§ 29.1. Класифікація харчових добавок

за призначенням (поліпшувачі кольору, смаку, аромату)

Групування харчових добавок із урахуванням основ їх кла­сифікації здійснюють за технологічними фракціями. Воно скла­дається з п’яти груп:

1. Добавки, що поліпшують колір, смак і аромат харчових продуктів і напоїв.

2. Добавки, що регулюють консистенцію продуктів і напоїв.

3. Добавки, що сприяють збільшенню термінів придатності.

4. Добавки, що прискорюють і полегшують ведення техно­логічних процесів.

5. Добавки як допоміжні матеріали.

Добавки, що поліпшують колір, смак і аромат продуктів

Відомо, що головним критерієм вибору продуктів і напоїв спо­живачем є їх колір, смак і аромат. Споживач чекає від кожно­го харчового продукту і напою апетитного зовнішнього вигляду і, особливо, аромату, а також звичного приємного смаку. Упро­довж віків людство покращувало зовнішній вигляд, смак і аро­мат своїх харчових продуктів і напоїв, додаючи до них сіль, прянощі, оцет тощо. Надалі з розвитком високотехнологічного промислового виробництва харчових продуктів і напоїв з’яви­лася потреба в додаванні до них речовин, які значно поліпшу­ють такі показники їх якості, як колір, смак і аромат.

Доведено, що кольоро-, аромато- і смакоутворюючі речовини, які природним чином містяться у харчовій сировині, є дуже не­стійкими. За певних умов промислового перероблення (висока температура, холод, тиск, вакуум тощо) і за тривалого зберігання вони часто випаровуються і руйнуються. З огляду на це, у харчові продукти і напої необхідно додавати аналогічні їм речовини ззовні.

Цим прийомом слід користуватися під час створення техно­логії нових продуктів або для розширення асортименту тради­ційних продовольчих товарів (кондитерських кремів, безалко­гольних, слабоалкогольних і алкогольних напоїв).

Барвники. Величезне значення для споживача має колір хар­чового продукту і напою. Цей показник характеризує не тільки свіжість і якість продукту, а й необхідні параметри його впі­знавання. Відомо, що за колір продукту і напою відповідальни­ми є наявні в них барвники, які можуть міститися в них при­родним чином (морква, буряк, яєчний жовток, гарбуз тощо) чи можуть бути додані в процесі технологічного перероблення. Додані барвники відновлюють природне забарвлення, утрачене в процесі оброблення та зберігання відповідної харчової сиро­вини. Барвники підвищують інтенсивність природного забарв­лення; фарбують безбарвні продукти і безалкогольні напої, до­даючи їм привабливого вигляду та колірної різноманітності.

Усі барвники поділяються на органічні та неорганічні; на жи­ро-, водорозчинні і пігменти (нерозчинні ні у воді, ні в жирі).

Барвниками не вважають природно забарвлені харчові про­дукти, такі як натуральні соки (особливо томатний, шпинато­вий), мелені сухі буряки, морква, гарбуз тощо.

Поділяються барвники на натуральні та синтетичні. Виді­ляють натуральні барвники фізичними способами із рослин­них і тваринних джерел або піддають їх хімічній модифікації для поліпшення технологічних і споживацьких властивостей. Цілу низку барвників одержують не тільки виділенням їх із при­родної сировини, а й синтетично. Наприклад, каротин, отри­маний із моркви, за своєю молекулярною будовою відповідає каротину, одержаному мікробіологічним або хімічним шляхом. Слід зазначити, що натуральний каротин набагато дорожчий за мікробіологічний або хімічний і тому його рідко використо­вують у харчовій промисловості як барвник.

Для натуральних харчових барвників сировиною можуть бути квіти, ягоди, листя, коренеплоди, овочі, фрукти тощо, а та­кож відходи перероблення рослинної сировини на консервних і виноробних заводах.

Уміст барвників у рослинній сировині залежить від кліматич­них умов росту, складу ґрунту і часу збирання плодів і ягід. Су­часні технологічні процеси дають змогу одержувати натуральні препарати харчових барвників із заданими властивостями та стандартним умістом основного барвника.

За хімічними і біохімічничми властивостями барвники при­родного походження частіше за все належать до флавоноїдів (флавони, антоціани, флавоноли) і каротиноїдів. Крім того, у при­роді розповсюджені хлорофіл, бетанін, рибофлавін, кармін, пігменти (цукровий) колір тощо.

До синтетичних харчових барвників належать органічні спо­луки, які не зустрічаються в природі і є штучними. їх розділя­ють на азобарвники, три ари л метанові, ксантанові, хінолінові, індигоїдні. Усі вони належать до натрієвих солей. Синтетичні харчові барвники чудово розчиняються у воді, що дає змогу вносити їх у продукт або напій як водні розчини або розчини у рідких компонентах продукту. Для фарбування драже вико­ристовують пігменти.

Синтетичні харчові барвники дешевші за натуральні. Вони менш чутливі до умов технологічного перероблення і зберігання, дають яскраві і легко відтворювані кольори. Застосовують барв­ники при виробництві різних кондитерських виробів, безалко­гольних, слабоалкогольних і алкогольних напоїв, м’ясних та рибних продуктів, консервів, продуктів швидкого приготуван­ня, чіпсів, соусів тощо.

Відбілювачі. Відбілюючі речовини запобігають і усувають небажане фарбування продукту і напою шляхом хімічної реакції

з їх компонентами. За своєю хімічною природою відбілювачі належать до окиснювачів або відновників. Хімічна дія окис- нювачів заснована на виділенні ними активного кисню або хло­ру, що взаємодіють із небажаними фарбувальними речовина­ми продукту, перетворюючи їх на незабарвлені з’єднання.

Хімічні дії відновників (діоксиду сірки, сульфатів) поляга­ють в уповільненні процесів ферментативного і неферментатив- ного побуріння. Окиснювачі виявляють і іншу дію, будучи, перш за все, консервантами.

Застосовують відбілюючі речовини під час відбілювання бо­рошна, зерна, крохмалю, горіхів, культур бобів, желатину, риб­них консервів, маринадів, крабового м’яса, тріскових порід риб, кишок, окремих сортів сиру тощо.

Стабілізатори забарвлення. Функції стабілізаторів забарв­лення полягають у збереженні природного забарвлення харчо­вих продуктів і напоїв під час їх перероблення та зберігання або уповільненні небажаної зміни забарвлення. Зміни в забарв­ленні харчового продукту і напою під час перероблення та збері­гання можуть викликати кисень, окиснювально-відновні про­цеси, кислоти і основи, гідроліз, полімеризацію чи інші хімічні реакції, а також дії різних ферментів.

Застосовують стабілізатори забарвлення під час виробницт­ва м’ясопродуктів, ковбасних виробів, продуктів перероблення фруктів, овочів і ягід (консерви, сухофрукти, соки, пульпи, пюре, свіжоподрібнені фрукти, ягоди, овочі тощо), сухих молоч­них продуктів, яєчного порошку, плавлених сирів, вина, соку білого винограду і напівфабрикатів цукрового виробництва.

Харчові продукти і напої, забарвлення яких необхідно ста­білізувати, і, відповідно, стабілізатори забарвлення, поділяють на три великі групи:

Група А. У м’ясній промисловості стабілізатори забарвлен­ня необхідні для стабілізації червоного фарбування м’ясопро­дуктів. Так, оброблення м’яса нітритом і нітратом призводить до утворення нітрозоміоглобіну, який забезпечує потрібний колір під час зберігання, варіння і запікання. У разі додавання таких відновників, як аскорбінова кислота, її солі та ефіри не тільки пришвидшують процес утворення червоного забарвлен­ня, а й збільшують термін зберігання продукту.

Група Б. Рослинна харчова сировина, що містить хлорофіл, під час перероблення схильна до вимивання зеленого забарв­лення. Коли додавати в цьому разі невелику кількість іонів міді, забарвлення відновлюється. Для збереження зеленого за­барвлення овочів, фруктів і ягід, що піддаються термооброб- ленню, добре зарекомендував себе монофосфат натрію, який також підтримує оптимальну для збереження забарвлення кислотність середовища (рН 6,8-7,0). Для цього переважно ви­користовують суміш карбонату магнію із фосфатом натрію.

Група В. Відомо, що ряд рослинних продуктів і напоїв схиль­ний до ферментативного і неферментативного побуріння. Фермен­тативне побуріння спричинюють речовини коричневого кольору, що утворюються з реакцій із ферментами, що каталізують. Для запобігання ферментативного побуріння потрібно інактивувати або зруйнувати відповідні ферменти. У цьому разі використову­ють добавку інгібіторів ферментів (аскорбінова кислота, діоксид сірки або сульфіти); підвищують кислотність середовища дода­ванням кислот або ферментацією; скріплюють іони металів.

Необхідною умовою ферментативної реакції є наявність ко­факторів, роль яких виконують вільні іони металів Си, Ге, Са, Zn І М0. Якщо ці іони перевести в розчинні комплекси, фер­менти працювати не будуть.

Неферментативним побурінням називають цілу групу ре­акцій, яка включає утворення карбонільних сполук, а також полімерних коричневих пігментів. До цієї групи належить ре­акція меланоїдиноутворення — взаємодія редукуючих цукрів із амінокислотами.

Відомо, що діоксид сірки, сірчиста кислота та її солі запобіга­ють як ферментативним, так і неферментативним потемнін­ням харчових продуктів і напоїв. Вони діють ефективніше, то­му що, на відміну від інших відновників, мають здатність дуже швидко проникати крізь клітинну мембрану.

Харчові ароматизатори. Цю добавку вносять у харчовий про­дукт або напій для поліпшення їх аромату і смаку. Харчові аро­матизатори є смакоароматичними речовинами або їх сумішшю з розчинником чи сухим наповнювачем.

До складу ароматизатора входить традиційна харчова сиро­вина і харчові добавки, зокрема й концентровані. Соки, сиропи, варення, вина, коньяки, лікери, а також пряності (свіжі, сухі і механічно оброблені) не належать до ароматизаторів, оскільки вказана сировина може бути застосована як харчовий продукт або напій — типовий інгредієнт їжі (його не можна вважати до­бавкою).

Усі ароматизатори поділяють на натуральні, ідентичні на­туральним та штучні. Натуральні ароматизатори включають натуральні ароматичні компоненти, тобто хімічні з’єднання або їх суміші, виділені з натуральної сирої лни із застосуванням фі­зичних методів, а також одержані за допомогою біотехнології. Різновидом натуральних ароматизаторів є есенції — водно- спиртові витяжки або дистиляти летючих речовин із рослинної сировини.

Ароматизатори, ідентичні натуральним, мають у своєму складі щонайменше один штучний компонент, ідентичний на­туральному, і можуть містити кілька натуральних компонен­тів. Ідентичні натуральним компоненти — це хімічні з’єднан­ня, ідентифіковані в сировині рослинного або тваринного походження, але одержані хімічним синтезом чи виділені з на­туральної сировини із застосуванням хімічних методів.

Штучні ароматизатори мають у своєму складі також щонай­менше один штучний компонент, а також можуть містити нату­ральні та ідентичні натуральним компоненти. У цілому це хімічні з’єднання, не ідентифіковані до теперішнього часу в сировині рослинного або тваринного походження і одержані шляхом хі­мічного синтезу.

Застосування всіх видів ароматизаторів дає змогу:

1. Створити технологію широкого асортименту харчових про­дуктів, відмінних за смаком'і ароматом, на основі однотипної продукції: льодяникової карамелі, мармеладу, безалкогольних і слабоалкогольних напоїв, желе, мороженого, йогуртів, жу­вальної гумки тощо.

2. Відновити смак і аромат, частково загублений під час збе­рігання або перероблення — заморожування, пастеризації, сте­рилізації, консервації, концентрації.

3. Стабілізувати смакоароматичні характеристики харчової продукції незалежно від щорічних коливань якості початкової натуральної сировини.

4. Підсилити натуральний смак і аромат продуктів і напоїв.

5. Додати аромат продукції на основі деяких цінних у пожив­ному відношенні, але позбавлених аромату, видів сировини (продуктам перероблення сої тощо).

6. Додати аромат продукції, одержуваній з використанням технологічних процесів, за яких не відбувається природного утворення аромату (приготування їжі в мікрохвильових печах).

7. Позбавити харчові продукти і напої неприємних при­смаків.

Категорично не допускається використання ароматизаторів будь-яких видів для маскування зміни аромату харчових продук­тів, обумовленого їх псуванням або недоброякісністю сировини.

Ароматизатори випускають у рідкому, сухому та пастоподіб­ному вигляді, а одержують у результаті фізичних (екстракція, дистиляція, розчинення, змішування) або хімічних процесів.

Підсилювачі смаку та аромату. Ці харчові добавки підси­люють (модифікують) сприйняття смаку і аромату, стимулюю­чи закінчення смакових нервів, хоча самі підсилювачі можуть не мати ні власного запаху, ні смаку. В цілому підсилювачі смаку і аромату відновлюють, підсилюють і стабілізують смак і аромат або його окремі складові, що втрачаються під час пе­рероблення і зберігання харчового продукту, а також пом’як­шують його небажані складові.

Рибонуклеїнові кислоти та їх солі підсилюють солоний, м’ясний, рибний та інші аромати, хоча самі не пахнуть і не ма­ють смаку у звичайному дозуванні. Модифікатором смаку є та­кож кухонна сіль. Харчовим продуктам вона не тільки додає со­лоного смаку, а й має властивості підсилювати їх солодкість, а також маскувати присмаки гіркоти та металу.

Області вживання підсилювачів смаку і аромату: фруктові со­ки, кондитерські вироби, продукти перероблення овочів, фрук­тів і ягід, м’ясо- і рибопродукти, продукти швидкого приготу­вання тощо.

Підсолоджувані (інтенсивні). До інтенсивних підсолоджу - вачів відносять харчові добавки нецукрової природи, уживані для надання харчовому продукту солодкого смаку. Ці добавки в сотні раз солодші за цукор. Підсолоджувані не вимагають для засвоєння організмом інсуліну, не несуть енергетичного наван­таження, не спричинюють карієс. Вони призначені для вироб­ництва низькокалорійних і діабетичних продуктів харчування. Характеристика смаку підсолоджувачів не повністю збігається з профілем смаку цукру, тобто солодкість може наступати пізні­ше або раніше, зберігатися довше або зникати майже відразу, мати сильніші або слабші, ніж у цукру, гіркуватий, солоний або інші відтінки смаку. А тому для наближення характерис­тики солодкості в реальних харчових продуктах використову­ють відповідні суміші підсолоджувачів, які спільно підсилю­ють солодкість продуктів і напоїв.

У процесі вибору підсолоджувана для продуктів із тривалим терміном придатності, необхідно звертати увагу на його стабіль­ність при зберіганні.

Застосовують підсолоджувані під час виробництва безалко­гольних напоїв, жувальної гумки, соусів, під час консервації Фруктів і овочів, у молочній, хлібобулочній і кондитерській

промисловості, а також у виробництві столових підсолоджува­ній для прямого продажу населенню.

Замінники цукру. Цукрозамінники додають харчовим про­дуктам і напоям солодкого смаку, а також виконують інші техно­логічні функції цукру і можуть бути використані у виробництві продуктів для хворих на цукровий діабет. За своєю хімічною властивістю цукрозамінники належать до поліспиртів. Фрук­тоза також належить до цукрозамінників.

За вмістом солодкості цукрозамінники не дуже відрізня­ються від цукру і мають такі орієнтовні коефіцієнти солодкості (Ксл): ізомальтіт — 0,4; ксиліт — 0,9; лактіт — 0,35; маль- титний сироп — 0,65; сорбіт — 0,55. Це дає змогу одержувати продукт, аналогічний продукту з цукром не тільки за солодкіс­тю, а й за консистенцією.

Ступінь солодкості цукрозамінників залежить від концент­рації і наявності інших солодких речовин. Суміші цукрозамінни­ків один із одним в оптимальних кількостях виявляють ефект синергізму (взаємного посилення солодкості). У сумішах солод­ких речовин досягається необхідний профіль солодкості, достат­ньо близький до профілю солодкості цукру, чого не забезпечу­ють індивідуальні підсолоджувані.

Дуже важливою областю використання цукрозамінників і їх сумішей з підсолоджувачами є виробництво низькокалорій­них і діабетичних кондитерських виробів і морозива.

Розраховують дозування цукрозамінників за коефіцієнтом солодкості, а потім уточнюють за наслідками дегустації. Замін­ники цукру вносять у продукт так само, як і цукор — у вигляді сиропу.

Застосовують цукрозамінники при виробництві безалкоголь­них напоїв, морозива, консервації фруктів, ягід і овочів, у хлі­бопекарській і кондитерській промисловості, а також за пря­мого продажу населенню.

Підкислювачі. Харчовим продуктам і напоям підкислювані надають приємного кислого смаку. Як підкислювачі можуть бу­ти використані органічні і неорганічні кислоти. До органічних кислот належать фруктові кислоти, тобто речовини, що зустрі­чаються у відповідних фруктах і ягодах. Це винна, лимонна, яблучна та інші кислоти.

Кислотами називають також речовини, що здатні відщеплю­вати іони водню. За числом атомів водню (неорганічні кислоти) або карбоксильних груп (органічні кислоти) розрізняють одно-, дво-, трьох- та багатоосновні кислоти. До харчових одноосновних кислот належать соляна (HCl) і оцтова (СН₃СООН); до двооснов- них — сірчана (H₂S0₄) і бурштинова (НООССН₂СН₂СООН); до трьохосновних — фосфорна (Н₃Р0₄) і лимонна (НООССН₂С(ОН) (СООН) СН₂СООН).

У харчовому продукті чи напої очікують кислого смаку, ко­ли pH <4,5, тобто відчуття кислого смаку пропорційне конце­нтрації іонів водню. Майже всі кислоти можуть мати власний смак (лимонна), а можуть мати і чистий кислий смак (фосфор­на). Ось чому розчини різних кислот з однаковим pH можуть сприйматися як різні на смак, який характеризується їх кис­лотністю.

На сприйняття кислого смаку харчового продукту і напою значно впливає присутність буферних з’єднань, солодких і сма­кових речовин. Щоб підсилити відчуття кислого смаку, необхід­но збільшити в’язкість продукту, тобто затримати його в роті і на язику.

Підкислювачі застосовують під час виробництва різних на­поїв, маринованих ягід, фруктів і овочів, фруктових і ягідних си­ропів; мармеладу, рибопродуктів, желе, твердої і м’якої карамелі, кислих драже, жувальної гумки, фруктового морозива тощо.

Замінники солі. Це солоні речовини, що додають продуктам солоного смаку. Звичайна сіль (хлорид натрію) додає продук­там звичного чистого солоного смаку. Проте під час захворюван­ня (нирок, серця тощо) хворим не рекомендується вживати сіль через натрій, що міститься в ній.

Щоб зберегти для таких хворих близький до звичного смак знайомих продуктів, необхідно використовувати замінники солі, що не містять іонів натрію: кальцієві, калієві або магнієві солі органічних і неорганічних кислот. Такі солі мають задо­вільний солоний смак, але не типовий смак хлориду натрію.

Застосовують замінники солі здебільшого під час виробницт­ва дієтичних продуктів і напоїв.