Исследование консервантов в пищевых продуктах

Цель лабораторного занятия – изучить свойства консервантов, применяемых в пищевой промышленности, приобрести навыки расчёта концентраций рабочих растворов консерванта.

Задание:

1. Изучите теоретический материал к лабораторной работе, выпишите определение термина «консервант», перечислите основные вещества, применяемые в качестве консерванта в пищевых продуктах.

2. Рассчитайте количество сорбата калия, необходимого для введения в продукт общественного питания.

3. Приготовьте рабочий раствор сорбата калия.

4. Определите растворимость карбоновых кислот, используемых в качестве консервантов в продукции общественного питания.

5. Проведите опыт по определению непредельностисорбиновой кислоты.

6. Проведите опыт по обнаружению бензойной кислоты.

7. Сделайте общий вывод о свойствах консервантов, применяемых на предприятиях общественного питания.

Методические указания по выполнению лабораторной работы

Расчет количества собрата калия.Сорбиновая кислота вводится в продукт в виде водного раствора сорбата натрия.По заданию, приведенному в таблице 1, необходимо рассчитать количество кристаллического сорбата калия, необходимого для достижения консервирующего эффекта. При расчетах необходимого для введения количества сорбиновой кислоты надо исходить из того, что сорбат натрия содержит 83,5% сорбиновой кислоты.

Таблица 1 – Состав рабочего раствора сорбата натрия

Содержание сорбиновой кислоты в продукте, мг/кг	Концентрация растворасорбиновой кислоты, %	Концентрация сорбиновой кислоты в сорбате натрия, %	Масса компонентов для приготовления раствора сорбата натрия, г	Количество раствора сорбата натрия, вносимого в продукт, г
Сорбат калия	Вода
		83, 5

Например, на 10 л вина вносят 48 мл 5%-ного свежеприготовленного рабочего раствора сорбата натрия, что соответствует 2,4 г сорбата натрия или 2 г сорбиновой кислоты.

Методика приготовления раствора консерванта.Для приготовления раствора рассчитанное количествосорбата натриянеобходимо растворить в 1 л воды с 75 г двууглекислой соды NаНСО₃. Сначала растворяют соду в подогретой до 50-60°С воде, затем в щелочной раствор небольшими порциями добавляют сорбат при помешивании. Растворение сопровождается бурным выделением углекислоты, каждую новую порцию сорбата добавляют после полного растворения предыдущей и прекращения выделения пузырьков газа. Рекомендуется приготовлять растворы непосредственно перед добавлением в продукт. К растворам не следует добавлять лимонную и другие кислоты, так как это может привести к выпадению осадка.

Определение растворимости карбоновых кислот. В две пробирки наливают по 1-2 см³ дистиллированной воды: в первую пробирку добавляют 2-3 капли уксусной кислоты, осторожно встряхивают содержимое; во вторую пробирку наливают 0,1-0,2 г бензойной кислоты, встряхивают содержимое. Пробирку с бензойной кислотой нагревают на пламени спиртовки до растворения. Затем пробирку охлаждают и к выпавшему осадку добавляют несколько капель раствора 10 % раствора гидроксида натрия. Наблюдают за изменением мутности растворов в обеих пробирках.

Определение непредельностисорбиновой кислоты.К 1 см³ раствора сорбиновой кислоты добавляют при встряхивании несколько капель бромной воды. Наблюдают обесцвечивание бромной воды. Необходимо объяснить результат опыта.

К 1 см³ раствора сорбиновой кислоты добавляют при встряхивании несколько капель 0,1 % раствора перманганата калия. Наблюдают исчезновение малиновой окраски перманганата. Проделывают аналогичный опыт с уксусной кислотой.

Обнаружение бензойной кислоты в продукте. В одну пробирку наливают 1 см³ водного раствора бензойной кислоты, в другую – исследуемого сока. В обе пробирки последовательно приливают по капле 0,3 % раствор перекиси водорода и 3 % раствора хлорида железа. При погружении первой пробирки в кипящую воду быстро появляется красно-фиолетовое окрашивание (при окислении образуется салициловая кислота, которая с хлорным железом дает окраску).

Теоретический материал

Согласно Техническому Регламенту Таможенного СоюзаТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторови технологических вспомогательных средств», консервант - пищевая добавка, предназначенная для продления(увеличения) сроков годности пищевой продукции путем защиты от микробнойпорчи и/или роста патогенных микроорганизмов. В качестве консервантов в пищевой промышленности применяют вещества, приведенные ниже.

Бензойная кислота С₆Н₅СООН и ее соли (бензоат калия Е212, бензоат кальция Е213).Бесцветные кристаллические вещества. Бензойная кислота растворяется ограниченно в воде. В природе входит в состав многих плодов и ягод, таких как клюква, брусника, является природным консервантом. Антимикробное действие кислоты соединено со способностью подавлять ферменты, осуществляющие окислительно-восстановительные реакции, и ориентировано основным образом против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинобразующие. Присутствие белков в пищевых системах ослабляет активность бензойной кислоты, а фосфатов и хлоридов — увеличивает. Бензойная кислота более эффективна в кислой среде, в нейтральных и щелочных растворах ее действие практически не чувствуется. Для облегчения введения бензойной кислоты в водянистые пищевые продукты употребляют ее соли — бензоаты.

Муравьиная кислота НСООН (Е236) и ее соли (формиаты натрия Е237, кальция Е238). Муравьиная кислота из-за высокой константы диссоциации применяется для консервирования лишь сильнокислых товаров (рН < 3,5). В слабокислой и нейтральной средах формиаты не оказывают антимикробного деяния. Кислота действует в большей степени против дрожжей и неких микробов, плесневые грибы и молочные бактерии устойчивы к действию муравьиной кислоты. Она влияет на вкус и запах пищевых продуктов, ее добавляют основным образом во фруктовые полуфабрикаты. В ближайшее время внедрение муравьиной кислоты существенно сократилось.

Уксусная кислота СН₃СООН (Е260) и ее соли (ацетаты калия Е261 и натрия Е262).Уксусная кислота — бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой во всех соотношениях. Ацетат натрия — бесцветный кристаллический порошок, растворимый в воде, с мощным запахом уксусной кислоты. Вместе с уксусной кислотой и ее солями находят применение диацетаты натрия и калия. Эти вещества состоят из уксусной кислоты и ацетатов в молярном соотношении 1:1. Действие основано на понижении величины рН консервируемого продукта, проявляется при содержании кислоты выше 0,5 %.

Пропионовая кислота СН₃СН₂СООН (Е280) и ее соли (пропионаты натрия Е281, калия Е283 и кальция Е282). Впищевой индустрии употребляются основным образом соли пропионовой кислоты. Антимикробное действие пропионовой кислоты сильно зависит от величины рН консервируемого продукта. Проявляет наиболее слабое антимикробное действие по сопоставлению с иными консервантами. Влияет на запах и вкус пищевых продуктов.

Сорбиновая кислота Е200- химическое вещество в виде небольших по размеру прозрачных кристаллов, которые достаточно трудно растворяются в воде. Относится к веществам природного происхождения. Свое название кислота и одноименный консервант получили благодаря слову Sorbus, что в переводе с латинского языка означает «рябина». Имеет благоприятный (в сравнении с другими консервантами) коэффициент распределения между маслом и водой, в результате чего часто применяется в водомасляных эмульсиях.

Диоксид серы SO₂, E220 - бесцветный газ с раздражающим запахом. Химическая формула. Тормозит ферментативное потемнение овощей и фруктов, замедляет образование меланоидинов.

Применение консервантов в пищевой промышленности.Сорбаты применяются в майонезах и деликатесных продуктах, содержащих майонез. Сорбиновую кислоту и сорбаты применяют для твёрдых сыров как во время созревания, так и при хранении в потребительской упаковке. При этом особую роль играет действие сорбиновой кислоты против микотоксинобразующих микроорганизмов.Обработка раствором сорбата калия подавляет рост плесневых грибов на колбасах и сардельках.

В сочетании с посолом, охлаждением и вакуумной упаковкой сорбиновая и бензойная кислоты оказывают антибактериальное действие на свежую рыбу и тем самым уменьшает образование триметиламина и других нежелательных пахучих веществ и подавляет рост патогенных микроорганизмов . Из-за достаточно высокой активности против плесневых грибов она применяется для консервирования склонной к плесневению сушёной рыбы. Сорбиновая кислота в виде водорастворимых сорбатов используется для консервирования ферментированных (квашеных) и маринованных овощей. Преимущество сорбатов в этом случае - относительно слабое действие сорбиновой кислоты против молочнокислых бактерий. Если к заложенным на квашение овощам добавляют 0,05-0,15% (в зависимости от содержания в них соли) сорбата калия, то желательное молочнокислое брожение почти не угнетается; напротив, сорбиновая кислота подавляет развитие вредных дрожжей и плесневых грибов и тем самым способствует брожению. Широко используется сорбат калия для консервирования восточноазиатской ферментированной овощной продукции и пряных соусов. Сорбиновая кислота в концентрации используется для консервирования сухофруктов, джема, варенья и желе. Сорбиновая кислота имеет очень большое значение для стабилизации вина и защиты от перебраживания.

Сорбиновая кислота совместно с пропионовой кислотой широко используется в консервировании хлебобулочных изделий. По сравнению с пропионатамисорбиновая кислота проявляет значительно более сильное антимикробное действие, особенно в отношении меловой плесени (Trichosporonvariabile), появляющейся иногда на ржаном хлебе. Сорбиновая кислота добавляется во время замеса теста.

Сорбиновая кислота вследствие нейтрального вкуса, эффективности в области высоких рН и действенности против осмофильных дрожжей применяется для консервирования наполнителей шоколада и пралине.

Бензойная кислота используется в качестве консерванта для маргаринов, так как относительно высокое значение рН маргарина лежит на границе области, оптимальной для действия бензойной кислоты.

Ранее бензойная кислота (в виде бензоата натрия) широко использовалась для консервирования маринованных овощей. Она хорошо подходит для таких продуктов вследствие их высокой кислотности. Однако, бензойная кислота и её соли в консервирующих концентрациях могут вызывать в пищевых продуктах небольшое изменение вкуса. Поэтому в настоящее времябензоаты в маринадах почти не используются: чаще применяют пастеризацию и сорбиновую кислоту.

Литература:

1. Смирнова И.Р., Плаксин Ю.М. Пищевые и биологически активные добавки к пище: учебное пособие. – М.: Логос. – 2012. - 128 с.

2. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки Энциклопедия. — 2-е изд., - СПб: ГИОРД, 2004.

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте определение термину «консервант».

2. Приведите примеры консервантов, используемых в пищевой промышленности.

3. Какие консерванты являются природными веществами и присутствуют в плодах и ягодах?

4. Для каких продуктов целесообразно применение сорбиновой кислоты? Почему? Приведите примеры.

5. Каким методом определяют бензойную кислоту в пищевых продуктах?

Учебное издание

Чернова Анастасия Валерьевна

Терещенко Владимир Петрович