Содержание
Введение Усилители вкуса Искусственные усилители вкуса, разрешенные в РФ Пряности Смеси и экстракты пряностей Коптильные препараты Подслащивающие вещества Природные подсластители и сахаристые крахмалопродукты Подсластители и сахарозаменители Подсластители Синтетические (интенсивные) подсластители Сахарозаменители Смеси подсластителей Приложения
Введение
Взаимоотношения человека и окружающей среды с точки зрения охраны внутренней среды человека, а следовательно, сохранения и укрепления здоровья, профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний являются одной из глобальных проблем. Особенно актуальной она становится в последнее время в связи с усилением загрязнения окружающей среды, сложной, нестабильной, а порой и критической экологической ситуацией во многих регионах мира, в том числе в нашей стране.
Наряду с загрязнением окружающей среды (атмосферный воздух, вода, почва и др.) следует выделить один из самых значимых факторов, влияющих на состояние здоровья человека и популяции в целом, — питание. Этот вопрос всегда был одним из важнейших для человеческого общества, поскольку все, кроме кислорода, человек для своей жизнедеятельности получает из пищи и воды. При этом следует иметь в виду, что пища имеет принципиальное отличие от других факторов. В процессе питания она превращается из внешнего фактора во внутренний, и ее компоненты в цепи последовательных превращений трансформируются в энергию физиологических функций и структурные элементы органов и тканей.
В нынешних условиях очевидны и актуальны два относительно самостоятельных аспекта взаимосвязи питания и процессов превращения (биотрансформации) компонентов пищи и чужеродных веществ в нашем организме. Один заключается в том, что пища служит носителем не только пластических и энергетических материалов, но и компонентов неалиментарного (непищевого) характера, среди которых немало компонентов природного или антропогенного происхождения. Пища является источником необходимых организму пищевых и биологически активных веществ, но наряду с этим и источником различных ксенобиотиков (чужеродных веществ) — радионуклидов, ядохимикатов (пестицидов), нитратов, нитритов, микотоксинов, разного рода биологических загрязнителей (микроорганизмов, вирусов, гельминтов) и др. В то же время химический состав пищи как в традиционном его пони-мании (содержание пищёвых и биологически активных веществ —белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных макро- и микроэлементов, воды), так и с учетом неалиментарных компонентов оказывает регулирующее влияние практически на все системы живого организма, ответственные за транспорт, метаболизм, обезвреживание и элиминацию (выведение) ксенобиотиков.
Современные технологии приготовления пищевых продуктов массового потребления предусматривают широкое применение различных пищевых добавок. Они не являются необходимыми компонентами пищи, но без их применения выбор пищевых продуктов был бы значительно беднее, а технологии — значительно более сложными и дорогостоящими. Без пищевых добавок практически невозможно выработать полуфабрикаты, блюда быстрого приготовления и др. Пищевые добавки также необходимы для улучшения органолептических свойств, удлинения сроков хранения, снижения калорийности пищи.
Сегодня известно 23 класса пищевых добавок. Применение их регулируется различными нормативными актами. Одним из главных условий для разрешения применения пищевых добавок является токсикологическая безопасность. Для установления безопасности проводят экспериментальное исследование изменений функционального состояния организма под влиянием той или иной пищевой добавки.
Усилители вкуса
При оценке пищевых продуктов потребитель особое внимание уделяет их вкусу и аромату. Большую роль тут играют традиции, привычки, ощущение гармонии, которое возникает в организме человека при употреблении пищевых продуктов с определенным приятным вкусом и ароматом. Неприятный, нетипичный вкус часто и справедливо связывают с низким качеством продукта. Физиология питания рассматривает вкусовые и ароматобразующие вещества как важные компоненты пищи, улучшающие пищеварение за счет активизации секреции пищеварительных желез различных отделов желудочно-кишечного тракта, повышения ферментной активности выделяемых пищеварительных соков и в итоге улучшающие процесс пищеварения и усвоения пищи. По современным представлениям вкусоароматические вещества способствуют оздоровлению микрофлоры кишечника, уменьшая дисбактериоз у представителей различных групп населения. В то же время чрезмерное употребление острых приправ и продуктов, содержащих эфирные масла, приводит к нарушениям функции поджелудочной железы и печени. Острые и сладкие блюда, несомненно, ускоряют процесс старения организма. «Люди, — отмечал А. А. Покровский, — которые своевременно начинают заниматься воспитанием своего вкуса и раньше переходят на рациональное, соответствующее возрасту питание, продлевают годы активной зрелости».
Восприятие вкуса — крайне сложный, малоизученный процесс, связанный со взаимодействием молекул, обусловливающих вкус вещества, с соответствующим рецептором. У человека сенсорная система имеет несколько типов вкусовых рецепторов: соленый, кислый, горький и сладкий. Они расположены на языке и реагируют на разные вещества. Рецепторы, реагирующие на сладкий вкус, расположены в передней части языка. По современным представлениям в основе реакции рецептора на сладкий вкус лежит взаимодействие белка, способного образовывать комплексы со сладкими веществами. Рецептор обладает способностью присоединять (реагировать) молекулы реагента определенного строения и конфигурации, последняя определяет прочность образовавшегося комплекса; при этом возникает биологическая реакция. Отдельные вкусовые ощущения могут оказывать влияние друг на друга, особенно при одновременном воздействии нескольких соединений. Суммарный эффект зависит от природы соединений, которые обусловливают вкусовые ощущения, и от концентраций используемых веществ.
Вкус и аромат продуктов питания определяются многими факто-рами, перечислим некоторые из них.
1 Состав сырья, наличие в нем определенных вкусоароматических компонентов.
2 Вкусовые вещества, специально вносимые в пищевые системы в ходе технологического процесса, в том числе в готовые продукты. Среди них:
o подслащивающие вещества;
o эфирные масла, душистые вещества, пищевые эссенции;
o поваренная соль;
o пищевые кислоты и подщелачивающие соединения;
o усилители вкуса и аромата («оживители» вкуса).
3 Вещества, влияющие, а иногда и определяющие вкус и аромат готовых изделий и возникающие в результате разнообразных химических, биохимических и микробиологических процессов, протекающих при получении пищевых продуктов под влиянием различных факторов.
4 Добавки, специально вносимые в готовые изделия (соль, подсластители, специи, соусы и т. д.).
В соответствии с основными функциональными классами к пищевым добавкам по строгому определению относятся только некоторые из перечисленных групп вносимых веществ: подсластители, усилители вкуса и аромата, кислоты.
Искусственные усилители вкуса, разрешенные в РФ
В Российской Федерации разрешены к применению 22 таких соединения (приложение 1).
Глутаминовую кислоту (Е 620) и ее соли (Е 621 —Е 625) добавляют в готовые блюда, кулинарные изделия, концентраты и консервы. Соли глутаминовой кислоты усиливают вкусовое восприятие, влияя стимулирующим образом на окончания вкусовых нервов и вызывая при этом «ощущение удовлетворения». Это свойство получило название глутаминового эффекта. В наибольшей степени глутаматы усиливают горький и соленый вкус, сладкий усиливается в наименьшей степени.
Глутаминовый эффект проявляется также в свежесобранных фруктах и овощах, свежем мясе и ряде других продуктов. Снижение содержания глутаминовой кислоты и ее производных при хранении свежих продуктов, в процессе их переработки, в том числе кулинарного приготовления, сказывается на вкусе и аромате. Дополнительное внесение глутаминовой кислоты и особенно ее натриевой соли частично восстанавливает этот вкус. Оптимальное влияние глутаминовой кислоты и ее солей проявляется в слабо-кислой среде (рН 5 — 6,5), при дальнейшем снижении рН глутаминовый эффект исчезает. Производные глутаминовой кислоты оказывают консервирующее действие, замедляя окисление жиров в мясных продуктах и маргаринах.
Суточное потребление глутаминовой кислоты и ее солей 1,5 г, максимальный уровень в продуктах питания 10 мг/кг.
В Японии глутамат натрия, известный под маркой «Аджино мото» (в переводе с японского – сущность вкуса), успешно применяется для улучшения вкуса и увеличения срока хранения маргарина. В некоторых странах, особенно на Востоке, глутамат натрия вводится в отдельные блюда непосредственно перед едой. Так, в Китае выпускастся препарат соевых бобов под торговой маркой Vei Su («Вей-Шу»), содержащий до 90% чистого глутамата натрия.
Глутаминовая кислота как пищевая добавка оказывает положительный эффект при лечении атеросклероза сосудов головного мозга. В продуктах детского питания ее применение недопустимо.
В России разрешено применение глутаминовой кислоты и глутамата натрия, в странах Европы помимо этих также разрешено применение глутамата калия и магния.
Гуаниловая кислота (Е 626) и ее соли оказывают значительно более сильное (в 200—250 раз) «вкусовое влияние», чем производные глутаминовой кислоты. К солям относятся 5′-гуанилат натрия двухзамещенный, 5′-гуанилат калия двухзамещенный, 5′-гуанилат кальция. Наиболее эффективен 5′-гуанилат натрия двухзамещенный, Эти вещества добавляют при производстве консервов, приправ и пряностей. Максимальный уровень в продуктах в пересчете на гуаниловую кислоту 0,5 мг/кг.
Инозиновая кислота (Е 630) и ее соли обладают более сильным вкусовым эффектом, чем соли глутаминовой кислоты. К солям относятся 5′-инозинат натрия двухзамещенный (Е 631), инозинат калия (Е 632), 5′-инозинат кальция (Е 633). Эти вещества усиливают и модифицируют вкус и аромат. Действие солей напоминает эффект экстрактивных веществ продуктов, полученных из животного сырья. Наиболее сильный глутаминовый эффект из производных инозиновой кислоты характерен для 5′-инозината натрия двухзамещенного (приблизительно в 45 — 50 раз). Максимальный уровень, допустимый в пищевых продуктах, в пересчете на инозиновую кислоту 0,5 мг/кг.
Способностью усиливать и модифицировать вкус и аромат пищевых продуктов обладают и рибонуклеотиды: 5′-рибонуклеотид кальция (Е 634) и 5′-рибонуклеотид натрия двухзамещенный (Е635).
Эстрагол — производное анизола — применяется как вкусовая добавка. Допустимое суточное потребление его не установлено по той причине, что он является канцерогеном для мышей в дозе 500 мг на 1 кг массы тела в сутки. Считают, что при нормальном уровне потребления эстрагола в количестве 1 мг на 1 кг массы тела канцерогенный риск для человека ничтожен.
В качестве вкусового вещества применяется также лимоннокислый натрий, или цитрат натрия (Е331). Эта добавка используется в дозе 600 мг/кг при производстве плавленых сыров, сгущенного молока и мармелада. Разрешен к применению во многих странах, в том числе в России.
Мальтол (Е 636), этилмальтол (Е 637) — усилители вкуса и аромата, ароматизаторы. Мальтол — один из первых ароматизаторов, обнаруженных в хлебе. В настоящее время он применяется в хлебопечении, при производстве мучных кондитерских изделий. Мальтол и этилмальтол в большей степени относятся к ароматизаторам, чем к усилителям и модификаторам вкуса.
Пряности
К вкусовым веществам относятся пряности, обширную группу которых составляют растительные продукты, обладающие вкусовыми и ароматическими свойствами. В прямом смысле слова пряности не являются пищевыми добавками, но их широкое применение в питании народов многих стран вызывает необходимость охарактеризовать эту группу вкусовых веществ. Основные пряности, применяемые в пищевой промышленности кулинарии, приведены в приложении 2.
Пряности добавляют в пищевые продукты издавна для придания им аромата, остроты вкуса, особых вкусовых ощущений, иногда для корректирования запаха. Использование пряностей не только улучшает органолептические свойства пищи, но и повышает ее усвоение. В качестве пряностей обычно употребляют высушенные, иногда и размолотые части растений, в которых в наибольшей степени накапливаются вещества, обладающие сильными вкусом и ароматом.
В настоящее время известно более 150 видов пряностей, но наиболее широко в качестве вкусовых веществ применяется около 40. В зависимости от того, какую часть растения используют в пряности делят на несколько групп:
семенные — горчица, мускатный орех, кардамон;
плодовые — анис, бадьян, тмин, кориандр, кардамон, перец, ваниль, укроп, фенхель, перец красный стручковый (стручки);
цветочные — гвоздика, шафран;
листовые — лавровый лист, донник (цветы и листья), мята перечная;
корковые — корица китайская и цейлонская;
корневые — имбирь, дягиль, куркума, зеодария, калган, петрушка;
трава — майоран, душица, укроп, петрушка, полынь, эстрагон.
Горчица — одна из самых распространенных и популярных приправ. Основой для приготовления столовой горчицы служит порошок, изготовляемый из семян растения различных видов горчицы (белой, черной и сарептской). Важнейшие компоненты столовой горчицы — гликозиды синигрин и синальбин. Под действием фермента мирозингликозидазы из них образуется аллиловое масло (0,3—1,02%), которое имеет горькие специфические вкус и запах.
Хрен — многолетнее растение. Острый вкус его корня также обусловлен наличием аллилового масла. Кроме того, хрен богат витамином С, белками и углеводами.
Перец черный, душистый, красный в виде зерен или молотый широко используется в пищевой промышленности. Его острые характерные вкус и запах обусловлены содержанием эфирного масла (2,1—4%) и алкалоида пиперина (до 7,5% и более).
Лавровый лист представляет собой высушенные листья благородного лавра. Специфический аромат лавровому листу придает эфирное масло (2 —3 %), главным компонентом которого является цинеол.
Киндза (кишнец, кинза) представляет собой свежую молодую зелень растения кориандра, которую используют в производстве соусов. Пряный запах киндзы обусловлен эфирными маслами (0,2 — 2%).
Укроп — растение семейства зонтичных, специфический аромат которого обусловлен присутствием эфирного масла (2,5— 5,0 %), содержащего лимонен, карвон, аниоль, фелландрен и терминен. Используется для приправ и при консервировании.
Чабер — душистое травянистое, растение, содержащее эфирное масло. Используется в кулинарии и при засолке огурцов.
Базилик — однолетняя пряная трава с приятными кисловатыми запахом и вкусом. Листья базилика или в смеси с другими пряно-вкусовыми растениями служат приправой к мясным блюдам и консервам.
Майоран — многолетнее или однолетнее растение, вся надземная часть которого используется как приправа к салатам, супам, рыбным, мясным и овощным блюдам.
Эстрагон (тархун) — травянистое растение, один из видов полыни. Характерный аромат придают ароматические масла. Эстрагон используется для приготовления маринадов, солений, салатов, в производстве безалкогольных напитков, сиропов, ликеро-водочных изделий.
Анис — плоды растения семейства зонтичных одноименного названия. Они обладают сладковатым вкусом и своеобразным ароматом, обусловленным содержанием в них до 5 % эфирного масла, в основном анетола. Анис широко применяется в кулинарии и кондитерском производстве.
Бадьян, звездчатый анис — плоды вечнозеленого тропического дерева из семейства магнолиевых. Бадьян имеет сладковатый вкус и запах, подобный анису. Содержание эфирных масел в плодах составляет 1,6 — 1,8 %. Применяется бадьян в хлебопекарном и кондитерском производстве.
Кардамон — плоды пряного травянистого тропического растения семейства имбирных. Благодаря содержанию эфирных масел (3 — 4 %) кардамон имеет сильный пряный аромат, который определяет его применение в кондитерской промышленности. Главными компонентами эфирных масел являются цинеол, лимонен и терпинеол.
Тмин — плоды растения семейства зонтичных. Вкус и аромат плодов тмина обусловлены эфирным маслом (3 — 6,5 %). Тмин используется главным образом в хлебопечении, а также в производстве маринадов и соусов.
Имбирь — высушенный и очищенный корень многолетнего тропического камышеобразного растения семейства имбирных. Сильный пряный запах и жгучий вкус имбиря обусловлены наличием в корневище эфирного масла (1 — 3%) и гликозида гингерола (0,5 — 1,0 %). Используется имбирь для ароматизации овощных маринадов, сдобных мучных изделий, некоторых блюд восточной кухни.
Орех мускатный содержит более 3 % эфирного масла, придающего ему сильный аромат и жгуче-пряный вкус. Используется в ликероводочном производстве и кондитерской промышленности. На мировом рынке ценятся два сорта мускатного ореха — пенагский и банданский.
Ваниль— специально обработанные стручки тропической орхидеи и некоторых других растений. Содержание ванилина в ванили колеблется от 1,6 до 2,9 %. Используется в кондитерском и хлебопекарном производствах.
Мята — листья этого растения используют главным образом для ароматизации пищевых продуктов, напитков, некоторых кондитерских изделий, жевательной резинки и в кулинарии. В свежем виде мяту применяют как приправу. Вкус и аромат мяты обусловлены содержащимся в ней в количестве до 3 % эфирным маслом — ментолом.
Гвоздика — высушенные нераскрывшиеся цветочные почки дерева семейства миртовых, родиной которой являются Молуккские острова. Гвоздика обладает жгучим вкусом и ярко выраженным ароматом. В ней содержится 15—21 96 эфирных масел, из них 95 % составляет эвгенол. Используют гвоздику при изготовлении различных консервов, маринадов и т.д.
Корица — кора нескольких видов деревьев семейства лавровых. Аромат этой пряности придает коричный альдегид. Общее содержание эфирных масел достигает 0,5 — 1 %, из них 75 % приходится на долю коричного альдегида. Применяют корицу в хлебопечении, в производстве кондитерских и рыбных изделий, напитков.
В последние годы значительное распространение получили смеси и экстракты пряностей.
Смеси и экстракты пряностей
С переходом на крупномасштабное производство, расширением ассортимента продуктов питания произошли значительные изменения в производстве пряностей. Традиционная технология использования в пишу молотых пряностей и трав уступает место новым подходам и решениям. Это связано с необходимостью точной количественной дозировке вносимых пряностей, стабильностью их вкуса и аромата вне зависимости от географического места происхождения, времени года, изменения качества при хранении (наличие ненужных тканей и волокон, высокая степень механического и микробиологического загрязнения, сенной запах и др.). Следует также отметить, что отдельные пряности обладают фармакологической активностью, что широко используется в медицине.
Смеси пряностей — это различные их комбинации, предназначенные для консервирования, использования в виде приправ. Состав их может сильно изменяться в зависимости от вида пищевых продуктов.
Экстракты пряностей, т.е. спиртовые или масляные растворы эфирных масел, применяют в общественном питании, кулинарии, для приготовления соусов и т.д.
В целях ароматизации сигаретного табака и создания специфических для каждого сорта сигарет вкуса и аромата используют как специальные рецептуры табачных изделий, включающие табак из разных стран мира (турецкий, калифорнийский, кубинский, моршанский и т.д.), так и специальные ароматизаторы и соусы, состоящие порой из нескольких десятков веществ. Многие из применяемых ароматизаторов сигаретного табака довольно сложны по составу и имеют условное коммерческое название. Например, ароматизатор М-1 используется для сигаретного табака в концентрации до 24,0 г/кг, ароматизатор М-2 — в концентрации 23,5 г/кг, ароматизатор Ф-1 — в концентрации 28,9 г/кг, ароматизатор Ф-2 — в концентрации 24,4 г/кг и т.д.
Следует отметить, что табак бывает ароматичным, который отличается приятным запахом, и скелетным, без ярко выраженного, аромата. В нашей стране обычно используют ароматичные сорта, а на Западе — скелетные, которые подвергаются ароматизации. Впрочем, каждая фирма, как правило, для производства подбирает и перемешивает разные сорта табака.
Коптильные препараты
Копчение является не только методом консервирования мяса, рыбы и других продуктов, но и способствует повышению вкусовых и ароматических свойств пищевых продуктов. В состав дыма входит ряд веществ, оказывающих бактерицидное действие (метиловый спирт, формальдегид, фурфурол), многие органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, муравьиная), ацетон и кетоны, фенолы и их метиловые эфиры и другие соединения.
Важной частью продуктов горения, входящих в состав дыма, являются смолы, которые, возможно, оказывают неблагоприятное действие на организм, в частности канцерогенное. В этой связи изыскиваются способы копчения, которые исключали бы канцерогенную опасность продуктов.
В качестве средств, заменяющих дымовое копчение, используются различные коптильные препараты. Они подразделяются на препараты, наносимые на поверхность обрабатываемого продукта, и препараты, вводимые непосредственно в него. В приложении 3 приведены основные коптильные препараты, используемые в нашей стране и их предельно допустимое содержание (ПДС) в пищевых продуктах.
Коптильные жидкости представляют собой определенным образом очищенные продукты пиролиза древесины. Они свободны от 3,4-бенз(а)пирена. Продукция, приготовленная с использованием коптильных жидкостей, достаточно хорошо исследована с токсикологических позиций.
Подслащивающиевещества
В пищевой промышленности, кулинарии, при приготовлении пищи в домашних условиях с давних времен широко применяли вещества, обладающие сладким вкусом, — подслащивающие вещества (подслартители). По строгому определению в этот раздел пищевых добавок вошли вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам сладкий вкус, однако на практике в эту группу часто включают все сладкие добавки. Существуют различные их классификации: по происхождению (натуральные и искусственные), калорийности (высококалорийные, низкокалорийные, практически некалорийные), степени сладости (подсластители с высоким и низким сахарным эквивалентом), химическому составу и т. д. Одна из возможных классификаций приведена в приложении 4.
Природныеподсластители исахаристыекрахмалопродукты
Первыми из сладких веществ, употребляемых человеком, были мед, соки и плоды растений. Основное сладкое вещество, используемое человеком, — сахароза.
Остановимся на известных с глубокой древности подслащивающих продуктах: меде, солодовом экстракте, а также лактозе.
Мед — продукт переработки цветочного нектара медоносных цветов пчелами. Мед содержит 75 % моно- и дисахаридов, в том числе около 40 % фруктозы, 35 % глюкозы и 2 % сахарозы, крахмала 5,5 %; из витаминов (мг на 100 г): С — 2, В6 — 0,10, фолацин — 15,00 (мкг), в незначительном количестве — В,, В3, В6; из микроэлементов (мкг): железо — 800, йод — 2,0, фтор — 100, остальные — в незначительном количестве; органических кислот 1,2 %. Состав, цвет, аромат меда во многом определяются растениями, с которых был получен нектар пчелами. Мед с глубокой древности использовался и в питании, и в качестве лекарства. Сегодня мед применяется в кондитерской и хлебопекарной промышленности, при изготовлении напитков, непосредственно в пищу.
Лактоза — молочный сахар. Дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Используют в детском питании и для производства специальных кондитерских изделий, в медицине.
Солодовый экстракт — водная вытяжка из ячменного солода. Смесь, состоящая из моно- и олигосахаридов (глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы и др.), белков, минеральных веществ, ферментов. Содержание сахарозы в нем достигает 5 %. Используется в кондитерской промышленности, при производстве продуктов детского питания.
В пищевой промышленности для придания продуктам сладкого вкуса используют разнообразные сахаристые крахмалопродукты, получаемые путем гидролиза крахмала (частичного или полного), иногда с последующей модификацией отдельных компонентов гидролиза. К первой группе относятся продукты частичного гидролиза — крахмальные патоки (низкоосахаренная, карамельная, высокоосахаренная, мальтозная, глюкозомальтозная), а также мальтодекстрины, а ко второй группе — продукты полного гидролиза крахмала с возможной их модификацией. Они включают моногидратную и ангидридную глюкозу, фруктозу, глюкозные, глюкозно-фруктозные сиропы с различным содержанием фруктозы.
Все большее распространение получают сахаристые продукты, вырабатываемые непосредственно из зернового сырья без выделения крахмала (зерновые сиропы, сладкие углеводные добавки).
Значительный рост производства сахаристых крахмалопродуктов, особенно глюкозофруктозных сиропов, связан с их сладким вкусом, хорошей усвояемостью и экономической выгодой. Следует также помнить, что в пищевых продуктах они одновременно выполняют функции структурообразователей, наполнителей, источников сухих веществ, а многие и консервантов.
Подсластители исахарозаменители
В последнее время с учетом требований науки о питании получило интенсивное развитие производство низкокалорийных продуктов, продуктов для людей, страдающих рядом заболеваний (в первую очередь больных сахарным диабетом), что обусловило расширение выпуска заменителей сахарозы как природного происхождения (в нативном или модифицированном виде), так и синтетических, в том числе интенсивных подсластителей. Они могут обладать той же сладостью или быть более интенсивными подсластителями, отличаясь по сладости; от сахарозы в сотни раз. Не имея глюкозного фрагмента, заменители сахарозы могут успешно использоваться при производстве продуктов питания и заменителей сахара для больных сахарным диабетом. Высокий коэффициент сладости (Ксл) позволяет, применяя их, производить низкокалорийные дешевые диетические продукты, полностью или частично лишенные легкоусвояемых углеводов. Сравнительная оценка этих групп подсластителей по энергетическому уровню и коэффициенту сладости приведена в приложении 5.
Как видно из этих данных, полиолы и подсластители по своим свойствам существенно отличаются от сахарозы.
Подсластители
В России разрешены 12 интенсивных подсластителей и заменителей сахара и стевия (порошок из листьев и сироп из них), Перечень их приведен в приложении 6.
Подслащиваюшие вещества (подсласптгели), разрешенные к применению в Российской Федерации
Их применение регламентируется Директивой ЕС 94/36 «О подсластителях и их применении в производстве пищевых продуктов». Она не распространяется на пищевые продукты, сладкие по своей природе:
• подсластители, предназначенные для продажи непосредственно потребителю в качестве столовых таблеток;
• подсластители готовых блюд.
Для использования в технологическом потоке могут применяться подсластители с учетом конкретного перечня получаемых продуктов, для которых они предназначены, и в количествах, приведенных в приложении 7.
Интенсивные подсластители, за исключением специально оговоренных, нельзя применять в продуктах для детского питания.
В то же время необходимо отметит, что исключение сахарозы из рецептур мучных кондитерских изделии в технологическом отношении является часто сложной задачей, так как она не только выполняет роль подсластителя, но и влияет на структурно-механические свойства тестовой заготовки, является пластификатором, ограничивает набухаемость белков муки, влияет на органолептические показатели готовой продукции.
Рассмотрение отдельных подсластителей начнем с природных продуктов, в том числе содержащих белок. Внимание к последним возросло с 60-х годов XX в. из-за их высокой сладости, низкой калорийности и возможной безопасности. Остановимся только на отдельных представителях этой группы.
Миракулин. Гликопротеид, белковый компонент, построен из 373 остатков 18 аминокислот; углеводный компонент содержит остатки глюкозы, фруктозы, арабинозы, ксилозы и других моноз. Источник получения — плоды африканского растения Richazdella dulcifia. Термостабилен при рН 3—12.
Монелин. Белок, построенный из двух полипептидных цепей, содержащих соответственно 50 и 44 остатка аминокислот. Источник — ягода Dioscoreophyllum cumminsii (Африка). В 1500—3000 раз слаще сахарозы. Стабилен при рН 2—9. При нагревании, особенно при других значениях рН, неустойчив и теряет сладкий вкус.
Тауматин (Е957). Подсластитель, усилитель вкуса и аромата. Белковый продукт, выделенный из плодов Thaumatococus danielli — растения, произрастающего в Западной Африке. Самое сладкое из известных природных веществ. Слаще сахарозы в 1600—2500 раз. Определяющим фактором сладкого вкуса служит четвертичная структура белка. Влияние температуры на степень сладости белка неоднозначно и зависит от рН среды, наличия солей и кислорода. Очень сильное влияние на степень сладости тауматинов оказывает присутствие в его молекуле ионов алюминия. Ионный аддукт таумин-алюминий обладает сладостью, в 3500 раз превышающей сладость сахарозы, Ксл=3500.
Сладкий вкус тауматина ощущается с некоторым запозданием, но остается надолго. При использовании тауматана для выпечки и жарения его сладость ослабевает, но эффект, усиливающий аромат, остается без изменения.
Стевиозид. Сладкий кристаллический гликозид, выделяемый из листьев растения Stevia rebaudiana (Парагвай, Китай, Япония, Корея). Хорошо растворим в воде, Ксл = 300. Термолабилен. Небольшие количества вызывают ощущение приятного сладкого вкуса, в больших количествах обладает горьким вкусом. Химическая природа стевиозида представлена ниже.
Лист и стебли растения Stevia rebaudiana используют в технологии получения мучных кондитерских изделий, мармелада, желейных и сбивных конфет.
Глицирризин (Е958). Подсластитель, усилитель вкуса и аромата (сладкое вещество лакрицы). Одно из самых древних природных подслащивающих веществ в Европе. Получают из корней сладкого дерева, произрастающего на юге Европы и в Средней Азии. Корень содержит 6—14 % глицирризина, крахмал, сахара, белок, флавоны и соли. Основной сладкий компонент — глицирризиновая кислота (гликозид тритерпенглициретиновой кислоты, связанной с O-β-D-глюкуронозил-(1,2)-β-D-глюкуроновой кислотой).
Глицирризин (глицирризиновая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в холодной, но хорошо растворимое в горячей воде и этиловом спирте. Выделяется после обработки этиловым спиртом или уксусной кислотой в виде глицирризиновой кислоты, калиевых или аммониевых солей.
Глицирризин в 50—100 раз слаще сахарозы (Ксл = 50—100), но не имеет ярко выраженного сладкого вкуса, обладает специфическим привкусом и длительным послевкусием (лакричный вкус) и запахом. В присутствии сахарозы проявляет синергический эффект. Экстракты из корней сладкого дерева применяются в кондитерской и табачной промышленности.
Неогесперидин дигидрохалкон (Е959). Подсластитель из кожуры цитрусовых. Получают модификацией нарингина, выделенного из кожуры грейпфрутов. Ограниченно растворим в воде, хорошо — в спирте. Высокая степень сладости (Ксл = 1800—2500) неогесперидин дигидрохалкона позволяет использовать его в значительно меньших количествах, чем остальные подслащивающие вещества, применять с другими подслащивающими веществами, при этом его подслащивающая способность значительно возрастает.
Он менее токсичен, чем некоторые синтетические подсластители (сахарин и цикломаты), и рекомендуется для применения в смеси с другими подсластителями. Применяется при производстве алкогольных напитков (50 мг/кг), жевательной резинки (20 мг/кг).
Синтетические (интенсивные) подсластители
Ацесульфам калия (Е950). Другое его название — Сунетт. Ацесульфам калия относится к группе оксатиацинондиоксидов, синтезированных в 1973 г. Клаусом и Йенсеном. Кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, термически и химически устойчивое соединение.
Ацесульфам калия нетоксичен, неканцерогенен, не обнаружены его мутагенное и тератогенное действия. Не усваивается организмом человека, не накапливается и выводится с мочой даже при многократном применении в первоначальной форме. ДПС — 15 мг/кг массы тела человека. Ксл=200. Применяется при производстве кондитерских изделий, безалкогольных напитков, диетических хлебобулочных изделий, мороженого. Максимальная концентрация в зависимости от вида пищевого продукта колеблется от 200 до 800 мг/кг готовой продукции.
Аспартам (Е951). Один из наиболее рекламируемых в последнее время подсластителей. Дипептид — соединение, молекула которого состоит из двух остатков аминокислот. Синонимы: Нутрасвит, Сладекс. Открыт Джеймсом Шлаттером в 1965 г.
В состав аспартама входят остатки аспарагиновой кислоты и фенилаланина. Ксл= 200. Усилитель вкуса и аромата. В процессе получения пищевых продуктов (в присутствии влаги и при температуре 150 °С) аспартам частично превращается в дикетопиперазин. Тщательная проверка на токсичность и канцерогенность установила его безвредность. Учитывая, что аспартам содержит остаток аминокислоты фенилаланина, он противопоказан больным фенилкетонурией. Не способствует развитию кариеса зубов. ДСД — 40 мг/кг массы тела. Он удобен для подслащивания пищевых продуктов (например, кремов, мороженого), сырье которых не требует тепловой обработки, напитков, соков, а также продуктов лечебного назначения.
В продуктах, при получении которых сырье подвергается тепловой обработке, а готовый продукт — длительному хранению, его применение нецелесообразно из-за снижения степени сладости.
Цикламовая кислота и ее натриевая, калиевая и кальциевая соли — цикламаты (Е952). Соединения с приятным вкусом, без привкуса горечи, стабильны при варке, выпечке, хорошо растворимы в воде. Сладость в 30 раз выше, чем у сахарозы. Ксл = 30. Применяется в кондитерской промышленности, при производстве напитков и некоторых других пищевых продуктов. ДСД — 11 мг/кг массы тела человека (в пересчете на цикламовую кислоту).
Цикламаты относятся к подсластителям «старого» поколения, были открыты в 1937 г. Сведой и Одрисом в США. Улучшают вкус классического подсластителя сахарина (10 частей цикламата на 1 часть сахарина). Исследование острой и хронической токсичности цикламатов показали, что потенциальной токсичностью обладают метаболиты цикламатов — циклогексамкны. Они образуются в результате бактериальной деятельности в тонком кишечнике, но лишь после того как кишечная микрофлора претерпела изменения, поэтому циклогексамины появляются лишь после более или менее длительного латентного периода. Лишь у очень небольшого количества людей могут быть обнаружены незамедлительные превращения. После продолжительной полемики о его безопасности цикламат разрешен для использования в продуктах питания, при этом подчеркивается необходимость дальнейшего изучения превращений цикламатов в организме.
Сахарин, его натриевая, калиевая и кальциевая соли (Е954). Из синтетических подсластителей значительное применение находят сахарин-орто-сульфамид бензойной кислоты (белое кристаллическое вещество с температурой плавления 228—229 °С) и его натриевая, калиевая и кальциевая соли. Подсластитель «старого» поколении. Обладает горьковатым привкусом, это неудобство может быть устранено путем смешивания его с цикламатами.
Слаще сахарозы в 300—500 раз. Ксл = 500. Обычно употребляется в виде солей, сладость которых в 500 раз выше сахарозы. Поэтому его дозировка может быть очень низкой. Сахарин быстро проходит через пищеварительный тракт, 98 % его выделяется с мочой, обладает слабым мочегонным действием. Временная ДСД — 5 мг/кг массы тела человека в пересчете на сахарин. Однако его безвредность требует дальнейшего изучения и ежедневное применение нежелательно. При варке, особенно при рН ниже 7, сахарин частично разлагается с отщеплением амидогруппы и образованием орто-сульфобензойной кислоты, имеющей неприятный привкус фенола. Стабилен при замораживании и нагревании. Используется при производстве пищевых продуктов для больных сахарным диабетом, напитков, жевательной резинки и т. д.
Сукралоза (трихлоргалактосахароза) (Е955). 1,6-Дихлор-β-D-фруктофуранозил-4-дезокси-4-хлор-α-D-галактопиранозид. Интенсивный подсластитель «нового» поколения.
Сладость сукралозы в 500—600 раз выше сахарозы, подсластитель устойчив к температуре и действию кислот.
После многочисленных исследований признан безопасным для организма человека. ДСД — 15 мг/кг массы тела.
Свойства некоторых индивидуальных подсластителей приведены в приложении 8.
Сахарозаменители
Многоатомные спирты (полиолы) относятся к группе сахарозаменителей. Среди них широкое применение в качестве подсластителей (заменителей сахара) нашли полиолы ксилит (Е967), сорбит и лактит (Е966). Их иногда называют сахарными спиртами.
Ксилит (Е967) и сорбит (Е420). Влагоудерживаюшие агенты, стабилизаторы, обладают эмульсионными свойствами, оказывают положительное влияние на состояние зубов, увеличивают выделение желудочного сока и желчи. Сорбит и ксилит обладают энергетической ценностью 2,4 ккал/г (энергетическая ценность сахарозы 4 ккал/г). Сладость ксилита и сорбита по сравнению с сахарозой равна соответственно 0,85 и 0,6. Они практически полностью усваиваются организмом и не оказывают влияние на процентное содержание сахара в крови. Применяются в кондитерской промышленности, хлебопечении, при производстве безалкогольных газированных напитков и других продуктов диетического и диабетического назначения. Сорбит часто относят не к пищевым добавкам, а к новым видам пищевых продуктов.
Лактит (Е966). Подсластитель, текстуратор. Многоатомный спирт, полученный гидрированием природного молочного сахара — лактозы. Сладость лактата составляет 40 % сладости сахарозы. Хорошо растворим в воде. Обладает чистым сладким вкусом и не оставляет привкуса во рту. Обладает в два раза меньшей калорийностью, чем сахароза, не вызывает кариеса зубов, может применяться при питании больных сахарным диабетом. По своим физико-химическим свойствам он близок к сахарозе и не требует каких-либо изменений при использовании в производстве мучных изделий.
На этикетки препаратов, содержащих многоатомные спирты (сорбит, ксилит и др.), следует наносить предупреждающую надпись: «Потребление более 15—20 г может вызвать послабляющее действие».
Мальтин и мальтиновый сироп (Е965). Подсластитель, стабилизатор, эмульгатор.
Изомальтит (Е953). Подсластитель, добавка, препятствующая слеживанию и комкованию, наполнитель, глазирующий агент.
Смесиподсластителей
В последнее время все большее внимание уделяется смесевым подсластителям, представляющим собой смеси различных подсластителей. При составлении смесей учитываются сладость смеси, возможное улучшение вкуса, продолжительность ощущения сладости, синергический эффект, технологические характеристики, количество заменяемого сахара (полное или частичное), цена смеси. В приложении 9 приведен один из вариантов сочетания подсластителей (по данным ЗАО «Гиорд»).
Количество этих вариантов непрерывно растет, при этом их авторы и производители стараются дать конкретные рекомендации по применению смесей подсластителей для отдельных видов пищевых продуктов.
Производство подсластителей, их ассортимент, в том числе смесей подсластителей, ассортимент продуктов с их использованием непрерывно расширяются. Например, в 1990—1998 гг. он вырос на 46 %. Это связано с тенденциями здорового питания (низкокалорийные продукты), нуждами больных сахарным диабетом, экономическими причинами. Продолжаются поиски новых подсластителей.
Приложения
Приложение 1
Усилители вкуса и аромата, разрешенные к применению в Российской Федерации
Номер
Название
Номер
Название
Е 620
Глутаминовая кислота [L(+)-]
Е 631
5′-Инозинат натрия двухзамещенный
Е 621
Глутамат натрия однозамещенный
Е 632
Инозинат калия
Е 622
Глутамат калия однозамещенный
Е 6ЗЗ
5′-Инозинат кальция
Е 623
Глутамат кальция
Е 634
5′-Рибонуклеотиды кальция
Е 624
Глутамат аммония однозамещенный
Е 635
5′-Рибонуклеогиды натрия двухзамешенные
Е 625
Глутамат магния
Е 636
Мальтол
Е 626
Гуаниловая кислота
Е 637
Этилмальтол
Е 627
5′-Гуанилат натрия двухзамещенный
Е 640
Глицин
Е 628
5′-Гуанилат калия двухзамещенный
Е 641
L-Лейцин
Е 629
5′-Гуаннлат кальция
Е 642
Гидрохлорид лизина
Е 630
Инозиновая кислота
Е 906
Бензойная смола
Приложение 2
Основные пряности, используемые в пищевой промышленности и кулинарии
Пряность
Растение, из которого получена пряность
Используемая часть растения
Действующее начало
Содержание, %
Перец черный
Piper nigrum L
Незрелые плоды
Пиперин
4-7,5 (иногда до 13)
Перец белый
Тоже
Незрелые плоды без оболочек
»
5,5-9
Перец душистый
Pimenta Officinale L
Незрелые плоды
Эфирное масло
2-4
Имбирь черный
Zingiber Officinale
Корневище
Эфирное масло Гингерол
2,5-3,5
0,5-1
Куркума
Curcuma longa
»
Эфирное масло Куркумин
3-5,5
Около 0,3
Зеодария
Curcuma Zeodaria
»
Эфирное масло
1-1,5
Калган
Alpinia officinale
»
То же
Около 1
Кардамон
Elettaria cardamomum
Cardamomum malabar
Семена
»
»
»
1,5-3,5
4-5
Гвоздика
Eugenia caryophyllata T.
Почки, не вполне созревшие цветы
»
10-26
Мускатный орех
Myristica fragrans H.
Околоплодники
»
6-10
Семенное ядро
»
6-15
Корица китайская
Cinnamomum cassia B.
Кора
»
0,5-2,25
Корица цейлонская
Cinnamomum zeylanicum
»
»
0,5-2,25
Бадьян, звездчатый анис
Illicum verum Hook.
Плоды
»
5-5,5
Ваниль
Vanilla planifolia
Плодовая коробочка
Ванилин
2-4,5
Анис
Pumpinella anisum L.
Плоды
Эфирное масло
1,5-5
Тмин
Carum carvi L.
»
Тоже
5-7
Укроп
Anethum graveolens L.
»
»
2,8-4
Фенхель, волошский укроп
Foeniculum vulgare
Плоды
Эфирное масло
4-6
Кориандр, кишнец
Coriandrum sativum L.
»
Тоже
0,15-1
Чернушка
Nigella sativa
Семена
»
Около 0,5
Майоран
Origanum Majarana L/
Все часта
»
1,5-2
Душица
Origanum vulgare L.
Тоже
»
0,15-0,5
Донник
Melilotus officinale
Цветы и листья
Кумарин
0,03-0,04
Мята перечная
Menta piperita L.
Листья
Эфирное масло
0,8-2
Аир
Acorus calamus L.
Корневище
Тоже
2-3
Лавровый лист
Laurus nobilis L.
Листья
»
0,5-2,5
Шафран
Croccus sativus
Цветочные рыльца
Кроцин
4-5
Полынь
Artemisia absynthium L.
Все части
Эфирное масло
0,3-2
Эстрагон
Artemisia dracunculus L.
Тоже
Тоже
0,3-1,5
Перец красный стручковый
Capsicum annum
Стручки
Капсаицин
Около 0,02
Приложение 3
Коптильные препараты, используемые производстве пищевых продуктов в Российской Федерации
Коптильные препараты
Пищевой продукт
ПДС,мг/мг
Вахтоль
Колбасы полукопченые
—
Сыр плавленый колбасный копченый
—
Рыбные изделия
—
ВНИИМП
Сосиски, сардельки, колбасы вареные, полукопченые, сырокопченые
1,5-7
ВНИИМП-1
Сосиски, колбасы вареные, сардельки
Не более 2,5
МИПХ
Рыбные изделия
—
Приложение 4
Классификация сладких веществ
Приложение 5
Сравнительная оценка отдельных заменителей сахара и подсластителей
Показатель
Сахар
Подсластители
Полиолы
Фруктоза
Энергетический уровень
4ккал/г
Фактически не имеют калорий
2,4 ккал/г
4 ккал/г
Коэффициент сладости, усл.ед.
1
300-350
0,5-0,7
1.2
Влияние:
на уровень инсулина
Сильное
Не влияют
Слабое
Слабое
на пищеварительную систему
Нейтральное
»
Могут иметь слабительный эффект
Нейтральное
на здоровье зубов
Может вызвать кариес
»
Не влияют
Может вызвать карие
Приложение 6
Подслащивающие вещества (подсластители), разрешенные в РФ
Е-номер
Название подсластителя
Технологическая функция
основное
синоним
Е950
Ацесульфам
Сунет
Подсластитель
Е951
Аспартам
Санекта
Нутрасвит, Сладекс
››
Усилитель вкуса и аромата
Е952
Цикламовая кислота и ее натриевая, калиевая и кальциевая соли
Споларин, цикламаты
Подсластитель
Е953
Изомальтит
Изомальт
Подсластитель, добавка, препятствующая слеживанию и комкованию, наполнитель, глазирующий агент
Е954
Сахарин и его натрие-вая, калиевая и каль-циевая соли
Подсластитель
Е955
Сукралоза
Трихлоргалактосахароза
››
Е957
Тауматин
Подсластитель, усилитель вкуса и аромата
Е958
Глицирризин
То же
Е959
Неогесперидиндигид-рохалкон
Неогеспередин ДС
Подсластитель
Е965
Мальтит и мальтит-ный сироп
Подсластитель, стабилизатор, эмульгатор
Е966
Лактит
Подсластитель, текстуратор
Е967
Ксилит
Подсластитель, влато-удерживающий агент, стабилизатор, эмульгатор
Приложение 7
Максимальные концентрации (мг/кг) подсластителей, используемых в некоторых пищевых продуктах
Продукт
Сахаринат Na* (Е954)
Цикламат Na** (Е952)
Ацесульфам (Е950)
Аспартам (Е951)
Безалкогольные напитки на основе ароматизаторов (эссенции), фруктовых соков, молочных продуктов без сахара или со сниженной калорийностью
80-100
400
350
600
Десерты ароматизированные: на воде, зерновой, фруктовой, овощной, молочной, яичной, жировой основе, без сахара или со сниженной калорийностью
100
250
350
1000
Кондитерские изделия со сниженной калорийностью или без сахара:
на основе крахмала
300
500
1000
2000
на основе какао, сухофруктов
500
500
500
2000
сэндвичи с начинкой на основе какао, молочных продуктов, сухофруктов, жира
200
500
1000
1000
Жевательная резинка без сахара
1200
1500
2000
5500
Мороженое со сниженной калорийностью или без сахара
100
250
800
800
Джемы, варенье
200
100
350
1000
Мармелад со сниженной калорийностью
200
1000
1000
1000
Фруктовые и овощные консервы со сниженной калорийностью
200
250
350
1000
Фруктовые и овощные кисло-сладкие пресервы
160
–
200
300
Соусы
160
–
350
300
Горчица
320
–
650
650
Хлебобулочные изделия диетические
170
1600
1000
1700
*В пересчете на сахарин имид (1 г сахарина имида эквивалентен 1,33г сахарина натрия дигидрата, или 1,24г сахарина натрия моногидрата).
**В пересчете на циклогексиламиновую кислоту (1 г циклогексиламиновой кислоты эквивалентен 1,12 г натрия цикламата).
Приложение 8
Свойства некоторых индивидуальных подсластителей
Е- номер
Подсластитель
Ксл
Растворимость, в воде мри 20 ‘С, г/л
Оптимальные зна
чения рН
ДСД, «г/кг массы тела человека
Е950
Аиесульфам К (Сунетт)
200
270
3
15
Е951
Аспартам (Санекта, Нутрасвит)
200
>10
3
40
Е952
Цикламаты
30
200
3,5
11*
Е954
Сахарин и его натриевая соль
500
660
3,3
5**
Е955
Сукралоза
600
120
3
15
*Б пересчете на цикламовую кислоту.
** В пересчете на сахарин.
Приложение 9
Некоторые варианты сочетания подсластителей
Номер раствора
Состав водных растворов, имеющих сладость 10%-ного раствора сахара, г/л
Ацесульфам
Аспартам
Сукралоза
Сахарин
Цикламаты
Сахар
1
—
—
—
—
—
100
2
—
—
—
—
3,33
—
3
—
—
—
0,25
—
—
4
—
—
0,15
—
—
—
5
—
0,50
—
—
—
—
6
0,50
—
—
—
—
—
7
0,16
0,16
—
—
—
—
8
0,12
0,23
—
—
—
—
9
0,18
—
—
—
0,72
—
10
0,12
0,12
—
—
0,40
—
11
0,20
—
—
—
—
50
12
0,07
0,07
—
—
—
50
13
0.13
0,13
—
—
—
20
14
0,08
0,08
—
0,05
—
30
15
0,07
0,07
0,05
0,05
—
40
16
0,20
—
0,07
—
—
—
17
0,07
0,07
0,07
—
—
—
18
—
—
0,05
0,03
0,34
—
19
—
—
0,07
0,15
—
20
—
—
0,08
—
0,39
—