Некоторые консерванты могут разлагаться микроорганизмами. Это относится прежде всего к органическим соединениям, которые служат для ряда микроорганизмов источником углерода. Так, метилпарабен разлагается бактериями вида Pseudomonasaeruginosa, а сорбиновая кислота — грибами рода Penicillium и др. Разложение наблюдается не только когда консервант не действует против данного микроба, но и если имеется значительное несоответствие между концентрацией эффективного консерванта и обсемененностью субстрата (например, в случае сильно загрязненного пищевого продукта или при уже начавшейся микробиологической порче). Поэтому нельзя сохранить пищевые продукты с помощью консервантов и возвратить им «свежесть», если порча уже началась. Потребитель пищевых продуктов с консервантами, способными к микробиологическому разложению, должен иметь гарантию, что для выработки этих продуктов было использовано микробиологически чистое сырье.
При выборе консерванта для конкретного случая необходимо соблюдать определенные требования:
a) Консервант не должен: вызывать опасений с точки зрения физиологии; порождать токсикологические и экологические проблемы в процессе производства, переработки и использования; вызывать привыкание; реагировать с компонентами пищевого продукта или реагировать только тогда, когда антимикробное действие больше не требуется; взаимодействовать с материалом упаковки и адсорбироваться им.
b) Консервант должен: иметь возможно более широкий спектр действия; быть достаточно эффективным против микроорганизмов, которые могут присутствовать на данном пищевом продукте в определенных условиях (рН, активность воды и т.д.); воздействовать на токсинобразующие микроорганизмы и по возможности замедлять образование токсинов в большей степени, чем развитие микроорганизмов; как можно меньше влиять на полезные микробиологические процессы, протекающие в некоторых пищевых продуктах (дрожжевое брожение теста, молочнокислое брожение квашений, созревание сыров) и на органолептические свойства пищевого продукта; по возможности оставаться в пищевом продукте в течение всего срока хранения; по возможности быть простым в применении.
Запрещено применять консерванты в отдельных продуктах массового потребления (молоке, сливочном масле, муке, хлебе, кроме фасованного) и детского питания, а также в изделиях с маркировками «натуральные», «свежие».
Сернистый ангидрид (Е 220)— бесцветный, неприятно пахнущий газ, хорошо растворимый в воде. Характерной особенностью этого соединения является то, что в водном растворе он окисляется О2 и действует как восстановитель. Подавляет главным образом рост плесневых грибов, дрожжей и аэробных бактерий. В кислой среде этот эффект усиливается. В меньшей степени соединения серы оказывают влияние на анаэробную микрофлору. Сернистый ангидрид относительно легко улетучивается из продукта при нагревании или длительном контакте с воздухом. Благодаря этим свойствам сернистый ангидрид довольно широко применяется как консервант в консервной, винодельческой, кондитерской и рыбоперерабатывающей отраслях пищевой промышленности. Вместе с тем сернистый ангидрид разрушает тиамин и биотин, способствует окислительному распаду токоферола —нецелесообразно использоватьдля консервирования продуктов питания, являющихся источником этих витаминов. Максимально допустимое содержание сернистых соединений, (мг/кг или мг/л): блюда из мяса, колбасы — 450; блюда из морепродуктов — 10—100; перловая крупа — 30; картофель хрустящий— 50; крахмал картофельный — 100; сухофрукты (в зависимости от вида) — 500 — 2000; сахар — 15; соки фруктовые — 50; напитки безалкогольные, мед — 200; горчица — 250.
Сульфит натрия (Е 221) ,кальция (Е 226), бисульфит натрия NaHSO3 (E 222), кальция (Е 227) и калия (Е 228), метабисульфит натрия Na2S2O5 (E 223) и калия (Е 224) оказывают сильное бактерицидное влияние нaStaphylococcusaureus и Bacillussubtilis, что определяет области его применения, являются сильными ингибиторами дегидрогеназ. В организме сульфиты превращаются в сульфаты, поэтому к ним предъявляются те же гигиенические требования, что и к сернистому ангидриду. Допустимый предел содержания этих соединений зависит от того, подлежит ли продукт термической обработке перед употреблением или нет, как часто он используется в пищу, применяется самостоятельно или как полуфабрикат. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил безусловно допустимую суточную дозу сернистых соединений (в пересчете на SO2) до 0,35 мг 1 кг массы тела.
Бензойная кислота (Е 210) представляет собой бесцветное кристаллическое вещество со слабым специфическим запахом, трудно растворимое в воде и довольно легко растворимое в этиловом спирте и растительных маслах. Консервирующее действие бензойной кислоты основано на ингибировании ею каталазы и пероксидазы, окислительно-восстановительных ферментов, в результате чего в клетках накапливается Н2О2. В небольших концентрациях тормозит развитие аэробных микроорганизмов, в высоких — плесневых грибов и дрожжей. Присутствие белков ослабляет активность бензойной кислоты, а присутствие фосфатов и хлоридов — усиливает. Наиболее эффективна в кислой среде. В нейтральных и щелочных растворах ее действие почти не ощущается, поэтому недостаточно кислые продукты нельзя консервировать с применением бензойной кислоты. В сочетании с сернистым ангидридом антимикробное действие бензойной кислоты усиливается. В жидкие пищевые продукты вводят натриевые (Е 211), калиевые (Е 212), кальциевые (Е 213) соли бензойной кислоты. Также ее используют для консервирования сельди в банках (1% кислоты и 8% соли с сахаром). Бензоат натрия представляет собой почти бесцветное кристаллическое вещество с очень слабым запахом, хорошо растворимое в воде, имеющее более низкий консервирующий эффект. Однако из-за лучшей растворимости в воде бензоат натрия применяют чаще, чем бензойную кислоту. При использовании бензоата натрия необходимо, чтобы рН консервируемого продукта был ниже 4,5; при этом условии бензоат натрия превращается в свободную кислоту. Безусловно допустимая доза бензойной кислоты для человека составляет до 5 мг, условно допустимая — 5 —10 мг на 1 кг массы.
Эфиры п-оксибензойной кислоты обладают более сильным бактерицидным действием, чем сама кислота. Это: этиловый эфир п-гидроксибензойной кислоты E 214 и его натриевая соль Е 215. Пропиловый эфир Е 216 и его натриевая соль Е 217. Метиловый эфир Е 218 и его натриевая соль Е 219. Входят в состав растительных алкалоидов и пигментов. Бактерицидное действие эфиров в 2 — 3 раза сильнее действия свободной бензойной кислоты, а токсичность их для человека в 3 — 4 раза ниже. Эфиры п-оксибензойной кислоты пригодны для консервирования нейтральных пищевых продуктов. Торможение роста микроорганизмов (стафилококков и плесневых грибов) происходит путем воздействия на клеточные мембраны. ЛД50 для этих соединений равна 3 — 6 г, допустимое суточное потребление для человека — 10 мг на 1 кг массы тела, но эфиры п-оксибензойной кислоты выраженные спазмолитики и изменяют вкусовые качества продуктов.
Муравьиная кислота (Е 236) из всех кислот обладает лучшими антимикробными свойствами и применяется в консервной промышленности многих стран. При комнатной температуре представляет собой бесцветную жидкость с сильным раздражающим запахом. Бактерицидное действие ее более выражено в отношении дрожжей и плесеней. В применяемых концентрациях она не изменяет вкусовых свойств консервированного продукта. Благодаря своей летучести легко удаляется при нагревании. Однако муравьиную кислоту можно применять для тех пищевых изделий, в которых не должен происходить процесс желирования, так как она способствует выпадению пектиновых веществ в осадок. Медленно окисляется в организме человека и поэтому плохо выводится. Она отличается способностью ингибировать различные тканевые ферменты, в связи с чем возможно нарушение функций печени и почек. Антимикробное действие солей муравьиной кислоты формиатов зависит в значительной степени от величины рН. Согласно рекомендациям Объединенного комитета эксперток ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам допустимое суточное потребление муравьиной кислоты и ее солей не должно превышать 0,5 мг на 1 кг массы тела.
Уксусная кислота (Е 260) применяется в пищевой промышленности особенно при производстве маринованных изделий (600-800 мг/кг), овощных заготовок и консервов (500 мг/кг). В торговую сеть поступает в виде уксусной эссенции (70 — 80% уксусной кислоты), и столового уксуса. В составе данной добавки не допускается медь, свободная соляная и серная кислота и их соли. Муравьиной кислоты может быть до 0,5 %. Также применяются соли: уксуснокислый калий (Е 261), натрий (Е 262), кальций (Е 263).
Пропионовая кислота (Е 280) относится к группе органических кислот, которые в живых организмах метаболизируются: пропионовая кислота — до пировиноградной кислоты. Соли пропионовой кислоты обнаруживаются в забродивших продуктах питания. Бактерицидное действие пропионовой кислоты, так же как и других низкомолекулярных органических кислот, зависит от рН среды. Кислота блокирует обмен веществ микроорганизмов. Ее применяют в концентрации 0,1 — 6,0 %. Выраженного отрицательного действия в указанных дозах пропионовая кислота не оказывает. Для предотвращения плесневения пищевых продуктов часто используют не саму пропионовую кислоту, а ее натриевые (Е 281), калиевые (Е 283) и кальциевые (Е 282) соли, легко растворимые в воде, а также смесь пропионовой кислоты с одной из солей. Пропионовая кислота в качестве консерванта применяется не во всех странах: в США ее добавляют в хлебные и кондитерские изделия, в ряде европейских стран — в муку для предупреждения плесневения. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ не считает нужным устанавливать для этого соединения величину допустимого суточного потребления.