Substancje konserwujące żywność

Ocena użytkowników:  / 3
SłabyŚwietny 

Aneta Kucharczyk

 

Substancje konserwujące żywność

Artykuł przeznaczony jest dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych realizujących zajęcia z chemii zarówno na poziomie podstawowym jak i rozszerzonym. Materiał przedstawiony w artykule może być wykorzystany przy omawianiu sposobów zapobiegania psucia się żywności. Może stanowić także dodatkowy materiał do pracy własnej uczniów pragnących poszerzyć swoją wiedzę z zakresu właściwości oraz zastosowania wybranych związków nieorganicznych i organicznych.

1. Wstęp

Od dawna ludzie poszukiwali sposobów na przechowywanie żywności, która niezmiennie ulegała zepsuciu pod wpływem bakterii, drożdży, pleśni, światła, tlenu i pary wodnej z powietrza. Początkowo nasi przodkowie wykorzystywali metody suszenia, wędzenia czy pieczenia. Obecnie istnieje wiele sposobów na przedłużenie trwałości żywności. Są to m.in. sterylizacja, liofilizacja, kandyzowanie, naświetlanie promieniowaniem jonizującym oraz stosowanie substancji konserwujących.

 

2. Działanie substancji konserwujących

Substancje konserwujące (konserwanty) stanowią jedną z grup dodatków do żywności, czyli substancji, które nie są naturalnymi składnikami żywności.

Substancje konserwujące w skuteczny sposób pozwalają zapobiegać lub hamować niekorzystne procesy powodujące psucie i obniżenie jakości żywności. Stosowanie tych substancji wpływa na przedłużenie trwałości surowców, półproduktów i wyrobów gotowych oraz przeciwdziała niekorzystnym zmianom podczas ich przechowywania.

Substancje konserwujące powinny być stosowane z ostrożnością, gdyż mogą zwiększać ryzyko chorób alergicznych i nowotworowych.

 

3. Oznaczenia substancji konserwujących

Substancje konserwujące, podobnie jak inne dodatki do żywności, są oznaczone numerem identyfikacyjnym stosowanym w systemie INS oraz symbolem E. Symbol E umieszczony na

opakowaniu jest wskazaniem przez producenta, że zastosowane substancje są uwzględnione na liście zatwierdzonej przez Unię Europejską. Substancje konserwujące mają kody E 200 – E 299.

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 10 lipca 2007 (Dz. U. 2007 nr 137, poz. 966) w sprawie znakowania środków spożywczych (z późniejszymi zmianami) – rodzaj stosowanych dodatków do żywności powinien być przedstawiony w składzie produktu umieszczonym na etykiecie. Producent jest zobowiązany do podania funkcji technologicznej substancji wraz z jego nazwą lub numerem „E”, np. substancja konserwująca: benzoesan sodu lub substancja konserwująca: E 211.

Stosowanie substancji konserwujących i innych dodatków do żywności reguluje Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 listopada 2010 (Dz. U. 2010 nr 232 poz. 152) w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych. Dokument ten określa, jakie środki są dozwolone, do których produktów i w jakich maksymalnych ilościach można je stosować. Przykłady dozwolonych w Polsce ilości substancji konserwujących przedstawiono w tabeli.

Nazwa substancji

Numer E

Środek spożywczy

Ilość maksymalna

mg/kg lub mg/l

nizyna

E 234

sery dojrzewający i topione

12,5 mg/kg

kwas borowy

E 284

kawior

4 g/kg

kwas propionowy

E 280

chleb opakowany krojony

3000 mg/kg

dimetylodiwęglan

E 242

wino bezalkoholowe gronowe

250 mg/l

azotan (III) potasu

E 249

produkty mięsne

150 mg.kg

azotan (V) potasu

E 252

marynowany śledź i szprot

500 mg/kg

 

4. Wybrane substancje konserwujące żywność

Kwas sorbowy (E 200) − CH3−CH=CH−CH=CH−COOH – związek z grupy nienasyconych kwasów karboksylowych. Jest drobnokrystaliczną, bezzapachową substancją stałą o słabo kwaśnym smaku. W stanie naturalnym występuje w owocach jarzębiny. Hamuje rozwój drożdży i pleśni przy pH 3 – 6. Kwas sorbowy stosuje się jako substancję konserwującą przy produkcji m.in. kiszonek, konserw rybnych, przetworów owocowych, jogurtów.

Kwas sorbowy rozkłada się w przewodzie pokarmowym, jednak u osób ze skłonnością do pokrzywki nasila powstawanie nowych bąbli.

Benzoesan sodu (E 211) - C6H5COONa – to sól sodowa kwasu benzoesowego. W warunkach standardowych jest białą, krystaliczną substancją stałą, dobrze rozpuszczalną w wodzie. W środowisku silnie kwaśnym wykazuje właściwości bakteriobójcze i fungistatyczne. Z tego też względu stosuje się go do konserwacji m.in. napojów bezalkoholowych (niegazowanych i gazowanych), napojów typu cola, dżemów niskosłodzonych, sałatek majonezowych i margaryny. Na rys. 1 przedstawiono fragment etykiety dotyczący składu napoju bezalkoholowego, w tym obecności benzoesanu sodu.

Rys. 1

Benzoesan sodu może powodować podrażnienie śluzówki żołądka, zwłaszcza u osób z chorobą wrzodową. U niektórych ludzi, szczególnie astmatyków i alergików może wywoływać reakcje uczuleniowe. W połączeniu z kwasem L-askorbinowym (witaminą C) istnieje możliwość powstania rakotwórczego benzenu, co jest istotne w przypadku napojów gazowanych.

Tlenek siarki (IV), inaczej dwutlenek siarki (E 220) – SO2 – bezwodnik kwasu siarkowego (IV). Jest to bezbarwny gaz o ostrym i duszącym zapachu, cięższy od powietrza, dobrze rozpuszczalny w wodzie i acetonie. Hamuje rozwój bakterii i pleśni oraz wykazuje właściwości wybielające. Jest stosowany do konserwacji m.in. dżemów, soków, suszonych owoców i warzyw, marynowanych pieczarek. Przy produkcji wina działa przede wszystkim antyseptycznie i chroni wino przed niepożądanymi zmianami biochemicznymi.

Na rys. 2 przedstawiono fragment etykiety z informacją o tlenku siarki (IV) (dwutlenku siarki) jako substancji konserwującej wiórki kokosowe.

Rys.2

Tlenek siarki (IV) niszczy witaminę B12. U osób wrażliwych może wywoływać nudności i bóle głowy, zaś w przypadku astmatyków może spowodować tak zwaną astmę siarczynową (problemy z oddychaniem).

 

Nizyna (E 234) – policykliczny peptyd. Jest wytwarzana w procesie fermentacji mlekowej przez bakterie Lactococcus lactis. Należy do bakteriocyn. Nizyna wykazuje stabilność w wysokiej temperaturze przy niskim pH. Jej aktywność przeciwdrobnoustrojowa obejmuje szeroki zakres bakterii Gram dodatnich, m.in. Streptococcus, Lactobacillus, Enterococcus, Listeria oraz bakterie Gram ujemne E. coli i Salmonella. Nizynę stosuje się najczęściej jako naturalną substancję konserwującą w następujących produktach: sery dojrzewające i topione, ser Clotted cream, puddingi z semoliny i tapioki, masa jajowa.

Nizyna jest uznawana za substancję nietoksyczną – jej LD50 wynosi 6,95 g/kg masy ciała.

 

Kwas propionowy (E 280) – C2H5COOH – z grupy kwasów karboksylowych. W temperaturze pokojowej jest bezbarwną cieczą o nieprzyjemnym zapachu, rozpuszczalną w wodzie. Występuje w mleku, a w małych ilościach w moczu i pocie. Może być także wytwarzany na drodze fermentacji propionowej, co ma zastosowanie przy produkcji serów dojrzewających. Kwas propionowy hamuje rozwój bakterii, drożdży i grzybów. W stosunku do bakterii Gram dodatnich jego oddziaływanie jest słabsze niż do Gram ujemnych. Kwas propionowy stosuje się w piekarnictwie do przedłużania trwałości wyrobów. W tym celu jest dodawany do chleba paczkowanego krojonego, chleba żytniego oraz do wyrobów ciastkarskich.

Stosowanie kwasu propionowego nie budzi większych zastrzeżeń, ponieważ substancja ta jest dobrze metabolizowana w organizmie człowieka.

 

Azotan (III) sodu, inaczej azotyn sodu (E 250) – NaNO2 – sól kwasu azotowego (III). W temperaturze pokojowej jest białą lub żółtawą substancją krystaliczną, dobrze rozpuszczalną w wodzie. Zmniejsza oporność cieplną przetrwalników bakteryjnych, hamuje rozwój patogennych drobnoustrojów, szczególnie Clostridium botulinum (pałeczki jadu kiełbasianego). Azotan (III) sodu jest stosowany do peklowania mięsa, stąd jego obecność w wędlinach, konserwach mięsnych i mięsnych wyrobach garmażeryjnych, gdzie przeciwdziała namnażaniu bakterii oraz nadaje charakterystyczną różową barwę mięsa.

Na rys. 3 przedstawiono fragment etykiety odnoszący się do składu parówek wieprzowych, w tym obecności azotanu (III) sodu (azotynu sodu) w produkcie.

Rys. 3

Azotan (III) sodu reagując z aminami, powstającymi w wyniku rozkładu białek, może tworzyć rakotwórcze nitrozoaminy. Dzienne spożycie tej soli nie powinno przekroczyć 0,06 mg/kg masy ciała.

Aby uniknąć przedawkowania azotanu (III) sodu, można go stosować do peklowania wyłącznie w postaci mieszanki z NaCl zawierającej 0,5-0,6% NaN02.

 

5. Podsumowanie

Przy zakupie żywności należy zwracać uwagę na etykiety, gdyż pozwoli to na dokładne zapoznanie się ze składem produktu, w tym z informacją o substancjach konserwujących. Każdy konsument musi sam dokonać wyboru co i w jakiej ilości kupuje, zwracając uwagę na aspekt zdrowotny, praktyczny i funkcjonalny.

 

6. Ciekawostka

Octan sodu CH3COONa (E 262) może być stosowany jako substancja konserwująca owoce i warzywa w puszkach lub w opakowaniach szklanych.

Przesycony roztwór octanu sodu (w temperaturze pokojowej) pobudzony bodźcem mechanicznym krystalizuje, wydzielając ciepło. Film prezentujący doświadczenie „Ciecz przechłodzona albo gorący lód” jest dostępny na stronie:

http://weirdscience.eu/Ciecz%20przech%C5%82odzona%2C%20albo%20gor%C4%85cy%20l%C3%B3d.html

 

Bibliografia

1. Kołożyn – Krajewska D., Sikora T., Towaroznawstwo żywności (1997)

2. Łatka U., Technologia i towaroznawstwo

3. Maciejowska I., Warchoł A., Świat chemii (2012)

4. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2012, 4 (83)

5. dobrydietetyk.pl

6. isap.sejm.gov.pl

7.wsse.krakow.pl

8. wikipedia.org

 

Uwagi dla uczniów:

1. Oblicz, ile miligramów kwasu benzoesowego E210 może maksymalnie znajdować się w 0,5 kg napoju, jeżeli dopuszczalna ilość tego związku w napojach wynosi 200 mg/kg.

2. Oblicz, ile 10-procentowego kwasu octowego (octu) potrzeba na 150 g wody, aby przygotować zalewę do ogórków. Stosunek octu do wody wynosi 1 : 3.

 

Uwagi dla nauczyciela:

1. Artykuł może stanowić wstęp do dyskusji na temat „Czy wiemy, co jemy”?”

2. Warto przeanalizować z młodzieżą różnorodne metody konserwacji żywności.




Wersja angielska artykułu w formacie pdf (The English version in pdf)