Физиологическое воздействие эмульгаторов на организм человека

Безвредность эмульгаторов обеспечивается путем проведения обязательных широких исследований до того, как ОКЭПД ФАО— ВОЗ или НКПП оценят новый эмульгатор и, возможно, включат ее в список разрешенных эмульгаторов. Кроме того, как указывалось, проводится периодический пересмотр одобренных ранее эмульгаторов по мере поступления о них новой информации и совершенствования методов проведения проверки их безвредности.

При решении вопроса о  безопасности эмульгаторов необходимо ответить на несколько вопросов:

• какова опасность применения данного химического вещества для здоровья человека (опасность);
• какова вероятность вредного влияния химического соединения на здоровье человека с учетом уровня его воздействия (риск);
• какой уровень потребления эмульгатора не будет опасным (риск) для здоровья человека при ее систематическом потреблении в течение всей его жизни.

Изучение безвредности химического  вещества начинается с определения любых возможных отрицательных биологических воздействий. Доза, которая используется при проведении исследований на животных, последовательно увеличивается до тех пор, пока не будет получен один из трех следующих результатов:

• установлена токсичность соединения по отношению к определенной системе организма;
• выявлено снижение массы тела, указывающее на неспецифическую токсичность или на возможные проблемы при всасывании нутриентов организмом;
• доза эмульгатора достигнет 5 % от общей массы рациона питания.

Детальное исследование безопасности эмульгатора по всей приведенной выше схеме требуется не во всех случаях. Иногда решение может быть принято после анализа следующих данных:

• химической структуры вещества;
• его прогнозируемою воздействии на организм человека;
• его присутствия в качестве нормальных составных частей в организме человека;
• его использования в традиционных продуктах питания;
• знаний о его воздействии на организм человека, содержащихся в литературе.

В случае исследований негенотоксичных воздействий добавки считают, что есть порог воздействия на организм человека, ниже которого вещество не проявляет никакого отрицательного эффекта. Обеспечение безвредности эмульгатора основано на использовании связи между дозой и реакцией на нее для определения приближенного порога токсичности при проведении исследований на животных. Это уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, — УНВОЭ [(мг/кг)/сут], он является уровнем воздействия, при котором исследуемые животные не отличаются от животных контрольной группы по сравнению с изменениями, обнаруженными ранее при использовании более высоких доз.

Объединенный комитет  экспертов по пищевым добавкам ФАО— ВОЗ во избежание неучтенных факторов рекомендовал использовать интегральный коэффициент запаса, равный 100, гарантирующий безопасность с учетом различий чувствительности человека и животных, индивидуальных различий, сложностей оценки потребленного количества продукта, возможности синергического действия добавок и т. д.

Для получения безопасного  уровня (ДСП) воздействия на человека определенный уровень, не вызывающий отрицательных эффектов (УНВОЭ) по сравнению с контрольной группой, делится на коэффициент безопасности (интегральный коэффициент запаса):

ДСП =

где ДСП—допустимое суточное потребление, (мг/кг массы тела)/сут;

УНВОЭ — уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, (мг/кг массы тела)/сут;

100 — коэффициент безопасности.

При определении ДСД —  допустимой суточной дозы средняя масса тела не учитывается:

ДСД =

где ДСД измеряется в (мг/кг)/сут,

УНВОЭ —в (мг/кг)/сут.

Предельно допустимая концентрация эмульгаторов в пищевых продуктах (мг/кг)

ПДК=

где Р — количество продуктов в суточном рационе, в котором может содержаться регламентируемая пищевая добавка, кг.

При этом количество продукта в пищевом рационе берут из рекомендованных в стране средних величин суточного рациона (так называемого стандартного рациона). Величина Р включает только те продукты, в которых может содержаться регламентируемая добавка:

Р =Р₁ + Р₂+...+ Рn.

Проблема усложняется, если эмульгатор в продуктах, содержащихся в рационе, присутствует в разных количествах. В этом случае ПДК (мг/кг) определяют для каждого продукта:

ПДК =

где ПС — содержание пищевой  добавки в данном виде продукта, % к ДСД или к общему содержанию пищевой добавки в продуктах;

М— масса данного вида продукта в стандартном суточном рационе, кг.

После определения ПДК  необходимо убедиться, не оказывает ли это количество (мг/кг) негативного влияния на органолептические свойства пищевого продукта и не превышает ли оно технологически необходимые количества. В этом случае вносят соответствующие коррективы. Если ПДК окажется ниже технологически необходимого количества, то испытуемое вещество не разрешают использовать в качестве пищевой добавки.

После утверждения эмульгатора и включения ее в список разрешенных добавок с присвоением индекса Е наблюдение за ней продолжается с учетом новых методов исследования и полученных экспериментальных данных.

 

3. Основные группы пищевых ПАВ 

 

3.1 Моно- и диглицериды жирных кислот и их производные (Е471, Е472а—E472g) Наиболее известная группа эмульгаторов, промышленное производство которых началось в 20-е годы XX в. Сегодня их доля и в общем потреблении пищевых эмульгаторов составляет около 60 %.

В группу пищевых добавок  глицеридной природы входят неполные ацилглицериды (моно- и диглицериды), которые в промышленности получают глицеролизом жиров и масел или этерификацией глицерина высокомолекулярными жирными кислотами, а также продукты их этерификации по первичной гидроксильной группе пищевыми низкомолекулярными кислотами — уксусной, молочной, винной, диацетилвинной и лимонной.

Известны различные типы моноглицеридов, которые в зависимости от вида исходного жирового сырья и технологии получения могут содержать от 40 до 60 % фракции моноэфира в смеси с ди- (34—50 %) и триглицеридами (3,5—10 %) со значениями йодного числа, характеризующего степень не предельности ацилов жирных кислот, от 1 до 100 и температурой плавления от 40 до 70 ºС.

При молекулярной дистилляции  продуктов глицеролиза получают дистиллированные моноглицериды, содержащие не менее 90 % моноэфира, представляющего собой смесь α- и β-кристаллических форм, из которых наиболее активной с позиций функциональности является α-форма. Содержание α-формы может варьировать в интервале 40-90 %.

Общая формула, объединяющая эту группу добавок, может быть представлена следующим образом:

 

 

Х₁=Н – моноацилглицерины (при Х₂= Н ) или их производные при Х₂;

 

Х₁= дилглицерины (при Х₂= Н ) или их производные при Х₂;

 

    -ацил высшей жирной кислоты;

 

В качестве пищевых добавок  разрешены семь сложноэфирных модификаций  неполных ацил глицеринов, представленных в табл. 1.

По сегодняшним  данным добавка E471-472 относится к классу безвредных. Три из них, как и исходные моно- (МГ) и диглицериды (ДГ), относятся к  группе безопасных добавок — статус GRAS, применяемых без ограничений. Для остальных допустимая суточная доза (ДСД) составляет 30 мг/кг, а для добавки Е472е — даже 50 мг/кг массы тела человека.

Моноглицериды и диглицериды жирных кислот по своему строению похожи на частично усвоенный натуральный жир и организм перерабатывает данный эмульгатор, как и все остальные жиры. Соответственно вред организму связанный с чрезмерным потреблением жиров могут нанести непосредственно сами продукты, содержащие эту добавку при их постоянном потреблении в большом количестве.

Они легко перевариваются и усваиваются точно так же, как жиры. Опасности по ГН-98 отсутствуют.

Эфиры глицерида жирных кислот и их производных также полностью гидролизуются и усваиваются. Высокая гидролитическая способность этих эмульгаторов приводит к тому, что обычно уже в пищевом продукте, особенно в хлебобулочных изделиях, они в большой степени разлагаются на моноглицериды и производные и тем самым выводятся из кишечника.

ДСП 50 мг/кг веса тела в день. Опасности по ГН-98 отсутствуют.

 

 

 

 

 

Таблица 1 - Эфиры глицерида и жирных кислот

Е-номер	Пищевая добавка	Х2	ДСД, мг/кг массы тела человека
Е471	Моно- и диглицериды жирных кислот		GRAS*
Е472а	Эфир уксусной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот		GRAS
Е472b	Эфиры молочной кислоты и  моно-, диглицеридов жирных кислот		GRAS
Е472с	Эфиры лимонной кислоты и  моно-, диглицеридов жирных кислот		GRAS
E472d	Эфиры винной кислоты и  моно- и диглицеридов жирных кислот		0…30
Е472е	Эфиры диацетилвинной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот		0…50
Е472g	Эфиры янтарной кислоты и  моноглицеридов(сукцинилированные моноглицериды)		0…30

* GRAS — Generally Regarded As Safe — совершенно безвредны.

 

Все добавки этой подгруппы  — липофильные неионогенные эмульгаторы.

По своим технологическим функциям пищевые добавки глицеридной природы являются эмульгаторами и стабилизаторами пищевых дисперсных систем. Их модификация с образованием различных производных позволяет направленно изменять ГЛБ молекул, следовательно, их поверхностную активность на границах раздела фаз.

Дефиниции этих добавок, связанные  с образованием и стабилизацией однородных дисперсных систем из двух и более несмешивающихся фаз, определяют основные области их применения в пищевых продуктах.

Введение в структуру  глицеридных молекул ацилов низкомолекулярных кислот обеспечивает формирование новой технологической функции комплексообразования.

Производные моноглицеридов нашли применение в кондитерском промышленности, хлебопечении, при производстве майонезов и маргаринов, мороженого, напитков, макаронных изделий и т. л.

Применение моно- и диацилглицеринов в хлебопечении улучшает качество хлеба, замедляет процесс черствения, в макаронной промышленности позволяет механизировать технологический процесс и повысить качество изделий (макароны перестают быть клейкими). В производстве маргаринов и майонезов добавки моно- и диацилглицеринов оказывают эмульгирующее, стабилизирующее и пластифицирующее действие.

 

3.2 Фосфолипиды (Е322, Е442)

Наиболее популярны в этой группе природные лецитины (Е322), имеющие синтетический аналог под названием «аммониевые фосфатиды» (Е442).

В соответствии с Директивой Европейского Союза лецитины (Е322) представляют собой смесь фракций фосфатидов, полученную из животных или растительных объектов физическими методами, включающими использование ферментов. Содержание в этой смеси веществ, нерастворимых в ацетоне (собственно фосфолипидов), составляет не менее 56—60 %.

Коммерческие лецитины включают следующие основные фракции: фосфатидилхолины, т. е. собственно лецитины (до 25 %), фосфатидилэтаноламины (до 25 %), фосфатидилсерины (до 15 %), фосфатидилинозиты и фосфатидные кислоты (5—10 %).

Аммониевые фосфатиды (Е442) представляют собой смесь аммониевых солей различных фосфатидных кислот, являющихся продуктами взаимодействия ортофосфорной кислоты с одним, двумя или тремя остатками ацетилглицеринов.

Общая формула и основные фракции природных и синтетических фосфолипидов представлены ниже.

Лецитины (Е322):

X— Н — фосфатидные кислоты;

X— CН ₂CH₂N⁺(CH₃)₃   — фосфатидилхолины (лецитины);

Х —CH 2CН ₂N⁺Н₃ — фосфатидилэтаноламины (кефалины);

  Х —   — фосфатидилсерины;

 Х — — фосфатндилинозиты.

Аммониевыс фосфатилы (Е442):

Х= N ⁺ Н₄ —аммониевая соль фосфатидной кислоты.

Основным источником промышленного  получения лецитинов для пищевой  промышленности служат масличные культуры (главным образом соя, реже — подсолнечник), из которых их выделяют гидратацией масел. Концентрированным источником фосфолипидов животного происхождения является яичный желток.