Conservanții alimentari sunt un element esențial al alimentelor procesate care servesc scopului de a prelungi durata de valabilitate a produselor și de a preveni deteriorarea.

Termeni asociați:

  • Aditiv alimentar
  • Făină de grâu
  • Conservarea alimentelor
  • Aluat
  • Dulce
  • Stafide

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Conservanți: utilizarea alimentelor

R. García-García, S.S. Searle, în Enciclopedia Alimentelor și Sănătății, 2016

Abstract

Conservanții alimentari sunt folosiți pentru a asigura siguranța și pentru a evita pierderile de calitate derivate din reacții microbiene, fizico-chimice sau enzimatice. Există diferite tipuri de agenți antimicrobieni și antioxidanți, fiecare cu moduri de acțiune specifice. Acidulanții, acizii organici și parabenii sunt antimicrobiene utilizate pe scară largă, deși utilizarea alternativelor naturale este în creștere. Antioxidanții sunt un alt grup foarte important de aditivi alimentari. Acest articol oferă o prezentare generală a aplicațiilor actuale din industria conservanților alimentari, a modurilor de acțiune, a limitărilor și a reglementărilor internaționale. Se observă și se discută o tendință clară de piață pentru adoptarea alternativelor naturale, cu accent deosebit pe ierburi, condimente și derivatele acestora.

Reactivitatea conservanților alimentari în sistemele dispersate

Rezumatul editorului

Biosenzori nanocompozite pentru punctul de îngrijire - evaluarea calității și siguranței alimentelor

Anisha A. D’Souza,. Rinti Banerjee, în Nanobiosensori, 2017

4.2.1 Detectarea conservanților

Conservanți în băuturi: percepție și nevoi

1.10.1 Media

Conservanții alimentari îmbunătățesc durata de viață a produselor alimentare, ceea ce sugerează că deteriorarea alimentelor este bine protejată. Rezultă pierderi reduse și aprovizionare sporită. Deoarece toxinele sunt eliminate, în special în carne, alimentele capătă o calitate bună și devin opțiuni mai sigure de consumat. Datorită ofertei crescute, prețul alimentelor poate fi păstrat la prețuri accesibile. Conservanții joacă, de asemenea, rolul lor în îmbogățirea alimentelor prin adăugarea nevoilor zilnice de nutriție atât de necesare. Un exemplu tipic este vitamina C până la suc de portocale. O atracție vizuală îmbunătățită este generată și cu alimentele care conțin conservanți. Un astfel de exemplu este modul în care carnea nu devine maro când nitriții și nitrații de sodiu ajută la păstrarea culorii. Făina după albire devine albă este un alt exemplu. Culoarea naturală a grâului este maro, dar ambalajul va oferi informații precum făina albită. Emulsificarea se referă la un proces care permite amestecarea a două substanțe cum ar fi apa și uleiul care nu se amestecă atunci când se utilizează conservanți. Este evident în pansamentele pentru salată.

CONSERVATOARE Analiză

fundal

Conservanții alimentari constituie un grup de compuși cu structuri moleculare foarte diferite; sunt substanțe organice și anorganice cu diferite grupuri funcționale și tendințe de a forma ioni. Nu există proceduri care sunt în general aplicabile analizei conservanților ca o clasă de aditivi alimentari; procedurile sunt specifice conservantului analizat. Cele mai scăzute concentrații de conservanți folosiți în mod obișnuit sunt de ordinul a câteva miligrame pe kilogram de alimente și, cu puține excepții, metodele de analiză recomandate sau statutare sunt concepute pentru a oferi o bună precizie la niveluri de 10 până la> 1000 mg de conservanți pe kilogram de alimente. Întrebarea cu privire la limita inferioară de detectare este rareori o problemă, cu excepția cazului în care se dorește utilizarea dimensiunilor mici ale eșantionului, de exemplu.,

Prelucrare alimentară

Ruth MacDonald, Cheryll Reitmeier, în Înțelegerea sistemelor alimentare, 2017

6.5.2 Conservanți în alimentele procesate

Conservanții alimentari sunt aditivi specifici pentru a preveni deteriorarea enzimelor, microorganismelor și expunerii la oxigen. Toți conservanții chimici trebuie să fie netoxici și ușor solubili, să nu confere arome neobișnuite, să prezinte proprietăți antimicrobiene în intervalul de pH al alimentelor și să fie economici și practici.

Zaharul, sarea, nitriții, hidroxi anisolul butilat (BHA), hidroxil toluenul butilat (BHT), terț-butilhidrochinona (TBHQ), oțetul, acidul citric și propionatul de calciu sunt produse chimice care conservă alimentele. Sarea, nitritul de sodiu, condimentele, oțetul și alcoolul au fost folosite pentru conservarea alimentelor de secole. Benzoatul de sodiu, propionatul de calciu și sorbatul de potasiu sunt utilizate pentru a preveni creșterea microbiană care determină deteriorarea și pentru a încetini schimbările de culoare, textură și aromă. Ambele sorbat de potasiu și benzoat de sodiu previn deteriorarea prin inhibarea mucegaiului și a drojdiei. Benzoatul de sodiu poate fi în alimente precum sosuri pentru salate, băuturi răcoritoare, conserve de ton și fructe uscate mixte. Sorbatul de potasiu se găsește în brânzeturi, vin și carne uscată. BHA și BHT sunt antioxidanți care previn rânzirea grăsimilor și se adaugă la scurtare, margarină și gustări prăjite, cum ar fi chipsuri de cartofi.

Consumatorii și-au exprimat îngrijorarea cu privire la utilizarea conservanților în alimentele care au denumiri chimice complicate care le fac să pară mai potrivite pentru un experiment chimic decât pentru o masă. Benzoatul de sodiu, BHA, BHT și TBHQ au fost în special ținte ale reținerii consumatorilor. Acești compuși au fost aprobați pentru utilizarea lor sigură în alimente și nu au fost legați de nicio boală umană sau complicații pentru publicul larg. Așa cum este natura anchetei științifice, rapoartele despre efectele adverse ale acestor compuși pot fi găsite în literatura de specialitate. Abundența dovezilor sugerează că riscurile acestor compuși, care sunt utilizați în cantități mici, pentru sănătatea umană sunt nesemnificative. Și, spre deosebire de impactul negativ asupra sănătății, BHA și BHT au fost corelate cu efect pozitiv datorită capacității lor antioxidante. Cântărirea riscului/beneficiilor utilizării acestor substanțe chimice în alimente este o dezbatere continuă și FDA, companiile alimentare și consumatorii trebuie să participe cu toții. Niciun aliment, aditiv sau ingredient nu va fi 100% sigur pentru 100% dintre oameni. Folosirea gândirii științifice pentru a lua în considerare aceste decizii complicate este esențială pentru a evita reacțiile emoționale bazate pe dezinformare.

CONSERVATOARE Clasificare și proprietăți

Mecanismul de acțiune antimicrobiană

Conservanții alimentari inhibă nu numai metabolismul general, ci și creșterea microorganismelor. În funcție de tipul de conservant utilizat, starea finală la care sunt uciși microorganismele este atinsă în câteva zile sau săptămâni, la concentrațiile obișnuite aplicate. Perioada de timp pentru uciderea microorganismelor sub influența conservanților corespunde relației

unde K este constantă a ratei mortalității, t1 este perioada de timp, Z0 este numărul de celule vii în momentul în care conservantul începe să acționeze și Zt este numărul de celule vii după timpul t.

Formula dată este considerată a fi baza pentru studierea acțiunii conservanților din alimente. Această regulă este valabilă, totuși, numai pentru doze relativ mari de conservanți și un material celular uniform genetic. Un conservant adăugat la un aliment atunci când numărul microbian este scăzut inhibă microorganismele în faza inițială de întârziere; doza de conservanți necesară în practică pentru inhibarea microorganismelor în faza log exponențială ar fi prea mare. Conservanții nu sunt concepuți pentru a ucide microorganismele din substraturi care susțin deja o populație masivă de germeni. În general, acțiunea conservanților include mecanisme fizice și fizico-chimice, în special acțiunea inhibitoare asupra enzimelor.

Acidul benzoic este eficient numai în alimentele acide. Inhibă enzimele metabolismului acidului acetic, fosforilarea oxidativă, absorbția aminoacizilor și diferite etape ale ciclului acidului tricarboxilic. De asemenea, modifică permeabilitatea membranei celulei microbiene. Inhibarea transportului este principalul mod de acțiune al parabenilor. Respirarea celulelor microbiene este, de asemenea, inhibată.

Acțiunea antimicrobiană a acidului propionic se datorează inhibării transportului și creșterii nutrienților prin concurența cu substanțe precum alanina și alți aminoacizi solicitați de microorganisme. Acțiunea antimicrobiană a acidului formic este similară cu orice acidifiant. În plus, acidul formic inhibă decarboxilaza și enzimele hem, în special catalaza. Efectul antimicrobian al altor acizi (de exemplu, acizi lactici, tartrici, fosforici și succinici) se datorează acidificării celulei microbiene și inhibării transportului nutrienților.

Acțiunea antimicrobiană a nitriților se bazează în principal pe eliberarea de acid azotat și oxizi de azot. Nitritul inhibă transportul activ al prolinei în E. coli și aldolază din E. coli, Enterococcus faecalis și Pseudomonas aeruginosa. Reacția dintre oxidul nitric de la nitriți și fierul unui compus cidofor implicat în transportul de electroni în clostridii reprezintă acțiunea anticlostridială. Nitritul reacționează cu proteinele hem, cum ar fi citocromii și enzimele sulfhidril, rezultând în formarea produselor S-nitrozo.

Asigurarea siguranței alimentare în alimentele pe bază de insecte: atenuarea riscurilor microbiologice și a altor pericole alimentare

Conservanți

Conservanții alimentari pot fi extrinseci (adăugați intenționat), intrinseci (constituent normal al alimentelor) sau dezvoltați (produși în timpul fermentării) (Potter și Hotchkiss, 1995; Jay, 1996). Factorii care afectează eficacitatea conservatorului includ: (1) concentrația inhibitorului, (2) felul, numărul și vârsta microorganismelor (celulele mai vechi mai rezistente), (3) temperatura, (4) timpul de expunere (dacă este suficient de lung. Unii microbi pot adaptați și depășiți inhibiția) și (5) caracteristicile chimice și fizice ale alimentelor (activitatea apei, pH, substanțe dizolvate etc.). Conservanții cidal sunt capabili să distrugă microorganismele atunci când se utilizează concentrații mari de substanțe. Activitatea statică rezultă atunci când concentrațiile subletale inhibă creșterea microbiană.

Câteva exemple de conservanți anorganici sunt clorura de sodiu (NaCI), sărurile de nitrați și nitriți, sulfiții și dioxidul de sulf (SO2). NaCl scade activitatea apei și provoacă plasmoliză prin retragerea apei din celule. Nitrații și nitrații sunt agenți de întărire a cărnii (șuncă, slănină, cârnați etc.) pentru a inhiba C. botulinum în condiții de ambalare sub vid. Dioxidul de sulf (SO2), sulfiții (SO3), bisulfitii (HSO3) și metabisulfiții (S2O5) formează acid sulfuric în soluții apoase, care este agentul antimicrobian. Sulfiții sunt folosiți pe scară largă în industria vinului pentru igienizarea echipamentelor și reducerea microorganismelor concurente. Drojdiile de vin sunt rezistente la sulfiți. Sulfiții sunt folosiți și în fructele uscate și în unele sucuri de fructe. Sulfiti au fost utilizati pentru a preveni rumenirea enzimatica si nonenzimatica in unele fructe si legume (cartofi taiati).

Nitriții pot reacționa cu aminele secundare și terțiare pentru a forma nitrozamine potențial cancerigene în timpul gătitului; cu toate acestea, formulările actuale reduc foarte mult acest risc. Nitrații în concentrații mari pot duce la afectarea funcțională a celulelor roșii din sânge; totuși, la niveluri de utilizare aprobate, acestea sunt sigure (Nitrite Safety Council, 1980; Hotchkiss și Cassens, 1987). De asemenea, agenții de sulfitare pot provoca efecte respiratorii adverse consumatorilor susceptibili, în special astmatici (Stevenson și Simon, 1981; Schwartz, 1983). Prin urmare, utilizarea acestor două clase de agenți este strict reglementată.

O serie de acizi organici și sărurile lor sunt folosite ca conservanți. Acestea includ acidul lactic și lactatele, acidul propionic și propionatele, acidul citric, acidul acetic, acidul sorbic și sorbații, acidul benzoic și benzoații și parabeni metilici și propilici (derivați ai acidului benzoic). Benzoații sunt cei mai eficienți atunci când nedisociați; prin urmare, necesită valori scăzute ale pH-ului pentru activitate (2,5-4,0). Sarea de sodiu a benzoatului este utilizată pentru a îmbunătăți solubilitatea în alimente. Când sunt esterificați ca parabeni, benzoații sunt activi la valori de pH mai mari. Benzoații sunt utilizați în principal în alimentele cu conținut ridicat de acid (gemuri, jeleuri, sucuri, băuturi răcoritoare, ketchup, sosuri pentru salate și margarină). Acestea sunt active împotriva drojdiei și mucegaiurilor, dar la minimum împotriva bacteriilor. Pot fi utilizate la niveluri de până la 0,1%.

Sărurile de acid sorb și sorbat (potasiul cel mai eficient) sunt eficiente la valori de pH mai mici de 6,5, dar la un pH mai mare decât benzoații. Sorbatele sunt folosite în brânzeturi, produse la cuptor sau fără drojdie, băuturi, jeleuri, gemuri, sosuri pentru salate, fructe uscate, murături și margarină. Inhibă drojdiile și mucegaiurile, dar puține bacterii, cu excepția C. botulinum. Acestea previn creșterea drojdiei în timpul fermentațiilor vegetale și pot fi utilizate la niveluri de până la 0,3%.

Acidul propionic și sărurile de propionat (cel mai frecvent calciu) sunt active împotriva mucegaiurilor la valori de pH mai mici de 6. Au activitate limitată împotriva drojdiilor și bacteriilor. Sunt utilizate pe scară largă în produsele coapte și brânzeturile. Acidul propionic se găsește în mod natural în brânza elvețiană la niveluri de până la 1%. Propioniții pot fi adăugați la alimente la niveluri de până la 0,3%.

Acidul acetic se găsește în oțet la niveluri de până la 4-5%. Este utilizat în maioneză, murături și ketchup, în principal ca agent aromatizant. Acidul acetic este cel mai activ împotriva bacteriilor, dar are o anumită activitate de drojdie și mucegai, deși mai puțin activ decât sorbații sau propionații. Acidul lactic, acidul citric și sărurile lor pot fi adăugate ca conservanți, pentru a scădea pH-ul și ca aromatizanți. De asemenea, sunt dezvoltate în timpul fermentării. Acești acizi organici sunt cei mai eficienți împotriva bacteriilor.

Proteinele ca ingrediente cu etichetă curată în alimente și băuturi

9.3.2 Peptide antimicrobiene

Conservanții chimici pentru alimente sunt folosiți pe scară largă în industria alimentară și sunt ingrediente invariabil ieftine, care sunt eficiente împotriva unei game largi de organisme de deteriorare. Conservanții chimici pentru alimente includ compuși precum benzoat de sodiu, acid benzoic, nitriți, sulfiți, sorbat de sodiu și sorbat de potasiu. Forțată de opinia publică, a crescut cererea de alternative naturale sau ecologice.

Proteinele specifice, cum ar fi lactoferina, sunt cunoscute pentru proprietățile lor antimicrobiene naturale, în timp ce altele, precum lactoperoxidaza și mieloperoxidaza, produc compuși antimicrobieni în prezența peroxidului de hidrogen (Klebanoff și colab. 1984; Boots și Floris 2006). Activitatea lactoferinei împotriva microorganismelor este dublă (Recio și Visser 2000, și referințe în aceasta). În primul rând, au fost descrise capacitățile de sechestrare a fierului ale moleculei încărcate pozitiv. Mai recent, a fost descris un al doilea mecanism bazat pe faptul că peptidele antimicrobiene pot fi generate din partea N-terminală a lactoferinei. În acest al doilea mecanism, legarea lactoferinei de suprafața bacteriană joacă un rol crucial. Cea mai activă peptidă obținută din lactoferină este lactoferina, care prezintă o activitate de 40 de ori mai mare decât cea a lactoferinei. În ciuda acestei activități mai mari, costul estimat al utilizării acestui hidrolizat specific este dezavantajul major pentru aplicarea acestuia ca conservant natural sau cu etichetă curată.

alimentar

FIG. 9.4. Interacțiunea sinergică a proteinei lactoferină cu compusul timol natural în acțiunea lor împotriva E. coli.