Influenta Aditivilor Alimentari Asupra Metabolismului Bazal

Cuprins

Introducere

I. Noțiuni generale privind utilizarea aditivilor alimentari

Evoluția socială a omului a fost determinată, într-o mare măsură, de calitatea și cantitatea alimentelor utilizate pentru nutriția de zi cu zi a fiecărui individ. Experiența omului acumulată în domeniul gastronomiei pune astăzi o problemă complexă nutriției, depășind actul consumării alimentelor și metabolizării lor. Cercetări recente aplicate în diverse țări, dar și în România, arată faptul că trebuie îmbunătățit conceptul de calitate a alimentelor, în direcția întrunirii celor patru lanțuri inseparabile: “valoare psiho-senzorială, valoare energetică, valoare biologică și valoare igienică.” – Prof.dr.ing. Constantin Banu (Folosirea aditivilor în industria alimentară 1985).

Producția modernă de alimente condamnă folosirea aditivilor în diferite obiective: îmbunătățirea calității produselor alimentare, împiedicarea alterării și creșterea eficienței economice a producției de alimente. Fiecare țară controlează felul și cantitatea de aditiv admisa prin legi, norme și standarde la recomandarea Comisiei Codex Alimentarius în această ramură.

Condiții de utilizare a aditivilor alimentari

La utilizarea aditivilor alimentari în industrie, trebuie să se țină cont de câteva aspecte:

Inocuitatea și lipsa pericolului ca urmare a unei posibile acumulări de doze sau efecte în timp;

Cantitatea adăugată în produs să fie cât mai mică posibil, dar îndeajuns pentru a obține efectul pentru care s-a folosit aditivul alimentar;

Folosirea lor să fie acceptată ca indispensabilă și justificată pe criteria științifice și/sau tehnice;

Introducerea de aditivi să fie precedată de determinarea de metode sensibile, simple;

Puritatea aditivului să fie reglementată prin lege prin testarea calităților fizico-chimice.

O atenție mare trebuie acordată purității aditivilor și, în special, pentru cei sintetici. Impuritățile substanțelor chimice utilizate drept aditivi, pot proveni din substanțele utilizate în stadii diverse de fabricație sau din solvenți. Impuritățile pot fi volatile sau nevolatile, minerale sau organice, inofensive sau nocive. Probleme deosebite de care trebuie sa se țina cont în această tema sunt urmatoarele:

Dacă impuritățile reduc inocuitatea produsului;

Dacă proporția de impurități afectează activitatea sau utilitatea aditivului utilizat;

Dacă impuritățile respective au o importanță, astfel încât este necesar sa se fixeze o anumită limită;

Dacă impuritățile pot fi eliminate parțial sau total prin dezvoltarea tehnologiei de fabricare a aditivului.

I.1 Definirea noțiunii de “aditivi alimentari” (E-uri)

Până în prezent nu există o diferență clară între termenul de ingredient și aditiv, ba chiar în unele țări, aditivii sunt apreciați drept ingrediente.

Conform lui Bigwood și Gerard (1970) “ingredientele sunt produse alimentare care intră în compoziția unor alimente complexe”. Un aditiv poate fi gândit ca ingredient în raport cu funcția îndeplinită, dar și cu cantitatea adăgată. Termenul de aditiv poate diferi de la o țară la alta. În concepția manualului procedural al Comisiei Codex Alimentarius FAO/OMS (1973), “aditivul alimentar semnifică orice substanță, chiar de natură microbiologică, care nu este consumată în mod normal ca un ingredient tipic al alimentului, chiar dacă are sau nu are valoare nutritivă, a cărui adăugare în produsul alimentar este legată de un scop tehnologic în fabricarea, ambalarea sau păstrarea produselor alimentare, cu efect cert sau de la care se așteaptă efecte convenabile asupra proprietăților acestora”.

Din definiția concepută de Comisia Codex Alimentarius FAO/OMS, ajungem la concluzia că folosirea aditivilor alimentari este motivată în scopul:

Conservării valorii nutritivea unui produs;

Ameliorarea calității de păstrare și stabilitate a unui produs;

Îmbunătățirea fabricării, ambalării produsului, depozitării și transportul acestuia.

Adăugarea aditivilor în produsele alimentare nu este motivată atunci când:

Doza de folosire propusă pune în pericol consumatorul și sănătatea acestuia;

Rezultă o scădere sensibilă a valorii nutritive a produselor;

Se plănuiește ascunderea defectelor produsului sau mascarea unor erori de fabricație sau de manipulare;

Se induce în eroare consumatorul.

O definiție mai actuală a aditivilor alimentari este dată de Asociația Drepturilor Consumatorilor din România, prin care înțelegem “orice substanță care în mod normal nu este consumată ca aliment în sine și care nu este utilizată ca ingredient

alimentar caracteristic, având sau nu o valoare nutritivă, prin a cărei adăugare intenționată la produsele alimentare în scopuri tehnologice pe parcursul procesului de fabricare, prelucrare, preparare, tratament, ambalare, transport sau depozitare a unor asemenea produse alimentare, devine sau poate deveni ea însăși sau prin derivații săi, direct sau indirect, o componentă a acestor produse alimentare.”

I.2 Clasificarea aditivilor alimentari

Cu toate că problema aditivilor folosiți în fabricarea produselor alimentare este larg dezbătută, nu există o clasificare certă, ci mai degrabă o clasificare a acestora privind efectele ce le au asupra produselor alimentare în care sunt folosite.

Loiseau (1972) a clasificat aditivii alimentari astfel:

Clasa I, conservanți: enzime; agenți de sărare; agenți care împiedică casarea vinurilor; antimicrobieni și antifungici.

Clasa a II-a, modificatori de textură și consistență: enzime; agenți anti-spumanți; agenți de afânare; agenți de dispersie; gelifianți; emulgitori, stabilizanți și substanțe de îngroșare.

Clasa a III-a, modificatori de caractere senzoriale: substanțe care influențează gustul, mirosul sau aspectul (substanțe de sărare, acidulanți, edulcoranți naturali, agenți de albire, intensificatori de gust, enzime și substanțe care fixează culoarea); coloranți.

Clasa a IV-a, substanțe de ameliorare a valorii nutritive: aminoacizi și peptide; oligoelemente; săruri minerale; vitamine și provitamine.

Clasa a V-a, agenți tehnologici: solvenți; enzime; decoloranți; clarificatori; substanțe de omogenizare; substanțe de fluidificare; coagulanți și anticoagulanți; umectanți; substanțe de reținere a apei, de înmuiere, de aglomerare, plastifiante, acidificare și neutralizare.

Reprezentați dintr-o altă perspectivă, aditivii pot fi împărțiți astfel:

Coloranți;

Substanțe antiseptice și stabilizatoare;

Antioxidanți;

Agenți cu acțiune de sechestrare, tamponare, întărire și sinergetică;

Substanțe emulgatoare;

Hidrocoloizi;

Arome, aromatizanți și potențiatori de aromă;

Acidulanți;

Îndulcitori;

Substanțe pentru menținerea culorii cărnii;

Substanțe formatoare de spumă;

Substanțe pentru tratamentul de suprafață al produselor alimentare și pentru albire;

Substanțe de afânare;

Substanțe pentru condiționarea aluatului;

Substanțe pentru nutriția drojdiilor de panificație;

Substanțe pentru limpezire și stabilizare.

I.2.1 Coloranți

Coloranții pot fi descriși ca fiind îmbinari organice, naturale sau sintetice, care au proprietatea de a colora, deși, ei înșiși sunt colorați. “Pentru ca o combinație chimică organică colorată să fie și materie colorantă, ea trebuie să îndeplinească anumite condiții de solubilitate, de stabilitate la lumină sau la alți agenți fizici, de aderență etc.” (Banu, 1985)

O substanță este văzută ca fiind colorată din cauza prezenței în molecule a unor grupe de atomi, denumite “cromatofori”, iar pentru fiecare cromatofor se leagă de una sau mai multe benzi din spectrul vizibil sau ultraviolet (spectrul UV-VIS). Ca această substanță să dețină proprietatea de a colora, ea trebuie să posede în molecule și alte grupe de atomi, precum “auxocromele”, care produc o închidere și o accentuare a culorii. Auxocromele pot fi grupate în grupele amino, grupele hidroxilfenolice, dar și derivații lor.

Organizația Mondială a Sănătății (OMS) a studiat coloranții în 1964, din punct de vedere al compoziției chimice, dar a luat în calcul și rezultatele bilanțului toxicologic și a elaborat o clasificare a coloranților în șapte categorii (A, B, C1, C2, C3, D și E), în funcție de toxicitatea fiecăruia. În prezent, cea mai simplă clasificare împarte coloranții în coloranți naturali și coloranți sintetici.

I.2.1.1 Coloranți naturali

Coloranții naturali reprezintă substanțe complexe obținute dintr-o anumită plantă sau din diferite organe ale acesteia prin extracție. Produșii rezultați au proprietăți ideale, aceștia fiind solubili în apă. Utilizarea coloranților naturali este limitată din cauza faptului că aceștia nu sunt rezistenti la tratament termic și reprezintă un dezavantaj în utilizarea lor.

În funcție de utilizarea lor în industria alimentară, coloranții naturali sunt încadrați în: antociane și betaciane, carotinoide, clorofile, flavine, chalcone, antrachione și flavone.

Sunt folosiți la procesul de fabricare și prelucrare a băuturilor nonalcoolice, a deserturilor, budincilor, supelor, a produselor de panificație și de patiserie, a carnii și multe altele.

I.2.2 Coloranți sintetici

Coloranții alimentari de natură sintetică aparțin de câteva clase mai importante, printre care: azoici, trifenil-metanici, chinoniminici, azinici și indigoide.

I.2.2.1 Coloranți roșii

Din această categorie fac parte azorubina, amarantul, Roșu cosenila A, Ecarlat GN.

Azorubina este un colorant ce face parte din grupa coloranților diazoici si se prezintă sub formă de pulbere brună-roșie, solubilă în apă. Azorubina este sarea disodica a acidului (sulfo-4-naftilazo-1) – 2-naftol-1-sulfonic-4).

Amarantul este inclus în grupa coloranților monoazoici și este sarea trisodica a acidului (sulfo-4-naftilazo-1) – 1-naftol-2-disulfonic-3,6. Este folosit în industrie ca și colorant roșu, solubin în apă. Se prezintă sub formă de pulbere, având o culoare brun-roșcat.

Ecarlatul GN este un colorant monoazoic și este sarea disodica a acidului (sulfo-6-xililazo-2,4)-2-naftol-1-sulfonic-5. Colorantul este hidrosolubil.

Eritrozina face parte din grupa xantenei, fiind sarea disodica sau dipotasica a tetra-2’, 4’, 5’, 7’ iodofluoresceinei. Este un colorant hidrosolubil, atât în apă, cât și în alcool etilic.

Citrus Red-2 este descris drept un colorant minoazoic, fiind 1-[2,5-dimetoxifenil)azo]-2-naftol. Are o culoare roșie-portocalie, fiind solubilă în lipide.

Fig I.2.2 Formula biochimică a azorubinei

I.2.2.2 Coloranți galbeni

În această categorie pot fi incluși următorii coloranți: tartrazina, crisoina S, galbenul de quinoleina și galbenul solid.

Tartrazina face parte din grupa coloranților monoazoici. Este sarea trisodica a acidului hidroxi-5-ρ-sulfofenil-1-(ρ-sulfofenilazo-)4 pirazol carboxilic-3.

Crisoina S este inclus în grupa coloranților azoici, fiind sarea de sodiu a 4-(4-sulfofenilazo)-rezorcinol. Este un colorant hidrosolubil.

Galbenul de quinoleină este catalogat drept colorant quinoftalonic și este sarea disodică a acidului (quinoleil-2)-2 indandion-1,3 disulfonic și este hidrosolubil.

Galbenul solid face parte din grupa coloranților azoici și este sarea disodica a acidului (sulfo-4-fenilazo)-5-aminobenzen-2-sulfonic și este hidrosolubil.

Fig. I.2.2.2 Formula biochimică a tartrazinei

I.2.2.3 Coloranți portocalii

Aici pot fi incluși colorantii Orange S (galbenul strălucitor FCF), Orange GGN și Orange I.

Galben-Orange S este un colorant monoazoic și este sarea disodică a acidului (sulfo-4’-fenilazo)-1 naftol-2-sulfonic-6 și este hidrosolubil. Doza zilnică admisibilă este de 0-5 mg/kilocorp.

Orange GGN este un colorant alimentar hidrosolubil galben și face parte din grupa coloranților monoazoici, fiind sarea disodica a acidului (sulfo-3-fenilazo)-1 naftol-2-sulfonic-6. Este folosit în industrie ca aditiv pentru băuturi nonalcoolice, rahat, înghețată, produse de panificatie, ciocolata, produse zaharoase, băuturi alcoolice, bomboane și drajeuri.

Orange I este catalogat drept un colorant monoazoic și este sarea sodica a acidului ρ-(hidroxi-4 naftil-1) azo benzen sulfonic. Este hidrosolubil și nu există date până în prezent care să ateste toxicitatea acestuia asupra omului.

Fig. I.2.2.3 Formula biochimică a Orange GGN

I.2.2.4 Coloranți albaștri

Din această categorie fac parte coloranții albastru de indantren RS, albastru patentat V, indigotina și albastrul brillant FCF.

Albastru de indantren RS este inclus în grupa derivaților antrachinonici și este dihidro-N, N’ antrachinon-azin-1,1, 1’2’. Este hidrosolubil, atât în apă, cât și în uleiurile alimentare. Nu s-a implus o doză zilnică admisibilă la om.

Albastru patentat V este cunoscut ca un colorant derivat de triarilmetan și este sarea de calciu a acidului anhidrid-m-hidroxitetraetil-diamino-trifenil-carbinol disulfonic și este hidrosolubilă. Inițial, a fost fixată o doză zilnică admisibilă pentru om, dar a fost anulată din lipsa datelor suficiente.

Indigotina se extrage din Indigofera tinctoria, iar colorantul este sarea disodica a acidului indigotin-disulfonic 5,5’. Este un amestec de acizi indigotin-sulfonici, având în principal indigotin-disulfonic 5,5’ și acid indigotin-disulfonic 5,7’. Este hidrosolubil. Legislația română permite utilizarea indigotinei în înghețată, produse de patiserie, rahat și prăjituri.

Albastru de Brillant FCF este un colorant derivat al triarilmetanului și este sarea disodica a 4-{[4-(N-etil-ρ-sulfobenzilamina)-fenil]-(2-sulfoniumfenil)-metilen}[(N-etil-N-ρ-sulfobenzil)-∆2,5-ciclohexadien-imina]. Este un colorant hidrosolubil. Nu este stabilită o doză zilnică admisibilă din lipsa datelor suficiente legate de toxicitate.

Fig. I.2.2.4 Formula biochimică a indigotinei

I.2.2.5 Coloranți verzi

Cunoscut drept colorant sintetic verde este Verdele acid brillant BS.

Verdele acid brillant BS este inclus în grupa triarilmetanului și este sarea monosodica a acidului 4,4’-bis (dimetilamino)-difenilmetilen-[naftol-3,6-disulfonic]. Este un colorant alimentar hidrosolubil, iar din punct de vedere toxicologic nu s-au stabilit doze zilnice admisibile pentru om.

I.2.2.6 Coloranți negri

În categoria coloranților alimentari negri sunt găsiți Negru brillant BN “pur”, Negru 7984 și cărbunele medicinal vegetal.

Negru brillant BN “pur” aparține grupei de coloranți diazoici și este sarea tetrasodica a acidului [(ρ-sulfo-4-fenilazo) sulfo-7-naftilazo-1]-2 acetoamino-8-naftol-1 disulfonic-3,5. Este folosit ca și colorant alimentar, hidrosolubil. În urma testelor efectuale, a fost stabilită o doză zilnică admisibilă, doar parțial, de 0-2,5 mg/kilocorp.

Negru 7984 este inclus în grupa coloranților diazoici și este sarea tetrasodica a acidului 6-amino-4-hidroxi-1 {[7-sulfo-4-(ρ-sulfofenil)azo]1-naftil}-2,7-naftalen disulfonic.

Fig. I.2.2.6 Formula biochimică Negru 7984

I.2.2.7 Coloranți bruni

Sunt cuprinși Caramelul, Brun FK și Brun Chocolat HT.

Caramelul mai este cunoscut și sub numele de zahăr ars și se obține prin încălzirea a zahărului până la topire (cu aproximație 200oC) și prin diluare cu apă se obțin lichide de culoare brună sai galben-auriu. În industria alimentară este folosit în lichioruri, romuri, bere, oțet, în patiserie, dar și în structura înlocuitorilor de cafea. Pentru om a fost admisă o doză zilnică admisibilă de 0-100 mg/kilocorp.

Brun FK aparține grupei diazoici, acesta fiind o combinație dintre sarea disodică a acidului 4’4[(4,6-diamino-m-totil)azo] benzen sulfonic.

Brun chocolat HT este inclus în grupul diazoici și este sarea disodica a acidului 4,4’{[2,4 dihidroxi-5-hidroxi-metil)-m fenil] bis (azo)}. Este un colorant alimentar hidrosolubil.

I.2.3 Substanțe antiseptice și stabilizatoare

Antisepticele sunt substanțe chimice ce sunt folosite pentru a opri acțiunea și dezvoltarea unor microorganisme și le pot distruge, depinzând de concentrația utilizată și de specia microorganismelor. Acțiunea antisepticelor este dependentă de concentrația substanței, temperatură, durata de contact, numarul microorganismelor, specie și stadiul de dezvoltare, pH-ul și compoziția chimică a mediului.

Concentrația, pentru aceleași condiții de mediu, aceeași temperatură, dar și acelasi număr de microorganisme, este direct proporțională cu acțiunea antisepticului asupra microorganismelor. Fiecare substanță antiseptică este caracterizată printr-o putere aparte de distrugere. Temperatura influențează eficacitatea antisepticului asupra microorganismelor și este valabilă pentru antisepticele volatile sau gazoase. Durata de contact este invers proporțională cu concentrația antisepticului, cu cât concentrația este mai mare, cu atât durata de contact este mai mică. Numărul microorganismelor influențează eficiența antisepticului. Specia și stadiul de dezvoltare afecteaza acțiunea substanței antiseptice, fiecare specie răspunzând diferit față de antiseptic, la fel ca și stadiul de dezvoltare. pH-ul este invers proporțional cu concentrația antisepticului, astfel, la un pH mic va fi nevoie de o concentrație mare de antiseptic. Compoziția chimică a mediului are efecte asupra substanței antiseptice; dacă alimentele ce au un conținut bogat în proteine sunt mai greu de conservat cu antiseptice, iar cele bogate în zaharuri reducătoare scade acțiunea antiseptică a SO2.

Principalele substante antiseptice folosite în industrie sunt împărțite în două clase:

Antiseptice propriu zise: acid ascorbic, sorbat de sodiu, sorbat de potasiu, benzoat de calciu, etil-ρ-hidroxibenzoat, Na-propil-ρ-hidroxilbenzoat, dioxid de sulf, sulfit de sodiu, bisulfit de calciu, bisulfit de sodiu, tiabendazol, acid formit, formiat de sodiu, acid boric, tetraborat de sodiu și nizina;

Substanțe destinate în principiu altor utilizări: azotit de potasiu, azotit de sodiu, azotat de sodiu, azotat de potasiu, acid acetic, acetat de potasiu, diacetat de sodiu, acetat de calciu, acid acetic, acid propionic, propionat de calciu, dioxid de carbon.

În opinia lui C. Banu (1985), în funcție de scopul utilizarii în produsele alimentare, substanțele antiseptice și stabilizatoare se împart în:

Tabelul I.2.3 Substanțe antiseptice și stabilizatoare

I.2.4 Antioxidanți

Substanțele antioxidante înfățișează o categorie de aditivi alimentari, care sunt folosiți pentru conservarea calității grăsimilor, oprind sau încetinind procesul de degradare al acestora prin râncezire sau autooxidare.

Spre exemplu, în cazul unui produs alimentar, a început procesul de degradare al grăsimilor, produsul va deveni inadecvat pentru consum, având loc modificări asupra gustului și mirosului. Astfel, se reduce valoarea nutritivă, iar grăsimile degradate vor avea o acțiune nocivă asupra organismului, printre altele putând leza mucoasa gastrică și se ajunge la scăderea coeficientului de folosire digestivă a produselor alimentare.

În literatura de specialitate există mai multe clasificări ale antioxidanților, dar cei mai mulți autori îi cataloghează în:

Antioxidanți primari → naturali;

→ sintetici;

Antioxidanți secundari.

Antioxidanții primari au posibilitatea de a interfera în mod direct în procesele grăsimilor de oxidare. Antioxidanții naturali includ tecoferolii, acidul galic, acidul ascorbic, flavonoizii, acidul nordihidroquaiaretic, preparate din soia, cacao, ovăz etc. Antioxidanții sintetici cuprind acidul ditiopropionic, difenilparafenilendiamina, butilhidroxitoluen și butilhidroxianisol. Din antioxidanții secundari fac parte substanțe sinergetice și complexanții metalelor.

Se cunoaște faptul că nu există un antioxidant universal, care să poată fi folosit în toate produsele alimentare, și de aici problema alegerii antioxidantului potrivit. În funcție de produsul alimentar, antioxidantul va fi ales după mai multe criterii, printre care: potențialul antioxidant, compatibilitatea cu produsul alimentar, tipul de prelucrare a produsului alimentar, solubilitatea și dispersabilitatea antioxidantului, aciditatea sau alcalinitatea produsului alimentar, modificarea culorii produsului, dar și modul de aplicare al antioxidantului.

Tabelul I.2.4 Toxicitatea acută a acidului galic și a esterilor acidului galic

Potrivit lui C. Banu (1985), în țara noastră este permisă folosirea unor anumiți antioxidanți, printre care:

Galatul de dodecil;

Butilhidroxianisol;

α-tecoferol;

Acid ascorbic;

Ascorbat de sodiu;

Palmitatul și stearatul de ascorbil;

Acidul izoascorbic și izoascorbatul de sodiu.

Fig. I.2.4 Formula biochimică a galatului de dodecil

I.2.5 Agenți cu acțiune de sechestrare, stabilizare, tamponare, intărire și sinergetică

În această categorie sunt incluse substanțe care au rolul primordial de a chela (sechestra) metale, precum Mg, Fe, Zn și Cu. Prin chelarea metalelor, în mod expres a fierului și cuprului, se contramandează efectul oxidant al metalelor implicate, iar eficiența substanțelor antioxidante este în mod concret mai mare. Printre cele mai importante substante din această categorie sunt: citratul de potasiu, citratul de calciu, citratul de sodiu, tartrat de potasiu, tartrat de sodiu, acetat de calciu, clorura de calciu, ortofosfații de potasiu și sodiu, pirofosfatul tetrasodic, ferocianura de potasiu, acidul etilendiaminotetraacetic, lactatul de calciu și lactatul de potasiu.

În industria alimentară și datorită acțiunii de chelare, agenții de chelare sunt folosiți pentru:

Împiedicarea râncezirii uleiurilor arahidelor și nucilor toastate;

Stabilizarea grăsimilor și uleiurilor comestibile, dar și prelungirea duratei de depozitare;

Menținerea aromei la margarină;

Menținerea culorii preparatelor din carne;

Îndepărtarea catalizatorilor metalici din grăsimi;

Evitarea apariției unor defecte de culoare;

Prevenirea apariției gustului și al mirosului rânced;

Fig. I.2.5 Formula biochimică a acetatului de calciu

I.2.6 Substanțe emulgatoare

Substanțele emulgatoare sunt complexe formate din lichide nepolare cu lichide polare, nemiscibile, fiind stabile și eterogene. Acestea se pot împărți în 2 categorii de emulsii, adică cele de tipul ulei în apă (U/A) și cele de tipul apă în ulei (A/U).

În urma studiilor făcute de Krog și Lauridsen (1976), substanțele emulgatoare sunt folosite în industria alimentară, datorită funcțiilor pe care le au:

Reducerea tensiunii de suprafață la interfață ulei-apă, acțiune ce promovează emulsionarea;

Formarea echilibrului de fază între ulei-apă și emulgator la interfată , stabilizând emulsia;

Interacțiunea cu amidonul și componentele proteice ale alimentului, conducând la modificarea texturii și proprietăților reologice ale acestuia;

Modificarea comportării polimorfice ale grăsimilor și uleiurilor.

Astfel, ca substanțele emulgatoare să poată fi folosite în industrie, trebuie să îndeplinească o serie de condiții economice, tehnologice și de inocuitate, precum să fie lipsit de substanțe nocive, să dețină proprietăți funcționale în raport cu produsul în care este adăugat, să fie accesibil și ușor de încorporat, să nu apară modificari în cursul depozitării, să fie economici din punct de vedere al costului, dar și al concentrației la care se folosesc.

În funcție de produsul alimentar în care urmează să fie adăugate substanțe emulgatoare, trebuie să se țină seama că emulgatorii cationici și anionici nu sunt compatibile și nu trebuiesc utilizați simultan, pentru că își vor anula reciproc acțiunea tensioactivă. Substanțele emulgatoare neionice pot fi adăugați alături de alți emulgatori de același tip sau numai cu cei ionici.

Tabelul I.2.6 Clasificarea substanțelor emulgatoare

Exemple de substanțe emulgatoare: Gliceril-1-mono miristat (C17H34O4), propilenglicolmonostearat (PGMS) și propilenglicolmonopalmitat (PGMP), fosfatidilcolină, fosfatidiletanolamină, monopalmitat de sorbitan, tristearat de sorbitan, monolaurat de polioxietilen sorbitan, tristearat de polioxietilen sorbitan, stearat de polioxietilenă și Na-stearoil-lactat.

I.2.7 Hidrocoloizi

Astăzi, sunt cunoscuți sub denumirea de gume și sunt substanțe ce au o masă moleculară mare și dețin un set de proprietăți funcționali și sunt intens folosiți în industria alimentară.

“Circa 77% din totalul hidrocoloizilor, folosiți în industria alimentară, sunt necesari pentru capacitatea lor de îngroșare, stabilizare, formare de filme și de reținere a apei, respectiv gelificare.” (Stoloff, 1960)

Tabelul I.2.7 Funcțiile hidrocoloizilor din produsele alimentare

(tabel prelucrat după Glicksman – 1979 și Meer și colab. – 1975)

Clasificarea hidrocoloizilor și exemple:

Exudate din arbori (gume de exudație): gumă arabică, gumă de Sudan, gumă de Senegal

Gume din semințe: guma guar, gumă Carruba

Extracte din plante: acid poligalacturonic, iaurt de pectină

Extracte din alge: agar, carrageenan, alginați

Gume de fermentare: dextran, xantan,

Amidon: amidon depolimerizat, amidon reticulat, amidon oxidat, amidon aldehidic

Derivații celulozei: carboximetilceluloză sodică (Na-CMC), metilceluloză (MC), hidroxipropilceluloză (HPC), hidroxipropilmetilceluloză (HPMC)

Proteine de origine animală: gelatina, globina, albumina, cazeina

Proteine de origine vegetală: gluten

Polidextroza: polidextroză-N

Fig. I.2.7 Formula biochimică a acidului poligalacturonic

I.2.8 Arome, aromatizanți și potențiatori de aromă

De-a lungul istoriei, oamenii de știință au elaborat trei noțiuni pentru definirea și caracterizarea aromei, dar fiecare având câte un dezavantaj. Astfel, putem considera mai completă noțiunea formulată de Hall (1968), “Aroma este suma acelor caracteristici ale unui material luat în gură și care este percepută de către simțurile de gust și miros și de asemenea de receptorii de durere și tactili din gură, primită și interpretată de creier” – ca fiind cea mai viabilă.

De cele mai multe ori, în stadiul de prelucrare al alimentelor, se pierd în mari cantități substanțele volatile de aromă, rămânând precursorii acestora și sunt transformați în substanțe de aromă prin adaos. În zilele noastre există înclinarea de a consuma produse alimentare ce au arome mult mai intense, iar acest fapt implică folosirea aditivilor alimentari de către fabricanți.

În decursul evoluției societății, oamenii au realizat mai multe clasificări ale aromatizanților (Hall, 1968; Banu și colab. 1982) s-a concluzionat, în final, că aromatizanții se împart în trei categorii: aromatizanți naturali – condimente propriu-zise și plante aromatizante, legume, uleiuri și extracte de drojdie, vegetale și animale. aromatizanți sintetici – acetat de geranil (3,5 dimetil-2 trans, 6-octadienil-acetat), anetol (trans-p-propenilanisol; 1-metoxi-4-propenil-benzil), aldehidă benzoică, acetat de benzil (benzilacetat), butirat de etil (C6H12O2), cinamat de etil (Etil-3-fenilpropenoat), etil antranilat, formiat de geranil, linalol, metilantranilat. aromatizanți de prelucrare termica (tehnologică) – hidroliza acidă.

În adevăratul sens al cuvântului, potențiatorii de aromă sunt substanțe care, prin natura lor, nu dețin gust și miros, dar au proprietăți sinergetice în combinație cu alte substanțe din produsul alimentar. Aceștia sunt foarte activi, chiar și în cantități infime. Exemple de potențiatori de arome: glutamat monosodic, 5’-Nucleotide, maltol (2-metil-3-hidroxi-4-pirona), glutamat de magneziu.

Fig. I.2.8 Formula biochimică a glutamatului de magneziu

I.2.9 Acidulanți

În industria alimentară, acidulanții sunt folosiți datorită proprietăților pe care le dețin, precum: agenți de aromatizare, agenți de tamponare, agenți de conservare, agenți sinergetici față de antioxidanți, agenți de modificare a vâscozității în cazul produselor de patiserie, dar și agenți de sărare.

În funcție de produsul alimentar, cei mai importanți acidulanți sunt acidul lactic(C3H6O3), acidul fumaric(C4H4O4), acidul citric(C8H8O7), acidul tartric(C4H6O6), acidul malic(C4H6O5), acidul acetic, acidul adipic(C6H10O4) și acidul fosforic(H3PO4).

Fig. I.2.9 Formula biochimică a acidului lactic

I.2.10 Îndulcitori

Valoarea calitativă a unui produs alimentar este însoțită și cu gradul de dulce al acestora, substanțele răspunzătoare de “dulceață” au posibilitatea de a fi componente intrinseci ale produsului (precum fructele, mierea de albine ș.a.) sau adăugate (bomboane, produse de patiserie, cofetărie, siropuri, sucuri ș.a.).

Aceste substanțe îndulcitoare pot fi clasificate în 3 grupe:

Îndulcitori naturali nutritivi (zaharoză, zahăr lichid, zahăr brun, melase, mierea de albine, dextroza, fructoza, lactoza, sirop de zahăr invertit, sirop de glucoză, izosirop, maltodextrine, sorbitol);

Îndulcitori naturali nenutritivi (filodulcina, steviozidul, glicirizina, osladina, miraculina, monelina și taumatina);

Îndulcitori sintetici nenutritivi (aspartan, acesulfam C4H4NO4SK, ciclamat de sodiu, zaharina, acid ciclohexilsulfanic și dulcina).

Orice îndulcitor se caracterizează prin gradul său de îndulcire, care, în principiu, se referă la gradul de dulce al zaharozei, considerat egal cu 1 sau 100. Prin acest grad de dulce se poate deduce numarul de grame de zaharoză ce trebuiesc dizolvate într-un volum de apă, pentru ca soluția să capete gust dulce egal cu cel al unei solutii cu același volum, în care s-ar fi dizolvat 1g substanță de testat.

Gradul de dulce poate fi influențat de concentrația îndulcitorului, de pH, de temperatură și mediul de solubilizare, iar în ultimă fază de sensibilitatea degustătorului.

Fig. I.2.10 Formula biochimică a filodulcinei

I.2.11 Substanțe pentru menținerea culorii cărnii

În faza de sărare a cărnii pentru fabricarea preparatelor din carne, a conservelor si semiconservelor de carne, pentru menținerea culorii roșii a cărnii sunt folosiți azotați, azotiți, acidul ascorbic și sărurile sale de sodiu, precum sorbatatul de sodiu și glucono-δ-lactona.

Datorită pigmenților de mioglobină și hemoglobină, culoarea roșie specifică lor este impregnată în carne. Concentrația celor doi pigmenți în carne va diferi și poate fi influențată de factori care depind de animal, dar și de tehnologia de prelucrare primară a animalelor (Livingston și Brown, 1981).

În prezent, se încearcă interzicerea utilizării azotaților în procesele de sărare, pentru că la niveluri adăugate în mod normal, nu manifestă acțiune de inhibare asupra microorganismelor și degradarea lor este dependentă de numeroși factori, precum activitatea microflorei azotat-reducătoare, timpul, pH-ul, temperatura. Astfel, este aproape imposibil de diagnosticat nivelul de azotat rezidual în produsul finit, în special la produsele afumate și uscate, la care formaldehida din fum micșorează activitatea azotat-reducatoare a microorganismelor.

Azotații nu sunt toxici în doze mici. Ei sunt absorbiți rapid în intestinul subțire și excretați prin rinichi.

Doza zilnică admisibilă a fost stabilită de către OMS la 5mg/kilocorp, deci 350 mg/zi pentru un individ de 70 kg. Azotații prezintă toxicitate directă, dar și indirectă. Dozele letale sunt la nivelul câtorva grame pentru adult și de 0,2-0,5 g pentru copii, ai căror pigmenți sangvini pot fi mai sensibili la oxidare.

I.2.12 Substanțe formatoare de spumă

Spumele pot fi definite ca sisteme disperse de gaz-lichid sau lichide dispersate laminar în gaze. Inițial, toate spumele sunt sisteme corpusculare formate din bule de gaze sferice ce sunt dispersate în masa mediului lichid, după care bulele de aer, în timp ce se acoperă cu pelicule bilaterale de lichid, se ridică la suprafața lichidului. Prin urmare, vor forma o structură celulara sub forma de rețea. După formare, spumele vor căpăta o formă mai stabilă, de pelicule sau lamele, devenind astfel sisteme bidimensionale gaz-lichid. Acest gen de spumă se numeste statică sau poliedrică și reprezintă structura cea mai stabilă.

Pentru realizarea spumelor, dar și pentru asigurarea stabilității lor este indispensabilă prezența substanțelor de spumare, care au un rol dublu: înlesnesc formarea spumelor prin micșorarea tensiunii superficiale a dizolvantului și prin creșterea capacității de udare față de gaze; intră în distribuția membranelor protectoare ale bulelor de gaz, stabilizând spuma formată.

Indiferent de natura lor, substanțele de spumare sunt nevoite să îndeplinească mai multe condiții pentru a fi utilizate în industria alimentară, printre care:

Să fie accesibile pentru industria alimentară și economice ca preț;

Să fie solubile în apă, iar solubilitatea să se desfășoare într-un domeniu larg de pH;

Să dețină capacitate mare de spumare;

Sa fie eficace pentru un interval mare de temperatură;

Spumele obținute să fie stabile pentru perioade mari de timp.

Substanțele formatoare de spumă se clasifică în următoarele clase:

Substanțe de spumare de origine neproteică (extractul de ciuin, extractul de lemn dulce – Glycyrrhiza glabra);

Substanțe de spumare de origine proteică (albumina din lapte, albumina din plasmă, globina eritrocitară, albuș de ou).

I.2.13 Substanțe pentru tratamentul de suprafață al produselor alimentare și pentru albire

Substanțele pentru tratamentul de suprafață sunt folosite în industria alimentară pentru lustruirea unor tipuri de bomboane, glasarea orezului, acoperirea suprafeței brânzeturilor, acoperirea suprafeței unor fructe, acoperirea suprafeței ouăleor și întărirea țesuturilor superficiale ale unor fructe și legume.

Din această categorie, ca exemple, pot fi menționate: ceara de albine, ceara de Carnauba, uleiul de vaselină, parafina, talcul, silicatul de sodiu, silicatul de potasiu, apă de var, carbonat de calciu, acetat de calciu, sulfatatul de aluminiu și sodiu, lactatul de calciu și citratul de calciu.

Substanțele pentru albire sunt utilizate în masă sau pentru tratament de suprafață. Printre cele mai importante substanțe de albire sunt peroxidul de calciu, peroxidul de benzoil, dioxidul de clor, soluția de peroxid de hidrogen, persulfatul de amoniu.

Fig. I.2.13 Silicat de sodiu

I.2.14 Substanțe de afânare

Pentru fabricarea unor produse de patiserie sau făinoase, precum turte dulci, biscuiți, vafe, gresine, este necesar ca aluatul să fie în prealabil afânat sau afânarea ar trebui să se producă în timpul coacerii produselor. Afânarea se poate realiza pe cale mecanică (fizică), biologică și chimică. Agenții de afânare trebuie să îndeplinească câteva condiții, printre care:

Să producă o cantinate suficientă de gaze pentru o masă minim;

Să nu imprime produsului gust și miros străin;

Să nu fie toxici și să nu lase reziduuri toxice în produsul finit;

Să-și păstreze calitatea în condiții diverse;

Printre cei mai importanți afânatori chimici utilizați în industria alimentară, putem enumera bicarbonatul de sodiu, bicarbonatul de potasiu, bicarbonatul de amoniu și carbonatul de amoniu.

Este recomandat ca acestea să se utilizeze în produse cu umiditate scăzută, pentru că, dacă există un conținut mare de apă, amoniacul va fi reținut, iar produsul va căpăta miros de amoniac. Afânătorii cu amoniac sunt recomandați numai pentru produsele subțiri, precum biscuiții și gresinele, care, încălziți la temperatura de coacere nu păstrează în masa lor amoniacul.

Fig. I.2.14 Formula biochimică a bicarbonatului de sodiu

I.2.15 Substanțe pentru condiționarea aluatului

Calitatea făinii este un factor primordial, iar pentru condiționarea aluatului se pot folosi diferite substanțe.

I.2.15.1 Substanțe care oferă “întărirea” proteinelor glutenice (oxidanți)

Aceste substanțe sunt folosite pentru creșterea în volum a pâinii, textură mai bună, obținerea unui miez de culoare mai deschisă, dar și o coajă mai bună. Oxidanții au un efect mic asupra formarii de gaze, dar în mod cert afectează reținerea de gaze în aluat. Ei exercită o acțiune si asupra substanțelor cu caracter reducător ce sunt prezente în aluat, pe care le aduce în formă oxidată și inactivă.

Din această categorie de substanțe fac parte iodatul de calciu, iodatul de potasiu, bromatul de calciu și potasiu, peroxidul de calciu, acidul ascorbic, dioxidul de clor, peroxidul de benzoil, azodicarbonamidă, persulfatul de potasiu și de amoniu.

I.2.16 Substanțe pentru nutriția drojdiilor de panificație

În prezent, se cunoaște faptul că drojdiile au nevoie de o nutriție bogată în glucide, lipide, substanțe cu azot, de vitamine precum tiamina, riboflavina, piridoxina, nicotinamida, dar și de substanțe minerale. Pentru activarea scăderii consumului de drojdie în produsele de panificație, în mod curent, se practică activarea acesteia. Prin urmare, drojdia este cultivată pe un mediu de cultură bogat în glucide, surse de azot și fosfor. Sursele de azot și fosfor utilizate în acest caz sunt fosfatul de amoniu monobazic (NH4H2PO4) și fosfatul de amoniu bibazic [(NH4)2HPO4].

I.2.17 Substanțe pentru limpezire și stabilizare

În acest caz, ne referim la produsele alimentare lichide, în special la vinuri și bere, la care limpiditatea și stabilitatea sunt criterii importante pentru a stabili calitatea superioară, favorabilă consumului.

În funcție de produsul alimentar pentru care se optează folosirea substanțelor pentru limpezire și stabilizare, acestea se împart în dioxid de sulf, acid sorbic, acid ascorbic, ferocianura de potasiu, bentonita, acidul citric, acidul metatartric, acidul tanic, acid etilendiaminotetraacetic (EDTA), clei de pește (ichtiocolul), polivinilpolipirolidona (PVPP), caolinul, dar și substanțe bogate în carbon.

Fig. I.2.17 Formula biochimică a etilendiaminotetraacetic

I.3 Domenii ale industriei alimentare ce utilizează aditivi alimentari

Industria alimentară include o totalitate de ramuri industriale axate pe producția sau fabricația de alimente sub diferite forme, fie finite sau semi-fabricate, precum și a produselor din tutun, a săpunurilor și detergenți. industria alimentară ca complexitate este strâns legată de agricultură ca furnizor de materii prime și de asemenea, cu comerțul. O parte a industriei alimentare tinde spre zonele cu materie primă, pe de altă parte cealălaltă în zonele de consum. (http://ro.wikipedia.org/wiki/Industrie_alimentar%C4%83)

Se cunoaște faptul că, în prezent, nu există produs alimentar (cu excepția produselor “bio”) care nu conține aditivi alimentari sau E-uri. Cu toate că există interdicții de a fi folosite în procesul de fabricare, acestea sunt utilizate în continuare, ignorând sănătatea consumatorilor și punând în prim-plan veniturile ce pot fi realizate.

I.3.1 Aditivi alimentari utilizați în industria de prelucrare a cărnii

Este cunoscut faptul că aditivii alimentari sintetici din preparatele și semipreparatele din carne rămân în organismul uman chiar și zeci de ani, pentru ca tubul digestiv nu le poate digera. Acest fapt poate degenera în diferite boli, chiar și în forme de cancer, depinzând de fiecare organism în parte.

Fără a face studii amănunțite și analize de laborator, citind eticheta produselor din carne, putem constata prezența următorilor aditivi alimentari: făina de soia, caragenan, polifosfat de potasiu, acid ascorbic, glutamat monosodic, lactoză, dextroză, nitrit de sodiu și de potasiu, dar și carmin.

Totuși, acești aditivi sunt doar câțiva din cei adăugați de producători. Pe lângă aceștia, trebuie menționat faptul că, carnea nu este niciodată pură și exceptând aditivii, mai poate conține și slănină tare, soia, alte grăsimi, șorici, saramură, făină de soia, proteine vegetale, oase măcinate și multe altele.

I.3.2 Aditivi alimentari utilizați în industria produselor lactate

Produsele lactate joacă un rol deosebit de important în viața noastră, iar în ultimele decenii, varietatea acestor produse a crescut considerabil, industria s-a dezvoltat întocmai cu cerințele de pe piață, iar aditivii nu au fost uitați să fie utilizați nici aici. Există o mare diversitate de produse, de la lapte integral sau degresat, până la smântână, brânzeturi, iaurturi, produse pe baza de ser și lapte praf.

Deși aditivii alimentari nu sunt menționați de producător pe ambalaj sau pe cutie, aceștia nu au întârziat să apară. Conform studiilor și cercetărilor efectuate, s-a constatat că în produsele lactate găsim următorii aditivi și substanțe chimice: amoniac, acid fosforic, peroxid de hidrogen, nonifenol, bisfenol, polifosfați, nitriți, fosfați, grăsimi saturate și cazeină.

I.3.3 Aditivi alimentari utilizați în industria băuturilor răcoritoare

Băuturile răcoritoare sunt sucurile cu sau fără acid (carbogazoase), ce se găsesc la fiecare magazin alimentar existent. Aceste băuturi sunt adevărate „bombe” pline de zahăr, cofeină și, evident, aditivi alimentari.

S-a demonstrat că, consumând în timp cantități mari de băuturi răcoritoare, acestea afectează grav organismul uman, afectând ficatul în mod special.

Câtiva aditivi folosiți la fabricarea băuturilor sunt trecuți pe eticheta, printre care: zaharină, edulcoranți, grăsimi, aspartam, acid ciclamic, acesulfam-k, benzoat de sodiu, corectori de aciditate, citrați de sodiu și mulți alții.

I.3.4 Aditivi alimentari utilizați în panificație

Zilnic, miliarde de oameni consumă măcar un produs de panificație, de la pâine și covrigi, până la ștrudele și plăcinte. Nici această industrie nu se dezice de aditivii alimentari, pentru a da o înfățișare mai bună, un gust mai puternic și o consistență mai bogată produselor.

De multe ori, aceste produse nu vin în ambalaje, prin urmare, populația nu știe ce igrediente sunt folosite la fabricarea lor. Dintre aditivii utilizați în panificație, indiferent de produs, putem enumera: carbonat de calciu, silicat de sodiu, clorură de calciu, peroxid de benzoil, bicarbonat de sodiu, carbonat de amoniu, sulfat de aluminiu, iodat de potasiu, persulfat de amoniu și ciclamat de calciu.