Вещества, способствующие увеличению сроков годности пищевых продуктов

КОНСЕРВАНТЫ

Консерванты добавляются к пищевым продуктам с целью предотвращения их микробиологической порчи и увеличения срока годности.

Консерванты не могут компенсировать низкое качество сырья и нарушение правил промышленной санитарии. Если продукт бактериально сильно загрязнён или начал портиться, консерванты уже бесполезны.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Под консервированием пищевых продуктов понимают меры, направленные против развития в продукте вредных микроорганизмов, образования ими токсинов, предотвращения плесневения, появления неприятных вкуса и запаха. Различают физическое, биологическое и химическое консервирование.

Самые известные физические методы, препятствующие росту микробов: стерилизация и пастеризация (тепловая обработка), охлаждение и замораживание (воздействие холодом), высушивание (удаление воды) и обработка ионизирующими излучениями. Биологическое консервирование предполагает воздействие на пищевой продукт безвредных для здоровья человека культур микроорганизмов с целью предотвращения развития патогенной или другой нежелательной микрофлоры. Химические методы консервирования заключаются в добавлении определённых веществ, которые подавляют развитие микроорганизмов. Такие вещества называют консервантами. На практике, как правило, не пользуются только одним методом консервирования: с давних пор успешно сочетают различные методы. Например, при копчении воздействие антимикробных составляющих дыма дополняется подсушиванием, а хранить копчёности рекомендуется при пониженной температуре.

Наиболее используемыми консервантами в настоящее время являются: поваренная соль, этиловый спирт, уксусная (Е 2б0), сернистая (Е 220), сорбиновая (Е 200), бензойная (Е 210) кислоты и некоторые их соли (Е 202, Е 203, Е 211, Е 221...Е 228, Е 261...Е 2бЗ), углекислый газ (Е 290), нитриты (Е 249, Е 250), нитраты (Е 251, Е 252), низин (Е 234). Сахар в концентрации более 50% также проявляет антимикробное действие. Установлено, что высокую антимикробную активность проявляют эфирные масла чеснока, корицы, чабреца и ряда других растений.

Многие из консервантов обнаружены в природе. Сорбиновая (2,4-гексадиеновая) кислота встречается в ягодах рябины (Sorbus aucuparia), бензойная - в ягодах брусники (Vaccinium vitis-idaea L.), черники (Vaccinium myrtillus L.), в мёде, кислом молоке, йогурте и сыре. Молочная и уксусная кислоты образуются в результате молочно- или уксуснокислого брожения в винах, кисломолочных продуктах и квашеных овощах; низин продуцируется бактериями вида Streptococcus lactis и встречается во всех кисломолочных продуктах. Для промышленного использования эти консерванты получают синтетически, но они полностью идентичны натуральным.

Консерванты можно условно разделить на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием (помимо других полезных свойств). Действие первых направлено непосредственно на клетки микроорганизмов (замедление ферментативных процессов, синтеза белка, разрушение клеточных мембран и т. п.), вторые отрицательно влияют на микробы, в основном, за счёт снижения рН среды, активности воды или концентрации кислорода. Соответственно, каждый консервант проявляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов. Иными словами, каждый консервант имеет свой спектр действия.

ПРИМЕНЕНИЕ КОНСЕРВАНТОВ

Применение веществ, обладающих консервирующим действием, - поваренной соли, уксуса, сахара, углекислого газа, этилового спирта - давно и хорошо известно. Обычно их используют в количестве нескольких процентов или десятков процентов, чаще добиваясь определённого вкуса пищевого продукта, а консервирующее действие рассматривают как побочное.

Вещества, условно отнесённые к собственно консервантам, - сорбиновая, бензойная, сернистая кислоты и их соли, нитраты, нитриты, низин - используются в гораздо меньших количествах (менее 0,5%) и практически не влияют на орга-нолептические показатели продукта.

Основные области использования нитратов и нитритов - мясопродукты и сыры. Антимикробное действие самих нитратов незначительно, но в мясопродуктах они превращаются в нитриты. Нитриты не только способствуют образованию требуемой окраски и специфического аромата мясных продуктов, но и защищают их от окислительной и бактериальной порчи. Действие нитритов направлено, главным образом, против бактерий рода Clostridium, образующих боту-линовые токсины. В соответствии с "Санитарными правилами по применению пищевых добавок" № 1923-78, остаточное содержание нитритов в готовом мясном продукте не должно превышать 30...50 мг/кг; нитраты применяются в сырах согласно ТИ, но не более 300 мг/л обрабатываемого молока.

Сернистая кислота, её соли и сернистый ангидрид давно и широко применяются в виноделии, производстве соков, для сохранения фруктовых полуфабрикатов промышленной переработки (перед использованием полуфабриката консервант удаляют нагреванием или вакуумированием). Действие сернистой кислоты, в основном, бактериостатическое. Кроме того, она обладает антиокислительными свойствами и замедляет реакции ферментативного и неферментативного побу-рения. Добавление сернистого ангидрида во время и после приготовления вина приводит к связыванию ацетальдегида, стабилизации окраски, микробиологической устойчивости. В соответствии со своим спектром действия диоксид серы, прежде всего, предотвращает болезни вина: уксуснокислое, молочнокислое скисание, маннитное брожение, мышиный привкус и ожирение вина. Согласно "Санитарным правилам по применению пищевых добавок" №1923-78, предельно допустимые концентрации (ПДК) сернистого ангидрида в соках и винах, как правило, не более 150...400 мг/л; во фруктовых продуктах, подлежащих дальнейшей переработке, - до 3 г/кг.

Низин - это природный антибиотик, продуцируемый молочнокислыми бактериями вида Streptococcus lactis. Он предохраняет продукты от грамположительных термоустойчивых бактерий и их спор. Он неэффективен против дрожжей, плесеней и грамотрицательных бактерий. В РФ низин разрешён для применения в производстве плавленых и других сыров (200...600 г/т), молочных продуктов (50... 150 г/т), овощных и фруктовых консервов (100...200 г/т).

Консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот - собственно сорбиновая и бензойная кислоты, сорбат калия, сорбат кальция, бензоат натрия - могут применяться в производстве маргаринов, майонезов, соусов и салатных заправок, безалкогольных напитков, при консервировании фруктов и овощей. Благодаря отсутствию влияния на вкус и проявлению консервирующего действия в слабокислой среде (при рН < 6,5), сорбиновая кислота и её соли применяются также для увеличения сохранности вин, кондитерских, хлебобулочных изделий, сыров, а также в приготовлении противоплесеневых упаковочных материалов. Например, добавка в масляный крем 0,2% сорбиновой кислоты позволяет увеличить срок хранения кремовых тортов и пирожных при температуре 2...8°С с Зб до 120 часов (ОСТ Ю-ОбО-95 "Торты и пирожные"); обработка поверхностей батонов полукопчёных колбас концентрированным раствором сорбата калия увеличивает срок хранения без плесневения в 4 раза; маргарин, содержащий сорбиновую кислоту, хранится при б...8°С не менее 2 мес вместо обычных 20 дней (ГОСТ 240-85 "Маргарин"); безалкогольный напиток с добавкой сорбата калия хранится до 180 сут.

Антимикробное действие консервантов на основе бензойной кислоты направлено, в основном, против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинобразующие, но самым активным в отношении этих микроорганизмов консервантом является сорбиновая кислота и её соли. Поскольку сорбиновая кислота очень активна в отношении дрожжей, в тесто для хлебобулочных изделий добавляют её специальную форму ПАНОСОРБR, не угнетающую дрожжи до термообработки. Существует специальная форма сорбата калия ВИНО-СОРБR, позволяющая избежать нежелательных технологических эффектов при консервировании вин.

Рекомендуемые ориентировочные дозы внесения сорбиновой, бензойной кислот, сорбата калия и бензоата натрия приведены в табл. 16 и 17. Применительно к конкретной рецептуре и конкретному производству эти дозировки могут быть уточнены.

При разработке конкретной рецептуры внесения консерванта в продукт необходимо учитывать следующее:

- кислотность среды влияет на эффективность консервантов - чем более кислую реакцию имеет продукт, тем меньше в него требуется добавлять консерванта;
- как правило, продукты пониженной калорийности имеют высокое содержание воды и легко подвергаются порче, поэтому количество добавляемого к ним консерванта должно быть на 30...40% больше, чем рекомендуется для обычных продуктов;
- добавка спирта, большого количества сахара и/или другого вещества, проявляющего консервирующие свойства, снижает требуемое количество консерванта;
- консерванты, за исключением сернистого ангидрида и углекислого газа, - термостойкие соединения;
- консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот не подвержены воздействию высоких температур, обычно используемых в пищевых технологиях. Тем не менее, если технологический процесс включает длительное кипячение продукта в открытой ёмкости, необходимо увеличить их дозировку, так как они могут частично улетучиваться с паром;

Таблица 16. Ориентировочные дозы внесения в пищевые продукты взаимозаменяемых консервантов на основе сорбиновой кислоты

Продукт Количество консерванта,
г/100 кг продукта
сорбиновая кислота сорбат калия
Маргарины 30-60 30
Маргарины -- 60-120
Майонезы, кетчупы, соусы -- 100-200
Меланж 40 60
Консервированные овощи 100-2002 120-2402
Томатное пюре, 12% -- 50-100
Джемы, варенья, повидло и т. п., фруктовые начинки для выпечки 50-100 65-100
Плодово-ягодное пюре 50-60 65-80
Фруктовые начинки для йогуртов и других молочных продуктов -- 100-150
Фруктовые соки-полуфабрикаты 50-60 65-80
Концентраты фруктовых соков -- 100-200
Изделия кондитерские пастильные, мармелад 40-60 50-70
Безалкогольные и слабоалкогольные напитки -- 17,7-50,0
Сыры 60-100 --
Сметана 100-200 120-240
Творог 60-85 70-100
Сахарные кондитерские изделия 80-150 150-200
Мучные кондитерские изделия 100-200 130-260
Полуфабрикаты кондитерского производства (тесто) 200-300 260-400
Масляный крем 200 260
Хлеб и хлебобулочные изделия 150-200 --

 

Совместное использование сорбиновой кислоты и сорбата калия.
На 100 л. рассола.
На 100 кг. муки (используется ПАНОСОРБ).

Таблица 17. Ориентировочные дозы внесения в пищевые продукты взаимозаменяемых консервантов на основе бензойной кислоты

Продукт Количество консерванта,
г/100 кг продукта
бензойная кислота бензоат натрия
Маргарины* 50 60
Маргарины -- 100-120
Майонезы, кетчупы, соусы -- 160
Меланж 60 70
Рыбопродукты 100 120
Консервированные овощи 100-2002 120-2402
Фруктовые полуфабрикаты 100-200 120-240
Изделия кондитерские пастильные, мармелад 40-60 50-70
Безалкогольные и слабоалкогольные напитки -- 17,7-50,0

 

* - Совместное использование бензойной кислоты и бензоата натрия на 100 л рассола.

  • двуокись серы, используемая в производстве ряда продуктов (вино, фруктовые соки и пюре), не может быть полностью заменена другими консервантами, так как двуокись серы выполняет функции не только консерванта, но и антиокислителя;
  • нитриты и нитраты, применяемые в производстве мясопродуктов, не могут быть полностью заменены другими консервантами, так как выполняют в мясопродуктах ещё и функцию цветообразования.

Пищевые продукты очень разнообразны по своему составу и способу производства. Даже один и тот же продукт, произведённый по одной и той же технологии на разных предприятиях, не получается совершенно одинаковым. Поэтому в условиях конкретного производства рекомендуется проведение предварительных испытаний, которые позволят уточнить перечень подходящих консервантов и их концентрацию, а также проверить их совместимость с компонентами конкретного продукта.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ КОНСЕРВАНТА

Для получения нужного эффекта при консервировании следует использовать тот или иной консервант в соответствующей дозировке или несколько консервантов разного спектра действия. Например, эффективно сочетание низина и сорбата калия при консервировании овощей; сорбата калия и бензоата натрия (1:1) для увеличения срока годности майонезов, кетчупов и безалкогольных напитков. Выбор консервантов и их дозировок зависит от степени бактериальной загрязнённости, условий хранения, физико-химических свойств продукта, технологии его получения и желаемого срока годности.

Стадия внесения консерванта в продукт определяется технологией его производства. Оптимальным считается момент внесения сразу после пастеризации или стерилизации, когда в результате термообработки снижается уровень обсеменённости микроорганизмами, а добавка консерванта позволяет сохранять его достаточно долго.

Антимикробная активность кислот и их солей одинакова. При условии равномерного распределения консерванта в продукте сорбат калия и сорбиновая кислота, а также бензоат натрия и бензойная кислота - взаимозаменяемы.

 

Таблица 18. Растворимость некоторых консервантов в воде

 

Консервант Растворимость при 20 С, г в 100 мл
Сорбиновая кислота 0,16
Сорбат калия 138,00
Бензойная кислота 0,34
Бензоат натрия 63,00
Нитрат натрия 88,00
Нитрат калия 37,00
Нитрит натрия 82,90

Применение консервантов может быть эффективно только при их равномерном распределении в продукте, которое легче всего достигается растворением консерванта. Поскольку в воде лучше растворимы соли (см. табл. 18), они рекомендуются для консервирования продуктов с высоким содержанием воды. Пищевые эмульсии с высоким содержанием жира также рекомендуется консервировать солями или смесями кислоты и соли, поскольку водная фаза маргарина или майонеза в значительно большей степени подвержена микробиологической порче, чем жировая*. При этом соли используют, как правило, в виде водных растворов, а кислоты - в виде порошков. Водная фаза реальных пищевых продуктов почти всегда содержит поваренную соль, сахар или другое вкусовое вещество. Растворимость консервантов при этом изменяется. В табл. 19 приведены данные об изменении растворимости сорбиновой кислоты и сорбата калия в зависимости от добавок соли, сахара, спирта и пищевых кислот.

 

Таблица 19 - Растворимость сорбиновой кислоты и сорбата калия в различных водных растворах

 

Вкусовое вещество Концентрация водного раствора, % Растворимость, г/100 мл
сорбиновой кислоты сорбата калия
Поваренная соль 5 0,16 90
10 0,07 45
15 0,04 --
Сахар 10 0,14 132
50 0,10 55
Этиловый спирт 5 0,16 130
20 0,30 120
50 5,00 80
96 14,50 2
Уксусная кислота 3 0,10 --
25 0,22 --
98.8 12,30 --
Лимонная кислота 5 0,16 --
25 0,20 --

 

Растворимость в жирах сорбиновой кислоты составляет 6...8 г/л, сорбата калия - ОД г/л.

 

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

 

На практике чаще всего используют водные растворы сорбата калия, бензоата натрия или их смесей (обычно в соотношении 1 : 1) с концентрацией от 5 до 25%. Растворы сорбата можно готовить более высокой концентрации (до 40%). Для приготовления раствора нужное количество консерванта растворяют приблизительно в половине требуемого объёма питьевой воды, нагретой до 50...80°С. После полного растворения соли в полученный раствор добавляют оставшуюся воду и тщательно перемешивают. Рекомендуется отфильтровать раствор через слой хлопчатобумажной ткани (бязи). Необходимые количества консервантов и воды для приготовления растворов приведены в табл. 20.

 

Таблица 20. Количества консервантов и воды, необходимые для приготовления растворов разных концентраций

 

Консервант Требуемая концентрация раствора, % Количество на 10 л раствора Содержание в 1 л раствора, г
сорбата калия, кг бензоата натрия, кг воды, л сорбата калия бензоата натрия
Сорбат калия            
             
             
             
Бензоат натрия            
             
             
             
Смесь бензоата натрия и сорбата калия            
           
           

Если консервант растворён в жёсткой воде, то раствор может быть слегка мутным, но это не влияет на его консервирующее действие. К растворам не следует добавлять лимонную и другие кислоты, т. к. это может привести к выпадению осадка малорастворимых в воде сорбиновой или бензойной кислот.

Растворы консервантов имеют ограниченный срок хранения. В идеале они должны быть свежеприготовленными. Рекомендуется готовить их не реже одного раза в смену. Ёмкость, в которой хранится раствор, должна быть снабжена этикеткой. На этикетке указывают наименование вещества, его концентрацию и время приготовления раствора.