
пара-гидроксибензойной кислоты пропиловый эфир	Е216
пара-гидроксибензойной кислоты пропилового эфира натриевая соль	Е217
пара-гидроксибензойной кислоты метиловый эфир	Е218
пара-гидроксибензойной кислоты метилового эфира натоиевая соль	Е219

 

Эти вещества входят в состав растительных алкалоидов и пигментов. Все эфиры пара-гидроксибензойной кислоты обладают большим бактерицидным действием, чем бензойная кислота, и значительно менее токсичны. Они не способны к диссоциации, поэтому их антимикробное действие не зависит от рН среды. Эффективны в нейтральной и слабокислой среде, эффективность растет с увеличением алкильного радикала. Изменяют вкус пищевых продуктов, выраженные спазмалитики. Их антимикробное действие основано на замедлении усвоения глюкозы и про-лина, нарушении комплексной структуры клеточной мембраны. Допустимая суточная доза — 10 мг/кг массы тела.

Муравьиная кислота (Е236) и ее соли (формиаты натрия Е237 и кальция Е238) применяются также в качестве солезаменителей (вкусовых веществ). Консервирующее действие муравьиной кислоты известно более ста лет. Для консервирования применяют водные растворы кислоты и формиатов. Муравьиная кислота НСООН из-за высокой константы диссоциации применяется для консервирования только сильнокислых продуктов (рН ниже 3,5). В слабокислой и нейтральной среде формиаты не оказывают антимикробного действия. Действует преимущественно против дрожжей и некоторых бактерий. Плесневые грибы и молочные бактерии устойчивы к действию муравьиной кислоты. Она заметно влияет на вкус и запах пищевых продуктов, добавляется, главным образом, во фруктовые полуфабрикаты. В последнее время ее использование значительно сократилось.

Уксусная кислота ледяная (Е260) и ее соли (ацетаты): ацетат калия Е261; ацетат натрия Е262. Использование уксуса для консервирования пищевых продуктов — один из наиболее старых способов консервирования. В зависимости от сырья, из которого получают уксусную кислоту, различают винный, фруктовый, яблочный, спиртовой уксус и синтетическую уксусную кислоту. Наряду с уксусной кислотой СН3СООН и ее солями применение находят диацетаты натрия и калия. Эти вещества состоят из уксусной кислоты и ацетатов в молярном соотношении 1:1. Уксусная кислота — бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой во всех отношениях. Диацетат натрия — белый кристаллический порошок, растворимый в воде, с сильным запахом уксусной кислоты.

Уксусная кислота не имеет законодательных ограничений, ее действие основано, главным образом, на снижении рН консервируемого продукта, проявляется при содержании выше 0,5% и направлено, главным образом, против бактерий. Применяется в майонезах, соусах, при мариновании рыбной продукции и овощей, ягод и фруктов. Уксусная кислота широко применяется как вкусовая добавка.

Пропионовая кислота СН₃—СН₂СООН (Е280) и ее соли (пропиона-ты натрия Е281, калия Е283, кальция Е282). В пищевой промышленности используются, главным образом, соли пропионовой кислоты. Антимикробное действие пропионовой кислоты сильно зависит от рН консервируемого продукта; она может использоваться для консервирования пищевых продуктов с высоким значением рН. Более слабое антимикробное действие, по сравнению с другими консервантами. Применяется в сыроделии, хлебопечении. Влияет на запах и вкус пищевых продуктов.

Уротропин (гексаметилентетрамин) C₆H₁₂N₄(E239) — применяется для консервирования ограниченного числа продуктов. В России — икра лососевых рыб. ДСД — 0,15 мг/кг массы тела.

Дифенил С₁₂Н₁₀ (Е230). Обладает сильными фунгистатическими свойствами, задерживает развитие плесневых грибов.

Применяют для продления срока хранения цитрусовых (погружение в 0,5— 1,0%-й раствор или пропитывание им оберточной бумаги). В РФ разрешена реализация импортных цитрусовых плодов, обработанных этим консервантом.

Сантохин применяется для увеличения сроков хранения яблок, поверхность которых обрабатывается 0,05—0,3%-м водно-спиртовым раствором сантохина.

Важным и широко применяющимся консервантом является хлористый натрий (поваренная соль) NaCl, который используют для консервирования мяса, рыбы и других продуктов.