TOKSYKOLGIA ŻYWNOŚCI

Toksykologia żywności-nauka eksperymentalna, badająca zależności między budową chemiczną i działaniem biologicznie szkodliwych substancji maturalnych, występujących w produktach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz wytwarzających się w nich na skutek działania czynników biologicznych, chemicznych i fizycznych oraz w wyniku interakcji ze składnikami żywności.

Substancje ,,dodatkowe” w żywności:

-dodane ,,przypadkowo”(zanieczyszczenia chemiczne),

- dodane celowo

Pochodzenie wybranych zanieczyszczeń chemicznych żywności:

- środowisko- pierwiastki szkodliwe, azotany, azotyny, PCB, dioksyny, pestycydy,

- produkcja rolnicza-pestycydy, azotany, azotyny,

- hodowla zwierząt- leki weterynaryjne, stymulatory wzrostu, pestycydy,

- procesy przetwórcze-katalizatory, substancje powstające podczas procesów (WWA, heterocykliczne aminy)

- narzędzia, opakowania, przechowywanie – pierwiastki szkodliwe, nitrozoaminy, niskocząsteczkowe składniki tworzyw sztucznych.

Substancje dodatkowe do żywności- substancje normalnie same nie spożywane jako żywność, nie będące typowymi dodatkami do żywności, posiadające albo nieposiadające wartości odżywczych, których celowe użycie spowoduje konkretne rezultaty w środku spożywczym lub jego komponencie,

Podział substancji dodatkowych:

- food constituent- składnik produktu żywnościowego, który występuje w jego pierwotnym składzie (pierwotnym),np. skrobia- składnik ziemniaka,

- food ingredient- substancja wprowadzona do żywności, która staje się częścią składową produktu, dodatek uzupełniający, np. mąka ziemniaczana dodawana do wyrobu pieczywa

- food additive – substancja, którą wprowadza się do żywności w celach technologicznych, w tym organoleptycznym- dodatek technologiczno-funkcjonalny, jest sama nie stosowana jako jej składnik i nie spożywana (oznaczana jako E).

Substancje dodatkowe dodaje się w celu:

-poprawienia cech funkcjonalnych produktów, np przedłużenie ich trwałości, zapewnienie bezpieczeństwa spożycia przez ograniczenie i zapobieganie niekorzystnym zmianom jakościowym wywołanym przez drobnoustroje, enzymy , utlenianie,

- zapobieganie niekorzystnym zmianom organoleptycznym – barwy, smaku, zapachu, konsystencji,

- zmiany składników droższych lub trudnodostępnych na tańsze,

- podniesienie atrakcyjności konsumpcyjnej,

- zastąpienie składników niepożądanych,

- ułatwienie produkcji, zwiększenie jej efektywności,

- uzyskania korzyści zdrowotnych (wytwarzanie prozdrowotnych produktów).

Substancje dodatkowe można stosować wyłącznie gdy:

- istnieje uzasadniona i możliwa do wykazania technologicznie potrzeba użycia, a zamierzonego celu nie można osiągnąć innymi ekonomicznymi i technologicznie stosowanymi środkami,

- nie stanowią one żadnego zagrożenia dla zdrowia konsumenta przy proponowanym dawkowaniu,

- użycie substancji dodatkowej nie wprowadza w błąd konsumenta co do jakości stosowanego środka spożywczego,

- spełniają one zatwierdzone wymagania dotyczące kryteriów ich czystości.

Konsument dba o zdrowie → dodatki do żywności(-)

Producent (+) – łatwa produkcja, koszt produkcji, konkurencyjność

Konsument (+)-(łatwe użytkowanie, atrakcyjność produktu, wartości odżywcze), handel (+) – (łatwy zbyt, nowość rynkowa, atrakcyjność producenta).

ADI- dopuszczalne dzienne pobranie- max. ilość danej substancji wyrażana mg/kg masy ciała człowieka, które pobierana codziennie w ciągu całego życia z pożywienia i innych źródeł, nie okaże się szkodliwa dla zdrowia.

Cel stosowania ADI :

1. uniwersalne zastosowanie w różnych krajach i wszystkich sektorach populacji

2. jest praktycznym podejściem, określającym bezpieczeństwo dodatków do żywności i jest sposobem osiągnięcia harmonizacji w zakresie kontroli

3. służy ochronie zdrowia konsumentów i ułatwia międzynarodowy handel żywnością

Czy jest możliwe przekroczenie dziennego ADI?

ADI ma duży margines bezpieczeństwa konsumpcja powyżej ADI jednego dnia jest równoważona przez konsumpcje poniżej ADI przez inne dni. Dlatego jest małe prawdopodobieństwo spożycia danej substancji w ilości powodującej zagrożenie życia lub zdrowia

Podział I

1. barwniki

2. aromaty

3. substancje konserwujące

4. przeciwutleniacze

5. kwasy i regulatory kwasowości

6. stabilizatory i emulgatory

7. sole emulgujące

8. zagęstniki i substancje żelujące

9. substancje wzmacniające smak i zapach

10. skrobie modyfikujące

11. substancje słodzące

12. substancje wypełniające

13. substancje wiążące

14. substancje utrzymujące wilgoć

15. substancje spulchniające (zwiększające objętość)

16. substancje do stosowania na powierzchni- glazurujące

17. substancje przeciwzbrylające

18. substancje klarujące

19. substancje przeciwpianotwórcze

20. substancje pianotwórcze

21. nośniki

22. gazy nośne

23. gazy do pakowania

24. rozpuszczalniki ekstrakcyjne

Podział II

1. substancje utrwalające- konserwanty, kwasy i regulatory kwasowości, przeciwutleniacze, stabilizatory

2. substancje sensoryczne- aromaty, barwniki, stabilizatory barwy, kwasy nabłyszczające i polewy, słodziki, wybielacze, wzmacniacze smakowości

3. substancje teksturotwórcze- emulgatory i ich sole, zwiększające jędrność i masę pianotwórcze i przeciwpianotwórcze, przeciwbrylące, skrobie modyfikujące, spulchniacze żelujące, zagęstniki

4. substancje pomocnicze- enzymy, preparaty, gazy obojętne i wpierające proszki piekarskie

Substancje sensoryczne :

- kwasy- nadają kwaśny smak

- aromaty- nadają i wzmacniają smak i zapach

- barwniki- nadają lub przywracają barwę

- stabilizatory barwy- zachowują lub intensyfikują barwę

- wzmacniacze smaku i zapachu- uwydatniają smak i zapach

- napowierzchniacze- tworzą warstwę ochronną lub błyszczą

- wybielacze- usuwają barwę przez rozkład barwnika

Podział III

1. barwniki –E100- 199

2. konserwanty E 200-299

3. przeciwutleniacze i synergenty E300-399

4. stabilizatory zagęszczające wypełniające emulgujące stosowane na powierzchni E400-499

5. pozostałe >E500

Barwniki- suit dodatkowe używane albo zamiennie albo dodania koloru żywności. Zawierają naturalne składniki pochodzące z żywności, produkty identyczne z naturalnymi produkowane w procesie chemicznej syntezy lub biosyntezy, koloranty izolowane z nasion owoców i warzyw

Po co barwniki?

1. podwyższa zadowolenie klientów

2. uwydatnienie kolorów, które występują w naturze

3. zrekonstruowanie braku naturalnej lub sezonowej różnorodności w surowych produktach

4. zrównoważenie strat kolorów spowodowane ekspozycja na światło

Substancje konserwujące- przedłużające trwałość produktu poprzez zabezpieczenie ich przed rozkładem spowodowanym przez drobnoustroje. Dzielimy je na :

1. antybiotyki związki wytwarzane przez drobnoustroje działają w małych dawkach

2. antyseptyki

E -300 – E – 399 – przeciwutleniacze i synergenty.

Antyutleniacze – są to substancje, które przeciwutleniają żywność. Utlenienie żywności jest negatywnym efektem obecności tlenu. W wyniku tego procesu powstają niepożądane zmiany barwy (brązowa) i/lub utrata swojego smaku i zapachu. Antyutleniacze reagują z tlenem i w ten sposób przeciwdziałają negatywnemu wpływowi tlenu, np. witamina C.

Synergenty – są to substancje wspomagające i przedłużające działanie przeciwutleniaczy przez aktywowanie funkcji przeciwutleniaczy i kompleksowanie (tworzenie chelatów) metali ciężkich, które katalizują procesy.

Rola witamin:

- witamina C, E i β-karoten (prekursory witaminy A) podobnie jak związki mineralne selenu, mają zdolności antyoksydacyjne – chronią one słabe białka i tłuszcze.

Regulatory kwasowości:

kwas cytrynowy (E-300):

- jest naturalnym składnikiem znajdującym się we wszystkich tkankach zwierzęcych i roślinnych. Jest on niezbędny dla cyklu Krebsa, który jest jedna z ważniejszych dróg w łańcuchu oddechowym.

- jest najczęściej stosowanym kwasem i odczynnikiem do obniżania pH

- wzmacnia działanie antyutleniaczy np. kwasu askorbinowego i zapobiega brązowienu owoców, używany przy zakwaszaniu piwa i dżemów

- jako stabilizator zapobiega krystalizacji cukru w cukierkach

- nie jest rakotwórczy

Przykłady przeciwutleniaczy:

ADI (mg/kg m.c)

mieszanina tokoferoli	0 - 2	E-306
Gausan propylu	0 – 2,5	E-310
lecytyna	brak limitu	E-322
kwas cytrynowy	brak limitu
Jabłczan sodu	0-100
kwas mlekowy	brak limitu	E - 270

E- 400 – E- 499 - substancje stabilizujące, zagęszczające, emulgujące, stosowane na powierzchni wyrobów.

Zagęstniki – substancje zwiększające lepkość środka spożywczego.

- guma arabska ( E-414, guma akacjowa) – wydzielana z pni oraz gałęzi drzew afrykańskich. Jest środkiem zagęszczającym, emulgatorem, czynnikiem nadającym teksturę, substancją błonotwórczą. Ma zastosowanie w produkcji napojów bezalkoholowych podczas stabilizacji smaku oraz olejków eterycznych. Chemicznie jest wielocząsteczkowym węglowodorem, który częściowo jest rozkładany w jelicie grubym.

Pektyny – są głównym składnikiem wiążącym w ścianach komórkowych roślin i owoców. Chemicznie są polisacharydami o strukturze liniowej utworzonej z połączeń cząstek kwasu galakturonowego. Mają one zdolność wytwarzania żeli w obecności cukru. Jest środkiem zagęszczającym. Np. do produkcji dżemów, które gęstnieją podczas gotowania (pigwa). Powszechnie pektyny są wytwarzane z pulpy jabłkowej oraz pomarańczy.

Rodzaje dodatków i ich funkcje :

- teksturotwórczy – kształtuje i utrzymuje pożądana strukturę produktu

- żelujący – nadaje zwięzłą teksturę środkom spożywczym

- zagęszczający – zwiększa lepkość i masę środków spożywczych

- emulgator – ułatwia tworzenie i utrzymanie jednolitej mieszaniny dwóch lub więcej nie mieszających się faz

- emulgatory „topik” – przekształca białko sera w jednorodną zdyspergowaną postać

- stabilizujący – utrzymuje stałą dyspersję dwóch lub więcej składników

- pianotwórczy – ułatwia tworzenie dyspersji fazy gazowej w ciekłym lub stałym środowisku

- przeciwpieniący – zimniejsza skłonność tworzenia piany

- zwilżający – zapobiega wysychaniu produktów lub ułatwia rozpuszczanie się proszków

- przeciwzbrylający – zmniejsza skłonność cząsteczek do zlepiania się

Substancje te służą do wzmacniania lub nadawania smaku zapachu. (przyprawy naturalne, aromaty naturalne, esencje spożywcze, aromaty identyczne z naturalnymi, aromaty syntetyczne, substancje wzmacniające smak, syntetyczne substancje słodzące)

Przykłady syntetycznych środków:

- aldehyd benzoesowy – aromat gorzkich migdałów

- aldehyd C-14 – brzoskwiniowy

- benzoesan sodu – anyżowy

- furfural – świeży chleb

- geraniol – morelowy

- kwas masłowy – maślano-serowy

- maślan amylu – bananowy

- mrówczan izoamylonu – śliwkowy

- mrówczan etylu – rumowy

- octan izobutylu – ananasowy

- izowalerian izoamylu – jabłkowy

- α-jonon – malinowy

Syntetyczne środki słodzące (słodkość sacharozy = 1)

- cykloaminy – słodkość 30-40

- aspartam – 160 – 200

- sacharyna – 300 – 600

- taumatyna – około 2000

- ksylitol – 0,9 – 1

- maltitol – 0,8 -0,9

- sorbital – 0,5 – 0,6

- mannitol – 0,5 – 0,6