CC BY
77
УДК 005.6:663/.664.002.35:664(045)
Дополнительные требования к качеству и безопасности
пищевых продуктов, обогащенных добавками
Л. Н. Третьяк, д-р техн. наук; Д.И. Явкина, канд. техн. наук Оренбургский государственный университет
Проблема сохранения здоровья нации, в том числе с помощью коррекции микронутриентного дисбаланса в питании - путем обогащения продуктов массового потребления функциональными добавками -по-прежнему привлекает внимание ведущих ученых, технологов, нутри-циологов. Мониторинг рынка обогащающих добавок для пищевых
продуктов предполагает в первую очередь определиться с критериями выбора. Обзор научной литературы [1] и формально-логический анализ патентной информации (база данных ФИПС) позволил обобщить и систематизировать основные источники поступления микронутриентов в продукты питания. На примере хлеба и хлебобулочных изделий представлены
Премиксы искусственного или минерального происхождения с оптимизированным составом
к
.0
о.
Л
и
О
О
X
.0
ц
ф
н
S
ГС
о.
м
S
*
ш
ГС
ю
о
*
ф
.0
X
т
S
ц
м
ГС
CL
Зерно, продукты переработки зерна, зерновые добавки
Добавки масличных культур (различные части грецких орехов бразильские, кедровые орехи, семечки, в т. ч. тыквенные)
Морские водоросли и составные части морских обитателей (например, морских ежей)
Порошки, пасты, составные части бобовых (чечевица, нут, фасоль) и бахчевых культур (тыква, арбуз)
Ягоды, плоды, плодовые выжимки и порошки (томаты, яблоки, свекла, морковь, плоды шиповника, можжевельника и др.)
Корни, соцветия, стебли лекарственных и дикорастущих растений (донник лекарственный, одуванчик, люцерна, клевер луговой и др.)
Другие
Рис. 1. Основные источники микронутриентов при обогащении хлеба и хлебобулочных изделий
основные источники обогащающих микронутриентов (см. рисунок).
При разработке обогащенных продуктов следует придерживаться принципов, разработанных учеными института питания РАМН и других вузов (Тутельян В.А., Спиричев В.Б., Поздняковский В.М. и др.), гармонизированных с требованиями Codex Alimentarius.
Современный рынок предлагает широкий выбор пищевых добавок, различающихся по: количеству обогащающих компонентов (моно- и комплексные добавки); форме содержания обогащающих компонентов (неорганические и органические); способу происхождения (натуральные и синтетические).
Среди добавок встречаются также и их различные комбинации. Современные технологии позволяют создавать витаминно-минеральные комплексы оптимизированного состава, например, «Комевит», «Элевит», «Валетек», «Веторон», «Флагман» и др. Особенности выработки хлебобулочных изделий с оптимизированным составом макро- и микрону-триентов в готовой продукции, обогащенной витаминно-минеральными комплексами, регламентированы МР 2.3.2.2571 - 10 «Обогащение витаминно-минеральными комплексами массовых сортов хлебобулочных изделий, вырабатываемых по национальным стандартам».
В последнее время при создании (моделировании) рецептур функциональных продуктов наметилась тенденция учитывать региональные потребности населения в различных группах микронутриентов. Причем при выборе конкретного набора рекомендуется принимать во внимание геохимическую принадлежность территории. Установлено, что Оренбургская область относится к геохимическим провинциям с нехваткой в природных средах (почва, вода) йода, лития, фтора и селена, что, в свою очередь, обуславливает развитие биоэлементозов - проявлений дисбаланса содержания в организме биоэлементов. Поэтому жители Оренбургской области испытывают повышенную потребность в таких биоэлементах как йод, селен, фтор и литий, а также в витаминах группы В и витаминах А, D, C, E. Следовательно, при производстве обогащенных продуктов питания регионального назначения целесообразно использовать добавки с содержанием этих микронутри-ентов [2]. Именно для таких эндемичных территорий производство и потребление функциональных продуктов, в частности обогащен-
ных дефицитными микроэлементами и витаминами, приобретает особое значение.
Сотрудниками кафедры метрологии, стандартизации и сертификации Оренбургского государственного университета (МСиС ОГУ) проводятся исследования по расширению номенклатуры показателей качества пищевых продуктов, отработке рецептур и технологий обогащения их органическими соединениями дефицитных биоэлементов [3, 4]. В нутрициологии под биоэлементами понимают химические элементы, постоянно входящие в состав организма, необходимые для его жизнедеятельности и проявляющие биологические свойства [5].
По мнению авторов [2, 3], применение добавок органического происхождения позволяет обеспечить их более полное усвоение организмом человека, поскольку присутствующие в их составе микроэлементы находятся в биохимически более доступной для усвоения форме по сравнению с неорганическими формами комплексов дефицитных минеральных элементов. Разработанный на кафедре МСиС способ восполнения дефицита регионально значимых биоэлементов [6] подразумевает создание функциональных пищевых продуктов массового потребления, дополнительно обогащенных витаминами и минеральными веществами, которые присутствуют в органических добавках растительного происхождения.
Для предупреждения потребительского неприятия следует также учитывать органолептические свойства обогащенных продуктов. Разработаны, запатентованы и апробированы предложения по применению растительных корректоров вкуса в обогащенных продуктах и напитках. Например, при обогащении молочного продукта [7] предложено нивелировать нежелательный «землистый привкус» порошка свекольного сока (источник органического йода) разрешенными к применению добавками различных плодово-ягодных экстрактов.
Обобщение известной информации [8, 9, 10] и опыта разработки рецептур на пищевую продукцию [6, 7] позволило сформулировать ряд требований по выбору обогащающих добавок для продуктов массового потребления:
1) общая химическая реактивность и совместимость всех ингредиентов добавки («вытеснение» и «удержание» биоэлементов в организме); их физиологическая активность по отношению к организму.
Таблица 1
Токсикологическая характеристика селеновых соединений (обобщенные
данные)
Активное вещество
Селенит натрия Селен-офелы Диацетофе- Селено-нонилселенид пиран Дрожжевой биоселен (се-ленметионин + селенцистеин) Диметил-пиразолил-селенид
ЛД мг/кг (крысы, мыши)
10 90 - 2500 200 725 -1600 1000 8100
Класс опасности
I II - III III III III IV
I - чрезвычайно токсичные, II - высокоопасные; III IV- малотоксичные соединения - умеренно токсичные;
Таблица 2
Соотношение норм физиологической потребности в селене с нормами токсичности применительно к селениту натрия (наиболее токсичному соединению селена)
Всасывание [12] Необходимое количество в пище [12] Порог токсичности LD50 [12] Нормы физиологических потребностей в минеральных веществах (МР 2.3.1.2432 - 08) Рекомендуемые величины АУП и ВДУП в составе продуктов диетического (лечебного и профилактического) питания и БАД к пище (МР 2.3.1.1915 - 04)
% мг / сут. мг / кг мг / сут. мг / сут.
50 0,14 5,0 0,07 0,07/ 0,150
При этом следует учитывать форму и валентность химического соединения (определяет его токсичность), проявление синергизма и антагонизма между ионами биоэлементов при поступлении их в организм человека; эссенциальность; комплекс пищевых веществ и их сбалансированность; а также очередность всасывания в системе ЖКТ человека;
2) дозировка микронутриентов, прежде всего, регионально значимых биоэлементов и витаминов, определяющих функциональную направленность (нутрициологические нормы в виде адекватного уровня потребления (АУП), верхнего допустимого уровня потребления (ВДУП);
3) метаболизм и биотрансформация в организме (эффективность усвоения и возможность токсичного воздействия добавок на организм человека). Сопутствующие компоненты добавок, введенные в обогащаемый продукт, нормализуя один вид обмена веществ, могут неблагоприятно отразиться на других его видах, а также иметь побочные эффекты вносимых добавок с парафармацевти-ками;
4) доступность для всех слоев населения (минимальное удорожание обогащенного продукта).
Авторами проведен анализ известных способов обогащения хлеба и хлебобулочных изделий дефицитными для Оренбургского региона микроэлементами (йодом, селеном, фтором и литием) и мониторинг рынка пищевых и биологически активных добавок - носителей ми-
кроэлементов, применение которых в хлебопечении позволит создать безопасные и регионально значимые продукты. В результате проведенных исследований обоснованы критерии выбора добавок для обогащения хлеба и хлебобулочных изделий, которые рассмотрены ниже. Этими критериями авторы предлагают дополнить общие рекомендации к выбору обогащающих добавок.
1. Безопасность, которая рассматривается как первостепенное требование при выборе. Сравнение среди обогащающих добавок-носителей дефицитных микронутриентов предлагается проводить по уровню токсичности активного вещества - сред-несмертельной концентрации ЛД50. Такой подход позволяет исключить добавки, содержащие активные вещества дефицитных ионов биоэлементов неорганического происхождения.
К примеру, оценка токсичности селеновых соединений по средне-смертельной концентрации (табл. 1) позволяет объективно обосновать применение органических соединений селена по сравнению с его неорганическими аналогами (селенит натрия).
Особому контролю потенциальных побочных эффектов и дополнительному изучению активности должны подвергаться фармацевтические БАД, поскольку их поступление в организм человека может сопровождаться негативными побочными эффектами, перекрывающими положительные свойства компонен-
тов, добавляемых в продукт с целью обогащения. Изучение свойств и эффектов фармацевтических БАД требует специального рассмотрения и выходит за рамки предмета исследования, обозначенного в этой статье.
2. Содержание функционального пищевого ингредиента в одной дозе и его соотношение с АУП. В настоящее время из-за отсутствия единых подходов к нормированию затруднительно определить нормы внесения добавок в базовые продукты, в частности в хлеб и хлебобулочные изделия. Исходная неопределенность связана с самой трактовкой термина «обогащенная пищевая продукция». Поэтому идентификация принадлежности продукта к категории «обогащенный», как справедливо отмечалось авторами ранее [7], формирует информационную неопределенность [11]. При выборе уровней обогащения необходимо ориентироваться на нормы физиологических потребностей в минеральных веществах (РФ, МР 2.3.1.2432 - 08), нормы «адекватного уровня потребления» (АУП) и «верхнего допустимого уровня потребления» (ВДУП), а также уровни обогащения, регламентированные в ГОСТ Р 52349 - 2005 «Продукты пищевые функциональные. Термины определения», указывающие на содержание физиологически функционального ингредиента в обогащенном пищевом продукте как долю (10 до 50%) суточной физиологической потребности.
Разброс уровней свидетельствует о неопределенности норм, регламентирующих удовлетворение части суточной физиологической потребности. Кроме этого, следует учитывать, что нормы суточного потребления микро- и макроэлементов, установленные расчетным методом без оценки физиологической потребности, могут увеличить неопределенность. Однако с некоторыми поправками эти нормы могут рассматриваться в качестве ориентира для расчета физиологической потребности человека в макро- и микроэлементах (например, нормы АУП, ВДУП, физиологических потребностей в селене приведены в табл. 2).
3. Стоимость пищевых добавок -носителей пищевого ингредиента. Авторы не относят этот критерий к абсолютным, однако он имеет важное значение при выборе добавок отдельными группами населения. В любом случае следует ориентироваться на добавки меньшей стоимости, что позволит избежать значительного удорожания обогащенного продукта.
4. Страна-производитель. Авторы считают этот критерий абсолютным показателем и предлагают ориентироваться при выборе на аналоги отечественных производителей. Зачастую отечественные препараты дешевле, доступнее (ввиду транспортно-логистических и социально-экономических факторов).
5. Наличие разрешительных документов. Согласно требованиям ТР ТС 021/2011 и ТР ТС 029/2012 для пищевых и биологически активных добавок как специализированной пищевой продукции, обязательной формой подтверждения соответствия является государственная регистрация. Наличие разрешительных документов - один из важнейших факторов, обеспечивающий качество обогащающих добавок.
Таким образом, при выборе добавок для обогащения хлеба и хлебобулочных изделий дефицитными микроэлементами и витаминами, кроме общих нутрициологических требований, должны учитываться следующие факторы: безопасность физиологически функционального ингредиента и его содержание в одной дозе, соотнесенное с АУП; наличие разрешительных документов. Кроме этого, важно принимать во внимание региональные особенности дефицита витаминов и микроэлементов, а также не учитывать потребительские предпочтения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нилова, Л.П. Роль функциональных добавок в формировании потребительских свойств хлебобулочных изделий / Л.П. Нилова // Пища. Экология. Качество. Сборник трудов XIII международной научно-практической конференции. 2016. - С. 396-399.
2. Третьяк, Л.Н. Об улучшении потребительских свойств хлебобулочных изделий, обогащенных дефицитными биоэлементами / Л.Н. Третьяк, Д.И. Явкина, А.В. Быков // Хлебопечение России. - 2017. - № 2. - С. 19-22.
3. Хаертдинова, Э.Н. Критерии качества и безопасности к добавкам для обогащения хлебобулочных изделий дефицитными микроэлементами и витаминами / Э.Н. Хаертдинова, Л.Н. Третьяк, Д.И. Явкина // Международный студенческий научный вестник. - 2017. -№ 4 - 5. - С. 742-747.
4. Третьяк, Л.Н. Анализ востребованности обогащенных кисломолочных продуктов на примере йогурта / Л.Н. Третьяк [и др.] // Международный студенческий научный вестник. - 2015. -№ 6. - С. 54.
5. Быков, В.А. Биоэлементология как направление науки о жизни / В.А.
Быков, А.В. Скальный // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2011. - Т. 9. № 6. -С. 4-8.
6. Патент на изобретение № 2495580 РФ. Молочный продукт / Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М., Богатова О.В. // Заявители и патентообладатели Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М., Богатова О.В. - опубл. 20.10.2013, Б.И. № 29 - 10 с.
7. Третьяк, Л.Н. Новый подход к обогащению кисломолочных продуктов регионально значимыми биоэлементами и витаминами / Л.Н. Третьяк, А.О. Мордвинова // Фундаментальные исследования. - 2017. - № 3. С. 77-84.
8. Бутина, Е.А. Биологически активные добавки комплексного назначения в составе функциональных пищевых продуктов / Е.А. Бутина [и др.] // Новые технологии. - 2010. - № 16-22.
9. Бурцева, Т.И. Зависимость элементного состава волос от содержания биоэлементов в рационе питания / Т.И. Бурцева, И.А. Рудаков // Микроэлементы в медицине. - 2007. - № 8(1) -С. 57-60.
10. Ерёмин, Ю.Н. Актуальные проблемы обогащения продуктов питания биологически активными веществами/ Ю.Н. Ерёмин // Известия УрГЭУ. 2008. -№ 2(21). - С. 110-114.
11. Третьяк, Л.Н. Информационная неопределенность и ее влияние на обеспечение качества пищевых продуктов / Л.Н. Третьяк, Д.И. Явкина, А.В. Куприянов // Пищевая промышленность. 2017. -№ 4. - С. 30-35.
12. Саноцкий, И.В. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке опасности химических соединений / И.В. Саноцкий, И.П. Уланова - М.: Медицина, 1975. - 327 с.
REFERENCE
1. Nilova, L.P. Rol' funkcional'nyh dobavok v formirovanii potrebitel'skih svojstv hlebobulochnyh izdelij / L.P. Nilo-va // Pishha. Jekologija. Kachestvo. Sbornik trudov XIII mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2016. -S. 396-399.
2. Tretyak, L.N. Ob uluchshenii potrebitel'skih svojstv hlebobulochnyh izdelij, obogashhennyh deficitnymi biojelementami / L.N. Tretyak, D.I. Yavkina, A.V. Bykov // Hlebopeche-nie Rossii. - 2017. - № 2. - S. 19-22.
3. Haertdinova, Je.N. Kriterii kachestva i bezopasnosti k dobavkam dlja obogashhenija hlebobulochnyh izdelij deficitnymi mikrojelementami i vita-minami / Je.N. Haertdinova, L.N. Tretyak, D.I. Yavkina // Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj vestnik. - 2017. -№ 4 - 5. - S. 742-747.
4. Tretyak, L.N. Analiz vostrebovannosti obogashhennyh kislomolochnyh produk-
tov na primere jogurta / L.N. Tretyak [i dr.] / Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj vestnik. - 2015. - № 6. - S. 54.
5. Bykov, V.A. BiojeLementoLogija kak napravLenie nauki o zhizni // V.A. Bykov, A.V. SkaL'nyj // Voprosy bioLogiches-koj, medicinskoj i farmacevticheskoj himii. -2011. - T. 9. № 6. - S. 4-8.
6. Patent na izobretenie № 2495580 RF. MoLochnyj produkt / Tretyak L.N., Gerasimov E.M., Bogatova O.V. // ZajaviteLi i patentoobLadateLi Tretyak L.N., Gerasimov E.M., Bogatova O.V. - opubL. 20.10.2013, B.I. № 29 - 10 s.
7. Tretyak, L.N. Novyj podhod k oboga-shheniju kisLomoLochnyh produktov
regionaL'no znachimymi biojeLementami i vitaminami / L.N. Tretyak, A.O. Mordvinova // FundamentaL'nye issLedovanija. - 2017. - № 3. S. 77-84.
8. Butina, E.A. BioLogicheski aktivnye dobavki kompLeksnogo naznachenija v sostave funkcionaL'nyh pishhevyh produktov / E.A. Butina, V.G. Popov, A.A. Shazzo, O.N. Vojchenko // Novye tehnoLogii. - 2010. - № 16-22.
9. Burceva, T.I. Zavisimost' jeLementnogo sostava voLos ot soderzhanija biojeLementov v racione pitanija / T.I. Burceva, I.A. Rudakov // MikrojeLementy v medicine. - 2007. -№ 8(1) - S. 57-60.
10. Erjomin, Ju.N. AktuaL'nye probLemy obogashhenija produktov pitanija bioLogicheski aktivnymi veshhestvami / Ju.N. Erjomin // Izvestija UrGJeU. 2008. -№ 2(21).- S. 110-114.
11. Tretyak, L.N. Informacionnaja neopredeLennost' i ee vLijanie na obespechenie kachestva pishhevyh produktov / L.N. Tretyak, D.I. Yavkina, A.V. Kupriyanov // Pishhevaja promyshLen-nost'. 2017. - № 4. S. 30 - 35.
12. Sanockij, I.V. Kriterii vrednosti v gigiene i toksikoLogii pri ocenke opasnosti himicheskih soedinenij / I.V. Sanockij, I.P. ULanova. - M.: Medicina, 1975. -327 s.
Дополнительные требования к качеству и безопасности пищевых продуктов, обогащенных добавками
Ключевые слова
безопасность; дефицитные биоэлементы; качество; критерии выбора; обогащающие добавки; токсичность; уровень обогащения; хлеб
Реферат
Подчеркнута актуальность проблемы коррекции микронутри-ентного дисбаланса в питании населения. На основе обзора научной литературы и формально-логического анализа патентной информации обобщены основные источники поступления микро-нутриентов при обогащении хлеба и хлебобулочных изделий. Систематизированы критерии выбора обогащающих добавок, обеспечивающие требуемое качество и безопасность обогащенного продукта. Подчеркнуто, что при выборе добавок необходимо учитывать: общую химическую реактивность и совместимость всех ингредиентов; их физиологическую активность по отношению к организму; дозировку микронутриентов, определяющих функциональную направленность обогащенного продукта; ценовую приемлемость (удорожание при обогащении) продуктов массового потребления с учетом финансовых возможностей населения. Мониторинг рынка обогащающих добавок для хлебопечения предложено проводить, ориентируясь на критерии их выбора. Для коррекции дефицита регионально значимых микроэлементов в рационе питания жителей Оренбургского региона обосновано обогащение продуктов питания массового потребления йодом, селеном, фтором и литием. Авторами обоснована значимость дополнительных критериев выбора добавок для обогащения хлеба и хлебобулочных изделий: безопасность (возможная токсичность), содержание функционального пищевого ингредиента в одной дозе и его соотношение с адекватным уровнем потребления, стоимость обогащающей добавки, страна-производитель и наличие разрешительных документов. Критерию безопасности добавок авторами уделено первостепенное значение. Безопасность добавок предложено оценивать по уровню среднесмер-тельной концентрации ЛД50 физиологически функционального ингредиента как наиболее объективно отражающей токсичное воздействие добавки на организм потребителя. На примере селе-носодержащих добавок проведена оценка токсичности селеновых соединений по среднесмертельной концентрации ЛД50, позволяющая обосновать применение обогащающих добавок, которые содержат селен в органической форме по сравнению с его неорганическими аналогами.
Additional requirements to quality and safety at choosing additives for food products enrichment
Key words
safety; scarce bio-elements; quality, criteria of the choice; enriching additives; toxicity; enrichment level; bread
Abstracts
The importance of the problem of the micronutrient imbalance correction in population nutrition is emphasized. Based on the review of scientific literature and the formal and logical analysis of the patent information, the basic sources of micronutrients at enrichment of bread and bakery products are generalized. The choice criteria for the enriching additives, ensuring the required quality and safety of the enriched product, are systematized. At the choice of additives it is necessary to consider: general chemical reactivity and compatibility of all ingredients; their physiological activity in relation to an organism; a dosage of the micronutrients defining functional orientation of the enriched product; the price acceptability (rise in price at enrichment) of mass consumption products considering financial opportunities of the population. The market monitoring of the enriching additives for bread baking is offered to carry out basing on criteria of their choice. The enrichment of mass consumption food by iodine, selenium, fluorine and lithium is proved for the deficiency correction of regionally significant minerals in food ration of the population in the Orenburg region. The authors underline the importance of the additional criteria of choice of additives for the bread and bakery products enrichment: safety (possible toxicity), amount of functional food ingredient in one dose and its ratio with adequate consumption level, the cost of the enriching additive, the manufacturing country, and existence of permit documents. The authors give priority to the criterion of additives safety. It is offered to estimate the safety of additives on the level of median lethal dose LD50 of physiologically functional ingredient, the most objectively reflecting the toxic impact of additive on the consumer's organism. On the example of the selenium containing additives the toxicity assessment of selenium compounds on median lethal dose LD50, allowing to prove objectively the use of the enriching additives containing selenium in organic form in comparison with its inorganic analogs, is carried out.
Авторы
Третьяк Людмила Николаевна, д-р техн. наук,
Явкина Дина Ильдаровна, канд. техн. наук
Оренбургский государственный университет,
460018, Оренбургская область, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13,
tretyak_ln@mai.ru, dinaild@mail.ru.
Authors
Tretyak Ljudmila Nikolaevna, Doctor of Technical Sciences, Javkina Dina Il'darovna, Candidate of Technical Sciences Orenburg State University, 13, Pobedy avenue, Orenburg, 460018, tretyak_ln@mai.ru, dinaild@mail.ru.
