BIOTECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI

Fermentacja przemysłowa polega na przyspieszeniu procesu otrzymywania produktu przy użyciu mikroorganizmów

KRÓTKA HISTORIA

Fermentacja wykorzystywana była przez człowieka do konserwacji żywności i pasz od dawna. Oraz produkcji takich produktów jak: jogurt, salami, kapusta kiszona, sos sojowy, ocet czy kefir.

Naukowa wiedza na temat fermentacji - początki XIX w. Najważniejsze odkrycia:

- niemiecki naukowiec Erxleben odkrył własności fermentacyjne drożdży

- Ludwik Pasteur - bakterie produkują kwas mlekowy, który ma własności konserwujące żywność. Można zapobiegać rozwojowi bakterii przez ogrzewanie (pasteryzacja)

- Pierwsza aseptyczna fermentacja (wykorzystująca wyłącznie konkretne bakterie) wykorzystana została przed I Wojną Światową do otrzymania acetonu, butanolu i butadienu używanych do produkcji gumy. Milowy krok w wykorzystaniu fermentacji było zastosowanie jej do oczyszczania ścieków. Wcześniej ludzkie i zwierzęce były przyczyną wielu epidemii. Pierwszym lekiem radzącym sobie z zakażeniami bakteryjnymi była penicylina - 1-szy lek produkowany na wielką skalę przy wykorzystaniu fermentacji, dając podwaliny przemysłowej fermentacji. W Japonii rozpoczęto produkcję aminokwasów metodą fermentacji. Pierwszym produkowanym aminokwasem był kwas glutaminowy sprzedawany w postaci soli sodu używanej jako środek wzmacniający smak.

TYPY FERMENTACJI : Alkoholowa, Mlekowa, Octowa, Masłowa, Acetonowo-butanolowa, Priopionowa, Cytrynowa

FERMENTACJA ALKOHOLOWA

- enzymatyczny proces beztlenowego rozkładu sacharydów na alkohol etylowy i dwutlenek węgla, dostarczającym różnym drobnoustrojom i roślinom energii magazynowanej w postaci kwasu adenozynotrifosforowego (ATP).Ogólny zapis fermentacji alkoholowej:

C₆H₁₂O₆+ 2ADP + 2Pi -> 2C₂H₅OH + 2ATP + 2CO₂

GLUKOZA _→^GLIKOLIZA_→ PIROGRONIAN

PIROGRONIAN + H⁺ _→ ^{DEKARBOKSYLAZA PIROGRONIANOWA} _→ ALDEHYD OCTOWY + CO₂

ALDEHYD OCTOWY + NADH + H⁺ _→ ^{DEHYDROGENAZA ALKOHOLOWA} _→ ETANOL + NAD⁺

- fermentacja alkoholowa zachodzi w komórkach drożdży, w mięsistych, dużych owocach, w nasionach okrytych twardą łupiną i w korzeniach, jeśli jest dużo wody w glebie. Zachodzi ona w korzeniach roślin bagiennych np. ryż oraz w korzeniach roślin zalanych wiosna przez wodę.

- fermentacja alkoholowa przeprowadzana przez drożdże jest wykorzystywana do produkcji napojów alkoholowych czy wypieku ciasta.

- drożdże są względnymi beztlenowcami, tzn. w obecności tlenu fermentacja zostaje zahamowana i drożdże zaczynają oddychać tlenowo.

- bakterie wykorzystywane w procesie fermentacji alkoholowej są rzadko ponieważ oprócz etanolu wytwarzają: butanol, izopropanol, kwasy organiczne, glikol, ketony

- Zymomonas mobilis - mezofilne, beztlenowe, gram ujemne pałeczki. Teoretyczna wydajność fermentacji 92-97%. Przy złych warunkach powstaje dużo aldehydu octowego oraz kwasu octowego.

- Termoaerobacter ethanolicus - termofilne, optymalna temperatura 65°C, pH 5,5 - 8,5, wykorzystują różnorodne źrdła cukrów. Podczas fermentacji jako produkt uboczny powstają duże ilości kwasu octowego i mlekowego.

Czynniki wpływające na proces fermentacji alkoholowej:

- kwasowość - optimum pH dla fermentacji prowadzonej przez drożdże wynosi 4,5 - 4,7. Przy wyższych wartościach pH wytwarzane są duże ilości glicerolu i kwasów organicznych.

- temperatura - najefektywniej proces fermentacji przebiega w 30 - 40°C. Wraz ze wzrostem temperatury spada odporność drożdży na toksyczne działanie etanolu.

- substrat - cukry proste i złożone.

- stężenie cukru - najczęściej stosuje się brzeczki zawierające 12 - 20% cukru. Wyższe stężenie ma ujemny wpływ na proces.

- etanol - wysokie stężenie ma niekorzystny wpływ na wzrost drożdży oraz fermentację. Maksymalnie do 20% w zależności od szczepu.

- pożywki - większość drożdży dobrze rośnie w pożywkach zawierających nieorganiczne źródło azotu - najczęściej stosuje się sole amonowe. Wpływ na szybkość fermentacje na również fosfor dodaje się go w postaci wyciągu z nawozu fosforowego.

- rozpuszczony tlen - niewielka ilość tlenu pozytywnie wpływa na żywotność drożdży oraz na szybkość procesu fermentacji.

- zanieczyszczenia mikrobiologiczne - typowymi zanieczyszczeniami są bakterie kwasu octowego Acetobacter oraz bakterie kwasu mlekowego Lactobacillus i Streptococcus.

PIWOWARSTWO

Piwo jest to napój uzyskany na drodze fermentacji alkoholowej brzeczki, przygotowanej ze słodu i chmielu przy użyciu drożdży. Istnieją również gatunki piwa wytwarzane ze słodu z dodatkiem różnego rodzaju surowców niesłodowych (jęczmień, kukurydza, ryż).

Surowce: Słód, Chmiel piwowarski, Woda, Drożdże piwowarskie, Surowce niesłodowe

Wytwarzanie piwa

Etap 1.

Otrzymanie brzeczki słodowej, zawierającej: cukry fermentujące, dekstryny, białka, aminokwasy, substancje goryczkowe i garbnikowe oraz sole mineralne

Etap 2.

Fermentowanie brzeczki przez drożdże i leżakowanie piwa

Słód → Zacieranie słodu (dodaje się H₂O) → Filtracja (otrzymuje się młóto)→ Warzenie (dodaje się szyszki chmielowe) → Filtracja → Chłodzenie → Fermentacja (dodawane są drożdże) → Dojrzewanie → Filtracja → Piwo

WINIARSTWO

- wino gronowe jest napojem alkoholowym otrzymywanym przez fermentacje alkoholową winogron, zawartości alkoholu od 9 - 18%.

- wina owocowe produkowane są z innych owoców niż winogrona, zawartości alkoholu od 9 - 18%.

Surowce:

- Drożdże winiarskie to gatunek Saccharomyces cerevisiae var. ellipsodeus.

- Cukier biały stosuje się do dosładzania moszczy zawierających mało cukru.

- Woda

- Kwasy spożywcze stosuje się w niewielkim zakresie w cel dokwaszenia nastawu winiarskiego, najczęściej jest to kwas winowy lub kwas cytrynowy dla win owocowych.

- Alkohol etylowy - stosuje się do zwiększania mocy win owocowych oraz jako dodatek do napojów winopochodnych i winopodobnych.

- Dwutlenek siarki jest stosowany do konserwowania moszczów oraz w zabiegach pielęgnacji win i dezynfekcji zbiorników oraz pomieszczeń.

Technologia wytwarzania wina: wstępna obróbka surowca, otrzymywania moszczu, przygotowanie matki drożdżowej, przygotowanie nastawu, fermentacja moszczu i ściąganie wina znad osadu, leżakowanie i zabiegi pielęgnacyjne, utrwalanie i rozlew wina

Przyjęcie moszczu → Sporządzanie nastawów win (dodanie matki drożdżowej składającej się z drożdży, cukru i moszczu) → Fermentacja 15-25⁰C, 1-2 M-ce (uwalnianie CO₂) → Leżakowanie 5-12⁰C, 6-12 M-cy (przepompowanie - odciąganie osadów) → Klarowanie → Filtrowanie 5⁰C , 0,7MPa (odbywa się przy użyciu ziemi okrzemkowej, powstaje osad filtracyjny) → Kupaż i doprawianie (dodawane są dodatki) → Pasteryzacja 88⁰C, 2min (z użyciem pary grzejnej, otrzymuje się kondensat) → Filtracja (osad pofiltracyjny) → Rozlew do butelek (butelki, korki, etykiety, szacowanie strat)

GORZELNICTWO

Gorzelnictwo jest to gałąź przemysłu fermentacyjnego obejmująca produkcje spirytusu surowego na drodze fermentacji alkoholowej cukrów, a następnie wydzielenie tego spirytusu z odfermentowanego zacieru w procesie destylacji.

Surowce: zawierające wielocukry - ziemniaki, zboża, odpady krochmalnictwa, maki, kasze, otręby; zawierające cukry bezpośrednio fermentujące głównie sacharozę i glukozę i fruktozę

Technologia produkcji spirytusu: Obróbka wstępna, Parowanie, Scukrzanie (zacieranie), Przygotowanie drożdży, Fermentacja zacierów, Odpęd spirytusu surowego

Ziemniaki - zboża → Obróbka wstępna → Parowanie → Rozdrabnianie → Zacieranie (dodawane są enzymy) → Zacier słodki (dodanie drożdży z zacieru zaszczepionego) → Zacier zaszczepiony → Fermentacja (wydzielenie gazów, które poddaje się płuczce i otrzymuje CO₂, wodę i alkohol) → Zacier odfermentowany → Destylacja (alkoholu) → Otrzymujemy spirytus i wywar

ĆWICZENIE 4 - BIOLOGICZNE METODY ANALIZY ŻYWNOŚCI

1.Substancje antyodżywcze w żywności.

Produkty spożywcze posiadają subst naturalne i obce, które mogą być szkodliwe dla organizmu. Dzieli się na grupy w zależności od skł odżywczych w stosunku do których wykazują działanie antyodżywcze tj. utrudniające wykorzystanie białka i węglowodanów(inhibitory enzymów trawiennych - trypsyna, chymotrypsyna, amylazy), witamin(rozkład wit. do związków nieaktywnych; połączenie ich w związki nieprzyswajalne - awidyna w stosunku do biotyny, o-dihydroksyfenole do tiaminy; subst o budowie podobnej do wit - nie spełniają ich funkcji - dikumarol w stosunku do wit K, aminopteryna do kw foliowego), skł mineralnych(tworzą z nimi trudno rozpuszcz. połączenia - kw szczawiowy, fityniany,taniny, wielofosforany, polifenole; konkurują z nimi w procesach wchłaniania lub wychwytywania przez tkanki docelowe - siarkocyjaniany; wpływające na gosp tymi pierwiastkami - siarkocyjaniany, węglowodory polichlorowe, karbaminiany).

1.1.Oznaczanie szczawianów rozpuszczalnych w wybranych używkach.

Kwas szczawiowy - działa antyodżywczo w stosunku do skł mineralnych(tworzy nierozpuszcz sole z metalami 2- i 3-wartościowymi - obniżenie wykorz z pożywienia), kw 2-karboksylowy z 2 at C, rozpuszcz w H₂O(sole K i Na też); sole Ca, Mg, metali ciężkich - trudno rozpuszcz w H₂O, szczawian wapnia - tylko rozpuszcz w stężonych kw. Obecny w roślinach(rabarbar, szczaw, szpinak, kawa, herbata, kakao) i zwierzętach. Bogate w niego są liście, ogonki liściowe(zwłaszcza w okresie kwitnienia i owocowania) i starsze rośliny. Przyrost szczawianów nierozpuszcz następuje z postępem wegetacji - pod koniec jest ich najwięcej. Szczawiany wchłaniają się z żywności w różnych ilościach zależnych od ilości szczawianów rozpuszcz. Szczawian Ca rozpuszcza się w żołądku, wchłanianie Ca i kw szczawiowego przebiega w górnych drogach pokarmowych, w jelicie może nastąpić wytracenie szczawianu Ca a to przez alkalizację treści pokarmowej. Wolny nie wchłonięty kw wydalony jest z kałem w formie nie zmienionej lub związanej z Ca, a wchłonięty dostaje się do krwi, mięśni, kości, ulega częściowemu utlen. i wydaleniu w moczu. Antyodżywcze działanie uwarunkowane jest przez bezwzględną zawartość jonów szczawianowych i stosunkiem kw do pierwiastków z którymi tworzy nierozpuszcz sole. Stosunek kw do Ca dzieli produkty na 3 grupy: 1) zawartość kw > niż zawartość Ca(szpinak, szczaw, rabarbar, burak, botwina) - Ca praktycznie niedostępny, nadmiar kw może wiązać Ca z innych prod spożyw jednocześnie lub jony szczawianowe będą wchłaniane do krwi 2) kw = Ca(ziemniak, owoce jagodowe) - Ca w formie nierozpuszcz, lecz spożywanie tych produktów nie ogranicza biodostępności Ca z innych prod 3) kw < Ca(strączkowe, sałata, kapusta, kalafior).

Działanie toksyczne 4-5 g kw lub jego soli - nudności, wymioty, biegunka, szczękościsk, ciemny mocz(białko, hemoglobina kryształki szczawianu Ca), mechaniczne zakłócenie czynności nerek, wpływ na aktywność enzymów(inhibitor dehydrogenazy mleczanowej). Skaza szczawianowa(szczawianica) dochodzi w niej do 2 postaci hiperoksalurii: dziedziczna (wrodzony defekt w przemianie materii) i jelitowa(zwiększenie wchłaniania szczawianów w przew pokarm). Ochrona przed stratami skł mineralnych: ograniczenie produktów w których stosunek zawartości kw do Ca jest > niż 2,25 lub eliminacja ich z diety, uzupełnienie diety w Ca przez spożycie prod bogatych w Ca - herbata z mlekiem, zupa szczawiowa zabielana śmietaną.

1.2.Wpływ procesów technologicznych na zawartość tiocyjanianów w warzywach.

Goitrogeny - subst wolotwórcze, zarówno związki org i nieorg, które zaburzają metabolizm jodu w organizmie. Konsekwencja ich działania - spadek syntezy tyroksyny, przerost tarczycy. Do naturalnych subst wolotwórczych należą: tioglikozydy, glikozydy cyjanogenne, polifenole, hemaglutyniny.

Tioglikozydy - posiadają wiąz S-glikozydowe, występują gł w roślinach krzyżowych(kapusta biała i włoska, jamruż, brokuły, kalafior, rzepa, rzepak, rzodkiewka), największe stężenie w nasionach, do org człowieka - bezpośrednie spożycie lub z mlekiem krów(pasza z krzyżowych). Myrozynaza - składa się z 3-4 izoenzymów, działa dopiero po zmiażdżeniu tkanek i uwolnieniu soku komórkowego, w szerokim pH 3-8, w obecności wody, temp 90⁰C powoduje jej denaturacje i hamuje jej działanie.

Tiocyjaniany (SCN^-) - przenikają przez błony kom i konkurując z jonami jodu powoduja hamowanie ich transportu do tkanek, przyspieszają wydalanie I przez nerki, inaktywują peroksydazę tarczycową odpow za utlen anionu I^- i sprzęganie jodotyrozyn. Ich działanie jest przyczyną spadku stęż I w tarczycy, utrudnione jodowanie tyrozyny, gromadz mono- i dijodotyrozyny, co powoduje wzrost masy gruczołu. Metabolizowane są w różnych tk do cyjanianów i siarczanów.

Izoyjaniany(NSC^-) - toksyczne produkty powstające w wyniku działania myrozynazy na tioglikozydy, hamują aktywność peroksydazy tarczycowej, wpływają przez to hamująco na syntezę hormonów tarczycy.

Nitryle - toksyczne produkty rozpadu tioglikozydów, działają na nerki.

Tiooksazolidyny - hamują syntezę tyroksyny i jej sekrecję do krwi, zaburzają metabolizm tarczycy ale nie dopływ jodu i gromadzenie go w niej, przenikają przez łożysko i do mleka, przedstawiciel - progoitryna(ziarna żółtej rzepy, rzepaku; aktywna część to goitryna).

Glikozydy cyjanogenne - maniok, tapiok. Zawierają one linamarynę(część niecukrowa - α-hydroksy-butynitryl) z której w czasie hydrolizy enzym. powstaje aceton i kw pruski. Wolotwórcze działanie tych glikozydów polega na tworzeniu się jonów tiocyjanianowych SCN^- w czasie procesów detoksykacji cyjanków(silna trucizna, zaburzenia nerwowe) w orga

Polifenole - wchodzą w reakcje z I hamując przez to jodowanie tyrozyny a przez to zmniejszenie syntezy tyroksyny. Naturalne ich źródło to: rutyna, kwerecena, hesperydyna, barwniki antocyjanowe. Występują w kapuście czerwonej i orzeszkach ziemnych.

Hemaglutyniny(lektyny) - glikoproteidy, soja i fasola, przez powinowactwo do błon kom obniżają możliwość absorpcji jelitowej jodu i reabsorpcji tyroksyny wydzielanej z żółcią do światła jelit.

2.Substancje dodatkowe w żywności.

Subst te dodaje się do żywności w celu uzyskania określonych cech sensorycznych, przedłużenie trwałości, ułatwienie procesu technologicznego, zmiany wartości odżywczej.

2.1.Wykrywanie obecności substancji konserwujących w przetworach owocowo-warzywnych.

Celem stosowania subst konserw jest: zapobieganie powstawania w produkcie zmian enzym(enzym brunatnienie), biolog, chem, fizycz(zbrylanie),mikrobiolog(pleśnianie). Stosowanie tych subst pozwala na przedłużenie trwałości niektórych surowców, półproduktów i produktów oraz zapewnienie bezpieczeństwa ich spożycia. Mechanizm ich działania wiąże się z oddział na procesy biochem kom drobnoustroju: niszczenie ściany kom(obniżenie jej przepuszczalności, plazmoliza, denaturacja), ingerencja w mechanizm genetyczny(jego uszkodzenie - działanie mutagenne), inaktywacja enzymów(redukcyjne działanie siarczynów na wiązania 2-siarczkowe enzymów), inaktywacja metabolitów niezbędnych do rozwoju(witaminy, aminokwasy). Na efektywność ich działania wpływają: warunki środow(pH, temp), skład chem produktu, obecność subst obniżających aktywność i stabilność związków konserw. Idealny związek konserw powinien: być całkowicie nietoksyczny; efektywnie hamować rozwój bakterii, drożdży i pleśni; łatwo ulegać metabolizmowi w org człowieka; nie odkładać się w tk tłuszcz; łatwo rozpuszcz się w H₂O; być chem obojętny do innych skł żywności; nie wpływać na cechy organoleptyczne; być tani; trwały; odporny na procesy technologiczne.

Kwas sorbowy E200, C₆H₈O₂ - bezbarwne kryształy lub biały proszek o słabym zapachu i lekko kwaśnym posmaku, rozpuszcz w gorącej wodzie, oleju i etanolu. Sorbinian Na E201, C₆H₇O₂Na - proszek, rozpuszcz w wodzie, w handlu jako r-ru wodny o ograniczonej stabilności ze względu na podatność na utlenianie. Sorbinian K E202, C₆H₇O₂K - białe, żółtawe kryształy lub proszek; słaby charakter. zapach; rozpuszcz w wodzie. Sorbinian Ca E202, C₆H₇O₂Ca - biały proszek, trudno rozpuszcz w wodzie i nierozpuszcz w tłuszczu, bardzo stabilny. Właściwości: związki te hamują rozwój pleśni i drożdży w pH 3-6, ograniczone działanie w stosunku do bakterii, właściwości konserw wzrastają w obecności soli kuchennej, cukru, nizyny. Działanie polega na hamowaniu aktyw enzym gł dehydrogenaz, katalazy, peroksydazy. Kwas jest skuteczny w niskim pH, jest bezpieczny, ulega β-oksydacji w organizmie.

Kwas benzoesowy E210, C₆H₅COOH - biały proszek, słabo rozpuszcz w wodzie a dobrze w eterze i etanolu. Benzoesan sodu E211, C₆H₅COONa - biały proszek, bez zapachu, rozpuszcz w wodzie, słabo w eterze, nierozpuszcz w etanolu. Właściwości: hamuje rozwój pleśni i drożdży w pH 2,5-4,5, mniej skuteczny w stosunku do bakterii, mało toksyczny, występuję w niektórych owocach jagodowych właściwości konserw wspomaga SO₂, CO₂, sól, cukier, kwas sorbowy i jego sole. Działanie polega na hamowaniu systemu enzym kom drobnoustrojów. Wada - obcy posmak, zmętnienie.

Ester etylowy kwasu p-hyroksybenzoesowego E214, C₉H₁₀O₃ - biały, higroskopijny proszek; trudno rozpuszcz w wodzie a dobrze w etanolu. Sól sodowa estru etylowego kw E215, C₉H₉O₃Na - białe kryształy łatwo rozpuszcz w wodzie. Ester propylowy kwasu p-hyroksybenzoesowego E216, C₁₀H₁₂O₃ - bezbarwne kryształy, biały proszek, trudno rozpuszcz w wodzie ławo w eterze. Sól sodowa estru propylowego kw E217, C₁₀H₁₁O₃Na - biały proszek łatwo rozpuszcz w wodzie. Właściwości: skuteczne w stosunku do pleśni, drożdży i bakterii; brak uzależnienia skuteczności działania przeciwdrobnoustrojowego od pH środowiska; odporne na tlen z powietrza, niskie i wysokie temp; niewielka toksyczność. Wada - miejscowe znieczulanie bł śluz jamy ustnej co wpływa na odczuwanie smaku.

Bezwodnik kw siarkowego E220, SO₂ - bezbarwny drażniący gaz, rozpuszcz w wodzie i etanolu, otrzymywany przez spalanie siarki. Siarczyn Na E221, Na₂SO₃ - biały proszek bez zapachu, o słonym siarkowym smaku, łatwo rozpuszcz w wodzie a trudno w etanolu. Wodorosiarczyn Na E222, NaHSO₃ - biały proszek o siarkowym zapachu i nieprzyjemnym smaku, łatwo rozpuszcz w wodzie i etanolu. Pirosiarczyn Na E223, Na₂S₂O₅ - biały lub żółtawy proszek o siarkowym zapachu i nieprzyjemnym smaku, rozpuszcz w wodzie a nierozpuszcz w etanolu. Pirosiarczyn K E224, K₂S₂O₅ - biały proszek trudno rozpuszcz w wodzie i etanolu. Wodorosiarczyn K E228, KHSO₃ - biały proszek łatwo rozpuszcz w wodzie i etanolu. Właściwości: skuteczne w stosunku do bakterii mlekowych i octowych, pleśni i słabiej drożdży; hamują aktyw enzym oksyredukcyjnych (obniżenie strat wit C), efektywność konserw zależy od pH, zapobiegają enzym i nienzym brunatnieniu(blokowanie gr aldehydowych i ketonowych)

Nizyna E234, C₁₄₃H₂₃₀N₄₂O₃₇S₇ - antybiotyk o charakterze polipeptydu, wytwarzany przez bakterie kw mlek(Streptococcus lactis), postać krystaliczna, nierozpuszcz w pH>7, rozkładana przez trypsynę, wrażliwa na temp, przeciwdziała rozwojowi bakterii G+, promieniowców; nie wpływa na drożdże, pleśń, bakterie G-; bezpieczny związek; należy do lantybiotyków(związki zawierające w składzie nietypowy aminokw - lantioninę).

Kwas mrówkowy E236, HCOOH - bezbarwna ciecz, ostry zapach, silnie redukujące i żrące właści, miesza się z woda i etanolem. Mrówczan Na E237, HCOONa - białe granulki lub proszek, rozpuszcz w wodzie słabiej w etanolu. Mrówczan Ca E238, (HCOO₂)Ca - biały proszek, rozpuszcz w wodzie a nierozpuszcz w etanolu. Właściwości: silne działanie grzybobójcze, ale w odpow pH 3-4; hamuje enzymy np. katalazę; ma działanie drażniące; właściw buforujące - mrówczan Na; występuje w miodzie i syropach owocowych.

Kwas propionowy E280, C₃H₆O₂ - przeźroczysta ciecz o drażniącym zapachu, miesza się z woda, etanolem i eterem. Propionian Na E281, C₃H₅O₂Na - biały krystaliczny higroskopijny proszek, łatwo rozpuszcz w wodzie i etanolu. Propionian Ca E282, C₆H₁₀O₄Ca - biały proszek, słabo rozpuszcz w wodzie i nierozpuszcz w etanolu. Właściwości: ograniczone właściw konserw - gł pieczywo, hamow rozwoju Bacillus subtilis(śluzowacenie i iągliwość miękiszu); nie zmienia cech pieczywa ale opóźnia fermentację; skuteczne w stosunku do bakterii G-, pleśni i drożdży ale zależy to od pH; substancje bezpieczne.

2.2. Charakterystyka użytkowa i toksykologiczna sztucznych środków słodzących.

Słodziki dzieli się na sztuczne środki słodzące i półsyntetyczne wypełniacze, kryterium podziału to ich słodkość, określana jako stosunek słodkości jednostki wagowej danej subst do słodkości sacharozy równej 1. Idealny słodzik powinien: być bezpiecz dla ludzi, bezkaloryczny (maks 2kcal/g), o słodkości takiej jak sacharoza albo >, stabilny chem, łatwo rozpuszcz w H₂O, nie wpływający na barwę i zapach produktu, tani, niemetab w org albo metab normalnymi drogami, nie sprzyjający próchnicy, nie wymagający limitowania, nie wywołujący efektów ubocznych, łatwy w stosowaniu.

Aspartam E951, C₁₄ H₁₈N₂O₅ - najbezpieczniejszy, dwupeptyd, ester metylowy fenyloalaniny i kw asparaginowego. Biały, krystaliczny proszek; temp topnienia 246C, 160-200 razy słodszy od sacharozy; stabilny w pH 3-5,5; trawiony jak białko; wada - wrażliwość na długotrwałe ogrzewanie(spadek słodkości), słaba rozpuszcz w H₂O, może ulec przemianie a diketopiperazyny DKP w warunkach wilgotności, temp i pH(uważne za szkodliwe), alitam - dwupeptyd, amid kw L-asparaginowego i D-alaniny, 2000 razy słodszy.

Acesulfam K E950, C₄H₄NO₄SK - biały, krystaliczny proszek bez zapachu; rozpuszcz w H₂O; temp rozkładu 225C; 130-200 razy słodszy; odporny na ogrzewanie; nie kumuluje się w organizmie; stabilny w pH 3-7.

Sorbitol E420, C₆H₁₄O₆ - redukcja glukozy lub fruktozy w temp 100C w obecności katalizatorów; biały ziarnisty lub krystaliczny proszek; temp topnienia 96,5C; rozpuszcz w H₂O; maskuje gorzki posmak innych słodzików; wpływa na zachowanie aromatu i zapobiega rozwojowi niepożądanego smaku w produktach zawierających tłuszcz; 2-krotnie mniej słodki.

Ksylitol E967, C₅H₁₂O₅ - owoce i warzywa, redukcja ksylozy, rozpuszcz w H₂O, jego słodkość jest równa słodkości sacharozy, jest higroskopijny i odporny na temp, osłabia żelowanie.

Mannitol E421, C₆H₁₄O₆ - produk z cukru inwertowanego lub fruktozy, ekstrakcja wodorostów, słabo rozpuszcz w H₂O, słodkość taka jak sorbitolu, zapobiega krystalizacji cukru, subst teksturotwórcza, zwilżająca i zapobiegająca zlepianiu.

Cykalminian E952, C₆H₁₃NO₃ - sól Na, K lub Ca kw cykloheksylosulfamowego, jego rozkład następuje pod wpływem podwyższ temp i w obecności aminokw i witamin rozpuszcz w H₂O, nie stanowi zagrożenia.

Sacharyna E954, C₇H₄NNaO₃S*2H₂O - imid kw o-sulfobenzoesowego; otrzym z toluenu; stosowana w formie soli Na, K i Ca; stabilna w temp 150C i pH 2-7; niemetab w organizmie; gorzki metaliczny posmak; podejrzewane działanie rakotwórcze.

Izomalt, laktitol, malitol - półsyntetyczne wypełniacze, otrzym przez redukcje odpow cukrów.

Neohesperydyna DC - jest dihydrochalkonem wytwarzanym przez uwodornienie neohesperydyny - flawonoidu występ naturalnie w gorzkich pomarańczach, wada - duże ilości pozostawiają lukrecjowy lub metanolowy posmak, stabilna w pH 1-7, odporna na wysoką temp.

Taumatyna - nasiona owoców zachodnioafrykańskiej rośliny Thaumatococcus danielli, 5 homologów, wiązania 2-siarczkowe(gotowanie nie niszczy właściwości słodzących), pH 2,5-6, nie powoduje próchnicy, wada - spadek odporności na ogrzewanie w pH > 6, lukrecjowy posmak

Monellina - miąższ owoców Dioscoreophyllum cumminsii - zachodnia Afryka, białko 1500-3000 razy słodsze, stabilne do pH 10, mało odporne na podwyższ temp.

Pentadyna - owoce Pentadiplandra brazzeana, 500 razy słodsza.

Mabinlina - nasiona owoców chińskiej rośliny Capparis masaikai, 375 razy słodsza, 5 homologów, odporna na ogrzewanie mabinlina II, wiązania 2-siarczkowe.

Mirakulina - owoc Richadella dulcifica, jest bez smaku, działa na receptory smakowe w ustach - smak kwasny jako slodki przez 2 godz, zawiera w swoim skladzie weglowodany.

Curculina - rożlina zielna Curculigo lactifolia z Malezji, 114 aminokw, nadaje smak słodki i zamienia kwaśny w słodki, roztwory są stabilne w temp 50C, proszek z niej można przechowywać przez rok

---