В XIV в. в Европе начали применять селитру для засолки мяса и рыбы, изобрели другие способы консервирования. Вместе с тем на протяжении многих веков эта сторона человеческой деятельности практически не развивалась, что приводило к огромной потере продуктов питания, снижению их питательной ценности.
К началу прошлого столетия, с возникновением крупных городов, развитием сельского хозяйства и пищевых производств обострились проблемы сохранности и безопасности продуктов питания. Для решения этих проблем в пищевые продукты стали добавлять различные вещества химической и биологической природы, препятствующие развитию микроорганизмов.
XX в. характеризуется бурным развитием этой отрасли. Применение пищевых добавок стало смещаться из области домашней кухни в область промышленного изготовления продуктов.
Согласно определению ВОЗ, под пищевыми добавками понимают химические вещества и природные соединения, которые сами по себе не употребляются в пищу, а добавляются в нее для улучшения качества сырья и готовой продукции.
В настоящее время в пищевой промышленности применяется около 2 тыс. пищевых добавок. Разрешение на применение добавок выдается специализированной международной организацией - Объединенным комитетом экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам и контаминантам (ДЖЕКФА). В рамках Европейского сообщества действует аналогичная комиссия. Буква „Е" (Europe) - широко применяемая маркировка пищевых продуктов, информирующая потребителя о пищевых добавках. Она сопровождается индексом, который соответствует определенной пищевой добавке, поскольку часто названия добавок бывают длинными и труднопроизносимыми. В особых случаях после индекса может стоять величина типа 50 ррт, которая означает, что на 1 млн весовых (объемных) частей продукта приходится не более 50 частей пищевой добавки.
Вопросами рассмотрения и утверждения уровня пищевых добавок для конкретных продуктов питания занимается специальная комиссия ФАО/ВОЗ по разработке стандартов на продовольственные товары - Комиссия „Кодекс алиментариус". Согласно системе „Кодекс алиментариус", классификация пищевых добавок производится по их назначению и выглядит следующим образом:
Е100 - Е182 - красители;
Е200 и далее - консерванты;
ЕЗОО и далее - антиокислители (антиоксиданты);
Е400 и далее - стабилизаторы консистенции; Е500 и далее - эмульгаторы;
Е600 и далее - усилители вкуса и аромата;
Е700 - Е800 - запасные индексы для другой возможной информации;
Е900 и далее - антифламинги, противоиенные вещества;
Е1000 - глазирующие агенты, подсластители, добавки, препятствующие слеживанию сахара, соли, для обработки муки, крахмала и т.д.
К рекомендациям ДЖЕКФА и „Кодекс алиментариус" прислушиваются органы здравоохранения большинства стран мира. Вместе с тем Европейский перечень добавок отличается от установленного ВОЗ, исходя из специфики отдельных стран. В любом случае информация о применяемых добавках широко публикуется, учитывая права потребителей.
В нашей стране разработаны и утверждены „Санитарные правила по применению пищевых добавок", которые постоянно совершенствуются и адаптируются к международным правилам и нормам.
Далее приводятся основные группы пищевых добавок, имеющих наибольшее гигиеническое значение.
Известно, что классические способы консервирования, предотвращающие порчу пищевых продуктов, - это охлаждение, нагревание, а также засолка, добавление сахара и копчение. Современные условия жизни диктуют необходимость применения целого ряда химических соединений, способных эффективно предупреждать развитие микробиальной флоры - главным образом бактерий, плесени, дрожжей.
Химические консерванты должны обеспечивать длительное хранение продуктов, не оказывая какого-либо отрицательного влияния на его органолептические свойства, пищевую ценность и здоровье потребителя. Эффективность действия консерванта зависит от его концентрации рН среды, качественного состава микрофлоры. Ни один из известных консервантов не является универсальным для всех продуктов питания. Наиболее распространенные консерванты - соединения серы, такие как сульфат натрия безводный - Na2SO3 или его гидратная форма - NaiSO3 • 7Н2О, метабисульфит натрия Na2S2O3, кислый сульфит натрия - NaHSO3. Все эти соединения хорошо растворимы в воде и выделяют сернистый ангидрит, которым и обусловлено их антимикробное действие. Сернистый ангидрит и вещества, выделяющие его, подавляют 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 обладает высокой восстанавливающей способностью, что объясняется его легкой окисляемостью. Благодаря этим свойствам соединения серы являются сильными ингибиторами дегидрогеназ, предохраняя картофель, овощи и фрукты от неферментативного помутнения. Сернистый ангидрид относительно легко уходит из продукта при нагревании или длительном контакте с воздухом. Вместе с тем сернистый ангидрид обладает способностью разрушать тиамин и биотин, способствует окислительному распаду токоферола (витамина Е). В связи с этим соединения серы нецелесообразно использовать для консервирования продуктов питания, являющихся источником этих витаминов.
Попадая в организм человека, сульфиты превращаются в сульфаты, которые хорошо выводятся с мочой и фекалиями. Вместе с тем большая концентрация соединений серы, например, однократное пероральное введение 4 г сульфита натрия, может вызвать токсические явления. Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил уровень приемлемого суточного потребления (ПСП) сернистого ангидрида - 0,7 мг/кг массы тела. С одним стаканом сока в организм вводится примерно 1,2 мг сернистого ангидрида, с 200 г мармелада, зефира или пастилы - 4 мг, 200 мл вина - 40-80 мг. Ежедневное потребление сульфитированных продуктов питания может привести к превышению допустимой суточной дозы.
Как и консервирующие вещества, антиоксиданты (АО) применяются для увеличения сроков хранения пищевых продуктов. В основе их действия лежит ингибирование реакций окисления пищевых компонентов. Окисление происходит под влиянием кислорода, воздуха, света, температуры, технологических факторов производства. Окисляются в первую очередь липиды и их соединения, витамины, другие биологически важные нутриенты, что снижает пищевую ценность продукта. Конечные продукты окисления отрицательно влияют на органолептические свойства и могут быть токсичны для организма человека. Так, например, окисление липидных компонентов приводит к образованию гидроперекисей, которые, окисляясь, дают такие токсические соединения, как альдегиды, кетоны, низкие жирные кислоты и многочисленные продукты их полимеризации.
Содержание гидроперекисей определяют, как правило, йодометрическим методом и выражают в пероксидных числах (ПЧ). Для ряда жиров и жиросодержащих продуктов установлены допустимые уровни гидроперекисей, при превышении которых продукт считается непригодным к применению.
Качество продукта лимитируется содержанием свободных жирных кислот, наличие которых свидетельствует об использовании недоброкачественного исходного сырья, поскольку их накопление происходит при превышении концентрации гидроперекисей.
Для предотвращения окислительной порчи используют антиоксиданты, которые делятся на две группы - природные и синтетические АО.
К природным антиокислителям относят токоферолы (витамин Е), аскорбиновую кислоту (витамин С), флавоны (кверцетин), эфиры галловой кислоты, гваяковую кислоту и т.д.
Синтетические - бутилоксианизол (БОА), бутилокситолуол (БОТ) - „ионол", додецилгаллет (ДГ), сантохин (этоксихин), дилудин, дибуг, фенозан-кислота и др.
Основная область применения эмульгаторов и стабилизаторов - масложировая промышленность. Для приготовления жиров, используемых в хлебопечении и кондитерском производстве, разрешены эмульгаторы Т-1 и Т-2. Их добавляют в количестве не более 2000 мг/кг продукта. ДСД для этих соединений составляет 125 мг/кг массы тела.
В производстве мороженого разрешены следующие стабилизаторы: агар, агароид (фурцеларан), альгинат натрия. Какого-либо токсического влияния на организм не обнаружено.
При изготовлении колбасных изделий широко применяются фосфат натрия и одно-, дву-, трех- и четырехзамещенный пирофосфорнокислый натрий. Все эти соли увеличивают влагосвязывающую способность мясного фарша за счет изменения рН среды и растворимости белков фракции миозина. В процессе технологической и термической обработки фарша указанные соединения гидролизуются до ортофосфатов - естественных фосфатов мяса.
Потребление с пищей фосфатов лимитируется общим содержанием в суточном рационе фосфора и кальция. Минимальная доза фосфора, способная вызвать нефрокальциноз (кальцификация почек), составляет 6,6 г в день при общей энергетической ценности 2800 ккал.
В вареные колбасы разрешено добавлять фосфаты в пересчете на фосфорный ангидрит не более 4 г/кг продукта. При производстве плавленых сырков применяются солеплавители в количестве 20-25 г/кг сырья, из них фосфаты в пересчете на фосфорный ангидрит - ок.9 г. Допустимое количество фосфатов в суточном рационе человека, включая пищевые добавки, равно 70 мг/кг массы тела в пересчете на фосфор.