Gama produktów dostępnych na rynku, zawierających dodatki do żywności jest obecnie ogromna. Producenci nie oszczędzają na ilości składników użytych do danego produktu, jednakże osoby odpowiednio wyedukowane kontrolują wszelkie procesy, między innymi pod względem ilości dodanego środka chemicznego.
Dlatego tutaj warto wspomnieć o wskaźniku ADI (Acceptable Daily Intake, dopuszczalne dzienne spożycie). Określa on maksymalną ilość substancji, której można użyć w przeliczeniu na kilogram masy ciała i która nie będzie powodować żadnych niepożądanych skutków u większości osób w przypadku codziennego spożycia.
Celem zastosowania wszelkich substancji chemicznych jest przede wszystkim przedłużenie trwałości danego produktu, poprzez zapobieganie powstawaniu niekorzystnych zmian w produkcie. Zazwyczaj takie zmiany mogą być pochodzenia biologicznego, chemicznego, mikrobiologicznego lub fizycznego. Jednak najczęściej mamy do czynienia z żywnością, która uległa zepsuciu ze względu na zakażenie mikrobiologiczne, czyli dostanie się do żywności niechcianych mikroorganizmów. Sposobem na ich zmniejszenie oraz całkowitą eliminację są procesy mrożenia, gotowania, chłodzenia, suszenia, kiszenia, obniżania aktywności wody oraz dodatek substancji chemicznych, które zostaną dokładnie opisane w dzisiejszym artykule. Kolejną funkcją chemicznych dodatków do żywności jest możliwość nawet do kilkudniowego przechowywania produktu po otwarciu, zachowując jednocześnie bezpieczeństwo mikrobiologiczne.
W jaki sposób działają chemiczne dodatki do żywności ?
Mechanizm działania opiera się na wniknięciu w strukturę komórki drobnoustroju, a mianowicie:
- zniszczenie ściany komórkowej
- interakcja z mechanizmem genetycznym
- zniszczenie niektórych enzymów oraz metabolitów, które uczestniczą w rozwoju drobnoustrojów
Ważną funkcję spełnia tutaj odpowiednie pH, temperatura, skład chemiczny produktu, stabilność związku konserwującego czy też obecność substancji obniżających aktywność wody.
Ilość dodanego środka chemicznego powinna zostać ograniczona do minimum i powinna być zastosowana wówczas, gdy metoda biologiczna lub fizyczna jest niewystarczająca.
Idealny środek chemiczny powinien być nietoksyczny, efektywny w swoim działaniu, trwały, nie powinien wchodzić w interakcje z innymi składnikami oraz, co najważniejsze, nie powinien być toksyczny dla organizmu.
Jego działanie jest możliwe przy niskich dawkach , nawet przy stężeniu 0,2 %.
Chemiczne substancje konserwujące, czyli jakie ?
Kwas sorbowy – E200
Występuje w postaci białego proszku dobrze rozpuszczalnego w gorącej wodzie, oleju i etanolu. Używany jest głównie w celu zahamowania rozwoju pleśni i drożdży przy niskim pH 3-6. Z grupy bakterii jest użyteczny tylko w stosunku do bakterii kwasu mlekowego, dlatego wykorzystuje się go w przemyśle mleczarskim, szczególnie podczas produkcji serów. Dodatkowa obecność cukru i soli powoduje wzrost jego działania konserwującego.
Jest to środek konserwujący bezpieczny dla zdrowia, jednakże podczas bezpośredniego kontaktu ze skórą może dojść do podrażnienia skóry, astmy, czy też rumienia. Kwas sorbowy w organizmie człowieka ulega szybkiemu metabolizmowi.
W przemyśle spożywczym prócz produktów mlecznych dodaje się go również dżemów i galaretek niskocukrowych, pakowanych chlebów krojonych. Znajdziemy go w branży cukierniczej, przetworach owocowych i warzywnych, suszonych owocach oraz na powierzchni świeżych owocowych dostępnych w supermarketach.
Wykorzystanie znajdują również sole kwas sorbowego – sorbinian potasu, znany jako E 202, dobrze rozpuszczalny w wodzie i sorbinian wapnia – E 203, który wykazuje bardzo stabilne działanie i używany jest głównie przy produkcji margaryn, serów, chroniący przed rozwojem grzybów.
Dzienne dopuszczalne spożycie kwasu sorbowego wynosi 25 mg/kg masy ciała.
Kwas benzoesowy E 210
Występuje naturalnie w owocach jagodowych, np. żurawina, borówki. To słaby kwas, słabo rozpuszczalny w wodzie, natomiast dobrą rozpuszczalność wykazuję w eterze i etanolu. Jego działania polega na hamowaniu rozwoju pleśni i drożdży przy pH 2,5 – 4,5. W stosunku do bakterii wykazuje słabsze działanie, głównie wobec bakterii masłowych i octowych, a dla bakterii kwasu mlekowego jego działanie jest znikome.
Obecność dwutlenku węgla, dwutlenku siarki, soli, cukru, kwasu sorbowego i jego soli zwiększa działania kwasu benzoesowego.
Zasada działania polega na wniknięciu w system enzymatyczny komórki drobnoustroju i hamowaniu jego działania.
Działania niepożądane mogą pojawić się u osób, które przekroczą możliwą do spożycia dawkę, co skutkuje silnymi bólami brzucha i wymiotami. Niepożądane reakcje pojawiają się również u alergików, chorych na astmę czy osób, które mają problemy z układem trawiennym. Wydalany jest razem z moczem.
Gdzie go znajdziemy? Głównie w gotowych sosach do dań, marynatach, sałatkach owocowo-warzywnych, sokach, napojach.
Dzienne dopuszczalne spożycie ADI wynosi do 5 mg/kg masy ciała.
Sole i estry kwasu benzoesowego
Sole kwasu beznoesowego, którego również znajdują zastosowanie jako konserwanty to: benzoesan sodu – E 211, benzoesan potasu – E 212 i benzoesan wapnia – E213.
Spotykamy go również pod postacią:
- estry kwasu p-hydroksybenzoesowego (nipaginy) – ester etylowy E 214,
- ester propylowy – E 216,
- ester metylowy – E 218
Oraz ich sole sodowe:
- sól sodowa estru etylowego kwasu p-hydroksybenzoesowego – E 215,
- sól sodowa estru propylowego kwasu p-hydroksybenzoesowego – E 217,
- sól sodowa estru metylowego kwasu p- hydroksybenzoesowego – E 219
Konserwant E 214 wykazuje skuteczne działania zarówno dla pleśni, drożdży i bakterii przy pH od 3-8. Jest odporny na tlen, wysoką i niską temperaturę zastosowaną w przetwórstwie. Jego toksyczność jest niewielka, ulega zmydleniu w jelicie cienkim do odpowiedniego kwasu i alkoholu, usuwany jest z moczem.
Dwutlenek siarki E 220 i sole kwasu siarkowego:
Do tej grupy należą:
- siarczyn Sodu – E 221,
- wodorosiarczyn Sodu – E 222,
- pirosiarczyn Sodu – E 223,
- pirosiarczyn Potasu – E 224,
- wodorosiarczyn Potasu – E 228,
- siarczyn Wapnia – E 226,
- wodorosiarczyn Wapnia – E 227.
Powyższe związki działają najsilniej na bakterie mlekowe, octowe, pleśnie oraz w mniejszym stopniu na drożdże, szczególnie te, które wykorzystywane są w winiarstwie. Parametry takie jak pH czy temperatura wpływają na efekt działania dwutlenku siarki jako środka konserwującego.
Zasada działania polega na hamowaniu utraty witaminy C oraz brunatnienia enzymatycznego i nieenzymatycznego.
Ze względu na drażniące działanie w stosunku do przewodu pokarmowego tych środków konserwujących nie powinno się stosować do produktów służących do bezpośredniego spożycia. Również związki siarki mają drażniący zapach. Kiedy są zastosowane w pulpach warzywnych i owocowych wymagają długiego gotowania, przez co straty witamin są duże.
Owe środki lepiej sprawdzają się w przypadku wykorzystania ich do konserwowania świeżych owoców i warzyw, niżeli produktów owocowo – warzywnych wytworzonych z pulpy.
Dwutlenek siarki i jego sole nie znajdują wykorzystania w przemyśle mleczarskim oraz mięsnym, ponieważ powstające w czasie produkcji siarczyny powodują straty białka i rozkład tiaminy – witaminy B1.
Siarczyny mogą występować naturalnie w surowcach takich jak: szparagi, cebula, pomidor, jajka, skrobia kukurydziana, soja.
Nizyna – E 234
Środek konserwujący niszczący bakterie gramdodatnie, np. Bacillus, Clostridium, Lactobacillus. Nie wykazuje działania pozytywnego w stosunku do form przetrwalnikowych, pleśni i drożdży. Przeprowadzone badania wykazały, że jest to środek bezpieczny dla układu pokarmowego oraz nie powoduje alergii.
Jest odporna na procesy termiczne takie jak pasteryzacja i sterylizacja, nawet przy niskim pH.
Nizynę wykorzystuje się przede wszystkim przy produkcji serów, w celu zapobiegania fermentacji masłowej.
Jeżeli chodzi o wskaźnik ADI to FAO oraz WHO zaleca nie przekraczać dawki 33 000 IU/ kg masy ciała, co w przeliczeniu daje około 0,825 mg/kg masy ciała. Z kolei zalecenia wydane przez FDA ( Agencja żywności i leków) mówią, że dawka nizyny nie powinna przekraczać 2,9 mg/kg masy ciała.
Kwas propionowy – E 280 i propioniany
Kwas propionowy znajduje zastosowanie konserwujące głównie przy produkcji pieczywa, ponieważ zapobiega rozwojowi bakterii Bacillus subtilis, które prowadzą do negatywnych zmian w miękiszu pieczywa, dodatkowo powodując powstawanie śluzu na jego powierzchni. Działania pozytywne wykazuje również do pleśni, drożdży i niektórych bakterii gramujemnych.
Zasada działania kwasu propionowego wykorzystuje pH środowiska, im jest ono niższe, tym lepsze działania kwasu jako środka konserwującego.
Propioniany (propionian sodu – E 282 , propionian wapnia – E 282, propionian potasu – E 283) to grupa środków konserwujących, które hamują rozwój pleśni oraz również bakterii z rodzaju Bacillus mesentericus i Bacillus subtilis, odpowiedzialnych za stan miękiszu pieczywa. One z kolei nie wykazują skutecznego działania względem drożdży.
Pod względem stopnia zdrowotnego opisywany środek konserwujący jest niegroźny. Co więcej, możemy go spotkać jako naturalnie występujący konserwant w żywności fermentowanej oraz w organizmie.
Przy produkcji żywności znajduje zastosowanie w chlebach pakowanych krojonych, serach pleśniowych i topionych.
Ortofenylofenol – E 231 i sól sodowa ortofenylofenolu – E 232
Tego rodzaju środki konserwujące znajdują zastosowanie przede wszystkim w przetwórstwie warzyw i owoców, ponieważ wykazują działanie bakteriobójcze.
Mogą być niebezpieczne dla organizmu człowieka przy kontakcie ze skórą powodując bóle i zawroty głowy, zaburzenia widzenia i łzawienie, nadmierne wydzielanie śliny, nudności i biegunki.
W Polsce ortofenylofenol dopuszczony jest jako konserwant znajdujący zastosowanie na powierzchni owoców i warzyw.
Natamycyna – E 235
Środek otrzymywany jest z bakterii Streptomyces natalensis. Działa głównie na pleśnie i drożdże, nie działa na bakterie.
Przyjęcie dawki przekraczającej dopuszczalne dzienne spożycie może skutkować biegunką.
Dodatek natamcyny stosuje się w produkcji serów dojrzewających, przy obróbce powierzchniowej oraz przy suszonych i peklowanych kiełbasach.
Ze względu na to, że dodaje się ją na powierzchnię produktu w przeliczaniach na dopuszczalne dawki wynoszą one 1 mg/dm2 powierzchni.
Heksametyloczteroamina – E 239
Chemiczny środek konserwujący znajdujący zastosowanie tylko w przypadku jednego rodzaju sera – sera Provolone. Jest to rodzaj sera produkowany z mleka krowiego.
Największa dopuszczalna dawka tego konserwantu wynosi 25 mg/kg masy ciała jako pozostałość, w przeliczeniu na formaldehyd, ponieważ w kwaśnym środowisku z udziałem białka heksametloczteroamina ulega rozłożeniu, gdzie zostaje uwolniony między innymi formaldehyd.
Dimetylodiwęglan – E 242
Wykazuje działanie hamujące w stosunku do grzybów, pleśni, drożdży i bakterii.
4 października 2011 roku na podstawie złożonego wniosku do Parlamentu Europejskiego uzyskano pozwolenie na zastosowanie tego składnika do napojów głównie bezalkoholowych i napojów alkoholowych o zawartości alkoholu niższej niż 15%.
Stosowany jest w czasie procesu sterylizacji, dzięki czemu smak oraz zapach napoju pozostają bez zmian. Określono, że nie wpływa toksycznie na zdrowie człowieka. Stosowana dawka, czyli 250 mg/l nie daje niepożądanych zmian, dodatkowo rozkłada się na mniejsze składniki niestanowiące zagrożenia dla organizmu.
Kwas borny – E 284
Środek konserwujący dodawany wyłącznie do kawioru. Może być niebezpieczny dla zdrowia, powodując biegunki, mdłości, bóle brzucha i zmiany widoczne na skórze.
Lizozym – E 1105
Choć jest to enzym naturalnie występujący w produktach pochodzenia zwierzęcego, np. w białku jaja kurzego to zaliczany jest do chemicznych środków konserwujących.
Działa na bakterie gramdodatnie niszcząc je, np. na Clostridium tyrobutyricum, który powoduje niechciane zmiany podczas produkcji serów.
Dlatego też główne zastosowanie znajduje właśnie przy produkcji serów dojrzewających i wyrobach winiarskich.
Bibliografia:
- http://www.foodexpert.pl/artykul/153,e-200-kwas-sorbowy-i-jego-sole
- https://chemia.ug.edu.pl/sites/default/files/_nodes/strona-chemia/17418/files/zywnosc6.pdf
- http://www.foodexpert.pl/artykul/157,e-210-kwas-benzoesowy-e-211-benzoesan-sodu
- https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/pl/MEMO_11_783
- ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) NR 1166/2012 z dnia 7 grudnia 2012 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 w odniesieniu do stosowania dimetylodiwęglanu (E 242) w niektórych napojach alkoholowych
- B. Sokołowska, J.Niezgoda, M.Chotkiewicz – Żywność. Nauka. Technologia. Jakość.,2012 4 (83), 44-54
- Toksykologia Żywności, Przewodnik do ćwiczeń pod redakcją Anny Brzozowskiej, wydanie III poprawione i rozszerzone, wydawnictwo SGGW, Warszawa 2004
