1.Теоретическая часть
1.1. Использование пищевых добавок в кондитерском производстве.
Согласно действующим санитарным правилам регламентация пищевых добавок осуществляется по их основным функциональным классам:
- кислоты, основания соли;
- консерванты;
- антиокислители;
- пищевые добавки, препятствующие слеживанию и комкованию;
-стабилизаторы консистенции, эмульгаторы, загустители, текстураторы и связывающие агенты;
- улучшители для муки и хлеба;
- красители;
- фиксаторы цвета;
- глазирователи;
- пищевые добавки, усиливающие и модифицирующие вкус и аромат пищевого продукта [1-5];
- подсластители;
- носители-наполнители и растворители-наполнители;
- ароматизаторы.
Каждой пищевой добавке присвоен цифровой 3-х - или 4-х значный номер с предшествующим ему литерой «Е» (Europe).
Классификация пищевых добавок производится по их назначению и выглядит следующим образом:
- Е100-Е 182- красители;
- Е200- и далее - консерванты;
- Е300 и далее - антиокислители (антиоксиданты);
- Е400 и далее - стабилизаторы консистенции;
- Е500 и далее - эмульгаторы;
- Е600 и далее - усилители вкуса и аромата;
-Е700-Е800- запасные индексы для другой возможной информации;
- Е900 и далее – антифламинги, противопенные вещества;
- Е1000 и далее – глазирующие агенты, подсластители, добавки, препятствующие слеживанию сахара, соли, добавки для обработки муки, крахмала и.т.д.
В нашей стране разработаны и утверждены « Санитарные правила по применению пищевых добавок», которые постоянно совершенствуются и адаптируются к международным правилам и нормам. Пищевые добавки стали постоянными компонентами продуктов питания, в том числе кондитерских. Сочетание различных добавок имеет как положительные, так и отрицательные результаты [6-8].
Добавки с эффектом консервантов продлевают срок хранения продуктов, препятствуя развитию плесневых грибков и бактерий. В качестве консервантов используются: сорбановая кислота, сорбаты калия и натрия, признанные безвредными, бензойная кислота, бензоаты натрия, калия, кальция, относящиеся к канцерогенам, фумаовая, яблочная кислоты, в больших количествах влияющие на печень, формальдегид, являющийся канцерогеном, безопасные сорбиновая кислота и сорбаты калия, кальция и натрия.
В качестве нтиоксидантов, используются лактаты натрия, калия, кальция и магния, Борная кислота и тетрабораты, безвредная сорбиновая кислота и сорбаты, ацетаты калия, кальция и натрия, не проявляющие токсичности, ортофосфорная кислота и ортофосфаты аммония и магния, калия, кальция и натрия способные вызывать раздражения кожи.
Регуляторы кислотности – лимонная, уксусная кислота и другие, используют для придания кислого вкуса продуктам питания, многие одновременно выполняют роль консервантов, например уксус, стабилизируют вкус готовых изделий, а также стабилизируют эмульсии, имеют желирующий эффект или проявляют эффект антиоксидантов. К много функциональным добавкам относятся алюмофосфат натрия и фосфат кальция. Применение фосфатов в детском питании вызывают нарушения нервной системы, концентрации внимания, и даже способны вызвать при их передозировке массовые отравления, нарушеия работы желудочно- кишечного тракта.
Антислеживающие компоненты, в том числе ферроцианид калия, силикаты и фосфаты вводятся в рецептуры для предотвращения образования комочков в готовых изделиях, с целью предотвращения снижения технологических характеристик, таких как сыпучесть, равномерное набухание.
Многие пищевые добавки, такие как кумарин, дульцин, монобромуксусная кислота, формиат натрия после открытия их канцерогенности запрещены для применения в странах Европы. Большинство добавок изучены недостаточно и продолжают широко применяться в пищевых производствах.
1.2. Использование фосфатов в продуктах питания
По химическому составу фосфаты классифицируют следующим образом
Таблица 1. Классификация фосфатов
Код Е Название фосфата Химическая формула
Е339i ортофосфат натрия 1-
замещенный
NaH2PO4
Е339ii ортофосфат натрия 2-
замещенный
Na2HPO4
Е339iii ортофосфат натрия 3-
замещенный Na3PO4
E340i
ортофосфат калия 1-
замешенный KH2PO4
E340ii
ортофосфат калия 2-
замещенный K2HPO4
E340iii
ортофосфат калия 3-
замещеиный K3PO4
E341 ортофосфаты кальция Плохо растворимы в воде Ca3(PO4)2
E343 ортофосфаты магния Не растворимы в воде Mg3(PO4)2
E450i дигидропирофосфат
натрия Na2H2P2O7
E450iii пирофосфат натрия Na4P2O7
E450v пирофосфат калия K4P2O7
E450vi пирофосфат кальция
Ca2P2O7
E451i трифосфат натрия 5-
замещенный
Na5P3O10
E451ii трифосфат калия 5-
замещенный
K5P3O10
E452i полифосфат натрия
(NaPO3)n
E452v полифосфат аммония (NH4PO3)n
Внешне фосфаты представляют собой белые порошки, иногда их выпускают в виде гранул. Гранулированные формы лучше растворимы в холодной воде. Калиевые соли фосфорных кислот также лучше растворимы в воде, чем натриевые. Монофосфаты получают из предварительно очищенной до пищевого качества фосфорной кислоты и щелочей.Пирофосфаты и трифосфаты — дегидратацией гидроортофос.
Максимально разрешенные количества тех же фосфатов в рыбных продуктах зависят от их вида [37, п. 3.6.56]:
Таблица 2. Количество фосфатов в продуктах
Продукт Содержание, г/кг
Молоко низкой жирности 2,29
Соя 2,17
Хлеб пшеничный 1,31
На сегодняшний день фосфаты очень широко используют в изготовлении кондитерских изделий:
• в производстве хлеба – используются в качестве загустителей и стабилизаторов;
• в производстве сахара – используются для осветления;
• в масле и маргарине – увеличивают срок хранения продуктов;
• в плавленых сырках – обеспечивают мягкую консистенцию;
• в сгущенном молоке – препятствуют кристаллизации;
• в газированных и слабоалкогольных напитках – используются как подкислители;
Негативные последствия использования фосфатов
Применение пищевых добавок в пищевой промышленности и общественном питании регламентируется нормативно-технической документацией по применению пищевых добавок: СанПиН 2.3.2.1290-03, медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Пищевые добавки обычно указывают в ГОСТах, технических условиях в разделе «Сырье и материалы». Если нарушение регламентов применения пищевых добавок отражается на степени безопасности и пищевой ценности продукта, то показатели, характеризующие действие пищевых добавок (цвет, аромат, вкус и т.д.), выносятся в перечень физико-химических и органолептических показателей нормативного документа, приводятся методы испытания пищевых добавок. Используемые пищевые добавки должны быть указаны при маркировке пищевых продуктов.
Гигиенический контроль за применением пищевых добавок осуществляют органы Роспотребнадзора. Для внедрения в производство новых пищевых добавок необходимо гигиенический сертификат. Контроль за применением пищевых добавок, включенных в нормативные документы на продукты питания, могут осуществлять аккредитованные в Системе ГОСТ Р органы по сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья.
Перечень пищевых добавок, разрешенных для применения в Российской Федерации, постоянно расширяется и корректируется, исходя из всех возрастающей потребности в них, степени адаптации санитарных норм, принятых в нашей стране, к международным и европейским стандартам безопасности, особенно при создании новых добавок и изучении их свойств. В Российской Федерации проведена гармонизация внутренних стандартов с международными, в результате, в 1999-2000 годах в стандарты на рыбу разделанную и неразделанную мороженую, филе рыбное мороженое, креветки сырые, бланшированные и варёно-мороженые, фарш рыбный пищевой мороженый включены требования по обработке рыбы фосфатами.
Максимально разрешённые количества фосфатов добавленные на 1 кг. продуктов обычно составляют от 1 до 5 гр. на кг.в пересчёте на P2O5.
1.3. Негативные последствия использования фосфатов
Неправильное применение фосфатов может снизить качество готовой продукции. Кислые соли могут понизить влагоудерживающую способность мяса, нейтральные - недостаточно активны, а щелочные могут слишком сильно сместить рН среды в щелочную сторону и придать неприятный вкус продукту.
Потребление сверх разрешённых норм фосфатов может негативно отразиться на здоровье человека, из-за чего происходит ухудшение усвоения кальция, что приводит к отложению в почках кальция и фосфора, и способствует развитию остеопороза. Связывание ионов кальция осуществляется за счет перевода их в нерастворимую форму в составе фосфатов по реакциям:
3Са2++2 Na3PO4 =Ca3(PO4)2 + 6 Na+
3Са2++2 NaH2PO4 =Ca3(PO4)2 + 6 Na+
Анализ рациона современного человека показал, что на сегодняшний день каждый из нас получает дозу фосфатов, превышающих допустимую норму в 7–10 раз!
Такое избыточное содержание фосфатов неминуемо приводит к смещению баланса фосфора и кальция в организме, который в идеале должен находиться в соотношении 1:1. Чтобы восстановить соотношение, организм начинает забирать недостающий кальций из ближайших источников, в частности, из костей и зубов. Все это вызывает ослабление костной ткани и развитие серьезных заболеваний (у детей – рахит, у взрослых – остеопороз).
Именно по причине избыточного количества фосфатов кости человека становятся ломкими и он все чаще подвергается переломам. По данным педиатров, 40% подростков старше 14 лет имеют сниженную плотность костной ткани.
Со временем проблема затрагивает и нервную систему. Особенно это касается подростков, у которых на фоне избытка данных веществ развивается импульсивность, моторное беспокойство, гиперактивность, агрессивность и нарушение концентрации внимания. Еще одним симптомом дисбаланса кальция и фосфора становится нарушение сна, в частности проблемы с засыпанием у подростков. Родители склонны считать такие изменения в психике ребенка наступлением «переходного возраста», в то время как достаточно изменить рацион питания, чтобы подросток стал таким, как прежде!
В результате недавних исследований выяснилось, что чем больше фосфатов находится в крови, тем выше риск инфаркта и возрастает смертность от сердечных болезней. Под действием избытка фосфора развивается кальцификация – отложение на стенках сосудов плотных бляшек из кальция. Опыты на животных показали, что избыток этих веществ в пище негативно влияет на развитие плода и приводит к патологии легких и печени.
Излишки фосфора выводятся из организма почками, а при развитии болезней почек, этот процесс накопления избытка в организме фосфора ускоряется.
Примеры влияния некоторых фосфатов на организм
Ортофосфат аммония 1-замещённый. Пищевая добавка E-342 (Фосфаты аммония, Ammonium phosphates) включает орто-Фосфат аммония 1-замещенный - (i) Monoammonium ortophosphate и орто-Фосфат аммония 2-замещенный - (ii) Diammonium ortophosphate.
Данное вещество входит в группу антиоксидантов. Его также используют в качестве разрыхлителя, регулятора кислотности, фиксатора окраски и питания для дрожжевых грибов. Сфера применения добавки Е-342 в пищевой промышленности с 2010 года расширена и включает тот же набор продуктов, что и прочие фосфаты, а именно: молочные продукты, хлебобулочные и макаронные изделия, сухие порошковые смеси, продукты из мяса и рыбы, напитки, биологически активные добавки и пр. Основное назначение Фосфатов аммония - регулировать уровень кислотности в пище и улучшать свойства муки.
Влияние на организм человека:
Пищевой антиоксидант с кодом Е342 получают синтетическим путем, что уже отрицательно воздействует на человеческий организм. Ортофосфаты аммония являются аллергеном, который способен вызвать стойкие аллергические реакции в виде приступов удушья и астмы.
Употребляя продукты с ними внутрь, нужно помнить, что максимально допустимое количество установлено на уровне 70 мг/кг в сутки.
2.Пищевая добавка Е340 или ортофосфат калия (одно-, 2-х, 3-х защищенный) это смесь калийных солей и эфиров фосфорной кислоты. Смесь обладает не только антиокислительными свойствами, но и свойствами, характерными для фиксаторов окраски, синергистов антиоксидантов, водоудерживающих агентов, стабилизаторов, регуляторов кислотности и эмульгаторов. Как и многие другие фосфаты, эти вещества способны регулировать кислотность продуктов, стабилизировать их окраску и консистенцию, удерживать влагу. Все это позволяет с успехом применять их при изготовлении продуктов питания, список которых аналогичен Фосфатам натрия (Е-339). В него входят многие молочные продукты, детское питание, хлебобулочные, и кондитерские изделия, алкогольные и безалкогольные напитки, некоторые продукты из овощей и фруктов, соусы, разнообразные сухие концентраты, бульоны, завтраки и прочее.
Предельно допустимая доза: 70 мг/кг в сутки, поскольку это способствует нарушениям в работе пищеварительной системы, а также вызывает дефицит кальция (за счет реакции между кальцием и фосфором). Фосфаты калия участвуют в обмене веществ и являются участниками ферментативных и метаболических процессах, которые протекают во всех тканях и органах человека. Пищевая добавка Е340 способствует нормализации кислотно-щелочного баланса. При употреблении антиоксиданта в большом количестве возможно расстройство кишечника.
Считается ракообразующим и влияющим на уровень холестерина в крови.
Ортофосфат кальция. Пищевая добавка Е341 – это неорганическое вещество, представляющее собой кальциевую соль ортофосфорной кислоты. Именно этот антиоксидант является самым устойчивым к воздействию внеклеточной жидкости. В природе фосфат кальция содержится в коровьем молоке. На 70 % из этой соли состоит любая костная ткань. В промышленных нуждах фосфаты кальция получают при взаимодействии ортофосфорной кислоты с известковым молоком или оксидом кальция. В результате реакции образуется аморфный порошок, отлично растворяющийся в кислотах, но плохо – в воде. Добавка Е-341 разрешена в пищевой промышленности России и многих стран, а максимально допустимое количество для употребления внутрь не должно превышать 70 мг/кг в сутки. Она регулирует кислотность в продуктах, стабилизирует их цвет и консистенцию, в том числе уплотняет ткань овощей и фруктов, препятствует осушению продуктов и появлению в сухих смесях комков, улучшает свойства муки, действует как разрыхлитель. Фосфаты кальция применяются во многих молочных продуктах, в разнообраззных сухих смесях (завтраки, бульоны, концентраты), в мучных и макаронных изделиях, в продуктах из фруктов и картофеля, мясных и рыбных продуктах, напитках, спортивном питании и БАДах.
Влияние на организм человека. Пищевая добавка Е341 мало изучена. По некоторым данным фосфаты кальция обладают канцерогенным воздействием и повышают уровень содержания вредного холестерина в крови. Может вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.
Пищевая добавка Е343 представляет собой смесь солей магния и фосфорной кислоты. В своем составе фосфаты магния содержат 1-, 2- и 3-замещенные соли. Но все они обладают схожими свойствами, поэтому все они входят в группу антиоксидантов с кодом Е343. Внешне пищевая добавка выглядит как белый кристаллический порошок без запаха. В промышленных нуждах его получают при взаимодействии гидроксида магния или карбоната магния с фосфорной кислотой. В России и других странах добавка Е-343 разрешена для включения в состав продуктов питания. При этом она действует как регулятор кислотности и препятствует слеживанию и комкованию сухих смесей. Применение ее, как и у других фосфатов, разнообразно: молочные продукты (молоко, сливки, сыры, масло, десерты), изделия из фруктов и овощей (в частности, картофеля), мясные и рыбные продукты, сухие порошкообразные смеси (смеси на основе муки, супы, бульоны), хлебобулочные, макаронные и кондитерские изделия, биологически активные добавки и спортивное питание, напитки.
Влияние на организм человека:
Может вызвать нарушение артериальное давление и желудочно-кишечные расстройства. На данный момент добавка запрещена, так как не прошла (или в процессе прохождения) необходимых испытаний и тестов. Допустимое количество для употребления внутрь составляет 70 мг/кг в сутки.
Группа Фосфатов натрия известна как пищевая добавка E 339. В нее входит ортофосфат натрия 1-замещенный ((I), Monosodium ortophosphate), ортофосфат натрия 2-замещенный ((I), Disodium ortophosphate) и ортофосфат натрия 3-замещенный ((III) Trisodium ortophosphate).
5.Пищевой антиоксидант E339 Ортофосфаты натрия используется в качестве регулятора кислотности, эмульгатора, стабилизатора, влагоудерживающего агента. Кроме этого, добавка Е339 фиксирует окраску продуктов и усиливает действие антиоксидантов. В России добавка Е339 разрешена в разнообразные молочные продукты (молоко, в том числе сухое, сливки, сыры, масло, маргарин, мороженое, напитки и десерты на молочной основе), детское питание, муку, хлебобулочные, макаронные и кондитерские изделия, фруктовые продукты, картофель и продукты его переработки, мясные и рыбные продукты, сухие завтраки, смеси, напитки, БАДы и многое другое.
Существует мнение, что частое употребление в пищу продуктов, содержащих ортофосфат натрия Е339, приводит к изменению метаболизма минеральных солей в организме человека. Помимо этого Е339 провоцирует вымывание кальция из костей и зубов, что также негативно отражается на общем состоянии здоровья человека. Угнетающе влияет на пищеварительную систему, становится причиной частых расстройств желудка, нарушений стула.
Также есть информация, что постоянное употребление ортофосфата натрия становится одним из факторов развития раковых опухолей, считается канцерогеном.
Общие сведения о фосфатах и пирофосфатах.
Фосфатами называются соли или эфиры фосфорных кислот. По количеству атомов фосфора различают ортофосфаты (соли и эфиры ортофосфорной кислоты) и конденсированные фосфаты.
Ортофосфаты содержат один атом фосфора, например ортофосфат калия - K3PO4, метилфосфат - (CH3O)P(O)(OH)2. Ортофосфорная кислота H3PO4является трехосновной, соответственно образует три ряда фосфатов: средние или нормальные фосфаты (Na3PO4), гидрофосфаты (Na2HPO4), и дигидрофосфаты (NaH2PO4). Большинство средних солей труднорастворимы или нерастворимы в воде. Наиболее растворимыми являются дигидрофосфаты.
Конденсированные фосфаты содержат более одного атома фосфора и образуют связи типа P-O-P. Примером конденсированных фосфатов являются соли и эфиры пирофосфорной кислоты - пирофосфаты, имеющие в своём составе анион P2O52-. Ортофосфаты получают воздействием ортофосфорной кислоты на щелочи. Пирофосфаты можно получить нагреванием фосфатов. Природные запасы фосфатов представлены крупными месторождениями апатитов и фосфоритов.
