CUPRINS

Introducere................................................................................................1 Rolul substanţelor conservante în alimente...........................................1 Caracteristici generale ale conservanţilor alimentari...........................2 Conduita de selectare a unui conservant alimentar..............................2 Clasificarea conservanţilor alimentari...................................................3 Conservanţi alimentari

organici..............................................................3 Acidul benzoic şi sărurile sale (E 210 – E213)................................3

Acidul sorbic şi sorbaţii (E 200 – E 203)..........................................4 Parahidroxibenzoaţii şi sărurile acestora (E 214 – E 219)..............5 Acidul propionic şi propionaţii (E 280 – E 28)................................6

Conservanţi anorganici............................................................................7 Dioxidul de sulf şi sulfiţii( E 220 – E 228)......................................7 Nitriţi şi nitraţi (E 250 – E 252).......................................................7

Conservanţi – “substanţe antibiotice”....................................................8 Natamicina (E 235)...........................................................................8

Nizina (E 234)....................................................................................9 Lisozimul (E 1105).............................................................................9

Bibliografie..............................................................................................10

1 | P a g e

CONSERVANŢII ALIMENTARI

Introducere Alimentele, prin compoziţia lor bogată în elemente nutritive sunt expuse

degradării în timp. Deteriorarea alimentelor nu poate fi stopată dar poate fi re-dusă rata de degradare, prin controlul compoziţiei alimentului, a condiţiilor de procesare, a modului de ambalare, depozitare şi manipulare a alimentului. Da-torită schimbărilor intervenite pe piaţa agroalimentară, alimentele sunt rareori consumate imediat după producere, fiind, de cele mai multe ori, consumate la săptămâni, luni sau chiar ani de la producere. Cu toate că în ultimele decade au fost puse la punct numeroase procedee tehnologice prin care se măreşte rezistenţa alimentelor la acţiunea factorilor no-civi (metode fizice noi de procesare şi conservare şi metode noi de ambalare), acestea sunt, în marea lor majoritate,procedee scumpe, care nu sunt la dispoziţia tuturor procesatorilor din industria alimentară.

Principalele mecanisme prin care se deteriorează alimentele sunt de natură fizică, chimică şi microbiană, mecanisme care, de cele mai multe ori, se desfăşoară concomitent. Rezultatul final al degradării alimentelor este imposi-bilitatea de valorificare a acestora. Dintre cele trei mecanisme enumerate, cele de natură microbiană sunt şi cel mai des implicate deoarece microorganismele sunt ubicvitare, fiind aproape imposibilă excluderea lor dinalimente. În plus, prezenţa unor microorganisme în alimente reprezintă o prob-lemă de siguranţă alimentară deoarece pot determina toxiinfecţii alimentare la consumatori.

Utilizarea metodelor chimice pentru reducerea fenomenelor de degradare a alimentelor a fost, este şi va rămâne o alternativă viabilă prin care se reduc pierderile din industria alimentară.

Conservanţii alimentari sunt compuşi chimici capabili să reducă sau să stopeze creşterea microorganismelor, prevenind dezvoltarea unor procese ne-dorite produse de acestea (alterări, fermentaţii, modificări de gust, textură) şi consecutiv, reducerea valorii nutritive aalimentelor.

Rolul substanţelor conservante în alimente

2 | P a g e

Conservanţii alimentari se adaugă în alimente pentru:• Extinderea perioadei în care alimentul îşi păstrează nemodificate propri-

etăţile senzoriale;• Păstrarea pentru o perioadă mai mare de timp a valorii nutritive a ali-

mentelor;• Furnizarea către consumator a unor alimente lipsite de pericole de

natură microbiană;• Conservanţii alimentari nu se utilizează pentru a masca eventualele de-

ficienţe de procesare, manipulare şi/sau depozitare a alimentelor.

Caracteristici generale ale conservanţilor alimentari:• Au acţiune antimicrobiană (efect static sau cid) cu spectru cunoscut;• Principiul activ persistă şi îşi exercită acţiunea în aliment pe parcursul

procesării şi depozitării acestuia;• În concentraţiile utilizate nu manifestă efecte adverse (toxice, metabol-

ice, etc)asupra consumatorului;• Nu induc fenomene de rezistenţă la microorganisme;

Conduita de selectare a unui conservant alimentar

În vedere utilizării unui conservant într-un produs alimentar se ţine cont de următoarele aspecte:

• Spectrul antimicrobian – spectrul de acţiune al conservantului trebuie să fie stabilit în urma unor teste de laborator pentru a se determina eficacitatea acestuia împotriva unor tipuri diverse de microorganisme (forme vegetative sau sporulate ale bacteriilor Gram pozitive, formele vegetative ale bacteriilor Gram negative, levuri, miceţi, etc). De asemenea trebuie stabilit modul de acţiune alconservantului asupra microorganismului.

• Proprietăţile fizico-chimice ale conservantului (polaritatea, punctul de fierbere,stabilitatea la variaţiile de temperatură şi pH, etc). Proprietăţile fiz-ico.chimice ale conservantului influenţează activitatea antimicrobiană a aces-tuia. În funcţie de polaritatea substanţei conservantul poate fi mai mult sau mai puţin solubil în apă.

Astfel conservanţii hidrofili se dispersează mai uşor în mediul apos dar la nivelul membranei celulei bacteriene, bogată în lipide au o acţiune. Se poate spune, din acest punct de vedere, că pentru o eficienţă maximă conservantul tre-

3 | P a g e

buie să aibă o structură amfifilă echilibrată. Rezistenţa conservantului la acţi-unea unor factori de mediu (pH, temperatură, etc) este esenţială în menţinerea funcţionalităţii acestuia pe parcursul procesării şi depozitării alimentului.

• Caracteristicile alimentului în care se utilizează (compoziţia alimentului,caracterele fizico-chimice). Interacţiunea dintre conservant şi con-

stituenţii alimentului (lipide, proteine, carbohidraţi, alţi aditivi alimentari) afectează acţiunea antimicrobiană a acestuia şi, de asemenea, poate conduce la formarea de compuşi ce modifică organoleptic alimentul. pH-ul alimentului poate determina reducerea efectului antimicrobian (puţine substanţe antimicro-biene sunt eficiente în concentraţii mici la pH de mai mare de 5,5). Prezenţa unor substanţe chelatoare potenţează de regulă acţiunea antimicrobiană a con-servantului prin extinderea spectrului de acţiune.

• particularităţile de procesare ale alimentului – folosirea unor metode de conservare fizice (pasteurizarea, sterilizarea, deshidratarea) permit reducerea considerabilă a concentraţiei conservanţilor alimentari. Noile tehnologii de am-balare în condiţii aseptice şi în atmosferă controlată asociate cu păstrarea ali-mentelor la temperaturi scăzute au un efect similar.

• caracteristicile microbiologice ale alimentului – cunoaşterea caracteristi-cilor calitative şi cantitative ale microflorei caracteristice alimentelor permite utilizarea unui număr restrâns de substanţe conservante cu efect specific. În-trucât majoritatea conservanţilor alimentari se folosesc în cantităţi reduse, aces-tea exercită, în principal, un efect de inhibare a microorganismelor şi nu unul de distrugere a lor, utilizarea lor nefiind un mijloc de corectare a deficienţelor de igienă.

Clasificarea conservanţilor alimentariCel mai important criteriu de clasificare a conservanţilor alimentari ţine

cont de structura chimică a acestora şi de modul de obţinere. După aceste criterii se disting:

• conservanţi organici• conservanţi anorganici• conservanţi - substanţe "antibiotice" şi enzime

Conservanţi alimentari organici

Acidul benzoic şi sărurile sale (E 210 – E213)

4 | P a g e

Prima descriere a proprietăţilor antimicrobiene a aciului benzoic a fost re-alizată în 1875. Pentru proprietăţile sale antimicrobiene a fost utilizat mai frecvent după anul 1900.

Se găseşte în cantităţi variabile în unele fructe, legume, condimente, pro-duse fermentate, ceai verde, boabe de cafea, tutun etc., unde îşi exercită efectul antimicrobian şi de unde se poate extrage.

Are acţiune antimicrobiană în forma nedisociată şi ca urmare intensitatea acţiunii antibacteriene scade odată cu creşterea pH-ului peste 4,6 rata de dis-ociere creşte spectaculos.Ca urmare acţiunea microbiană este maximă la pH acid (la pH 3 - 93,5% nedisociat, la pH 7 - 0,14% nedisociat).

Acidul benzoic traversează membrana celulară (este lipofil), determină creşterea

concentraţiei de scăderea pH – lui celular, denaturează proteinele, afectează metabolismul celular, reduce şi chiar stopează multiplicarea microor-ganismelor.

Îşi exercită acţiunea antimicrobiană în primul rând asupra levurilor şi într-o proporţie mai mică asupra miceţilor şi bacteriilor lactice fiind un conservant care se poate utiliza în produsele obţinute prin fermentaţie bacteriană.

Împiedică sinteza de micotoxine a unor miceţi (Aspergillus, Penicillium, Fusarium).

Lipidele, ionii de Fe şi unii surfactanţi anionici acţionează antagonist re-ducând eficienţa acţiunii antimicrobiene. Pentru potenţarea efectului se uti-lizează combinaţie cu alţi conservanţi sau metode de conservare.

Se utilizează în alimente cu pH acid şi cu un conţinut redus de apă. Se uti-lizează în: băuturi slab alcoolice şi nealcoolice, semiconserve din peşte, icre, salate, legume în oţet şi saramură, aspicuri, sosuri cu şi fără grăsimi, în cantităţi de până la 2g/kg.

Toxicitatea acidului benzoic şi a benzoaţilor este redusă. Nu se acu-mulează în organism. Este descompus la nivelul rinichilor şi ficatului până la acid hipuric (principala formă de eliminare din organism). Doza zilnică accept-abilă recomandată este de 0 -5 mg/kg G.C..

Acidul sorbic şi sorbaţii (E 200 – E 203)Acidul sorbic a fost evidenţiat pentru prima dată în 1859 în Sorbum aucu-

paria (un arbust fructifer din zona montană). În 1939 au fost evidenţiate efectele antibacteriene iar din 1940 – 1950 se utilizează în industria alimentară. Din această grupă de conservanţi cel mai utilizat este sorbatul de potasiu.

5 | P a g e

În comparaţie cu acidul benzoic şi benzoaţii sunt activi la pH mai mare.Sunt activi împotriva bacteriilor Gram pozitive şi Gram negative (Acine-

tobacter, Aeromonas, Bacillus, Escherichia, Vibrio, Salmonella, etc), levurilor (Candida, Debaryomyces, Hansenula, Pichia, etc) şi miceţilor (Alternaria, Cla-dosporium, Botrytis, Sporotrichum, Geotrichum, etc ).

Concentraţiile mici în care se utilizează în alimente au un efect inhibitor asupra dezvoltării celulare, multiplicării formelor vegetative şi germinării spo-rilor.

Mecanismul de acţiune nu este pe deplin cunoscut. Se consideră că acţionează prin alterarea pH-ului mediului intern microbian, alterarea structurii peretelui celular şi interferarea activităţii unor enzime cu rol în metabolismul microbian.

Se introduc direct în compoziţia alimentului sau se aplică la exteriorul acestora prin aspersare sau imersare.

Se folosesc pentru conservarea: unor sortimente de băuturi aromate neal-coolice, fructe uscate, măsline, brânzeturi, produse din ouă, produse de panifi-caţie, sosuri, emulsii în cantităţi variabile de până la 2g/kg sau L. Adăugarea în cantităţi mai mari de 0,2% determină modificări de gust. În unele materiale folosite pentru acoperire se poate adăuga quantum satis.

Sunt consideraţi ca fiind lipsiţi de toxicitate, acidul sorbic fiind un acid gras metabolizabil în organismul uman. Doza zilnică acceptabilă este de 25 mg/kg G.C..

Parahidroxibenzoaţii şi sărurile acestora (E 214 – E 219)Sunt esteri ai acidului para-hidroxibenzoic cu acizi graşi organici. Prima

semnalare a efectului antimicrobian a acestor compuşi datează din 1920, da-torită similitudinilor structurale cu fenolul.

În Europa se folosesc metil, etil şi propil-parabenii, dar în alte ţări se folosesc şi butilparabenul şi heptil-parabenul.

Se remarcă prin capacitatea lor de a fi activi în medii cu pH neutru. Au pH-ul optim de acţiune între 3 şi 8.

Solubilitatea lor în apă este invers proporţională cu lungime lanţului alchil crescând, în schimb, solubilitatea în uleiuri. De asemenea, acţiunea an-timicrobiană creşte odată cu creşterea lungimii lanţului alchil.

Îşi manifestă acţiunea antimicrobiană în forma nedisociată. Au acţiune antimicrobiană intensă asupra levurilor şi a miceţilor şi mai puţin asupra bac-teriilor (în special cele Gram

6 | P a g e

pozitive). Acţiunea antimicrobiană este consecinţa inhibării enzimelor implicate în respiraţia celulară, inhibarea germinării sporilor, blocarea sintezei proteinelor şi a ADN sau ARN-ului bacterian.Se utilizează în alimente, în amestecuri, între ei (metil:propil în raport de 3:1) şi cu acidul sorbic sau acidul benzoic şi sărurile acestora. Se folosesc pentru conservare în: preparate din carne, snacks-uri, produse de cofetărie, în cantităţi de până la 0,3g/kg.

Pentru tratarea superficială a unor preparate din carne în membrană se poate folosi quantum satis.

La ora actuală utilizarea parabenilor în industria alimentară este limitată de preţul mare al acestora. Au toxicitate redusă (DL50 la şoarece 8 g/kg). Sunt detoxifiaţi în ficat şi în rinichi în mod similar acidului benzoic. Ca atare au un uşor efect anestezic la nivelul mucoasei bucale şi pot da unele reacţii cutanate în urma contactului direct cu pielea la concentraţii mari.

Acidul propionic şi propionaţii( E 280 – E 283)Acidul propionic apare în mod obişnuit în unele sortimente de brânzeturi

ca urmare a fermentaţiei bacteriene. În industria alimentară (panificaţie) se preferă utilizarea propionatului de Ca şi de Na pentru că aduc şi un aport min-eral (Ca) şi favorizează acţiunea agenţilor de creştere (Na). Au remanenţă mare în produsele alimentare datorită rezistenţei crescute la acţiunea factorilor fizico-chimici.

Au efect antibacterian şi antimicotic limitat nu acţionează asupra levurilor şi nu afectează fenomenele de fermentaţie normale, fiind utilizaţi în principal în industria brânzeturilor şi a panificaţiei.

Efectul antimicrobian este consecinţa acumulării în celulele bacteriene şi a competiţiei cu unii aminoacizi necesari creşterii microorganismelor.

Se utilizează în industria panificaţiei până la 2g/kg şi la tratamentul de suprafaţă a unor sortimente de brânzeturi quantum satis.

Toxicitatea acidului propionic este extrem de redusă, acesta fiind forma obişnuită de metabolizare în organism a unor acizi graşi. Propionaţii (în special cei de Na) pot produce reacţii alergice. Nu s-a considerat necesară stabilirea unei doze zilnice acceptabile.

Alţi conservanţi organici: Difenil E 230, Ortofenilfenolul E 231, Ortofe-nilfenilatul de Na E 232, Hexametilentetramina E 239, Dicarbonatul de metil E 242, Unii acizi organici şi sărurile acestora.

7 | P a g e

Conservanţi anorganici

Dioxidul de sulf şi sulfiţii (E 220 – E 228)Din această categorie fac parte: sulfitul de Na, bisulfitul de Na, sulfitul

de K,bisulfitul de K, metabisulfit de Na, metabisulfitul de K, sulfitul de Ca şi bisulfitul de Ca.

Se găsesc ca atare în natură. Au fost folosiţi încă din antichitate pentru acţiunea dezinfectantă (dioxidul de sulf) şi pentru prevenirea unor deprecieri ale produselor obţinute prin fermentaţie.

Acţiunea antimicrobiană este consecinţa apariţiei acidului sulfuros în urma reacţiei cu apa.

Au acţiune antimicrobiană selectivă fiind mai activi împotriva microor-ganismelor care produc fermentaţia lactică. Levurile folosite în procesele fer-mentative sunt selectionate pentru a rezista la anhidrida sulfuroasă. Au acţiune mai intensă la pH acid şi la temperatură scăzută.

Mecanismul de acţiune antimicrobian se manifestă prin interferarea activ-ităţii enzimelor microbiene care au în structura lor punţi disulfidice şi a celor implicate în respiraţia microbiană.

Se utilizează în: carne pentru burger cu un conţinut ridicat de legume şi cereale, peşte uscat sărat, fructe deshidratate, sucuri din fructe, vinuri, suc de struguri concentrat, fructe marinate etc, în cantităţi de până la 2g/kg sau L (ex-primat ca SO2).

Utilizaţi corect, aditivii din această grupă au o toxicitate redusă, prob-lemele constatate până în prezent fiind minore. Sulfitul se elimină din organism sub formă de sulfaţi în urma reducerii de către sulfit oxidază.

Sulfiţii reduc conţinutul de tiamină din alimente (nu se introduc în ali-mente cu un rol important în aportul de vitamină B1).

Au fost observate reacţii adverse la persoanele suferinde de astm bronşic în urma consumului de alimente cu un conţinut ridicat de dioxid de sulf.

Nitriţi şi nitraţi (E 250 – E 252)Se folosesc pentru conservarea cărnurilor încă din antichitate (sărurile de

salpetru). În 1940 a fost demonstrat ştiinţific faptul că nitriţii sunt forma care exercită activitatea antimicrobiană, nitraţii fiind rezervorul de nitriţi.

Nitriţii inhibă creşterea şi diviziunea microbiană şi mai puţin sporularea. Interferează acţiunea enzimelor care conţin fier conducând la scăderea masivă a

8 | P a g e

cantităţii de ATP din celula microbiană. Prezenţa agenţilor chelatanţi, asorbaţi şi polifosfaţi (cu acţiune similară), potenţează efectul nitriţilor.

Are acţiune antimicrobiană asupra bacteriilor anaerobe şi aerobe: Clostridium botulinum, Salmonella spp., Enterococcus spp. etc). Efectul antimi-crobian pare a fi potenţat de tratarea termică a produselor în care s-au introdus nitriţi. Efectul este mai evident în cazul conservelor din carne şi este cunoscut sub denumirea de efect "Perigo”.

Nitriţii se folosesc pentru conservarea produselor din carne în cantităţi de până la 150 mg/Kg iar nitraţii se folosesc în produsele din carne şi brânzeturi maturate cantităţi de până la 300 mg/kg.

Se admite prezenţa în produsele în care se folosesc, după procesare, în cantităţi de max. 175 mg/kg (nitriţi) şi max. 250 mg/kg (nitraţi).

Nitriţii au o toxicitate acută manifestată prin conversia hemoglobinei în methemoglobină situaţie în care afluxul de oxigen către celule este mult dimin-uat. Copii sub 6 luni sunt cei mai sensibili la acest efect datorită prezenţei în procent ridicat a hemoglobinei fetale.

Toxicitatea cronică a nitriţilor se manifestă prin formarea de nitrozamine şi nitrozamide (prin combinarea în organism cu unele amine şi respectiv unele amide), substanţe cu potenţial toxic ridicat.

Doza zilnică acceptată, recomandată, este de 0 – 3,66 mg/kg G.C. pentru nitraţi şi de 0 – 0,66 mg/kg G.C. pentru nitriţi.

Conservanţi – “substanţe antibiotice”

Natamicina( E 235)A fost izolată în 1955 dintr-o cultură de Streptomyces nataliensis, bac-

terie izolată din sol în Africa de Sud. Se comercializează sub formă de pulberi, suspensii şi emulsii care se aplică la suprafaţa produselor alimentare prin asper-sare sau imersare.

Este puţin solubilă. Are efect antifungic cu spectru larg şi nu afectează culturile starter de microorganisme. Efectul fungicid se datorează legării ire-versibile de ergosterol, un component major al membranei celulare a miceţilor care nu este prezent la bacterii şi levuri. Nu determină fenomene de an-tibiorezistenţă.

Nu pătrunde în profunzimea alimentului şi nu modifică gustul, culoarea sau mirosul alimentelor. Are remanenţă mare.

9 | P a g e

Se utilizează pentru tratarea de suprafaţă a brînzeturilor maturate şi a salamurilor crude sau de durată, în cantitate de până la 1mg/dm2.

Toxicitatea natamicinei este redusă datorită absorbţiei reduse la nivelul tractului digestiv. Utilizarea numai la suprafaţă face a aportul în dietă să fie foarte redus chiar şi în cazul consumului unor cantităţi mari din produsele în care se foloseşte. Doza zilnică acceptată este de 0 – 0,3 mg/kg G.C..

Nizina( E 234)Este o bacteriocină descoperită accidental în 1928. Iniţial s-a încercat uti-

lizarea acesteia ca antibiotic dar descoperirea penicilinei, mult mai eficientă an-timicrobian, a stopat dezvoltarea proiectului. Se utilizează în alimente din 1950 – primul preparat industria pe bază de nizină fiind comercializat în 1957 (Nis-aplin). Este singura bacteriocină a cărei utilizare direct în alimente este permisă.

Structural este un polipeptid produs de Lactococcus lactis ssp. lactis. Are acţiune bacteriostatică şi în special asupra unor bacterii Gram pozitive şi inhibă dezvoltarea sporilor. Acţionează antibacterian prin afectarea integrităţii mem-branei celulei bacteriene.

Este stabilă la temperaturi ridicate însă poate fi degradată prin acţiunea unor proteaze. Este solubilă în apă dar solubilitatea scade odată cu creşterea pH-ului.

Se foloseşte pentru conservarea budincilor din griş şi tapioca, a unor sor-timente de brânzeturi maturate, brânzeturi topite etc. (nepasteurizate), în can-tităţi de până la 12,5 mg/kg.Nu este toxică fiind rapid inactivată în organism de către enzimele din tubul digestiv. Doza zilnică acceptabilă recomandată este de 0,83 mg/kg G.C..

Lisozimul (E 1105)A fost identificat pentru prima dată în 1921 în secreţiile nazale ale omului

iar ulterior şi în alte secreţii unde joacă un rol important în mecanismele de apărare antimicrobiană de la nivelul mucoaselor.

Cea mai importantă sursă de lisozim este albuşul de ou. Este activ antimi-crobian împotriva microorganismelor Gram pozitive şi aproape deloc împotriva celor Gram negative. Acţiunea antimicrobiană se datorează degradării unor componenţi din peretele celular bacterian şi reducerii ratei de multiplicare celulară.Este stabil la temperaturi ridicate în special la pH acid.Se foloseşte quantum satis, în special în brânzeturile maturate, pentru a prevenibalonarea tar-divă determinată de Cl. tyrobutyricum.

10 | P a g e

11 | P a g e