КОСПЕКТ лекций Безопасность товаров. Конспект лекций для студентов специальности 125 01 09 Товароведение и экспертиза товаров
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Вещества для отбеливания муки Отбеливающие вещества представляют собой сильные окислители. Их использование в хлебопекарном производстве регламентируется технологической инструкцией. С 1949 года для отбеливания муки стали использовать двуокись хлора, бензоил пероксид, бромат калия, персульфат аммония и даже аллоксан. Бензоил пероксид-применяется в производстве пластмасс и лакокрасочных изделий. Помимо отбеливателя для муки применяют для дезедорации растительных масел и для отбеливания отдельных сортов итальянского сыра. Бромат калия. В процессе технологии превращается в бромид калия. Он угнетает нервную систему человека, так же негативно влияет на половую активность. Аллоксан-образуется при обработке муки соединениями хлора. Попадая в организм усиливает выделение инсулина, перегружая клетки поджелудочной железы. Таким образом рождается сахарный диабет. Бисульфат калия-имеет мощное бактерицидное воздействие, которое убивает полезную микрофлору кишечника. Во многих странах используются такие окислители, как окислы азота, пероксиды бензоната и ацетона. Следует отметить разрушающее действие этих соединений на токоферолы, другие витамины, это определяет границы установления допустимых концентраций вышеуказанных отбеливателей в муке и продуктах питания. 11.5 Красители Применяемые в пищевой промышленности красители подразделяются на натуральные и синтетические. Их использование регламентируется ГОСТ, технологическими инструкциями, другими нормативными документами. Основа натуральных красителей, как правило, — пигменты растений. Окраска происходит за счет каротиноидов, антоцианов, флавоноидов, хлорофилла и т. д. Натуральные красители не обладают токсичностью, однако для большинства из них установлены ДСД. Например для куркумы и куркумина соответственно 2,5 и 0,1 мг/кг. В России и странах СНГ утверждены 43 красителя, каждому из которых присвоен код (индекс) Е; из них 17 являются синтетическими. В России запрещено использование красителей Цитрусового красного 2 (Е121) и Амаранта (Е123); последний до 70х гг. XX в. применяли для окрашивания сиропов, карамели, кремов в ярко-красные тона. Природные и идентичные природным красители Натуральные (природные) красители, которые выделяют из сырья растительного и животного происхождения, можно классифицировать по основным классам: полиены и каротиноиды, беталаины, хиноны, халконы и оксикетоны, флавоноидные (флавоноиды, антоцианы), рибофлавины, индигоиды, порфирины. Для многих из них установлены величины допустимого суточного поступления (ДСП) в организм. Некоторые натуральные пищевые красители или их смеси и композиции обладают биологической активностью, являются вкусовыми и ароматическими веществами. Поскольку природные красители в химическом отношении очень многообразны, то возможна их классификация и по происхождению и по нахождению в природе (животные, растения, насекомые). Каротиноиды обусловливают окраску (желтого, оранжевого и красного цветов). Среди красителей этой группы — углеводороды, спирты, кетоны, кетоспирты, альдегиды, кислоты, сложные эфиры и др. Эти широко распространенные в природе пигменты не растворимы в воде, устойчивы к изменению рН и веществам, обладающим восстановительными свойствами, однако легко окисляются при нагревании выше 100 °С и под действием солнечного света. Красители данной группы извлекают из моркови. шафрана, паприки. Однако каротиноиды могут быть получены и синтетическим путем. Другие представители этой группы- хиноновые красители известны очень давно и раньше широко использовались для крашения (например, ализарин, картамин, куркумин, кошениль). Среди этих веществ имеются также соединения, обладающие антибиотической активностью (например, витамин К, куркумин, многие хиноны и др.). В настоящее время в пищевой промышленности применяют красный краситель кошениль — Е120 (Cochineal,кармин, carmine), красящим началом которого является карминовая кислота.В водном растворе краситель имеет оранжевый или красный цвет (при рН < 3,0 образуется голубой раствор). Кошенилевый краситель стабилен (устойчив) к нагреванию, солнечному освещению и действию кислорода воздуха. Кармин в последнее время под названием карминовая кислота в больших количествах получают синтетическим путем. Карминовая кислота ДСП аммониевого кармина 5 мг/кг массы тела. Кармин применяется в России и странах Европы для окрашивания в красный цвет изделий ликероводочной, безалкогольной и кондитерской промышленности. Представителем группы красителей ароматического ряда является алканин (алканет, Shikonin E 103). Алканин Как краситель он был известен еще в древности. Получают его из корней растения Alkanna linctoria, растущего на в центральной части Европы. В настоящее время в пищевой промышленности достаточно широко применяется куркумин (Curcumin). Он представляет собой красящее вещество корня турмерика — Curcuma longa, Curcuma tinctoria (многолетних травянистых растений семейства имбирных, произрастающих в тропиках Азии, Африки и в Северной Австралии). Куркумин E100(i) — желтый природный краситель. не растворяется в воде и используется в пищевой промышленности в виде спиртового раствора. ДСП куркумы — 2,5 мг/кг, куркумина — 0,1 мг/кг. Экстракт куркумина из Curcuma longa имеет желтый или желтый с зеленоватым оттенком цвет и используется в качестве пищевого красителя в виде спиртового и масляного растворов, воднодисперсных систем и сухого порошка. Наиболее стабильны флавоноловые и особенно флавоновые красители, а антоциановые колоранты отличаются высокой чувствительностью к сопутствующим компонентам окрашиваемого продукта и изменению рН среды. Флавоновые пигменты обусловливают желтую окраску кожуры димонов, апельсинов, мандаринов и других цитрусовых плодов, краевых лепестков цветочных корзинок подсолнечника, розово-красную окраску ягод брусники, боярышника, являются сопутствующими соединениями антоциановых пигментов. Антоциановые красители — Anthocyanins E163(i), экстракт из кожииы винограда Е 163(i) и экстракт из черной смородины Е163(iii) — представляют собой широко распространенные водорастворимые колоранты, которые содержат в качестве основных пигментов антоцианы. Основным недостатком антоциановых красителей является нестойкость их цвета при изменении кислотности раствора. В последнее время начали использовать желтые и розовокрасные природные красители антоциановой природы, содержащиеся в соках кизила, красной и черной Е 163(iii) смородины, клюквы, брусники, пигменты чая, включающие в себя антоцианы и катехины, а также краситель темно-вишневого цвета, выделенный из свеклы — красный свекольный Е162; составной частью (красящим веществом) последнего является бетанин. Бетанин Среди красящих веществ этой группы — получившие всемирную известность индиго и пурпур. Синтетическим способом получают индигокармин Е132, дающий растворы интенсивного синего цвета; он имеет низкую устойчивость к восстанавливающим сахарам. К производным пиррола относятся три важнейшие группы природных пигментов: пигменты крови (гемоглобин), хлорофиллы и желчные пигменты. Зеленый цвет хлорофилла очень нестоек. При повышении температуры он переходит в оливковый, затем в желтый или грязно-желтый вследствие образования феофитина. Из-за такой нестабильности применение хлорофилла как красителя ограничено. Большее практическое значение имеют более стойкие, позволяющие получать интенсивнозеленую окраску хлорофиллиновые и хлорофиллоподобные комплексы (медные комплексы хлорофиллов Е141) Рибофлавин Рибофлавины (E101(i) — рибофлавин используются в качестве желтого пищевого красителя. Несмотря на высокую стоимость натуральных красителей, отечественная промышленность все же производит в небольших количествах некоторые из них — особенно те, которые трудно заменимы или являются источниками витаминов и ценных питательных веществ. Чаще всего применяют куркумин, турмерик, хлорофилл, экстракты аннато и паприки, β-каротин, карамельный колер. Идентичные натуральным (природным) красители представлены незначительным числом. К ним можно отнести лишь некоторые пигменты, идентифицированные в пищевых продуктах и полученные методами химического или биологического синтеза. К ним относятся такие вещества, как β-каротин, кантаксантин, ликопин и рибофлавин. β -Каротин E160(i), получаемый синтетически, представляет собой кристаллический порошок от оранжевого до темно-красного цвета. Краситель исполняет те же функции, что и экстракты натуральных каротинов. Рекомендован к применению в кондитерских изделиях, включая торты и пирожные, выпеченные полуфабрикаты. Кантаксантин E161g — краситель, имеющий окраску от оранжево-красного до красного цвета. Краситель устойчив к действию света, температуры, изменению рН среды, окислению и воздействию микроорганизмов. Рекомендован к использованию в производстве кондитерских изделий, сухарей, соусов и в кулинарии. Окрашивающими веществами можно назвать естественные компоненты пищевых продуктов или биологических объектов, не употребляемые как пищевой продукт или его составная часть, а служащие для придания пищевым продуктам определенной окраски. Карамельный краситель — жженый сахар (сахарный колер Е130) продукт, получаемый при карамелизации сахара, отнесен к окрашивающим веществам. Так же к окрашивающим можно отнести шафран, сафлор, экстракт какао-веллы и другие натуральные красители, вырабатываемые из растительного сырья, содержащие в своем составе красящие вещества в комплексе с БАД. 11.6 Ферментные препараты Ферменты представляют собой высокоспециализированные катализаторы белковой природы, которые ускоряют химические реакции в животных и растительных организмах. Практически все химические преобразования в живом веществе осуществляются с помощью ферментов. Можно сказать, что ферменты являются движущей силой биохимических процессов в живых организмах. В зависимости от природы и назначения ферменты могут выделяться в окружающую среду или удерживаться внутри клетки. Они не утрачивают каталитической способности и после выделения из организма. На этом основано их использование в пищевой, легкой и медицинской промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства. Все ферментативные реакции протекают легко и быстро. Катализируемые в организме ферментативные реакции не сопровождаются образованием побочных продуктов, в то время как в органических реакциях, проводимых с помощью искусственных катализаторов, всегда образуется хотя бы один или несколько таких продуктов. В живых организмах ферменты находятся в упорядоченном состоянии. В отдельных структурных образованиях клетки ферментативные реакции протекают в строго определенном порядке. Будучи точно скоординированными друг с другом, отдельные циклы реакций обеспечивают жизнедеятельность клеток, органов, тканей и организма в целом. В отдельных частях клетки осуществляются строго определенные биохимические процессы. Наряду с тем, что ферменты играют решающую роль в живых организмах, им принадлежит видное место в производстве пищевых продуктов и многих изделий других отраслей промышленности, а также в сельском хозяйстве. Производство этилового спирта, пива, вина, чая, хлеба, кисломолочных и многих других продуктов основано на действии ферментов. Ферменты участвуют в созревании и перезревании плодов и овощей, созревании и порче мяса и рыбы, сохраняемости зерна, муки, крупы и других продуктов. В некоторых случаях присутствие ферментов в процессе переработки продуктов бывает нежелательным. Примером этого может служить реакция ферментативного потемнения плодов и овощей в результате воздействия фермента полифенолоксидазы или прогоркание жиров муки в результате действия присутствующих в зародыше зерна ферментов липазы и липооксидазы. В настоящее время из биологических объектов выделено около 3500 и изучено несколько сотен ферментов. Полагают, что живая клетка может содержать более 1000 различных ферментов. Каждый фермент, как правило, катализирует только один тип химической реакции. Поскольку фермент способен ускорять только одну реакцию или редко группу реакций одного типа, не влияя при этом на другие, в живых организмах может одновременно происходить много различных реакций. Хотя: реакции отдельных ферментов протекают независимо друг от друга, тем не менее чаще всего они связаны между собой сложной последовательностью образования промежуточных продуктов. При этом продукт одной реакции может служить субстратом или реагентом другой. Поэтому в одной и той же клетке одновременно происходят сотни и тысячи ферментативных реакций, протекающих в определенной последовательности и в таких количествах, которые обеспечивают нормальное состояние клетки. Каждый живой организм непрерывно синтезирует ферменты. В процессе роста организма увеличивается и количество необходимых ферментов. Непропорциональное увеличение или уменьшение количества ферментов, могло бы привести к нарушению сложившегося в организме характера обмена веществ. В живой клетке ферменты могут синтезироваться в разных структурных образованиях — ядре, цитоплазме, хлоропластах, митохондриях, цитоплазматической мембране и др. Каталитическая активность ферментов во много раз превосходит активность неорганических катализаторов. Так, гидролиз белка до аминокислот в присутствии неорганических катализаторов при температуре 100 °С и выше осуществляется за несколько десятков часов. Такой же гидролиз при участии специфических ферментов заканчивается за время меньше часа и протекает при температуре 30—40 °С. Полный гидролиз крахмала с помощью кислоты происходит за несколько часов, тогда как на ферментативный гидролиз при комнатной температуре затрачивается несколько минут. Важной характерной особенностью ферментов является специфичность их действия. Специфичность ферментов намного выше, чем у катализаторов неорганической природы. Незначительные иногда изменения в химической структуре вещества исключают проявление действия на это вещество специфического фермента. По степени специфичности ферменты различаются между собой. Специфичность действия ферментов иногда приводя к тому, что на органическое соединение оказывает влияние не один, а два фермента. Ферменты, будучи специфическими катализаторами, ускоряют как прямую, так и обратную реакцию, т. е. гидролиз и синтез вещества, на которое они действуют. Направленность этого процесса зависит от концентрации исходных и конечных продуктов и условий, в которых протекает реакция Химическая природа ферментов Ферменты делят на два больших класса — однокомпонентные, состоящие только из белка, и двухкомпонентные, состоящие из белка и небелковой части, называемой простетической группой. Белки ферментов могут быть простыми (протеинами) и сложными (протеидами). Общие свойства ферментов Количество фермента, присутствующего в тканях в любой данный момент времени, определяется относительными скоростями его синтеза и распада, а также концентрациями различного рода ингибиторов и активаторов. Как правило, распад ферментов и снижение их количества в среде происходят медленно. Ингибирование и активация ферментов могут осуществляться довольно быстро — в течение секунд. Существует много методов для определения и выражения активности отдельных ферментов. Это обусловлено многообразием ферментов, наличием и использованием для определения их активности различных субстратов. Международный биохимический союз предложил следующее определение единицы фермента: «За единицу любого фермента принимается то его количество, которое катализирует превращение одного микромоля субстрата в минуту при заданных стандартных условиях». Ферменты термолабильны, их активность зависит от рН среды и влажности, в которой они действуют,а также от влияния активаторов и ингибиторов. При повышении температуры до определенных пределов активность ферментов усиливается. При достижении оптимальной для фермента температуры его каталитическая активность бывает наиболее высокой. Оптимальная температура для многих ферментов лежит чаще всего в пределах от 40 до 50 °С. При температурах ниже 0 °С каталитическая деятельность ферментов резко снижается, но все же сохраняется даже при замораживании продуктов. Температура инактивации у разных ферментов неодинакова(59-70 °С). Но при очень высоких температурах инактивация ферментов наступает мгновенно. Действие ферментов сильно замедляется в сухих продуктах, однако полностью не прекращается. Результаты активности ферментов могут проявляться в изменении качества продукта — его потемнении, ухудшении аромата, вкуса, консистенции и т. д. Скорость большей части ферментальных реакций пропорциональна концентрации фермента, по крайней мере на самых ранних стадиях. За пределами начальных стадий скорость ферментативных реакций падает. Номенклатура и классификация ферментов В соответствии с этой классификацией название фермента составлялось из химического названия субстрата и названия той реакции, которая осуществлялась ферментом. По современной классификации все ферменты делят на шесть классов: оксидоредуктазы; трансферазы; гидролазы; лиазы; изомеразы; лигазы (синтетазы). Классификация ферментов основана на характере их действия. Каждый класс подразделяют на подклассы, а каждый подкласс — на группы. Оксидоредуктазы. Это ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, которые происходят в живых организмах. Реакции окисления веществ в организмах всегда сопровождаются реакциями восстановления. Оксидоредуктазы делят на 14 подклассов. В классе оксидоредуктаз основное значение имеют дегидрогеназы, которые осуществляют реакцию дегидрирования. Все дегидрогеназы делят на две группы: анаэробные и аэробные, которые называют оксидазами. Анаэробные дегидрогеназы представляют собой специфические ферменты, катализирующие отщепление водорода от определенных химических веществ и передающие его другим ферментам — переносчикам водорода. К группе аэробных дегидрогеназ (оксидаз) относят ферменты, в состав которых в качестве кофермента входит витамин В, (рибофлавин), поэтому такие ферменты называют флавиновыми. Флавиновые ферменты способны отнимать водород от окисляемого вещества и передавать его другим соединениям или кислороду воздуха Отнимая водород от окисляемого вещества и передавая его кислороду воздуха, оксидаза может при этом образовывать воду или перекись водорода (Н2О или Н2О2). К этой группе ферментов относятся полифенолоксидаза, аскорбинатоксидаза, глюкооксидаза. Полифенолоксидаза Действием полифенолоксидазы объясняется потемнение на разрезе мякоти плодов и овощей, картофеля, а также потемнение свежего чайного листа при его скручивании. Полифенолоксидаза играет большую роль в качестве промежуточного звена при дыхании растений. Фермент пероксидаза наряду с полифенолоксидазой активно участвует в процессах дыхания растений.Активная группа пероксидазы содержит железо. С помощью фермента пероксидазы за счет перекиси водорода и некоторых других органических перекисей происходит окисление органических соединений. Многие органические соединения реагируют с кислородом воздуха и образуют перекиси. Особенно легко образуются перекиси при окислении кислородом воздуха соединений, имеющих непредельные связи: каротииоидов, ненасыщенных жирных кислот, некоторых углеводородов. Фермент каталаза катализирует процесс расщепления перекиси водорода на воду и кислород: В состав молекулы каталазы, как и пероксидазы, входит железо. Главное назначение каталазы в организме состоит в том, что она разрушает вредную для клеток перекись водорода, образующуюся в процессе дыхания. Трансферазы, или ферменты переноса. Они ускоряют перенос целых атомных групп от одного соединения к другому. Трансферазы — один из наиболее обширных классов, которые имеют огромное значение для обмена веществ живых организмов.Каждый из подклассов трансфераз переносит только свойственные ему атомные группировки. Гидролазы. Эти ферменты катализируют гидролиз, а иногда и синтез органических соединений при участии воды: |