Substancje obce w żywności - podział oraz ich znaczenie zdrowotne.
Substancje obce - to takie substancje, które nie spełniają warunków określonych dla środków spożywczych i używek, a mogą znajdować się w nich albo na ich powierzchni.
Definicja ta obejmuje zarówno substancje dodatkowe dozwolone, jak i zanieczyszczenia oraz pozostałości pestycydów, nawozów, leków, antybiotyków i substancji hormonalnych.
Obecność substancji obcych może być wskazana, dozwolona lub tolerowana tylko wtedy, gdy są one nieszkodliwe dla zdrowia człowieka.
Dodatki do żywności to szczególna gruba substancji obcych, są one, bowiem dodawane w sposób celowy i zamierzony w celu skorygowania wartości odżywczej środków spożywczych, przedłużenia trwałości, podniesienia atrakcyjności lub ułatwienia procesów technologicznych.
Definicja dodatku do żywności ( 1965 Haga) - substancja, która nie będąc środkiem spożywczym, staje się pośrednio lub bezpośrednio składnikiem środka spożywczego lub w inny sposób wpływa na cechy charakterystyczne żywności.
W Polsce sprawy dodatków reguluje zarządzenie Min. Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 20 kwietnia 2005 r. r.
Aktualnie liczba dozwolonych dodatków do żywności wynosi 179, w tym 157 substancji oznaczonych symbolem INS ( międzynarodowy system oznaczeń) oraz 22, które nie mają INS. E przed numerem oznacza, że substancja dozwolona jest w UE.
Z punktu widzenia ochrony zdrowia najkwaśniejsze dodatki to: barwniki, substancje wzbogacające i konserwujące, przeciwutleniacze oraz sztuczne środki słodzące.
Barwniki
Wykorzystywane są barwniki syntetyczne i naturalne.
Zgodnie z polskim ustawodawstwem nie wolno barwić takich produktów jak: mleko, śmietana, sery twarogowe, herbata, kakao, kawa, przyprawy korzenne, miód, skórki owoców cytrusowych, czekolada oraz masy i polewy czekoladowe, mięso i przetwory mięsne, ryby i przetwory rybne, oleje jadalne, cukry oraz przetwory z jaj.
Dopuszczone w Polsce są barwniki:
naturalne i identyczne z nimi: flawonoidowe, porfirynowe, bet alaniny, kurkuma, karmel.
organiczne syntetyczne i nieorganiczne.- połowa dopuszczonych barwników ma w swojej budowie chemicznej ugrupowania azowe, które w organizmie żywym ulegają redukcji do amin( niektóre z nich są silnie rakotwórcze - pierwszą substancja rakotwórczą, jaką odkryto byłą żółcień masłowa, w 1936), dlatego wiele barwników z tej grupy zakazano, zostawiono np.: E 104 żółcień chinolinowa, E 132 indygotyna, E 172 tlenki żelaza.
Barwniki powodują, ze żywność ładniej wygląda.
Substancje konserwujące
Stosowania chemicznych środków konserwujących usprawiedliwione jest przede wszystkim przez względy ekonomiczne. Można ich używać tylko zgonie z ich funkcją oraz w ściśle określonych przypadkach i ilościach.
Do konserwowania żywności stosowane są środki chemiczne oraz środki fizyczne ( wysoka i niska temperatura, promieniowanie jonizujące.
Najczęściej używane:
kwas benzoesowy - wprowadzony na miejsce wycofanego kwasu salicylowego, jego właściwości konserwujące ujawniają się głownie w środowisku kwaśnym, w stosunku do drożdżaków. Używany do konserwowania przetworów owocowych i warzywnych, gazowanych napojów bezalkoholowych. Ma jednak wiele wad: obniża wartość smakową, zakwasza organizm, drażni nabłonek, wywołuje mętnienie roztworów zawierających substancje białkowe.
estry etylowy i propylowy: używane do konserwowania przetworów owocowych, warzywnych i rybnych, a także margaryn i tłuszczów piekarniczych, zawsze w ilościach limitowanych przepisami. Estry te wchłaniają się szybko i SA wydalane z moczem w postaci niezmienionej.
kwas mrówkowy i jego sole hamują rozwój pleśni i znajdują zastosowanie do konserwowania surowych soków owocowych, żelatyny i podpuszczki.
nizyna: jest antybiotykiem, wytwarzanym przez niektóre bakterie kwasu mlekowego, aktywnym w stosunku do bakterii grammadodatnich, nie SA na nią wrażliwe drożdżaki i pleśnie. Stosowana głównie w serach.
kwas propionowy i jego sole hamują rozwój drożdżaków oraz laseczki ziemniaczanej. Mają także właściwości odkażające, wybielające i odbarwiające. Wykorzystywane w przemyśle winiarskim do utrwalania moszczów owocowych, owocowo - warzywnym, jako środki zapobiegające rozwojowi bakterii.
kwas sorbowy i jego sole hamują rozwój pleśni i znajdują zastosowanie do konserwowania przetworów warzywnych, owocowych, i rybnych, napojów, margaryn, serów, zawsze w ilościach limitowanych. Związki te w organizmie w obecności cukrowców ulegają przemianie do dwutlenku węgla i wody, a przy braku cukrowców powstaje z nich aceton i kwas acetooctowy.
Zgodnie z obecnie obowiązującymi przepisami azotany i azotyny dopuszcza się w serowarstwie i przetwórstwie mięsnym. W wyniku ostatnich badań azotyny wykazują zdolność do łączenia się z aminami drugo - i trzeciorzędowymi w wyniku, czego powstają potencjalnie rakotwórcze N-nitrozaminy.
Przeciwutleniacze
Stanowią drugą grupę substancji przedłużających trwałość żywności. Należą do nich substancję, które hamują szybkość reakcji utleniania i zapobiegają niekorzystnym zmianom chemicznym w takich środkach spożywczych jak: tłuszcze, warzywa, owoce. Podstawą stosowania tych substancji jest ogólnie przyjęta teoria reakcji łańcuchowych zachodzących w fazie indukcji jełczenia tłuszczów i olejów, kiedy to powstają wolne rodniki a także szkodliwe dla zdrowia aldehydy i ketony. Należy podkreślić, ze istnieje ścisłą zależność między początkowa szybkością utleniania a stężeniem danego przeciwutleniacza. Przekroczenie tego stężenia może nie tylko nie opóźnić, ale nawet przyspieszyć proces autooksydacji. Istota działania przeciwutleniacza polega na tym, że on sam wchodzi w reakcję z pierwotnymi produktami utleniania, tworząc z nimi mało aktywne wolne rodniki i zapobiega powstawaniu produktów degradacji kwasów tłuszczowych ( alkoholi, aldehydów, ketonów i krótkołańcuchowych kwasów)
Przeciwutleniacze:
E 306-309 tokoferole: naturalne lub syntetyczne, występują głównie w tłuszczach i olejach roślinnych. Polskie przepisy pozwalają na ich dodawanie do olejów, margaryn, tłuszczów cukierniczych i smalcu. Inne naturalne przeciwutleniacze to: kwas l - askorbinowy, karotenoidy.
E 310 -312 Galusany: można je dodawać do tłuszczów cukierniczych, piekarniczych, kuchennych, mogą uczulać.
E 270 kwas mlekowy, E 330 kwas cytrynowy wykorzystywane głownie, jako regulatory kwasowości.
Wolne rodniki ( taki dodatek) - działanie w organizmie, wolne rodniki to atomy cząsteczki lub jony posiadające na zewnętrznej orbicie pojedynczy, niesparowany elektron. Dążąc do przyłączenia lub oddania elektronu wykazują dużą aktywność chemiczną utleniając każdy związek, z którym mają kontakt. Obiektem ataków wolnych rodników w organizmie człowieka są głównie związki posiadające w cząsteczkach wiązania podwójne jak: białka, DNA lub nienasycone kwasy tłuszczowe wchodzące w skład błon komórkowych, polisacharydy, lipidy (cholesterol) znajdujący się w krwi.
Podczas utleniania lipidów powstają wolne rodniki lipidowe (nadtlenki lipidowe) wyzwalające niszczącą reakcję łańcuchową. Wolne rodniki powstają w organizmie w wyniku reakcji metabolicznych a zwłaszcza w procesie spalania wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Mogą również pochodzić z zewnątrz ze skażonego powietrza, dymu z papierosów, występują w zjonizowanym powietrzu, wysoko przetworzonej lub zepsutej żywności, lekach itp. Wolne rodniki tworzą się w wielu produktach spożywczych jak: wyroby cukiernicze o długich terminach przydatności do spożycia, produkty mięsne i roślinne. Dotyczy to szczególnie tłuszczów zawierających wielonienasycone kwasy tłuszczowe, które bardzo łatwo ulegają utlenieniu. Najwięcej tych kwasów zawiera olej kukurydziany i słonecznikowy a najmniej oliwa z oliwek i olej lniany. W produktach smażonych lub długo przechowywanych, tłuszcze ulegają szybkiemu utlenieniu i pokarmy te zawierają bardzo dużo wolnych rodników. Spożycie takich pokarmów jak chipsy, frytki, krakersy, ciastka, ciasto do pizzy, sosy sałatkowe itp. jest w Polsce powszechne, zwłaszcza wśród młodzieży i staje się niebezpiecznym dla zdrowia przyzwyczajeniem żywieniowym.
W każdej komórce ciała w reakcjach chemicznych uczestniczą cząsteczki tlenu, z których pewna część nie ulega pełnej redukcji. Wytwarzają się wtedy wolne rodniki tlenu np. rodnik hydroksylowy OH●. Powstaje on w wyniku reakcji nadtlenku wodoru (H2O2) z jonami miedzi(I) lub żelaza(II). W wyniku uszkodzenia błony komórkowej komórka nie jest wstanie pełnić swych właściwych funkcji metabolicznych, uszkodzenia kodu genetycznego prowadzą do powstawania nowotworów, zaburzeń czynnościowych układu krążenia, mózgu i innych narządów. Utleniając cholesterol LDL powodują zmiany miażdżycowe w naczyniach krwionośnych nawet u osób młodych żyjących w warunkach skażonego środowiska i odżywiających się niewłaściwie. Uważa się, że jest to jedna z głównych przyczyn procesu starzenia się organizmu.
Wolne rodniki spełniają również ważne funkcje korzystne. Są używane przez ciała odpornościowe do niszczenia bakterii chorobotwórczych i utleniają substancje toksyczne. Makrofagi - komórki żerne układu odpornościowego - wytwarzają wolne rodniki i z ich pomocą niszczą niepożądane mikroorganizmy. Nasze organizmy wykształciły funkcje obronne przeciwko wolnym rodnikom. W komórkach wytwarzany jest glutation, który chroni je przed ich niszczącym działaniem. Z wiekiem ilość glutationu, jaką organizm może wytwarzać ulega zmniejszeniu i organizm staje się coraz bardziej bezbronny. Dlatego ważne jest spożywanie pokarmów zawierających, przeciwutleniacze, czyli antyoksydanty pokarmowe.
Substancje wzbogacające
Wzbogacanie żywności: celowe dodawanie substancji obcych, ściśle związane nie tylko z aktualnym sposobem odżywiania, ale również z wadami żywieniowymi na tle stanów chorobowych i niedoborów witamin lub innych składników.
Obecnie w Polsce wolno dodawać kwas l-askorbinowy do napojów, przetworów warzywnych i mleka w proszku, węglan wapnia i siarczan żelazawy do maki, Retinol oraz cholekalcyferol do margaryn. Witaminy z grupy B do soków owocowych i niektórych napojów, mąki i przetworów zbożowych. Tokoferole do olejów roślinnych i tłuszczów jadalnych.
Substancje słodzące
Substancje te są słodsze od sacharozy i nie wnoszą do organizmu energii.
W Polsce dopuszczone są:
Aspartam - dwupeptyd zbudowany z kwasu asparaginowego i estru metylowego fenyloalaniny, uważany za najbardziej bezpieczny, 160 razy słodszy niż sacharoza. Dodawany do napojów bezalkoholowych, lodź, deserów, jogurtów oraz produktów niskoenergetycznych. W temp. Powyżej 100 stopni C ulega rozkładowi, przeciwwskazany dla dzieci z fenyloketonurią.
Acesulfam K - sól potasowa, 100 razy słodszy niż sacharoza. Dodawany do konserw, napojów bezalkoholowych, oraz produktów niskoenergetycznych. Nie ulega zmianom podczas obróbki termicznej.
Sorbitol, mannitol - o połowę słodszy od sacharozy, utrzymuje wilgotność produktów, dodawany do czekolady, cukierków, lodów, gum, dżemów.
Ksylitol - słodki jak sacharoza, może być dodawany bez ograniczeń, substytut sacharozy.
Substancje aromatyczne oraz wzmacniające smak i zapach
Nie mają oznaczeń numerycznych, dzielą się na 3 grupy:
naturalne olejki lotne( 36)
substancje aromatyczne identyczne z naturalnymi
substancje aromatyczne syntetyczne
W grupach 2 i 3 nie wymienia się żadnych substancji, a mogą być stosowane po uzyskaniu opinii PZH oraz GIS - wyjątek wanilina i etylowani lina. Ponadto dopuszcza się stosowanie części jadalnych aromatycznych surowców roślinnych, kondensatów naturalnych substancji zapachowych z owoców.
Olejki dodawane są do ciast, słodyczy, wódek, napojów, lodów. Do czekolady można dodawać tylko wanilinę i etylowani linę. Ilości dodawanych substancji aromatycznych limitowane są tzw. Dobrą praktyką produkcyjną.
Oddzielna grupa to sól sodowa i potasowa - Glutaminian sodu, dodawany do zup, konserw, przypraw - wzmacnia on i nadaje charakterystyczny posmak mięsno - warzywny.
Substancje dodawane ze względów technologicznych
Dodawane są substancje zagęszczające, emulgujące, klarujące, organiczne rozpuszczalniki, sole, kwasy i zasady, a także substancje do stosowania na powierzchnię.
Substancje zagęszczające: naturalne ( guma arabska E 414), wyciągi z różnych części roślin (agar E 406), mączki z nasion ( chleb świętojański E 410), żelatyna czy modyfikowane produkty naturalne. Dodawana są w celu” emulgowania, hamowania krystalizacji, klarowania, powlekania powierzchni, stabilizowania pian, zwilżania.
Kiedyś większość tych substancji nie budziła zastrzeżeń, obecnie zastrzeżenia budzi ich wpływ na gospodarkę mineralną człowieka.
Potencjalna szkodliwość
Wbrew rozpowszechnionym opiniom, syntetyczne dodatki do żywności są często bezpieczniejsze w użyciu od tych wyodrębnianych z produktów naturalnych. Łatwiej jest je, bowiem oczyścić i kontrolować przebieg ich produkcji. W ciągu roku, przeciętny człowiek z kraju wysoko uprzemysłowionego spożywa ok. 2 kg tych dodatków. Zagrożenia, jakie to powoduje są sprawą dyskusyjną. W zasadzie wszystkie dodatki znajdujące się na liście "E" są przebadane i uważane za względnie bezpieczne w użyciu, przynajmniej przez wyspecjalizowane instytucje normalizacyjne Unii Europejskiej.
Podstawowym zagrożeniem ich masowego stosowania jest fakt, że codzienny kontakt z wieloma setkami różnych związków chemicznych, w stężeniach większych niż w naturalnych produktach, wywołuje u coraz większej liczby osób (szczególnie dzieci) alergie. Nawet, jeśli żaden z tych związków osobno nie jest szkodliwy, ciągłe ich spożywanie w dużych ilościach w produktach żywnościowych radykalnie zwiększa ryzyko nabycia różnego rodzaju alergii.
Z drugiej jednak strony, masowa produkcja pakowanej żywności, która jest dystrybuowana przez sieci sklepowe nie jest właściwie możliwa bez stosowania dodatków chemicznych, zwłaszcza konserwantów. Np.: spożycie zepsutego masła lub jogurtu jest znacznie bardziej niebezpieczne dla zdrowia niż spożycie niezepsutego produktu, zawierającego konserwanty. Praktyka handlowa pokazuje, że klienci na ogół wybierają produkty o dłuższym okresie trwałości, ładniejszym wyglądzie i lepszym smaku, mimo że jest to osiągane przez stosowanie chemicznych dodatków do żywności. Zjawisko to powoduje, że producenci, aby przetrwać na rynku, muszą masowo te dodatki stosować.
Na całym świecie narasta jednak coraz silniejsza tendencja do produkowania tzw. zdrowej żywności, która z definicji nie powinna posiadać w swoim składzie żadnych chemicznych dodatków. W niektórych krajach (np.: w Wielkiej Brytanii) istnieją specjalne organizacje, które kontrolują produkcję tego rodzaju żywności i dają uczciwym producentom prawo do umieszczania odpowiedniego znaku na opakowaniu. W Polsce wciąż nie istnieje żadna, powszechnie szanowana instytucja, która by kontrolowała produkcję tego rodzaju żywności, stąd kupując tego rodzaju żywność nie ma się pewności czy rzeczywiście nie zawiera ona żadnych chemicznych dodatków.
Żywienie człowieka Gawęcki, Chemia żywności. Składniki żywności. Tom I praca zbiorowa