Aditivi Curs

7/29/2019 Aditivi Curs

1/22

11.10.2012

Defini ie. No iuni introductive. Clasificarea aditivilor

Defini ie : Directiva european 89/107 CE define te aditivul ca fiind orice

substan , chiar i de natur microbiologic, care nu este consumat n mod uzual ca aliment sau care nu reprezint un ingredient tipic al unui aliment, chiar dac aresau nu valoare nutritiv, a crui adugare ntr-un produs alimentar este strict legatde un scop tehnologic de fabricare, ambalare sau depozitare cu efecte cerute sau dela care se a teapt efecte convenabile asupra propriet ilor acestuia.

Din defini ie rezult clar caracterul de inten ionalitate a utilizrii a aditivilor alimentari ce exclud, n mod logic, substan ele ajunse accidental n compozi ia unui aliment (substan e chimice utilizate pentru stimularea cre terii plantelor i animalelor) denumite n mod eronat aditivi accidetali , acestea dinurm fiind doar contaminan i ai produselor alimentare.

Utilizarea aditivilor alimentari este justificat: pentru conservarea valorii nutritive a produselor alimentare; pentru men inerea i cre terea duratei de conservare a produsului alimentar; pentru facilitarea proceselor tehnologice de fabricare, ambalare i

depozitare; pentru mbunt irea propriet ilor senzoriale ale produselor alimentare.

Utilizarea aditivilor nu este justificat atunci cnd: se nregistreaz o u oar diminuare a valorii nutritive a alimentelor; doza de aditivare pune n pericol sntatea consumatorului; se ncearc mascarea unor defecte de fabrica ie, ambalare sau manipulare; se ncearc inducerea n eroare a consumatorului.

Aditivi de origine natural i de sintez

Aditivii pot fi accesa i din surse naturale n timp ce al ii pentru a putea fi accesa i trebuie sintetiza i.

Prezen a n compozi ia unui aliment a aditivilor naturali, respectiv artificiali, este supus reglementrilor legale n vigoare ce stabilesc dozele saulimitele de utilizare n func ie de normele de siguran impuse acestor produse.

Faptul c un aliment prezint n compozi ia sa aditivi naturali sau de sintez nu reprezint un indicator al calit ii produsului deoarece se cunosc aditivi artificiali ce au aceea i structur cu a celor naturali (vit. C).

Pentru un toxicolog termenul de natural poate ridica numeroase suspiciunideoarece se cunoasc numeroase substan e naturale recunoscute pentru efectele adverse induse. Fie c aditivul este ob inut din surse vegetale sau animale, ob inut ntr-un laborator sau biosintetizat de un microorganism pentru un toxicologaditivul rmne o substan chimic ce poate induce sau nu efecte negative asupra snt ii.

1


2/22

n ceea ce prive te analiza ce conduce ulterior la decizia dac substan a este utilizat sau nu ca i aditiv alimentar, procesul este identic indiferent de originea acestui.

Condi ii de utilizare a aditivilor alime ntari

La accesarea aditivilor alimentari se vor avea n vedere urmtoarele aspecte:- inocuitatea produsului de aditivare, respectiv absen a oricrui pericol generat de acumularea unor efecte negative n timp, fapt ce trebuie demonstrat pe cel pu in dou specii de animale de laborator;- utilizarea trebuie s fie acceptat i motivat pe principii tiin ifice i/sau tehnice;

- introducerea unui aditiv n compozi ia unui produs alimentar nu trebuie s aib drept consecin eliminarea unui component normal al produsului alimentar;

- puritatea aditivului prin testarea propriet ilor sale fizico-chimice trebuie s fie certificat prin lege;- introducerea unei noi game de produse de aditivare trebuie s fie precedat destabilirea unor metode/teste calitative i cantitative care s permit identificarea acestora;

- aditivarea trebuie s fie semnalat pe eticheta produsului pentru ca noi,consumatorii, s putem face alegeri n cuno tiin de cauz.

Un aspect important la accesarea aditivilor alimentari este puritateaaditivului. Impurit ile pot fi:

inofensive sau nocive; volatile sau nevolatile; organice sau anorganice.

Ele pot proveni din diverse stabii de procesare, din solven i utiliza i n opera ii, cum ar fi extrac ii sau catalizri, respectiv din produ i secundari de reac ie, reac ii ce pot avea loc n timpul depozitrii (hidrolize, oxidri, polimerizri, etc.)

Atunci cnd discutm despre impurit i trebuie avute n devere urmtoarele aspecte:

dac propor ia impurit ilor reduce inocuitatea produselor de aditivare; dac impurit ile pot fi ndeprtate total sau par ial prin mbunt irea

procesului de fabrica ie; dac impurit ile prezint o asemenea importan nct este necesar

stabilirea unor limite de procesare i consum.Pentru a reglementa acest lucru, Comisia european a stabilit la nivelul

directivelor 89/107 CE, 94/35 CE, 95/2 CE condi iile de puritate pentru aditivii alimentari utiliza i n procesarea alimentar.

2


3/22

Evaluarea toxicologic a aditivilor alimentari

Evaluarea toxicologic const n dou etape majore: etapa colectrii datelor cu privire la siguran a substan ei analizate, a testelor de laborator i, atunci cnd este posibil, a observa iilor directe pe om; etapa II const n analiza datelor colectate i luarea deciziei dac substan a analizat va fi utilizat sau nu ca aditiv.

Testele de toxicitate includ:teste de toxicitate acut;teste de toxicitate pe termen scurt;teste de toxicitate pe termen lung;teste privind reproducerea;teste privind carcinogenitatea i teratogenitatea substan elor analizate; teste biochimice.n urma acestor evaluri se poate estim o cantitate de substan analizat

ce nu induce niciun efect negativ asupra snt ii.Aceast cantitate este cunoscut sub denumirea de consum zilnic admis i

reprezint cantitatea estimat dintr-un aditiv alimentar raportat la greutateacorporal ce poate fi consumat zilnic pe toat durata vie ii fr niciun risc asupra snt ii.

Aceast cantitate se exprim n mg/kg corp/ zi.Pentru a elimina orice risc generat de consumul conjugat a mai multor

alimente ce con in acela i aditiv pe durata unei zile, doza maxim admis n utilizarea unui aditiv se ob in prin raportarea consumului zilnic admis la un factor de siguran cu valoarea 100.

Aceast precau ie suplimentar ncearc s elimine eventualele efecte adverse generate de extrapolarea datelor experimentale de la animalele deexperien la om, respectiv diferen ele de sensibilitate ntre diferitele categorii de consumatori.

Pentru a confirma nivelul sau securitatea n exploatarea aditivilor acestevalori sunt supuse unor revizii periodice i validate de echipe de cercettori independen i.

Aprobarea aditivilor alimentari n UE

Comisia european a nfiin at n 1996 Comitetul tiin ific pentru alimente. Una dintre misiunile acesteia este evaluarea siguran ei n exploatarea aditivilor alimentari. Procesul poate dura de la cteva luni la c iva ani i ncearc s induc probabile efecte negative efecte negative asupra snt ii generate de utilizarea acestor substan e ca aditivi alimentari.

Dup ce s-a stabilit c substan a analizat nu prezint riscuri pentru

sntatea consumatorului Comitetul tiin ific pentru alimente nainteaz un raport Comisiei europene care poate demara procesul legislativ de autorizare a nouluiaditiv alimentar.

3


4/22

Comisia redacteaz o propunere de act normativ ce con ine doza maxim admis, condi iile de puritate, respectiv produsul alimentar n care noul aditiv va fi nglobat. Aceast propunere legislativ este naintat spre aprobarea Consiliuluide mini tri i Parlamentului european. Cele dou organisme colaboreaz n vederea redactrii finale a actului normativ, acesta fiind n final aprobat deParlamentul european. Din acest moment aditivul va primi o codificare ce ncepecu litera E, urmat de un grup de cifre, eventual litere i inclus pe lista aditivilor accepta i.

Ulterior guvernele rilor membre ale UE sunt obligate s integreze n legisla ia na ional de specialitate noile cerin e legislativ europene.

18.10.2012

Clasificarea aditivilor alimentari

Conform directivelor europene 94/35 CE privind ndulcitorii, 94/36 CE privind coloran ii i 95/2 CE privind al i aditivi dect ndulcitorii i coloran ii, avem urmtoarele clase de aditivi alimentari:

- ndulcitorii = substan e utilizate pentru a conferi gust dulce produselor alimentare. n aceast categorie nu sunt incluse mono i dizaharidele, precum i unele produse alimentare dulci, cum ar fi mierea de albine sau siropul de

ar ar;- coloran ii = substan e utilizate pentru a conferi culoare produselor. n aceast categorie nu sunt incluse ofranul, paprica, precum i unele produse

utilizate pentru colorarea superficial a suprafe elor exterioare necomestibile a produselor alimentare;- agen ii de mas = substan e care asigur masa unui produs fr a-i modifica valoarea energetic;- antioxidan ii = substan e utilizate pentru a prelungi durata de pstrare a produselor alimentare prin protejarea fa de degradarea prin oxidare;- conservan ii = substan e utilizate pentru protejarea produselor alimentare fa de ac iunea microorganismelor; - acidulan ii = substan e ce mresc aciditatea unui produs alimentar i/sau

confer gust;- agen ii de reglare a pH-ului = substan e care asigur alcalinitatea, respectiv aciditatea unui produs alimentar;- agen ii antispuman i = substan e ce previn apari ia fenomenului de spumare;- agen ii antiaglomerare = substan e ce previn aderarea reciproc a unor particule prezente ntr-un produs alimentar;- emulgatorii = substan e ce favorizeaz formarea i men inerea unei emulsii de tip unei n ap, respectiv ap n ulei;- sruri de emulsionare = substan e anorganice ce au proprietatea de a transforma proteinele din brnzeturi;

4


5/22

- agen ii de ntrire = substan e ce asigur textura fructelor i legumelor prin interac iunea lor cu agen ii de gelifiere; - agen i de gelifiere = substan e care asigur textur monitorizat produselor alimentare prin formarea de geluri consistente;- agen i de spumare = substan e ce formeaz o dispersie omogen gaz n lichid sau gaz n solid;- poten iatori de arom = substan e ce intensific gustul i mirosul produselor alimentare;- umectan i = substan e ce previn deshidratarea produselor alimentare n condi iile unui mediu cu o umiditate sczut;- agen i de glazurare = substan e aplicate la suprafa a produsului pentru a-l proteja sau pentru a-i conferi un aspect plcut;- gaze de ambalare (altele dect aerul) ce se introduc n recipien i sau n ambalaj nainte, dup sau odat cu produsul alimentar;-

afnan ii = amestecuri de substan e anorganice ce au proprietatea de a elibera un gaz, care prin re eaua de celule format determin volumul unui aluat;- stabilizatorii = substan e ce men in propriet ile fizico-chimice a unui produs alimentar. n aceea i categorie fiind incluse i substan ele care men in omogen o dispersie format din 2 sau mai multe lichide nemiscibile sausubstan e care men in i intensific culoarea produsului alimentar; - amidonurile modificate = substan e ob inute prin tratarea fizico-chimic a amidonului;

- sechestran ii = substan e ce formeaz complexe cu moleculele cu dimensiuni geometrice reduse;- agen i de ngro are = substan e ce mresc vscozitatea unui produs;- agen i de tratare a finii = substan e ce mbunt esc propriet ile de panifica ie ale finii.

n categoria aditivilor alimentari nu sunt incluse:substan ele ca deriva ii din lecitin; produsele ob inute din coaja de citrice tratat cu solu ii diluate de acizi i neutralizate cu sruri de Na i K (pectin lichid);substan ele utilizate pentru tratarea apei potabile;structura polimer de baz a gumei de mestecat;dextrina alb i galben;amidonul toastat;hidrolizatele proteice i srurile lor; plasma sanguin;glutenul;gelatina;

cazeina i cazeina ii; aminoacizii i srurile lor i, respectiv, inulina.

5


6/22

Legista ia romneasc n domeniul aditivilor alime ntari

Romnia ca ar membr a UE a integrat n Legista ia Na ional de specialitate cerin ele directivelor europene referitoare la utilizarea aditivilor alimentari. Actele normative ce reglementeaz utilizarea aditivilor alimentari nRomnia sunt ordinul 438/2002 al Ministerului Snt ii i ordinul 295/2002 al Ministerului Agriculturii, Alimentelor i Pdurilor modificat i completat de ordinul 109/2004.

Antioxidan i alimentari

Introducere . Degradarea grsimilor de origine animal i vegetal, precum i a produselor alimentare cu un con inut ridicat de grsimi, sub ac iunea

oxigenului este cunoscut sub denumirea de rncezire aldehidic. Acest procesdegradativ determin la nivelul produsului alimentar o serie de modificri cum ar

fi: modificri ale propriet ilor organoleptice (gust, miros, culoare);o scdere a valorii nutritive a produselor alimentare datorat degradriiacizilor gra i polinesatura i i a vitaminelor sensibile la oxidare, cum ar fi vitamina A, E, B1 , B 6 , B12 ;acumularea de substan e toxice ce pot determina o scdere a coeficientului de utilizare alimentar a produsului afectat sau induce efecte negativeasupra snt ii.De regul, consumatorul respinge produsele alimentare afectate de

rncezirea aldehidic, fapt ce determin pierderi economice nsemnate deoarece produsele trebuie retrase de pe pia i ulterior distruse. Pentru a preveni aceste efecte negative n industria alimentar se poate apela la ambalarea alimentelor nambalaje cu permeabilitate redus pentru aer (O2 ) i pstrarea produselor alimentare la temperaturi sczute. Deoarece aportul de O2 nu poate fi eliminat ntotalitate, utilizarea antioxidan ilor devine indispensabil.

Defini ie . Antioxidan ii se definesc ca fiind substan e utilizate pentru a prelungi durata de via a produselor alimentare prin protejarea lor fa de

deteriorarea lor cauzat de oxidare (rncezire, modificri de culoare).Clasificarea antioxidan ilor:

primari: influen eaz direct procesele de oxidare a grsimilor:sintetici;naturali;

secundari: substan e sinergetice i complexan i ai metalelor. La reprezentan ii naturali avem:

o tocoferolii;o

acidul ascorbic i srurile sale, precum i unele extrase din ovz, soia, cacao;o lecitina;

6


7/22

o flavonoizii.La ceisintetici avem:

o butilhidroxianisolul;o butilhidroxitoluenul;o galatul de propol;o galatul de octiol;o galatul de dodecil.

Modul de ac iune

RO + RH ROH + RR + O 2 ROO

ROO + RH ROOH + R

RH acid gras nesaturatROOH - hidroperoxidRO , ROO, R - radicali liberi

7


8/22

- structuri cu azot sau alte elemente (O, S, etc) cu electroni neparticipan i

Autooxidarea lipidelor este un proces radicalic, catalizat de lumin,caracterizat de formarea masiv de hidroperoxizi i radicali liberi ce au randament

mai mare dect unitatea atunci cnd procesul este catalizat de lumin i perioad mare de induc ie atunci cnd suportul lipidic nesaturat este pur. Suportul lipidic nesaturat (RH) cu 1, 2 sau 3 duble legturi n prezen a O 2 i a luminii conduce la formarea de hidroperoxizi (ROOH). Hidroperoxizii n prezen a cationilor metalici (Fe, Mg) se scindeaz i conduce la formarea de radicali cu structuri extrem de variate (R, RO, ROO).

Aceste structuri se caracterizeaz printr-un grad ridicat de instabilitate,durat de via extrem de scurt (de ordinul 10 10 secunde) i reactivitate ridicat innd s se stabilizeze prin reac ie nespecific cu prima structur ntlnit n

cale, fapt ce explic formarea de noi radicali liberi. Procesul continu pn laepuizarea total a substratului lipidic nesaturat.n industria alimentar pentru a evalua gradul de oxidare al lipidelor se

apeleaz la metode senzoriale (subiective) i metode chimice (obiective), acestea din urm permi nd evaluarea gradului de oxidare pe baza mrimii unor indici:

o indicele de peroxid (IP);o indicele TBA;o indicele de p anisidin (IPA).

Orice proces radicalic decurge n 3 etape:

ini ierea structurilor radicalice; propagarea structurilor radicalice;inhibarea sau ntreruperea lan ului structurilor radicalice.

Cu ct acest proces este mai scurt, cu att gradul de oxidare al lipidelor estemai redus. Pentru a realiza acest lucru n industria alimentar se introducantioxidan i (AH 2 ) capabil s blocheze formarea de structuri radicalice. Durata de blocare este dependent de cantitatea de antioxidant introdus dup epuizareaacestuia procesul de oxidare al lipidelor se reia.

Dac n mediu alimentar exist structuri reductoare (XH) capabile s

regenereze antioxidantul epuizat (AH) la forma sa ini ial, procesul de blocare a oxidrii lipidice continu. Identic se regenereaz i structurile reductoare epuizate (X) cu ajutorul sistemului redox al cationilor metalici prezen i n mediul alimentar.

25.11.2012

Alegerea antioxidan ilor

n prezent nu se cunoa te un antioxidant universal cu aplicabilitate pentru toate produsele alimentare, din aceast cauz la accesarea antioxidan ilor se vor avea n vedere urmtoarele aspecte:

8


9/22

1. Compatibilitatea : unii antioxidan i prezint eficien mai mare n cazul unor produse fa de altele, un exemplu n acest sens ar fi galatul de propil care este mai eficient atunci cnd protejeaz grsimile de origine animalfa de momentul cnd protejeaz uleiurile vegetale.

2. Poten ialul antioxidant : unii antioxidan i sunt mai eficien i cnd sunt utiliza i individual (galatul de propil) n timp ce al i sunt mai eficien i n combina ii (BHA, BHT) ce prezint un efect antioxidant dublu fa de utilizarea lor individual. mbunt irea poten ialul antioxidant se poate realiza i prin asocierea antioxidan ilor cu agen i sinergetici cum ar fi acizi organici inferiori i srurile lor.

3. Tipul de prelucrare : n cazul aplicrii unor tratamente termice produselor alimentare protejate antioxidativ exist riscul distrugerii antioxidantului(galatul de propil) sau eliminrii unei pr i din antioxidantul nglobat prin distilarea cu vapori de ap. Pstrarea capacit i antioxidante i dup aplicarea unui tratament termic este dependent de distribu ia

aditivului/antioxidantului ntre faz apoas i lipidic.4. Solubilitatea/Dispersabilitatea : majoritatea antioxidan ilor utiliza i n industria alimentar sunt liposolubili cu excep ia acidului ascorbic i srurile sale, ce pot fi utiliza i la protejarea produselor hidrofile.

5. Aciditatea/Alcalinitatea : la protejarea unui produs alimentar cu caracter acid se recomand utilizarea antioxidan ilor fenolici deoarece n caz contrar la aplicarea unui tratament termic antioxidantul i pierde poten ialul antioxidativ.

6. Modul de aplicare : antioxidan i pot fi ncorpora i direct n produsul alimentar prin nglobare. Pot fi pulveriza i pe suprafa a produsului sau pe suprafa a materialelor de ambalat de unde ulterior migreaz n produs. Antioxidan i de asemenea pot fi introdu i n compozi ia unui produs alimentar cu ajutorul purttorilor cum ar fi sarea, condimentele i alte ingrediente utilizate n procesarea alimentar.Antioxidan ii sunt utiliza i pentru protejarea uleiurilor i grsimilor precum

a produselor alimentare cu un con inut ridicat de grsimi. n cazul acestor aplica ii se va avea n vedere utilizarea unor doze. La stabilirea crora se au n vedere urmtoarele aspecte:

prezen a unor antioxidan i naturali n produsul care urmeaz a fi aditivat, situa ie n care cantitatea/doza de aditivare se reduce lund n calcul efectele sinergice.

temperatura de prelucrare: n cazul prelucrrii termice doza deaditivare va fi u or mai mare deoarece se ia calcul posibilitatea distrugerii sau eliminrii au unei pr i a antioxidantului.

factori prooxidan i: ace tia pot favoriza rncezirea produsului chiar i atunci cnd antioxidantul este n doz optim. Un exemplu n acest

sens ar fi acidul sorbic care utilizat ca agent fungistatic la unt, n propor ie de 0,1% anihileaz efectul antioxidant al oricrui aditiv.

9


10/22

BUTILHIDROXIANISOL(BHA) (E320)

BHA se prezint sub form unor cristale albe sau galbene sau sub formunui solid cu aspect parafinos, cu un miros u or aromatic. Are formula general C11H16O2 i masa molecular 180. Este insolubil n ap, solubil n alcool etilic n raport de 1/4 i propilen glicol n raport de 1/1.Produsele agroalimentare trebuie s aib un con inut minim de substan activ 98,5%, max 0,05 % cenu sulfatat (dup calcinare la 800 0C), max 0,5%compu i fenolici maxim 3 mg/kg As, max 5 mg/kg Pb, max 1mg/kg Hg i max 10 mg/kg metale grele exprimate ca i Pb.

Mecanismul de ac iune a BHA-ului este prezentat n schema de mai jos:

10


11/22

BHA-ul reac ioneaz cu oxigenul i conduce la formarea unui radical liber al BHA-ului la oxigen i al unui radical hidroperoxid. Radicalul liber al BHA-ului este instabil i tinde s se stabilizeze prin conjugare ntr-un lan de structuri tautomere, asemntoare cu cele din scheme de reac ie. Acestea se vor stabiliza ulterior n prezen a n exces a oxigenului atmosferic ntr-un peroxid cu structur chinoid.

Toxicitatea acut indus pe cale oral la obolani experimentat prin doza letal 50 este cuprins ntre 2000- 2500 mg/ kg corp iar la oareci de 200 mg/kg corp.

Toxicitatea pe termen scurt a fost studiat la obolani timp de 40 zile prin aplicarea unor doze de 500-600 mg/ kg corp. Nu s-au eviden iat efecte negative asupra snt i, singurele efecte constante fiind o u oar scdere a rate de cre tere precum i u oare modificri ale activit i enzimatice de la nivelul sngelui.

Toxicitatea pe termen lung a fost studiat pe obolani timp de 1 an prin aplicarea acelora i doze fr a se semnala efecte negative asupra snt ii.

Nivelul maxim fr toxicitate a BHA-ului la obolani este de 2500 mg/kg corp/zi ceea ce corespunde unei concentra i de 0,5% BHA n diet.La om FAOMS a stabilit o doz maxim admis fr rezerve cuprins ntre

0-0,5 mg/kg corp i o doz admis cu rezerve de 0,5-2,5 mg/ kg corp.BHA are avantajul unui efect antioxidant puternic att la utilizarea

individual ct i n combina ii (este frecvent asociat cu BHT, galatul de propil, acidul citric i srurile sale) i nu modific propriet ile senzoriale ale produsului. De asemenea are avantajul de a i pstra propriet ile antioxidante i dup aplicarea unui tratament termic.

BUTILHIDROXITOLUENUL(BHT) (E321)

BHT-ul se prezint sub form de solid cristalin sausub form de fulgi albi inodori sau cu miros u or aromatic. Are formula general C15H24O, masmolecular 220, punct de topire la 700C, iar cel defierbere la 265C. Este insolubil n ap, solubil n alcoolde 1/4, uleiuri i grsimi. Produsul de uz agroalimentar trebuie s con in minim 99% substan activ, max 0,05 % cenu sulfatat (dup calcinare la 800 0C), max0,5% compu i fenolici maxim 3 mg/kg As, max 5 mg/kg Pb, max 1mg/kg Hg i max 10 mg/kg metale grele exprimate ca i Pb.

Mecanismul de ac iune n procesul de blocare a oxidri a lipidelor este identic cu cel al BHA.

Toxicitatea acut indus pe cale oral la obolani, exprimat prin doza letal 50 este de 650-890 mg/kg corp, la obolani i 2100-3200 mg/ kg corp la iepuri.

Testele de toxicitate pe termen scurt au demonstrat c peste concentra i a BHT de peste 0,8% n diet se nregistreaz decese n rndul subiec ilor testa i, iar la supravie uitor modificri la nivel renal, hepatic i prezen a aditivului la nivelul organului int (inim,creier, etc.)

11


12/22

Testele de toxicitate pe termen lung efectuate pe obolani timp de 2 ani nu au eviden iat efecte negative pn la concentra ii de 0,8 mg. FAOMS a stabilit o doz zilnic temporar la om ntre 0-0,5 mg/ kg corp/zi.

01.11.2012

Tehnologia de ob inere a butilhidroxitoluen (BHT)

Ca baz de materii prime n cadrul acestei tehnologii avem produse cap deserie ale procesrii petrochimice:

frac iunea aromatic: BTX (toluenul);frac iunea alifatic nesaturat: izobutena;agentul de sulfonare: trioxidul de sulf SO3 .

12


13/22

Procesarea decurge n trei etape ce corespund urmtoarei scheme de reac ii:

13


14/22

ETAPA I Procesarea 3,5 diter butiltoluenuluiIzobutena depozitat la temperatura de -6,6 C la nivelul sferelor de

depozitare (1) este transferat la nivelul vasului de evaporare (3) i ulterior barbotat la nivelul vasului de antrenare (4) n toluen alimentat de rezervorul (2).

Amestecul heterogen (raportat 3:1) este transferat n regim for at cu ajutorul compresorului (5) la nivelul utilajului de alchilare (6). Acesta este de tipschimbtor de cldur multitubular i prezint catalizatorul (AlCl 3 ) n spa iul intertubular n timp ce n spa iul intratubular este circulat agentul termic (aburul tehnologic). Dup definitivarea reac iei, amestecul de procesare este ndeprtat pe la baza utilajului i transferat n condensatorul (8), unde n prezen a agentului termic (apa tehnologic), toluenul nereac ionat i cel alchilat (reac ionat) condenseaz.

Amestecul de reac ie este ulterior transferat la nivelul separatorului de gaze (9) unde izobutena nereac ionat este ndeprtat i transferat spre opera ia de splare cu solu ie de NaOH i H 2 O realizat la nivelul coloanelor de splare (9) i (10). Izobutena astfel recuperat este recirculat i poate fi utilizat drept combustibil.

Toluenul reac ionat i cel nereac ionat rmase n separatorul de gaze (9) sunt preluate cu ajutorul unei pompe i dup ce strbat prenclzitorul (12) ajung la nivelul coloanelor de frac ionare (13) i (14) pentru recuperarea toluenului nereac ionat.

Toluenul reac ionat (3,5 diter butiltoluenul) este ob inut la nivelul coloanei de frac ionare (14) i depozitat n rezervorul (16).

ETAPA II Procesarea srii de Na a acidului 3,5 diter butiltoluensulfonicAcidul 3,5 diter butiltoluensulfonic sau sarea sa de Na sunt intermediari

de sintez ai BHT-ului i se ob in prin sulfonarea 3,5 diter butiltoluenul cu SO 3 amestecat cu aer n raport de 1:13.

SO3 se ob ine prin combustia total a sulfului la nivelul camerei de combustie (18), acesta este ulterior amestecat cu aer introdus cu ajutorul suflantei(17) i transferat spre coloana de oxidare catalitic (19).

SO3 astfel ob inut este barbotat prin intermediul capului de barbotare la

nivelul sulfonatorului (22) n care se introduce pe la baza utilajului 3,5 diter butiltoluen alimentat din rezervorul (16) i transferat cu ajutorul pompei (20) (reglarea debitului de 3,5 diter butiltoluen se realizeaz prin intermediul vasului de msur (21) ).

Procesul este considerat ncheiat odat ce nivelul masei de reac ie atinge partea superioar a utilajului.

Deoarece reac ia de sulfonare este un proces puternic exoterm, iar regimul de temperatur ce trebuie ob inut este cuprins n intervalul 45-55 C, utilajul este prevzut cu manta de rcire i un agitator ancor i palet care s permit

men inerea uniform a temperaturii n toat masa de reac ie. Pentru a definitiva reac ia de sulfonare, dup ce masa de reac ie atinge partea superioar a utilajului, aceasta este ndeprtat cu ajutorul unei pompe i

14


15/22

transferat la nivelul vasului de maturare (23) n contracurent cu cantit i mici de SO3 .

Tot la nivelul acestui utilaj se separ i SO 3 nereac ionat, acesta fiind ulterior recuperat i recirculat.

Acidul 3,5 diter butiltoluensulfonic astfel ob inut poate fi utilizat ca atare sau sub forma srii sale de Na. Aceasta se ob ine prin neutralizarea cu o solu ie 15-20% de NaOH dozat din rezervorul (25) la nivelul vasului de neutralizare (24)n care n prealabil a fost introdus acidul.

Regimul termic al acestei reac ii de neutralizare este ntre 45-50 C i se men ine cu ajutorul mantalei de rcire i a agitatorului cu care utilajul este prevzut.

Solu ia astfel ob inut este concentrat cu ajutorul evaporatorului (26), produsul concentrat fiind deshidratat pe usctorul tambur (29), iar produsul solidob inut este mcinat cu ajutorul morii (30).

Ulterior este ambalat la nivelul ma inii de ambalat (31) i depozitat temporar n vederea utilizrii sale n cea de-a treia etap de procesare.

ETAPA III Topirea alcalin a srii de Na a acidului 3,5 diter butil toluensulfonic

ntr-un vas cilindric vertical confec ionat din o el inoxidabil i prevzut cu gur de alimentare, agitator ancor i nclzire cu ajutorul unei rezisten e electrice, se introduce NaOH solzi (puritate min. 95%) ce se tope te, iar n topitura rezultat se adaug treptat n decurs de maximum 1h sarea de Na a acidului 3,5 diter butiltoluensulfonic, ulterior masa de reac ie este nclzit la temperatura de 300 C i ndeprtat din vasul de topire n vederea solidificrii.

Produsul solidificat este divizat cu ajutorul morii (33) pentru a facilitaopera iile ulterioare. Produsul divizat este ulterior transferat i dizolvat n ap fierbinte n vasul de reac ie (34) i este nclzit la temperatura de 90 C cnd areloc o prim corec ie a pH-ului cu o solu ie de H 2 SO4 50% (pH = 11). Aceastcorec ie are drept scop precipitarea produ ilor secundari de reac ie.

Masa de reac ie este ulterior rcit la 50 C moment cnd are loc o noucorec ie de pH cu H 2 SO4 50% pentru pH = 6.

Cea de-a doua corec ie a pH-ului se realizeaz pentru a confirma prezen a n form liber a grupei fenolice a BHT-ului. Ulterior masa de reac ie este

transferat cu ajutorul pompei (36) spre rezervorul (37) n vederea stocriitemporare.Masa de reac ie este ulterior transferat spre coloana de extrac ie (39) dup

ce strbate n prealabil prenclzitorul (38). Extrac ia se realizeaz cu toluen, iar extractul rezultat este transferat ulterior spre opera ia de distilare n vederea recuperrii toluenului i separrii BHT-ului.

Aceast ultim opera ie se realizeaz la nivelul coloanei de distilare (43).BHT-ul astfel ob inut este supus ulterior unor opera ii suplimentare de

purificare, iar nainte de a fi utilizat n industria alimentar trebuie s corespund

cerin elor de puritate impuse.

15


16/22

07.11.2012

CONSERVAN I ALIMENTARI

Antisepticele sunt substan e ce prelungesc durata de pstrare a produselor alimentare prin protejarea lor fat de ac iunea microorganismelor. Substan ele antiseptice sau conservan i alimentari sunt substan e chimice ce pot inhiba dezvoltarea microorganismelor (substan e bacteriostatice) sau pot distruge microorganismele (substan e bactericide).

Activitatea substan elor antiseptice este dependent de: Concentra ia antisepticului : pentru acelea i condi ii de mediu, aceea i

temperatur i acela i numr ini ial de microorganisme eficacitatea unui antiseptic cre te odat cu concentra ia sa. Fiecare substan antiseptic este caracterizat printr-o anumit putere de distrugere sau doz letal.

Durata de contact: aceasta este invers propor ional cu concentra ia antisepticului respectiv cu ct concetra ia antisepticului este mai mare cu att durata de contact este mai mic i invers.

Temperatura: eficacitatea unui antiseptic cre te n progresie geometric atunci cnd temperatura cre te n progresie aritmetic. Aceast regul nu poate fi ns aplicat i pentru antisepticele gazoase sau volatile.

Numrul ini ial de microorganisme : cu ct gradul de contaminare al produselor alimentare este mai mare cu att eficacitatea antisepticului estemai redus. Pentru a ob ine un efect antiseptic normal este necesar cre terea dozei de antiseptic.

Specia de microorganisme : microorganismele rspund diferit la ac iunea antisepticelor de exemplu bacteriile gram negative sunt mai pu in afectate de ac iunea antisepticelor dect bacteriile gram pozitive. Aceste diferen e sunt datorate n principal compozi iei chimice diferite a celulei bacteriene, n special al membranei acesteia (con inutul de fosfatide).

Stadiul de dezvoltare: microflora epifit normal este afectat cel mai puternic de antisepticele utilizate n industria alimentar n faza de lag (fazaincipient de dezvoltare a celulei bacteriene). Antisepticele utilizate nindustria alimentar nu prezint eficient mpotriva sporilor.

Compozi ia chimic : alimentele prin compozi ia lor chimic interferez cu ac iunea antisepticelor astfel produsele alimentare cu un con inut ridicat de proteine sunt greu de conservat cu antiseptice ce elibereaz oxigen sau clor,n timp ce produsele alimentare cu un con inut ridicat de zaharuri reductoare (musturile, fructele) interfereaz cu ac iunea SO 2 formndcompu i de adi ie ntre acesta i gruprile cetonice i aldehidice ale zaharurilor.

pH-ul mediului : activitatea antisepticelor este mbunt it la un pH acid al mediului.

16


17/22

Rolul substan elor antiseptice

Antisepticele au rolul de a asigura: Stabilitatea sanitar sau inocuitatea produselor alimentare prin inhibarea

dezvoltrii microflorei patogene eventual existente n produs, amucegaiurilor dar i a produceri de micotoxine i toxine de ctre acestea.

De a asigura stabilitatea microbian a produselor alimentare ceea ceantreneaz i stabilitatea senzorial prin inhibarea sau inactivarea microflorei de alterare.Un produs alimentar nu poate fi mbunt it din punct de vedere calitativ i

nu i se poate asigura stabilitatea microbiologic dac materia prim ini ial a fost de proast calitate sau contaminat puternic microbiologic. La dozeleutilizate n industria alimentar antisepticele ac ioneaz n principal bacteriostatic.

Clasificarea antisepticelor

Antisepticele pot fi clasificate:dup rolul principal pe care l au n produsele alimentare:

antiseptice propriu-zise: sorba i, benzona i, parahidroxibenzona i, ortofeniltoluenul, ortofeniltoluenul de sodiu, SO2 i deriva i si i substan e destinate n principal altor scopuri dar care prezint un efect conservator secundar (azota ii i

azoti ii, acizi organici inferiori i srurile lor) dup modul de ac iune antisepticele pot fi clasificate n substan e ce ac ioneaz prin acidifiere sau prin modificarea activit i apei (acizi organici inferiori i srurile lor, substan e antiseptice propriu-zise).

Acidul sorbic i srurile sale

Sunt eficien i mpotriva mucegaiurilor i bacteriilor n special la un pH mai mic sau egal cu6,5. La un pH de 4,5 acidul sorbic i srurile sale inhib eficient S. aureus, Salmonelele,

Pseudomonas. Prin asocierea cu nitrit de sodiu,sorba i inhib dezvoltarea C.botulinum.

Activitatea fungistatic i fungicid este mbunt it prin asocierea sorba ilor cu acizi organici inferiori i clo rura de sodiu.

Acidul sorbic are formula general C6H8O2 mas molecular 112 i se prezint sub form de cristale incolore aciculare sau sub form de pudr cristalinalb cu miros u or caracteristic. Are punctul de topire n intervalul de temperatur 133-1350C, punctul de sublimare la 800C. Este greu solubil n ap la rece, maisolubil la cald i solubil n alcool etilic.

17


18/22

Produsul de uz agroalimentar trebuie s con in minim 99% substan activ, pierderile la uscare sunt de max. 0,5% dup deshidratare la 1050C timp de3h, As max 3 mg/kg, Pb max 5 mg/kg, Hg max 1mg/kg, metale grele(Pb) max 10mg/kg.

Toxicitatea acut a acidului sorbic indus pe cale oral la obolani este de 7360mg/kg. FAOMS a stabilit o doz zilnic admis fr rezerve la om cuprinsntre 0-25 mg/kg corp/zi.Utilizarea acidului sorbic prezint o serie de avantaje:

microorganismele nu dezvolt rezisten la ac iunea sorba ilor ca i n cazul antibioticelor;

nu modific propriet ile produsului i nu reac ioneaz cu constituen i acestuia;

nu inactiveaz i nu distruge enzimele din produsele alimentare conservate;

nu formeaz complexe cu substan ele anorganice;

nu modific gustul i mirosul n doze corecte.Principalele utilizri ale sorba ilor n industria alimentar sunt:

Numr E Denumirea Produsul alimentarE200E201E202E203

Acid sorbicSorbat de sodiuSorbat de potasiuSorbat de calciu

Gemuri, jeleuri, marmelade cu uncon inut sczut de zahr i produse similare cu un numr sczut decalorii sau fr zahr i alte paste tartinabile pe baz de fructe.BrnzeturiProdusele de panifica ie par ial

coapte, preambalate, destinatevnzrii cu amnutulAluaturi

Preparate din fructe i legume inclusiv sosuri pe baz de fructe,exclusiv piure, spum, compot,salate i produse similare n conserve sau sticl.Vinuri

15.11.2012Acidul benzoic i srurile sale

Aditivi de conservare anorganici (dioxidul de sulf i deriva ii si)

Dioxidul de sulf i deriva ii si (bisulfi i, sulfi i i metabisulfi i) sunt utiliza i

nc din antichitate ca i produse de conservare. Compu i oxigena i ai sulfului sunt eficien i n inhibarea dezvoltrii Clostridium botulinum la concentra ii de minim 100ppm SO2 (surs fiind metabisulfitul de sodiu).

18


19/22

Compu i oxigena i ai sulfului prezint efect bacteriostatic mpotriva bacterilor lactice i Acetobacter. La concentra i ntre 100-200 ppm SO 2 i un pH acid, repectiv un efect bactericid la concentra ii superioare.

Schema de ob inere a SO 2 i deriva ilor si este prezentat mai jos:

Materia prim este sulful elementar de puritate minim 99% care ini ial este mcinat fin i se tope te la temperaturi ntre 120-150 0C. Topitura rezultat fiindulterior pulverizat ntr-un curent de aer, ntr-un cuptor de ardere, unde are locoxidarea par ial a sulfului la SO 2. (I)

SO2 ob inut este rcit i ulterior barbotat n ap ob inndu-se acidul sulfuros(II). Acest acid este instabil n forma sa liber dar stabil sub formasrurilor de Na i K. Astfel prin neutralizarea sa se ob ine bisulfitul de Na i K. (III) respectiv sulfitul de Na i K (IV). Metabisulfitul de Na i K se ob in prin barbotarea SO2 n solu ii apoase de sulfit de Na, respectiv K. n seria 0, +4, +6 starea cea mai stabil fiind starea superioar de oxidare +6 i scade n sens invers.

Dioxidul de sulf

Dioxidul de sulf sau anhidrida sulfuroas se prezint ca un gaz incolor noninflamabil i cu miros sufocant. Are masa molecular 64, formula general SO 2i este solubil n ap i alcool etilic.

Produsul de uz agroalimentar trebuie s con in minim 99% substan activ, max 0,05% con inut de ap, max0,1 SO 3; Se: max 10mg/kg; As: max 3mg/kg; Pb: max 5mg/kg; Hg: max 1 mg/kg; metale grele max 10mg/kg.

19


20/22

Sulfitul de sodiu

Se prezint sub form de pudr alb cristalin sau cristaleincolore. Anhidru are mas molecular 126 iar hidratat cu 7molecule de ap i are masa molecular 252,16. Este solubil n ap i alcool etilic. Produsul de uz agroalimentar trebuie s con in

minim 99% substan activ (produs anhidru) i respectiv minim 48% substan activ (produsul heptahidratat). Restul condi ilor de puritate sunt identice ca i n cazul SO 2 (con inutul de metale).

Bisulfitul de sodiu

Se prezint sub forma unor cristale mici incolore, strlucitoare,monoclinice. Masa molecular 104 i formula general NaHSO 3.Este solubil n ap i mai greu solubil n alcool etilic. Produsul de uz

agroalimentar trebuie s con in minim 99% substant activ, con inutul de metale fiind identice cu cel al SO 2. Metabisulfitul de sodiu

Se prezint sub forma unor cristale sau pudr cristalin deculoarea alb, are masa molecular 190 i forma general Na2S2O5, este greu solubil n ap i alcool etilic. Produsul de uz agroalimentar trebuie s con in minim 95% substan activ, con inutul de metale fiind identic cu cel impus SO2.

Metabisulfitul de potasiu

Acesta se prezint sub form de cristale sau prud cristalin deculoare alb, greu solubil n ap i insolubil n alcool etilic. Prezint masa molecular 222 i formula genral K 2S2O5. Condi iile de puritate impun un con inut minim de 90% substan activ, condi iile impuse metalelor fiind identice cu cele specificate la SO 2.

Pe lng aces i compu i prin oxidarea sulfului se formeaz i al i reprezentan i cum ar fi ionul tiosulfat, ditionit, ditionat, tritionat, tetrationat, pentationat, hexationat. Elementele comune ale acestor structuri reductoare suntreprezentate de starea de valen cresctoare a atomului central de sulf (+2,+4,+6) i capacitatea remarcabil a sulfului de a forma catene. De i ace ti compu i

prezint caracter reductor, ei nu se formeaz cu un produs unitar ci sub formaunor amestecuri complexe greu de caracterizat.

Toxicitatea acut a compu ilor oxigena i ai sulfului a fost studiat la iepuri i este curpins ntre 600-700 mg/kg corp.

20


21/22

Teste de toxicitatea pe termen scurt efectuate pe obolani prin aplicarea unor concentra i de 0,6% metabisulfit de Na n diet au demonstrat scderi greut ii corporale i afec iuni la nivelul tractului digestiv.

Teste de toxicitate pe termen lung efectuate tot pe obolani pe durata a 2 ani prin aplicarea unor concentra i de bisulfit de sodiu n diet curpinse ntre 0,125-2% au artat c pn la concentra i de 0,1% nu se induc efecte negative, dep irea acestei valori a determinat nregistrarea unor scderi ale greut i corporale, cre teri ale greut i organelor int. Nivelul maxim fr toxicitate al bisulfitului de sodiu la obolani este curpins ntre 0-15 mg/kg corp/zi. Doza admis zilnic fr rezerve la om este cuprins ntre 0-0,35 mg/kg corp/zi.

Mecanismul de ac iune pentru compu i oxigena i ai sulfului

Modul de ac iune al acestor compu i se bazeaz pe:

1. caracterul reductor al compu ilor oxigena i ai sulfului este utilizat n principal n vederea regenerrii antioxidan ilor "epuiza i" n procesul de blocare a oxidrii lipidelor, antioxidantul se poate regenera datoritsistemelor redox generate de prezen a agentului reductor (bisulfitul de sodiu) ce i permite blocarea n continuare a proceselor oxidative.

2. participarea la procese chimice (adi i nucleofil) blocarea proceselor Maillard i formarea de esteri anorganiciblocarea proceselor Maillard, aceste procese pot fi de natur enzimaticsau neenzimatic i au la baz proprietatea grupei func ionale carbonil, prezente n aldehidele i cetonele din produsele alimentare de a reac iona cu gruparea func ional amino din proteinele vegetale i animale. Acesta duce la ob inerea unor produ i complec i instabili ce tind s se stabilizeze ulterior prin tranzi i n compu i de culoare brun ce poate afecta propriet ile produselor alimentare. Pentru a bloca acest proces n practica alimentar se apleaz la aditivarea cu bisulfit de sodiu ce reac ioneaz la temperatura camerei cu gruparea func ional carbonil, blocnd participarea acestuia n procesele Maillard (ex sulfitarea tomatelor prezentate n cadrulcursului de conservare).blocarea unor hidroxizi sub forma unor esteri anorganici. Sunt viza i hidroxiacizi cu ar fi acidul tartric, malic i citric ce particip n procesele ciclului Kreps. Prin blocarea acestora se mpiedic participarea acestora n procesele biochimice din viata microorganismelor ce determin n finalinhibarea acestora.

Utilizri n industria alimentar pentru SO 2 i deriva ii si:

carne de burger cu un con inut de legume i/sau cereale care s dep easc 4% din greutate

breakfast sausages snacks pe baz de cereale i cartofi cartofi deshidrata i

21


22/22

legume albe deshidratate ro ii deshidratate msline i ardei gra i n saramur fructe, legume i coaj de citrice zaharisite, cristalizate sau glasate gem, jeleu i marmelade i alte paste tartinabile similare pe baz de fructe i

inclusiv produse cu un numr sczut de calorii suc de struguri concentrat pentru prepararea vinului sulfitat umpluturi de plcint pe baz de fructe glazuri (pentru cltite, pentru milkshake i nghe at, produse similare) suc de portocale, grapefruit, mr i ananas destinat distribu iei n vrac buturi aromatice nealcoolice con innd suc de fructe buturi aromate nealcoolice con innd cel putin 235 g/l sirop de glucoz suc de struguri nefermentat, pentru uz sacramental bere

bere la a doua fermenta ie, n butoia o et de fermenta ie mu tar, exclusiv mu tar de Dijon.

Aditivi Curs

Documents

Transcript of Aditivi Curs