UNIVERSITATEA DIN ORADEAFACULTATEA DE PROTECTIA MEDIULUI

SPECIALIZARE:Controlul si expertiza produselor alimentare

CUPRINS

1. Aditivi alimentari ......................................................3

CELULOZA:2. Definitie ......................................................................5

3. Formula .....................................................................5

4. Istoric .........................................................................6

5. Surse de celuloză .......................................................7

6. Structura celulozei ....................................................8

7. Producerea celulozei ...............................................10

8. Proprietăți fizice ......................................................11

9. Proprietăți chimice .................................................13

10. Derivati ai celulozei ................................................14

11.Efecte toxicologice ................................................. 20 12.Bibliografie...............................................................22

2

ADITIVII ALIMENTARI

Conform normelor oficiale, prin aditivi alimentari se înţelege orice substanţă care in mod normal nu este consumata ca aliment în sine şi care nu este utilizata ca ingredient alimentar caracteristic, având sau nu o valoare nutritiva, prin a cărei adăugare intenţionată la produsele alimentare in scopuri tehnologice pe parcursul procesului de fabricare, prelucrare, preparare, tratament, ambalare a unor asemenea produse alimentare, devine o componenta a acestor produse alimentare.. E-urile sunt acei aditivi adăugaţi în alimente cu rol de îndulcitori, coloranţi, emulgatori, conservanţi. Mulţi dintre aceştia erau folosiţi si înainte de 1989. Alinierea la normele Uniunii Europene a presupus folosirea codurilor de tip ,,E" pentru aditivii alimentari. Numeroase organisme internaţionale de sănătate au tras însa serioase semnale de alarma cu privire la aceste adaosuri sintetice, declarându-le toxice. Folosirea lor îndelungată sau improprie poate duce, in timp, la formarea unor afecţiuni grave care nu mai pot fi tratate. Potrivit rapoartelor organizaţiilor internaţionale, mortalitatea in rândul populaţiei globului, cauzată de consumul alimentelor îmbogăţite cu substanţe artificiale, se afla pe locul al III-lea, după consumul de droguri si medicamente si după accidentele de circulaţie. In România numărul bolnavilor de cancer se afla intr-o continua creştere şi se estimează că această afecţiune va deveni în scurt timp ,,boala mileniului III" împotriva căreia nu exista încă premisele că se va descoperi un antidot.

3

,,E"-urile ameninţă sănătatea” In România nu exista aparate care sa controleze calitatea aditivilor din alimente.Societatea este intr-o continua evoluţie. Tehnologia este prezenta in aproape toate mediile. Produsele alimentare sunt si ele obţinute astăzi cu ajutorul celor mai noi procedee. Supraproducţia si oferta foarte variată îi obligă pe producători să facă tot ceea ce este posibil pentru ca alimentul lor sa aibă succes. Astfel, produsele sunt conservate pe perioade lungi, se introduc culori cat mai atractive, vitamine produse pe cale artificiala etc. Conservanţii, aromele, coloranţii - intr-un cuvânt aditivii - sunt indicaţi pe ambalaj cu litera ,,E" urmat de un număr format din trei cifre sau patru cifre. Majoritatea cumpărătorilor nu cunosc semnificaţia acestui cod. Unele dintre aceste substanţe sunt nocive, toxice, chiar cancerigene. Oamenii de ştiinţă afirma că, in cantităţi mici, consumul lor nu constituie un pericol pentru organism.

,,E"-uri. In România, laboratoarele nu pot detecta toţi aditivii ce sunt introduşi in alimente, iar de multe ori produsul este introdus pe piaţă doar prin datele furnizate de producător. Exista astfel riscul de a nu se respecta cantitatea adaosurilor sintetice conform reglementarilor legale.

2. Definitie

Celuloza este o substanță macromoleculară naturală din clasa glucidelor, fiind constituentul principal al membranelor celulelor vegetale. Celuloza este polizaharidă care împreună cu lignina (un compus macromolecular

4

aromatic) și alte substanțe, formează pereții celulelor vegetale și conferă plantei rezistență mecanică și elasticitate. Aceasta are aceeași formulă brută ca și amidonul (C6H10O5)n, unde n poate atinge cifra miilor.

3. FORMULA(C6H10O5)n

3.Istoric

Celuloza a fost prezentă pe Terra de când au apărut copacii și plantele fiind constituentul principal al pereților celulari vegetali. Datorită acestui fapt nu există o dată anume pentru descoperirea ei; a apărut înainte de nașterea omului. Recunoașterea celulozei ca fiind un constituent principal al peretelui celular vegetal a fost în glucoză.

Hârtia (cea mai utilizată celuloză) Supplyed by [comteche.com] anul 1838 datorită descoperirilor

5

botanistului francez Anselme Payen care a izolat celuloza pentru prima dată din lemn. Atunci a fost înțeleasă structura sa. În prezent celuloza este polizaharida cea mai răspândită în natură și se află sub observația oamenilor de știință producându-se schimbări în procesul de prelucrare, utilizări și genetica plantelor (mulți fermieri fiind interesați de mutațiile genetice pentru a produce cantități mai mari de bumbac).

5. Surse de celuloză

Apare în stare pură în componența bumbacului. Din acesta se obține cea mai pură celuloză prin îndepărtarea semințelor și spălarea vatei din capsulele de bumbac, iar celuloza rezultată este folosită în industria textilă deoarece are un procent de 91% celuloză. Se găsește în combinație cu lignină în lemn (40-60%). Fibrele de celuloză prezente în lemn sunt sub forma unui polimer complex: lignină. Acesta tratat cu substanțe alcaline duce la formarea hârtiei. Alte surse sunt inul, cânepa, stuful (50%). Formarea celulozei în plante este rezultatul unui proces de biosinteză

6

fotochimică. Peretele celular vegetal este alcătuit din celuloză cu excepția câtorva tipuri de alge. Celuloza este organizată în microfibre. Structura conferă rigiditate plantei și un mediu poros favorabil circulației apei, mineralelor și altor substanțe nutritive. Celuloza formează părțile de susținere ale plantelor împreună cu lignina și alte substanțe necelulozice, și conferă acestora elasticitate. Multe din speciile de plante care conțin un nivel ridicat de celuloză sunt benefice omului.

Numeroasele grupări hidroxil existente de-a lungul lanțului, în resturile glucozice, formează între ele un număr uriaș de legături de hidrogen care împachetează foarte strâns lanțurile macromoleculare și conferă celulozei structura macroscopică de fir. Deși este considerat ca fiind produs de plante și unele bacterii produc celuloză.

6. Structura celulozei

Timp de mulți ani s-a acceptat că celuloza este un lanț lung de polimeri, alcătuit din glucoză. În anii 1900 celuloza a fost descrisă mai amănunțit de Cross și Bevan.

Ei au îndepărtat părțile vegetale prezente în mod normal în celuloză prin dizolvarea lor în soluție concentrată de dioxid de sodiu. Partea care nu s-a dizolvat a fost numită a-celuloză. Materialul solubil (ß-celuloza și γ-celuloza) s-a

7

dovedit mai târziu a nu fi celuloză ci zaharuri și carbohidrați. celuloza structură

Fig.2: Molecula de celuloză

Astfel α-celuloza descoperită de Cross și Bevan este ceea ce numim noi astăzi celuloză. Formula chimică este (C6H10O5)n unde n variază între 700 - 800 și 2500 - 3000. Celuloza este formată din molecule de glucoză unite în poziția 1-4. Este o substanță organică, un polimer sau mai specific o polizaharidă care este formată din peste 3 000 de molecule de glucoză. Un polimer este o macromoleculă formată din molecule mai mici care se repetă (glucoza în acest caz). Acest lucru explică faptul că structura celulozei

8

este formată din molecule de glucoză sau C6H12O6. celuloza

Fig.3: Structura moleculei de celuloză (în dreapta - forma compactă). Este foarte asemănătoare cu cea a moleculei de glucoză. Mărește imaginea!

Glucoza este o substanță care are rol foarte important în respirația celulară și în fotosinteză: CO2 (g) + H2O (l) + lumină = C6H12O6 (s) + O2 (g) (ecuația fotosintezei).

Atomii de hidroxil sunt grupați ordonat precum structura cristalului în lanțul de celuloză. Legăturile de hidrogen în regiunile cristaline sunt puternice ducând la insolubilitate în majoritatea solvenților. Ei împiedică celuloza să se topească. În regiunile mai puțin ordonate lanțurile sunt mult mai depărtate și mai dispuse la combinarea hidrogenului cu alte molecule precum apa. Deoarece elementele componente ale celulozei sunt nemetale celuloza prezintă legături covalente. Rezultă astfel o structură filiformă a lanțului macromolecular celulozic. Datorită structurii (celuloza este formată dintr-un singur monomer) este numită polizaharidă și nu poate fi digerată de oameni. Din punct de vedere chimic este un carbohidrat, adică o polizaharidă. Hidroxilii celulozei reacționează cu aldehidele și formează acetații. Această reacție duce la stabilitate. Animalele precum vacile, oile, caii și alte ierbivore au enzimele necesare digerării acestui material mărind viteza hidrolizei celulozei și transformând-o în glucoză. Omul nu are aceste enzime.

9

7. Producerea celulozei

Polizaharidele, precum celuloza sunt produse eliminând apa conținută în moleculele monozaharoase. În acest caz glucoza este monozaharidă. Companiile de bumbac și alte fabrici de materiale textile împreună cu alte metode folosesc acest proces pentru a rafina celuloza. Cea mai pură varietate de celuloză se obține din bumbac prin egrenarea (îndepărtarea semințelor) și apoi spălarea vatei din capsulele plantei de bumbac. Această varietate este folosită aproape exclusiv în scopuri textile.

O celuloză mai puțin pură se obține din lemn, stuf sau paie. În acestea celuloza este amestecată cu diferiți componenți necelulozici, numiți irecruste (lignină, oligozaharide, ceruri, rășini.), care trebuie îndepărtați. Separarea se poate face cu ajutorul unor reactivi acizi sau bazici care dizolvă incrustele, eliberând cea mai mare parte a materialului celulozic util. Printre reactivii folosiți, cel mai întrebuințat este bisulfitul de calciu, Ca(HSO3)2 (în procedeul bisulfitic) sau amestecul de sulfat de sodiu și hidroxid de sodiu (în procedeul sulfat). Celuloza rezultată este supusă albirii și servește la fabricarea hârtiei sau la chimizare.

8. Proprietăți fizice

10

Formula: (C6H10O5)n

Culoarea: poate fi opacă sau transparentă; deoarece este foarte stabilă poate rezista la umezeală sau la contactul cu alte grăsimi foarte bine, dar fiind ușor distrusă la contactul cu acizii.

Punctul de topire: necunoscut

Punctul de fierbere: necunoscut

Temperatura de descompunere: 2600C

Densitatea (în stare naturală): între 1,27 - 1,60 g / ml

Masa: 162g

Compoziția: 44,4% din componența celulozei este carbon; 6,2% hidrogen; 49,4% oxigen.

Celuloza este o substanță amorfă, de culoare albă, insolubilă în apă sau în solvenți organici. Deși se umflă nu se dizolvă în apă. Este solubilă în hidroxid de tetraaminocupru [Cu(NH3)4](OH)2, numit și reactiv Schweizer.

Nu are gustul dulce caracteristic zaharidelor. Prin hidroliză enzimatică celuloza formează celobioza (dizaharida) care, hidrolizată enzimatic, conduce la glucoză. Organismul uman nu are enzimele necesare hidrolizării celulozei. De aceea celuloza nu este o substanță nutritivă pentru om.

11

Structura filiformă a macromoleculelor de celuloză a permis orientarea lor paralelă și realizarea unui număr mare de legături de hidrogen între grupările hidroxil din macromoleculele învecinate. În felul acesta macromoleculele de celuloză sunt foarte strâns împachetate iar firul de celuloză este rezistent.

Celuloza este hidroscopică, reține apa prin legături de hidrogen și de aceea se recomandă purtarea lenjeriei de corp confecționată din bumbac.

9. Proprietăți chimice

Deoarece conține un număr mare de grupări de hidroxil reacționează cu acizi și formează esteri sau cu alcool și formează eteri. Din modul în care celuloza reacționează cu diferiți reactivi s-a dedus că în macromolecula sa fiecare rest de glucoză prezintă trei grupări hidroxil capabilă să reacționeze chimic. Grupările hidroxil din celuloză au reactivitate normală și participă la reacțiile specifice lor: formarea de eteri, de esteri, de alcooli. După numărul grupărilor hidroxil dintr-un rest

12

glucozic, care participă la asemenea reacții se obțin produși cu diferite grade de transfer.

Tratată cu amestec de acid acetic și anhidridă acetică, celuloza poate forma mono-, di- sau tri-acetatul de celuloză. Prin tratare cu soluții concentrate de hidroxid de sodiu, celuloza formează un produs de tip alcoolat (alcoxid), denumit alcaliceluloză, ce poate avea, de asemenea, diferite grade de transformare. Asemenea produși sunt obținuți și folosiți direct la fabricarea fibrelor artificiale. Fibrele de celuloză din bumbac au lungimi de 20-30 mm și de aceea pot fi toarse în fire care apoi se țes. Fibrele celulozice din lemn sunt foarte scurte, 3-5 mm și încercarea de a le toarce nu a condus la nici un rezultat. Prin prelucrare fizico-chimică a acestora s-au realizat fibrele artificiale, denumite curent mătase artificială (au luciu asemănător cu cel al mătăsii naturale).

Se cunosc astăzi mai multe procedee de fabricat mătase artificială. Procedeul vâscoză se bazează pe relația ce are loc între alcoliceluloză și sulfura de carbon, CS2 prin care se obține xantogenatul de celuloză. Acesta este solubil în soluție de hidroxid de sodiu, formând o soluție coloidală, vâscoasă, vâscoza (de unde și numele procedeului ). Trecută prin orificii foarte fine într-o baie de acid sulfuric diluat (filare umedă) soluția de vâscoză se neutralizează, iar xantogenatul se descompune în celuloză și sulfură de carbon. Pe această cale celuloza se regenerează sub forma unui fir continuu, deși provine din fibre foarte scurte din lemn. Dacă celuloza este supusă fierberii cu un acid

13

mineral (acid clorhidric sau sulfuric) concentrat, ea se descompune într-un produs care se dovedește a fi glucoză.

10. Derivati ai celulozei

a)E461 Metilceluloza

CMC, celuloză metileter

Origine: CMC se obţine din celuloză, principalul polizaharid şi constituent al lemnului şi tuturor structurilor plantelor. Se obţine în scop comercial din lemn şi este metilat pe cale chimică.

Funcţie şi caracteristici: Are multiple utilizări, în principal ca agent de îngroşare, dar şi ca umplutură, fibre dietetice, agent antiaglomerant şi emulgator.

Produse: Diverse produse.

Doza zilnică acceptată: Nedeterminată.

Efecte secundare: Metilceluloza este practic insolubilă dar poate fi fermentată

14

în intestinul gros. Concentraţiile mari pot cauza probleme intestinale, cum ar fi balonarea, constipaţia şi diareea.

Restricţii de dietă: E461 poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni .

b) 462 Etilceluloza

Celuloză etileter

Origine: Etilceluloza se obţine din celuloză, principalul polizaharid şi constituent al lemnului şi tuturor structurilor plantelor. Se obţine în scop comercial din lemn şi este etilat pe cale chimică.

Funcţie şi caracteristici: Are multiple utilizări, în principal ca agent de îngroşare, dar şi ca umplutură, fibre dietetice, agent antiaglomerant şi emulgator.

Produse: Puţine produse, nu mai este permis ca emulgator în Uniunea Europeană.

Doza zilnică acceptată: Nedeterminată.

Efecte secundare: Etilceluloza este practic insolubilă dar poate fi fermentată în intestinul gros. Concentraţiile mari pot cauza probleme intestinale, cum ar fi balonarea, constipaţia şi diareea.

15

Restricţii de dietă: 462 poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni .

c) E463 Hidroxipropilceluloza

Origine: Hdroxipropilceluloza se obţine din celuloză, principalul polizaharid şi constituent al lemnului şi tuturor structurilor plantelor. Se obţine în scop comercial din lemn şi este propilat pe cale chimică.

Funcţie şi caracteristici: Are multiple utilizări, în principal ca agent de îngroşare, dar şi ca umplutură, fibre dietetice, agent antiaglomerant şi emulgator. Este similară cu celuloza dar are o solubilitate mai bună în apă.

Produse: Diverse produse.

Doza zilnică acceptată: Nedeterminată.

Efecte secundare: Hidroxipropil celuloza este destul de solubilă şi poate fi fermentată în intestinul gros. Concentraţiile mari pot cauza probleme intestinale, cum ar fi balonarea, constipaţia şi diareea.

Restricţii de dietă: E463 poate fi consumat de către toate grupurile religioase, vegani şi vegetarieni .

16

d) E464 Hidroxipropilmetilceluloza

Origine: Hidroxipropilmetilceluloza se obţine din celuloză, principalul polizaharid şi constituent al lemnului şi tuturor structurilor plantelor. Se obţine în scop comercial din lemn şi este modificată pe cale chimică.

Funcţie şi caracteristici: Are multiple utilizări, în principal ca agent de îngroşare, dar şi ca umplutură, fibre dietetice, agent antiaglomerant şi emulgator. Este similară cu celuloza dar are o solubilitate mai bună în apă.

Produse: Diverse produse.

Doza zilnică acceptată: Nedeterminată.

Efecte secundare: Hidroxipropilmetil celuloza este destul de solubilă şi poate fi fermentată în intestinul gros. Concentraţiile mari pot cauza probleme intestinale, cum ar fi balonarea, constipaţia şi diareea.

Restricţii de dietă: E464 poate fi consumat de către toate grupurile religioase, vegani şi vegetarieni .

17

e) E465 Metiletilceluloza

Origine: Metiletilceluloza se obţine din celuloză, principalul polizaharid şi constituent al lemnului şi tuturor structurilor plantelor. Se obţine în scop comercial din lemn şi este modificată pe cale chimică.

Funcţie şi caracteristici: Are multiple utilizări, în principal ca agent de îngroşare, dar şi ca umplutură, fibre dietetice, agent antiaglomerant şi emulgator. Este similară cu celuloza dar are unele caracteristici diferite.

Produse: Diverse produse.

Doza zilnică acceptată: Nedeterminată.

Efecte secundare: Metiletil celuloza nu este foarte solubilă şi poate fi fermentată în intestinul gros. Concentraţiile mari pot cauza probleme intestinale, cum ar fi balonarea, constipaţia şi diareea

Restricţii de dietă: E465 poate fi consumat de către toate grupările religioase, vegani şi vegetarieni .

f) E466 Carboximetilceluloza

18

g) E467 Etilhidroxietil celuloza

11.EFECTE TOXICOLOGICE

E 460, celuloza, este un aditiv alimentar considerat de specialisti ca fiind inofensiv, insa,in cazul in care consumul este foarte ridicat, pot aparea probleme la nivelul aparatului gastrointestinal.

Celuloza, E 460, este un aditiv alimentar pe care il intalnim destul de des in sosuri, supe, diverse sortimente de paine, biscuiti, prajituri, deserturi reci, inghetate,

19

margarine, dulceturi, ciocolata sau milk-shake-uri. Formula chimica a acestui aditiv este (C6H10O5), celuloza fiind descoperita pentru prima data in secolul al XIX-lea de chimistul francez Anselme Payen. De atunci, productia de celuloza a crescut constant ajungandu-se ca in 2006, la nivel mondial, sa fie de 1.500.000.000 tone.

Producatorii din industria alimentara il folosesc ca emulgator, stabilizator, intaritor, agent antiaglomerant sau gelifiant. De cele mai multe ori are rolul de a retine apa. De exemplu, folosita la sosuri, celuloza le creste acestora volumul si le da o textura deosebita. E 460 este folosit si in industria farmaceutica drept agent de legatura. De asemenea, celuloza este utilizata pentru a creste biovalabilitatea medicamentelor.

Celuloza este intalnita in alimente sub doua forme: E 460 celuloza cristalina si E 460 pudra de celuloza. Nici una dintre aceste doua forme de celuloza nu s-a dovedit a fi periculoasa pentru consumul uman. Mai mult, un grup de medici a realizat un studiu pe 18 copii, carora, in loc de obisnuitele cereale pentru micul dejun, li s-a administrat celuloza comestibila. Schimbarea aceasta a durat timp de trei luni.

La sfarsitul studiului nu s-a constatat nici o problema la nivel gastrointestinal.

20

Totusi, sunt specialisti care afirma ca in cazul unor concentratii mari de celuloza, E 460, pot aparea probleme intestinale, cum ar fi balonarea, constipatia sau diareea.

Din aceasta cauza, aditivul alimentar E 460 este interzis in alimentatia copiilor dupa intarcare".

BIBLIOGRAFIE

21

1. Elemente practice de expertizare a calitatii si falsurilor din alimente :Coordonator .DR.Dragomir ,DR.Bojidar 2001.

2. Almanah Chimie ,martie 1998

3. http:\\w.w.w.referat.ro

22