8.1. Консерванты для пищевой промышленности

Применение консервантов в производстве пищевых продуктов является результатом цивилизации общества. Так, в доисторические времена для сохранения мяса убитых животных уже использовали вещества, обладающие консервирующими свойствами, – соль и дым костров, а в Древнем Египте для сохранения продуктов применяли уксус, мед и масло. На смену им пришли такие способы консервирования, как сушка и засолка пищевых продуктов. Эти способы были преобладающими вплоть до XIX века, хотя исследования по поиску веществ, препятствующих размножению микроорганизмов, проводили начиная с XVII века. Еще исследованиями Парацельса (XVII век) было установлено, что салициловая кислота убивает бактерии.

В середине XIX века было открыто антимикробное действие муравьиной и бензойной кислот; в первой половине XX века – сорбиновой, дегидрацетовой, n-хлорбензойной, n-оксибензойной кислот. Однако использование этих соединений приходится на более поздние сроки, после организации их промышленного выпуска: муравьиной кислоты – с конца XIX века, бензойной – с начала XX века, а сорбиновой кислоты и ее солей – после второй мировой войны.

В настоящее время в России используют около 50 наименова-ний индивидуальных консервантов и примерно 40 – в Европе. При этом в странах ЕС проводится сокращение ассортимента находящихся в употреблении консервантов и уделяется большое внимание изучению и внедрению новых видов консервирующих веществ. Процесс этот довольно длительный и, с учетом клинических испытаний на безопасность применения и оценки отдаленных последствий, составляет 15–20 лет.

Тем не менее Япония, США и Германия занимают лидирующее положение в разработке новых консервантов, о чем свидетельствует большое количество патентов, зарегистрированных в этих странах. В России такие исследования пока не проводятся, ввиду длительности исследований и необходимости больших затрат до периода их окупаемости. Россия вынуждена закупать консерванты за рубежом. Консерванты, разрешенные в России, приведены в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Список консервантов, разрешенных в рф для применения в пищевых продуктах

Индекс	Наименование консерванта	Индекс	Наименование консерванта
Е 200	Сорбиновая кислота	Е 232	ο-фенилфенолят натрия
Е 201	Сорбат натрия	Е 233	Тиабендазол
Е 202	Сорбат калия	Е 234	Низин
Е 203	Сорбат кальция	Е 235	Пимарицин
		Е 236	Муравьиная кислота
Е 210	Бензойная кислота	Е 237	Формиат натрия
Е 211	Бензоат натрия	Е 238	Формиат кальция
Е 212	Бензоат калия	Е 239	Гексаметилентетрамин (до 1.07.2009)
Е 213	Бензоат кальция	Е 242	Диметилдикарбонат
Е 214	Этил-n-гидроксибензоат	Е 249	Нитрит калия
Е 215	Натриевая соль этил-n-гидроксибензоата	Е 250	Нитрит натрия
Е 218	Метил-n-гидроксибензоат	Е 251	Нитрат натрия
Е 219	Натриевая соль метил-n-гидроксибензоата	Е 252	Нитрат калия
Е 220	Диоксид серы	Е 260	Уксусная кислота
Е 221	Сульфит натрия	Е 261	Ацетат калия
Е 222	Гидросульфит натрия	Е 262	Ацетат натрия
Е 223	Пиросульфит натрия	Е 263	Ацетат кальция
Е 224	Пиросульфит калия	Е 270	Молочная кислота
Е 226	Сульфит кальция	Е 280	Пропионовая кислота
Е 227	Гидросульфит кальция	Е 281	Пропионат натрия
Е 228	Бисульфит калия	Е 282	Пропионат кальция
Е 230	Дифенил (бифенил)	Е 283	Пропионат калия
Е 231	ο-фенилфенол	Е 1105	Лизоцим

В настоящее время не имеют разрешения к применению в пищевой промышленности России следующие консерванты: борная кислота, бура, тиабендазол, диэтилдикарбонат, озон, этиленоксид, пропиленоксид, салициловая кислота, тиомочевина.

По применению консервантов имеются ограничения. Не разрешается применять их в некоторых продуктах массового потребления: муке, молоке, сливочном масле, хлебе (кроме фасованного), в продуктах детского питания, а также в пищевых изделиях, имеющих маркировку «натуральные» и «свежие».

В отношении некоторых консервантов установлено, что они обладают аллергенным действием. Это сульфиты, бензойная кислота и ее производные (парабены). Пропионовая и сорбиновая кислоты аллергенами не являются.

Общие механизмы действия консервантов

Пищевые консерванты влияют на рост и развитие бактерий, мицелиальных грибов, дрожжей, а также на их обмен веществ. Они оказывают различные действия: бактерицидное (уничтожают бактерии); бактериостатическое (угнетают, замедляют рост и размножение бактерий); фунгицидное (убивают грибы) и фунгистатическое (угнетают развитие и рост грибов). Различия эти носят условный характер, так как касаются только скорости антимикробного действия.

Механизм действия консервантов на микроорганизмы, вызывающие порчу пищевых продуктов, имеет многофакторный характер и связан с их воздействием на синтез белка, активность ферментов, клеточную мембрану и клеточную оболочку, на механизмы транспорта питательных веществ.

В последнее время превалирует мнение, что основной причиной антимикробного действия консервантов является их действие на клеточную оболочку и мембраны. Консерванты, как лиофильные вещества, атакуют клеточную мембрану и разрушают ее или нарушают целостность. В результате клетка вынуждена потреблять больше энергии, чтобы компенсировать проникающий в нейтральное внутреннее пространство клетки консервант и возникающую разность потенциалов. В то же время каждый консервант имеет свой специфический механизм воздействия на микробную клетку, который надо учитывать при использовании того или иного выбранного консерванта.

Введение химических консервантов в пищевые продукты преследует в основном одну цель – замедлить или остановить развитие микрофлоры или ее обмен веществ, тем самым повысить сохранность пищевого продукта. При этом добавление консервантов имеет смысл только в тех случаях, когда они применяются в достаточной концентрации, так как развитие микроорганизмов следует останавливать на линейной (начальной) стадии их размножения. Поэтому для этих веществ имеет место четкая зависимость: доза – действие. Консерванты не пригодны для компенсации нарушений производственной санитарии, и они не предназначены для возвращения испорченным продуктам свежести. Применение консервантов должно носить профилактический характер в отношении токсинобразующих микроорганизмов.

В ближайшей перспективе пищевая промышленность не сможет обходиться без консервантов. Главное – грамотно их применять, без ущерба для здоровья человека.

Основные принципы выбора консерванта

При решении вопроса защиты конкретного пищевого продукта от посторонней микрофлоры необходимо учитывать комплекс факторов. Так, выбранный консервант должен:

– иметь как можно более широкий спектр действия;

– быть достаточно эффективным против микроорганизмов, обычно присутствующих или ожидаемых в конкретном пищевом продукте в условиях, характерных для данного пищевого продукта (рН, активность воды и т. д.);

– воздействовать на токсинообразующие микроорганизмы и, по возможности, замедлять образование токсинов в большей степени, чем развитие микроорганизмов;

– как можно меньше влиять на необходимые естественные микробиологические процессы, протекающие в некоторых пищевых продуктах (брожение, созревание и т. д.);

– по возможности оставаться в пищевом продукте в течение всего срока хранения;

– как можно меньше влиять на органолептические свойства пищевого продукта (запах, вкус, цвет и текстуру);

– быть простым в применении, не требовать изменений в технологическом процессе;

– достаточно хорошо растворяться в воде (при использовании в пищевых продуктах, содержащих воду);

– быть недорогим, чтобы не увеличивать существенно цену пищевого продукта;

– иметь качество и чистоту, соответствующие российским нормам и требованиям.

Консервант не должен:

– вызывать опасений с точки зрения физиологии;

– порождать токсикологические и экологические проблемы в процессе производства, переработки и использования;

– вызывать привыкания;

– реагировать с компонентами пищевого продукта или реагировать только тогда, когда антимикробное действие больше не требуется;

– взаимодействовать с материалом упаковки и адсорбироваться им.

Спектры действия консервантов по отношению к различным таксономическим группам микроорганизмов существенно различаются (табл. 8.2). Эффективность действия консервантов в отношении тех или иных микроорганизмов может с течением времени снижаться. Связано это с тем, что микроорганизмы приобретают устойчивость к действующим на них консервантам.

Таблица 8.2