CC BY
63
СЫРЬЕ И ДОБАВКИ
ТЕМА НОМЕРА
Перспективные пищевые добавки
для производства высококачественной продукции
Т.А. Никифорова
ВНИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей РАСХН, Санкт-Петербург
В настоящее время с помощью пищевых добавок решается не только целый спектр технологических задач, но и вопросы сохранения пищевой продукции, увеличения сроков ее годности и потребительской востребованности. По существу, пищевые добавки служат эффективным инструментом реализации на практике наукоемких экономически целесообразных технологий пищевых продуктов.
Более широкому применению пищевых добавок также способствует общемировая тенденция повышения доли продуктов глубокой переработки в структуре производства пищевых продуктов. Кроме того, производители пищевой продукции в последние годы стали направлять свои усилия на поиск инновационных технологических решений, с помощью которых они могли бы полностью удовлетворять требования современного потребителя, а конкуренция на рынке побуждает их быть более требовательными к качеству пищевых ингредиентов и их выбору.
В то же время производство пищевых добавок как самостоятельная отрасль экономики до настоящего времени не сформировалась и развивается крайне медленными темпами, что привело к превалированию на российском рынке импортных пищевых добавок, как индивидуальных, так и смесевых.
В связи с предстоящим вступлением России в ВТО и подготовкой к этому ответственному шагу законодательства страны в качестве первоочередных задач возникла необходимость приведения терминологии в области пищевых добавок в соответствие с международными требованиями, гармонизируя ее с Директивами ЕС. Отсутствие однозначно понимаемой и непротиворечивой терминологии создавало трудности в работе не только государственных органов, но и научного сообщества. Так, в публикациях ароматизаторы позиционируют и как «эссенции», и как «вкусоароматические добавки», в то время как каждый из этих терминов несет определенную смысловую нагрузку.
Ряд разработанных институтом национальных стандартов, вступивших
в действие в последние годы, дают четкое определение таким понятиям, как «пищевая добавка», «комплексная пищевая добавка», «ароматизатор», «вкусоароматическая добавка» и др.
В соответствии с новыми подходами ароматизаторы не относятся к пищевым добавкам и рассматриваются как самостоятельный вид продукции. Впервые введено в обращение определение «комплексной пищевой добавки», широко распространенной на российском рынке, - это смесь пищевых добавок, выработанная как товарная продукция. Таким образом, не любая композиция пищевых добавок рассматривается как комплексная добавка, а только та, которая является товарной продукцией, имеет техническую документацию и прошла государственную регистрацию.
Технологии пищевых добавок относят к наукоемким процессам. При их создании необходимы комплексный подход и одновременное решение целого ряда вопросов, в том числе связанных с безопасностью и разработкой технологии применения для конкретных видов пищевых продуктов.
Создание новых технологий пищевых добавок сдерживает отсутствие, а в лучшем случае недостаток отечественных сырьевых ресурсов. Поэтому поиск и расширение сырьевой базы для производства пищевых добавок занимают приоритетные позиции в исследованиях института, особенно в области микробного синтеза.
Взамен традиционно используемой в технологии лимонной кислоты свекловичной мелассы, а также для совместного получения лимонной кислоты и амилолитических ферментов кукурузного крахмала испытаны различные образцы сырья: ржаная мука, ржаной крахмал, рисовая мука, мука из пивной дробины с использованием нескольких вариантов их обработки (механической, термической, ферментативной и др.).
Выявленные закономерности биосинтеза лимонной кислоты, лимонной кислоты и ферментов установили связь между биосинтетической способнос-
тью испытанных штаммов, природой, компонентным составом сырья и, главное, соотношением моно- и дисахари-дов в составе питательных сред.
По перспективности в биотехнологическом аспекте и с экономической точки зрения исследуемые виды сырья можно расположить в следующем порядке: ржаной крахмал > рисовая мука > ржаная мука.
Эти результаты позволили разработать пути направленного синтеза лимонной кислоты, а также совместного получения лимонной кислоты и ферментов при создании современных технологий этих целевых продуктов.
Ряд пищевых добавок, используемых промышленностью, с одной стороны, являются технологическими добавками, с другой - носителями ценных для человека элементов. В данном случае речь идет об индивидуальных и комплексных пищевых добавках -продуктах микробиологического синтеза - цитратах и лактатах и их смесях. Цитраты и лактаты отличаются высокой биодоступностью для организма человека. И лимонная, и молочная кислоты - это продукты метаболизма в клетках человека и поэтому легко ими перерабатываются с освобождением энергии.
Если в качестве примера взять все известные органические и неорганические источники кальция и магния, то по биопригодности они располагаются в следующем порядке: цитраты > лак-таты > глюконаты > карбонаты > фосфаты. Очевидно, что цитраты и лакта-ты - наиболее перспективные источники минералов для функциональных пищевых продуктов.
В настоящее время разработаны технологии цитратов кальция и магния, лактата кальция и необходимая документация для их реализации в промышленности. В основе технологии цитратов заложены обменные реакции с использованием экономически доступного сырья (для кальция - осажденный мел, аммиак, кислота азотная, для магния - углекислый магний). Технология лактата кальция основана на реакциях нейтрализации молочной кислоты, или ферментированных растворов, образующихся в процессе биосинтеза, или молочной сыворотки карбонатом кальция или гидроксидом. Представляется перспективным получение лактата кальция при ферментации лактозосодержащего сырья - молочной сыворотки.
По качественным характеристикам получаемые по технологиям института соли лимонной и молочной кислот полностью соответствуют международным требованиям.
Ряд разработанных в институте комплексных пищевых добавок можно ис-
RAW MATERIALS AND ADDITIVES
пользовать в качестве обогатителей пищевых продуктов минеральными веществами.
При их создании учитывали возможности химического взаимодействия отдельных компонентов между собой и с ингредиентами продуктов, вкусовую совместимость, суточную норму потребления минеральных веществ, а также явление синергизма как эффективного приема решения технологических задач, включая и направленное изменение потребительских свойств.
Для обогащения хлеба и хлебобулочных изделий, в том числе сдобных и с пониженной влажностью, предназначена комплексная добавка, содержащая в 1 г 126 мг кальция и 42 мг магния в виде солей лимонной кислоты (в соотношении 3:1), что наиболее рационально для усвоения кальция организмом человека.
При использовании кальций-магниевой добавки способы приготовления теста могут быть различными, в том числе безопарный и ускоренный с применением хлебопекарных улучшителей или концентрированной молочнокислой закваски. Апробация хлебцев «Армейских», выработанных с использованием кальций-магниевой добавки, на репрезентативной группе военнослужащих, показала существенное улучшение обеспеченности организма минеральными веществами и связанных с ними показателей здоровья.
Разработаны комплексные пищевые добавки на основе йодида калия, молочной кислоты и лактатов натрия («Йоддилактин Б») и калия («Йодди-лактин Р»), предназначенные для применения в рН-зависимых технологических процессах в интервале рН от 4,5 до 6,5 с учетом допустимого и достаточного потребления йода организмом человека.
Пищевые добавки «Йоддилактин Б» и «Йоддилактин Р» не только увеличивают стойкость пищевых продуктов к различным видам микробиологической порчи, стабилизируют технологические и органолептические показатели, но и, обогащая пищевые продукты йодом, позволяют минимизировать его потери в ходе технологического процесса при термическом воздействии по сравнению с йодированной солью.
Эффективность применения лактат-йодсодержащих добавок в производстве мясных, кондитерских, хлебобулочных изделий, майонезов, соусов и приправ определена по совокупности нескольких факторов, при этом определяющими были: более высокая сохранность вводимого обогащающего микроэлемента при термическом воздействии; снижение содержания на-
Пищевая добавка Нормативная документация
Цитрат калия Е332 ОСТ 10289-2001
Цитрат кальция Е333 ТУ 9199-045-00334557-2000
Цитрат магния Е345 ТУ 9199-066-00334557-04
Лактат кальция Е330 ТУ 9199-026-00334557-98
Комплексная кальций-магниевая пищевая добавка ТУ9199-067-00334557-04
Комплексная пищевая добавка «Йоддилактин Р» ТУ9199-069-00334557-05
Комплексная пищевая добавка «Йоддилактин Б» ТУ 9199-070-00334557-05
Комплексная пищевая добавка «Энзимдилактин Б-йодированный» ТУ 9199-073-00334557-06
Цитрат аммония-железа Е381 ТУ в стадии разработки
трия в продукте при одинаковом вкусовом восприятии солености; сочетание бактерицидного и бактериостати-ческого действия со стабилизацией технологических и органолептических показателей.
Технология применения полифункциональных комплексных лактат-йод-содержащих добавок в производстве фаршевых и колбасных изделий запатентована.
В настоящее время для обогащения пищевых продуктов железом используют в основном неорганические соединения железа - сульфаты, орто-фосфаты, пирофосфаты, в меньшей степени органические - глюконат и фу-марат железа.
С позиции усвоения и вкусовых характеристик для этих целей наиболее оправданно применять водорастворимый цитрат аммония-железа - пищевую добавку Е381.
Таблица иллюстрирует перечень индивидуальных солей лимонной и молочной кислот и комплексных добавок, которые целесообразно использовать при производстве функциональных продуктов в качестве обогатителей минеральными веществами.
К числу перспективных относится и новое направление в исследованиях института по микробному синтезу веществ, обладающих способностью подавлять активность амилолитических ферментов, катализирующих гидролиз сложных углеводов. На базе этих соединений - ингибиторов гликозидаз планируется создать широкую серию функциональных пищевых добавок антидиабетического и профилактического назначения. Для получения ингибиторов гликозидаз микробным путем проведены селекционные работы с культурами актиномицетов, находящимися на хранении в коллекции института, и в результате ступенчатого отбора для дальнейших работ выбраны Streptomyces у/о/асвиБ и Streptomyces /исвпБ/Б.
Для селекционированных штаммов выявлены зависимости синтеза ингибитора гликозидаз от концентрации, химической природы и структуры углеводного субстрата, химической природы источника азота, концентраций в
питательном среде микро- и макроэлементов, температурно-временных факторов, аэрации, что позволило разработать новую технологию на основе биоконверсии гидролизатов крахмала и получить ингибиторы гликозидаз с высокими активностями (3564+50 и 3000+20 ИЕ/см3) соответственно для штаммов St. lucensis и St. violaceus.
При создании ароматизаторов со статусом «натуральный» основное внимание сконцентрировано на получении этих продуктов микробиологическим путем. В результате исследований аро-матобразующей способности микроорганизмов различных таксономических групп сформирована коллекция штаммов, перспективных для синтеза вкусо-ароматических веществ. В нее вошли мицелиальные грибы, дрожжи и бактерии родов Pénicillium, Aspergillus, Saccharomyces, Cryptococcus, Rhodo-torula, Trichosporum, Pichia, Coliolopsis, Debaromyces, Brevibacterium.
Разработана технология микробного синтеза, выделения и очистки вкусо-ароматических веществ молочно-сыр-ного направления с использованием консорциума молочнокислых бактерий и мицелиальных грибов. Выделены штаммы и ведутся исследования по созданию биотехнологии натуральных ароматизаторов с ароматом хлеба и рыбы.
Ряд продуктов биоконверсии, серийно выпускаемые промышленностью, обладают достаточно интенсивным ароматом и вкусом и представляют интерес как компоненты рецептур ароматизаторов и вкусоароматических добавок. Среди них наиболее перспективны экстракты и автолизаты дрожжей Candida utilius, придающие продуктам мясные, куриные, хлебные и другие оттенки аромата и вкуса. Результатом изучения физико-химических и орга-нолептических свойств дрожжевых экстрактов и экстрактов продуктов биоконверсии мицелиальных грибов стали новые виды вкусоароматических добавок гастрономического направления для ароматизации макаронных изделий, маргаринов, спредов, майонезов, соусов, дрессингов и техническая документация на их получение и применение.
