Ферментные препараты

Порошкообразные пищевые  продукты (мука, сухое молоко, сахарная пудра и др.), как и другие порошки, являются двухфазными системами, в  которых твердые частицы дисперсной фазы распределены в газовой (воздушной) дисперсионной среде и характеризуются  высокой межфазной поверхностью. Наличие этой поверхности обусловливает  важнейшие технологические свойства порошков, к которым относятся:

• сыпучесть, определяемая величиной, обратной вязкости;

• уплотняемость, характеризуемая изменением объема порошка под действием динамической нагрузки;

• слеживаемость в процессе хранения, связанная с образованием структур, прочность которых превышает первоначальную.

В основе слеживания и комкования порошков лежат процессы структурообразования, обусловленные самопроизвольным соединением частиц дисперсной фазы в пространственные структуры. Можно выделить две основные причины, лежащие в основе такого самопроизвольного соединения частиц в порошкообразных продуктах.

Первой причиной слеживания и комкования водорастворимых порошков, например сахарной пудры, является возникновение мостиков срастания между частицами порошка вследствие его увлажнения при длительном хранении на воздухе, второй — увеличение площади контакта между частицами за счет пластической деформации под действием массы вышележащих слоев.

Слеживание и комкование порошкообразных пищевых продуктов приводят к снижению сыпучести и ухудшению их потребительских свойств, а в экстремальном случае — к полной потере качества порошка.

Для обеспечения необходимой  сыпучести пищевых порошков на протяжении всего установленного срока хранения в них вводят твердые высокодисперсные нерастворимые в воде добавки, поглощающие  влагу или препятствующие увеличению площади контакта между частицами. Для предотвращения слеживания гигроскопичных порошков применяют также гидрофобизацию поверхности частиц с помощью поверхностно-активных веществ. Молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности твердых частиц, покрывают их тонкой пленкой, что создает барьер для влаги, провоцирующей слеживание и образование комков.

Перечень основных добавок, разрешенных к применению в Российской Федерации при производстве порошкообразных  пищевых продуктов для предотвращения их слеживания и комкования, а также регламенты их применения приведены в таблице

Добавки, препятствующие слеживанию и комкованию, разрешенные к применению в Российской Федерации

Е-номер	Пищевая добавка	Пищевой продукт	Максимальный уровень, г/кг
Е551	Диоксид кремния аморфный и соли кремниевой кислоты	Пряности Продукты, плотно обернутые  фольгой	30 30
Е552 E553i Е553іі Е553ііі	Силикат кальция Силикат магния Трисиликат магния Тальк	Продукты сухие порошкообразные, включая сахар Продукты в форме таблеток БАД к пище	10 Согласно ТИ То же
Е559	Алюмосиликат, каолин	Продукты для прикорма сухие на зерновой основе	2,0
Е555	Алюмосиликат калия	Сыры, нарезанные ломтиками  или тертые, и аналоги сыров	10
Е556	Алюмосиликат кальция	Сахаристые кондитерские изделия, кроме шоколадных (обработка поверхности)	Согласно ТИ
Е554	Алюмосиликат натрия (отдельно или в комбинации)	Мармелад желейный формовой (обработка поверхности) Рис Колбасы (обработка поверхности) Соль и заменители соли	Согласно ТИ (толькоЕ554ііі) Согласно ТИ (только Е554ііі) Согласно ТИ (только Е554ііі) 10
Е470	Жирных кислот (ми-ристиновой, олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и их смеси) соли алюминия, аммония, калия, кальция, магния, натрия	Согласно ТИ	Согласно ТИ
Е953	Изомальтит	То же	То же
Е170	Карбонат кальция	»	»
Е504	Карбонат магния
Е530	Оксид магния	»	»
Е900	Полидиметилсилоксан	Жиры и масла фритюрные Сок ананасный Фрукты и овощи консервированные в металлических и стеклянных банках Джемы, повидло, желе, мармелад и подобные продукты на фруктовой основе для намазывания, включая низкокалорийные Сахаристые кондитерские изделия, кроме шоколада Жевательная резинка Зерновые продукты, вырабатываемые по экструзионной технологии Супы и бульоны консервированные, концентрированные Напитки безалкогольные на ароматизаторах Вина, сидр	0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01
Е535 Е536 Е538	Ферроцианид натрия Ферроцианид калия Ферроцианид кальция (отдельно или в комбинации)	Соль поваренная, ее заменители (см также соли)	0,02 в пере- счете на ферроцианид калия безводный
Е341ііі	Фосфат кальция трехзамещенный	Согласно ТИ	Согласно ТИ
Е343ііі	Фосфат магния трехзамещенный

По химической природе подавляющее большинство добавок этою функционального класса относится к неорганическим соединениям минерального происхождения. Основную группу составляют силикаты и алюмосиликаты щелочных, щелочноземельных и других сходных по некоторым свойствам металлов (калия, натрия, кальция, алюминия и цинка).

Силикаты — соли кремниевых кислот (H₄SiO₄, H₂SiO₃, H₂Si₂O₅, Н₆Si₄О₁₀), составляющие минеральную основу почв — кварцевый песок, глины, сланцы и др.

Бентонит (Е558) — коллоидно-гидратируемый силикат алюминия с общей формулой Al₂O₃SiO₂ • nН₂О. Содержит варьируемое количество железа.

Метасиликат натрия (E550ii) — сильнощелочной белый порошок, синтезируемый расплавлением песка с карбонатом натрия при температуре 1400°С. В природе не встречается. Коммерческие препараты представляют собой смесь ангидроформы Na₃SiO₃ с пента- и нонагид-ратными формами (Na₂SiO₃ - 5Н₂О, Na₂SiO₃ • 9Н₂О).

Тальк (Е553) — минерал природного происхождения; по химической природе относится к метасиликатам магния. Наряду с силикатом и трисиликатом тальк образует группу силикатов магния, зарегистрированных под номером Е553.

Алюмосиликаты — соли алюмокремниевых кислот (HAlSiO₄, HAlSi₃O₈, HAlSi₂O₅).

Силикаты и алюмосиликаты, как и аморфный диоксид кремния, оксид магния, карбонаты кальция  и магния, признаны безопасными и  допущены к применению в качестве пищевых технологических добавок  без ограничений. Основные области  пищевого использования этих добавок  приведены в таблице.

В соответствии с технологическими задачами и особенностями порошкообразных  пищевых систем дозировки силикатов  и алюмосиликатов в пищевых продуктах  составляют от 0,2 до 1,0 %. Максимальный уровень содержания диоксида кремния в пряностях и других пищевых порошках составляет 3 %.

Для предотвращения слеживания и комкования гигроскопичных порошков поваренной соли и ее заменителей разрешены к применению ферропианиды калия, натрия и кальция в виде индивидуальных добавок или их комбинаций.

Ферроцианиды — комплексные соли гексацианоферратной кислоты с общей формулой Me_n[Fe(CN)₆], где п равно 2 для Са и 4 для Na и К.

Устойчивы в водных растворах. ДСД ферроцианидов составляет 0,025 мг/кг массы тела человека в пересчете на ферроцианид натрия. Дозировка этой добавки для предотвращения слеживания поваренной соли составляет 20 мг/кг продукта.

К органическим соединениям, которые входят в состав добавок  этого функционального класса, относятся  соли жирных кислот (Е470) и полидиметилсилоксан (Е900).

Соли жирных кислот (Е470) представляют собой главным образом натриевые, калиевые, кальциевые, магниевые, алюминиевые, аммониевые соли миристиновой, олеиновой, пальмитиновой и стеариновой кислот с общей формулой

(R-COO)_nMe,

где п равно 1 или 2

Соли высших жирных кислот обладают поверхностной активностью  и способны предотвращать агломерацию  частиц путем гидрофобизации их поверхности. Они признаны безопасными и в соответствии с технологическими задачами используются в концентрациях до 5 г на 1 кг продукта.

Полидиметилсилоксан (Е900), называемый также «демификон» или «семификон», представляет собой синтетическую смесь крем-нийсодержащего соединения диметилполисилоксана и силикагеля (диоксида кремния). Структура органических полисилоксанов может быть представлена формулой

R₃-Si-O-[-Si(R₂)-O-]-Si-R₃,

где R —метальные группы.

Полисилоксаны обладают высокой юдоотталкивающей способностью, инертны и используются в различных пищевых продуктах в концентрациях 10 мг/кг. ДСД этих добавок составляет 0—25 мг/кг массы тела человека.

Аналогично представителям других групп отдельные добавки, применяемые для предотвращения слеживания и комкования пищевых порошков, могут проявлять смежные технологические функции. Аналогично, способность стабилизировать порошки могут иметь добавки других функциональных классов (маннит, целлюлоза).

К таким добавкам относятся  соли фосфорной, угольной и высших жирных кислот, а также органические полисилокеаны. Например, в зависимости от состава и свойств конкретной пищевой системы полидиметилсилоксан (Е900) может предотвращать слеживание порошкообразного продукта (сухое молоко), стабилизировать различные пищевые суспензии или предотвращать вспенивание прохладительного напитка при розливе его в бутылки. Кроме того, эта добавка может использоваться для смазки противней в хлебопекарной и кондитерской промышленности.

Смежные технологические  функции добавок для предотвращения слеживания и комкования

Е-номер	Пищевая добавка	Смежные технологические  функции
Е341 i ii iii	Фосфаты кальция: однозамещенный ортофосфат ортофосфат двузамещенный ортофосфат трехзамещенный	Регулятор кислотности Улучшитель муки и хлеба Стабилизатор, отвердитель Текстуратор, разрыхлитель
Е343 i ii iii	Фосфаты магния: ортофосфат однозамещенный ортофосфат двузамещенный ортофосфат трехзамещенный	Регулятор кислотности
E421	Маннит	Подсластитель
E460	Целлюлоза	Эмульгатор, текстуратор
E470	Жирных кислот соли алюминия, натрия, магния, калия и  аммония	Эмульгатор, стабилизатор
E500 i ii iii	Карбонаты натрия: карбонат гидрокарбонат смесь карбоната и гидрокарбоната	Регулятор кислотности, разрыхлитель
E504 i ii	Карбонаты магния: карбонат гидрокарбонат	Регулятор кислотности, стабилизатор цвета
E542	Костный фосфат (основа его  —фосфаткальция трехосновный)	Эмульгатор, водоудерживающий агент
E900	Полидиметилсилоксан	Пеногаситель, эмульгатор

4.  Что подразумевают под гигиенической регламентацией пищевых добавок в продуктах питания?

ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ — природные или искусственные вещества и их соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе их изготовления в целях придания пищевым продуктам определенных свойств и (или) сохранения качества пищевых продуктов.

Пищевые добавки могут  оставаться в продуктах полностью  или частично в неизмененном виде или в виде веществ, образовавшихся в результате химического взаимодействия добавок с компонентами пищевых  продуктов.

Большинство пищевых добавок  не имеют, как правило, пищевого назначения и являются биологически инертными  для организма. Однако известно, что любое химическое соединение или вещество в определенных условиях может быть токсичным. По мнению токсикологов, следует говорить о безвредности химических веществ при предлагаемом способе их применения. Решающую роль при этом играют: 
      доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки); 
      длительность потребления; 
      режим поступления; 
      пути поступления химических веществ в организм человека.

Химические вещества, поступающие  в организм живых существ, могут  оказывать на него различные воздействия, имеющие острые, подострые, хронические, отдаленные последствия и т.д. Следовательно, пищевая добавка только тогда считается безопасной, если у нее отсутствуют острая и хроническая токсичность, канцерогенные, мутагенные, тератогенные и гонадотоксические свойства. Поэтому к пищевым добавкам предъявляют строгие требования.

Таким образом, пищевые добавки  могут быть использованы в пищевой  промышленности только после всестороннего  изучения перечисленных свойств  и установления полной безопасности применения каждой конкретной добавки.

Гигиеническое регламентирование  пищевых добавок в продуктах  и рационе питания осуществляется в четыре этапа.

Первый  этап - проведение предварительной токсиколого-гигиенической оценки регламентируемого химического вещества - пищевой добавки. На основании сведений, представляемых разработчиком, определяют рациональное и товарное название химического вещества, его назначение, технологию получения, химическую структуру или химический состав, содержание примесей, его физико-химические свойства.

Согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 для проведения экспертной оценки новой пищевой добавки и вспомогательного средства и их регистрации в установленном порядке, предоставляются документы, свидетельствующие об их безопасности для здоровья человека: 
- характеристика вещества или препарата с указанием его химической формулы, физико-химических свойств, способ получения, содержание основного вещества, наличие и содержание полупродуктов, примесей, степень чистоты, токсикологические характеристики, в том числе метаболизм в животном организме, механизм достижения желаемого технологического эффекта, возможные продукты взаимодействия с пищевыми веществами; 
- технологическое обоснование применения новой продукции, ее преимущества перед уже применяемыми добавками; перечень пищевых продуктов, в которых используются добавки и вспомогательные вещества, дозировки, необходимые для достижения технологического эффекта; 
- техническая документация, в том числе методы контроля пищевой добавки (продуктов ее превращения) в пищевом продукте. 
- для импортной продукции дополнительно представляется разрешение органов здравоохранения на их применение в стране-экспортере (изготовителе).

Устанавливают наличие и  характеристику методов количественного  определения пищевой добавки  в пищевых продуктах и различных  средах, в том числе микроколичеств в биосредах. Определяют область и масштабы применения пищевой добавки, ее возможное распространение в окружающей среде, особенности миграции в различных звеньях трофических цепей и загрязнения пищевых продуктов. Ориентировочно рассчитывают те дозы пищевой добавки, которые могут в реальных условиях поступать в организм с пищей. На основании этих данных составляют программу дальнейших исследований пищевой добавки.

Второй  этап исследования пищевой добавки является основным. В результате проведения хронического эксперимента определяют пороговую и максимально недействующую дозы пищевой добавки по общетоксическому действию. Для этого используют два вида модельных лабораторных животных, в организме которых метаболизм изучаемого химического соединения идентичен метаболизму человека. Длительность эксперимента составляет обычно 9...18 месяцев.

На  третьем этапе исследований обобщают результаты проведенных исследований и обосновывают допустимую суточную дозу (ДСД) и допустимое суточное потребление (ДСП) пищевой добавки, ее предельно допустимую концентрацию (ПДК) в пищевых продуктах.

Четвертый этап - наблюдение за пищевой добавкой (мониторинг), осуществляемый, чтобы подтвердить безопасность использования и, если требуется, внести поправку в гигиенические нормативы.

За рубежом безвредность пищевых добавок определяется на основе широких сравнительных исследований, предпринимаемых такими органами, как  Объединенный Комитет экспертов  по пищевым добавкам (ОКЭПД) ФАО/ВОЗ, Научный Комитет по продуктам  питания Европейского Союза. Научный  Комитет по продуктам питания (НКПП) является органом внутри Европейского Союза, который дает консультации по вопросам достаточности питания  и безвредности пищевых продуктов  и напитков при их употреблении человеком. Использование пищевых добавок  запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не определено их ДСП. Международный опыт организации и проведения системных токсиколого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специальном документе ВОЗ (1987/1991) «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания».

В Российской Федерации  возможно применение только тех пищевых  добавок, которые имеют разрешение Госсанэпиднадзора России, из числа  приведенных в СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (Приложение 7 «Пищевые добавки, не оказывающие вредного воздействия на здоровье человека при использовании для изготовления пищевых продуктов»). Пищевые добавки должны вноситься в пищевые продукты в минимально необходимом для достижения технологического эффекта количестве, но не более установленных СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок» пределов.