Élelmiszer-tartósítószer

Az élelmiszer-tartósítószerek a feldolgozott élelmiszerek nélkülözhetetlen alkotóelemei, amelyek célja a termékek eltarthatóságának meghosszabbítása és a romlás megelőzése.

Kapcsolódó kifejezések:

Élelmiszer-adalék
Búzaliszt
Élelmiszer-tartósítás
Ütő
Édes
Mazsola

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Tartósítószerek: Élelmiszer-használat

R. García-García, S.S. Searle, az Élelmiszer és Egészség enciklopédiájában, 2016

Absztrakt

Élelmiszer-tartósítószereket alkalmaznak a biztonság biztosítására és a mikrobiális, fizikai-kémiai vagy enzimatikus reakciókból származó minőségromlás elkerülésére. Különböző típusú antimikrobiális és antioxidáns szerek léteznek, amelyek mindegyike sajátos hatásmóddal rendelkezik. A savasító szereket, szerves savakat és parabéneket széles körben használják antimikrobiális szerekként, bár a természetes alternatívák használata egyre növekszik. Az antioxidánsok az élelmiszer-adalékanyagok másik nagyon fontos csoportja. Ez a cikk áttekintést nyújt az élelmiszer-tartósítószerek jelenlegi ipari alkalmazásairól, a hatásmódokról, a korlátozásokról és a nemzetközi előírásokról. A természetes alternatívák elfogadásának egyértelmű piaci trendje figyelhető meg és kerül megvitatásra, különös tekintettel a gyógynövényekre, fűszerekre és származékaikra.

Élelmiszer-tartósítószerek reaktivitása diszpergált rendszerekben

Kiadói összefoglaló

Nanokompozit bioszenzorok az ellátás helyén - az élelmiszerek minőségének és biztonságának értékelése

Anisha A. D’Souza,. Rinti Banerjee, Nanobiosensors, 2017

4.2.1 Tartósítószerek érzékelése

Tartósítószerek az italokban: észlelés és szükségletek

1.10.1 Átl

Az élelmiszer-tartósítószerek megnövelik az élelmiszerek élettartamát, ami arra utal, hogy az élelmiszerek romlása jól védett. Csökkentett pazarlást és fokozott ellátást eredményez. Mivel a méreganyagok eltávolításra kerülnek, különösen a húsokban, az ételek jó minőségűek, és biztonságosabbá válnak a fogyasztás lehetőségei. A megnövekedett kínálat miatt az ételek ára megfizethetően tartható. A tartósítószerek szerepet játszanak az ételek dúsításában is, hozzáadva a nagyon szükséges napi táplálkozási igényeket. Tipikus példa a C-vitamin a narancsléhez. A tartósítószert tartalmazó ételek javított vizuális vonzerőt eredményeznek. Ilyen például, hogy a hús nem válik barnává, amikor a nátrium-nitritek és nitrátok hozzájárulnak a szín megtartásához. A fehérítés után a liszt fehér lesz. A búza természetes színe barna, de a csomagolás olyan információkat szolgáltat, mint a fehérített liszt. Az emulgeálás olyan folyamatra utal, amely lehetővé teszi két anyag, például víz és olaj keverékének keverését, ha tartósítószereket használnak. Ez egyértelműen megmutatkozik a salátaöntetekben.

Fenntartószerek Elemzés

Háttér

Az élelmiszer-tartósítószerek a molekuláris felépítésű vegyületek csoportját alkotják; ezek különböző funkcionális csoportokkal és ionképződésre hajlamos szerves és szervetlen anyagok. Nincsenek olyan eljárások, amelyek általában alkalmazhatók a tartósítószerek mint élelmiszer-adalékanyagok osztályának elemzésére; az eljárások az elemzett tartósítószerre vonatkoznak. A leggyakrabban használt tartósítószerek legalacsonyabb koncentrációja néhány milligramm/kilogramm élelmiszerre vonatkozik, és kevés kivételtől eltekintve az ajánlott vagy törvényben előírt analitikai módszereket úgy tervezték, hogy jó pontosságot nyújtsanak 10–1000 mg tartósítószerenként. kilogramm étel. A kimutatás alsó határának kérdése ritkán jelent problémát, hacsak nem kívánunk kis mintaméreteket használni, pl.,

Élelmiszer feldolgozás

Ruth MacDonald, Cheryll Reitmeier, Understanding Food Systems, 2017

6.5.2 Tartósítószerek a feldolgozott élelmiszerekben

Az élelmiszer-tartósítószerek specifikus adalékok, amelyek megakadályozzák az enzimek, mikroorganizmusok károsodását és az oxigénnek való kitettséget. Valamennyi kémiai tartósítószernek nem mérgezőnek és jól oldódónak kell lennie, nem adhat mellékízeket, antimikrobiális tulajdonságokkal rendelkezik az élelmiszer pH-tartományán túl, valamint gazdaságosnak és praktikusnak kell lennie.

A cukor, só, nitritek, butilezett hidroxi-anizol (BHA), butilezett hidroxil-toluol (BHT), terc-butil-hidrokinon (TBHQ), az ecet, a citromsav és a kalcium-propionát mind olyan vegyi anyagok, amelyek megőrzik az élelmiszereket. A sót, a nátrium-nitritet, a fűszereket, az ecetet és az alkoholt évszázadok óta használják az élelmiszerek megőrzésére. Nátrium-benzoátot, kalcium-propionátot és kálium-szorbátot használnak a romlást okozó mikrobiális szaporodás megelőzésére, valamint a szín, az állag és az íz változásának lassítására. A kálium-szorbát és a nátrium-benzoát egyaránt megakadályozza a romlást azáltal, hogy gátolja a penészt és az élesztőt. A nátrium-benzoát olyan ételekben lehet, mint salátaöntetek, üdítők, tonhalkonzervek és kevert szárított gyümölcsök. A kálium-szorbát megtalálható a sajtban, a borban és a szárított húsokban. A BHA és a BHT antioxidánsok, amelyek megakadályozzák a zsírok avasodását, és hozzá vannak adva a rövidítő, margarin és sült snackekhez, például a burgonya chipshez.

A fogyasztók aggályokat vetettek fel a tartósítószerek olyan élelmiszerekben való alkalmazásával kapcsolatban, amelyek bonyolult kémiai elnevezéssel rendelkeznek, így alkalmasabbnak tűnnek egy kémiai kísérlethez, mint étkezéshez. A nátrium-benzoát, a BHA, a BHT és a TBHQ különösen a fogyasztók félelmének célpontjai voltak. Ezeket a vegyületeket az élelmiszerekben való biztonságos használatukra engedélyezték, és nem kapcsolódtak semmilyen emberi betegséghez vagy a lakosság szövődményeihez. A tudományos vizsgálatok természetéhez hasonlóan ezeknek a vegyületeknek a káros hatásairól szóló jelentések megtalálhatók az irodalomban. A rengeteg bizonyíték arra utal, hogy ezeknek a kis mennyiségben alkalmazott vegyületeknek az emberi egészségre gyakorolt kockázata jelentéktelen. És ellentétben az egészségre gyakorolt negatív hatással, a BHA-t és a BHT-t összefüggésbe hozták antioxidáns képességük miatt pozitív hatással. A vegyi anyagok élelmiszerekben történő alkalmazásának kockázatának/előnyeinek mérlegelése folyamatos vita, és az FDA-nak, az élelmiszeripari vállalatoknak és a fogyasztóknak egyaránt részt kell venniük. Egyetlen étel, adalékanyag vagy összetevő sem lesz 100% -osan biztonságos az emberek 100% -ának. A tudományos gondolkodás felhasználása e bonyolult döntések figyelembe vételéhez elengedhetetlen a félretájékoztatáson alapuló érzelmi reakciók elkerülése érdekében.

Fenntartószerek Osztályozás és tulajdonságok

Az antimikrobiális hatás mechanizmusa

Az élelmiszer-tartósítószerek nemcsak az általános anyagcserét, hanem a mikroorganizmusok növekedését is gátolják. Az alkalmazott tartósítószer típusától függően a mikroorganizmusok elpusztulásának végső állapota néhány napon vagy héten belül eléri a szokásos alkalmazott koncentrációkat. A tartósítószerek hatására történő mikroorganizmusok elpusztításának ütemezése megfelel a kapcsolatnak

ahol K a halálozási állandó, t1 az időtartam, Z0 az élő sejtek száma abban az időben, amikor a tartósítószer elkezd hatni, és Zt az élő sejtek száma a t idő után.

A megadott képletet tekintjük az alapnak az élelmiszerekben található tartósítószerek hatásának vizsgálatához. Ez a szabály azonban csak a tartósítószerek és egy genetikailag egységes sejtanyag viszonylag nagy adagjaira érvényes. Tartósítószert adnak egy ételhez, ha a mikrobák száma alacsony gátolja a mikroorganizmusokat a kezdeti késleltetési fázisban; a mikroorganizmusok exponenciális log fázisban való gátlásához a gyakorlatban szükséges tartósítószerek adagolása túl magas lenne. A tartósítószereket nem úgy tervezték, hogy elpusztítsák a szubsztrátokban lévő mikroorganizmusokat, amelyek már eleve hatalmas csírapopulációt támogatnak. A tartósítószerek hatása általában fizikai és fizikai-kémiai mechanizmusokat is magában foglal, különösen az enzimekre kifejtett gátló hatást.

A benzoesav csak savas ételekben hatékony. Gátolja az ecetsav-anyagcsere, az oxidatív foszforiláció, az aminosavfelvétel és a trikarbonsav-ciklus különféle szakaszainak enzimeit. Ez megváltoztatja a mikrobiális sejt membránáteresztő képességét is. A transzport gátlása a parabének elsődleges hatásmódja. A mikrobiális sejtek légzése szintén gátolt.

A propionsav antimikrobiális hatása a tápanyagok transzportjának és növekedésének gátlásának köszönhető, mivel versenyez olyan anyagokkal, mint az alanin és más, a mikroorganizmusok által igényelt aminosavak. A hangyasav antimikrobiális hatása hasonló bármely savanyítóhoz. A hangyasav gátolja a dekarboxilázt és a hem enzimeket, különösen a katalázt. Más savak (pl. Tejsav, borkősav, foszforsav és borostyánkősav) antimikrobiális hatása a mikrobasejt megsavanyodásának és a tápanyagtranszport gátlásának köszönhető.

A nitrit antimikrobiális hatása főként salétromsav és nitrogén-oxidok felszabadulásán alapul. A nitrit gátolja a prolin aktív transzportját az E. coliban és az E. coli, az Enterococcus faecalis és a Pseudomonas aeruginosa aldolázjában. A nitritből származó nitrogén-oxid és a cidofor vegyület vasa közötti reakció, amely részt vesz az elektron transzportjában a clostridiumokban, felelős az anticlostridialis hatásért. A nitrit reagál hemfehérjékkel, például citokrómokkal és szulfhidril-enzimekkel, S-nitrozotermékek képződésével.

Élelmiszerbiztonság biztosítása rovaralapú élelmiszerekben: A mikrobiológiai és egyéb élelmiszerek által okozott veszélyek enyhítése

Tartósítószerek

Az élelmiszer-tartósítószerek lehetnek külső (szándékosan hozzáadott), belső (az étel normális alkotóelemei) vagy kifejlesztettek (az erjedés során keletkeznek) (Potter és Hotchkiss, 1995; Jay, 1996). A tartósítószer hatékonyságát befolyásoló tényezők a következők: (1) az inhibitor koncentrációja, (2) a mikroorganizmusok fajtája, száma és kora (az idősebb sejtek ellenállóbbak), (3) hőmérséklet, (4) az expozíció ideje (ha elég hosszú. Néhány mikroba képes alkalmazza és legyőzi a gátlást), és (5) az étel kémiai és fizikai jellemzői (vízaktivitás, pH, oldott anyagok stb.). A cidális tartósítószerek képesek megölni a mikroorganizmusokat, ha az anyagok nagy koncentrációját használják. Statikus aktivitás akkor alakul ki, amikor a szubletális koncentrációk gátolják a mikrobiális növekedést.

Néhány példa a szervetlen tartósítószerekre: nátrium-klorid (NaCl), nitrát- és nitrit-sók, szulfitok és kén-dioxid (SO2). A NaCl csökkenti a vízi aktivitást és plazmolízist okoz azáltal, hogy vizet von ki a sejtekből. A nitritek és nitrátok a húsok (sonka, szalonna, kolbász stb.) Gyógyító szerei a C. botulinum gátlásához vákuumcsomagolási körülmények között. A kén-dioxid (SO2), a szulfitok (SO3), a biszulfitok (HSO3) és a metabiszulfitok (S2O5) vizes oldatokban kénsavat képeznek, amely antimikrobiális szer. A szulfitokat a boriparban széles körben használják a berendezések fertőtlenítésére és a versengő mikroorganizmusok csökkentésére. A borélesztők ellenállnak a szulfitoknak. A szulfitokat szárított gyümölcsökben és néhány gyümölcslében is használják. Szulfitokat alkalmaztak az enzimatikus és nem enzimatikus barnulás megelőzésére egyes gyümölcsökben és zöldségekben (vágott burgonya).

A nitritek szekunder és tercier aminokkal reagálva potenciálisan karcinogén nitrozaminokat képezhetnek a főzés során; a jelenlegi készítmények azonban jelentősen csökkentik ezt a kockázatot. A magas koncentrációban lévő nitrátok a vörösvérsejtek funkcionális károsodását eredményezhetik; jóváhagyott használati szinteken azonban biztonságosak (Nitrite Safety Council, 1980; Hotchkiss és Cassens, 1987). A szulfitáló szerek szintén káros légúti hatásokat okozhatnak az érzékeny fogyasztóknak, különösen az asztmásoknak (Stevenson és Simon, 1981; Schwartz, 1983). Ezért a szerek e két osztályának használata szigorúan szabályozott.

Tartósítószerként számos szerves savat és sójukat használják. Ide tartoznak a tejsav és laktátok, propionsav és propionátok, citromsav, ecetsav, szorbinsav és szorbátok, benzoesav és benzoátok, valamint metil- és propilparabének (benzoesavszármazékok). A benzoátok akkor a leghatékonyabbak, ha nem szétválasztottak; ezért az aktivitáshoz alacsony pH-értékre van szükség (2,5–4,0). A benzoát nátriumsóját az élelmiszerekben való oldhatóság javítására használják. Parabénekként észterezve a benzoátok magasabb pH-értéknél aktívak. A benzoátokat elsősorban magas savtartalmú ételekben (lekvárokban, zselékben, gyümölcslevekben, üdítőkben, ketchupban, salátakészítményekben és margarinban) használják. Aktívak az élesztő és a penészgombák ellen, de minimálisan a baktériumok ellen. 0,1% -ig használhatók.

A szorbinsav- és szorbát-sók (a leghatékonyabb kálium) 6,5 alatti pH-értékeken, de magasabb benzoátoknál magasabb pH-értéken hatásosak. A szorbátokat sajtokban, pékárukban vagy más termékekben, italokban, zselékben, lekvárokban, salátaöntetekben, szárított gyümölcsökben, savanyúságokban és margarinban használják. Gátolják az élesztőket és a penészgombákat, de a C. botulinum kivételével kevés baktérium. Megakadályozzák az élesztő növekedését a zöldség erjesztése során, és legfeljebb 0,3% -ig használhatók.

A propionsav és a propionát sók (a leggyakrabban előforduló kalcium) 6-nál kisebb pH-értékű aktívak a penészgombákkal szemben. Élesztőkkel és baktériumokkal szemben korlátozott aktivitással rendelkeznek. Széles körben használják süteményekben és sajtokban. A propionsav természetesen megtalálható a svájci sajtban, legfeljebb 1% -ban. A propionátok az élelmiszerekhez legfeljebb 0,3% -ig adhatók.

Az ecetsav legfeljebb 4-5% -ban található meg az ecetben. Majonézben, savanyúságban és ketchupban használják, elsősorban ízesítőszerként. Az ecetsav a baktériumok ellen a legaktívabb, de van némi élesztő- és penészaktivitása, bár kevésbé aktív, mint a szorbátok vagy propionátok. Tejsav, citromsav és sói adhatók tartósítószerként, a pH csökkentésére és ízesítőként. Az erjedés során is kifejlődnek. Ezek a szerves savak a leghatékonyabbak a baktériumok ellen.

A fehérjék mint tiszta címkés összetevők az élelmiszerekben és italokban

9.3.2 Antimikrobiális peptidek

A kémiai élelmiszer-tartósítószereket széles körben használják az élelmiszeriparban, és változatlanul olcsó összetevők, amelyek a romló szervezetek széles körével szemben hatékonyak. A kémiai élelmiszer-tartósítószerek közé tartoznak olyan vegyületek, mint a nátrium-benzoát, benzoesav, nitritek, szulfitok, nátrium-szorbát és kálium-szorbát. A közvélemény kényszerítette a természetes vagy címkebarát alternatívák iránti igényt.

A specifikus fehérjék, például a laktoferrin, természetes antimikrobiális tulajdonságaikról ismertek, míg mások, például a laktoperoxidáz és a mieloperoxidáz, antimikrobiális vegyületeket állítanak elő hidrogén-peroxid jelenlétében (Klebanoff et al. 1984; Boots és Floris 2006). A laktoferrin mikroorganizmusokkal szembeni aktivitása kettős (Recio és Visser 2000 és azok hivatkozásai). Először a pozitív töltésű molekula vasmegkötő képességeit írták le. Újabban egy második mechanizmust írtak le azon a tényen alapulva, hogy antimikrobiális peptidek állíthatók elő a laktoferrin N-terminális részéből. Ebben a második mechanizmusban a laktoferrin kötődése a baktérium felszínéhez döntő szerepet játszik. A laktoferrinből nyert legaktívabb peptid a laktoferricin, amelynek aktivitása 40-szer nagyobb, mint a laktoferriné. Ennek a nagyobb aktivitásnak a ellenére a speciális hidrolizátum becsült használati költsége jelenti a fő hátrányt természetes vagy tiszta címkés tartósítószerként történő alkalmazásában.

ÁBRA. 9.4. A laktoferrin fehérje és a timol természetes vegyület szinergikus kölcsönhatása az E. coli elleni hatásukban.