TEMAT: Chemiczne środki nadające określone cechy organoleptyczne, ułatwiające przebieg procesów technologicznych oraz przedłużające trwałość produktów spożywczych.

Do dodatków kształtujących cechy sensoryczne produktów, takie jak barwę, zapach i smak
zalicza się: barwniki, przyprawy i aromaty oraz sól kuchenną, kwasy i środki słodzące.
Duża część tych dodatków jest pochodzenia naturalnego i nie budzi zastrzeżeń. Natomiast związki syntetyczne, tzn. niektóre barwniki, kwasy i sztuczne środki słodzące, mogą być stosowane, o ile znajdują się w wykazie substancji dozwolonych.

BARWNIKI SYNTETYCZNE

W Polsce wolno stosować pięć barwników organicznych otrzymywanych syntetycznie, a mianowicie:

· czerń brylantową PN
· czerń koszenilową (koksyna nowa)
· żółcień pomarańczową
· żółcień chinolinową
· indygotynę (ciemnoniebieski barwnik)

Z tych podstawowych barwników przemysł chemiczny produkuje kilkadziesiąt mieszanek, tzw. Barwników spożywczych, o różnej nazwach handlowych, np. czerwień poziomkowa.
Stosowanie ich umożliwia barwienie produktów na dowolne kolory i odcienie.
Mogą być stosowane tylko do niektórych wódek, trwałych wyrobów cukierniczych i do koncentratów deserów.

Oprócz barwników wykorzystywanych do produkcji mieszanek stosuje się jeszcze trzy barwniki, ale w bardzo ograniczonym zakresie.
Są to:

· błękit patentowy i azorubina (czerwony barwnik) do drażetek
· fiolet metylowy do znakowania mięsa i skórek sera

W Polsce wolno stosować tylko trzy barwniki pochodzenia mineralnego, i to w ściśle określonych przypadkach, a mianowicie:

· listki złota do wódek w celu nadania charakterystycznego połysku
· dwutlenek tytanu (biel tytanowa) do powierzchniowego barwienia drażetek i pierników
· tlenki żelaza wyłącznie do barwienia osłonek wędliniarskich.

AROMATY SYNTETYCZNE

Wśród związków syntetycznych stosowanych do aromatyzowania żywności wyróżnia się:

· syntetyczne związki o składzie jak w naturalnych olejkach
· syntetyczne związki o składzie chemicznym nie spotykanym w surowcach roślinnych

Syntetyczne substancje są znacznie tańsze i wygodne w użyciu, ale mogą nadawać produktom nienaturalny tzw. landrynkowy zapach, który szybko staje się monotonny.
W Polsce wielu wyrobów w ogóle nie wolno aromatyzować (np. przetworów mięsnych, owocowych, wina), a do innych można dodawać tylko naturalne substancje zapachowe.
Stosowanie związków syntetycznych jest bardzo ograniczone i wymaga każdorazowo zezwolenia GIS (główny instytut sanitarny).

SYNTETYCZNE SUBSTANCJE ZAPACHOWE

Syntetyczne aromaty są lotnymi związkami, które powinny wywoływać odczucia podobne do naturalnego zapachu owoców i przypraw, natomiast skład chemiczny mogą mieć podobny lub zupełnie inny.
Najczęściej są to estry lub aldehydy, ale też terpeny i inne związki.
I tak np. octan etylu ma zapach jabłek, octan amylu - gruszek a maślan etylu - ananasa.
Produkuje się ponad 30 takich substancji, które podobnie jak naturalne olejki służą do wyrobu esencji spożywczych.
Znalazły one zastosowanie głównie do produkcji tańszych wódek i wyrobów cukierniczych oraz napojów bezalkoholowych, nie zawierających naturalnych soków.

Do syntetycznych aromatów należą też: wanilina i etylowanilina, mające postać drobnych białych kryształków i zapach zbliżony do wanilii, z tym że etylowanilina jest trwalsza i ma znacznie intensywniejszy aromat.

KWAS ADYPINOWY COOH(CH2)4COOH

Jest to związek otrzymywany syntetycznie. Ma postać białych, bezwonnych kryształów, zawierających co najmniej 99% czystego kwasu.
Słabo rozpuszcza się w wodzie. Nadaje produktom smak cierpko - kwaśny. Ze względu na niską higroskopijność (w porównaniu z innymi kwasami spożywczymi) nadaje się jako składnik suchych, sproszkowanych produktów.
W Polsce stosuje się go stosunkowo od niedawna i w dosyć ograniczonym zakresie. Dodawany jest tylko do różnych koncentratów spożywczych oraz jest jednym z podstawowych składników proszków do pieczenia ciasta.

KWAS o - FOSFOROWY H3PO4

Jest to jedyny nieorganiczny kwas spożywczy. Ma postać syropowatej cieczy.
Jest stosowany do zakwaszania napojów - w Polsce tylko do napojów typu cola.

ŚRODKI SŁODZĄCE

Substancje słodzące, jako dodatek smakowy są stosowane prawie we wszystkich gałęziach przemysłu spożywczego. Najczęściej są to naturalne środki słodzące pochodzenia roślinnego.
Drugą grupę stanowią niskoenergetyczne sztuczne środki słodzące, wśród których wyróżnia się substancje półsyntetyczne np. sorbitol otrzymywany z glukozy, i syntetyczne związki np. aspartam.
Można je stosować tylko do niektórych produktów i to zgodnie z wytycznymi podanymi w zarządzaniu Ministra Zdrowia.
Istnieje stała tendencja zastępowania naturalnych dodatków słodzących, zwłaszcza sacharozy, środkami sztucznymi w celu uzyskania żywności niskoenergetycznej, a także odpowiedniej dla diabetyków (ludzi chorych na cukrzycę).
Związki te powinny wykazywać przyjemny, słodki smak i wytrzymywać obróbkę termiczną w różnych procesach technologicznych. Przede wszystkim jednak muszą być całkowicie nieszkodliwe dla zdrowia. Wyróżnia się wśród nich związki półsyntetyczne i syntetyczne, nie występujące w przyrodzie.
Półsyntetyczne środki słodzące należą do grupy wielowodorotlenowych alkoholi cukrowych, otrzymywanych przez uwodornienie (redukcję) pentoz lub heksoz.
Wykazują przeważnie mniejszą siłę słodzącą w porównaniu z sacharozą.
Dodatek ich wpływa korzystnie na smak i konsystencję produktów.
Ponadto są odporne na podwyższoną temperaturę i ich stosowanie nie budzi poważniejszych
zastrzeżeń ze strony higienistów.
W Polsce do słodzenia wyrobów cukierniczych, ciast i lodów wolno stosować trzy półsyntetyczne związki: sorbitol, mannitol i ksylitol.
Najczęściej używany jest sorbitol lub jego mieszanka z pozostałymi związkami.
Sorbitol, inaczej sorbit CH2OH ּ (CHOH)4 ּ CH2OH - otrzymywany przez redukcję glukozy, może być produkowany jako 70-procentowy roztwór lub w postaci proszku, zawierającego co najmniej 95% czystego związku. Jest higroskopijny, dobrze rozpuszczalny w wodzie i ma przyjemny, słodki smak, o stężeniu dwukrotnie mniejszym od sacharozy. Wykazuje charakterystyczny tzw. efekt chłodzący przy zetknięciu z językiem, nadając produktom słodko-orzeźwiający smak, co jest szczególnie pożądane przy produkcji wyrobów cukierniczych.

MIÓD SZTUCZNY

Do słodzenia zwłaszcza wyrobów cukierniczych, stosuje się też produkty kwasowej hydrolizy cukru buraczanego, zawierające cukier inwertowany, będący mieszaniną glukozy i fruktozy.
W wyniku hydrolizy dwucukier sacharoza rozpada się na dwa cukry proste o odmiennych niż ona właściwościach:

sacharoza + H2O kwas glukoza + fruktoza
C12H22O11 C6H12O6 C6H12O6

Zneutralizowany sodą hydrolizat może być wykorzystany jako syrop inwertowany np. przy wyrobie pierników, ale najczęściej służy do produkcji sztucznego miodu. W tym celu syrop dobarwia się karmelem, doprawia olejkami eterycznymi i poddaje krystalizacji.
W zależności od składu i konsystencji rozróżnia się:
· miód płynny, otrzymywany w wyniku niepełnej hydrolizy cukru (przeważnie z dodatkiem syropu skrobiowego jako antykrystalizatora)
· miód stały, o strukturze drobnokrystalicznej, zawierający w porównaniu z miodem płynnym więcej cukru inwertowanego a mniej sacharozy.

Podstawowy skład chemiczny sztucznego miodu stałego jest prawie taki jak miodu naturalnego, ale nie zawiera naturalnych składników pochodzących z roślin i z organizmu pszczoły, które wpływają na właściwości dietetyczne i lecznicze produktu.
Miód sztuczny można rozpoznać po mdłym smaku i obecności, hydroksymetylofurfurolu, który wytwarza się w czasie przeprowadzanej na gorąco hydrolizy sacharozy. Ponadto przy badaniu pod mikroskopem nie stwierdza się pyłków kwiatowych, które są charakterystyczne dla miodu naturalnego.

CHEMICZNE DODATKI UŁATWIAJĄCE PRZEBIEG ROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

W przetwórstwie spożywczym konieczne jest stosowanie różnych dodatków umożliwiających prawidłowy przebieg procesów technologicznych. Bez ich stosowania nie sposób osiągnąć prawidłowej i trwałej konsystencji gotowych wyrobów.
Substancji tych jest bardzo dużo i są zróżnicowane pod względem pochodzenia, składu chemicznego oraz sposobu działania.
Zalicza się do nich przede wszystkim:
hydrokoloidy, emulgatory i niektóre sole mineralne.
Związki te mogą spulchniać lub zagęszczać produkty, umożliwiać wytwarzanie galaret,
trwałych emulsji i pian.
Każda branża stosuje wiele różnych dodatków technologicznych w zależności od specyfiki przetwórstwa. Stąd trudno je wszystkie omawiać. Zajmiemy się tylko najważniejszymi substancjami, których podstawową funkcją jest spulchnianie, spienianie, zagęszczanie, emulgowanie.

DODATKI SPULCHNIAJĄCE

Pieczywo zwykłe oraz cukiernicze powinno mieć odpowiednią porowatą strukturę. Można to osiągnąć, dodając do ciasta biologiczne lub chemiczne środki spulchniające, które powodują wytwarzanie się dwutlenku węgla (CO2).

STABILIZATORY

Rola substancji stabilizujących polega na zapobieganiu niepożądanym zmianom struktury w czasie wytwarzania, a następnie długotrwałego przechowywania produktów.
Obróbka mechaniczna oraz termiczna, rozmrażanie żywności itp. procesy mogą być przyczyną niekorzystnych zmian, takich jak rozwarstwianie się emulsji, ścinanie się białek w sterylizowanych produktach mleczarskich, wyciek wody z szynki.
Jako stabilizatory mogą być stosowane niektóre związki mineralne, zwłaszcza cytryniany i wielofosforany oraz hydrokoloidy podnoszące lepkość produktów, omówione szerzej jako środki zagęszczające.
Cytryniany sodu lub potasu ułatwiają wytwarzanie stabilnych emulsji, zapobiegają ścinaniu się białka podczas sterylizacji oraz działają przeciwutleniająco. Znalazły zastosowanie głównie przy produkcji sterylizowanych i zagęszczonych produktów mleczarskich.
Wielofosforany są to związki powstające w wyniku wewnątrz cząsteczkowego odwodnienia i kondensacji kwasu ortofosforowego (H3P04). Najczęściej wykorzystywane są jako tzw. topniki przy produkcji serów topionych, a niektóre z nich np. polifosforan sodu (NaP03), stosuje się do stabilizacji konsystencji szynki wołowej.
Wszystkie cytryniany i wielofosforany mają postać krystalicznego proszku, który należy przechowywać w szczelnie zamkniętych opakowaniach.

DODATKI WZBOGACAJĄCE ŻYWNOŚĆ W DEFICYTOWE SKŁADNIKI

Cel wzbogacania
Żywność powinna zawierać wszystkie składniki, niezbędne dla organizmu człowieka i to w odpowiednich ilościach.
Produkty spożywcze często nie dostarczają potrzebnej ilości tych składników.
Najczęściej obserwuje się w diecie niedobory niektórych witamin, aminokwasów (zwłaszcza egzogennych) i soli mineralnych, takich jak wapń, żelazo oraz w niektórych rejonach kraju - jod.
Takie niedobory mogą powodować ogólne osłabienie organizmu oraz występowanie różnych schorzeń. Zrozumiałe jest zatem, że stosowanie dodatków uzupełniających deficytowe składniki nie budzi zastrzeżeń, a nawet jest wskazane.
Najczęstszą przyczyną wzbogacania produktów jest potrzeba wyrównywania strat powstałych w czasie przetwarzania surowców. Bowiem na skutek takich procesów, jak blanszowanie, pasteryzacja, rafinacja olejów, przemiał zbóż, zmniejsza się zawartość witamin i soli mineralnych w gotowym produkcie.
Drugim czynnikiem uzasadniającym stosowanie dodatków wzbogacających jest potrzeba upodobnienia do produktów naturalnych różnych substytutów (zamienników).
Typowym przykładem jest margaryna, do której dodaje się witaminy (A, D i E), aby ją upodobnić do masła, pod względem zawartości witamin.
Jako nośniki substancji wzbogacających naszą dietę w deficytowe składniki najbardziej nadają się produkty spożywane masowo, jak ryż, mąka, sól kuchenna.
Wzbogacanie takich produktów zmniejszyło w wielu krajach zapadanie ludzi na niektóre choroby (beri-beri, krzywica, schorzenia tarczycy) oraz podniosło ogólny stan zdrowia mieszkańców.

SYNTETYCZNE PREPAATY WZBOGACAJĄCE

Preparaty te zawierają wyizolowane poszczególne witaminy lub sole mineralne.
Witaminy rozpuszczalne w wodzie stosuje się najczęściej w postaci drobnokrystalicznego proszku.
Witamina C (kwas L-askorbinowy) służy przede wszystkim do wzbogacania soków owocowych i warzywnych oraz napojów bezalkoholowych, a także do witaminizowania trwałych wyrobów cukierniczych i deserów w proszku. Niekiedy wykorzystuje się jej właściwości przeciwutleniające.
Natomiast witaminy z grupy B (B1 B2, B6 itd.) dodawane są np. do przetworów zbożowych, a ryboflawina (wit. B2); może być również stosowana do barwienia żywności.
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach bywają sproszkowane lub występują w postaci oleistej cieczy. Należące do nich witaminy D3 i A stosuje się głównie do wzbogacania margaryny. Natomiast witamina E (tokoferol) dodawana do różnych tłuszczów i olejów, może pełnić funkcję czynnika wzbogacającego lub przeciwutleniacza.
Sole mineralne mogą być dodawane do mąki i soli kuchennej.
Mąkę i przetwory zbożowe wzbogaca się w wapń i żelazo, stosując węglan wapnia CaC03 w ilości do 3 g/kg produktu i siarczan żelaza(II) FeSO4 • 7H2O w ilości do 0,030 g/kg.
Natomiast do tzw. soli spożywczej jodowanej dodaje się jodek potasu KI w ilości do 0,025 g/kg.

---