Curs Aditivi Examen

209

Click here to load reader

Transcript of Curs Aditivi Examen

Page 1: Curs Aditivi Examen

GeneralităţiConform Directivei cadru 85/107/CEE prin noţiunea de aditiv alimentar se înţelege

orice substanţă care nu este consumată ca aliment sau care nu este utilizată în mod obişnuit ca ingredient caracteristic în alimentaţie, care posedă sau nu valoare nutritivă şi a cărei adăugare intenţionată în produsele alimentare, în scop tehnologic în stadiul lor de fabricaţie, transformare, tratament, condiţionare, transport, depozitare are ca efect sau poate avea un efect rezonabil, direct sau indirect, indiferent că devine el însăşi sau derivaţii săi, un component al produselor alimentare.

Din cele de mai sus se desprind următoarele: aditivul se adaugă în voit, într-o anumită cantitate, are un caracterul

de intenţionalitate şi exclud substanţe care ajung în mod accidental cum ar fi:

substanţele chimice utilizate pentru combaterea maladiilor la plante şi animale;

substanţele chimice pentru stimularea creşterii plantelor şi animalelor şi care sunt contaminanţi chimici ai alimentelor.

aditivul se adaugă cu un scop bine definit pentru: îmbunătăţirea proprietăţilor fizice, consistenţa,

aspectul, emulgatori, coloranţi; îmbunătăţirea proprietăţilor de gust şi miros, agenţi

de îndulcire, acidulanţi, sare; îmbunătăţirea proprietăţilor de păstrare, conservanţi

şi antioxidanţi. aditivul adăugat exclude contaminanţii şi adăugarea unor

substanţele în scop îmbogăţirii nutriţionale, vitaminele, aminoacizi etc.

Definiţii ale aditivilor alimentari1. Prin aditiv alimentar se înţelege orice substanţă care în mod normal nu este

consumată ca aliment în sine şi care nu este utilizată ca ingredient alimentar caracteristic, având sau nu o valoare nutritivă, prin a cărei adăugare intenţionată la produsele alimentare în scopuri tehnologice pe parcursul procesului de fabricare, prelucrare, preparare, tratament, ambalare, transport sau depozitare a unor asemenea produse alimentare, devine sau poate deveni ea însăşi sau prin derivaţii săi, direct sau indirect, o componentă a acestor produse alimentare.

2. Aditivii alimentari sunt substanţe care se folosesc la prepararea unor produse alimentare în scopul ameliorării calităţii acestora sau pentru a permite aplicarea unor tehnologii avansate de prelucrare.

3. Substanţe care la origine nu reprezintă o parte constituentă a alimentelor, adăugate în scopul de a modifica - favorabil- însuşirile organoleptice, sau ca o necesitate directă de desfăşurare a anumitor procese tehnologice.

4. Aditivul alimentar, reprezintă orice substanţă care nu este consumată ca aliment în sine şi nu este folosită ca ingredient constituent al unui aliment, care are sau nu valoare nutritivă, şi care se adaugă intenţionat, cu un scop tehnologic (incluzând modificări organoleptice) în timpul producerii, procesării, preparării, tratării,

1

Page 2: Curs Aditivi Examen

împachetării, ambalării, transportului şi depozitării unui aliment, devenind un component sau afectând într-un fel caracteristicile alimentelor la care se adaugă.

Acest termen nu include substanţele contaminante sau cele adăugate pentru a îmbunătăţi sau menţine calităţile nutritive, dar nici clorura de sodiu.

Scopul folosirii aditivilor în produsele alimentareÎn industria alimentară utilizarea aditivilor alimentari favorizează:

conservarea valorii nutritive a unui produs alimentar; ameliorarea calităţii de conservare şi stabilitate a unui produs

alimentare; favorizarea fabricării, ambalării, depozitarii şi transportului produselor

alimentare; îmbunătăţirii caracteristicilor senzoriale ale produselor alimentare.

Folosirea aditivilor alimentari nu este justificată în cazul în care: doza de folosire propusă pune în pericol sănătatea consumatorilor; rezultă o diminuare sensibilă a valorii nutritive a produselor

alimentare; se intenţionează mascarea defectelor produsului alimentar sau

ascunderea unor greşeli de fabricaţie sau de manipulare; se induce în eroare consumatorul.

Prin aditivi se înţelege orice substanţă de natură chimică sau microbiologică care nu este consumată în mod natural ca aliment, care nu este folosită ca ingredient tipic al alimentelor, chiar dacă are o valoare nutritivă ridicată, iar prin adăugarea în produsele alimentare modifică organoleptic produsul, scurtează perioada de procesare, permite o ambalare şi păstrare îndelungată, iar contaminarea produsului nu este realizată, menţine şi îmbunătăţeşte calităţile nutritive ale produselor alimentare.

Scopul folosirii aditivilor alimentari definit este: de a conserva valoarea nutritivă; de a ameliora durata de conservabilitate şi stabilitate; de a îmbunătăţi calităţile senzoriale ale produselor alimentare; de a favoriza procesarea, ambalarea, depozitarea şi transportul

produselor alimentare.Folosirea aditivilor nu este justificată atunci când doza utilizată pune în pericol

sănătatea consumatorului, diminuează valoarea nutritivă a produsului alimentar, maschează anumite defecte majore ascunse ale produselor alimentare, induce în eroare consumatorul.

Condiţiile de folosire ale aditivilor se referă la inocuitatea aditivilor în sine şi absenţa pericolelor date de doza şi efectul în timp. Folosirea trebuie să fie necesară şi aprobată de FAO/OMS. Puritatea aditivilor: impurităţile aditivilor provin din substanţele folosite în procesarea acestora, din solvenţii folosiţi pentru cristalizare, din produşii secundari formaţi la procesarea şi depozitarea produsului finit datorită oxidării, hidrolizei, polimerizării.

Sunt importante problemele legate de impurităţi: dacă diminuează inocuitatea produselor; dacă proporţia de impurităţi influenţează activitatea aditivilor; dacă impurităţile pot fi diminuate parţial sau total prin îmbunătăţirea

procesului tehnologic;

2

Page 3: Curs Aditivi Examen

dacă impurităţile au importanţă ca să necesite fixarea unei doze.Toxicitatea aditivilor se determină prin două etape:

etapa de colectare a datelor cu privire la siguranţa substanţei-încercări în laborator pe animale;

etapa de interpretare şi evaluare a datelor care conduce la decizia folosirii sau nu a acestui aditiv.

Metodele de cercetare constau în: studii de toxicitate acută făcută pe trei specii de animale timp de 2-4

săptămâni; studii de toxicitate făcute pe termen scurt pe două specii de rozătoare; studiu macroscopic şi microscopic pe organe: greutatea organelor

provenite de pe un lot martor în comparaţie cu cel agresat de aditivi; studii de toxicitate pe termen lung la şoareci timp de 18 luni, şobolani

doi ani cu referire asupra riscurilor de cancenogenitate; studii privind reproducerea cu referinţă la fecunditate, stare de sănătate

a animalelor, evoluţia mamei şi a descendenţilor, stare de gestaţie; studii privind cancerigenitatea şi mutagenitatea pe două generaţii din

aceeaşi specie; studii biochimice.

În funcţie de evoluţia toxicităţii aditivii sunt stabiliţi în doze de administrare pentru om pentru ingerare zilnică pe toată durata vieţii fără a antrena riscuri:

doza zilnică admisibilă necondiţionat; doza zilnică admisibilă temporar.

Codificare şi clasificarea aditivilorAditivii alimentari corespund celor trei mari preocupări şi anume, alimentele

trebuie să posede calităţi igienice, senzoriale şi nutriţionale. Utilizarea unui aditiv alimentar nu trebuie să devină un pericol pentru sănătatea umană. Este folosit în scop tehnologic dar utilizarea lui nu trebuie să fie făcută în scopul înşelării cumpărătorului.

Aditivii alimentari sunt adăugaţi în cantităţi mici în produs în timpul prelucrării tehnologice, condiţionării, conservării, ambalării, a transportului sau păstrării în scopul îmbunătăţirii caracteristicilor de calitate, creşterii stabilităţii şi măririi valorii nutritive.

Potrivit Normei igienico-sanitară, pentru alimente aditivii alimentari sunt substanţe care se folosesc la prepararea unor produse alimentare în scopul ameliorării calităţii acestora sau pentru a permite aplicarea unor tehnologii avansate de prelucrare.

Prezenta reglementare nu se aplica: aditivilor tehnologici; substanţelor folosite la protecţia plantelor; substanţelor adăugate pentru sporirea valorii nutritive (vitamine,

minerale); concentratelor naturale (uscate sau sub alta forma) incorporate in

aliment in timpul procesului tehnologic, datorita aromei specifice, proprietăţilor nutritive sau puterii lor de colorare;

coloranţilor utilizaţi la colorarea parţilor necomestibile a unui aliment. Nu se consideră aditivi alimentari:

substanţele folosite pentru tratarea apei potabile;

3

Page 4: Curs Aditivi Examen

substanţele care conţin pectină derivate din coaja citricelor sau pulpă uscată de mere;

guma de mestecat; dextrină albă, amidonul modificat prin diverse tratamente; clorură de amoniu; plasma sanguină; gelatina; hidrolizatele proteice; proteina din lapte; glutenul; aminoacizii şi sărurile lor, alţii decât acidul glutamic, glicina, cisteina; cazeina şi inulina;

Atunci când vorbim despre aditivi trebuie să facem distincţia între aditivii alimentari şi aditivii nealimentari. Studiul de faţă are în vedere numai aditivii alimentari care, având în vedere mai multe criterii, pot fi clasificaţi:

În funcţie de scopul urmărit şi efectul asupra produsului, aditivii sunt:a) aditivi organoleptizanţi:

coloranţi; decoloranţi; amelioranţi de culoare; aromatizanţi şi potenţiatori de arome; amelioranţi de gust; edulcoranţi; emulgatori; gelifianţi; acidulanţi.

b) aditivi conservanţi: antioxidanţi; neutralizanţi; antiseptice; antibiotice; alţi aditivi din aceasta familie.

c) aditivi nutriţionali sau tonifianţi, fac parte din categoria nutrienţilor care se adaugă în produsele alimentare în scopul creşterii valorii nutritive:

aminoacizi; proteine; săruri minerale; vitamine.

În funcţie de acţiunea lor, aditivii se împart în: conservanţi alimentari, aceştia asigură prelungirea duratei de

păstrare, a stabilităţii produselor alimentare, au acţiune bacteriostatică (împiedică multiplicarea microorganismelor) şi bactericidă (distrugând microorganismele.

Principalii conservanţi alimentari admişi prin normele de igiena sunt: acidul benzoic;

4

Page 5: Curs Aditivi Examen

sărurile acidului benzoic de potasiu, benzoic de calciu, benzoic de sodiu;

acidul ascorbic; sărurile acidului ascorbic de potasiu, calciu, sodiu; acidul propionic; sărurile acidului propionic de potasiu, calciu, sodiu; nitratul de sodiu şi nitratul de potasiu.

antioxidanţi alimentari, sunt substanţe care asigură stabilitatea produselor alimentare ce conţin grăsimi şi a grăsimilor, cu excepţia untului. Acţiunea antioxidantă se datorează faptului că aceste substanţe au capacitate mărită de a lega oxigenul, comparativ cu gliceridele, acizii graşi nesaturaţi care leagă mai greu, mărind perioada de inducţie a râncezirii, aceştia sunt:

α- tocoferolul; substanţe de sinteză:

galatul de propil; galatul de octil; galatul de duodecil.

Anumite substanţe chimice măresc efectul antioxidant al acestora, ele se numesc substanţe sinergetice, iar efectul sinergetic se datorează blocării metalelor care favorizează râncezirea grăsimilor. Dintre aceste substanţe amintim:

acidul citric; acidul ascorbic; alte substanţe din aceeaşi familie.

aromatizanţii alimentari, sunt substanţe naturale sau sintetice, utilizate ca potenţiatori ai aromei şi gustului produselor alimentare care nu conţin arome sau conţin în cantităţi insuficiente;

amelioratorii alimentari, sunt substanţe chimice naturale sau sintetice, utilizate pentru modelarea anumitor proprietăţi ale produselor, pot fi:

organoleptizanţi, aceştia potentează sau contribuie la formarea aspectului, culorii şi gustului;

amelioratori de gust; revelatori de gust; amelioratori de textură; emulgatori; amelioratori de consistenţă; amelioratori de culoare.

Ţinând seama de modul de acţiune al aditivilor, trebuie făcută o distincţie între următoarele tipuri de aditivi:

conservanţi alimentari; antioxidanţi alimentari; aromatizanţi alimentari; amelioratorii alimentari;

5

Page 6: Curs Aditivi Examen

coloranţii artificiali, pentru uz alimentar sunt selectaţi puţini coloranţi sintetici, legislaţia noastră acceptă următorii coloranţi:

tartrazina (galben) E 102; orange S (portocaliu) E 110; albastru patentat (albastru) E 131; azorubina (roşu) E 122; ponceau 4R (roşu) E 124; indigotina (albastru) E 132; ponceau 6R (roşu) E 126; eritrozina (roşu) E 127; verde acid briliant (verde) E 142; negru briliant BN (negru) E 151.

Potrivit Normei igienico-sanitară, pentru alimente: aditivii alimentari sunt structuraţi în următoarele grupe:

conservanţi, substanţe care prelungesc perioada de păstrare a alimentelor prin protejarea lor împotriva alterării produse de microorganisme;

antioxidanţi, substanţe care prelungesc perioada de păstrare a alimentelor prin protejare împotriva oxidării (râncezirea, schimbarea culorii);

acidifianţi, măresc aciditatea alimentelor conferindu-i acestuia un gust plăcut, acru;

corectori de aciditate substanţe care modifică sau limitează aciditatea sau alcalinitatea unui produs alimentar;

substanţe-tampon, folosite la reglarea şi menţinerea pH-ului specific alimentului;

substanţe suport, inclusiv solvenţii purtători, substanţe utilizate pentru a dizolva, dilua, dispersa sau modifica fizic un aditiv alimentar fără a altera funcţiile tehnologice ale acestuia (fără a avea un efect tehnologic ele însele) pentru a facilita mânuirea, aplicarea sau utilizarea sa;

antispumanţi, folosesc pentru reducerea şi prevenirea spumei; emulsificatori, substanţe care fac posibilă formarea şi

menţinerea unui amestec omogen între două sau mai multe faze nemiscibile, formarea şi păstrarea emulsiilor de tip A/U şi U/A;

agenţi de gelificare, substanţe care permit şi care ajută la formarea gelurilor unui produs alimentar;

sequestranţi, substanţe care formează complexe cu ionii metalici;

stabilizatori, substanţe care fac posibilă menţinerea proprietăţilor fizico-chimice ale alimentelor, menţinând omogenizarea dispersiilor, culoarea etc.;

substanţe de îngroşare, substanţe care au capacitatea de a mări vâscozitatea produselor alimentare;

6

Page 7: Curs Aditivi Examen

agenţi de spumare, asigură formarea unei dispersii omogene de G/L;

îndulcitori, substanţe (altele decât zahărul) care se utilizează pentru a conferii gust dulce al unui produs alimentar;

coloranţi naturali şi coloranţi de sinteză, substanţe folosite pentru restabilirea culorii;

săruri de emulsionare, transformă proteinele din brânză într-o formă dispersată;

umectanţi-previn deshidratarea produselor alimentare; agenţi de întărire, menţin produsele alimentare tari, crocante,

interacţionează cu agenţii de gelifiere; săruri de topire, substanţe care dispersează proteinele din

brânzeturi şi distribuie astfel omogen grăsimile şi alte componente;

agenţi de umezire, substanţe care previn uscarea produselor alimentare, compensând efectul unei umidităţi atmosferice scăzute, sau favorizează dizolvarea unui praf într-un mediu apos;

agenţi de îngroşare, substanţe care măresc vâscozitatea unui produs alimentar;

agenţi de afânare, substanţe care contribuie la creşterea volumului alimentelor fără a modifica valoarea energetică;

agenţi de glazurare, substanţe care protejează şi îmbunătăţesc aspectul produsului alimentar;

antiaglomeranţi, reduc tendinţa de aglomerare a particulelor individuale dintr-un produs alimentar;

amidonuri modificate, substanţa obţinută cu ajutorul unuia sau mai multor tratamente chimice ale amidonului alimentar, care a fost supusă unui tratament fizic sau enzimatic şi care poate fi fluidificată prin tratament acid sau alcalin sau de albire;

gaze de ambalare, produc înlocuirea aerului din recipiente; gaze propulsoare, gaze, altele decât aerul, care au ca efect

expulzarea unui produs alimentar din recipient; potenţiatori de aromă, menţin şi amplifică aroma specifică

alimentului; substanţe-suport, solide şi lichide, facilitează dizolvarea,

dispersia şi transportul aditivilor fără a modifica proprietăţile pe care se bazează folosirea lor;

agenţi de tratare a făinii - îmbunătăţesc calităţile reologice ale făinii;

enzime, folosite în industria alimentară; potenţiatori de arome, substanţe care amplifică gustul existent

şi/sau aroma unui produs alimentar; aromatizanţi, se împart în trei categorii:

7

Page 8: Curs Aditivi Examen

substanţe aromate naturale, se obţin prin procese fizice enzimatice sau microbiologice din materii prime de origine vegetală sau animală;

substanţe identic naturale, sunt identice din punct de vedere al compoziţiei cu aromele naturale, componentele fiind obţinute prin sinteză;

substanţe artificiale, se obţin prin sinteză, având structura şi compoziţia diferit de cele naturale.

Aditivii alimentari sunt desemnaţi printr-o numerotare convenţională europeană: un număr format din trei cifre, precedat de litera E. Folosirea codului E şi a unui număr format din trei cifre alocat unui aditiv alimentar care indică faptul că acel aditiv:

a fost testat pe animale şi s-a dovedit sigur pentru consum; a fost înregistrat ca un aditiv permis la forurile de specialitate; este un mijloc de identificare al unui anumit aditiv. De

exemplu prima cifră îţi va indica natura aditivului.Sistemul de numerotare a fost adoptat pentru uzul internaţional de către Comisia

Codex Alimentarius, care a dezvoltat şi Sistemul Internaţional de Numerotare, acesta foloseşte aceleaşi numere ca şi codificarea cu E-uri dar fără litera E.

Clasificarea Codex Alimentarius. Numărul total de aditivi acreditaţi, conform normelor CEE, este de 301, iar lista aditivilor admişi în România, este de 201.

Cu privire la acelaşi subiect, Institutul Educaţiei din Hong Kong împarte aditivii în:

coloranţi majoritatea codurilor E încep cu 1; conservanţi majoritatea codurilor E încep cu 2; aromatizanţi nenumerotaţi; antioxidanţi E 300-E 321; emulsificatori şi stabilizatori E 322 şi câteva numere între E 400-E

495; acizi, baze şi soluţii tampon majoritatea codurilor E încep cu 5; îndulcitori majoritatea codurilor E încep cu 4 sau cu 6.

În listele complecte, aditivii sunt clasificaţi în 25 de categorii şi numerotaţi specific:

coloranţi E 100 – E 182; conservanţi E 200 – E 297; antioxidanţi E 300 – E 390; emulgatori E 400-E 496/E 1000-E1001; săruri de topire E 400 – E 496; agenţi de îngroşare E 400 – E 496; agenţi de gelifiere E 400 – E 496; stabilizatori E 400 – E 496; agenţi de gust E 600 – E 640; acidifianţi E 300 - E 390; corectori de aciditate şi pH E 300 – E 390; agenţi antiaglomeranţi E 500 – E 580; amidon modificat E 1400 – E 1450; edulcoranţi (îndulcitori) E 900 – E 999;

8

Page 9: Curs Aditivi Examen

substanţe de afânare E 400 – E 496; antispumanţi E 500 – E 580; agenţi de suprafaţă şi albire E 900-E 999/E 1500-E 1520; agenţi de tratare a făinii E 500-E 580/E 900- E 999; agenţi de întărire-afermisanti E 500 – E 580; umectanţi E 1200-E1202/E 1400-E 1450/E

1500-E 1520; sechestranţi E 400 – E 496; enzime E 1100 – E 1105; agenţi de umplutură gaze propulsoare E 900 – E 999; alte categorii.

Se observă folosirea unui cod E, adică un număr alocat unui aditiv alimentar care indică faptul că:

a fost testat pe animale şi s-a dovedit sigur pentru consum; a fost înregistrat ca un aditiv permis la forurile de specialitate; este un mijloc de identificare al unui anumit aditiv. De

exemplu prima cifră îţi va indica natura aditivului.Auxiliarii alimentari şi ingrediente alimentare

Spre deosebire de aditivii alimentari, auxiliarii alimentari sunt substanţe de adaos, în cantităţi mici, cu efect pasager/temporar, în scop tehnologic. Se aseamănă cu aditivii întrucât sunt introduşi în produsele alimentare cu un scop tehnologic precis.

Auxiliarii alimentari se deosebesc de aditivii prin aceea că sunt introduşi într-o etapă intermediară de fabricaţie, fiind eliminaţi sau distruşi înainte de realizarea produsului finit. Ca exemple, amintim antispumanţii, agenţii de clarificare şi filtrare, de spălare şi depielare, de deplumare, purificare a apelor, de formare-turnare a bomboanelor.

Conform Directivei cadru 89/107/CEE prin auxiliar tehnologic se înţelege orice substanţă care nu este consumată ca ingredient alimentar în sine, dar este în mod intenţionat folosită în transformarea materiilor prime, produselor alimentare sau ingredientelor lor, pentru a răspunde la un scop tehnologic în timpul tratamentului sau transformării şi care poate avea ca rezultat prezenţa neintenţionată a reziduurilor tehnologice inevitabile ale acestei substanţe sau a derivatelor sale în produsul finit, cu condiţia ca aceste reziduuri să nu prezinte risc sanitar şi să nu aibă efecte tehnologice asupra produsului finit.

Ingredientele alimentare sunt substanţe de aditivare tehnologică folosite, în concentraţii mai mari decât aditivii propriu-zişi, cu funcţie bine definită în ameliorarea calităţii alimentelor: aromatizare, îndulcire, spumare, etc. Ele îmbunătăţesc valoarea nutritivă, valoarea energetică şi calităţile senzoriale ale alimentelor. Unele substanţe pot acţiona concomitent ca ingredient şi aditiv, gelatina este ingredient în aspic şi aditiv pentru clarificarea vinului.

Auxiliarii tehnologici sunt clasificaţi în: catalizatori, substanţe care catalizează reacţii chimice, cum ar fi

hidrogenarea şi interesterificarea uleiurilor, obţinerea unor polioli (palatinit) etc.;

9

Page 10: Curs Aditivi Examen

agenţi de clarificare / adjuvanţi de filtrare, substanţe care ajută la limpezirea şi filtrarea unor produse alimentare lichide (cazeina, clei de peşte, silicagel, kiesselgur etc.);

agenţi de epilarea fructelor şi legumelor, substanţe care epilează fructele şi legumele (soluţii diluate de KOH, NaOH, monoetanolamină, uree, ortofosfat diamoniacal);

agenţi de spălare, substanţe folosite la spălarea produselor alimentare finite sau materii prime, soluţii de hidroxid de sodiu, carbonat de sodiu, fosfaţi, silicaţi alcalini, acid azotic, acid fosforic;

agenţi de deplumare şi epilare, substanţe folosite la acoperirea şi epilarea produselor alimentare materii prime sau finite, sunt diferite cerururi: ceara de carnauba, parafină;

răşini schimbătoare de ioni, cationice şi anionice, substanţe care ajută la separarea unor componenţi din soluţii şi la demineralizare etc.;

substanţe nutritive pentru drojdii, substanţe care creează mediul favorabil dezvoltării acestor microorganisme, diferiţi fosfaţi şi sulfaţi etc.;

floculanţi, substanţe care favorizează flocularea unor coloranţi din apă şi diferite produse alimentare lichide;

agenţi de congelare prin contact şi agenţi de refrigerare, substanţe care grăbesc procesele de congelare şi refrigerare;

agenţi de demulare, substanţe care se folosesc pentru realizarea formelor pentru anumite produse zaharoase (de exemplu, formele de amidon);

antitartranţi, substanţe care împiedică formarea tartraţilor sau care elimină creşterile de tartraţi;

solvenţi de extracţie, substanţe cum ar fi benzina de extracţie şi hexanul, folosiţi pentru extracţia uleiului din seminţele oleaginoase;

enzime, cu excepţia celor utilizate ca aditivi, sunt preparate enzimatice specifice unei faze tehnologice;

dezinfectanţi, substanţe folosite la igienizare, clor lichid, hipoclorit de sodiu, fosfat de sodiu clorinat, dioxid de clor, cloramină, acid peracetic, peroxid de hidrogen, compus quaternar de amoniu, biguanidine, iodofori.

Grupele de alimente şi aditivii permişiPotrivit legislaţiei în vigoare, aditivi care se găsesc în produsele alimentare sunt

următorii: pâine şi produse de panificaţie: conservanţi, acidifianţi, emulsificatori,

agenţi de gelificare, sequestranţi, stabilizatori, substanţe de îngroşare, coloranţi naturali, agenţi de afânare şi antiaglomeranţi.

lapte şi produse lactate: conservanţi, substanţe tampon şi alţii. carne şi produse din carne: conservanţi, antioxidanţi, substanţe

tampon, etc. peşte şi produse din peşte: conservanţi, substanţe tampon, acidifianţi,

antioxidanţi, etc. uleiuri şi grăsimi: antioxidanţi, etc.

10

Page 11: Curs Aditivi Examen

ouă şi produse pe bază de ou: antioxidanţi, etc. zahăr şi produse zaharoase: acidifianţi, substanţe tampon, etc. fructe, legume şi produse prelucrate: substanţe tampon, etc. băuturi alcoolice: antispumanţi, etc. băuturi nealcoolice: antispumanţi, etc. produse de cofetărie şi de patiserie: emulsificatori, etc. cereale şi produse din cereale: agenţi de gelificare, sequestranţi,

agenţi de îngroşare, etc. condimente, supe, sosuri, salate: agenţi de gelificare, sequestranţi,

agenţi de îngroşare, etc. îngheţate: agenţi de gelificare, sequestranţi, agenţi de îngroşare, etc. alimente cu destinaţie specială: agenţi de gelificare, sequestranţi,

agenţi de îngroşare, etc. alte alimente.

Există şi produse în care anumiţi aditivi nu sunt admişi, de exemplu, coloranţii nu sunt permişi în următoarele produse:

alimente netransformate; apa îmbuteliată; lapte semiecremat sau ecremat, pasteurizat sau sterilizat; lapte cu cacao sau cu ciocolată; lapte fermentat nearomatizat; lapte concentrat (nearomatizat); lapte babeurre; cremele în pudră (nearomatizate); uleiuri şi materii grase de origine animală sau vegetală; ouă şi produse pe bază de ouă; făină şi alte produse de morărit, amidon; pâine; paste făinoase; zahăr, mono- şi dizaharide; piure şi conserve de tomate; sucuri şi nectar naturale din fructe şi legume; fructe, legume şi ciuperci în conserve sau deshidratate, fructe, legume

şi ciuperci transformate; dulceţuri extra, îngheţată extra, creme de castane, creme de prune; peşte, moluşte şi crustacee, carne de animale, pasăre şi vânat, precum

şi preparate din acestea; produse de cacao şi componente în care produsul de bază este

ciocolata; cafea prăjită, ceai, cicoare, extract de ceai şi cicoare, preparate din

ceai, din plante, din fructe si cereale pentru infuzie, amestecuri şi preparate instant din aceste produse;

sare şi produse de substituţie a sării, condimente şi amestecuri de condimente;

vinuri şi alte produse din vin; băuturi spirtoase din fructe, ţuică, uzo, gin şi alte băuturi similare;

11

Page 12: Curs Aditivi Examen

distilate de vin (cu excepţia caramelului); alimente pentru sugari şi copii; miere de albine; malţ şi produse din malţ; brânzeturi maturate şi nematurate (nearomatizate); unt.

Evaluarea aditivilor alimentari înainte de autorizaţieÎnainte de autorizarea unui aditiv alimentar, trebuie alcătuit un dosar care

cuprinde informaţii provenite de la comisia naţională de analiză, formată din specialişti din domeniul sănătăţii, nutriţiei, igienei, toxicologiei.

Dosarul conţine următoarele date: date tehnice: denumirea substanţei conform IUPAC, sinonime,

denumire comercială, prescurtări, denumire comună, număr de identificare;

specificaţii: compoziţie, formula empirică şi structurală, masa moleculară, gradul de puritate (%), natura impurităţilor conţinute, procentajul impurităţilor semnificative şi principale, forma fizică (pulbere, lichide), solubilitate (în apă, solvenţi organici, lipide); alte date utile pentru identificarea substanţei (de exemplu: proprietăţile fizico-chimice, date analitice privind diferenţa dintre loturi), informaţii asupra caracteristicilor microbiologice, în particular în ceea ce priveşte prezenţa agenţilor patogeni, toxinele bacteriene, micotoxine;

procesul de fabricaţie: informaţii asupra procesului de fabricaţie, ţinându-se cont de secvenţa de reacţii, reacţiile colaterale, purificarea şi prepararea produsului comercial, pentru a determina impurităţile probabile şi influenţa lor asupra evaluării toxicologice;

metode de analiză: metode de analiză pentru descrierea substanţei, evaluarea purităţii sale, măsurarea caracteristicilor fizico-chimice şi microbiologice; metode analitice de determinare a aditivului şi produselor sale de degradare în produsele alimentare în care se adaugă;

justificarea aditivului: utilizarea prevăzută şi scopul; doza de încorporare în produse specifice şi reziduurile rămase în produsele alimentare; studiul eficacităţii substanţei în vederea cercetării efectului dozei propuse; documentaţia necesităţii aditivului şi beneficiul pentru consumator;

expunere: expunerea omului (probabilă sau aşteptată) la consumul de alimente care conţin aditivi şi influenţa diferiţilor factori (mod de viaţă, frecvenţa de consum a alimentelor cu aditivi), gradul de consum al alimentelor ce conţin aditivi în funcţie de vârste, sex, prezenţa diferitelor afecţiuni;

reacţiile oferite de aditivi în produsele alimentare: produsele specifice de degradare sau reacţia care poate avea loc în cursul preparării şi conservării alimentelor; efectele acestor produse de degradare şi a reacţiilor asupra substanţelor nutritive din alimente;

12

Page 13: Curs Aditivi Examen

date privind toxicitatea: teste de genotoxicitate (testul de mutaţie genetică asupra bacteriilor, testul de aberaţie cromozomică asupra culturii de celule de la mamifere, testul de mutaţie genetică asupra culturii de celule de la mamifere), teste de toxicitate generală (toxicitate acută, toxicitate subacută la 28 de zile, toxicitate subcronică la 90 zile, toxicitate pe termen lung şi cancerogenitate, efecte asupra reproducerii, teratogenitate); alte teste (absorbţie, distribuţie, metabolizare, excreţie, iritare cutanată, toxicitate pe cale respiratorie, imunotoxicitate, inducţia proliferării peroxizonale, iritare oculară, sensibilizare.

Condiţii de admisibilitate al aditivuluiAditivul trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

securitate (inocuitate) pentru consumator; corectitudine, adausul de aditiv se constituie ca o falsificare dacă

modifică produsul sau indicele de eroare a consumatorului; necesitatea tehnologică, aditivul poate fi utilizat numai dacă efectul

scontat nu poate fi obţinut şi prin metode de fabricaţie normale şi eficiente din punct de vedere economic şi tehnic;

controlul aditivului, trebuie să existe metode rapide de decelare, calitativă şi cantitativă, a aditivului într-un produs alimentar;

etichetarea, utilizarea aditivului trebuie menţionată pe eticheta care însoţeşte produsul alimentar.

Restricţii impuse de legislaţia în vigoare Standardele generale pentru aditivi alimentari (GFSA) adoptate în 1997, de

către guvernele membre ale Codex-lui, impun producătorilor de alimente să-l utilizeze, în conformitate cu Good Manufacturing Practice.

Potrivit art. 2 din Norma igienico-sanitară din 16 decembrie 1998 pentru alimente: orice produs alimentar fabricat pentru consum uman sau dat în consum uman, din ţară sau din import, trebuie să respecte cerinţele prezentelor norme.

Potrivit art. 3 din Norma igienico-sanitară pentru alimente: este interzisă comercializarea sau utilizarea pentru consum uman a alimentelor care conţin:

aditivi alimentari neavizaţi de Ministerului Sănătăţii şi Familiei sau peste limitele admise de prezentele norme igienico-sanitare;

sunt falsificate, se considera falsificare: adaosul oricărei substanţe naturale sau sintetice în

produse, în scopul mascării unor defecte ale acestora, precum şi în scopul modificării sau conferirii de proprietăţi pe care produsele nu le justifica prin compoziţia lor naturală sau prin reţetele de fabricaţie;

schimbarea compoziţiei fără a se schimba specificaţiile de pe eticheta.

S-a organizat Autoritatea Naţională pentru Protecţia Consumatorilor cu următoarele atribuţii principale:

propune Guvernului spre adoptare şi avizează proiecte de acte normative în domeniul protecţiei consumatorilor cu privire la fabricarea, ambalarea, etichetarea, conservarea, depozitarea,

13

Page 14: Curs Aditivi Examen

transportul, importul şi comercializarea produselor, precum şi cu privire la prestarea serviciilor, astfel încât acestea să nu pună în pericol viata, sănătatea sau securitatea consumatorilor ori să afecteze drepturile şi interesele lor legitime;

propune spre adoptare Guvernului proiecte de acte normative în domeniul protecţiei consumatorilor cu privire la avizarea speciala pentru fabricarea, ambalarea, etichetarea, conservarea, depozitarea, transportul, importul şi comercializarea anumitor produse;

efectuează analize şi încercări în laboratoarele acreditate conform legii sau în laboratoare proprii ori agreate, efectuează sau finanţează studii şi teste comparative cu privire la calitatea produselor şi serviciilor destinate consumatorilor, pe care le aduce la cunoştinţă publicului;

desfăşoară activităţi de informare, consiliere şi educare a consumatorilor; editează publicaţii de specialitate în domeniul protecţiei consumatorilor;

informează permanent consumatorii asupra produselor care prezintă riscuri

pentru sănătatea şi securitatea lor.Etichetarea

Adaosul de aditivi trebuie înscris vizibil pe eticheta fiecărui ambalaj de desfacere (sticlă, borcan, cutie, pachet), menţionându-se după caz conservant chimic, aromatizat sau îndulcit sintetic, colorat artificial. Comercializarea aditivilor alimentari se face numai în ambalaje pe care se menţionează compoziţia şi denumirea chimică a produsului precum şi modul de întrebuinţare.

Potrivit art. 5 din Norma metodologică din 7 februarie 2002 privind etichetarea alimentelor:

etichetele alimentelor trebuie să cuprindă în mod obligatoriu: denumirea sub care este vândut alimentul; lista cuprinzând ingredientele; cantitatea din anumite ingrediente sau categorii de ingrediente,

conform art. 8; cantitatea neta pentru alimentele preambalate; data durabilităţii minimale sau, în cazul alimentelor care din punct de

vedere microbiologic au un grad înalt de perisabilitate, data limită de consum;

condiţiile de depozitare sau de folosire, atunci când acestea necesită indicaţii speciale;

denumirea sau denumirea comerciala şi sediul producătorului, al ambalatorului sau al distribuitorului, în cazul produselor din import se înscriu numele şi sediul importatorului sau ale distribuitorului înregistrat în România;

locul de origine sau de provenienţă a alimentului, dacă omiterea acestuia ar fi de natură să creeze confuzii în gândirea consumatorilor cu privire la originea sau provenienţa reală a alimentului;

instrucţiuni de utilizare, atunci când lipsa acestora poate determina o utilizare necorespunzătoare a alimentelor;

14

Page 15: Curs Aditivi Examen

concentraţia alcoolică pentru băuturile la care aceasta este mai mare de 1,2% în volum;

menţiune care să permită identificarea lotului; menţiuni suplimentare de etichetare pe grupe de produse, prevăzute în

anexa nr.1a).Nu sunt considerate ingrediente următoarele substanţe:

aditivii a căror prezenţă într-un aliment este datorată exclusiv faptului că au fost conţinuţi în unul sau în mai multe ingrediente ale acestuia şi cu condiţia ca aceştia nu îşi mai îndeplinesc funcţia tehnologică în produsul finit;

aditivii utilizaţi ca auxiliari tehnologici; substanţele folosite în cantităţi strict necesare ca solvenţi sau ca suport

pentru aditivi ori pentru arome.Lista alimentelor scutite de obligaţia indicării ingredientelor este:

fructele şi legumele proaspete, inclusiv cartofii, care nu au făcut obiectul unei curăţări, tăieri sau altor tratamente similare;

apele carbogazoase în a căror denumire apare această caracteristică; oţetul de fermentaţie care provine în mod exclusiv dintr-un singur

produs de bază şi care nu a suferit adăugarea nici unui alt ingredient; brânzeturi, untul, laptele şi smântâna fermentată, în măsura în care nu

au suferit decât adăugări de produse lactate, enzime şi culturi de microorganisme necesare fabricării sau de sare, în cazul brânzeturilor, altele decât cea proaspătă sau topită;

produsul constituit dintr-un singur ingredient, atunci când: denumirea comercială a acestuia este identică cu cea a

ingredientului; denumirea comercială permite identificarea clară a naturii

ingredientului.Lista cuprinzând ingredientele care trebuie să fie înscrise cu denumirea categoriei

lor, urmată de numele specific sau de codul numeric.De ce sunt folosiţi aditivii în alimente?

Aditivii au o mulţime de funcţii, care adesea sunt considerate de la sine înţelese, fiind folosiţi pentru următoarele motive principale:

pentru a menţine gustul şi siguranţa alimentelor: conservanţii întârzie alterarea cauzată de mucegai, aer, bacterii, ciuperci sau fermenţi, antioxidanţii feresc alimentele de râncezire, schimbarea culorii;

pentru a menţine consistenţa produsului: stabilizatorii dau o textură fină şi uniformă, antiaglomeranţii previn sedimentarea ingredientelor, emulsificatorii previn separarea ingredientelor;

pentru a afâna sau pentru a controla aciditatea/alcalinitatea: agenţii de afânare sunt folosiţi în brutărie şi au proprietatea de a elibera acizi atunci când sunt încălziţi, reacţionând astfel cu praful de copt, şi producând creşterea produselor de brutărie, alţi aditivi ajută la modificarea acidităţii sau alcalinităţii alimentelor, asigurând un gust, o aromă şi o culoare plăcute;

15

Page 16: Curs Aditivi Examen

pentru a potenţa aroma sau a colora: existe multe condimente şi arome naturale sau artificiale menite să dea un gust mai bun alimentelor, coloranţii dau un anumit aspect alimentelor, pentru ca acestea să se apropie de aşteptările consumatorilor.

ConservanţiConservanţii sunt“substanţe care prelungesc durata de păstrare (de viaţă) a

produselor alimentare, prin protecţia acestora faţă de deteriorările cauzate de microorganisme” respectiv, opresc dezvoltarea şi acţiunea unor microorganisme (substanţe bacteriostatice) sau le pot distruge (substanţe bactericide).

Conservanţii sunt folosiţi atunci când tratamentele clasice, utilizate pentru conservare, nu sunt satisfăcătoare pentru a asigura calitatea nutriţională, senzorială (textură, miros, gust, culoare) şi sanitară.

Rolul conservanţilorConservanţii clasici sunt utilizaţi pentru:

a asigurarea securităţii sanitare sau inocuitatea produselor alimentare prin inhibarea bacteriilor patogene, (clostridii, salmonele, stafilococi) sau a mucegaiurilor şi de a inhiba producerea de toxine;

a asigura stabilitatea produselor alimentare, păstrarea proprietăţilor senzoriale şi nutritive prin inhibarea microorganismelor de alterare.

Conservanţii nu poate face un produs alimentar salubru si nici nu poate să ameleoreze calitatea acestuia, dacă produsul alimentar supus conservarii a fost de proastă calitate.

Clasificarea conservanţilorIn industria alimentară sunt folosiţi următoarele tipuri de conservanţii:

conservanţi minerali: nitraţii, nitriţii, anhidre sulfuroase, sulfiţii şi acidul boric; conservanţi organici (acizi organici), care la randul lor pot avea efecte diferite de

conservare: cu efect de conservare principal:

acidul acetic, acidul propionic şi sărurile de Na, K, Ca; acidul sorbic şi sărurile sale de potasiu şi calciu; acidul benzoic şi sărurile sale de Na, K, Ca şi derivaţii

parahidroxibenzoici; cu efect de conservare secundar: acid citric, acid tartic, acid acetic,

azotatii, azotitii, acid lactic si lactatii, dioxid de carbon, acid ascorbic; după modul de acţiune, conservantii acţionează:

prin acidifiere (acidul acetic, acidul lactic); prin influenţa asupra activităţii apei (clorura de sodiu, care nu este

considerată ca aditiv); dupa rolul principal pe care il au in produsul alimentar in care s-au

introdus (sorbatii, benzoatii si p-hidrozi benzoatii: dioxidul de sulf si sulfitii, bifenil si difenil, nizina, natamicina, acid boric, tetraborat de sodiu, propionatii, lizozim, acid acetic si acetatii ).

Comisia Codex Alimentarius propune următoarea clasificare: substanţe antiseptice E-200 până la E-240; substanţe antiseptice E-249 până la E-290; enzime şi antibiotice (bacteriocine).

16

Page 17: Curs Aditivi Examen

Condiţiile impuse conservanţilorSubstanţele conservante cu utilizare în industria alimentară trebuie să îndeplinească

următoarele condiţii: să nu producă forme de rezistenţă la microorganisme; să nu prezinte toxicitate faţă de organismul uman; să nu modifice calitatea produsului alimentar; să asigure conservarea la doze cât mai mici posibile; să poată fi distribuite în mod omogen în produsul alimentar.

La utilizarea unui conservant să se aibă în vedere următoarele aspecte: substanţele conservante nu pot face un produs alimentar

salubru şi nici nu pot ameliora calitatea alimentară a acestuia, dacă produsul respectiv, supus conservării a fost de proastă calitate;

substanţele conservante au un efect esenţial bacteriostatic, efectul letal fiind lent şi limitat;

substanţele conservante (unele) pot fi modificate prin oxidare sau sub acţiunea enzimelor microbiene şi deci, îşi pot pierde total eficacitatea;

substanţele conservante (unele) pot fi toxice dacă sunt injectate în cantitate mare sau pot deveni cancerigene la inserarea pe termen lung (odată cu alimentele în care se încorporează);

substanţele conservante au eficacitate mai mare dacă sunt utilizate în amestec (sinergism) sau asociate cu alte substanţe, cum ar fi antioxidanţii.

Conform directivei CE 95.2 din 20.02.1995, ţinând cont de principiul listei, conservanţii pot fi:

conservaţi autorizaţi, la care nu există doză limită de utilizare (quantum satis): acid acetic, acidul citric, acidul lactic, acidul malic, acidul ascorbic, glucono-delta-lactină, dioxidul de carbon;

conservanţi autorizaţi în anumite condiţii: acid sorbic, acidul benzoic, acidul propionic, acidul fosforic şi sărurile lor, acidul fumaric şi acidul succinic, parabenii sau esterii acidului para-hidroxibenzoic, dioxidul de sulf, sulfiţii şi nitriţii.

Factorii care influenţează acţiunea antisepticilorAcţiunea antisepticilor este dependentă de două categorii de factori:

A. Factorii proprii antisepticilor utilizaţi se referă la activitatea antiseptică care este dependentă de:

Concentraţia substanţei: În condiţii constante de mediu, temperatură, acelaşi număr de microorganisme, acţiunea antisepticului asupra microorganismelor creşte odată cu concentraţia sa în produsul de conservat, fiecare antiseptic caracterizându-se printr-o putere de distrugere sau doză letală.

Eficacitatea conservantului (A), în funcţie de concentraţie, este dată de relaţia:

în care:C - concentraţia antisepticului;

17

Page 18: Curs Aditivi Examen

n - coeficientul de diluare în produs;τ- timpul necesar pentru realizarea efectului bacteriostatic/bactericid.

Durata de contact: este invers proporţională cu concentraţia conservantului, la o concentraţie mare, durata de contact este mai redusă iar la o concentraţie mică este nevoie de o durata de contact mai lungă. Prin creşterea duratei de contact eficacitatea conservantului scade datorită:

pierderii prin volatilitate; combinării cu componente ale produsului alimentar; acomodării microorganismelor la mediul conservant iniţial.

Temperatură: odată cu creşterea temperaturii în progresie aritmetică, între anumite condiţii de temperatură, acţiunea conservantă creşte în progresie geometrică. Această regulă nefiind valabilă pentru antiseptice volatile sau gazoase.

Specia de microorganisme: Comportarea la antiseptice este în funcţie de felul microorganismelor (drojdii, mucegaiuri, bacterii) precum şi în funcţie de speciile şi tulpinile respective. Se consideră că diferenţele de rezistenţă ale microorganismelor s-ar datora deosebirilor care există între ele, în ceea ce priveşte tensiunea superficială, structura şi compoziţia chimică a celulei, datorită diferenţelor compoziţiei lipidice ale membranei celulare, în special conţinutul de fosfatide.

Numărul initial de microorganisme: cu cât gradul iniţial de contaminare al produsului supus conservării este mai mare, cu atât eficacitatea conservantului este mai mai mică, respectiv pentru a se realiza un efect bactericid normal, trebuie mărită doza de antiseptic.

Forma si faza in care se găsesc microorganismele: sporii sunt mai rezistenţi decât formele vegetative, iar microorganismele aflate în faza de larg sunt mai sensibile la acţiunea conservanţilor decât cele aflate în fazele de dezvoltare logaritmice. Eficacitatea conservantilor este mai mare atunci când microorganismele se află în faza de lag.

B. Factorii specifici produsului conservat se referă la:Compozitia produsului: Alimentele prin compoziţia lor chimică influenţează

acţiunea conservantului, cele cu un conţinut ridicat de proteine sunt mai greu de conservat cu antiseptice care eliberează clor sau oxigen. Alimentele cu un conţinut ridicat de zaharuri reducătoare micşorează acţiunea antiseptică a dioxidul de sulf prin formarea de compuşi de adiţie, cu grupările aldehidice sau cetonice ale zaharurilor. Produsele de origine vegetală care au mai multă apă, mai puţine lipide şi proteine, dar conţin şi fitoncide, sunt mai uşor de conservat decât produsele de origine animală, care sunt mai bogate în lipide şi proteine.

pH-ul produsului: cu cât pH-ul produsului alimentar este mai mic cu atât eficacitatea conservanţilor, în principal a acizilor organici stabili, este mai mare. Eficacitatea conservanţilor este cu atât mai mare cu cât pH-ul mediului este mai mic, adică mediul este mai acid. Majoritatea conservantilor sunt acizi slabi sau sărurile acestora şi îşi exercită acţiunea lor inhibitoare la un pH acid prin molecule nedisociate.

Mecanismul de acţiune al conservanţilor de tip acizi organici slabiLa folosirea acizilor organici slabi drept conservanţi, aceştia pot acţiona, prin

intermediul: modificării pH-ului, ca rezultat al disocierii cu formare de protoni de H (în

funcţie de pH-ul neutru).

18

Page 19: Curs Aditivi Examen

aparitiri moleculei nedisociate care este toxică pentru microorganisme.Gradul de disociere al diferiţilor acizi organici în funcţie de pH-ul mediului, este

prezentata în tabelul 2.1.Membrana celulară este impermeabilă acizilor hidrofilici ionizaţi şi deci ionilor de

H+, care saturează permeazele cationice şi diminuează permeabilitatea membranară a cationilor. pH-ul intern al microorganismelor este modificat datorită pH-ului mediului exterior. Prin scăderea pH-ului celular intern scade volumul celular şi au loc pierderi de cationi de potasiu.

Moleculele de acizi organici nedisociate pătrund în celulele bacteriene prin difuzie pasivă şi odată ajunşi aici se disociază eliberând protoni de H+. Protonii de H+ care scad pH-ul interior al celulei bacteriene şi modifică metabolismul celular prin încetinirea reacţiilor enzimatice. Acizii organici cum ar fi acidul lactic, acidul acetic, acidul citric sunt eficace la baze 1%, iar alţi conservanţi cum ar fi: acidul benzoici, acidul sorbic, acidul propionic, precum şi sulfiţii şi nitriţii au eficacitate la baze de 0,05-0,2%. Aceste substanţe au activităţi conservante, specifice moleculelor respective. Astfel:

sulfiţii măresc numărul de legături –SS– din proteine; acidul sorbic care este eficace asupra drojdiilor şi mucegaiurilor, împiedică

utilizarea acizilor graşi α-nesaturaţi; acidul benzoic şi sărurile sale, acţionează asupra drojdiilor şi mai puţin

asupra mucegaiurilor, dar este eficace asupra bacteriilor la pH 2,5 – 4,0. Efectul antibacterian al acidului benzoic şi sărurilor sale se realizează prin inhibarea reacţiei de descompunere a apei oxigenate (H2O2), de către catalaze şi peroxidaze. Apa oxigenată este produsă de bacterii lactice heterofermentative, fiind toxică pentru microorganismele de alterare.

Următori conservanti au o actiune specifica:Acidul sorbic şi sărurile sale (E 200-E 203) se utilizează ca agenţi de conservare

având un spectru antimicrobian larg, fiind optimă la pH sub 6,5, respectiv la pH de 4,5. Manifestă activitate împotriva mucegaiurilor şi drojdiilor şi mai puţin ca bacteriostatici şi bactericizi. Prin adaos de acizi şi clorură de sodiu se potenţează activitatea fungistatică şi fungicidă. Acidul sorbic se foloseşte ca atare, prin încorporare în produs sau sub formă de soluţii pentru imersare şi stropire. Avantaje folosirii acestor agenti de conservare sunt redate mai jos:

microorganismele nu dezvoltă rezistenţă la acid sorbic (ca la antibiotice);

nu reacţionează cu constituenţii produslui; nu afectează culoarea; nu inactivează şi nu distrug vitaminele şi enzimele; nu formează complexe cu substanţe minerale; în doze corecte nu afecteză gustul şi mirosul produsului

alimentar; este eficace şi faţă de mucegaiurile producătoare de toxine.

Acidul benzoic E 210, se obţine din benzoină, o rezină extrasă din unii arbori asiatici, se utilizează ca agenţi bacteriostatici şi fungistatici. Este puţin solubil în apă, este solubilă în alcool, de asemenea, este solubil în ulei şi în uleiuri esenţiale. Produsul de uz alimentar trebuie să conţină minim 99,5% acid benzoic, acţionând eficace asupra drojdiilor, mucegaiurilor şi inhibând bacteriile la un pH acid al mediului. Datorită

19

Page 20: Curs Aditivi Examen

solubilităţii scăzute în apă a acidului benzoic se folosesc mai mult sărurile sale, iar acidul benzoic şi derivaţii săi nu au o inocuitate perfectă. Acidul benzoic se foloseşte la băuturile alcoolice, produse de patiserie, brânzeturi, gumă de mestecat, condimente, produse lactate îngheţate, dulciuri, înlocuitori de zahăr, pentru produse de peste, sucuri din fructe, la concentratii de 0,1-0,2% aciditate naturala a fructelor fiind un factor important in utilizarea acidului benzoic si al sarurilor sale.

Benzoatul de sodiu E 211 se prezintă ca o pulbere cristalină sau ca granule de culoare albă, inodore, cu gust dulce-acru, astringent. Solubilitatea în apă şi alcool etilic este următoarea: 1g/1,8 ml apă rece; 1g/1,4 ml apă la fierbere, 1g/75 ml alcool. Soluţia apoasă este uşor alcalină pH=8. Este folosit ca antiseptic, conservant alimentar şi pentru îmbunăţirea gustului la unele alimentele de calitate slabă. Se foloseste în conservarea băuturilor răcoritoare cu gust de portocale care conţin cantităţi mari, se utilizează în produse lactate şi din carne, condimente, produse de patiserie, bomboane, unele băuturi alcoolice slabe.

Benzoatul de potasiu E 212 şi benzoatul de calciu E 213 se prezintă ca o pulbere cristalină albă. Se folosesc la aceleaşi produse ca si E 210, iar persoanele care suferă de diverse alergii pot avea reacţii alergice.

Esterii acidului p-hidroxibenzoic (E 214-E 219) au o activitate antimicrobiană proporţională cu lungimea catenei ataşate, fiind eficienţi faţă de drojdii şi mucegaiuri şi mai puţin activi faţă de bacterii, în special cele Gram-negative.

Esterul etilic al acidului p-hidroxibenzoic se prezintă sub formă de cristale albe, aproape inodore, fiind solubil în 2ml alcool etilic. Derivatul sodic al acidul p-hidroxibenzoic se prezintă ca o pulbere cristalină de culoare albă, higroscopică, cu un conţinut de 83% substanţă activă, soluţia apoasă 1% are un pH cuprins între 9,3 şi 10,3.

Esterul propinic al acidului p-hidroxibenzoic este solubil 1g în 2ml alcool etilic. Derivatul de sodiu al esterului propinic al acidului p-hidroxibenzoic se prezintă ca o pulbere albă, cristalină, higroscopică, cu un conţinut de minim 85% substanţă activă, soluţia apoasă 1% are pH=9,8-10,2.

Esterul metilic al acidului p-hidroxibenzoic, se prezintă sub formă de cristale albe, aproape inodore, un gram fiind solubil în 4ml apă sau în 3,5ml alcool etilic.

Acidul acetic ca oricare acid gras saturat cu lanţ scurt, acţionează prin scăderea pH-ului, când prin forma sa disociată, acţionează ca antiseptic, cu o activitate antimicrobiană mai mult sau mai puţin specifică. Sărurile acidului acetic acţionează prin scăderea activităţii apei (aw). Acidul acetic este mai eficace asupra bacteriilor şi drojdiilor în comparaţie cu mucegaiurile. Acetatul de sodiu este mai eficace asupra mucegaiurilor.

Proprietati fizice ale acidului acetic, lichid incolor, cu miros patrunzător, este miscibil cu apa şi cu majoritatea solvenţilor organici uzuali, este insolubil în sulfura de carbon. Este un bun solvent utilizat frecvent la obţinerea răşinilor şi a uleilor esenţiale. Acidul acetic anhidru denumit si glacial se prezinta sub formă de cristale rombice similare celor de gheata sub temperatura de 17°C, iar la temperaturi mai mari se prezintă sub forma unui lichid incolor, mobil, corosiv, higroscopic cu miros astrigent si cu gust chiar în soluţie foarte diluată. Arde cu flacără galbenă. În solutie diluată 3-6% se numeste oţet şi se foloseste în alimentaţie.

Acidul lactic E 270* este produs prin încălzirea şi fermentarea carbohidraţilor din zer, cartofi, amidon de porumb, melasă. Acidul lactic se comport ca un acidifiant fiind folosit ca un regulator de aciditate, dar şi ca o substanţă care micşorează activitatea apei

20

Page 21: Curs Aditivi Examen

(aw). Faţă de anumite tulpini de Listeria monocytogenes, are o acţiune bacteriostatic. Lactaţii acţionează ca agenţi de stabilizare, tamponare şi întărire, se utilizează în dulciuri, sosuri, băuturi răcoritoare, uneori şi în bere, alimente pentru bebeluşi, dulciuri de cofetărie.

Acidului propionic şi propionaţii acţionează ca acizi organic, de tip acid acetic. Acidul propionic acţionează sub formă ionizată la pH acid, iar propionaţii pot să contribuie şi la scăderea activităţii apei. Acidul propionic şi sărurile sale sunt utilizaţi pentru prevenirea contaminării produselor alimentare cu mucegaiuri. Acidul propionic şi propionaţii au o activitate de inhibare faţă de Listeria monocytogenes.

Anhidrida carbonică E-290 este agent de răcire, derivat din fabricarea oxidului de calciu. Anhidrida carbonică, în funcţie de presiunea sa parţială în ambalajul cu aliment, care determină şi concentraţia dioxidului de carbon solubilizat în aliment, acţionează selectiv, fiind activ faţă de bacteriile de alterare şi faţă de mucegaiuri. Efectul asupra drojdiilor şi bacteriilor patogene este redus. Poate spori efectul alcoolului, produsele tipice sunt vinurile spumoase, băuturile răcoritoare, dulciurile de cofetărie. Dioxidul de carbon este un aditiv de conservare interesant, deoarece la dozele utilizate nu prezintă nici un fel de toxicitate.

Acidului salicilic serveşte ca antiseptic slab şi ca agent de conservare al plantelor alimentare. A fost extras pentru primaoară din coaja de salcie. Se găseşte în stare liberă în frunzele de siminichie, în florile de muşeţel şi de creţuşcă şi sub formă de ester metilic în multe uleiuri eterice: uleiul de Wintergrun, uleiul de cuişoare, de tuberoză. Se prezintă sub formă de ace monociclinice incolore sau de pulbere cristalină albă. Recristalizat în apă formează cristale aciculare. Sub actiunea lumini se produce o modificare a culorii. Prin încălzire rapidă se descompune în fenol şi dioxid de carbon. Este inodor cu gust mai întâi dulce, apoi acru, în apă rece este greu solubil, mai solubil în apă caldă, foarte solubil în acool, se dizolvă şi în cloroform. Este incompatibil cu sărurile de fier dau o coloraţie verde. Acidul salicilic serveste ca antiseptic slab şi ca agent de conservare al produselor alimentare. În industria alimentară se utilizează pentru impiedicarea fermentaţiei acetice la bere, pentru conservarea produselor alimentare uşor alterabile cum ar fi conserve de tomate, vinuri.

Azotaţii, azotiţii şi polifosfaţii ca aditivi cu rol tehnologicAzotaţii şi azotiţii se utilizeză în:

industria cărnii pentru realizarea înroşirii în cazul salamurilor şi cârnaţilor cruzi cu maturare îndelungată, reprezentând o sursă de nitritul de sodiu (NaNO2);

industria laptelui pentru combaterea balonării timpurii, produsă de bacteriile coliforme şi pentru combaterea balonării târzii, produsă de bacteriile butirice.

Azotaţii şi azotiţii, alături de clorura de sodiu, sunt substanţe indispensabile în fabricarea preparatelor de carne, inclusiv a celor crude-uscate.

Azotaţii şi azotiţii se utilizează în industria cărnii pentru înroşirea cărnii în prezenţă de clorura de sodiu, carne folosită la fabricarea diferitelor preparate din carne. Acţiunea antiseptică o prezintă numai nitriţii (NaNO2, KNO2) mai ales faţă de Clostridium botulinum şi Staphylococcus aureus.

Mecanismul inhibator al nitriţilor s-ar datora:

21

Page 22: Curs Aditivi Examen

blocării grupărilor –SH ale enzimelor, care intervin în mecanismul de oxidoreducere;

formării de inhibatori Perigo labili prin combinarea NaNO2 sau KNO2

cu grupările NH2 din catenele laterale ale amino acizilor liberi sau din structura proteinelor;

combinării NaNO2, KNO2, respectiv NO cu ferodoxina (un compus care conţine Fe şi S) şi care intră în structura piruvat-ferodoxin-oxidoreductazei, enzimă ce intervine în metabolismul energetic al bacteriilor şi în special al lui Clostridium botulinum.

Datorită acestor mecanisme, dezvoltarea lui Clostridium botulinum este inhibată ca şi producerea de toxină de către acesta. Acţiunea de conservare a azotaţilor se reflectă şi asupra altor bacterii: Clostridium perfringens, Clostridium sporogenes, Bacillus cereus, Helicobacter pylori şi Listeria monocytogenes.

Azotiţii şi azotaţii de potasiu şi sodium (E 249-E 252) aceste substanţe, pe lângă efectul de inhibare asupra unor microorganisme, influenţează şi gustul produselor de carne în care se utilizează. Cea mai importanta caracteristica este proprietatea care contribuie la formarea şi menţinerea culorii preparatelor de carne.

Culoarea cărnii este dată de mioglobină, care este o proteină sarcoplasmatică care reprezintă 1,4% din totalul proteinelor ţesutului muscular. Sângele rezidual care rămâne în carne la sacrificarea animalelor contribuie prin hemoglobină la culoarea cărnii.

Cantitatea de mioglobină din carne depinde de: specie, rasă, vârstă; felul muşchiului.

Nivelul de mioglobină este de: 1-3mg/g la viţel; 4-10mg/g la mânzat; 16-20mg/g la bovine de 4-5 ani; 1-3 mg/g la porcine de 90-100kg şi 8-12mg/g la porcine > 100kg.

În carnea proaspătă, culoarea este dată de raportul între: mioglobină (de culoare purpur) în care atomul de fier este bivalent,

se găseşte în stratul mai profund al bucăţii de carne; oximioglobină (de culoare roşie-aprins) care derivă din mioglobină

prin oxigenarea acesteia, se găseşte la suprafaţa bucăţii de carne; metmioglobulină (de culoare cenuşie-brună) care rezultă prin

oxidarea reală a mioglobinei, în care fierul este trivalent.Dacă ţesutul muscular se supune tratamentului termic sau sărării, culoarea devine

cenuşie-brună datorită formării de metmioglobină. Dacă sărarea se face şi în prezenţă de azotaţi/azotiţi, culoarea cărnii tratată termic rămâne roşie datorită formării de nitrozo pigmenţi.

Culoarea roşie a compoziţiilor preparatelor din carne poate fi menţinută şi fără adaos de nitraţi prin utilizarea unor coloranţi naturali (cochenilă, anatto, roşu de sfeclă), respectiv concentrat din sânge sau sânge de la animalele abatorizate.

Sărarea în prezenţa azotaţilor şi azotiţilorAzotatul de sodiu şi azotatul de potasiu se pot folosi la sărarea uscată a

compoziţiilor pentru cârnaţii şi salamurile crude cu maturare îndelungată, în care caz ei sunt precursorii azotiţilor.

22

Page 23: Curs Aditivi Examen

Transformarea azotaţii de sodiu şi potasiu la azotiţi implică: disocierea în mediu bogat în apă al cărnii

NaNO3

Na + NO3

-

reducerea ionului nitrat sub influenţa produsă de flora spontană

sau cea adăugată sub formă de culturi starter (micrococi, staplococi nepatogeni)

NO3

-+ 3H

+ + 2 e- HNO

2 + H

2O

Azotitul, sub forma acidului azotos, se disociază şi el în mediul cărnii:

NO3

-+ H

++ e

- NO + H2O

Disocierea este de 99% la pH de 5,4 şi scade odată cu creşterea pH-ului. Disocierea HNO2 la NO va depinde de nivelul reducător din compoziţia de carne.

Reacţiile care au loc la sărarea cărnii în prezenţă de azotaţi sunt următoarele:

NaNO3

+ 2HNaNO

2+ H

2O

Bacterii reducãtoare care secretã nitrat reductaze

NaNO2 Acid lactic

pH carneNO

2+ ANa

lactat de sodiu

2NaNO2 Substante reducãtoare

preexistente si adãugate

NO + NO2

+ H2O

NO + Mb NO-Mb (nitrozomioglobinã)

(Fe2+

)Înroşirea cărnii poate avea loc şi pe cale enzimatică cu contribuţia

dehidrogenazelor mitocondriale şi a citocromului C. În acest caz ionul NO2¯ din HNO2

respectiv nitrit, printr-o reacţie de oxidoreducere se transformă în:

+ 2HNO2

H2O- + Reducãtor (NADH) + Reducãtor - NO

În a doua etapă NO se fixează pe mioglobină concomitent cu oxidarea Fe2+ în Fe3+, respectiv cu formarea de mitrozomioglobină în care fierul este trivalent (Fe3+).

Mb Reducãtor + MMb (Fe3+

)NO + e-

+ Reducãtor - NOÎn etapa a treia nitrozometinioglobina sub influenţa NADN sau ferocitocromului

C se reduce la nitrozomioglobină.

23

Page 24: Curs Aditivi Examen

NO2

Mb

(Fe2+

)

NO - Fericitocrom - C Ferocitocrom C

NADH + H+

NAD+

Dehidrogenaze mitocondriale

(Fe3+

NO - MMb

)

NO - Mb

NAD+NADH + H

+

Dehidrogenaze mitocondriale

Stabilitatea pigmenţilor de sărare (nitrozomioglobina) este în funcţie de starea compoziţiei:

în cazul compoziţiilor crude stabilitatea pigmenţilor de sărare este redusă;

în cazul produselor de carne crude uscate stabilitatea culorii este condiţionată de reducerea aw, care încetineşte dezvoltarea microbiotei şi inhibă activitatea enzimatică, precum şi de prezenţa membranei care limitează accesul aerului şi deci a oxigenului;

în cazul produselor din carne pasteurizate, stabilitatea nitropigmenţilor este datorată separării hemului de globină şi denaturării globinei, colorantul fiind în acest caz nucleul tetrapirolic care leagă doi radicali NO:

NOHem (Fe

2+)

NOÎn cazul salamurilor crude, în care la fermentare participă şi bacteriile lactice

heterofermentative producătoare de H2O2 se poate ajunge la oxidarea nitrozomioglobinei, în condiţiile în care în pastă nu există şi microbiotă (micrococi) producătoare de catalaze:

+ NO2

+ H2OMb+ H

2O

2Mb(Fe

2+)

-(Fe3+

)NO

La sărarea cu azotit se foloseşte şi acid ascorbic sau erithorbic sau sărurile acestora în doze de 300-500mg/kg iar cantităţile de azotit folosite sunt de 120-150mg/kg.

Prin adaos de acid ascorbic, erithorbic sau sărurile acestora se realizează următoarele:

o degradare mai rapidă şi mai completă a azotitului; o stare antioxidantă şi reducătoare a mediului, care favorizează şi

stabilizează culoarea;

24

Page 25: Curs Aditivi Examen

un risc mai redus de formare a nitrozaminelor cancerigene, prin fixarea ionilor de NO2¯ şi oxidului de azot care nu au fost folosiţi pentru formarea de nitrizopigmenţi:

HO

OC

OHCH

2OHC

O

C

C

O NO

CH

Compusul format prin fixarea NO de acidul ascorbic.Efectul antibacterian al azotitului se manifestă în special împotriva lui

Clostridium botulinum, cel mai periculos bacil anaerob care se poate dezvolta în carne, însă modul de acţiune nu a fost pe deplin elucidat.

Sub acţiunea azotitului pot avea loc: creşterea vitezei de germinare a sporilor; favorizarea distrugerii sporilor de către căldură; inhibarea dezvoltării sporilor germinaţi şi a eliberării de toxină; formarea de complexe cu eficacitate atibacteriană de 10 ori mai mare

decât a NaNO2, la încălzirea acestuia în mediul de cultură în care se dezvoltă Clostridium botulinum (efectul Perigo);

formarea de complexe cu substanţe care conţin fier (de exemplu, feredoxina) în interiorul celulei botulinice, care interferează cu metabolismul energetic al celulei, împiedicând dezvoltarea acesteia;

formarea de nitrozotioli cu enzimele glicolizei, împiedicând astfel formarea de acetil coenzimă A.

Activitatea azotitului faţă de Clostridium botulinum depinde de următorii factori: nivelul de azotit adăugat şi dinamica lui de transformare în timp, care

determină în fapt concentraţia de azotit de sodiu rezidual. Nivelul de azotit de sodiu rezidual necesar pentru a avea o acţiune antibotulinică este de 100-120mg/kg;

concentraţia saramurii necesară pentru inhibarea lui Clostridium botulinum în absenţa NaNO2 este de 10%, trebuie să se aibă în vedere interacţiunea sinergetică inhibitoare a NaCl, NaNO2, pH-ului şi temperaturii asupra dezvoltării lui Clostridium botulinum.

pH-ul mediului de 4,6-5,0 inhibă dezvoltarea lui Clostridium botulinum tip A şi B. Domeniul de pH al produselor din carne sărate este de 5,5-6,6. Prin scăderea pH-ului unor produse din carne prin acidifiere artificială (acid fosforic, acid lactic, acid acetic), sau prin folosirea culturilor pure lactice se previne dezvoltarea lui Clostridium botulinum, dar în acelaşi timp se diminuează acţiunea antibotulinică a NaNO2 care este mai rapid transformat în NO şi NO2 şi se favorizează formarea de nitrozamine, în condiţiile în care în produs rămâne azotit.

prezenţa ascorbatului, izoascorbatului şi a altor substanţe de chelare. Pentru accelerarea formării culorii cărnii sărate, alături de azotiţi se foloseşte ascorbatul de sodiu sau izoascorbatul de sodiu, substanţele acţionează ca sinergetici pentru antioxidanţi. Ascorbatul contribuie şi la scăderea vitezei de formare a nitrozaminelor, fie prin mărirea vitezei

25

Page 26: Curs Aditivi Examen

de epuizare a azotitului, fie prin blocarea directă a nitrozării de către azotit. Ascorbatul şi izoascorbatul măresc capacitatea de inhibare a azotitului faţă de Clostridium botulinum, prin complexarea fierului. Nivelul de ascorbat sau izoascorbat folosit pentru creşterea activităţii antibotulinice a azotitului este de aprox. 200 mg/kg;

prezenţa cisteinei şi a EDTA: eficacitatea azotitului asupra dezvoltării lui Clostridium botulinum este sporită şi în prezenţa cisteinei şi a EDTA, aceste două substanţe acţionând drept chelatori de metale necesare dezvoltării lui Clostridium botulinum;

polifosfaţii întrebuinţaţi la fabricarea preparatelor de carne, care măresc capacitatea de hidratare şi reţinere a apei, îmbunătăţesc randamentul în produs finit, îmbunătăţesc aroma şi culoarea şi au proprietăţi antioxidante, prin faptul căreduc activitatea pro-oxidantă a metalelor grele. Adaosul de polifosfaţi măreşte şi consistenţa, elasticitatea şi capacitatea de feliere a produselor din carne. Polifosfaţii afectează activitatea antibotulinică a azotitului prin aceea că modifică pH-ul;

glucidele adăugate care, la concentaţia la care se folosesc în unele produse din carne, influenţează în mod indirect acţiunea antibotulinică a azotitului, deoarece reprezintă substraturi fermentescibile pentru bacteriile lactice, reducând pH-ul mediului. Fructoza şi alte glucide formează complecşi cu metalele, reducând disponibilitatea fierului pentru Clostridium botulinum, ceea ce face ca acţiunea inhibitoare a azotitului să fie mai mare;

componentele fumului: fenolii din fum contribuie la scăderea pH-ului şi, deci, favorizează degradarea azotitului, ceea ce înseamnă că fenolii influenţează atât pozitiv cât şi negativ acţiunea antibotulinică a azotiţilor;

prezenţa sorbatului: combinaţia a 0,2% sorbat de potasiu şi 40mg/kg azotit de sodiu are acelaşi efect antibotulinic ca şi 120mg azotit/kg în cazul baconului.

Polifosfaţii utilizaţi în industria cărniiPentru industria cărnii interesează sărurile de sodiu sau potasiu ale acizilor

polifosforici, care sunt polifosfaţii şi care se deosebesc unii de alţii prin: gradul de polimerizare sau numărul de atomi de fosfor din

moleculă; pH-ul soluţiei 1% care este în legătură cu numărul de grupări acide

libere şi salifiate; solubilitatea în apă; conţinutul în fosfor.

Pentru industria cărnii sunt utili polifosfaţii care dau soluţii cu pH> 8,0. Polifosfaţii contribuie la creşterea capacităţii de reţinere a apei de către carne, ceea ce influenţează textura şi randamentul în produs finit.

Creşterea capacităţii de reţinere a apei în cazul folosirii polifosfaţilor se datorează:

26

Page 27: Curs Aditivi Examen

creşterii pH-ului spre alcalinitate, ceea ce măreşte încărcarea electrică negativă a proteinelor fapt ce permite legarea moleculelor de apă de grupările COO- din lanţurile polipertidice.

creşterii puterii ionice a fazei apoase din carne, ceea ce conduce la creşterea extractibilităţii proteinelor miofibrilare fapt ce conduce la o mai mare capacitate de reţinere a apei dar şi a puterii de emulsionare a cărnii, inclusiv a stabilităţii emulsiei în cazul compoziţiilor de tip prospături. La creşterea extractibilităţii proteinelor mofibrilare din carne, alături de polifosfaţi participă şi clorura de sodiu adăugată;

disocierea complexului actomiozinic în componentele sale, miozină şi actină care sunt mai solubile şi care formează o soluţie gelică ce coagulează sub influenţa tratamentului termic, reţinând apa adăugată;

complexarea ionilor de calciu şi magneziu, ceea ce conduce la o creştere a spaţiului intercatenar, respectiv la creşterea numărului de grupări COO¯ capabile să lege apa.

Datorită complexării fierului polifosfaţii intervin în reducerea râncezirii şi în creşterea stabilităţii culorii produselor din carne.Criterii de alegere a polifosfaţilor

Pentru industria cărnii, criteriile de alegere a polifosfaţilor se referă la: solubilitatea în apa rece, pentru obţinerea de saramuri de imersare sau

injectare; pH-ul care trebuie să fie alcalin în cazul utilizării în compoziţia

preparatelor de carne. În cazul produselor crude, de tipul jamboanelor, se recomandă utilizarea polifosfaţilor acizi cu pH 7-7,5;

vâscozitatea soluţiei: soluţia vâscoasă poate favoriza stabilitatea emulsiilor.

Pentru produsele de peşte, criteriile de alegere a polifosfaţilor se referă la faptul ca acestia pot acţiona în următoarele direcţii:

crioprotector, respectiv limitarea denaturării proteinelor miofibilare la depozitarea în starea congelată a produselor de peşte, acţiune crioprotectoare o au şi polialcoolii, în principal sorbitolul şi zaharoza;

menţinerea umidităţii iniţiale în surime; reducerea pierderilor de masă prin eliberarea de suc la decongelare; ameliorarea calităţii de prezentare a fileurilor care, capătă o anumită

strălucire a suprafeţei precum şi limitarea pungilor de aer, în cazul blocurilor de peşte congelate;

sechestrarea ionilor de Ca2+ care ameliorează puterea de emulsionare a proteinelor, miofibrilare solubilizate şi asigurarea dispersării materiei grase în tocăturilor fine din carne de peşte;

ameliorarea aspectului creveţilor la tratament termic când există tendinţa de a deveni galbeni, albicioşi sau făinoşi;

inhibarea formării de cristale de struvit datorită capacităţilor de complexare;

27

Page 28: Curs Aditivi Examen

creşterea capacităţii de reţinere a apei şi creşterea greutăţii cu 4% în cazul imersării fileurilor de peşte în soluţie de polifosfaţi 1-5%.

Utilizarea gluconei-delta-lactonei (GDL) în industria cărniiGlucono-delta-lactona este o lactonă derivată de la glucoză, care poate fi

considerată ca un acidifiant cu efect întârziat, în mediu apos GDL se hidrolizează cu producere de acid gluconic, iar la scăderea pH-ului, depinde de concentraţia iniţială în GDL şi de temperatură.

Glucono-delta-lactona este utilizată în două domenii: pentru a accelera scăderea pH-ului în produsele uscate-maturate,

deoarece în absenţa GDL scăderea pH-ului este lentă. În prezenţa GDL scăderea pH-ului este mai rapidă şi are loc gelificarea proteinelor, durata maturării fiind redusă dar produsul nu este bine aromatizat;

pentru a favoriza formarea culorii produselor din carne obişnuite, degradarea azotitului este accelerată la un mediu mai acid.

Acţiunea dioxidului de sulf şi a sulfiţilor (E220-E228).Dioxidul de sulf sau anhidrida sulfuroasa face parte din clasa aditivilor de

conservare minerali alături de compuşii săi: sulfitul de sodiu anhidru, sulfitul de sodiu hidratat, bisulfitul de sodiu, metabisulfitul de sodiu, metabisulfitul de potasiu, sulfitul de calciu, bisulfitrul de calciu.

Acţiunea dioxidului de sulf şi a sulfiţilor se manifestă asupra bacteriilor, mucegaiurilor şi mai puţin a drojdiei, asigurând astfel conservarea a numeroase produse alimentare printre care menţionăm: vinurile, băuturile pe bază de fructe, siropurile de glucoză, muştar, oţet etc.

Acţiunea conservantă a dioxidului de sulf şi sulfiţilor se manifestă prin blocarea anumitor activităţi enzimatice sau căi metabolice. Se menţionează blocarea ATP, inhibarea glicolizei şi a sistemelor permeazice şi acţiunea asupra legăturilor disulfurice. Acţiunea dioxidului de sulf şi sulfiţilor este în funcţie de pH-ul mediului. Atât dioxidului de sulf cât şi sulfiţii inhibă fenomenul de îmbrunare enzimatică, contribuind astfel la menţinerea culorii normale în cazul cartofilor feliaţi, merelor, fructelor şi legumelor uscate, crustaceelor. Dioxidului de sulf şi sulfiţii sunt utilizaţi pentru albirea cărnii de morun şi a altor peşti din familia gadidelor.

Dioxidului de sulf şi a şi compuşii cu sulf (E 220-E 228) este un gaz incolor cu miros iritant şi sufocant, se obţine prin arderea sulfului cu aer. Solubilitatea în apă este în funcţie de temperatură şi solubil în alcool. Este considerat periculos, findcă distruge vitamina B12 şi vitamina B1. Se găseşte ca produs rezidual în urma prelucrărilor tehnologice în produse tipice ca berea, vinul, băuturile răcoritoare, fructele uscate, sucurile, cardiotonicele, oţetul, produsele din cartofi.

Acţiunea dioxidului de sulf este deosebit de complexă, acesta le manifestă ca: rolul de agent antioxidant al dioxidului de sulf are la bază caracterul său

reducător, protejând de oxidare alte substarturi cu care el coexistă. Dioxidul de sulf liber leagă O2 dizolvat în must, suc sau vin, oxidându-se la acid sulfuric ceea ce conduce la scăderea pH-ului prin creşterea conţinutului în acizi liberi. Efectele manifestării capacităţii reducătoare ale dioxidului de sulf sunt:

împiedică oxidarea şi brunificarea mustului şi vinului, menţinând prospeţimea şi fructuozitatea;

28

Page 29: Curs Aditivi Examen

acţiune protectoare faţă de pigmenţii antocianici, care capătă o culoare mai vie, pigmentul fiind pus în libertate, datorită scăderii pH-ului în urma oxidării dioxidului de sulf ;

crearea de condiţii favorabile activităţii fermentative a drojdiilor ca urmare a scăderii potenţialului reducător al vinului;

crearea de condiţii nefavorabile dezvoltării microorganismelor aerobe, prin creşterea acidităţii;

prevenirea casării oxidazice prin inactivarea polifenoloxidazelor.

rolul de agent clarificator al dioxidului de sulf rezultă ca o consecinţă a proprietăţii de agent de floculare faţă de coloizii din must, ceea ce conduce la accelerarea depunerii coloizilor şi la limpezirea vinului, prin deburbare.

rolul de ameliorator de gust este efectul combinării dioxidului de sulf cu acetaldehida şi înlăturarea gustului de răsuflat.

efectul dizolvant se manifestă asupra pigmenţilor antocianici, a polifenolilor din pieliţa strugurilor, accelerându-se astfel procesul de macerare la mustuiala sulfitată. Sulfitul de sodiu anhidru E-221 se prezintă sub formă de cristale albe

hexagonale sau pulbere albă solubil în apă, dar insolubil în alcool, se descompune la cald.Sulfitul de sodiu hidratat (Na2SO3•7H2O), se prezintă sub formă de cristale

monociclice eflorescente, puţin stabile, prin încălzire trece în sulfit de sodiu anhidru, este un reducător energic. În prezenţa aerului se oxidează cu uşurinţă la sulfat. În soluţie apoasă se oxidează în prezenţa aerului, iar prin încălzirea soluţiei sub presiune, se descompune în sulfat de sodiu.

Bisulfitul de sodiu E-222 se prezintă sub formă de cristale mici, incolore străucitoare monociclice cu miros uşor sulfuros, gust specific, în contact cu aerul, pierde dioxidul de sulf oxidându-se în sulfat. Prin deshidratare trece în metabisulfit. Prin acidifiere se va descompune cu eliberare de dioxidul de sulf. Este solubil în apă şi insolubil în alcool etilic.

Metabisulfitul de sodiu (Na2S2O5) E-223 se prezintă sub formă de cristale albe sau pulbere albă cristalină. Cristalizează cu 7 molecule de apă (forma stabilă), forma anhidră fiind instabilă. Prin încălzire rapidă se descompune în sulfat de sodiu, sulf şi dioxidul de sulf, solubil în apă, iar în alcool etilic este puţin solubil.

Metabisulfitul de potasiu (K2S2O5) E-224 se prezintă sub formă de cristale incolore, monocilcice, dure, lucioase ca o masa cristalină sau ca pulbere de culoare albă. Prin acţiunea acizilor eliberează dioxidul de sulf, iar în prezenţa aerului se oxidează la sulf. Este greu solubil în apă şi insolubil în alcool etilic.

Sulfitul de calciu (CaSO3, CaSO3·2H2O, 2CaSO3·H2O) E-226 se prezintă ca o pulbere cristalină incoloră, puţin solubil în apă, este solubil în acizi cu degajare de dioxidul de carbon, foarte solubil în soluţie apoasă de acid sulfuros cu formare de Ca(HSO3)2.

Acţiunea conservanţilor de tipul proteinelor şi antibioticelorÎn această categorie de conservanţi sunt incluşi nizina, natamicina, lizozimul,

lactoferina activată.

29

Page 30: Curs Aditivi Examen

Nizina E-234 este un agent antimicrobian secretat de anumite tulpini de lactococi, fiind obţinută prin fermentarea laptelui cu bacteriile Streptococcus lactis şi Streptococcus cremoris. Aceste bacterii conţin nizină, o grupă de peptide cu activitate antibiotică. Nizina este un inhibitor pentru: Listeria enterococcus, Bacillus sporotheermodurans şi clostridium tyrobutiricum, nizina secretată de Streptococcus lactis subspecia lactis are acţiune inhibatoare asupra bacteriilor sporogene de tip Clostridium, în special: Clostridium tyrobutiricum, Listeria monocytogenes, Staphilococcus aureus etc. Nizina este eficientă asupra bacteriilor, unde provoacă porozităti ale membranei celulare. Nu are eficienţă asupra drojdiilor şi mucegaiurilor decât în combinaţii cu acidul sorbic. Nizina este folosită ca şi conservant, fiind permisă numai în câteva produse, pentru alimente procesate termic şi la pH scăzut, se găseşte în bere, brânzeturi fermentate, pastă de roşii.

Natamicină (Pimaricina) E-235 este un antibiotic secretat de specii de Streptomyces naturalensis, Streptomyces chattanoogensis şi Streptococcus lactis, are acţiune fungicidă, fiind utilizată pentru tratamentul de suprafaţă al brânzeturilor, cu pastă semitare şi tare precum şi a cârnaţilor şi salamurilor crude-uscate. Sunt inhibate şi mucegaiurile producătoare de micotoxine.

Lizozimul este în fapt o enzimă care se extrage din ouă şi are capacitatea de a hidroliza pereţii celulari ai bacteriilor Gram-pozitivi. Se foloseşte pentru combaterea balonării târzii a brânzeturilor provocată de Clostridium tyrobutiricum.

Lactoferina activa (ALF) este o lactoproteină se utilizează drept conservant pentru carcasele de vită şi pasăre înhibă dezvoltarea bacteriilor prin legarea fierului necesar în diferitele procese bioenergetice de sinteză din celula bacteriană, blochează adeziunea microbiotei la biosuprafeţe şi facilitează detaşarea microbiotei deja existente la biosuprafeţe.

Aditivi şi ingrediente pentru scăderea activităţii apei (aw)Aditivii şi ingredientele folosite în procesarea alimentelor, scad activitatea apei

(aw) şi contribuie la menţinerea proprietăţilor senzoriale, la asigurarea stabilităţii şi conservabilităţi produselor alimentare.

Activitatea apei (aW)Activitatea apei, se caracterizează prin apa liberă din acel produs alimentar, care

este disponibilă pentru reacţii enzimatice, fizico-chimice şi pentru dezvoltarea microorganismelor.

Activitatea apei se poate calcula cu relaţia:

în care: - numărul de moli de apă; - numărul de moli de substanţe dizolvate.

Substanţe cu acţiune de scăderea activităţii apeiDintre substanţele care contribuie la scăderea activităţii apei amintim:

sărurile minerale, clorura de sodiu care acţionează asupra proteinelor ca inhibitori ai unor enzime. Activitatea apei depinde de cantitatea adăugată şi de concentraţia soluţiei de clorură de sodiu, în faza apoasă a produsului alimentar.

30

Page 31: Curs Aditivi Examen

acizii organici şi sărurile lor, contribuie la scăderea activităţii apei, aceştia sunt: lactaţii de sodiu, citraţii, tartarţii. Cei mai eficienţi sunt lactaţii, care au o capacitate de scăderea activităţii apei, similare cu a clorurii de sodiu;

mono, di şi oligozaharidele reprezentate de: zaharoza, siropul de glucoză, lactuloza, fructo-oligozaharidele;

alcoolii şi polialcoolii; proteinele diverse; lipidele şi emulsiile grase fabricate cu un emulgator.Acţiunea de scădere a aw de unele substanţe din alimente

Scăderea activităţii minime a apei aw sub valoarea necesară dezvoltării microorganismelor, produce următoarele modificări:

măreşte perioada de lag; reduce viteza de creştere; inhibă dezvoltarea microorganismelor în forme vegetative.

Dacă activităţii minime a apei aw este cuprinsă între 0,7-0,8 are loc inhibarea acţiunii enzimelor. Viteza de oxidare a lipidelor este destul de mare la o activitate minimă a apei aw cuprinsă între 0,7 şi 0,9.

Unii agenţi de scăderea activităţii minime a apei aw au o influenţă, directă favorabilă sau nefavorabilă influenţând stabilitatea microbiologică a produselor alimentare. În paralel, prin scăderea activităţii minime a apei aw se acţionează şi asupra reacţiilor de deteriorare a alimentelor, astfel:

acizii organici prin scăderea pH-ului, micşorează riscul producerii de reacţii de îmbrunare enzimatică şi neenzimatică;

anumiţi acizi organici, sărurile acizilor organici şi unii polioli, produc reducerea activităţii minime a apei aw provoacă o acţiune antimicrobiană;

anumiţi aminoacizi (cisteina, histidina etc.), sărurile acizilor organici şi fosfaţii complexează metalele grele care intervin la oxidarea lipidelor.

anumite substanţe folosite pentru scăderea activităţii minime a apei aw

pot servi ca nutrienţi pentru microorganisme, dintre acestea amintim monozaharidele şi dizaharidele, acizi aminaţi care sunt substanţe ce degradează lipidele prin mecanismul aldehidic sau sunt catalizatori ai degradării aldehidice, cu urme de metale cum ar fi Cu, Fe;

alte substanţe din clasa zaharurilor reducătoare şi compuşilor proteici care scad activităţii minime a apei aw se pot constitui ca substraturi pentru îmbrunarea neenzimatică;

anumite substanţe reduc viteza de difuzie a reactanţilor prin: creşterea vâscozităţii mediului, compuşii cu masă moleculară

mare; formarea de straturi protectoare asupra unor nutrienţi, pelicule

de lipide; protejarea anumitor constituenţi, zaharoza protejează

proteinele;

31

Page 32: Curs Aditivi Examen

diminuarea solubilităţii oxigenului ceea ce conduce la o încetinire a dezvoltării microbiotic, aerobe, a reacţiilor de oxidare a lipidelor şi acelor care conduc la îmbrunarea enzimatică.

Rolul substanţelor care scad aw în industria alimentarăPe lângă proprietatea de a reduce activitatea minimă a apei (aw), unele din

substanţele menţionate pot acţiona ca: agenţi plastifianţi; agenţi de încălzire a recristalizării; agenţi care uşurează rehidratarea; agenţi care întârzie transferul de apă; agenţi substituenţi ai zahărului (zaharoză); agenţi antimicrobieni.

Rolul substanţelor care scad activitatea apei (aw) se referă la: stabilizarea microflorei, uneori încetinesc alte reacţii de deteriorare a

produsului alimentar; îmbunătăţirea texturii, un aliment prezintă o textură mai moale la o

valoare aw, în comparaţie cu unul deshidratat până la aceeaşi valoare aw, efectul de plastifiere este mai sensibil pentru substanţele cu masă moleculară mai mică, care dau soluţii puţin vâscoase (glicerolul, propilenglicolul). Substanţele care scad aw pot ameliora textura alimentelor prin fluiditate, supleţe, tartinabilitate, prin scăderea punctului de congelare, dacă acestea au fost refrigerate sau congelate, este cazul cum ar fi margarinelor, îngheţatei, sucurilor de fructe;

deshidratarea osmotică obţinută cu ajutorul unor soluţii; controlul transferului de apă prin ajustarea activităţii minime a apei aw

în cazul unui aliment eterogen sau reconstituite din diverse ingrediente;

modificarea cristalizării zahărului prin efectul salting in şi prin reducerea vitezei de cristalizare datorită creşterii vâscozităţii produsului;

ameliorarea rehidratării alimentelor uscate în alimente, în timpul uscării, se adaugă înainte de uscare pentru asigurarea unei protecţii termice şi osmotice a componentelor proteice, polizaharidice, se adăugă glicerol;

crioprotecţia unor componenţi alimentari din timpul congelării, aceştia produc reducerea gradului de denaturare a proteinelor din lapte, ouă, peşte;

diverse acţiuni, capacităţii de scăderea a activităţii minime a apei aw, acidificare, complexarea metalelor, aromatizare, emulsionare, ameliorarea calităţii nutriţionale, acţiunea antimicrobiană, înlocuirea zaharozei din alimentele fără zahăr.

Alegere substanţei care scade activitatea minimă a apei aw

Aceste criterii se referă la: eficacitatea lor (valoarea aw la care se ajunge prin adaos de substanţe

care scad aw);

32

Page 33: Curs Aditivi Examen

solubilitatea în produsul alimentar; caracterul de ameliorare a texturii; inocuitatea lor; preţul; statutul legal (aditiv sau ingredient); puritate; compatibilitatea cu caracteristicile chimice (pH, potenţial redox) şi

structurale ale alimentelor; gustul şi mirosul care trebuie să fie compatibile cu alimentul în care se

folosesc; valoarea lor nutriţională şi influenţa asupra reacţiilor de deteriorare a

alimentelor.Utilizarea substanţelor de scădere a aw la deshidratare

Aceste produse au un aw final cuprins între 0,65-0,90 şi pot fi obţinute după următoarele metode:

deshidratare sau concentrare a produselor care conţin substanţe care scad , la deshidratarea caiselor, prunelor, strugurilor;

deshidratare sau concentrare cu adaus de substanţe care scad , laptelui concentrate cu zahăr, a siropurilor de fructe etc.;

deshidratarea prin imersare-impregnare sau deshidratare osmotică, care constă în imersarea unui produs alimentar întreg sau tăiat într-o soluţie cu concentraţie mare (soluţie de zahăr, de sare), caz în care se realizează simultan o extragere a apei de până la 70% din produs şi o încorporare în produs a unei cantităţi controlate de substanţe capabile să micşoreze activitatea apei, cazul fructele conservate în soluţii de zahăr, a peştelui sărat prin imersare, a brânzeturilor de tip telemea;

adaus de sare în compoziţia produsului înainte de uscare, salamurilor şi cârnaţilor cruzi;

îmbinarea alimentelordeshidratate, într-o soluţie cu aw asemănător, produsele liofilizate şi îmbibate în soluţie cu asemănător;

amestecarea directă a ingredientelor uscate cu cele umede şi cu substanţele care scad , urmate de tratamentul termic al amestecului, fierbere, extrudare etc.

Coloranţi alimentariCuloarea este o însuşire a calităţii senzoriale a unui produs alimentar, percepută

vizual. Coloranţii sunt combinaţii organice, naturale sau de sinteză, ele însele colorate şi care au proprietatea de a colora. Coloranţii de suprafaţă sunt metale sau oxizi ori săruri de aur, argint etc.

Principalele motive pentru care se folosesc coloranţii sunt: compensează pierderea culorii datorate expunerii la lumină,

temperaturi înalte, umezeală sau alte condiţii de depozitare; corectează variaţiile naturale ale culorii; cresc intensitatea culorii naturale; asigură o anumită culoare acelor produse în care aceasta lipseşte în

mod natural; anumite produse necesită un aspect atractiv (în special dulciurile);

33

Page 34: Curs Aditivi Examen

protejează aromele şi vitaminele de pericolul degradării sub influenţa luminii solare;

ajută la obţinerea unei mai mari varietăţi de produse.Un colorant ideal trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

să nu fie toxic şi să nu fie cancerigen; să nu conţină impurităţi toxice; să aibă dispersabilitate şi/sau solubilitate adaptate la

încorporarea sa în fază apoasă şi/sau în faza lipidică din produsul alimentar;

să nu imprime gust şi miros particular produsului alimentar ; să fie stabil la lumină şi într-un domeniu larg de pH 2-8; să nu fie afectat de temperaturile la care se face tratamentul

termic (pasteurizare, fierbere, sterilizare); să fie stabil la depozitare; să nu reacţioneze cu urmele de metale şi nici cu agenţii

oxidanţi sau reducători; caracteristicile să fie identice de la un lot la altul; să poată fi pus în evidenţă prin tehnici analitice adecvate; să fie disponibil şi relativ economic sub raportul preţului; să fie aprobat de legislaţia sanitară în vigoare.

Clasificarea coloranţilor alimentari se face după: natura lor:

naturali; sintetici;

proprietăţilor tinctoriale: galbeni oranj roşii albaştri verzi bruni negri, cu nuanţe diverse, pentru toate culorile.

semnificaţiei chimice: categoria I au fixate norme de identitate şi puritate; categoria II nu au fixate norme de identitate şi puritate

dar se aşteaptă rezultatele studiului toxicologic; categoria III nu se dispune de date chimice); categoria IV coloranţi nocivi);

evaluarea toxicologică în România: categoria A coloranţi acceptaţi ca aditivi, cu norme

zilnice admise; categoria B datele toxicologice nu sunt suficiente

pentru a le preciza dozele zilnice admise; categoria C date toxicologice insuficiente; categoria D nu există date toxicologice; categoria E coloranţi consideraţi nocivi

34

Page 35: Curs Aditivi Examen

Coloranti naturaliSunt substanţe colorate, prezente în mod natural în produse comestibile, din care

se obţin prin extracţie.Aditivi sunt considerate şi sursele naturale, care nu sunt consumate ca produse alimentare şi care nu sunt folosite ca ingrediente. Dezavantajul acestora este că nu sunt rezistenţi la tratament termic şi deci posibilităţile de utilizare sunt limitate.

În categoria aditivilor mai intră şi: coloranţii de caramel, consideraţi a fi naturali deşi se obţin prin

tratament termic din glucide nutritive precum zaharoză, dextroză, sirop de glucoză etc.

roşu de coşenilă, obţinut prin mărunţirea fină a insectei Dactylopius coccus cacti, uscată.

Proprietăţile tehnologic-funcţionale ale coloranţilor naturali:La folosire trebuie să se aibă în vedere următoarele aspecte:Solubilitatea, dacă sunt solubili în apă, soluţii alcoolice sau solvenţi nepolari,

pentru alegerea corectă în funcţie de destinaţie. Carotenoidele sunt solubile în medii nepolare, solubilitatea lor este lentă, cu atât mai lentă cu cât puritatea lor este mai mare. Pentru a mări solubilitatea şi puterea colorantă, microcristalele se dispersează în ulei încălzit la temperatura de 40-50°C, iar stabilizarea suspensiei uleioase se face prin adaos de acizi graşi saturaţi. Pentru colorarea mediilor apoase, se obţin preparate hidrodispersabile sub formă de pudră sau suspensie coloidală.

Puterea de colorare depinde de capacitatea de fixare a colorantului pe suport, care poate fi amidon, celuloză, proteină sau un produs complex, cum este făina.

Stabilitatea la pH, pH-ul influenţează solubilitatea, tenta culorii şi stabilitatea.Stabilitatea termică: unii coloranţi naturali necesită utilizarea unor antioxidanţi,

aşa cum este cazul carotenilor, deoarece creşterea temperaturii accelerează procesele de oxidare.

Clasificarea coloranţilor naturali Cei mai întâlniţi coloranţi sunt:

antociani; betaciane; carotenoide:

ß-carotină; cantaxantină; xantofilă, luteină; capsantină; licopină, licopen; oleorezină din paprika; annato.

coloranţi porfirinici, clorofila şi pigmenţii sângelui; coloranţi chalconici, curcuma; coloranţi antrachinonici, roşu de coşenilă; coloranţi flavonici, riboflavin-5’-fosfat monosodic; alţi coloranţi, caramel.

Antocianii E163, se găsesc în flori, frunze sau fructe, au culoare roşie, violetă sau albastră, sunt solubili în apă, dau săruri solubile cu acizii, îşi schimbă culoarea în funcţie de reacţia mediului, purpurie, la pH 2,5-3 şi violetă, la pH 4-4,5. Sursele industriale sunt:

35

Page 36: Curs Aditivi Examen

pieliţa strugurilor şi tescovina; varza roşie şi sfecla roşie; afinele, coacăzele negre, cireşele, vişinele, zmeura.

Se folosesc la colorarea băuturilor alcoolice şi nealcoolice, a sucurilor de fructe şi a îngheţatei, limitat din cauza pH-ului.

Betacianele sunt pigmenţi de culoare roşie, formaţi în proporţie de 75-95% din betanină E162. Din această categorie face parte colorantul roşu de sfeclă, obţinut prin extragerea cu apă acidulată, la pH de 5, a tăiţeilor de sfeclă roşie, extractul fiind concentrat şi uscat prin pulverizare. Este instabil în timpul procesului de fabricare şi poate da un gust neplăcut. Se utilizează la fabricarea băuturilor nealcoolice, a produselor de patiserie şi panificaţie, a deserturilor pe bază de gelatină, budincilor, supelor, în carnea tocată (în amestec cu derivate proteice). Se recomandă să fie evitat în alimentaţia copiilor.

Carotenoidele E160, sunt coloranţi naturali, galbeni, portocalii sau roşii, răspândiţi în mediul vegetal şi în cel animal. Culoarea se datorează numărului mare de legături duble conjugate, au în jur de 40 atomi de carbon. Cele mai importante sunt:

alfa, beta şi gama carotenul E160a, derivaţi din plante, în special din morcovi, frunzele verzi ale legumelor, tomate, se extrag cu ajutorul hexanului, în organism converg la vitamina A. Se folosesc pentru colorarea untului, a margarinei, în prăjituri cu cafea, băuturi dulci şi preparate din lapte şi sunt inofensivi.

annato, bixina şi norbixina E160b se obţin din seminţele fructelor Bixa orellana. Prin procedee mecanice, folosind uleiuri vegetale se obţine Annato care este liposolubil. Bixina se poate extrage folosind unul din solvenţii: acetonă, metanol sau hexanol. Norbixina se obţine folosind soluţii de alcali. Sunt stabile în timpul preparării, coacerii sau conservării. Sunt folosite în produse lactate, ciocolată, cereale, carene, condimente, snacks-uri, dulciuri, unt, brânză, salate asortate, plăcinte, preparate din peşte afumat, etc.

Capsantina şi capsorubina E160c sunt coloranţi cu culoare roşie sau portocalie, extraşi din ardei roşi, Capsicum annum, sunt folosiţi la specialităţile din pui sau din brânză.

Licopenul E160d colorant roşu extras din tomate sau resturi rămase în urma industrializării, este greu solubil în alcool etilic dar solubil în uleiuri şi grăsimi.

8-beta-apo-caroten E160e colorant portocaliu-roşiatic, se găseşte în mandarine şi portocale, se preferă obţinerea pe cale sintetică, este folosit în preparatele din brânză.

Esterul etilic al acidului 8-beta-apo-carotenic E160f este un colorant galben-portocaliu, obţinut pe cale sintetică.

Coloranţi porfirinici sunt următorii: Clorofila şi colorofilina E140 reprezintă pigmentul verde al plantelor, au

în structură un atom de magneziu legat de două nuclee pirolice şi două grupări carboxilice esterificate. Se obţin dificil, de aceea în industria alimentară se folosesc extracte care conţin şi impurităţi. Uzual se obţine din urzici sau spanac prin extracţie cu ajutorul acetonei, etanolului,

36

Page 37: Curs Aditivi Examen

metilcetonei şi a diclormetanului. Se foloseşte în uleiuri, ceară, gumă de mestecat, supe instant, dulciuri.

Clorofila şi colorofilina complecşi cu cupru E141, colorofilina complecsată are culoare verde-olive, este liposolubil, iar complexul cuprului cu clorofilina are culoare verde şi este hidrosolubil. Sunt obţinuţi prin substituţia magneziului cu cupru, fiind mai stabili, sunt folosiţi în specialităţile din brânză, gumă de mestecat, îngheţată, sosuri, supe instant, legume şi fructe conservate.

Colorantul sângelui. Culoarea intens roşie a sângelui se datorează hemoglobinei din eritrocitele sângelui, la centrifugare se separă sub formă de concentrat eritrocitar. Se foloseşte la colorarea preparatelor din carene, sub formă de sânge integral stabilizat cu clorură de sodiu şi azotit de sodiu sau concentrat eritrocitar. Fiind un produs natural se poate folosi fără nici o restricţie.

Coloranţi chalconici sunt: Curcumina E100 este un colorant galben-portocaliu, obţinut din

Curcuma longa, insolubil în apă, solubil în alcool etilic şi acid acetic, se obţine şi sintetic. Se adaugă la produsele afectate de prezenţa luminii, se foloseşte sub formă de polisorbat de curcumină sau pudră de curcumină dizolvată în alcool. Se adaugă în murături, muştar, pentru a-şi menţine culoarea, este prezent în brânză, margarină, dulciuri şi produse derivate din peşte. In doze mici este inofensiv.

Xantofilele E161. Grup de coloranţi galbeni, cu excepţia lui E161g care este portocaliu, se obţin din plante prin extracţie cu ajutorul hexanului. În această categorie intră: flavoxantina E161a, luteina E161b, criptaxantina E161c, rubixantina E161d, violaxantina E161e, rodoxantina E161f şi cathaxantina E161g. Sunt inofensive cu excepţia canthaxantinei care afectează retina.

Coloranţi antrachinonici sunt: Carminul de cochenilla se obţine din extracţia apoasă a corpului

uscat al insectei femelă Dactylopius coccus Costa. Principiul colorant este acidul carminic, sub forma unui chelat hidratat de aluminiu, de culoare roşie, la pH 4,8 este galben, iar la pH 6,2 este violet.

Coloranţi flavinici sunt: Riboflavina E101, colorant galben sau galben-portocaliu, folosit

pentru a întărirea anumitor alimente. Este prezent natural în ficat, rinichi, produse vegetale, ouă şi lapte, în industria alimentară se preferă obţinerea prin modificarea genetică a lui Bacillus subtilis. Este dificil adaugarea colorantului în produsele lichide, deoarece are o solubilitate scăzută, se foloseşte cu riboflavin-5’-fosfatul de sodiu. Se adaugă în produse ca: derivate din brânză, margarină, produse lactate îmbogăţite cu vitamine, alimente pentru copii, cereale pentru micul dejun, sosuri, sucuri din fructe şi suplimente de vitamine. Este considerat a fi un aditiv fără reacţii adverse.

Limitele folosirii coloranţilor naturali: de regulă, sunt mai scumpi;

37

Page 38: Curs Aditivi Examen

puterea colorantă poate varia cu lotul şi este mai redusă decât cea a coloranţilor sintetici;

sunt neeconomici comparativ cu cei sintetici, deoarece pentru realizarea aceleiaşi culori/nuanţe este necesară o cantitate mai mare;

frecvent, posedă gust şi/sau miros; sunt instabili la căldură şi lumină; cei solubili în apă sunt higroscopici; sunt compatibili numai cu anumite sisteme de producţie.

Coloranţi sinteticiSunt coloranţi care nu există ca atare în natură sau sunt prezenţi în produse

necomestibile, respectiv se obţin prin sinteză chimică.Coloranţii sintetici prezintă în cele mai multe cazuri un nucleu aromatic sau

legături conjugate. Solubilitatea lor în apă este datorată prezenţei unor grupări: acide, -SO3H sau -COOH, în cazul coloranţilor anionici; aminice, -NH2, -NH-CH3, -N(CH3)2, în cazul coloranţilor cationici.

Coloranţii sintetici se împart în mai multe grupe: azoici ( –N=N– ); grupa triarilmetanului; xantenici; quinoleinici; grupa indigoului.

Grupa coloranţilor azoici au grupări cromofore una sau mai multe grupări azoice, monoazo, diazo, triazo, poliazo şi prezintă culori diferite: roşu, violet, oranj, galben, bleu.

Cei mai importanţi coloranţi azoici hidrosolubili sunt: Tartrazina, galben, folosiţi în băuturi alcoolice şi nealcoolice,

conserve de mazăre, bomboane; Galbenul, oranj, folosiţi în băuturi alcoolice şi nealcoolice, produse

zaharoase; Azorubina, roşu, folosiţi în băuturi alcoolice şi nealcoolice, produse

zaharoase; Amaranthul, roşu, folosiţi în vinuri aperitiv, băuturi alcoolice cu <

15% vol. alcool, în peşte roşu; Ponceau 4R, roşu aprins, folosiţi în cârnaţi uscaţi, gemuri, jeleuri,

marmelade şi alte produse din fructe; Allura Red, roşu, folosiţi în cârnaţi, conserve de carne, hamburgeri.

Cu excepţia colorantului Allura Red, care se utilizează singular, ceilalţi coloranţi se pot utiliza atât singulari cât şi în combinaţie cu alţi coloranţi.

Azorubina, carmoisina, E122 colorant azoic, conţine gruparea -N=N-, este o pulbere brună-roşie, hidrosolubilă, puţin solubilă în alcool etilic. Este folosit în dulciuri, marţipan, jeleuri, conserve, iaurt de fructe, supe instant, pâine prăjită, sosuri şi plăcintă cu brânză.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: este redusă în intestine de reductazele bacteriene; nu are acţiune mutagenă la concentraţii sub 0,5g/100ml; nivelul fără efect toxic: 100 mg/kilocorp/zi;

38

Page 39: Curs Aditivi Examen

doza admisibilă temporar: 0-0,5 mg/kilocorp; prezintă risc de reacţii alergice sau intoleranţă în special la astmatici şi

la persoanele alergice la aspirină.Este folosit în dulciuri, marţipan, jeleuri, conserve, iaurt de fructe, supe instant, pâine prăjită, sosuri şi plăcintă cu brânză.

Amarandul E 123, colorant azoic, culoare roşu-purpuriu, obţinut din Amarantus sp. (floare veşnică), foarte solubil în apă şi soluţii diluate de acizi, mai puţin solubil în alcool etilic. Este folosit la prăjituri asortate, jeleuri, îngheţată, gemuri, supe instant, fructe conservate, băuturi alcoolice şi nealcoolice, ciocolată, bomboane, produse de panificaţie (în doze de până la 25 mg/kg).

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: scindarea legăturii azoice are loc în intestine de către bacterii, produşii

formaţi sunt absorbiţi în organism şi excretaţi la nivel de rinichi şi ficat; posibil să inducă scăderea nivelului de vitamina A din ficat; nu este cancerigen; doza zilnică admisibilă 40-1,5 mg/kilocorp; prezintă risc de reacţii alergice sau intoleranţă, astmă, eczeme,

hiperactivitate.Ponceau 4R E 124 colorant azoic, culoare roşie, hidrosolubil. Este folosit la

deserturi, jeleuri, salam, specialităţi marine, prăjituri asortate, plăcintă cu brânză, supe instant.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: este excretat de bilă în proporţie de 45%; nu are efect mutagenic la doze sub 0,5 mg/100ml; doza zilnică admisă la om: 0-0,125mg/kilocorp; prezintă risc de reacţii alergice la astmatici şi la persoanele sensibile la

aspirină.Eritrozina E127 colorant xantenic, solubil în apă, alcool etilic. Este folosit în

biscuiţi, creme asortate, cireşe glazurate, fructe conservate, dulciuri, snacks-uri, cocktail-uri, ciocolată, sos de usturoi, specialităţi din crab, pateu de somon, măsline umplute, tarte cu fructe.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: se elimină prin excreţii; testele de toxicitate efectuate pe termen scurt şi lung indică, în cazul unor

concentraţii de până la 5%, modificări de creştere, coloraţie a diferitelor organe şi în unele cazuri ciroză hepatică;

doza zilnică admisă este de 0-2,5 mg/kilocorp.Tartrazina E102 colorant azoic, pulbere de culoare oranj, solubilă în apă. Este

folosit în mod frecvent în sucuri, dulciuri, fructe, gumă de mestecat, marţipan, jeleuri, gemuri, marmeladă, muştar, iaurt, murături, cereale pentru micul dejun, supe instant, snacks-uri, peşte conservat.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: nu provoacă efecte toxice la şobolani până la 750 mg/kilocorp/zi; doza zilnică admisă este de 0-7,5mg/kilocorp; prezintă risc de reacţii alergice şi astmatice, migrene, tulburări vizuale,

hiperactivitate;

39

Page 40: Curs Aditivi Examen

suspect de producerea de tumori tiroidiene, modificări cromozomialeGalben oranj S E 110, colorant azoic, culoare portocalie, solubil în apă. Este

folosit în cereale pentru micul dejun, snacks-uri, îngheţată, dulciuri, marţipan, gemuri, marmeladă, ciocolată, specialităţi din brânză, pâine, gustări, supe instant, băuturi, peşte conservat.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: este redus de bacteriile intestinale la aminofenoli aromatici sulfonaţi şi

acizi amino-sulfonici; se elimină prin fecale şi urină; doza zilnică admisă este de 0-5 mg/kilocorp; prezintă risc de reacţii alergice, congestie nazală, bronhoconstricţie, tumori

renale, reacţii anafilactice, senzaţii de vomă, dureri abdominale, pierderea gustului, hiperactivitate.

Coloranţi albaştriIndicotina, Indigo carmin, Albastru X, E 132, face parte din grupa indigoului,

se obţine pe cale naturală din Isatis tinctoria sau Indigofera, culoare albastru intens, reprezintă de fapt un amestec de săruri de sodiu al acizilor indigotinsulfonici, solubile în apă. Se foloseşte în biscuiţi, îngheţată, prăjituri, rahat, produse de patiserie.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: este metabolizată în organism, metaboliţii fiind puţin absorbiţi în tractul

gastro-intestinal; se elimină prin fecale, mai puţin prin urină şi bilă; prezintă risc de reacţii alergice, senzaţii de vomă, creşterea tensiunii,

tulburări respiratorii, tumori.Coloranţi negri şi bruniNegru briliant BN, Negru briliant PN, Negru PN, E 151, colorant azoic, negru-

violet, solubil în apă şi alcool etilic. Este utilizat în sosurile negre, prăjiturile cu aromă de coacăze, pateu de peşte, îngheţată, muştar, gem de fructe roşii, sosuri, snacks-uri, supe instant, dulciuri, băuturi dulci.

Aspecte biochimice şi toxicologice de utilizare: este metabolizat în cecum; doza zilnic admisă este de 0-2,5 mg/kilocorp; prezintă risc de reacţii alergice.

Caramel E 150 colorant maroniu obţinut prin încălzirea până la topire a zahărului, a glucozei solide sau a siropului de glucoză cu adaos de cantităţi mici de Na2CO3, NaOH, KOH, NH3. Se prezintă ca o masă solidă, higroscopică, ce se solubilizează într-o cantitate redusă de apă, obţinându-se un lichid siropos. Se obţine din trestie de zahăr sau din sfeclă de zahăr dar şi din amidon de porumb modificat genetic. Este folosit la bere, pâine neagră, ciocolată, biscuiţi, brandy, dulciuri, deserturi asortate, checuri, specialităţi marine, tablete de glucoză, îngheţată, deserturi lactate, murături, sosuri, băuturi dulci (coca-cola), oţet, vin şi whisky. Caramelul nu are restricţii de utilizare, derivaţii de caramel, caramelul amoniac şi sulfitic, sunt admişi în doze de max. 200 mg/kcorp.Coloranţi folosiţi pentru colorare la suprafaţă

Pentru colorarea de suprafaţă a unor produse alimentare se utilizează: carbonatul de calciu E 170, dioxidul de titan E 171, oxidul de fier E 172, oxidul de aluminiu E 173, oxidul de argint E 174 şi oxidul de aur E 175.Coloranţi de tip lac

40

Page 41: Curs Aditivi Examen

Lacurile sunt pigmenţi insolubili în apă, obţinuţi prin precipitarea coloranţilor hidrosolubili, într-o sare de aluminiu şi pe un substrat de alumină hidratată. Se pot utiliza la colorarea următoarelor produse:

produse ce conţin materii grase: dressing-uri pentru salate, checuri, snacks-uri;

cristale de zahăr; supe, băuturi, deserturi, condimente; materiale de ambalare.

Hidrocoloizii Surse de hidrocoloizi

Hidrocoloizii sunt macromolecule cu masă moleculară mare, solubile/dispersabile în apă, capabile să lege o cantitate mare de apă şi să modifice reologia sistemelor apoase în care se adaugă, producând soluţii vâscoase sau (unii dintre ei) geluri.

Hidrocoloizii aparţin la două clase distincte: polizaharide; proteine de origine animală (gelatină, proteine din lapte, proteine din

ouă) şi de origine vegetală (proteine din soia, grâu, mazăre etc.).Hidrocoloizii de tip poliglucidic comercializaţi sub formă de pulbere, la utilizare se

recomandă: să fie dispersaţi mai întâi într-un sirop de glucoză; să fie amestecaţi cu un alt ingredient pulbere, care să favorizeze

dispersarea; să se adauge în porţiuni mici şi sub agitare riguroasă; să se menţină o anumită temperatură pentru o anumită perioadă de

timp, perioadă care este mai redusă dacă dimensiunile particulelor sunt mai mici şi agitarea este mai viguroasă.

Etapele de solubilizare ale hidrocoloidului de tip poliglucidic (fig. 2.1) sunt următoarele:

dispersarea particulelor; hidratarea intermediară a particulelor; solubilizarea completă a particulelor până la molecule de polimer

individualizate.Odată aflat în soluţie, în funcţie de factorii care promovează îndepărtarea/

apropierea lanţurilor poliglucidului, acesta poate conduce la creşterea vâscozităţii sau formarea de gel.

La îndepărtarea lanţurilor poliglucidice contribuie ramificaţiile laterale şi grupările încărcate cu aceeaşi sarcină electrică. În aceste condiţii creşte solubilitatea poliglucidului şi scade reactivitatea intermacromoleculară, rezultatul fiind îngroşarea sistemului apos prin creşterea vâscozităţii.

La apropierea lanţurilor poliglucidice contribuie structura liniar, şi grupările încărcate electric diferit. În aceste condiţii scade solubilitatea şi creşte reactivitatea intermacromoloculară, rezultatul fiind gelificarea sistemului apos.

Extracte din algeExtracte din alge roşiiÎn această categorie intră agar-agarul şi caragenanii care se extrag din algele roşii

din familia Rhodophycee.

41

Page 42: Curs Aditivi Examen

Agar-agar este format din două componente şi anume: agaropectină şi agaroză. Agaroza este constituentul principal şi este formată din unităţi de β – galactoză (A) legate 1, 3 şi din unităţile 3, 6 anhidro – L – galactoză legate 1,4 (B). Se extrage din alge Crelidium sesquipedale, Pterocladia capilaceae.

Caragenanii se extrag tot din algele roşii cum ar fi: Chondrus crispus (λ, k, μ), Chondrus ocellatus (k şi μ), Gigartina stellata (λ, k, μ), Gigartina pristillata, acicularis, radula (λ, k, μ), Euchema spinosum (i şi ± υ), Euchema cottoni (k şi μ), Hypnea mucifornus (k şi μ), Iridaea flaccida (λ, k, μ).

Producerea industrială a caragenanilor (fig.2.2) se bazează pe două proprietăţi ale acestuia:

solubilitatea lor în apă caldă; insolubilitatea în alcool izopropilic.

În cazul Euchema cottonii, filtratul este gelificat cu KCl după care gelul este presat.Din punct de vedere chimic, caragenanii sunt formaţi din unităţi de galactoză

sulfatală. Există trei tipuri de caragenani: kappa (k) conţine o grupă sulfat la două unităţi de galactoză; iotă (i) conţine două unităţi sulfat la două unităţi galactoză; lamelda (λ) conţine trei unităţi sulfaţi la două unităţi galactoză.

Cu cât gradul de sulfatare este mai mare, cu atât este mai bună solubilitatea caragenanului în apă rece.

Caragenanii prezintă proprietăţi diferite: Fracţiunea bogată în lambda se comportă ca substanţe de îngroşare la rece,

moleculele de λ caragenan neavând tendinţa de asociere. Fracţiunea bogată în iotă produce gel în apa caldă, gelul având proprietăţi

coezive şi elastice. Fracţiunea kappa produce gel în apa caldă, gelul fiind ferm şi strălucitor.

În cazul acestor două fracţiuni de caragenani moleculele se pot agrega cu formare de helix dublu. Ambele fracţiuni sunt agenţi de solidificare.

Caragenanii acţionează sinergetic cu guma caruba şi cu proteinele.Formarea gelului cu iota - caragenan are loc la răcirea soluţiei încălzite, în care

caz macromoleculele se asociază spontan prin intermediul zonelor de joncţiune. Gelul obţinut este elastic şi foarte transparent. Gelul poate fi distrus prin agitare dar se reface la repaos. Această proprietate tixotropică este folosită într-o varietate de aplicaţii.

Formarea gelului cu kappa - caragenan implică prezenţa ionilor de K+ care se hidratează şi pătrunde în interiorul helixului, neutralizând parţial grupările sulfat. În acest fel, helixul dublu se poate agrega cu alte helixuri duble. Efectul de agregare al K+

cauzează întărirea gelului, contractarea acestuia şi expulzarea apei, ceea ce conduce la sinereză şi la opacitatea gelului.

Formarea gelului cu k-caragenan şi caruba. Regiunile nesubstituite, formate din unităţi de manoză din gumă caruba pot interacţiona cu helixul dublu al kappa caragenanului cu formare de gel elastic transparent, care au tendinţa de sineroză redusă.

Caragenanul are o încărcare electrică negativă datorită prezenţei grupărilor sulfat. Datorită acestui fapt, cargenanul se poate lega electrostatic de proteinele cu încărcătură electrică pozitivă. Aceste proteine pot precipita când pH-ul este adus la punctul izoelectric.

42

Page 43: Curs Aditivi Examen

Interacţiunea dintre caragenan şi cazeină se datorează formării complexului electrostatic, care conduce la absorbţia k sau i-caragenan, la Soluţiile de k şi i-caragenan 0,5% au o comportare diferită în lapte.

Producţia de acid alginic se bazează pe două proprietăţi: alginaţii de sodiu şi potasiu sunt solubili în apă; acidul algenic şi alginatul de calciu sunt puţin solubili în apă.

O bună solubilizare a alginaţilor poate fi obţinută dacă: se foloseşte un mediu de extracţie liber de ioni de calciu; se inhibă reacţia dintre Ca2+ şi alginat prin:

o sechestrarea ionilor de calciu;o inhibarea temporară prin agitare şi temperatura de 60-70oC.

împiedicarea contactului dintre alginati şi calciu printr-o peliculă de grăsime.

În prezenţa calciului, hidratarea pulberii de alginat este redusă, are loc reacţia cu Ca2+ a alginaţilor şi se formează cocoloaşe. Din punct de vedere chimic alginaţii sunt săruri ale acidului alginac şi alginic, aceştia din urmă fiind polizaharide formate din unităţi de acizi hexuronici.

Acidul alginic este un policeronid format din unităţi de acid β – D – manuronic şi acid α – L – guluronic. Acizii amintiţi formează 3 tipuri de “blocuri”:

bloc omogen de acid manuronic: bloc omogen de acid guluronic: bloc cu secvenţă alternativă:

De remarcat că raportul dintre acidul manuronic şi guluronic, precum şi repartiţia secvenţială a acestora de-a lungul lanţului poliglucidic cu masă moleculară cuprinsă între 20.000 şi 300.000, depinde de originea extractului alginic.

Cu ajutorul alginaţilor se poate: mări vâscozitatea mediului dacă acesta este lipsit de

calciu, vâscozitatea soluţiei fiind dependentă de doza de alginat, lungimea lanţului poliglucidic, temperatură;

forma un gel, atunci când soluţia conţine calciu, gelul respectiv fiind tare, coeziv şi termorezistent.

Formarea de gel poate avea loc:a) în condiţii de mediu neutru:b) în condiţii de mediu acid: Alginaţii sunt folosiţi pentru: obţinerea de smântână şi frişcă; creme desert; amestec pentru creme desert; brânzeturi topite; îngheţată; creme pentru produse de patiserie şi cofetărie; sosuri (Béchamel); produse restructurate din carne, fructe, vegetale, peşte.

Extracte din seminţe – galactomaniSeminţele unor plante leguminoase conţin galactomani care se obţin după

tehnologia prezentată în figură 2.12.

43

Page 44: Curs Aditivi Examen

Guma guar este extrasă din endospesmul seminţelor de Cymopsis tetragonolobus, plantă cultivată în Pakistan, India şi Statele Unite. Guma guar este formată din lanţuri liniare de unităţi de β-D-manoză legate 1,4 având şi catene laterale din α-D-galactoză legate 1,6. Raportul manoză/galactoză este de 2/1 galactoza fiind distribuită regulat de-a lungul lanţului de manoză. Moleculele de galactoză menţin lanţurile liniare îndepărtate, prevenind astfel formarea de gel.

Guma Guar este solubilă la rece, vâscozitatea soluţiei fiind de 1000 – 6000cp. Este sensibilă la temperaturi ridicate (autoclavare) şi în condiţii acide. Acţionează în sinergism cu guma xanthan, în care caz vâscozitatea sistemului creşte. Se utilizează ca hidrocoloid pentru îngrăşare în produsele cu pH acid sau acide, sosuri, îngheţată, şerbeturi, produse de panificaţie şi paste, produse sub formă de pulbere.

Guma caruba denumită şi guma din fasole locust se obţine din seminţele de Ceratonia siliqua care se cultivă în bazinul mediteranean. Guma caruba este formată dintr-un lanţ liniar de unităţi de β-D-galactoză legate 1,6. Galactoza nu este distribuită uniform de-a lungul lanţului liniar, existând porţiuni substituite şi nesubstituite.

Guma Caruba este solubilă în apă la temperatura de 80-90oC, vâscozitatea soluţiei 1 % fiind 2000-3500 cp.

Se utilizează ca substanţă de îngroşare, dar în combinaţie cu guma xanthan sau caragenan bogat în fracţiunea kappa se foloseşte şi la obţinerea de geluri.

Principalele aplicaţii practice sunt următoarele: geluri lactate (în combinaţie cu caragenanii); geluri de apă deşert (în combinaţie cu caragenanii); îngheţată (în combinaţie cu caragenanii şi alginaţii); produse în conserve (în combinaţie cu caragenanii); preparate din fructe ( în combinaţie cu pectinele); produse de panificaţie.Prin combinare cu k-caragenan guma caruba produce geluri cu textură elastică,

fără sinereză.Extracte din subproduse vegetale – pectinele

Sursele de pectine comerciale sunt: borhotul de mere (15 % pectine faţă de su); coaja de portocale (25 % pectine faţă de su); coaja de lămâie maturizată (35 % pectine faţă de su); coaja de lămâie verde ( 50 % pectine faţă de su).

Cu ajutorul pectinelor LM se pot forma geluri, factori care influenţează formarea gelurilor fiind:

factori intrinseci: gradul de esterificare şi distribuţia grupărilor esterificate, gradul de amidare, masa moleculară, grupările acetil, conţinutul în rhaninoză, conţinutul în substanţe de însoţire.

factori externi: pH, conţinutul de zahăr, sursa de Ca2+ şi concentraţia Ca2+, stresul mecanic, viteza de răcire, temperatura de turnare.

Şi cu ajutorul pectinelor puternic metoxilate se pot forma geluri, condiţiile necesare fiind:

intrinseci: DE, masa moleculară, prezenţa zaharurilor neutre, grupările acetil, prezenţa raminozei, prezenţa materialului străin;

44

Page 45: Curs Aditivi Examen

extrinseci: pH, conţinutul de zahăr şi calitatea acestuia, acidifierea, timpul de fierbere, viteza de răcire.

Mecanismul de formare a gelului cu pectine puternic metoxilate implică formarea legăturilor de hidrogen şi interacţiuni hidrofobice, care favorizează formarea reţelei tridimensionale a gelului. Condiţiile de formare a gelului sunt: substanţa totală solubilă, minime 60oBrix, zahărul având rolul de a reduce aw, aciditatea mediului trebuie să asigure un pH < 3,5. Aciditatea face să scadă repulsia electrostatică dintre lanţurile de pectină HM. Gelul format cu pectina HM este netermoreversibil şi tăria lui depinde de:

valoarea pH-ului (fig. 2.22); valoarea Brix-ului (fig. 2.23).

Pectinele au o largă utilizare ca: agenţi de gelificare în gemuri, jeleuri, bomboane-jeleu (se utilizează

pectine HM şi LM); agenţi de stabilizare: HM în produse lactate acide şi LM în preparate de

fructe; agenţi de îngroşare: HM în băuturi; LM în preparate din fructe şi sosuri.

Exudratele din planteGuma arabică sau guma Acacia este reprezentantul cel mai important. Guma

arabică este formată dintr-un lanţ principal de β-D-galactoză legat 1,3, unele unităţi de β-D-galactoză fiind substituite în C6 cu ramificaţii ce conţin β-D-galactoză, arabinoze şi acid D-galacturonic.

Guma Karaya sau sterculia, este un poliozid acid şi acetilat (8% grupări acetil şi 37 % resturi de acid uronic. Principalele elemente ale macromoleculei sunt D-galactoză, raminoză şi acidul D-galacturonic.

Guma Adragante sau tragacante este un amestec de doi polimeri: primul este acidul tragacantic care reprezintă 60-70% din total şi este un polimer de acid D- galacturonic, care are D-galactoză, D-xiloză şi puţină L-raminoză, cel de-al doilea polimer, denumit tragacantină este un arabinogalactan foarte ramificat, lanţul principal fiind format din unităţi de D-galactoză, iar ramificaţiile din unităţi de L-arabinoză.

Guma Ghatti este un polimer ramificat constituit din unităţi de D-galactoză, D- manoză, L-arabinoză şi acid D-glucuronic.

Poliozide de origine microbianăDin această grupă de gume fac parte:Guma Xanthan care este un poliozid extracelular produs prin fermentarea

aerobică a unui substrat glucidic de către Xanthomonas campestris la pH de 6-7,5 şi temperatură de 18-31oC. Din mediul fermentat guma se recuperează prin precipitare cu alcool etilic, după care este uscată şi măcinată. Bacteria este menţinută în stare liofilizată şi este activată prin inoculare într-un mediu ce conţine carbohidraţi fermentescibili, sursă de azot şi săruri minerale. După dezvoltarea culturii este utilizată pentru inocularea substratului aflat în fermentatoare.

Din punct de vedere chimic, xanthanul este un heteropolizaharid cu greutate moleculară mare, monozaharidele prezintă în xanthan fiind: β-D-glucoză, α-D-manoză şi acid α-D-glucuronic. Lanţul principal este format din unităţi de β-D-glucoză, iar lanţul lateral constă dintr-un trizaharid format din manoză, acid glucuronic şi manoză terminală care poate lega acid piruvic între C4 şi C6. Gradul de aciditate este > 50. Prezenţa lanţului

45

Page 46: Curs Aditivi Examen

lateral anionic în molecula xanthanului conduce la îmbunătăţirea hidratării şi a solubilizării la rece a hidrocoloidului.

Xanthanul este stabil termic şi la aciditate, este tolerant la NaCl şi stabil la congelare/decongelare. În sinergism cu guma caruba, xanthanul formează geluri, a căror tărie este dependentă de raportul xanthan/guma caruba.

Principalele aplicaţii ale xanthanului sunt la: obţinerea dressingurilor pentru salate; obţinerea dressingurilor acide pentru salate; pasta de dinţi; cosmetice; produse pentru curăţare; pictură.

Guma Gellan este un poliozid extracelular produs prin fermentarea aerobică a unui glucidic cu Pseudomonas elodea, la pH = 7,0 şi temperatură 30oC.

Guma gellan se prezintă sub două forme: o formă nativă acetilată; o formă nesubstituită (neacetilată).

Forma nativă reprezintă o macromoleculă liniară la care se repetă un tetrazaharid format din glucoză + acid glucuronic + glucoză + rhaminoză. Circa 50 % din unităţile ce se repetă poartă un grup acetil esterificat la C6 al unei molecule de glucoză. Aceiaşi unitate de glucoză este esterificată în C2 de către L-glicerat.

Derivaţii celulozeiDerivaţii de la celuloză sunt reprezentaţi de carboximetil celuloză, hidroxi-

propilceluloză, metilceluloză, hidropropil-metilceluloză şi celuloză microcristalină obţinută prin hidroliza acidă a fibrelor vegetale. Cu excepţia celulozei microcristaline, toate celelalte celuloze se obţin prin eterificarea celulozei, eterificare care le conferă proprietăţile de îngroşare. Metilceluloza poate şi gelifica sub efectul căldurii dar se lichefiază la răcire.

Amidonul şi derivaţii săiAmidonul este un polizaharid de rezervă al plantelor, fiind şi un hidrocoloidul

utilizat datorită proprietăţilor sale funcţionale şi a preţului de cost scăzut. În stare nativă, amidonul există ca sferulite insolubile sau ca granule care au formă caracteristică şi dimensiuni variate, în funcţie de originea botanică. Conţine două componente şi anume amiloză şi amilopectină:

amiloza este reprezentată de un lanţ format din unităţi de α-D-glucoză legate 1-4 glicozidic şi conţine 250-350 unităţi de glucoză, iar lanţurile lungi fiind răsucite în α-helix.

amilopectina, este puternic ramificată, este formată din unităţi de α-D-glucoză legate 1-4 glicozidic, se ataşează la întâmplare de amiloză prin legături 1-6 glicozidice, unităţile conţin 25-30 resturi de glucoză, numărul total de resturi de α-D-glucoză din moleculă fiind de circa 1000.

Amidonul nativ este insolubil în apă rece, uşor dispersabil şi absoarbe 25-30% apă (amidonul de porumb şi de grâu). Prin încălzirea suspensiei de amidon la temperaturi de 50- 65˚C, granulele de amidon încep să se umfle şi absorb o cantitate mare de apă, la temperatura de 60˚C amidonul de porumb absoarbe 300% apă. În acelaşi timp granulele

46

Page 47: Curs Aditivi Examen

îşi pierd birefringenţa şi din granula de amidon trec în soluţie molecule de amidon solubil, deşi granulele sunt încă intacte, în intervalul de temperatură 50-65˚C are loc o umflare moderată ale acestora. Prin încălzire în continuare, granulele de amidon se umflă la maximum şi în final, când se atinge o temperatură critică de gelatinizare, granulele de amidon cele mai umflate se dezintegrează eliberându-se amiloză şi amilopectină. Umflarea granuleleor de amidon este îsoţită de creşterea vâscozităţii fluidului. De remarcat că gelificarea amidonului nu are loc la o temperatută fixă ci într-un interval mai mult sau mai puţin larg de temperatură. Prin răcirea dispersiei de amidon gelificat se formează gelul de amidon care constă într-o reţea tridimensională formată din lanţurile de amiloză unite prin legături de hidrogen prin intermediul apei.

Amilopectina, fiind puternic ramificată, împiedică asocierea fizică dintre moleculele de amidon şi prin urmare împiedică formarea gelului. Gelurile de amidon pot fi rapid distruse prin amestecare, fiind deci geluri tixotropice. Dacă după amestecare fluidul se lasă în repaus, gelul se formează din nou, iar la o depozitare îndelungată a gelului, poate avea loc fenomenul de sinereză.

Amidonul modificatModificarea amidonului este posibilă deoarece resturile de glucoză din amiloză şi

amilopectină conţin trei grupări OH, din care una primară în poziţia 6 şi altele două secundare în poziţiile 2 şi 3, care pot fi esterificate şi eterificate. De asemenea, legăturile α-1,4 pot fi rupte, obţinându-se produşi cu masă moleculară mai mică. Modificarea amidonului se fac în scop reologic, de stabilizare şi pentru conferirea unor caractere specifice. Proprietăţile reologice pot fi modificate prin:

depolimerizare (dextrinizare, fluidificare şi oxidare); reticulare.

Stabilizarea se realizează prin reducerea numărului de grupări OH libere care favorizează retrogradarea şi anume prin reacţii de esterificare şi eterificare. Caracterele specifice sunt conferite de anumite reacţii care conduc la obţinerea de amidon anionic, cationic etc.

Amidon pregelificat.Se obţine prin uscarea pe valţuri a unei suspensii de amidon cu concentraţie de

40-44%. În procesul de pregelatinizare are loc o distrugere a granulelor de amidon hidratate şi o reasociere moleculară. Amidonul pregelatinizat se foloseşte la produsele alimentare la care se cere o capacitate de îngroşare sau de reţinere a apei. Acest tip de amidon se utilizează la obţinerea de:

budinci pe bază de lapte; checuri unde ajută la absorbţia de apă şi la reţinerea aerului, producând

un miez mai moale şi cu volum mare, umpluturi pentru prăjituri la care controlează creşterea cristalelor de

zahăr; agent de legare în carne; agent de îngroşare în sosuri.

Amidon depolimerizat. În această categoria sunt cuprinse acele produse care dau dispersii cu vâscozitate

mai mică decât amidonul intact. Se cunosc trei tipuri principale de amidon depolimerizat: dextrinele; amidonul fluid;

47

Page 48: Curs Aditivi Examen

amidonul oxidat.Dextrina cunoscută sub denumirea de gomelină, coleină, amidon torefiat, gumă

britanică, gumă de amidon, gumă indiană, amidină, gumă artificială, este un produs macromolecular obţinut prin degradarea parţială a amidonului. Ea poate fi clasificată în funcţie de:

culoare: albă, galbenă, brună; gradul de transformare al amidonului: înalt, mediu, scăzut.

În practică, dextrina este un amestec de polizaharide cu masă moleculară diferită, care dau culoare diferită cu iodul: amilodextrine, eritrodextrine, acrodextrine, maltodextrine, însoţită de o parte din amidon şi mici cantităţi de maltoză, izomaltoză şi glucoză. Dextrina se poate obţine industrial pe trei căi:

prin torefierea amidonului; prin acţiunea acizilor şi a căldurii asupra amidonului; pe cale enzimatică.

Amidonul fluid este amidonul la care depolimerizarea este catalizată de ionii H+, reacţia având loc pe amidon în faza apoasă.

Amidonul oxidat se obţine prin oxidarea amidonului cu hipoclorit de sodiu 0,5% la un pH de 8-10 şi la o temperatură controlată.

Amidonul reticulat conduce la: definirea profilului reologic; reducerea sensibilităţii în mediu acid; ameliorarea comportării la temperaturi ridicate (sterilizare) şi scăzute

(congelare, decongelare).Amidon stabilizat prin introducerea de grupe ester sau eter în molecula

amidonului, se poate stabiliza vâscozitatea dispersiilor, chiar la temperaturi scăzute.Derivaţii amidonului se obţin pe două căi:

prin reticulare, când se întăreşte coeziunea granulei de amidon şi se asigură o bună stabilitate la curgere, la pH scăzut şi la temperatură, sunt de două tipuri:

o adipaţi de diamidon sunt obţinuţi prin tratarea unei suspensii apoase de amidon cu un amestec de anhidridă adipică – acetică în mediu uşor alcalin;

o fosfaţi de diamidon sunt obţinuţi prin tratarea suspensiilor de amidon în mediu alcalin cu oxiclorură de fosfor sau trimetafosfat de sodiu, iar gradul de reticulare este redus.

prin eterificare când se limitează riscul retrogradării amidonului (amidonuri substituite), sunt obţinute prin esterificare sau eterificare, iar reactivii utilizaţi sunt anhidride acetice pentru esterificare iar derivaţii obţinuţi sunt reprezentaţi de acetaţi, oxidul de propilen sau tripolifosfaţii pentru eterificare. derivaţii obţinuţi sunt reprezentaţi de acetaţi, în primul caz şi de hidroxi propil amidon şi fosfaţi de amidon, în cel de-al doilea caz.

Proprietăţile poliozidelorSolubilitatea în apă depinde de structura chimică a poliozidelor. Astfel,

moleculele liniare neutre (celuloza, amiloza) sunt dificil de solubilizat, fenomen datorat interacţiunilor puternice între macromolecule care definesc zonele cristaline foarte dense,

48

Page 49: Curs Aditivi Examen

greu accesibile moleculelor de apă. Dextranul, care are şi el o structură liniară, este mai flexibil datorită legăturilor 1,6 şi în acest caz solubilitatea în apă este bună.

Galactomanii, care sunt tot molecule liniare neutre având legături 1,4 sunt parţial solubili în apă rece. Solubilitatea este consecinţa ramificaţiilor laterale, repartizate de-a lungul lanţului de manan.

Poliozidele care au încărcare electrică negativă sunt solubile în apă, atunci când sunt sub formă salină şi insolubile în apă dacă sunt sub formă acidă.

Conformaţie macromoleculelor în mediu apos Este esenţială pentru proprietăţile de îngroşare şi gelificare a macromoleculelor respective. Conformaţia poate fi: în pelote, rigidă, în helix.

Proprietăţile de îngroşare Diferă de la un poliozid la altul, fiind ridicate la guma xanthan, λ-caragenan, alginaţi, galactonanii. Este mai limitată la pectine şi amidon şi extrem de redusă la guma arabică. Proprietăţile de îngroşare se urmăresc prin măsurarea vâscozităţii unei soluţii apoase 1%.

Proprietatea de gelificare Formarea unui gel cuprinde 3 etape: starea de sol, când polimerul este în soluţie şi macromoleculele nu sunt

organizate unele în raport cu altele; starea de gel, care apare atunci când sunt asociate suficiente lanţuri pentru a

forma o reţea elastică; starea de gel rigid, când lanţurile de macromolecule devin foarte strânse în

reţeaua tridimensională. În această etapă poate începe sinereza gelului prin contractarea lui şi eliminarea de apă.

Mecanismul de gelificareEste în funcţie de tipul de poliozid şi deci de natura lui chimică, care determină

diferenţe între zonele de joncţiune sau punctele de joncţiune care sunt diferite şi implică: formarea de helixuri duble; dimerizarea anumitor secvenţe din macromolecule; agregarea ulterioară a primelor joncţiuni formate.

Condiţiile de formare a gelurilor cu poliozide Aceste condiţii de solubilitatea la rece/cald, temperatură şi gelificarea, afectează proprietăţile gelurilor, în ceea ce priveşte consistenţa, claritatea etc.

Substanţele pentru tratarea suprafeţelor produselor alimentare, pentru albire, limpezire şi stabilitate

Substanţele pentru tratamentul de suprafaţă al produselor alimentare sunt utilizate la:

protejarea suprafeţei unor fructe, în special citrice: ceara de Carnauba sau parafina în amestec cu antifungice, bifenil E 230, ortofenilfenol E 231, ortofenilfenolat de sodiu E 232, tiabendazol E 233, nizina E 234, natamicină E 235;

întărirea ţesuturilor superficiale ale unor fructe şi legume: carbonatul de calciu, acetatul de calciu, clorura de calciu, citratul de calciu, fosfatul de calciu, lactatul de calciu, sulfatul de aluminiu şi sulfatul de sodiu;

lustruirea unor tipuri de bomboane, ceara de albine, ceara de Carnauba, uleiul de vaselină, parafina;

glasarea orezului: uleiul de vaselină, talcul, fosfatul şi pirofosfatul de calciu;

49

Page 50: Curs Aditivi Examen

acoperirea suprafeţei brânzeturilor: parafina; acoperirea suprafeţei ouălor: uleiul, parafina, silicatul de sodiu sau de

potasiu, apa de var.Ceara de albine E 901, este constituită din palmitat de miricil, are culoarea

galben deschis, miros specific de miere, structură granulară, este insolubilă în alcool, la rece, solubilă în alcool, la cald şi în grăsimi. Albirea cerii se face pe cale chimică, cu ozon, peroxid de oxigen, cloruri, cărbune activ. Prezintă unele riscuri de reacţii alergice.

Ceara de Carnauba E 903, este un exudat ai porilor frunzei palmierului de ceară din Brazilia, este constituită de esteri ceroşi. Se prezintă sub formă de de bucăţi dure, puţin fragile, cu o culoare variabilă de la gri-verzui la galben, structură aproape cristalină şi miros caracteristic, este puţin solubil în solvenţi la rece şi prezintă solubilitate potrivită la cald, astfel la temperatura de 45oC este uşor solvabil în alcool etilic. Uneori produce reacţii alergice.

Uleiul de vaselină sau de parafină, este o categorie de ulei mineral supus unei rafinări înaintate în urma căreia sunt eliminaţi complet compuşii aromatici, astfel nu are nici gust şi nici miros.

Parafina E 905, este un amestec de hidrocarburi saturate, aciclice, solide la temperatura ambiantă, cu structura cristalină bine definită. Se obţine din petrol, prin distilarea uscată a lignitului, din şisturi bituminoase sau prin sinteză chimică din monoxid de carbon şi hidrogen. Parafina rafinată se prezintă sub formă de masă albă, translucidă, inodoră, insipidă, cu punct de topire între temperaturile de 48-70oC, este insolubilă în apă, greu solubilă în alcool etilic, se amestecă în orice proporţie cu grăsimile şi acizii graşi, cu cerurile, etc. Prezintă risc de reacţii alergice, prin inhibarea absorbţiei grăsimilor şi a vitaminelor liposolubile, sunt uşor laxative, în timp pot conduce la cancer intestinal.

Talcul E 553, este un silicat de magneziu hidratat, se prezintă sub formă de pulbere cristalină alb-verzuie, alb-cenuşie, galben-roşiatică sau brună. În foiţe subţiri este transparent sau translucid, are luciu sticlos sau sidefos, se zgârie cu unghia, este unsuros la pipăit. Prezintă risc de reacţii alergice şi poate produce cancer la stomac.

Fosfatul secundar de calciu hidratat E 341, este o pulbere albă, microcristalină, stabilă în aer, este inodor, insipid, puţin solubil în apă, solubil în acizi minerali, insolubil în alcool şi în soluţii amoniacale sau carbonatate. Produce tulburări ale tractului intestinal.

Pirofaosfatul de calciu, este incolor, insolubil în apă, solubil în acizi.Silicatul de sodiu şi silicatul de potasiu, sunt substanţe solubile în apă,

insolubile în alcool, cu puncte de topire ridicate.Hidroxidul de calciu E 526, ia naştere prin tratarea oxidului de calciu cu apa,

soluţia obţinută, apa de var, este puternic bazică. În cantităţi mici nu există reacţii adverse.

Carbonatul de calciu E 170, se găseşte în natură cristalizat în sistem hexagonal (calcită) sau rombic (aragonită). Se prezintă ca o pulbere microcristalină de culoare albă, fină, stabilă în aer, inodoră, insolubilă în apă şi alcool etilic, se dizolvă cu efervescenţă în acid acetic, acid clorhidric şi acid azotic. În industria alimentară se utilizează pentru obţinerea pastei de lustruire, ca substanţă de întărire a ţesuturilor vegetale şi a aluatului, pentru reglarea pH-ului, neutralizarea acidităţii vinurilor, optimizarea pH-ului pentru mediile de dezvoltare a drojdiilor, pentru colorarea de suprafaţă şi pentru fabricarea brânzeturilor deoarece furnizează calciu. Este inofensiv, în concentraţii mari determină

50

Page 51: Curs Aditivi Examen

flatulenţă, constipaţie, hemoroizi şi răni anale sângerânde. Concentraţiile mari pot favoriza, datorită solubilităţii sale, în timp, tulburări de comportament, dureri abdominale, slăbire musculară şi pietre la rinichi.

Acetatul de calciu anhidru E 263, se utilizează ca stabilizant în salamuri, ca antifungic şi antifilant în produsele de panificaţie, este inofensiv.

Clorura de calciu E 509 se poate găsi sub formă anhidră, cu masă poroasă sau bucăţi neregulate albe, inodore, solubilă în apă şi mai greu în alcool etilic, sau hidratată cu 2 molecule de apă, granule albe, dure, inodore solubile în apă şi alcool etilic, respectiv cu 6 molecule de apă, cristale incolore, inodore, gust amar, foarte solubile în apă şi etanol. Se utilizează ca stabilizant în laptele destinat fabricării brânzeturilor, de maximum 0,2g/kg, este inofensiv.

Peroxidul de benzoil, se prezintă sub formă cristalină, incolor, cu miros uşor de benzaldehidă, insolubil în apă, greu solubil în alcool etilic la rece dar solubil la cald. Se utilizează în amestec de 1:6 cu următorele substanţe sau cu toate: alaun potasic, sulfat de calciu, carbonat de magneziu, sulfat dublu de sodiu şi aluminiu, fosfat di- sau tricalcic, amidon, carbonat de calciu. Se foloseşte ca decolorant pentru laptele destinat fabricării unor brânzeturi şi frecvent pentru albirea făinii, când se transformă în acid benzoic care rămâne în pâine, doza zilnică admisibilă este de 5mg/kilocorp.

Peroxidul de hidrogen, lichid siropos, incolor, în stare pură prezintă risc de explozie, în comerţ se utilizează sub formă de soluţie apoasă 30% (perhidrol), se descompune uşor, sub acţiunea luminii, a căldurii şi a catalizatorilor. Se utilizează ca antiseptic în industria laptelui şi ca agent de albire pentru tutun, uleiuri, grăsimi, brânzeturi, paste de dinţi, săpun şi pentru albirea de suprafaţă a nucilor şi arahidelor decojite, etc.

Apa amoniacală şi apa hipocloritică, se obţin prin solubilizarea amoniacului şi a sărurilor acidului hipocloros, de Ca, Na, Mg, Al în apă. Sunt utilizate pentru albirea nucilor şi a arahidelor decojite.

Aplicaţii ale substanţelor pentru tratamentul de suprafaţă

Lustruirea drajeurilor este faza finală de fabricare a drajeurilor şi constă în acoperirea acestora cu un strat subţire care conţine ceară şi grăsime, obţinută prin frecarea drajeurilor între ele prin rostogolire, într-o turbină. Stratul de ceară şi grăsime este format din ceară de albine, parafină şi ulei de vaselină în părţi egale, care se topesc împreună, se amestecă bine şi se utilizează în stare lichidă sau sub formă de pastă, după răcire. El conferă produselor aspect comercial şi le măreşte rezistenţa la păstrare, ferindu-le de umezire.

Tehnica de lustruire constă în stropirea drajeurilor cu sirop de zahăr cu o concentraţie de 70-72%, cu substanţe reducătoare 2%, lichid sau pastă de lustruire şi talc, iar turbina se menţine în rotaţie timp de 20-30 minute. Consumul de materiale este: sirop de zahăr, 1kg/tonă, pastă de lustruit, 0,4 kg/tonă şi talc, 1kg/tonă.

Parafinarea brânzeturilor este operaţia care are drept scop menţinerea umidităţii şi protejarea brânzei faţă de microorganisme, iar condiţiile impuse sunt:

brânza să aibă coaja curată, zvântată; temperatura brânzei să fie între între 10-15oC; temperatura parafinei să fie între 135-140oC; imersarea timp de 3-4 secunde a bucăţilor de brânză în parafină.

51

Page 52: Curs Aditivi Examen

Acoperirea suprafeţei ouălor se utilizează pentru conservatea ouălor prin refrigerare, în scopul diminuării pierderilor de umiditate. Se realizează imersarea acestora în:

ulei de vaselină, ulei vegetal sau parafină topită, după care se scurg timp de 20-30 minute;

soluţie de silicat de sodiu sau de potasiu 5-10%, iar durata de păstrare poate ajunge la 10 luni;

apă de var, unde se menţin pe toată durata păstrării.Întărirea ţesuturilor fructelor şi legumelor. Ţesuturile vegetale, în timpul

tratamentelor termice sau în timpul păstrării produselor finite, îşi pierd fermitatea, devenind moi. Pentru a le întări textura, se utilizează săruri de calciu, care prin cedarea ionilor de calciu şi în prezenţa substanţelor pectice solubile, dau pectinaţii de calciu insolubili, care conferă structură fermă ţesuturilor vegetale, în funcţie de doza utilizată. Acest procedeu se aplică fructelor moi: căpşuni, zmeură, caise, prune, piersici precum şi tomatelor întregi, doza fiind de 200-1000mg/kg produs finit.

Aplicaţii ale substanţelor pentru limpezire şi stabilizareSubstanţele pentru limpezire şi stabilizare se utilizează produsele alimentare

lichide, pentru vinuri şi bere. Limpezirea se realizează prin cleire, care constă în adăugarea unor substanţe numite cleiuri care, prin coagulării şi floculării antrenează particulele în suspensie. Substanţele de cleire cu o sarcină pozitivă contribuie la neutralizarea sarcinii electrice negative a coloizilor, care acestfel pot fi antrenaţi în procesul de sedimentare.

Coagularea poate avea loc sub influenţa taninului, gelatină, albumină de ou sau sub influenţa acidităţii şi a alcoolului, cazeină, clei de peşte. În cazul vinurilor albe, în care există puţin tanin, este recomandată folosirea cazeinei şi a cleiului de peşte deoarece folosirea gelatinei şi a albuminei din ou poate să ducă la supracleire, care produce tulbureală.

Substanţele de limpezire por fi: de natură proteică, gelatina, ihtiocolul sau cleiul de peşte, laptele

integral, laptele degresat, cazeina, sângele proaspăt şi sângele praf, albumina din sânge, albumina din ou;

de natură neproteică organică sau anorganică: polivinilpolipirolidona, caolinul, bentonita, cărbunele activ, kieselgurul, silicagelul.

Substanţele de stabilizare sunt: dioxidul de sulf, acidul ascorbic, acidul sorbic, ferocianura de potasiu, acidul citric, betonina, acidul metatartric, fitaţii alcalinoteroşi, acidul tanic, EDTA.

Cleiul de peşte, se obţine din vezicile înotătoare ale peştilor. La folosirea cleiului pentru limpezirea berii şi a vinului, acesta se spală de trei ori cu apă rece şi apoi se îmbibă în apă acidulată cu acid citric, acid tartric sau acid sulfuros, care favorizează extragerea proteinelor solubile având sarcină electrică pozitivă.

Pentru limpezirea vinurilor albe se foloseşte 1,5-2g/hl clei de peşte, soluţie acidulată 1%. Din cauza densităţii mici a flocoanelor formate, acestea se sedimentează greu şi dau depozite voluminoase care aderă la pereţii vasului, iar pentru îndepărtarea flocoanelor sunt necesare uneori două pritocuri, alfel se ajunge la colmatarea filtrelor.

Pentru limpezirea berii se recomandă doze de 6-8g/hl clei de peşte, omogenizarea cleiului în masa berii se realizează prin barbotare de dioxid de carbon. Uneori, limpezirea

52

Page 53: Curs Aditivi Examen

cu clei de peşte este cuplată cu limpezirea cu alginaţi sau silicagel care îndepărtează coloizii cu sarcină pozitivă.

Sângele pentru a putea fi folosit trebuie stabilizat, se stopează procesul de coagulare, se folosesc anticoagulanţi ca: citratul de sodiu, fibrisolul, NaCl, pirofosfatul de sodiu. Pentru conservare de lungă durată sângele se usucă prin pulverizare.

Sângele ca atare, sângele praf şi albumina din sânge se utilizează şi pentru cleirea vinurilor. Utilizarea sângelui ca atare, în proporţie de 0,5-2g/hl, are un puternic efect decolorant, cu bune rezultate în tratarea vinurilor albe, pătate, brunificate. Sângele praf se foloseşte în proporţie de 10-15g/hl, pentru vinurile albe şi în proporţie de 15-25g/hl, pentru vinurile roşii, iar asociate cu un adaos de 5-10% cărbune, este un bun dezodorizant, fiind şi un clei rapid care se pretează la vinurile tinere, astringente. Albumina din sânge are capacitatea de limpezire şi dezodorizare, fiind recomandată pentru cleirea vinurilor albe şi roşii, însă nu în cazul vinurilor aromate. Flocularea cu albumină din sânge nu este dependentă de pH, iar prezenţa unei cantităţi reduse de tanin nu provoacă supracleirea. Albumina praf se utilizează în proporţie de 20-50g/hl, la vinurile albe şi 110g/hl, la vinurile roşii.

Polivinilpolipirolidona E 1202, se utilizează ca stabilizator coloidal. În industria alimentară se foloseşte la limpezirea berii şi a vinului prin adsorbţie, acţionând asupra substanţelor tanante şi substanţelor antocianice. Se prezintă sub formă de pulbere albă, higroscopică, se foloseşte sub formă de soluţie apoasă cu concentraţia 4% şi nu are efecte negative.

Polivinilpirolidona E 1201 şi polivinilpolipirolidona E 1202, se folosesc şi ca aditivi în suplimentele alimentare dietetice în formă de tablete şi ca suporturi pentru îndulcitori.

Caolinul E 559, care este un silicat de aluminiu hidratat, iar componentul principal al caolinului este caolinitul. Este o pulbere albă, foarte fină, insolubilă în apă sau în acizi diluaţi, se foloseşte ca agent de limpezire, în cazul vinului sub formă de suspensie, în proporţie de 100g/hl. La vinurilor albe este utilizează pentru eliminarea excesului de clei animal care dă supracleire, este indicat pentru evitarea pierderii limpidităţii şi culorii vinurilor datorită aerului încorporat, casarea oxidativă. Nu se cunosc efectele asupra sănătăţii.

Bentonitele E 558 sunt argile coloidale native formate dintr-un amestec de silicaţi de aluminiu, conţinând cantităţi variabile de oxizi de Ca, Mg, Fe şi alcalii. Se prezintă sub formă de pulberi foarte fine, de culoare gri-gălbuie, verde sau roz în funcţie de impurităţile pe care le conţin. Datorită caracterului lor coloidal şi sarcinii electronegative au capacitatea de a adsorbi proteinele cu masă moleculară mare, care contribuie la apariţia tulburelii. Nu se cunosc efectele asupra sănătăţii.

Tratamentul cu bentonite, aplicat vinurilor roşii şi unor vinuri speciale, dă rezultate mai bune când este asociat cu cleirile clasice. Prin bentonizare, vinul nu se mai tulbură la încălzire deoarece scade conţinutul de azot total. Se măreşte rezistenţa vinului la casa cuproasă, dar nu şi la cea ferică, şi se micşorează fracţiunea coloidală a substanţelor colorate din vinurile roşii. Nu se recomandă pentru tratamentul la vinurile aromate sau evoluate, cărora le diminuează aroma. Se folosesc doze de 25-150g/hl, pentru vinurile roşii şi 20-50g/hl, la vinurile albe. Bentonita se foloseşte sub formă de soluţie apoasă 10% care se prepară cu apă caldă cu 24 de ore înainte de utilizare.

În cazul berii, se adaugă în proporţie de 50-250g/hl, doze mai mari fiind recomandate pentru berea pasteurizată. Tratamentul cu bentonită micşorează mult conţinutul de azot coagulabil, dar conduce la:

53

Page 54: Curs Aditivi Examen

la deschiderea culorii prin reducerea conţinutului de antocianogene;

la diminuarea conţinutului de substanţe amare, gustul berii devine mai uşor, mai gol;

la scăderea stabilităţii spumei. Cărbunele activ se obţine din lemn sau cărbune din lemn, turbă sau lignit, nuci

de cocos, sâmburi de piersici, oase, sânge etc. Se caracterizează prin conţinut ridicat de carbon, porozitate mare şi suprafaţă internă foarte mare, ceea ce-l face apt pentru reţinerea unor substanţe străine prin adsorbţie şi condensare capilară.

În industria alimentară, cărbunele activ sub formă de granule, se utilizează pentru dezodorizarea, epurarea şi decolorarea apei, soluţiilor apoase de alcool etilic, uleiurilor şi grăsimilor. Cărbunele activ pulbere se utilizează pentru tratarea apei şi pentru decolorarea: soluţiilor de zahăr din trestie şi sfeclă, glucozei, zahărului de amidon, dextrozei, uleiurilor, acidului glutamic, gelatinei, pectinei, hidrolizatelor proteice. Preparatele pe bază de cărbune activ sunt folosite mai rar pentru stabilizarea berii şi a vinului, deoarece nu au acţiune adsorbantă selectivă şi pot conduce la modificarea însuşirilor senzoriale ale produselor.

Kieselgurul denumit şi pământ de diatomee, pămânţel, făină fosilă, este o rocă silicoasă formată din cochilii de diatomee. Are culoarea alb, cenuşiu, cenuşiu închis spre brun şi porozitatea ridicată de 80-90%. În industria alimentară se foloseşte la filtrarea, clarificarea şi decolorarea lichidelor, ca suport şi vehiculator de catalizatori.

Silicagelul, este coloidul acidului silicic cu structura extrem de poroasă care posedă o mare putere adsorbantă. Silicagelurile insolubile în apă au o mare putere de adsorbţie pentru proteinele cu moleculă mare din bere, selectivitatea şi capacitatea de adsorbţie depinzând de mărimea particulelor şi de suprafaţa efectivă de contact cu berea. Tratamentul cu silicagel nu înrăutăţeşte stabilitatea spumei, nu modifică conţinutul de substanţe amare, culoarea berii şi plinătatea gustului. Deoarece nu se hidratează, pierderile de bere sunt mult mai mici decât la tratamentul cu bentonită, faţă de care se poate utiliza complementar, adică se adaugă bentonită 100g/hl la depozitarea berii, iar în continuare se adăugă silicagel, în proporţie de 80-100g/hl înainte de filtrare. Poate fi combinat cu tratamentul cu acid ascorbic.

Acidul ascorbic E 300, acţionează ca agent de stabilizare a vinurilor şi a berii. În vin acţionează prin împiedicarea oxidării fierului, casarea ferică, în cazul unui început de casare ferică, limpezeşte vinul, iar substanţele de aromă şi prospeţime sunt conservate. Cele mai bune rezultate se obţin la vinurile spumante, fiind eficace ca reducător în prezenţa dioxidului de sulf liber, iar cantitatea maximă admisă este de 100mg/l. Este recomandat ca şi antioxidant pentru bere.

Acidul metatartric, este un inhibitor puternic al cristalizării tartraţilor, în special al tartratului acid de potasiu şi calciu. În doză de 100mg/l, introdus în vinurile tinere, formarea cristalelor este imposibilă pentru mai multe luni.

Acidul tartric, are acţiune de stabilizare, datorată capacităţii sale de a precipita proteinele sub formă de complecşi. Dozele variază între 2 şi 10g/hl, un exces de acid tanic în bere îi conferă un gust astringent şi poate înrăutăţi stabilitatea spumei, de aceea tratamentul se aplică numai berii nefiltrate.

54

Page 55: Curs Aditivi Examen

Aldehida formică, se utilizează pentru stabilizarea berii datorită capacităţii de a reacţiona cu anumiţi precursori ai tulburelii, cum ar antocinogenele. Se utilizează la operaţia de plămădire, ca adaosuri de 100-500mg aldehidă formică/100kg măciniş.

Îndulcitorii-edulcoranţiiÎndulcitorii-edulcoranţii sunt substanţe sau amestecuri de substanţe de origine

naturală sau sintetică cu proprietatea de a conferi gust dulce alimentelor ce le conţin.Puterea de îndulcire este raportul dintre concentraţia de zaharoză dintr-un mediu

oarecare şi concentraţia de edulcorant care dezvoltă un gust dulce de aceeaşi intensitate, în acelaşi timp:

Nivel actual al cunoştinţelor face imposibilă prezicerea exactă a gustului unei anumite substanţe. Gustul dulce este perceput datorită combinării unei molecule cu o anumită formă, mărime şi polaritate, cu o componentă glico-proteică din membrana plasmatică a celulelor receptoare din mucoasa bucală. În urma acestui proces se modifică potenţialul electric al membranei celulare şi se activează un neurotransmiţător responsabil de percepţia gustului dulce.

Îndulcitorii se clasifică în: îndulcitori naturali (nenutritivi şi nutritivi); îndulcitori sintetici.

Îndulcitori naturali nenutritivi (cu putere calorică mică)Se utilizează în industria alimentară pentru realizarea de produse alimentare

speciale, cu gust dulce, pentru bolnavii de diabet, sau pentru unele produse cu conţinut caloric mic, care intră într-o serie de diete. Se utilizează pentru stabilitatea termică, pentru înlocuirea glucidelor care tind să se caramelizeze, stabilitatea microbiologică, higroscopicitatea redusă şi în unele cazuri pentru proprietatea de potenţa arome. Aceste sunt:

Curculina este o proteină extrasă din fructele de Curculigo latifolia cu masa moleculară de peste 10000. Are o putere de îndulcire de 550 de ori mai mare decât o soluţie de zaharoză de concentraţie 6,8%, gustul dulce se dezvoltă lent şi durează câteva minute. Reapare dacă este consumată în apă şi se intensifică dacă este combinat cu o soluţie diluată de acid citric.

Filodulcina este un derivat al izocumarinei izolat din frunzele unor varietăţi de Hydragea, cu o putere de îndulcire de 400 de ori mai mare decât o soluţie de zaharoză de concentraţie 3%. Are un gust dulce persistent şi se foloseşte în mod curent în Japonia pentru îndulcirea ceaiului.

Glicirizina se extrage din rădăcina de lemn dulce. Potenţează gustul dulce al zaharozei care este îmbunătăţit prin asociere cu lactoză sau sorbitol. Poate provoca hipertensiune arterială, edeme care dispar după 3-4 săptămâni de la întreruperea consumului. Se utilizează în caramele, ciocolate, guma de mestecat, diverse siropuri şi pentru mascarea gustului sărat.

Miraculina extrasă dintr-un arbust tropical, se prezintă ca monomer sau dimer cu masă moleculară foarte mare, de 24 000 sau 43000, are stabilitate redusă. Gustul dulce apare în prezenţa unui acid.

Taumatina E 957, este termenul utilizat pentru trei proteine, taumatina 0, I şi II, extrase din fructele de Thaumatocus Danielli. Amestecul de taumatina I şi II este denumit

55

Page 56: Curs Aditivi Examen

talin, are o putere de îndulcire de 1400 de ori mai mare decât o soluţie de zaharoză, cu concentraţia 15%, persistă 10-20 minute de la ingerare. Se foloseşte la produse zaharoase, gemuri, îngheţată şi gumă de mestecat.

Îndulcitori naturali nutritiviZahărul sub această denumire de zaharoză comercială, de puritate înaltă,

cristalizată. În industria alimentară este utilizat pentru îndulcire, conservare, prin reducerea activităţii apei şi creşterea presiunii osmotice până la niveluri la care micoorganismele osmofile nu se mai pot dezvolta, conferirea de volum şi textură, reglarea umidităţii, formarea unor compuşi specifici de gust, aromă şi culoare, ca suport pentru diverse ingrediente sau aditivi.

Zahărul se comercializează sub diverse tipuri: zahărul cristal alb, cu puritate de 99,5% sau chiar mai mare; zahărul brun, obţinut prin cristalizare din siropuri cu puritate mai

redusă, se prezintă sub formă de cristale de culoare galben deschis şi brun, se utilizează pentru consum direct şi mai puţin în industrie;

zahărul melasat, obţinut prin acoperirea cristalelor de zaharoză cu siropuri având diverse purităţi, se aseamănă cu zahărul brun;

zahărul amorf, pulbere, nu are aplicaţii industriale semnificative; zahărul lichid, soluţii comerciale de zaharoză cu purităţi mai mari

de 99%, se dozează uşor, are încărcătură microbiologică redusă, necesită condiţii speciale de depozitare şi transport;

zahărul invertit sau mierea artificială, se obţine prin hidroliza chimică sau enzimatică a zaharozei, rezultă un amestec de glucoză, fructoză şi zaharoză, în diferite proporţii, cu următoarele avantaje:

se evită cristalizarea; are capacitatea de a reţine umiditatea; are stabilitate microbiologică bună; contribuie la reglarea gustului dulce şi a intensităţii

aromei; contribuie la îmbunătăţirea texturii prin reglarea

vâscozităţii; prezintă presiune osmotică crescută.

Siropurile pot fii: Siropul de palmier şi de arţar, se obţine din seva acestor plante. Seva

unor palmieri conţine zaharoză în procente de peste 10%, iar seva de arţar conţine 1-3% zaharoză de puritate ridicată. Aceste siropuri se concentrează până la 66-74% substanţă uscată, fiind destinate consumului direct.

Melasele sunt siropuri de zaharoză cu puritate relativ redusă. Se consumă direct sau în panificaţie, produse zaharoase, unele sosuri condimentate, etc. Gustul, culoarea şi aroma melaselor variază în game largi, astfel încât există:

melase sulfitate cu gust dulce, aromă tipică de sirop tratat termic utilizate în siropuri pentru consum direct, topinguri, unt de arahide, paste de fructe, produse alcoolice;

56

Page 57: Curs Aditivi Examen

melase pentru panificaţie cu gust dulce, aromă tipică de melasă, utilizate pentru prăjituri de fructe, produse de patiserie, brioşe;

melase pentru produsele zaharoase cu gust dulce moderat şi aromă puternică de melasă, utilizate pentru bomboane sticloase, caramele, alte produse zaharoase;

melase pentru produse aromatizate cu gust dulce, uşor picant utilizate pentru produse condimentate, fermentate, sosuri;

melase puternic aromatizate cu aromă puternică, utilizate pentru produse fermentate şi afânate chimic, sos de soia, tutun, produse de tip snack.

Mierea de albine variază în funcţie de natura florilor din care provine şi de condiţiile climaterice. Are un conţinut de zaharuri de 60-75% şi umiditatea de 16-18%. Sub un conţinut de zaharuri de 15% sau peste 18% umiditate, mierea are tendinţa de a se separa în straturi, cu formarea unui depozit de cristale. Este un produs de falsificare prin adaosul de: zahăr invertit, glucoză, hidrolizate de amidon, gelatină, coloranţi, chiar clei şi făinuri. Se utilizează în produse zaharoase şi produse de patiserie, se mai foloseşte la obţinerea hidromelului, produs obţinut prin fermentaţie alcoolică, a oţetului de mere şi miere, etc.

Îndulcitori din amidon în funcţie de gradul de conversie al amidonului se obţin: maltodextrine, dextroză, siropuri de glucoză şi/sau maltoză, oligozaharuri, izosiropuri. Se caracterizează prin echivalentul în dextroză DE, care reprezintă capacitatea reducătoare a unui hidrolizat al amidonului, exprimată ca dextroză D-glucoză chimic pură şi raportată procentual la substanţa uscată.

Maltodextrinele se obţin prin hidroliza parţială a amidonului, cu a - amilaze termostabile, până la atingerea unui grad de hidroliză de maxim 20%. Conţin oligozaharide şi polizaharide (91-99%), glucoză, maltoză, substanţe proteice. Sunt mai multe tipuri de maltodextrine în funcţie de gradul de hidroliză al amidonului 2-20%, se utilizează sub formă de siropuri concentrate sau sub formă de pulbere de culoare albă, obţinută prin uscarea acestora. Au gust neutru sau slab dulce, sunt solubile în apă la rece, au capacitate de îmbrunare şi higroscopicitate redusă, conferă consistenţă, împiedică cristalizarea şi prezintă o digestibilitate bună. Se utilizează în panificaţie, produse zaharoase, produse din lapte, produse pentru copii, produse deshidratate, suporturi pentru substanţe de aromă, hidrolizate proteice, edulcoranţi, vitamine, enzime.

Există aşa numitele maltodextrine formatoare de gel, cu proprietăţi compoziţionale şi funcţionale diferite de celelalte tipuri de maltodextrine şi care se folosesc ca înlocuitori de grăsimi în maioneze, dresing-uri, creme, îngheţată, umpluturi, produse lactate, produse din carne, materii auxiliare pentru uscare, hidrolizate albuminice, substanţe de aromă, stabilizatori băuturi şi în alimente nutritive uşor digerabile.

Siropul de maltoză se obţin prin hidroliza enzimatică a amidonului, utilizând b - amilaze cerealiere, a - amilaze fungice sau b - amilaze bacteriene. Conţinutul mare de maltoză, 79-80% a siropului se datorează utilizării simultane a enzimelor. Se caracterizează prin gust slab dulce, vâscozitate şi higroscopicitate redusă, capacitate mică de îmbrunare.

Siropul de glucoză se caracterizează printr-o valoare a DE mai mare de 20% şi se obţin prin hidroliză acidă şi/sau enzimatică. Se comercializează sub formă de siropuri sau

57

Page 58: Curs Aditivi Examen

sub formă deshidratată, având următoarele funcţii, dacă sunt menţinute la pH acid de 3,5-5,5:

reglarea gustului dulce şi a intensităţii aromelor; îmbunătăţirea texturii prin reglarea vâscozităţii şi a consistenţei; inhibarea cristalizării zaharurilor; scăderea punctului de congelare.

Se utilizează pentru produse zaharoase, produse din fructe, produse îngheţate, băuturi răcoritoare, produse dietetice.

Dextroza se obţine prin hidroliza amidonului printr-un procedeu enzimatic ce decurge în două faze:

lichefierea-dextrinizarea cu a-amilază bacteriană; zaharificarea cu glucoamilază fungică.

Hidrolizatul obţinut este purificat şi concentrat până la 87% substanţă uscată, după care:

se usucă prin pulverizare-cristalizare, obţinându-se o pulbere cristalină, numită zahăr total cu un DE de 96%;

se trece la cristalizare după o însămânţare prealabilă cu dextroză anhidră cristalină (0,2%) care constituie germeni de cristalizare, iar produsul se usucă obţinându-se dextroză anhidră;

se răceşte şi se supune cristalizării în vederea obţinerii dextrozei monohidratate, iar produsul este separat prin centrifugare, afânat, spălat şi uscat până la 10% umiditate.

Se utilizează pentru băuturi răcoritoare şi băuturi instant, deserturi instant, produse dulci, gumă de mestecat.

Izosiropurile, siropurile de fructoză, Materia primă folosită este glucoza, care se izomerizează enzimatic, cu glucozizomeraza, la fructoză. Se caracterizează prin higroscopicitate mare, fermentescibilitate mare, se amestecă uşor cu alţi îndulcitori, controlează cristalizarea zaharozei, sunt formatoare de textură, scad punctul de congelare, conferă gust dulce asemănător cu al zahărului invertit. Se utilizează în băuturi nealcoolice şi băuturi instant, produse de panificaţie şi de patiserie, produse pe bază de fructe, băuturi alcoolice şi produse zaharoase.

Lactoza este un diglucid de origine animală, constituit din galactoză şi glucoză legate b-D-(1,4) glicozidic, se prezintă sub mai multe forme, în funcţie de modul în care se realizează cristalizarea. Se utilizează în panificaţie, în produse dietetice sau lactate simulate, la obţinerea prin metode chimice sau enzimatice de diverşi alţi compuşi utilizaţi în industria alimentară cum ar fi: hidrolizatul de lactoză, lactuloza, lactitolul şi tagatoza.

Oligozaharidele prebiotice sunt formate din trei până la 10 unităţi de monoglucide şi îndeplinesc două condiţii esenţiale:

nu sunt atacate de sucurile gastrice, ajungând în colon şi sunt utilizate de bifidobacteriile din colon care inhibă sau suprimă activitatea bacteriilor de putrefacţie;

micşorează cantitatea de produşi toxici formaţi prin fermentaţie în colon.

Se obţin prin extracţie, sinteză chimică sau prin procedee enzimatice. Avantajele utilizării acestora sunt aceleaşi cu cele ale utilizării fibrelor alimentare, cu câteva diferenţe importante:

58

Page 59: Curs Aditivi Examen

nu au aceleaşi proprietăţi fizice, adică capacitatea de reţinere a apei, efect de volum, vâscozitate;

dozele suficiente sunt mici de 3g/zi; sunt complet solubile în apă; nu dau caracteristici texturale şi gust neplăcute; nu leagă substanţele minerale; sunt stabile şi uşor de utilizat în produsele alimentare.

Îndulcitorii sinteticiÎndulcitorii sintetici sunt din ce in ce mai prezenţi în produsele alimentare, în

unele ţări consumul lor depăşind limitele maxime admise. Dintre aceştia cei mai utilizaţi sunt:

Acetsulfam- K, are formula moleculară C4H4NO4KS, se prezintă sub forma unor cristale incolore sau a unei pulberi cristaline de culoare albă, solubilă în apă, gustul dulce se instalează rapid şi este apropiat de cel al zaharozei, la concentraţii mici. Se utilizează de multe ori în combinaţie cu aspartamul pentru a îndulci băuturile răcoritoare carbogazoase. Este prezent în guma de mestecat, produse zaharoase, de patiserie, produse lactate, în doze de maxim 5 mg/kilocorp.

Alitamul, are formula moleculară C13H24N3O4S, se prezintă sub forma unei pulberi cristaline, uşor solubile în apă. Caracteristic majorităţii băuturilor carbogazoase, stabilitatea sa este de 2-3 ori mai bună decât a aspartamului. Puterea de îndulcire este de 2000 de ori mai mare decât a unei soluţii de zahăr cu concentraţia 10%. Din punct de vedere tehnologic, poate fi utilizat în majoritatea produselor alimentare, inclusiv în cele tratate termic.

Aspartamul E 951 are formula moleculară C14H18N2O5, este o pulbere cristalină albă sau granulată, solubilă în apă şi alcool etilic. Nu se utilizează în produsele care suferă tratament termic. Are un gust dulce apropiat de al zaharozei. După ingerare aspartamul este hidrolizat la acid aspartic, fenilalanină şi metanol, iar compuşii de hidroliză sunt metabolizaţi ca atare.

Acidul aspartic afectează procesul de dezvoltare al creierului şi funcţiile acestuia, de asemenea formează chelaţi cu cromul, element necesar pentru funcţionarea corectă a glandei tiroide.

Metanolul se metabolizează prin oxidare şi formează formaldehida şi acidul formic. Formaldehida este o substanţă neurotoxică care interferează în procesul de replicare al ADN-ului şi determină efecte teratogene. S-a stabilit o limită maximă a metanolului de 7,8mg/zi, iar dintr-o singură băutură răcoritoare sunt eliberate în jur de 50 mg de metanol. Cele mai cunoscute efecte ale intoxicaţiei cu metanol afectează vederea şi produc orbirea.

Ciclamaţii E 952, caracterul edulcorant al acidului ciclamic şi al sărurilor sale de sodiu şi calciu a fost descoperit întâmplător. Se prezintă sub formă de cristale incolore sau pulbere cristalină de culoare albă, iar puterea de îndulcire este 25-80 de ori mai mare decât a zaharozei, în funcţie de concentraţia faţă de care se face comparaţia. Prezintă sinergism în amestec cu zaharina. FAO, consideră că ingerarea unor doze moderate de până la 11mg/kilocorp este admisibilă. Pentru industrie avantajul folosirii ciclamaţilor este costul lor extrem de scăzut. Se utilizează pentru băuturi răcoritoare, biscuiţi şi produse de patiserie, conserve de fructe, produse zaharoase.

59

Page 60: Curs Aditivi Examen

Zaharina E 954, are formula moleculară C7H5NO3S, este greu solubilă în apă, iar pentru scopuri tehnologice se folosesc sărurile de sodiu, potasiu, calciu şi amoniu. Gustul dulce se dezvoltă mai lent, dar după atingerea intensităţii maxime este destul de persistent. Principalul dezavantaj senzorial este gustul rezidual amar/metalic care devine foarte pregnant la concentraţii mari. Puterea de îndulcire variază în domeniul 200-500, în funcţie de concentraţia soluţiei de zaharoză, în raport cu care se face comparaţia. Doza zilnică admisă, conform FAO, este de 5 mg/kilocorp. Se foloseşte la băuturile răcoritoare, băuturi instant, produse pe bază de fructe, produse de patiserie, dulciuri, guma de mestecat.

Sucraloza sau splenda E 955, este un derivat triclorurat în poziţiile 4, 1’ şi 6’ al zaharozei. Se prezintă sub forma unei pulberi cristaline albe, fără miros, uşor solubilă în apă şi alcool, are stabilitate bună, este de 450-700 de ori mai dulce decât zaharoza, iar gustul dulce este afectat de o componentă reziduală. Manifestă sinergie accentuată în prezenţa acesulfamului K şi a ciclamaţilor. Nu prezintă toxicitate, nu se acumulează în organism şi nu este metabolizată, aportul său energetic fiind nul, iar doza zilnică admisă este de 15mg/kilocorp. Se foloseşte pentru băuturile nealcoolice, produse lactate congelate, sucuri de fructe, gelatine, gumă de mestecat, salate asortate.

Polialcoolii, sunt substanţe obţinute prin hidrogenarea moniglucidelor, diglucidelor şi oligoglucidelor provenite din amidon, zaharoză, zer: sorbitol E 420, manitol E 421, maltitol E 965, izomalţ E 953, xilitol E 967, lactitol E 966. Se utilizează pentru guma de mestecat, produse zaharoase şi deserturi, sosuri, gemuri, etc.

Substanţe formatoare de spumă, de stabilizarea spumei, de control a spumării şi substanţe antispumante

Spuma este o dispersie de bule de gaz într-o fază lichidă sau solidă. Pentru realizarea spumelor şi pentru menţinerea stabilităţii lor se folosesc substanţe de spumare, care au dublu rol:

micşorează tensiunea superficială a dizolvantului şi măresc capacitatea de udare faţă de gaze;

intră în alcătuirea membranelor protectoare ale bulelor de gaze, stabilizând în acest fel spuma formată.

Pentru utilizarea în industria alimentară, substanţele formatoare de spumă trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

să fie solubile în apă şi în soluţii concentrate de zahăr în unele cazuri; solubilitatea să se manifeste într-un domeniu larg de pH; să aibă capacitate mare de spumare; să fie eficace într-un domeniu larg de temperatură; să fie acceptabile pentru industria alimentară; să aibă preţ de cost redus.

Substanţe de spumare sunt clasificate în funcţie de natura proteică în: substanţe de spumare neproteice; substanţe de spumare proteice.

Substanţele de spumare neproteice sunt următorii:Extractul de cuin utilizat la fabricarea halviţei se obţine din rădăcinile uscate de

ciun alb sau roşu cu un conţinut de 5-20% saponine care au poprietatea de a forma cu apa spumă abundentă. Se foloseşte la prepararea halviţei, în proporţie de 0,03%.

60

Page 61: Curs Aditivi Examen

Extractul de lemn dulce conţine o glicirizină cu gust dulce pronunţat, combinarea acidului glicirizic cu K şi Ca, care prin agitare cu apă dă o spumă abundentă. În industria alimentară extractul de lemn dulce se utilizează ca îndulcitor, ca aromatizant şi ca spumant.

Emulgatorii unii din emulgatorii folosiţi în industria alimentară cum ar fi monogliceridele distilate, asigură şi stabilitatea spumelor formate. Ei au fost prezentaţi anterior.

Substanţele de spumare proteice sunt de natură vegetală sau animală şi se utilizează ca atare sau în stare modificată. Proteinele pentru spumare trebuie să fie solubile în faza apoasă, pentru a scădea tensiunea interfacială. Ele trebuie să se concentreze la interfaţă, unde se depliază pentru a forma straturi adezive în jurul bulelor de aer când acestea se formează. Straturile adezive trebuie să aibă o anumită vâscozitate, pentru a preveni ruperea spumei.

Stabilitatea spumelor proteice este determinată de echilibrul care există între tendinţa polipeptidelor din stratul proteic de a se contopi în agregate intermoleculare şi de tendinţa de autoasociere excesivă, respectiv de migrare din nou în mediul apos, pe de altă parte.

Formarea şi stabilitatea spumelor proteice este condiţionată de următorii factori: vâscozitatea stratului la suprafaţa bulelor de aer, care este determinată

de denaturarea şi asocierea proteinelor; concentraţia proteinelor în stratul de la suprafaţa bulelor de aer; pH-ul fazei disperse; agenţii tensioactivi suplimentari, alte proteine şi polizaharide care pot

contribui la mărirea stabilităţii spumelor; prezenţa lipidelor care cauzează destabilizarea stratului proteic; agenţii denaturanţi.

Derivatele proteice din soia se utilizează izolate care sunt superioare, concentrate şi făinuri, care au capacităţi de spumare diferite. Înainte de utilizare derivatele din soia trebuie tratate cu alcool, care îndepărtează lipidele polare responsabile de reducerea capacităţii de spumare şi micşorarea stabilităţii spumelor.

Albumina din lapte la o concentraţie de 11% au o capacitate de spumare comparabilă cu a gălbenuşului de ou, iar spuma obţinută este mai sensibilă. Dacă în mediul de dispersie se adaugă zahăr, capacitatea de spumare şi stabilitatea spumei scad cu 50%. Pe baza proteinelor din lapte s-au realizat o serie de produse de spumare care înlocuiesc albuşul de ou. Un kilogram din acest produs, obţinut prin concentrarea laptelui degresat, până la 30% substanţă uscată, adăugare de hidroxid de calciu până la pH 9,8-10, repaus 3-4 ore şi uscare prin pulverizare, poate echivala cu 180-220 albuşuri de ou.

Albuşul de ou datorită proteinelor pe care le conţine, are capacitate de spumare în proporţie de 10,5%. Majoritatea acestora sunt solubile în apă. Albuşul proaspăt are o capacitate bună de spumare dacă baterea este blândă. În aceste condiţii, ovomicina din albuşul dens se distribuie uniform în toată masa albuşului.

La depozitarea albuşului, timp de câteva ore la temperatura camerei, are loc o modificare a acestuia, care se reflectă în modificarea capacităţii de spumare. La ouăle învechite, pH-ul albuşului care în mod normal este 7-7,2, creşte până la pH aproximativ 9, datorită eliminării de dioxid de carbon. Albuşul dens se lichefiază datorită modificării proteinelor: ovomicină şi lizozim, aceste două proteine se găsesc sub formă de complex

61

Page 62: Curs Aditivi Examen

între ele stabilindu-se legături electrostatice. Prin creşterea pH-lui complexul ovomicină-lizozim se desface şi capacitatea de spumare scade.

Proteine vegetale şi animale modificateModificarea proteinelor prin deferite procedee chimice, enzimatice sau mixt, se

realizează cu scopul de a conferi acestora proprietăţi funcţionale superioare. Astfel: modificarea chimică se realizează prin reacţii de acilare, iar ca agenţi

de acilare se utilizează anhidridele acetice şi succinice. Ca urmare a acestor reacţii, creşte sarcina electrică negativă, se modifică conformaţia, creşte capacitatea proteinei de a disocia în subunităţi şi de a forma filme interfaciale, de a se solubiliza;

modificarea enzimatică a proteinelor se realizează cu ajutorul unor enzime care hidrolizează parţial proteinele astfel că se măreşte solubilitatea şi proprietăţile funcţionale. S-au efectuat aceste modificări la proteinele din peşte, din carnea de vită, la cazeină, la proteinele din soia, folosindu-se enzime proteolitice: pepsină, papaină, ficină, tripsină, proteaze microbiene. Hidroliza trebuie condusă la anumiţi parametri în scopul obţinerii de produse cu capacitate de spumare foarte bună, se controlează pH-ul, temperatura, durata, concentraţia substratului şi a enzimei;

modificarea mixtă a proteinelor se obţin produse cu capacitatea de spumere mult mai mare. Astfel, dacă se realizează în prealabil o modificare chimică a proteinelor, se favorizează deplierea şi proteina devina mai susceptibilă atacului enzimei. Invers, dacă se realizează mai întâi hidroliza enzimatică, se pun în libertate mai multe grupări reactive necesare în etape de modificare chimică.

Una din substanţele utilizate pe scară larga ca stabilizator de spumă este alginatul de propilenglicol, acesta este o pulbere, de culoare ivoriu deschis, lipsit de miros, uşor solubil în apă cu care formează o soluţie vâscoasă. Se utilizează sub formă de soluţie 1,2%, în procesul de obţinere a berii.

Pentru controlul spumării la bere este utilizat ASSAF-100, care este o pulbere, de culoare crem-cafeniu deschis, solubilă în apă. Se foloseşte în cantitate de 1-4g/hl must adăugat odată cu drojdia folosită la fermentare. Prin folosirea acestui, se realizează următoarele: creşterea capacităţii utile a vasului de fermentare; o mai bună utilizare a hameiului, o mai uşoară curăţire a vasului de fermentare, îmbunătăţirea persistenţei spumei în berea finită.

În categoria substanţelor antispumante intră polisorbaţii, sorbitanii, acizii graşi sau uleiurile vegetale. Multe dintre aceştia sunt emulgatori.

Imitaţii de grăsimeRolul grăsimilor din compoziţia unui produs alimentar constă în: influenţarea unor

caracteristici fizice, reologice, chimice şi senzoriale şi creşterea valorii nutritive. Produsele cu un conţinut redus de grăsime, gustul de sărat, dulce, acru, amar, devine mai evident. Grăsimile cu grad mare de saturare au implicaţii majore în bolile cardiovasculare. De aceea s-au depus eforturi pentru obţinerea de înlocuitori de grăsime sau imitaţii de grăsime, pe bază de proteine, polizaharide şi grăsimi diferite de cele naturale.

Imitaţii de grăsime pe bază de proteine

62

Page 63: Curs Aditivi Examen

Au o utilizare foarte restrânsă, nu pot fi utilizate la prăjire sau la produse care urmează a fi prăjite, deoarece la temperaturi ridicate se produce denaturarea şi coagularea proteinelor. În plus, pot lega anumite componente de aromă, ceea ce conduce la diminuarea aromei sau la apariţia unor arome nedorite. Printre cele mai utilizate sunt proteinele serice şi cazeina.

Imitaţii de grăsime pe bază de carbohidraţiImitaţiile de grăsimi pe bază de carbohidraţi au proprietatea de a stabiliza cantităţi

mari de apă în structura gelului, iar acesta capătă proprietăţi lubrifiante şi de curgere precum grăsimile. Măresc vâscozitatea şi corpolenţa dând senzaţia de catifelare şi cremozitate în cavitatea bucală. Nu pot fi utilizate ca mediu de prăjire şi datorită capacităţii de înglobare a unei mari cantităţi de apă, micşorează durata de păstrare a produselor în care se utilizează. Imitaţiile bazate pe carbohidraţi diminuează aroma produselor în care sunt folosite, iar gumele nu diminuează aroma produselor.

Aceste imitaţii pot fi realizate cu: amidonuri modificate, maltodextrine şi dextrine; polidextroză; celuloză modificată şi pectină; gume, în principal carageenani.

Particulele de amidon din imitaţia de grăsime trebuie să aibă diametrul de aproximativ 2 mm, obţinute prin hidroloiza acidă a amidonului nativ şi atriţiei mecanice.

Maltodextrinele şi dextrinele sunt hidrolizate de amidon cu grad de polimerizare mai mic de 20, în concentraţii mari contribuie la corpolenţa şi vâscozitatea produsului în care se încorporează. Dacă gradul de polimerizare este mai mare sau se măreşte cantitatea adăugată, se pot produce îmbrunări de tip Maillard, care nu constituie un defect în cazul pâinii, dar modifică culoare în cazul folosirii la dresinguri pentru salate, sosuri, creme, etc.

Polidextroza este un polimer de condensare a glucozei care conţine sorbitol şi acid citric, este utilizat ca agent de îngroşare şi ca imitaţie de grăsime în produse de panificaţie, băuturi, deserturi congelate şi budinci.

Celuloza- gel sau celuloza microcristalină este forma nefibroasă a celulozei în care pereţii fibrelor au fost fragmentaţi fizic până la câţiva microni. Acestea alături de pectină şi unele gume, guma guar, guma locust, carageenani, sunt folosite pentru a da vâscozitate şi cremozitate produselor în care se introduc.

Imitaţii pe bază de grăsimiAcestea prin proprietăţile lor fizice şi termice, sunt cele mai asemănătoare

grăsimilor naturale. În această categorie intră următoarele substanţe: emulgatorii au rol de a îmbunătăţi activitatea grăsimilor prin

menţinerea acestora în stare emulsionată în toată masa produsului. Includ: mono- şi di- acil -gliceridele, stearoil-lactilaţii de sodiu, esterii diacetil-tartrici ai mono- şi di- acil-gliceridelor, lecitina. Mai pot fi menţionate tri-acil-gliceridele cu lanţ mediu (12 atomi de carbon), lipidele structurate (tri-acil-gliceride cu lanţ mediu esterificate cu acizi graşi cu lanţ lung: capric, caprilic şi behenic) şi anumiţi compuşi sintetici acalorici: esteri ai acidului alchil-malonic şi malonic cu alcooli graşi, acid policarboxilic, poliesteri ai sucrozei, etc.);

63

Page 64: Curs Aditivi Examen

deoarece nu sunt suficiente boabe de cacao pentru a asigura producţia de ciocolată, s-au obţinut echivalenţi de unt de cacao din grăsimi vegetale, seul de Borneo, grăsimea de Maaber, uleiul de palm, de mango sau animală, seu de oaie. Se introduc în proporţie de până la 50%, aceste produse, în special cele de tip lauric prezintă o micşorare a punctului de topire şi un domeniu larg de plasticitate. Se obţin din ulei de cocos şi de palmier prin hidrogenare selectivă.

EmulgatoriiCuvântul emulgator provine din latinescul emulgere, care înseamnă a mulge. Cuvântul

margarină este derivat din cuvântul grecesc margarites, care înseamnă perlă şi a apărut în 1869 ca urmare a nevoii de a se găsi un substitut ieftin pentru unt.

Emulgatorii produşi la scară industrială au devenit comuni abia începând cu a doua jumătate a secolului XX. Dezvoltarea lor a fost stimulată de explozia industriei alimentelor înalt procesate, care necesita tehnologii pentru producerea şi păstrarea unor produse de calitate care sa poată fi distribuite pe piaţă în masa. Ultimele decenii ale dezvoltării emulgatorilor pot fi caracterizate ca modificare continuă. Există o tendinţă de a căuta noi aplicaţii pentru emulgatorii existenţi de câteva zeci de ani sau chiar de la începutul secolului trecut. Cel mai important motiv pentru care cercetare este orientat către domeniul descoperirii de noi aplicaţii, este puternica restricţie la care este supus acest domeniu, de către reglementările europene.

Emulgatorii favorizează formarea sistemelor fin dispersate şi sunt utilizaţi în scopul stabilizării unui amestec de două sau mai multe lichide nemiscibile numit emulsii. Emulsiile sunt sisteme disperse formate din două faze, ele acţionează prin scăderea tensiunii superficiale dintre cele două faze nemiscibile, favorizând emulsionarea. Faza dispersată se găseşte sub formă de picătură lichidă şi se numeşte faza internă iar faza a 2-a de dispersie, sub formă lichidă-continuă poartă numele de faza externă.

Emulgatorii sunt aditivi care facilitează formarea sistemelor fin dispersate, emulsii, prin scăderea tensiunii superficiale dintre cele două faze. Aceştia acţionează şi ca stabilizatori ai emulsiilor formate, prin crearea unei bariere sterice şi electrice care face ca unităţile fazei dispersate să nu se apropie între ele. Pentru a îndeplini această funcţie, ei trebuie să se acumuleze la interfaţa dintre cele două faze, adică trebuie să fie agenţi de suprafaţă şi de interfaţă activi.

Agenţii emulgatori sunt substanţe amfifilice, deoarece structura lor le conferă funcţii hidrofilice şi hidrofobice. Această structură le imprimă capacitatea de a se absorbi la interfaţa a două lichide nemiscibile, ulei/apă, asigurând emulsionarea acestora şi stabilizarea emulsiei obţinute.

Această structură particulară a moleculelor de emulgatori este importantă pentru: stabilizarea spumelor de formare a complexelor cu

macromolecule: proteine, polizaharide; controlul cristlizării trigliceridelor; formării cristalelor lichide, lipozomi.

Pentru a fi utilizaţi în industria alimentară, emulgatorii trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de inocuitate, tehnologice şi economice:

să fie lipsiţi de substanţe nocive şi să fie avizaţi de legislaţia sanitară;

64

Page 65: Curs Aditivi Examen

să aibă o balanţă hidrofilă/lipofilă adecvată produsului în care urmează să fie încorporaţi;

să fie uşor de încorporat, în stare lichidă sau solidă; să nu modifice aroma emulsiei; să fie stabili la acţiunea factorilor externi: lumină, temperatură,

umiditate; să fie economici din punct de vedere al costului şi al

concentraţiei în care se folosesc pentru obţinerea emulsiilor.Principalele proprietăţi ale emulsiilor alimentare

Faza de dispersie sub forma lichidă continuă se mai numeşte faza externă. Prin utilizarea de apă A şi ulei sau grăsime U, se pot obţine două tipuri de emulsii: U/A şi A/U. În primul caz emulsia poate fi diluată cu apă în al doilea caz poate fi diluată cu ulei. În emulsiile de tip U/A, grăsimea este fin dispersat şi constituie faza internă, iar apa reprezintă faza externă. Un exemplu de emulsie tip A/U îl reprezintă margarina şi untul.

Aspectul emulsiei este dat de dimensiunile picăturilor fazei dispersate. Astfel, macroemulsiile, cu dimensiuni ale picăturilor în diametru de 100µm până la 0,5µm au aspect lăptos, iar microemulsiile cu diametre ale picăturilor cuprins între 0,5 şi 0,01µm, au un aspect aproape transparent, cu o tenta albăstruie, dacă picăturile au dimensiuni mai mici decât lungimea de undă a luminii incidente.

Aceste dimensiuni ale picăturilor dispersate influenţează şi consistenţa emulsiilor, astfel emulsiile cu picături fine sunt mai vâscoase decât cele cu picături mari, chiar dacă faza dispersată este aceeaşi. Prin dispersarea unei faze în picături fine suprafaţa acesteia creşte considerabil.

S-a demonstrat că la dispersarea unui volum de un mililitru de ulei, de formă sferică, cu suprafaţa de 4,84cm2 şi ρ=1,24cm se formează 2,39x1011 picături cu diametrul de 2x10-4cm (2µm), suprafaţa totală a acestor picături este de 30000cm2, adică de 6210 mai mare decât suprafaţa volumului iniţial al fazei.Aceste picături fine au o energie mult mai mare decât faza lichidă iniţială, iar această energie denumită energie de suprafaţă este dirijată paralel la suprafaţă şi se opune dispersării fazei (ulei). Lucrul mecanic necesar dispersării W este proporţional cu creşterea de suprafaţă dA şi cu tensiunea de suprafaţă δ, el poate fi micşorat prin scăderea tensiunii de suprafaţă cu ajutorul unui emulgator.

Lucru mecanic se calculează cu formula:

W = dA x δîn care:

W- lucrul mecanic necesar dispersării;dA- creşterea de suprafaţă;δ- tensiunea de suprafaţă.

Microemulsiile sunt stabile termodinamic în timp ce macroemulsii nu sunt stabile termodinamic.

Stabilitatea emulsiilor este asigurată în principal de potenţialul zeta care implică existenţa la suprafaţă picăturilor dispersate a sarcinilor electrice de acelaşi semn. Astfel, la interfaţa dintre două picături adiacente se formează un strat dublu electric de acelaşi semn, care face ca picăturile să rămână separate. Instabilitatea emulsiilor implică

65

Page 66: Curs Aditivi Examen

reducerea potenţialului zeta şi se manifestă prin sedimentare, agregare, ce sunt reversibile şi coalescenţă care este ireversibilă, având ca o consecinţă spargerea emulsiei.

Spargerea emulsiei are loc în etape, astfel: prima etapă a procesului este iniţiată de coliziunea picăturilor

dispersate aflate în mişcare browniană; etapa a doua o reprezintă agregarea picăturilor individuale prin legături

Van der Waals, fiind dependentă de: frecvenţa de coliziune a picăturilor dispersate; eficacitatea interacţiunilor care cauzează adeziunea picătură la

picătură. a etapa a treia are loc flocularea care poate fi realizată prin:

mişcarea determinată termic, adică floculare perichinetică; datorită diferenţei de viteză de sedimentare sub influenta forţei

gravitaţionale, adică floculare ortochinetică. Flocoanele se realizează prin intermediul legăturilor hidrofobe şi legăturilor de

hidrogen. Prin compresiunea stratului dublu electric, care poate fi indusă prin creşterea puterii ionice a sistemului, adică a fazei de dispersie, se va realiza o legătură mai puternică, deoarece picăturile se pot apropia mai mult unele de altele. În final se ajunge la coalescenţă prin contopirea picăturilor mici în picături foarte mari de ulei, cu o suprafaţă mai mică în comparaţie cu picăturile mici.

Atunci când faza dispersată este puţin solubilă în faza de dispersie, poate avea loc şi fenomenul de disproporţionalitate, ceea ce înseamnă o creştere a picăturilor mari pe seama celor mici şi o contractare a picăturilor mici. Dacă densităţile celor două faze ale emulsiei sunt diferite, cele două faze au tendinţa să se separe, fenomenul fiind numit ecremare şi este analog cu separarea smântânii din lapte.

Stabilitatea unei emulsii depinde de următorii factori: gradul de dispersare al fazei interne; calitatea stratului de interfaţă; vâscozitatea fazei de dispersie; raportul fază-volum total; greutatea specifică a fazelor.

Stabilitatea unei emulsii poate fi considerabil mărită prin adaosul unui emulgator, care înveleşte picătura dispersată şi realizează o barieră energetică care împiedică coalescenţa picăturilor dispersate care intră în coliziune. Stabilitatea emulsiei poate fi realizată şi prin creşterea vâscozităţii fazei de dispersie, prin adaosul de agenţi de îngroşare, în care caz se reduce frecvenţa coliziunilor dintre picăturile dispersate. În practică se utilizează ambele mijloace şi chiar cu aceeaşi substanţă utilizată în primul rând ca emulgator.

În cazul emulsiilor U/A, emulgatorul, indiferent de natura lui, formează un strat monomolecular, la interfaţa dintre picăturile de ulei şi apă. În acest strat molecular, capetele polare ale emulgatorului pătrund, respectiv fac legătura, în faza apoasă, în timp ce coada emulgatorului, care reprezintă un lanţ hidrocarbonat nepolar, se orientează şi pătrunde în faza uleioasă, picăturile dispersate. Datorită caracterului amfibilic al emulgatorului, acest fenomen are loc şi în cazul emulsiilor A/U.

Eventualele particule solide aflate în emulsie acţionează în funcţie de capacitatea de udare de către o fază sau alta. Moleculele de emulgatori amfibilici, în funcţie de

66

Page 67: Curs Aditivi Examen

geometria lor, se pot agrega în diferite moduri în stratul care acoperă picătura dispersată. Agregatele includ următoarele forme:

micele; vezicule cu un singur perete; straturi multilamelare, fiecare lamelă având două straturi; multilamelare aranjate concentric; pachete de micele sub forma de bastonaşe.

Caracteristicile emulsiilorEficacitatea unui emulgator este dependentă de solubilitatea sa în fiecare din cele

două faze apă/ulei. Solubilitatea unui emulgator este caracterizată prin balanţa hidrofilă/lipofilă, de valoarea HLB care este obţinită cu ajutorul formulei:

Emulgatorii, după valoarea HLB pot fi clasificaţi pe o scară de la 1 la 20, cu cât valoarea HLB este mai mică, cu atât emulgatorul este mai lipofil şi invers. Agenţii emulgatori cu HLB cuprinşi între 1 şi 6, stabilizează emulsiile A/U, iar cei cu HLB cuprinşi între 8 şi 18, stabilizează emulsiile U/A.

Starea fizică a emulgatorului, eficacitatea emulgatorului este condiţionată de starea fizică a acestuia, depinde de structura chimică, de temperatură şi de conţinutul în apă, care determină organizarea lanţurilor lipidice unele faţă de altele. Fiecare tip de emulgator prezintă diferite structuri caracteristice, denumite mezofaze.

Tipurile de mezofaze realizate sunt următoarele: faza micelară → lizofosfolipide; faza lamelară → fosfatidilcolina, fosfatidilinozitol; faza cubică → monogliceride nesaturate.

Funcţiile emulgatorilor

Emulsiile sunt amestecuri eterogene, stabile, de lichide nepolare uleiuri, cu lichide polare, apa, nemiscibile, total sau parţial cu un grad de dispersie cuprins între 5x103 şi 105.

Stabilitatea emulsiilor este caracterizată prin criterii termodinamice şi cinetice. Din punct de vedere termodinamic, aceste amestecuri sunt instabile şi evoluează spontan, spre stabilizare, prin:

floculare, care se datoreşte forţelor electrostatice şi sterice; coalescenţă, provine din eliminarea stratului fazei dispersante

în interiorul floculatelor şi fuziunea particulelor globulari voluminoşi;

ecremare sau sedimentare este datorată diferenţelor de densitate dintre faze.

Inversiunea fazelor determină trecerea unei emulsii de ulei/apă în apă/ulei, fenomen rar întâlnit dar care poate apărea în timpul păstrării alimentelor. Starea stabilă corespunde separării totale a fazelor. Din punct de vedere cinetic evoluţia sistemului de la starea nestabilă spre cea stabilă, faze separate, are loc în timp şi lent. Emulgatorii folosiţi în industria alimentară sunt netoxici, extraşi chiar din sisteme naturale sau sintetizaţi după modelul acestora. În produsele agroalimentare proteinele şi lipidele polare au rol de emulgatori naturali, adsorbindu-se la interfaţa apă/lipide şi astfel, realizând scăderea

67

Page 68: Curs Aditivi Examen

tensiunii superficiale. Adsorbţia se realizează pe baza atracţiilor electostatice şi interacţiunilor hidrofile.

Principalele funcţii ale emulgatorilor se referă la: scăderea tensiunii de interfaţă între două lichide nemiscibile, uşurând

astfel emulsionarea sub acţiunea unui lucru mecanic. Emulgatorul aflat în faza apoasă, la interfaţă, se formează un film monomolecular la suprafaţa particulelor dispersate. În cazul emulgatorilor care formează miscele soluţia apoasă absorbită la suprafaţa particulelor dispersate este rapidă, datorită echilibrului care există între moleculele aflate în soluţia, care sunt monomeri şi moleculele agregate, care sunt miscele. La emulgatorii care formează faze lamelare, în cazul lecitinelor, cinetica de absorbţie este mai lentă;

de aerarea şi stabilizarea spumelor, rolul emulgatorului este acela de a contribui la obţinerea unui volum mare şi stabilitatea acestuia la sinereză, iar emulgatorii folosiţi pentru emulsiile alimentare aerate precum spume, produse lactate de imitaţie, produse de patiserie, nu conduc la o stabilitate mai mare a emulsiei ci la:

ameliorarea capacităţii de spumare; la creşterea volumului; a stabilităţii spumei; a tăriei spumei.

Aceşti emulgatori favorizează destabilizarea şi aglomerarea globulelor de grăsime, ceea ce favorizează formarea unor spume de calitate. În produsele de patiserie cu conţinut scăzut de grăsime emulgatorii facilitează aerarea, contribuind simultan la obţinerea unei structuri mai bune şi la un volum mai mare pentru produsul finit (pateuri).

stabilizarea emulsiilor are loc prin efect sferic în cazul emulgatorilor nemiscibili şi prin efect de barieră în cazul emulgatorilor ionici.

de complexarea amidonului, prin amestecarea amidonului cu apă şi apoi încălzit, cele două componente ale amidonului, amiloza şi amilopectina, se umflă şi la răcire formează un gel. La păstrarea gelului, în timp, are loc retrogradarea amidonului, componentele acestuia se comportă diferit din cauza structurii şi masei moleculare mult diferite, astfel: amiloza retrogradează mai rapid decât amilopectina. Anumiţi emulgatori pot forma complecşi cu amiloza, ceea ce întârzie retrogradarea acesteia. Pe acestă proprietate se bazează utilizarea emulgatorilor ca agenţi antiînvechire la pâine, ca agenţi anticolanţi pentru diferite aluaturi şi produse instant de cartofi şi cereale. Cea mai bună capacitate de complexare o au monogliceridele complet hidrogenate, iar complexul emulgator-amiloză este insolubil în apă.

de formarea de complecşi cu proteinele, emulgatorii au proprietatea de a interacţiona cu proteinele glutenice, cu formare de complecşi, pe două căi:

prin interacţiunea directă cu formare de legături lipofilice, emulgatorul trebuie să fie solubil în faza apoasă a aluatului;

68

Page 69: Curs Aditivi Examen

prin interacţiune cu faza apoasă a aluatului cu care formează structuri de asociaţie cu sistemul lipide-apă, lipidele polare ale făinii, cu posibilă structură de tip lamelar, ceea ce permite un grad mare de libertate moleculară, aşa cum este în membranele biologice.

Acţiunea emulgatorilor asupra proteinelor glutenice este în funcţie de; compoziţia proteinelor glutenice; de structura proteinelor glutenice; de valoarea HLB; de gradul de saturaţie; de lungimea catenei acizilor graşi din compoziţie.

Emulgatorii, după felul sarcinii electrice, vor acţiona astfel: emulgatorii ionici măresc toleranţa la frământare, stabilitatea la

dospire, stabilitatea la coacerea aluatului, reduc aderenţa aluatului, produc retenţa la apă, retenţa la dixid de carbon şi textura produsului. Ei au o acţiune de întărire a glutenului şi de aceea sunt folosiţi la prelucrarea făinurilor cu gluten slab. Din această categorie fac parte staroil-2-lactilatul de sodiu sau staroil-2-lactilatul de calciu, esterii acidului diacetiltartric cu monogliceridele şi sucroesterii.

emulgatorii neionici reduc elasticitatea glutenului şi măresc capacitatea acestuia de a curge, fluajul. Aceşti emulgatori slăbesc structura glutenului, măresc capacitatea de hidratare a acestuia, respectiv cantitatea de gluten umed, fiind recomandaţi la prelucrarea făinurilor glutenice şi a celor cu gluten scurt la care se măreşte capacitatea de reţinere a gazelor, dioxidul de carbon. Din această categorie fac parte monogliceridele acizilor graşi şi digliceridele acizilor graşi.

emulgatorii amfoliţi cum sunt lecitina şi concentratele fosfatidice, au o acţiune asemănătoare celor neionici, adică slăbesc într-o oarecare măsură glutenul. În amestec cu monogliceridele şi digliceridele, lecitina are o eficienţă sporită.

de modificarea formelor cristaline, se cunoaşte că trigliceridele prezintă diferite forme cristaline, sunt polimorfe, ele pot exista sub următoarele forme cristaline: a, b’ şi b. Grăsimile cristalizează în forma a, atunci când după topire sunt răcite rapid. Dintre cele trei forme, forma a are punctul de topire cel mai scăzut şi este forma cea mai instabilă, respectiv se transformă rapid în forma b’ şi în final b, care este cea stabilă. Prin încorporare de emulgator se împiedică trecerea formulelor α şi β, în forma β’ care are structura grunjoasă, granulară şi prin controlul polimorfismul monogliceridelor distanţate, în sensul de a le menţine în forma α care este eficace tehnologic, se poate utiliza un emulgator cu tendinţă α, cum ar fi esterii propilenglicolului, esterii solbitanului şi monogliceridele lactilate. Prin utilizarea unui emulgator adecvat, esterii sorbitanului cu acizii graşi, se poate întârzia procesul de modificare cristalină. Astfel, tristearatul

69

Page 70: Curs Aditivi Examen

de sorbitan se utilizează pentru a preveni apariţia culorii albe la suprafaţa ciocolatei, pentru a modifica forma cristalină a margarinei şi a pastelor tartinabile, pe bază de grăsimi sub formă b. Astfel, se evită structura granulară, se previne tulburelii şi apariţiei de precipitate în produsele pe bază de ulei lichid, cauzată de prezenţa cristalelor de grăsime sub forma b’ şi b.Folosirea emulgatorilor în industria alimentară

La alegerea unui emulgator, trebuie să se ţină seama de balanţa hidrofilă/lipofilă, adică HLB care este raportul dintre grupările hidrofile şi lipofile.

Emulgatorii cu HLB=2-6 sunt lipofili şi formează emulsii de tipul apă/ulei, iar cei cu HLB=8-18 sunt hidrofili şi formeaza emulsii de tipul ulei/apă. La alegerea emulgatorilor trebuie să se mai ţină seama că emulgatorii anionici şi emulgatorii cationici nu sunt compatibili, deci nu trebuie folosiţi împreună deoarece îşi anulează reciproc efectul tensioactiv. Emulgatorii neionici pot fi amestecaţi cu alţi emulgatori de acelaşi tip sau cu cei ionici.

Utilizarea emulgatorilor în industria alimentară este legată de îndeplinirea unor condiţii de inocuitate, nenocivitate, tehnologice şi economice şi anume:

să fie lipsiţi de substanţe nocive, deci să fie autorizaţi de legislaţia sanitară;

să aibă proprietăţi funcţionale bune, în funcţie de produsul în care urmează a fi încorporaţi;

să fie uşor de încorporat în formă lichidă sau solidă, pulbere şi să nu reacţioneze cu componentele emulsiei, căreia trebuie să-i păstreze nemodificată aroma;

să nu sufere modificări în cursul depozitării, respectiv să fie stabili la acţiunea mediului extern, lumină, umiditate, temperatură;

să fie economici din punct de vedere al costului şi al concentraţiei la care se folosesc pentru obţinerea emulsiilor.

Clasificarea emulgatorilorEmulgatorii se clasifică în funcţie de mai multe criterii:

după felul sarcinii electrice, aceştia sunt: emulgatorii anionici sunt agenţi de suprafaţă activi numai în

domeniul de pH din afara zonei izoelectrice, aceştia formează ioni încărcaţi negativ în apă şi în domeniul de pH alcalin, ei sunt agenţi activi de suprafaţă numai în acest domeniu;

emulgatorii cationici sunt agenţi de suprafaţă activi numai în domeniul de pH din afara zonei izoelectrice, formează ioni încărcaţi pozitiv la pH acid, în acest domeniu şi sunt agenţi activi de interfaţă;

emulgatorii amfoteri formează ioni pozitivi sau negativi în funcţie de pH, ei fiind agenţi activi de interfaţă în ambele domenii de pH, cu excepţia zonei izoelectrice unde nu prezintă eficacitate;

emulgatorii neionici se hidratează prin intermediul legăturilor dipol-dipol, nu formează ioni în apă şi activitatea lor este independentă de pH, sunt compatibili cu toate celelalte tipuri de emulgatori.

70

Page 71: Curs Aditivi Examen

după comportarea la dizolvare, aceştia pot fii: hidrofili, adică polari, solubili în apă; lipofili, adică nepolari, solubili în grăsimi.

după raportul dintre grupările hidrofile şi lipofile HLB, emulgatorii, în funcţie de raportul dintre grupările hidrofile şi lipofile HLB, se poate calcula cu una din relaţiile de mai jos:

în care: SV - este indicele de saponificare; SA - indicele de aciditate.

În funcţie de valoarea HLB emulgatorii pot fi: lipofili, formatori de emulsii de tip A/U, pentru valorile ,

aceştia sunt: monogliceridele; glicerol lactopalmitatul; propilenglicol-monostearatul; esterii sorbitolului; triglicerol-stearatul;

umectanţi, mai mult decât emulgatori, pentru valorile ; hidrofili, formatori de emulsii U/A, pentru valorile , aceştia

sunt: sucroesterii diacetiltartrici; esterii polioxietilensorbitanului; esterii sucrozei; lecitina;

agenţi de solubilizare, fiind solvenţi ai materiilor grase, pentru valorile .

Substanţe emulgatoare folosite în industria alimentarăLecitina E322 este prezentă în toate celule vii şi este un constituent semnificativ al

celulei nervoase. Lecitina pură este albă şi are luciu, iar culoarea ei se închide atunci când este expusă la aer. Se mai obţine din gălbenuşul de ou, din porumb, alune sau seminţe de leguminoase. Deşi se găseşte în gălbenuşul de ou, comercial se foloseşte lecitina din soia care conţine 2,5-3,25% lecitină. Lecitina comercială se prezintă ca o masă vâscoasă, semilichidă, de culoare brună şi cu miros caracteristic, este insolubilă în apă dar se hidratează şi se umflă. Lecitina comercială se obţine din soia care conţine 2-3% lecitine şi este un amestec de fosfogliceride, cefalină şi fosfatidil inozitol. Produsul comercial este un amestec de fosfolipide 50%, trigliceride 35% şi glicozide 10%. Fosfolipidele sunt reprezentate de:

Fosfatidilcolina PC;

71

Page 72: Curs Aditivi Examen

Fosfatidiletanolamina PE; Fosfatidilinozitol PI.

Fosfatidilcolina PC are proprietăţi de emulgare în cazul emulsiilor U/A, iar fosfatidiletanolamina PE posedă aceeaşi proprietate dar la nivel mai redus. Fosfatidilinozitol PI acţionează ca un emulgator în cazul emulsiilor A/U, deci un efect antagonic cu fosfatidilcolina. Rezultă că lecitina comercială are proprietăţi emulgatoare limitate.

Obţinerea lecitinei implică desmucilaginarea uleiului de soia, prin hidratare, cu apă sau abur, urmată de centrifugare. Preparatul brut de lecitină uscat are culoare brună, care se albeşte prin tratare cu apă oxigenată. Acest preparat conţine: 29-46% fosfatidilcolina PC, 21-34% fosfatidiletanolamina PE, 21-34% fosfatidilinozitol PI şi acid fosfatidic PF. Fosfatidilcolina sau lecitina se poate extrage cu alcool şi are HLB cuprins între 14 şi 15, acesta este un emulgator bun pentru emulsii de tip U/A. Fracţiunea insolubilă în alcool formată din fosfatidiletanolamina PE, fosfatidil inozitol PI şi acid fosfatidic PF, are un HLB mic şi se utilizează pentru obţinerea şi stabilizarea emulsiilor de tip A/U.

Lecitina comercial se prezintă ca o masă vâscoasă, semilichidă, de culoare brună având un conţinut de 30% ulei absorbit, are miros characteristic, uleios, dulceag. Este insolubilă în acetonă şi solubilă în cloroform şi benzene, conţine minim 65% substanţe insolubile în acetonă, adică lecitină. Prin uscare la 105oC, timp de 1 oră, nu trebuie să piardă mai mult de 2% din masa sa. Substanţele insolubile în benzen nu trebuie să depăşească 10% care sunt lecitine decolorate. Indicele de aciditate este cuprins între 25 şi 36, iar indicele de peroxid de 10. Lecitina trebuie să conţină maximum 3mg As/kg, maximum 10mg Pb/kg şi maximum 40mg/kg metale grele.

Lecitina purificată, pentru uz farmaceutic, se prezintă sub formă de granule de culoare galbenă, dispersabile în apă, solubile în ulei vegetal şi grăsime animală, având un conţinut de substanţe insolubile în acetona de 95%, umiditate 1%, acizi graşi liberi 1%, azot 1%, fosfor 3,3%, cenuşă 9%. Raportul dintre P/N=2,2.Prin albire se reduce eficacitatea lecitinei ca emulgator.

Toxicitatea lecitinei: lecitina este un constituent normal al celulelor corpului uman, organismul uman fiind capabil de a sintetiza fosfatide. Din toate studiile efectuate pe animale şi pe subiecţi umani, s-a dovedit că lecitina nu este toxică. Regimul alimentar normal furnizează 1-5g lecitină/zi. La om, s-a dovedit că prin administrare orală, în doze de 22-83g/zi, timp de 2-4 luni, nu provoacă nici un fel de reacţie nedorită. În dozele de 25-40g/zi, timp de mai multe luni, lecitina diminuează nivelul colesterolului seric. Extractele fosfatidice din inimă, cu un conţinut de 93% lecitină, au efect farmacologic în cazul administrării parenterale. Se foloseşte şi este de preferat să se folosească lecitina de origine vegetală. După FAO/OMS, doza zilnică admisibilă la om, fără rezerve este de 0-50mg/kilocorp, în funcţie de aportul unui regim alimentar normal, iar doza zilnică admisibilă sub oarecare rezerve este de 50-100mg/kilocorp. În doze mari poate provoca disfuncţii gastrice, reduce apetitul şi provoacă transpiraţii abundente.

Utilizarea lecitinelor în produsele alimentare Lecitina se utilizează ca emulgator dar şi ca antioxidant în: ciocolată 0,5%, surogate de ciocolată 0,5%, margarină 0,5%, grăsimi emulsionate 0,5%, produse de patiserie şi biscuiţi 2%. Se mai foloseşte la fabricarea: îngheţatei, dressing-urilor pentru salate, laptelui praf, produselor pulbere pentru copii, produselor de caramelaj. Maximul de lecitină admis este cuprins între 0,5% şi 2%.

72

Page 73: Curs Aditivi Examen

Esterii sorbitolului şi anhidridele sale E420 sunt anhidro-1,4-sorbitolul, sorbitan-1,4 şi dianhidro-1,4-3,6-sorbitolul, izosorbidul dau esteri cu acidul palmitic, acidul stearic, acidul lauric şi acidul oleic.

În figură de mai sus, se prezintă sorbitolul şi anhidridele sale care pot reacţiona cu acizii graşi. Principalii produşi sunt monopalmitatul de sorbitan, monostearatul de sorbitan, tristearatul de sorbitan, monolauratul de sorbitan şi monooleatul de sorbitan. Caracteristicile esterilor sorbitanului sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Toxicitatea esterilor sorbitolului şi anhidridelor sale Din studiile efectuate pe animale de laborator, au rezultat următoarele:

circa 90% din produsul ingerat este hidrolizat în acid gras şi anhidrida sorbitolului;

fracţiunea de acid gras este absorbită în proporţie de peste 50%;

testele de toxicitate acută au arătat că, la doze de 10ml soluţie sorbitan 50%/kilocorp, nu s-au observat simptome de intoxicaţie la şobolani.

Studiile de toxicitate pe termen scurt, efectuate pe subiecţi umani, au arătat că la o doza de 6g monostearat de sorbitan, administrată pe timp de 28 zile, nu s-au înregistrat efecte sensibile asupra celulelor tractului gastrointestinal. Analiza sângelui, nivelul de colesterol, urinei, studiul hematologic şi testele funcţiunii hepatice au dat rezultate normale. Studiile pe termen lung, de 2 ani, efectuate pe şobolani, care au primit o dieta conţinând 5% monopalmitat de sorbitan au condus la concluzia ca acest emulgator nu afectează dezvoltarea şi nici nu induce vreun simptom patologic la nivelul creierului, ficatului, pancreasului, glandei tiroide, glandei parotide, suprarenalelor, inimii, pulmonilor, ganglionilor limfatici, muşchilor etc. Experimental s-a demonstrat că nivelul fără efect toxic la şobolani este de 2500mg/kilocorp, corespunzător la 5% în dieta zilnică. La om doza zilnică admisibilă este de 0-25 mg/kilocorp, iar doza zilnică admisă cu anumite rezerve este de 25-50mg/kilocorp.

Esterii etoxilaţi E432-E436 sunt produşi care se obţin din esterii acizilor graşi cu sorbitanul care se condensează cu oxid de etilenă. Aceşti emulgatori se obţin din sorbitol, care este un polialcool, ce se esterifică cu acidul stearic sau acidul oleic. În timpul esterificării, se formează o punte oxidică între C3 şi C6. Produşii obţinuţi conţin 97% esteri ai acidului gras cu sorbitolul, mono- şi dianhidridele sale, ele au un indice de aciditate de 7,5 şi un conţinut de umiditate 0,2%

Esterii sorbitanului prezintă o gamă largă de HLB care permit folosirea lor ca emulgatori pentru emulsii A/U şi U/A, ca stabilizatori ai cristalelor untului de cacao, evitându-se în acest fel migrarea grăsimii de la interior la suprafaţa ciocolatei. Aceşti esteri modifică, cristalinitatea grăsimilor, întârziind reversia cristalină către o formă mai stabilă.

Principalii produşi din această categorie sunt comercializaţi sub denumirea de polisorbaţi. Toţi produşii sunt dispersabili în apă, solubili în uleiuri vegetale şi în alcool etilic. Unul dintre aceştia, polisorbat 80 E433 este folosit şi ca aromatizant sintetic dar şi pentru împiedicarea formării spumei. Poate creşte absorbţia substanţelor solubile în grăsimi.

Esterii sorbitanului pot reacţiona cu mai multe molecule de oxid de etilenă, obţinându-se derivaţi polioxietilenici, comercializaţi sub denumirea de Tween, cu proprietăţi hidrofile bune.

73

Page 74: Curs Aditivi Examen

Studiile biochimice şi toxicologice efecte pe animale de laborator cu produşii menţionaţi în tabelul de mai sus au arătat următoarele:

coeficienţii de digestibilitate pentru fracţiunea de monooleat, monostearat şi tristearat de polioxietilenă sunt 100%, 98% şi 84%, atunci când dieta conţine emulgatorul în proporţie de 10%;

fracţiunea polioxietilenică se regăseşte la om în proporţie de 3,9-5,8% în urină şi 90,4-98,3% în fecale;

toxicitatea acută la şoareci DL50 este de 3,75mg/ kilocorp, pentru monolaurat polioxietilen-sorbitan, administrate pe cale intravenoasă;

teste pe termen scurt, administrarea a 2% şi 5% monooleat de polioxietilen-sorbitan în dietă, pe durata a trei generaţii, nu au avut influenţă asupra creşterii şi nu a condus la leziuni histologice, în ficat sau rinichi;

în teste pe termen lung efectuate pe şobolani, s-a demonstrat că până la 5% emulgator în dietă nu se înregistrează nici o anomalie. La dieta cu 10 şi 20% emulgator se provoacă diaree, se reduce numărul de supravieţuitori şi se influenţează negativ lactaţia şi durata activităţii de reproducere, nivelul de creştere şi utilizarea caloriilor din dietă.

La şobolani, nivelul fără efect toxic este de 2500mg/kilocorp, corespunzător la o concentraţie a emulgatorului în dietă de 5%. La om, doza zilnică administrabilă, fără rezervă, este de 0-25mg/kilocorp.

Monogliceridele şi digliceridele E471 reprezintă o categorie importantă de emulgatori cu utilizare largă în industria alimentară. Se obţin din boabele de soia sau sintetic prin reacţia de transesterificare dintre glicerol şi trigliceride. Produsul obţinut este un amestec care conţine monogliceride 45%, digliceride 45%, trigliceride 10% şi urme de glicerol şi acizi graşi liberi. Aceşti emulgatori se obţinuţi sintetic, prin reacţia de transesterificare dintre o trigliceridă şi glicerol, la temperatura de 200-250°C, sub vid, în prezenţa unor catalizatori care este soda. Produsul comercial se prezintă ca o masă solidă, cu aspect de ceară, sau sub formă de masă plastică sau ca un lichid vâscos de culoare alb-crem, insolubil în apă şi solubil în alcool etilic. Pentru a mări procentul de monoglicerite, acesta trebuie supus distilării moleculare sub vid înaintat.

Trigliceridele folosite, sunt în prealabil hidrogenate, pentru transformarea acizilor graşi nesaturaţi în acizi saturaţi, ceea ce împiedică oxidarea acizilor graşi polinesaturaţi la transesterificare. În condiţiile menţionate se obţine un amestec de 40-60% monoesteri, 30-40% diesteri şi 10-20% triesteri.

Principalele monogliceride sunt:Gliceril-1-monolaurat C15H30O4, are masa moleculară 274,39, se prezintă în stare

semisolidă, de culoare crem, dispersabilă în apă, solubilă în alcool etilic şi în uleiul de bumbac. Produsul se carecterizează prin: d25

25=0,98, punct de topire la temperature de 23-28ºC, acizi graşi liberi 2,5%, indicele de iod 6-8. pH-ul unei dispersii apoase de 5%, la temperature de 25ºC, este de 8-8,6%. Se utilizează şi ca agent antispumă.

Gliceril-1-monomiristat C16H34O4, are masa moleculară 302,45, se prezintă ca o masă solidă ceroasă, uşor colorată, având d4

44=0,94, punctul de topire la temperature de 47-48ºC. Este dispersabil în apă la fierbere, solubil în alcool la cald şi în uleiuri.

Gliceril-1-monopalmitat C19H30O4, are masa moleculară 303,50, se prezintă sub formă solidă, asemănătoare cerii, de culoare crem, cu miros de ulei. Are densitatea

74

Page 75: Curs Aditivi Examen

d457=0,916, iar punctul de topire la temperature de 54-55ºC, este dispersabil în apă la

fierbere, în alcool la fierbere şi în ulei. Se utilizează şi ca dispersant.Gliceril-1-monooleat C21H40O4, are masa moleculară 356,54 şi se prezintă ca un

ulei, de culoare galbenă, cu miros de grăsime, având densitatea d2525=0,94, punctul de

topire la temperature de 35ºC, este insolubil în apă, dar solubil în alcool etilic.Gliceril-1-monostearat C21H42O4, are masa moleculară 358,55 şi se prezintă sub

formă solidă, când este pur are culoarea albă, cu gust şi miros de grăsime. Are densitatea 0,97, punctul de topire(în capilar) la 58-59ºC. Produsul conţine minim 5% acizi graşi liberi, indicele de iod 3-4, iar pH-ul unei dispersii 3% în apă, la temperature de 25ºC, este de 9,3-9,7%. Este dispersabil în apă la fierbere, insolubil în alcool la cald şi în ulei. Se foloseşte ca emulgator pentru margarină, creme pentru patiserie, uleiuri.

La utilizarea monogliceridelor ca emulgatori, este necesar ca ele să fie accesibile ca molecule individuale sau microstructuri, acestea din urmă trebuind să fie dezagregabile în momentul interacţiunii cu celelalte componente ale sistemului. Activarea monogliceridelor se realizează pe una din următoarele căi:

topire în faza grasă în care se utilizează, procesul de topire asigurând faza de activarea emulgatorului care se orientează la interfaţa picăturilor de grăsime cu apa, în timpul omogenizării şi stabilizării emulsiei. În cazul emulsiilor bătute/aerate, monogliceridele favorizează aglomerarea globulelor de grăsime şi ameliorează consistenţa, cremozitatea, capacitatea de formare şi de menţinere a spumei;

hidratare, prin dispersarea monogliceridelor, în care caz emulgatorul acţionează foarte bine pentru complexarea amidonului, având şi rol pozitiv în aerare. În acest scop sunt indicate monogliceridele saturate, fabricarea granulelor instant de cartofi, prăjituri şi produse de patiserie, paste făinoase.

Monogliceridele pot fi folosite în diferite amestecuri pulbere, cum ar fi mixturile pentru îngheţată sau pentru panificaţie. Utilizarea monogliceridelor este în funcţie de gradul de nesaturare, deşi atât cele saturate cât şi cele nesaturate au aceeaşi putere de emulsionare. Monogliceridele nesaturate sunt mai hidrofile şi mai utilizabile în emulsiile de tip A/U, în care caz previn imersia de fază În unele cazuri contribuie la concentrarea globulelor de grăsime emulsionate în aglomerate, care eventual se separă din emulsie. Monogliceridele nesaturate nu sunt recomandate în produsele lactate reconstituite. Monogliceridele saturate se utilizează în principal în emulsii de tipul U/A, pentru aerare şi pentru complexare cu amidonul.

În panificaţie, se foloseşte monostearatul de glicerină, mai puţin monopalmitatul şi mai rar monooleatul, iar dintre digliceride mai frecvent utilizate sunt cele pe bază de acid stearic. Sunt preferate cele de puritate mare. Se folosesc în special pentru mărirea elasticităţii miezului şi duratei de menţinere.

Amestecuri de monogliceride şi digliceride se prezintă sub formă de masă solidă, cu aspect de ceară, sub formă de masă cu caracter plastic sau de lichide vâscoase, de culoare albă-crem şi este solubil în solvenţi organici.

Se obţin industrial pe trei căi: prin esterificarea unui acid gras cu glicerină;

75

Page 76: Curs Aditivi Examen

prin hidroliza grăsimilor, a trigliceridelor, la temperaturi ridicate, sub presiune;

prin interesterificarea grăsimilor, se folosesc ca materii prime, untura hidrogenată, seul de vită, uleiurile vegetale hidrogenate. Amestecul format conţine α-digliceride, β-digliceride şi α,α’-digliceride, iar interesterificarea are loc la temperature de 200ºC, în prezentă de catalizator alcalin.

Toxicitatea monogliceridelor şi digliceridelor. După datele FAO/OMS rezultă că la animalele de laborator, alimentate cu 25% monogliceride şi digliceride, ceea ce reprezintă 12500mg/kilocorp şobolan, aceasta nu provoacă nici un efect toxic. Pornind de la aceste date FAO/OMS recomandă la om o doză zilnică, admisibilă, fără rezerve, de 125mg/kilocorp şi sub anumite reserve, doza poate fi fără limite. Este demonstrat faptul că la doze mari, monogliceride şi digliceridele pot provoca efecte de nedorit, în special acelea care conţin acizi graşi saturaţi cu lanţ lung şi anume acidul stearic. Efectele negative sunt: mărirea greutăţii ficatului, adică hipertrofie, dar fără modificări histopatologice şi un oarecare grad de calcificare renală.

Derivaţii esterici ai monogliceridelor cu acizii organici E472 a,b,c,d,e,f Se prezintă sub formă de masă plastică, de culoare alb-gălbuie şi/sau pulbere fiind utilizaţi mai mult ca coemulgatori şi stabilizatori ai emulsiilor preparate cu un emulgator clasic. Sunt solubili în grăsimi şi insolubili în apă.

Pentru esterificare se utilizează acidul acetic, acidul lactic, acidul citric, acidul tartric, acidul diacetiltartric, acidul succinic. În cantităţi mici sunt inofensivi.

Esterii acidului acetic E472a cresc cantitatea de aer din structura grasă şi produc o spumă stabilă, prin colectarea globulelor de grăsime. HLB la aceşti emulgatori este aproximativ 9,2. Datorită faptului că acetogliceridele sunt capabile de a forma un film puternic şi flexibil la suprafaţa amestecului, se folosesc la acoperirea produselor din carne şi a fructelor, crescând astfel termenul de garanţie. De asemenea, acetogliceridele protejează produsele alimentare de acţiunea oxigenului atmosferic şi al umidităţii aerului. Esterii citrici E472c sunt cei mai importanţi deoarece au şi capacitatea de a complexa metalele, acţionând deci şi ca agenţi de chelare. Se mai adaugă în pâine, deserturi, produse de patiserie.

Produsele finite nu trebuie să conţină catalizatori şi conţin cenuşă sub 0,2%, glicerină liberă sub 1%, acid tartric liber sub 1%, acid acetic liber sub 3%, arsen sub1 mg/kg, plumb sub 5mg/kg şi alte metale grelem sub 40mg/kg. Ele sunt caracterizate prin următoarele:

amestecului de monogliceride şi digliceride esterificate conţin 40% monogliceride esterificate şi 40% digliceride esterificate;

în cazul produsului singular conţin 80% monogliceride sau digliceride esterificate.

Sucroesterii E473 se obţin prin esterificarea directă a zaharozei cu esterii metilici ai acizilor graşi. HLB variază între 1 şi 18, în funcţie de ester. Metoda constă în a topi zaharoză la temperature de 185-187ºC şi a răci la 184ºC, pentru a o face să reacţioneze cu esterii metilici ai acizilor graşi în prezenta unui săpun care acţionează ca un catalizator. O altă metodă constă în încălzirea unui amestec de zaharoză şi triglyceride, la temperature de 110-140ºC, în prezenţă de carbonat de potasiu.

76

Page 77: Curs Aditivi Examen

Se mai pot obţine sucroesteri prin tansesterificarea zaharozei topite şi a esterilor metalici ai acizilor graşi la temperatura de 180°C, în prezenţa catalizatorilor: săruri de sodiu, litiu, potasiu, care pot fi eliminaţi în final cu ajutorul acidului citric. Sucroesterii se prezintă sub formă de pulbere albă, inodoră şi fără gust. Pot hidroliza în contact cu apa, mai ales la fierbere. Componentele hidrolizei nu prezintă nici un fel de toxicitate, inconvenientul hidrolizei fiind însă apariţia gustului dulce de zahăr. Sucroesterii folosiţi în industria alimentară trebuie să aibă minimum 99% acid gras şi zaharoză, maximum 0,5% cenuşă, maximum 3mgAs/kg, maximum 5mg Pb/kg, maximum 10mg/kg metale grele şi maximum 50mg/kg dimetil-formamidă.

Sucroesterii sunt utilizaţi la fabricarea îngheţatelor, margarinelor, sosurilor emulsionate. În cantităţi mici sunt inofensivi, iar doza limită în care se utilizează în aliment este de maximum 5000 mg/kg.

Sucrogliceridele E474 sunt amestecuri formate din monogliceride şi digliceride cu esteri ai zaharozei, adică sucroesterii, obţinuţi prin transesterificarea zaharozei precum şi din trigliceride, toate aflate în mediul solvent dimetilformaldehidă, solvent care în final trebuie eliminat. Un alt procedeu de obţinere a sucrogliceridelor constă în transesterificarea zaharozei solide în prezenţa trigliceridelor şi a carbonatului de potasiu drept catalizator, la temperatura de 110-140°C. Capacitatea de emulsionare a sucrogliceridelor este cu atât mai mare cu cât în amestec se găseşte o cantitate mai mare de monogliceride şi una mai redusă de digliceride. În cantităţi mici sunt inofensivi. Este de preferat a se evita în produsele alimentare. Este interzis în unele ţări, la noi în ţară este admis.

Esterii propilenglicolului reprezintă un amestec de monoesteri şi diesteri ai propan 1,2 diol cu acizi graşi, care la rândul lor se obţin din uleiuri şi grăsimi alimentare. În amestec cu monogliceridele distilate, aceşti esteri formează sisteme stabile sub formă α. Acizii graşi pot reacţiona cu mai multe molecule de oxid de etilenă, formându-se compuşi cu lanţ lung polioxietilenici, se pot obţine monoesteri şi diesteri.

Cei mai folosiţi sunt stearatul de polioxietilenă sau stearat de polioxil. Este sinonim cu stearatul de polioxil [RCOO-(CH2O)nH]

în care: RCOO-este radicalul acidului gras; n are o valoare medie de 7,5-40. Produsul conţine 97% amestec de monoesteri şi diesteri obţinuţi din acidul stearic

cu un amestec de polioxietilenglicoli, cu lanţ polimeric conţinând în medie 7,5 grupări oxietilenice. Acesta se prezintă sub formă de masă solidă, moale, ceroasă sau păstoasă, la temperature de 25ºC, de culoare crem, cu miros de grăsime şi cu gust uşor amar. Este dispersabil în apă la cald, solubil în alcool etilic şi uleiuri vegetale, are interval de solidificare cuprins între temperature de 27 şi 29ºC. Condiţiile de puritate sunt următoarele: indice de aciditate 2%, indice de saponificare 87-97, indice de hidroxil 85-100, apă 3%, arsen maximum 3mg/kg, plumb maximum 10mg/kg, metale grele, maximum 40mg/kg.

Stearatul de polioxil industrial are intervalul de saponificare la temperature cuprinse între 39 şi 44ºC. Condiţiile de puritate sunt: apă 3%, indice de aciditate 1, indice de saponificare 25-35, indice de hidroxil 27-40, arsen maximum 3mg/kg, plumb maximum 10mg/kg, metale grele maximum 40mg/kg. Sunt folosite în tehnologia obţinerii biscuiţilor şi în patiserie.

77

Page 78: Curs Aditivi Examen

Experienţele efectuate pe animale de laborator şi pe subiecţi umani au condus la următoarele concluzii:

digestibilitatea produsului are loc în proporţie de 80%; fracţiunea stearică este absorbită în proporţie de 6%, la un regim

alimentar conţinând 25% stearat de polioxietilenă; fracţiunea polioxietilenică este eliminată în proporţie de peste 90%

prin fecale; la un nivel de peste 20% stearat de polioxietilenă în dieta, se

favorizează formarea de calculi la vezică; la un nivel de 20% stearat de polioxietilenă în dietă, se constată un

efect laxativ; nivelul fără efect toxic la şobolani este de 2500mg/kilocorp; la om, doza zilnică admisibilă fără rezervă este de

0-25mg/kilocorp, iar la anumite rezerve de 25-50mg/kilocorp.Esterii poligliceridici ai acizilor graşi Prin deshidratarea sub vid a glicerolului la

temperatura de 250°C, în prezenţă de sodă diluată se obţine un amestec de gliceroli polimerizaţi (diglicerol, triglicerol şi tetraglicerol). Dacă acest amestec reacţionează cu acizii graşi, se obţin esterii policerolului, care sunt mai hidrofili decât monogliceridele. Propilenglicolul, propan 1,2-diolul, formează cu acidul stearic propilenglicolmonostearat PGMS utilizat pentru calităţile sale de emulsionare foarte bune, iar cu acidul palmitic, formează propilenglicolmonopalmitat PGMP. Produsele se prezintă sub formă de pulbere de culoare galben-deschis, caracterizându-se prin următoarele: acizi graşi liberi 1%, propilenglicol liber 1%, indice de iod (metoda Wijs) 1, nesaponificabile 0,5%, conţinut în monoesteri 55-58%, iar esterii acidului lauric, absenţi. Aceşti produşi au HLB=1,8. Esterii poligliceridelor cu acizii graşi, care au caracter hidrofil, sunt utilizaţi în panificaţie, margarine, deserturi, iar cei lipofilici în emulsiile apă în ulei şi pentru modificarea caracteristicilor reologice ale masei de ciocolată împreună cu lecitina.

Esterii ai acidului lactic şi acidului tartric cu acizii graşi Se obţin sub forma sărurilor de calciu şi sodiu, cu HLB 21, prin reacţia dintre acidul lactic şi acidul tartric, din care participă gruparea hidroxilică şi un acid gras care participă cu gruparea carboxilică. Cei mai importanţi sunt: stearoil-2-lactilatul de sodiu E481, stearoil-2-lactilatul de calciu E482 şi stearoil tartratul E483. Aceşti emulgatori se obţin prin esterificarea acidului lactic polimerizat, cel mai adesea ca dimer, cu acidul stearic.

Produşii menţionaţi se utilizează în panificaţie în proporţie de 0,5% faţă de făină, pentru ameliorarea caracteristicilor reologice ale aluatului, texturii miezului, volumului pâinii şi pentru prelungirea duratei de păstrare în stare proaspătă. Nu se cunosc efectele secundare.

Stearoil-2-lactilatul de sodiu E481, produsul comercial este un amestec de săruri ale produşilor de reacţie, obţinuţi prin acţiunea acizilor graşi asupra acidului lactic, esteri ai acizilor graşi şi acidului lactic polimerizat. Principalul component este stearoil lactatul de sodiu, respectiv sarea de sodiu a esterului acidului stearic şi acidului lactic. Produsul se prezintă sub formă de pulbere sau masă solidă casantă, de culoare albă sau uşor gălbuie, cu miros characteristic, insolubil în apă şi solubil în alcool etilic. Condiţiile de puritate pentru produs sunt următoarele: calciu, maximum 5% dar nu mai puţin de 2,5%, acid lactic total cuprins între 31% şi 40%, indice de aciditate cuprins între 60 şi 90, indice

78

Page 79: Curs Aditivi Examen

de ester cuprins între 150 şi 190, arsen maximum 3mg/kg, metale grele maximum 10mg/kg.

Stearoil-2-lactilatul de calciu E482, produsul comercializat este un amestec de săruri de calciu ale produşilor de reacţie obţinuţi prin acţiunea acizilor graşi asupra acidului lactic. Produsul conţine săruri ale acizilor graşi, săruri ale esterilor acizilor graşi şi acidului lactic, sărurile esterilor acizilor graşi şi acidului lactic polimerizat. Componentul principal al amestecului este stearoil-lactatul de calciu, respectiv sarea de calciu a esterului acidului steric şi acidului lactic. Produsele se prezintă sub formă de pulbere sau bloc solid casant, de culoare alb sau alb-gălbuie, cu miros caracteristic, este solubil la cald. Condiţiile de puritate pentru produs sunt următoarele: conţinutul de calciu cuprins între 5% şi 1%, acid lactic total cuprins între 32% şi 42% indicele de aciditate cuprins între 50 şi 130, indicele de ester cuprins între 125 şi 190, arsen maximum 3mg/kg, metale grele maximum 10mg/kg.

Polidextroza (C6H10O5 )n unde n poate ajunge la 12, a fost obţinută de către Rennhard, în 1973, prin polimerizarea termică a glucozei, în prezenţa acidului citric, care funcţionează drept catalizator şi a unui polialcool, sorbitolul, care are rol de plastifiant. Polidextroza este un polimer care conţine glucoză, iar legăturile predominante sunt 1,6 glucozidice. În structura polidextrozei se regăseşte sorbitolul şi acidul citric. Polimerul rămâne impurificat cu glucoză, sorbitol, acid citric, cu urme de levoglucozan şi cu 5-hidroximetil furfural. Utilizarea emulgatorilor în industria alimentară

Îngheţata produs considerat ca o spumă, parţial congelată, reprezintă un mix care conţine 40-50% aer şi care este parţial congelat. Mixul de îngheţată este format dintr-o fază continuă formată din apă în care sunt solubilizate zaharurile, proteinele, stabilizanţii, iar faza dispersată este reprezentată de globulele de grăsime dispersate sub formă de emulsie U/A. În cursul fabricării mixului, obiectivul este acela de a dispersa la maximum globulele de grăsime şi cele de aer, astfel încât să se facă o spumare corectă. În faza de congelare a mixului se realizează o dezemulsionare şi o cristalizare a materiilor. Pentru emulsionare se recomandă un emulgator de tipul monogliceridelor iar pentru destabilizare se utilizează un emulgator cu HLB ridicat.

La fabricarea îngheţatei rolul emulgatorului folosit se manifestă în două etape importante:

la pregătirea mixului, obiectivul principal îl reprezintă dispersarea maximă a globulelor de grăsime şi facilitarea unei reţele între proteine şi stabilizant, în care să se reţină aerul injectat în timpul stabilizării mixului până la omogenizare, emulgatorul practic nu intervine cu nimic, fosfolipidele naturale ale laptelui şi hidrocoloizii formate din proteinele sunt suficiente pentru a menţine stabilitatea globulelor de grăsime existente în mix. La omogenizarea mixului, când din globulele mari de grăsime se formează multe globulele mici de grăsime, ceea ce înseamnă o suprafaţă totală mai mare, este nevoie de prezenţa emulgatorului în vederea formării unui nou film protector în jurul globulelor mici de grăsime format din proteine, hidrocoloizi, fosfolipide, emulgatori;

la freezerare poate avea loc o rupere a emulsiei şi o cristalizare a grăsimii, fenomene care determină textura finală a îngheţatei în

79

Page 80: Curs Aditivi Examen

timpul freezerării, astfel emulgatorul intră în structura mixului şi asigură controlul destabilizării globule prin aglomerare, fenomen important şi de dorit în vederea obţinerii unei îngheţate uscate, extrudabilă şi rezistentă la şoc termic. Emulgatorul se concentrează la suprafaţa globulelor de grăsime, iar grupările polare ale emulgatorului se plasează la interfaţă, făcând legătura între apă şi grupările polare ale hidrocoloizilor, respectiv proteinele din mix.

Monogliceridele sunt indicate de fii folosite ca emulgatori, deoarece ele pot antrena cazeina din mix în vederea formării unui strat monomolecular protector la suprafaţa globulelor de grăsime, iar straturi suplimentare de cazeină pot fi formate mai târziu, ceea ce conduce la întărirea peliculei protectoare. Gradul de dezemulsionare este foarte important în determinarea texturii şi comportării la topire a îngheţatei, iar acest lucru este realizat de emulgatori cu HLB mare. În practică, se utilizează o combinaţie de doi emulgatori şi anume:

un emulgator de tip monogliceride 45% cu un HLB moderat; un emulgator cu HLB mare care permite controlul dezemulsionării finale.

Se consideră că emulgatorul folosit la fabricarea îngheţatei nu influenţează mecanismul formării gheţii în mixul de îngheţată, respectiv nucleerea şi creşterea cristalelor de gheaţă în procesul de freezerare. Factorii care influenţează sunt numărul şi mărimea cristalelor de gheaţă sunt grupaţi în două categorii:

factori care depind de compoziţia mixului, aceştia sunt: tipul şi concentraţia îndulcitorilor folosiţi; conţinutul de grăsime; substanţa uscată negrasă şi proteinele; cantitatea de aer incorporată;

factori care depind de condiţiile de prelucrare a mixului, care sunt: temperatura mixului la freezerare; viteza de coagulare; suprafaţa de schimb de căldură; durata de staţionare a mixului în freezer; viteza de rotaţie a rotorului cu palete bătătoare şi lame de

răzuire; tipul de rotor; gradul de ascuţire al lamelor de răzuire de pe rotor şi

distanţa dintre lamele de răzuire şi peretele cilindrului de freezerare.

În timpul călirii îngheţatei creşte cantitatea de apă îngheţată, fără a se modifica numărul de cristale de gheaţă formate la freezerare. La călire are loc o creştere a dimensiunilor cristalelor de gheaţă deja formate a freezerare, iar procentul de apă congelată creşte de la 50-60%, la 75-80%. La depozitarea îngheţatei călite, care are loc la temperaturi ale aerului de -10-20ºC, care sunt relativ mai ridicate decât la călire -30…-40ºC, se ajunge la o oarecare înmuiere a îngheţatei şi la o diminuare a dimensiunilor cristalelor de gheaţă.

Dacă temperatura de depozitare este menţinută constantă, nu va avea loc o modificare a cristalelor de gheaţă. Dacă în depozit există fluctuaţii de temperatură, atunci

80

Page 81: Curs Aditivi Examen

vor avea loc modificări ale mărimii cristalelor de gheaţă. Fluctuaţiile de temperatură pot fi cauzate de:

introducerea şi scoaterea produselor prin închideri şi deschideri de uşi; introducerea în depozit a produselor cu temperaturi diferite.

În condiţiile în care temperatura din depozit creşte, cantitatea de gheaţă scade ca rezultat al unei topiri parţiale. Se topesc mai repede cristalele mici de gheaţă de sub 10µm datorită faptului că punctul lor de topire este mai scăzut decât al cristalelor mari, ca o consecinţa a efectului de curbură. Dacă temperatura din depozit scade din nou, cantitatea de gheaţă va creşte având în vedre că numărul de cristale este mai mic, ca rezultat al dispariţiei cristalelor mici, va avea loc o creştere în dimensiuni a cristalelor mari, cunoscută de maturare Ostwald, rezultatul fiind un produs cu textură aspră, grosieră. Cu cât temperatura de depozitare este mai mare şi fluctuaţiile de temperatură sunt mai mari, cu atât fenomenul de recristalizare va fi mai evident. Rezultă că, la depozitare obişnuită are loc o topire a gheţii şi o creştere a cristalelor de gheaţă. Stabilizatorii nu influenţează nucleerea şi creşterea cristalelor de gheaţă, ci stabilizează cristalele de gheaţă faţă de o creştere ulterioară ca rezultat al fluctuaţiilor de temperatură.

Mecanismele prin care acţionează stabilizatorii în împiedicarea fenomenului de recristalizare ar fi:

adsorbţia stabilizatorului la suprafaţa cristalelor de gheaţă deja formate, ceea ce împiedică incorporarea de apă în matricea cristalului de gheaţă, care ar conduce la creşterea matricei acestuia, stabilizatorul se comportă ca o proteină cu proprietăţi de anticongelare;

formarea unei structuri de gel cu faza necongelată, unde concentraţia stabilizatorului poate ajunge la 1-2%, chiar dacă adaosul în mix nu depăşeşte 0,5%, acest gel imobilizează apa şi limitează creşterea cristalelor de gheaţă datorită fluctuaţiilor de temperatură.

Stabilizatorii din mix mai sunt implicaţi în: protecţia îngheţatei faţă de separare la o călire lentă, ca rezultat al

destabilizării proteinelor cauzate de: folosirea de ingrediente cu aciditate mare în mix; efectul destabilizator faţă de proteine al unor coloizi de

tipul gumă locust, gumă guar; excesul de agitare la prepararea mixului; existenţa microflorei psihrotrope în mix şi ingrediente;

creşterea cantităţii de aer care se înglobează la freezerare şi în stabilirea globulelor de aer în îngheţata freezerată;

protecţia grăsimii faţă de destabilizare prin formare de complexe cu proteinele din membrana globulelor de grăsime, se împiedică formarea unor aglomerări mari de grăsime;

controlul vitezei de topire al îngheţatei, pierderea formei şi aspectului produsului topit prin formarea de precipitat;

controlul cristalizării lactozei, cristalizarea lactozei are loc ca o consecinţă a concentrării până la suprasaturarea a acesteia în faza necongelată şi a formării cristalelor de gheaţă. Prin adaos de stabilizator, vâscozitatea soluţiei necongelate creşte foarte mult, se

81

Page 82: Curs Aditivi Examen

împiedică mobilitatea moleculelor de lactoză, deci cristalizarea şi nu se permite formarea cristalelor mari de lactoză.

Sosuri emulsionate aceste sosuri sunt emulsii de tipul U/A, produsele emulsionate, după conţinutul în ulei pot fi:

categoria A care conţin 80% ulei: maioneza; categoria B care conţin 50-80% ulei: sosuri derivate de la

maioneză; categoria C care conţin 15-50% ulei: sosuri pentru salate.

Pentru produsele menţionate se recomandă folosirea monogliceridelor distilate şi sucrogliceridelor.

Ciocolata reprezintă o dispersie de zahăr fin măcinat, cacao, eventual lapte praf, în untul de cacao şi nu se adaugă apă. Rolul emulgatorului în acest caz nu este acela de a favoriza formarea de emulsie, ci de a reduce vâscozitatea masei de ciocolată în timpul procesării şi mai ales la conşare. Emulgatorul, lecitina sau poliricinoleat de poliglicol se adaugă la conşare, operaţie care constă în amestecarea/frecarea masei de ciocolată cel puţin 24 de ore la temperaturi cuprinse între 45 şi 70ºC, în funcţie de sortimentul de ciocolată. Emulgatorii utilizaţi sunt adsorbiţi la suprafaţa particulelor solid din masa de ciocolată şi conduc la micşorarea vâscozităţii straturilor de contact între particulele solide şi untul de cacao, astfel o fac să ajungă la o valoare constantă, caracteristică sistemului dispers, care este masa de ciocolată. În acest fel, se ajunge la o ciocolată cu un grad de onctuozitate caracteristic unui produs de calitate superioară. Emulgatorul se adaugă parţial astfel: 1/4 din calitate, după 5-6 ore de conşare, când ciocolata a devenit fluidă, iar cu 4-5 ore înaintea de terminarea conşarii, se adaugă şi restul de emulgator. Dacă untul de cacao este înlocuit cu alte materii grase, ciocolata de cuvertură, se poate ajunge la un defect care constă în cristalizarea grăsimii la tranziţie beta, la forma cristalină eta, care este mai stabilă. Pentru a împiedica acest defect, se utilizează drept emulgatori esterii sorbitanului, lactil-monogliceridele şi, în general, emulgatori cu tendinţa a. Avantajul folosirii acestor emulgatori constă şi în faptul că, la consumarea produsului, acesta formează împreună cu grăsimea din produs şi cu saliva eliberată în cavitatea bucală o emulsie care ameliorează percepţia gustativă şi, în acelaşi timp, anulează senzaţia de grăsime datorită topirii incomplete în cavitatea bucală.

Caramele Încorporarea unui amestec în masa de caramel, conduce la o distribuire mai bună a grăsimii în apă, se obţine o emulsie U/A. Dispersia bună a grăsimii are o mare influenţă asupra vâscozităţii siropului de zahăr şi asigură o stabilitate bună în timp a produsului. Dacă nu se adaugă emulgatorul, zahărul sau zaharoză, produsul are tendinţa de a cristaliza în cristale mari care se simt la masticaţie şi care pot conduce chiar la sfărâmarea produsului. În plus, în prezenţa emulgatorului, produsul nu se mai lipeşte de ambalaj şi nici de dinţi, în momentul masticaţiei.

Creme spumate obţinute prin freezerare Aceste produse utilizează ca materii prime lapte, lapte praf, unt, zahăr, smântână dulce, stabilizatori precum gelatină, cazeinat şi emulgatori, ca monogliceride şi digliceride. Produsele pot fi formate din dulceaţă, fructe, cacao şi esenţe naturale. Mixul realizat este pasteurizat la temperature de 85ºC, timp de 10 minute, răcit până la temperature de 55-60ºC, omogenizat în două trepte de presiune la 175 şi 35 bar, răcit la temperature de 3-4ºC. Se impune o maturare timp de 3-4 ore, la temperature de 4ºC, urmat de o aromatizare, colorare prin adaos de marc de fructe, sirop, suc, fructe confiate, amestecare, freezerat la temperature de -4…-6ºC şi depozitat

82

Page 83: Curs Aditivi Examen

timp de 24 ore, la temperature de -2…0ºC. La aceste produse se impune o substanţă uscată de 33-38%, din care zahăr 10-15%, iar grăsime 10-15%.

Produse grase tartinabile Aceste produse conţin 50% grăsimi, sub 25,5 proteine şi alte ingrediente, printre care şi zahăr. La obţinerea acestor produse se impun două probleme şi anume:

separarea de grăsime în timpul păstrării; formarea de cristale de grăsime în masa produsului.

Pentru a evita primul efect se folosesc ca emulgatori monogliceridele distilate de 90%, iar pentru a împiedica cel de-al doilea efect se utilizează un emulgator cu tendinţă a, cum ar fi esterii propilenglicolului.

Margarina este o emulsie de tip A/U atunci când conţinutul de apă este de 15%. Emulsiile pentru margarină nu necesită măsuri speciale pentru stabilizare, având în vedere faptul că ele se întăresc rapid la refrigerare. În mod obişnuit, la fabricarea margarinelor se utilizează drept emulgatori lecitina şi monogliceridele, însă, dacă se foloseşte o margarină mai cremoasă, mai plastică şi mai stabilă la temperaturi mai ridicate, se utilizează cei doi emulgatori în combinaţie cu alţii mai hidrofili, cum ar fi esterii poliglicerolului. La margarine se impune ca picăturile de apă să fie mici şi fin dispersate în faza grasă, deoarece în acest fel se reduce la maximum eventuala contaminare cu microorganisme şi se asigură o stabilitate mai mare a margarinei.

Shortening-ul este un produs gras de utilizare industrială şi este format din grăsime mai mult sau mai puţin hidrogenată, în amestec cu zahăr şi alte ingrediente. Emulgatorii utilizaţi la obţinerea shortening-urilor sunt de tipul monogliceridelor distilate sau de tip plastic. Când shortening-urile se utilizează ca garnituri în patisserie, trebuie să fie relativ spumate adică aerate, sunt preferaţi emulgatorii cu tendinţa a , cum ar fi esterii propilengicolului.

Sosuri emulsionate acestea sunt emulsii de tip U/A. Conţinutul în ulei al acestor sosuri poate varia între 15 şi 60%, iar cel cu 60% ulei este caracteristic maionezei. Aceste emulsii complexe au în faza continuă, apa, în care sunt solubilizate o serie de ingrediente cum ar fi proteine, polizaharide, zaharuri, acidifianţi, săruri minerale, aromatizanţi, coloranţi etc. Prezenţa în faza apoasă a fosfolipidelor din gălbenuşul de ou şi eventual a unor hidrocoloizi asigură stabilitatea acestor sosuri. Prin utilizarea unui emulgator sintetic, utilizare motivată economic sau dietetic, se poate reduce nivelul de gălbenuş de ou. Emulgatorul folosit se adsoarbe la interfaţa ulei/apă şi principala sa funcţie constă în a împiedica coalescenţa globulelor de grăsime. Pentru a asigura o conservare de durată, fără riscul contaminării microbiologice, se practică inversarea de fază, care constă în a transforma emulsia U/A, în emulsie A/U. În aceste condiţii, apa, care este mediul în care se pot multiplica microorganismele, devine dispersată în ulei. Inversarea de fază poate fi obţinută prin mijloace mecanice ca supraagitarea sau cu ajutorul unei combinaţii de emulgatori hidrofili şi lipofili.

Produse lactate de imitaţie sunt produse care nu conţin nici unul dintre componentele laptelui de vacă. Cazeinatul de sodiu, folosit adesea în constituţia acestor produse, nu este considerat un component normal al laptelui de vacă.

Smântâna simulată ca înălbitor de cafea. În mod tradiţional, smântâna, laptele integral sau degresat se adaugă la cafea pentru a obţine o culoare crem şi pentru a modifica gustul acid şi amar al cafelei. Un înălbitor pentru cafea trebuie astfel formulat şi pregătit încât să se menţină sub formă de emulsie când este adăugat la cafea. Înălbitorii

83

Page 84: Curs Aditivi Examen

de cafea de tip simulate, Coffee whitners, Coffee creamers, Blnnchisseurs a café, au fost obţinuţi iniţial din cazeinat de sodiu şi grăsimi vegetale, iar în prezent se foloseşte izolatul de soia. Înălbitorii pentru cafea se pot comercializa sub trei forme: lichidă, congelată, pulbere. În toate aceste trei forme, proteina, grăsimea, zaharurile şi emulgatorii sunt ingrediente de bază.

Pentru obţinerea înălbitorului de cafea, se topeşte mai întâi grăsimea, în care se dispersează emulgatorul respectiv, după care se adaugă izolatul proteic, apă, la temperatură de 70-72ºC, sărurile fosfatice, sirop de zahăr şi celelalte ingrediente. După solubilizarea completă a ingredientelor, amestecul se pasteurizează la temperature de 71-72ºC, timp de 30 minute şi se omogenizează, în două trepte de presiune, de 250 şi 50 bari. În final, produsul se refrigerează sau se congelează, iar pentru obţinerea înălbitorului de cafea sub formă de pulbere, amestecul care iese de la omogenizare se usucă prin pulverizare.

Aciditatea şi concentraţia cafelei precum şi conţinutul mineral al apei pentru cafea afectează performanţa înălbitorului. Funcţia primară a proteinei, alături de cea a emulgatorului, este de a contribui la formarea emulsiei şi, în special, la stabilitatea acesteia. Grăsimea emulsionată contribuie la albire, la corpolenţă şi vâscozitate, iar efectul de albire este o consecinţă a reflectării luminii de către globulele de grăsime emulsionate. Grăsimile, cu punct de topire scăzut, interacţionează rapid cu proteinele din soia şi produc emulsii de calitate superioară. Ca emulgatori pentru înălbitorii de cafea se folosesc polisorbaţii60 şi steroil-lactaţii. Metoda de prelucrare a ingredientelor are, de asemenea, efect asupra înălbitorului de cafea, prin omogenizare obţinându-se emulsii în care globulele au diametrul 0,2-0,4µm. Răcirea rapidă conduce la emulsie stabilă. Înălbitorii de cafea sub formă congelată trebuie să prezinte o bună stabilitate a emulsiei, având în vedere că produsul poate suferi 2-3 cicluri de congelare /decongelare, înainte de a fi adăugat la cafea. Pentru aceşti înălbitori, concentraţia optimă de proteine este de 0,8-10%. În cazul înălbitorilor de cafea pulbere, stabilitatea emulsiei trebuie să fie bună, deoarece atât uscarea cât şi rehidratarea pot influenţa calitatea emulsiei.

Frişcă simulată şi creme spumate de imitaţie Whipped toppings. Se cunoaşte că frişca se obţine prin baterea mecanică a smântânii dulci cu o concentraţie de 30-35% grăsime, în prezenţa de adaosuri: zahăr, cacao, aromatizanţi, alune etc. Apoi se pasteurizată la temperature de 60-70ºC, timp de 30 minute şi se maturează fizic la temperature de 4-5ºC, timp de 24 ore. Calitatea produsului finit este influenţată de:

compoziţia smântânii care este determinată de provenienţă, hrana animalelor, durata maturării fizice;

adaosul de substanţe de spumare; stabilizarea spumei.

Frişca simulată a fost obţinută din lapte praf degresat, cazeinat de sodiu şi grăsime vegetală. Izolatele din soia au înlocuit cu succes cazeinatul, deoarece au proprietăţi funcţionale mai bune precum:

capacitate de udare; dispersabilitatea; solubilitate; emulsionare; spumare.

84

Page 85: Curs Aditivi Examen

Proteina din izolatele proteice de soia adăugată contribuie la formarea emulsiei, la încorporarea aerului din timpul baterii şi la stabilitatea produsului aerat. În perioada de batere, spumare, aerare, se produce un film stabil proteic, care va proteja, în principal, globulele de aer. Izolatul proteic din soia se foloseşte la un nivel mai scăzut decât cazeinatul, din cauză că produce o vâscozitate mai mare şi are o capacitate de emulsionare mai bună.

În cazul produselor de tip frişcă simulată şi a cremelor de ornare simulate spumate, scopul adaosului de emulgator nu este acela de a favoriza formarea de emulsie, ci chiar, din contră acţiunea să trebuie să fie una de destabilizare, în sensul de a forţa globulele de grăsime să se aglomereze în procesul de batere şi să formeze în faza apoasă o reţea continuă care înglobează bulele de aer şi împiedică coalescenţa. Filmul proteic realizat la batere trebuie să fie suficient de stabil pentru a menţine aerul încorporat, mai ales în produselor care suferă cicluri repetate de congelare /decongelare. Cremele de imitaţie spumate se caracterizează printr-un conţinut mai mare de grăsime solidificată, zahăr şi proteină, iar creşterea de volum prin aerare este redusă la 40-90%.

Tehnologia de obţinere a produsului frişcă simulată sub formă de pulbere, cu un conţinut proteic de 4-10%, constă în următoarele operaţii: încălzirea apei şi grăsimii, la temperature de 70-72ºC, adaos de emulgatorşi a celorlalte ingrediente sub formă de pulbere, amestecare, pasteurizare la temperature de 70-72ºC, timp de 30 minute, omogenizare în două trepte, la 100 bari şi 50 bari, urmată de o uscare prin pulverizare.

Utilizarea polidextrozei în industria alimentară se bazează pe proprietăţile funcţionale ale acesteia, deoarece produsul nu este dulce. Prin combinarea polidextrozei cu un îndulcitor natural sau artificial, acesta ajunge la un grad de dulce mai scăzut şi la un conţinut caloric mai redus al produsului. Folosirea de polidextroză este recomandată în produsele alimentare dietetic care au un conţinut redus de calorii.

Polidextroza este rezistentă la digestia şi absorbţia în intestinul subţire, fiind parţial fermentată în intestinul gros cu rămăşiţe substanţiale şi eliminate prin fecale. Fermentarea parţială în intestinul gros duce la creşterea cantităţii de fecale, reducerea timpului de tranzit intestinal, scaun uşor şi pH scăzut al fecalelor. De asemenea, fermentarea polidextrozei duce la creşterea culturii microflorei favorabile în intestin, diminuează dezvoltarea microflorei de putrefacţie, sporeşte producerea de acizi graşi nesaturaţi şi scade producerea de metaboliţi carcinogenici: indolul şi p-crezolul. S-a demonstrat că acesta este considerat ca o fibră alimentară.

Polidextroza mai are avantajul că este metabolizată independent de insulină, ceea ce o face mai potrivită pentru diabetici. Un index glicemic de 5 o face mai potrivită pentru produsele lactate cu o încărcătură glicemică mică.

Domeniile de utilizare ale polidextrozei sunt următoarele: dressinguri pentru salate şi maioneze: polidextroza N, în soluţie de 70%,

se poate utiliza ca înlocuitor de ulei în dressing-urile pentru salatele, cu un conţinut caloric scăzut. Polidextroza menţine vâscozitatea produsului, dă aceeaşi senzaţie ca şi uleiul. În cazul folosirii polidextrozei nu este necesară operaţia de omogenizare şi/sau emulsionare. Polidextroza poate fi folosită şi ca înlocuitor parţial de ulei şi gălbenuş de ouă, în cazul maionezelor, obţinându-se maioneze hipocalorice. Pentru a obţine o textură convenabilă a maionezei, împreună cu polidextroza se mai poate folosi amidonul modificat sau alţi hidrocoloizi. Conţinutul în umiditate al

85

Page 86: Curs Aditivi Examen

maionezelor cu polidextroză se ridică la 50-52%, faţă de 12-15% pentru maioneza clasică.

produse de cofetărie şi patiserie: polidextroza se poate folosi la fabricarea biscuiţilor, cozonacilor, gogoşilor, vafelor etc., înlocuind total zaharoza. Pentru îndulcitor se poate folosi un îndulcitor artificial necaloric. Din cauză că polidextroza pulbere are un pH acid, se ajustează pH-ul la 5,5 cu carbonat acid de sodiu. Polidextroza poate înlocui până la 50% din conţinutul de lipide.

pudinguri: pentru obţinerea unor pudinguri instant, cu un nivel caloric mai scăzut, se înlocuieşte parţial zaharoza, cu polidextroza. Dacă se foloseşte polidextroza pulbere, pH-ul trebuie să fie ajustat la 5,5. O reţetă pentru un puding instant, cu un conţinut caloric redus cu 44%, cuprinde: polidextroză 14,93%, bicarbonatul de sodium 0,15%, amidon modificat 4,40%, cacao pudră cu 10-12% grăsime în proporţie de 1,95%, fosfat de sodiu dibazic 0,36%, pirofosfat de sodiu 0,24%, zaharină 0,05 %, vanilină 0,02%, lapte degresat 68,55%, lapte praf degresat 3,04% şi apă 6,31%.

îngheţată: în cazul îngheţatei, polidextroza pulbere sau lichidă poate înlocui parţial grăsimea precum şi zaharoza, parţial sau total. Reţeta pentru o asemenea îngheţată cuprinde: polidextroză soluţie 28%, smântână cu 36% grăsime,în proporţie de 11,40%, lapte praf degresat 10,83%, gelatină 0,50%, zaharină 0,02%, monogliceride şi digliceride ca emulgatori 0,25%, extract de vanilie 1% şi apă 48,0%.

glazuri: prin folosirea polidextrozei se pot obţine glazuri cu un conţinut caloric mai scăzut. Pentru prevenirea coagulării produselor lactate utilizate şi la fabricarea glazurilor, pentru fiecare gram polidextroză se folosesc 0,01g carbonat acid de sodium. Dacă zaharoza se înlocuieşte complet cu polidextroză, glazura îşi pierde din calitate, corecţia făcându-se prin adaos de emulgatori, stabilizatori şi substanţe de spumare.

guma de mestecat: o gumă de mestecat cu calităţi senzoriale bune poate fi obţinută prin folosirea de polidextroză, sorbitol, manitol şi zaharină, aduse la dimensiuni de 20-50µ. Faza de plastifiere poate fi un amestec de polidextroză lichidă, soluţie sorbitol 70% şi glicerină, iar pudra de acoperire poate fi formată numai din manitol.

dropsuri: la fabricarea dropsurilor, polidextroza poate înlocui până la 50% din zaharoză. Pentru a împiedica caramelizarea zaharozei, polidextroza se tamponează, la un pH de 4,3-4,5, cu citrat de sodiu sau citrat de potasiu. O reţetă pentru dropsuri cu polidextroză cuprinde: polidextroză 48,93%, lămâie 0,15%, colorant soluţie 10% în proporţie de 0,05% şi apă 1%.

caramele: caramele cu un nivel caloric mai scăzut pot fi obţinute cu un amestec de polidextroză şi zaharoză. Prin înlocuirea parţială a zaharozei, textura caramelelor devine lipicioasă, de aceea în compoziţie, se adaugă caragenan şi glicerol -monostearat, care acţionează ca stabilizator şi respectiv ca emulgator.

Utilizarea emulgatorilor în produse de panificaţie şi patiserie în produsele de panificaţie, emulgatorii de tipul monogliceridelor, steoroil-lectilaţi au efect antiînvechire,

86

Page 87: Curs Aditivi Examen

prin complexare cu amiloza şi efect de condiţionare prin complexare cu proteine. În cazul produselor preparate cu afânători chimici există două situaţii distincte:

produse fără grăsimi, se folosesc monogliceridele lactilate care realizează frăgezirea aluatului;

produse cu grăsimi, se folosesc mono şi digliceridele, monostearatul de sorbitan, polisorbatul 60 care realizează o aerare a produsului.

La aceste produse emulgatorul realizează: un volum specific mai mare; o calitate senzorială superioară prin eliberarea de arome mai rapid,

ţinând conta şi de umiditatea mai mare a produselor; o structură mai bună a miezului; o învechire limitată; un consum specific mai mare al grăsimilor şi a zaharului folosite

(shortening-uri).Emulgatorii sunt utilizaţi odată cu grăsimea, shortening au rol de limitare a

efectului antispumare produsă de grăsimi, de emulsionare a grăsimilor şi de menţinerea unui anumit nivel de umiditate în produsul finit. Shortening-urile utilizate sunt sub formă plastică. Este necesar să se evite folosirea de materiale lichide care destabilizează spumarea proteică.

Aluaturi cu afânători chimici aceste aluaturi pot fi de două feluri: cu conţinut mai ridicat de materii grase, emulgatorii adecvaţi pentru

aceste produsele este untul, întotdeauna încorporaţi în faza grasă, care este sub formă de shortening. Obiectivul principal al adaosului de emulgator este asigurarea unei bune emulsionări şi o mai bună reţinere a umidităţii în produsul finit;

cu conţinut redus de grăsime sau fără grăsime, emulgatorul este adăugat ca ingredient.

Pentru a înţelege rolul emulgatorilor în panificaţie şi patiserie, este necesar să cunoaştem în primul rând contribuţia lipidelor în determinarea calităţii produselor de panificaţie şi patiserie. Lipidele făinii, deşi prezintă 2% din masa făinii, au o mare influenţă asupra însuşirilor aluatului şi calităţii pâinii, influenţând volumul, structura, porozitatea şi prospeţimea pâinii. Aceste însuşiri depind de cantitatea şi de felul lipidelor, iar volumul pâinii scade când conţinutul de lipide scade sub valoarea sa normală.

Experienţele efectuate cu aluat preparat din făină reconstituită din amidon, substanţe solubile în apă şi gluten, au arătat că în cazul în care glutenul provine din făină nedegresată, volumul pâinii este mai mare decât în cazul în care glutenul provine din făină degresată. Lipidele nepolare ca monogliceride, digliceride, triglyceride şi acizii graşi liberi, descresc volumul pâinii şi înrăutăţesc porozitatea iar lipidele polare ca fosfolipidele, în special glicolipidele, îmbunătăţesc volumul pâinii şi porozitatea. Dintre lipidele nepolare, acizii graşi liberi sunt principalii răspunzători de scăderea volumului pâinii, iar dintre acizii graşi, cei cu influenţă pronunţat negativă sunt acizii graşi nesaturaţi. Efectul negativ al lipidelor nepolare depinde de cantitatea lor şi creşte paralel cu conţinutul de acizi graşi nesaturaţi.

Calitatea pâinii este în relaţie directă cu raportul dintre lipidele polare şi lipidele nepolare. Pentru acelaşi conţinut de lipide nepolare, volumul pâinii este cu atât mai mare

87

Page 88: Curs Aditivi Examen

cu cât conţinutul de lipide polare este mai mare. Dintre lipidele polare galactolipidele au efect pozitiv cel mai pronunţat asupra volumului pâinii.

S-a stabilit că în timp ce volumul pâinii variază liniar cu conţinutul de proteine, variaţia conţinutului pâinii cu conţinutul de lipide este neliniară. În al doilea caz, volumul pâinii este maxim între 0,5% şi 2,5% lipide, iar minim este între 1 şi 1,5% lipide. Poziţia minimului este în funcţie de calitatea glutenului şi de raportul lipide polare/lipide nepolare. Înlocuirea glutenului unei făini bune cu glutenul obţinut dintr-o făină slabă, celelalte componente rămânând constante, deplasează minimul curbei volum pâine/lipide spre un conţinut mai mare de lipide, iar mărimea raportului lipide polare/lipide nepolare deplasează valoarea minimă a volumului spre un conţinut de lipide mai scăzut. Uneori o făină slabă se poate apropia de una bună din punct de vedere al volumului pâinii, la un conţinut ridicat de lipide. Aceasta justifică utilizarea shortening, măreşte volumul pâinii şi porozitatea acesteia.

În aluat, lipidele făinii se găsesc parţial în stare legată. Lipidele legate, neextractibile în eter de petrol, reprezintă până la 2/3 din totalul lipidelor din făină şi cuprind toate lipidele polare precum şi o parte din lipidele nepolare, în special cele cu polaritate intermediară. Ele sunt legate de amidon şi de proteine. Lipidele legate de amidon reprezintă ~ ¼ din totalul lipidelor făinii şi nu influenţează însuşirile aluatului, volumul şi porozitatea pâinii, dar au importanţă în procesele de învechire a pâinii. Lipidele legate de proteine sub forma unor complexe au un mare rol în panificaţie.

Paste făinoase Folosirea de emulgatori în aluatul pentru paste măreşte rezistenţa produsului finit cu 15-20%. Pastele cu emulgator se comportă mai bine la fierbere, rămân ferme, nu se rup şi nu se terciuiesc, nu devin lipicioase, suprafaţa lor devine netedă, iar în apa de fierbere, nu trece amidon. Emulgatorul face ca aluatul pentru paste să fie prelucrat mai uşor în presele-filieră, ceea ce înseamnă economisire de energie, datorită distribuţiei mai uniforme a lipidelor în aluat şi datorită stării mai mobile a glutenului în prezenţa emulgatorului.

Cereale extrudate în acest caz, funcţia emulgatorului este aceea de a complexa cu amiloza. Este indicat să se folosească monogliceride distilate.

Agenţi antiînvechireRetrospectivă

Scopul fiecărui profesionist în panificaţie este de a obţine o pâine de foarte bună calitate care este bine aerată, gustoasă şi cu un aspect apetisant. O reţetă de pâine cât mai simplă trebuie să cuprindă făină, apă, sare şi drojdie sau maia acidă. Factorii decisivi pentru obţinerea unei pâini sunt procesul tehnologic şi anume: calitatea făinii, malaxarea aluatului, temperatura aluatului, manipularea, modelarea, dospirea şi coacerea.

Variaţiile calităţii făinii, activitatea drojdiei, intensitatea malaxării, dospirea şi coacerea, sunt elemente care concură la calitatea produsului finit. Brutarii au început să adauge, în cantităţi mici, alte ingrediente menite să îmbunătăţească calitatea pâinii, precum: grăsimi, lapte, zahăr, făină din malţ şi alţi ingredienţi. Toate aceste ingrediente conferă o serie de caracteristici de gust, aromă, culoare, moliciune a miezului şi un volum mai mare. Progresele realizate în procesarea pâinii au condus la realizarea unor aditivi mult mai elaboraţi.

88

Page 89: Curs Aditivi Examen

Acceptaţi pe scară largă de brutarii a amelioratoriilor, dacă sunt folosiţi judicios, se compensează variaţia calităţii ingredientelor şi a proceselor tehnologice. Folosirea amelioratoriilor duce la obţinerea unei pâini de calitate.

Procesarea pâinii era caracterizată de perioade lungi de odihnă între frământare şi modelarea finală, dar şi înainte de dospire. Pentru obţinerea unei pâini cu volum satisfăcător, era necesar un timp lung deoarece viteza de producere a gazelor în aluat, era destul de mică. Astazi, prin folosirea acidului ascorbic in cantităţi mari, se scade volumul pâinii. De la mijlocul secolului al XVIII-lea, când drojdia comprimată a devenit disponibilă pe piaţă, problema dospirii pâini a fost rezolvată, iar producerea de dioxid de carbon în perioadele lungi de relaxare a aluatului, determină modificarea structurii sale, ceea ce duce la creşterea capacităţii de reţinere a gazelor. Pentru acest motivul, ingredientele adăugate în cantităţi mici în aluat, au fost numite iniţial hrană pentru drojdie, apoi amelioratori pentru făină şi în cele din urmă amelioratori pentru aluat.

Primii amelioratori chimici, adică agenţii de albire ai făinii au fost folosiţi încş din 1900, când brutarii au observat că nu pot obţine produse de calitate din făină proaspăt măcinată. Este nevoie ca făina să fie păstrată câteva săptămâni pentru a se matura, timp în care oxigenul din aer, oxidează pigmenţii galbeni ai făină şi contribuie la întărirea glutenului. Apoi, a-a descoperit că agenţii oxidanţi pot accelera artificial maturizarea făinii, iar primul ameliorator a fost realizat de firma Ward Baking Company. Rolul principal al amelioratorilor este acela de a întări glutenul, dar reţeta acestora este concepută astfel încât să înmoaie aluatul o malaxare mai rapidă, pentru un suplimentar de hrană pentru drojdie şi pentru reducerea efectului de învechire a produselor finite. Dezvoltarea glutenului

Proteinele din pâine, gliadina şi glutenina, se găsesc sub forma unor lanţuri împăturite, a căror structură este stabilizată cu ajutorul unor punţi bisulfitice sau a unor legături intramoleculare. La malaxare aceste lanţuri proteice se întind şi rup legăturile relativ slabe. În timpul relaxării aluatului punţile bisulfitice se pot recrea în cadrul moleculelor, aşa cum au fost iniţial, sau între molecule diferite, intermolecular. Când apar legăturile intermoleculare, structura rezultată glutenul, este mult mai puternică decât moleculele individuale.

Glutenul este responsabil de reţinerea gazelor rezultate din fermentare, conferind pâinii textura dorită. O cantitate prea mică de proteină în aluat sau o malaxare insuficientă, duc la obţinerea unui aluat slab şi lipicios, care se întinde uşor, dar nu poate reţine suficiente gaze rezultate din fermentare. Dacă aluatul este prelucrat prea mult se formează puţine legături intramoleculare, iar aluatul este puternic dar neelastic. Timpul şi intensitatea de malaxare sunt elemente critice şi consumatoare de timp în cadrul procesului de fabricare a pâinii. Accelerarea prelucrării aluatului oferă o serie de avantaje economice:

mai puţin aluat în faza de prelucrare; echipamente mai puţine; utilaje de capacitate mai mică; mai puţin spaţiu redus de odihnă; consum mai mic de forţă de muncă.

Prelucrarea continuă a aluatului, care necesită foarte puţin sau deloc timp de odihnă, sunt un scop comun. Unele procese tehnologice se bazează pe malaxarea intensivă pentru a accelera viteza de dezvoltare a glutenului. Amelioratorii au rolul de

89

Page 90: Curs Aditivi Examen

îmbunătaţirea prelucrării aluatului, folosind echipamentele tradiţionale, adeseori se poate combina folosirea amelioratorilor cu o malaxarea intensivă.

Procesul de învechire a pâinii şi produselor de panificaţieAmelioratori sunt folosiţi în produsele de panificaţie pentru a le menţine starea de

prospeţime, pentru o perioadă mai îndelungată. Starea de prospeţime a produselor de panificaţie se apreciază prin textura miezului, care trebuie să fie cât mai moale posibil. Învechirea produselor de panificaţie are loc în timp, după coacere, când au loc următoarele fenomene:

pierdere a moliciunii miezului; pierdere aparentă a umidităţii miezului; coaja sau crusta devine cauciucoasă; pâinea proaspătă are coaja crocantă.

Viteza evoluţiei învechirii pâinii depinde de: reţeta produsului, de componente şi proporţiile dintre ele; procedeul de fabricaţie; modul de conservare: dacă produsul este ambalat sau neambalat; condiţiile de păstrare: temperatură şi umiditatea relativă din

depozit.Sunt afectate de învechire pâinea, produsele croissant, pâinea cu adaus de lapte,

brioşele, produsele de patiserie, adică cozonac, checuri. Învechirea este o consecinţă a unor procese fizico-chimice în care sunt implicate componentele principale ale produselor de panificaţie: apa, amidonul şi glutenul. În pâinea imediat după coacere, amidonul este în stare amorfă, amiloza este parţial sub formă de dublu helix, amilopectina este gelificată, iar glutenul este hidratat.

La învechire au loc două procese: migrare a apei între miez, coajă şi mediul ambient; învechirea în care este implicat sistemul apă/gluten/amidon.

La învechirea pâinii are loc agregarea helixurilor dublă de amiloză, prin cristalizare, iar amilopectina este şi ea în stare cristalină. Aceste transformări de trecere de la starea amorfă la starea cristalină se fac pe seama migrării apei de la gluten, la componentele amidonului. În paralel are loc o migrare a apei de la miez la coajă şi de la coajă la mediul exterior, miezul pâinii devenind sfărmicios iar coaja cauciucoasă.

Rolul amelioratorilor antiînvechire şi utilizările lorAmelioratori antiînvechire sunt cu acţiune directă când acţionează asupra

proceselor fizico-chimice, dar şi cu acţiune indirectă când acţionează asupra constituienţilor produsului în vederea redării structurii lor iniţiale.

Amelioratorii antiînvechire cuprind următoarele ingrediente de bază: agenţi oxidanţi, care întăresc aluatul, reduc timpului de procesare a

aluatului şi compensează calitatea slabă a proteinei din făină; agenţi reducători, cu rolul de dezvoltarea glutenului, reduce timpul de

malaxare şi diminueză consumul de energie pentru malaxare; emulgatori, au rolul de a întări aluatul, îmbunătăţesc toleranţa

aluatului la malaxare şi la manipulare, determină creşterea volumului pâinii, îmbunătăţesc calităţile de feliere a produsului finit şi reduc efectul de învechire a pâinii;

90

Page 91: Curs Aditivi Examen

enzime, au rolul îmbunătăţirii producerii de gaze în aluat de către drojdie şi ajută mai eficient al consistenţei aluatului.

În reţeta unui ameliorator se folosesc ingrediente care aduc aport de hrană pentru drojdie, ajută la realizarea unui echilibru‚ din aluatului privind aciditatea /bazicitatea şi aduc un aport suplimentar de ioni de calciu care întăresc glutenul.

În cadrul moleculelor proteice din făină apar grupările -SH, numite sulfhidril, dacă atomul de sulf este legat de un atom de hidrogen nu se pot forma punţile bisulfitice -S-S-. Oxidanţii acţionează asupra grupărilor sulfhidril -SH prin tăierea atomului de hidrogen, iar atomul de sulf rămâne cu o valenţă liberă şi se poate lega de un alt atom de sulf, pentru a forma legături -S-S-, deci punţi bisulfitice care au rolul de a întări reţeaua glutenică.

Oxidanţi folosiţi sunt bromatul de potasiu sau iodatul de potasiu care sunt foarte eficienţi, dar astăzi deoarece se regăsesc în pâine în cantităţi mici, se folosesc mai puţin. Explicaţia este că, aceste cantităţi remanente de bromat sau de iodat sunt considerate potenţial carcinogene. Astăzi sunt folosiţi:

azodicarbonamida ADA, acţionează foarte rapid, ducând la obţinerea unui aluat uscat care se prelucrează greu, iar pâinea rezultată nu are volum, dar are suprafaţa crăpată, iar doza de utilizare este de 45ppm;

L-acidul ascorbic acţionează mai lent, în cazul în care se supradozează nu are efecte negative asupra aluatului şi a pâinii iar doza utilizată normal este de 75ppm.

Agenţii reducători au efect invers faţă de oxidanţi, ei rup legăturile bisulfitice -S-S- dintre moleculele proteice, slăbind structura acestora. Deoarece legăturile intramoleculare sunt mai rapid atacate, moleculele proteice se desfac cu uşurinţă, iar aluatul este malaxat mai puţin. Această proprietate este de dorită în cazul fabricării biscuiţilor sau se pot folosi în combinaţie cu un oxidant lent pentru reducerea timpul de malaxare la aluatul de pâine.

Rolul oxidantul este acela de reconstrucţie a legăturilor bisulfitice dintre proteinele proaspăt desfăcute, iar dacă nu se foloseşte un oxidant, aluatul deveni moale şi lipicios. Cel mai folosit agenţi reducători sunt:

L-cisteina, care acţionează rapid; sulfiţii, care pot da reacţii alergice; glutationul redus sub forma drojdiei dezactivate.

Emulgatorii sunt molecule complexe în structura cărora există o porţiune solubilă în apă şi o porţiune solubilă în grăsimi. Cu un capăt, molecula se poate dizolva în apă şi cu un capăt, în grăsimi, iar acesta este principiul care stă la baza formării emulsiilor. Rolul emulgatorilor şi acţiunea lor în aluat, se cunoaşte destul de bine.

Emulgatori se complexează cu amiloza, împiedicând retrogradarea acesteia, iar această capacitatea de complexare a amidonului se măsoară prin indicele de complexare a amilozei. Prin complexare cu amiloza, emulgatorii împiedică reorganizarea amilozei în formă cristalină, limitează migrarea apei de la miez spre coajă şi se diminuază viteza de retrogradare de amilopectinei. În această direcţie cele mai eficace fiind monogliceridele distilate care se utilizează sub formă hidratată.

Principalele efecte ale adăugării emulgatorilor asupra aluatului sunt: creşterea toleranţei aluatului la malaxare; îmbunătăţirea hidratării aluatului;

91

Page 92: Curs Aditivi Examen

creşterea tăriei şi extensibilităţii aluatului; îmbunătăţirea retenţiei de gaze de către aluat.

O situaţie specială o prezintă adaosul de făină de soia la fabricarea pâinii, în care caz este obligatorie folosirea emulgatorilor de tipul monogliceridelor etoxilate neionice sau a stearoil-lactilatilor. Prin folosirea emulgatorilor se poate anula acţiunea negativă a proteinelor din soia asupra volumului pâinii, dacă lipide polare rămân la concentraţia celor existente în făina de grâu. În prezenţa emulgatorilor, proteinele din soia se încadrează în matricea glutenică fără a prejudicia calitatea glutenului.

Acţiunea de complexare a emulgatorilor cu amidonul are influenţe pozitive asupra miezului pâinii, respectiv a prospeţimii. Se ştie că, la coacerea pâinii fără adaos de emulgator, granulele de amidon se umflă şi se gelatinizează. Apa din granula de amidon umflată migrează în afara acesteia, antrenând cu ea şi amiloza, care reprezintă 15-30% din amidon. La răcirea pâinii, amiloza, antrenată în afara granule, formează un gel intergranule, miezul îşi pierde proprietatea de deformare şi de elasticitate. La coacere amiloza din granule, dar şi cea din afara granulei, suferă fenomenul de retrogradare sau cristalizare, fenomen care implică paralelizarea polimerilor de amiloză şi asocierea lor prin legături de hidrogen.

Fracţiunea amilopectinică a amidonului, va începe să cristalizeze foarte încet după răcirea pâinii, proces care se continuă câteva zile. Cristalizarea amilopectinei face ca apa înglobată în matricea amilopectinică să fie eliberată şi să difuzeze spre coajă, care îşi pierde crocanţa. Miezul lipsit de o parte din apa de hidratare îşi pierde proprietăţile de deformabilitate şi de elasticitate, devinind sfărâmicios şi uscat.

Prin adaos de emulgator se formează un complex emulgator-amiloza, insolubil în apă, care are două consecinţe importante:

apără granulele de umflare excesivă în timpul hidratării făinii şi formării aluatului, respectiv în faza de gelatinizare;

nu permite trecerea rapidă a amilozei din interiorul granulei în spaţiile intergranulare şi nici a apei imobilizate în matricea amilopectinică, în timpul gelatinizării, a fazei iniţiale de coacere.

Rezultatul va fi o pâine care va rămâne pentru o perioadă mai mare, proaspătă, cu miezul moale şi compresibil. La folosirea monogliceridelor, sub forma de β-hidraţi cristalini, acestea se adsorb la suprafaţa granulelor de amidon în procesul de malaxare a aluatului.

În timpul coacerii, β-cristalele de monogliceride se transformă în α-cristale şi apoi în faza lichidă cristalină, sub care formă, monogliceridele sunt foarte active în a forma complecşi cu amiloza. Acest fenomen de trecere a formei β în α şi de complexare a formei α cu amiloza are loc la temperature de 50°C, chiar înainte de a începe gelatinizarea amidonului. Din această cauză, la gelatinizarea propriu-zisă, cantitatea de amiloză eliberată intergranular este mai redusă şi retrogradarea va fi mai redusă. Deci umflarea granulei de amidon este întârziată, iar cantitatea de amiloză liberă formată este diminuată prin complexare cu emulgatorul, rezultatul final este o pâine cu un miez moale. Umflarea mai redusă a granulelor de amidon face ca o cantitate mai mare de apă să fie disponibilă pentru hidratarea glutenului şi astfel se influenţează direct distribuţia umidităţii între amidon şi gluten.

92

Page 93: Curs Aditivi Examen

Emulgatorii şi lipidele influenţează proprietăţile structural şi mecanice ale glutenului, prin interacţiunile cu proteinele glutenice, cu formarea de complexe. Aceste complexele se formează pe două căi:

prin interacţiunea directă cu proteinele glutenice cu care formează legături hidrofobice şi/sau hidrofilice, ce sunt legături de hidrogen şi legături electrostatic, iar emulgatorul adăugat trebuie să fie solubil în faza apoasă a aluatului la nivel molecular;

prin interacţiunea în masa cu faza apoasă a aluatului cu care formează structuri de asociaţie lipide-apă împreună cu lipidele polare ale făinii. Structura mezofazică lipide-apă poate fi de tip lamelar, care permite un grad mare libertate molecular identic cu cele existente în membranele biologice. Straturile lipidice bimoleculare se pot asocia cu suprafeţe polare sau nepolare ale agregatelor proteice sau pot stabiliza interfeţele aer-apa.

S-a arătat că complexele emulgator-proteine sunt favorizate de frământarea normal şi pot fii diminuate de o suprafrământare. Acţiunea emulgatorilor asupra glutenului se manifestă în funcţie de compoziţia şi structura acestuia. Aceasta înseamnă că valoarea HLB, care caracterizează raportul cantitativ al grupărilor hidrofile/hidrofobe, gradul de saturaţie, lungimea catenei acizilor graşi şi care intra în compoziţia emulgatorului, prezintă o mare importanţă. Astfel:

emulgatorii ionici măresc toleranţa la frământare şi stabilitatea la dospire, la coacere a aluatului, reduc aderenţa acestuia, au acţiune de întărire a glutenului şi sunt folosiţi la prelucrarea făinurilor cu gluten slab. Din această categorie fac parte stearoil-2-lactilatul de calciu, staeroil-2-lactilatul de sodiu şi esterii acidului diacetil tartric;

emulgatorii neionici reduc elasticitatea glutenului, măresc capacitatea de a curge, fluajul, slăbesc structura glutenului, măresc capacitatea de hidratare a glutenului, respectiv cantitatea de gluten umed, fiind indicaţi la prelucrarea făinurilor glutenice şi a celor cu gluten scurt, la care prin scăderea rezistenţei glutenului se măreşte capacitatea aluatului de a reţine gazele. Din această categorie fac parte monogliceridele şi digliceridele acizilor graşi;

emulgatorii amfoliţi au acţiune asemănătoare emulgatorilor neionici, adică slăbesc glutenul, iar în amestec cu monogliceridele şi digliceridele, lecitina are o eficacitate sporită. Din această categorie face parte lecitina şi concentratele fosfatidice.

Adaosul de emulgator se poate face la aluat sub forma de emulsie de grăsime sau pe un suport de făină, lapte praf, zahăr, sare, în vederea unei bune distribuţii în masa de aluat. Dacă emulgatorul este dispersabil în apa, el se introduce şi în maia.

Substanţe de reţinerea apei, pentru a se împiedica migrarea apei de la gluten la amiloză şi amilopectină şi de la miez către exterior, se folosesc la fabricarea pâinii, hidrocoloizi cum ar fi guma de carubă, în proporţie de 1% şi pectină, în proporţie de 0,5%. În aceste condiţii se poate utiliza la fabricarea aluatului un plus de 4-5% apă, miezul rămânând moale şi post coacere.

Hidrocoloizii acţionează în miez prin reducerea mobilităţii apei, adică:

93

Page 94: Curs Aditivi Examen

o diminuare a transferului de apă de la gluten la zonele amorfe din amidon ceea ce micşorează viteza de cristalizare şi viteza de retrogradare a amidonului, miezul rămânând moale pentru o perioadă mai mare de timp;

o reţinere mai bună a apei libere, ceea ce conduce la diminuarea vitezei de cristalizare, retrogradare a amilozei şi amilopectinei.

Enzimele antiînvechire sunt proteine complexe care au capacitatea de a accelera reacţiile biochimice, ele sunt specifice pentru reacţiile în cadrul cărora acţionează. În panificaţie se folosesc trei tipuri de enzime:

amilaze care transformă amidonul în zahăr; proteaze care rup moleculele proteice; lipoxigenaza care albeşte făina şi întăreşte glutenul.

Amilaza există în mod natural în făina din grâu încolţit sau în făina de malţ, ele produc diastaze. Cerealele malţificate sunt apoi uscate şi măcinate în făină malţată. Astăzi, amilaza se produce prin fermenţie fungică sau bacteriană şi se adaugă în aluat, unde transformă o parte din amidonul din făină, în zaharuri asimilabile de către drojdie şi se măreşte volumul de gaze de fermentaţie. De asemenea, amilazele întârzie gelatinizarea amidonului în timpul coacerii şi pâinea poate să crească mai mult în cuptor. Amilazele sunt reprezentate de:

α-amilază nemaltogenă cu activitate endo care acţionează asupra amilopectinei şi fac ca gelul amiloza-amilopectină format la coacerea pâinii, să devină mai puţin rigid;

α-amilază maltogenă cu activitate exo care acţionează ca şi β-amiloză. Prin acţiunea acestor α-amilaze asupra amilopectinei se desprind din aceste fragmente cu masa moleculară mai mică şi în acest fel se reduce şi numărul de molecule de apă, necesare cristalizării amilopectinei rămase după acţiunea enzimelor;

Proteazele au ca efect slăbirea ireversibilă a glutenului şi din acest motiv se folosesc pentru tratarea făinurilor foarte puternice. Ele se adaugă cu mare atenţie şi în anumite doze în făinurile cu un conţinut proteic mare, unde calitatea proteinei este superioară.

Lipoxigenaza are rolul de oxidarea pigmenţilor naturali din făină, rezultând o pâine mai albă şi au rolul de a întări reţeaua glutenică similar azodicarbonamidei ADA sau acidului ascorbic.

Lipazele au acţiune antiînvechire, prin acţiune asupra lipidelor proprii, făinii sau acelor adăugate. Se formează monogliceride cu capacitate de complexare a amilozei, deci cu capacitate antiînvechire.

Îndulcitorii-edulcoranţiiCalitatea unor produse alimentare este asociată şi cu gradul de dulce al acesteia, iar

substanţele responsabile de această proprietate, pot fi componente intrinseci ale produselor alimentare sau adăugate.

Îndulcitorii sau edulcoranţii sunt substanţe, sau amestecuri de substanţe, de origine naturală sau sintetică cu proprietatea de a conferi gust dulce alimentelor care le conţin.

Fiecare îndulcitor sau edulcorant, se caracterizează printr-un anumit grad de dulce care, de regulă, se raportează la gradul de dulce al zaharozei, considerat egal cu unu sau

94

Page 95: Curs Aditivi Examen

100. Nivel actual al cunoştinţelor face imposibilă prezicerea exactă a gustului unei anumite substanţe. Gustul dulce este perceput datorită combinării unei molecule cu o anumită formă, mărime şi polaritate, cu o componentă glico-proteică din membrana plasmatică a celulelor receptoare din mucoasa bucală. În urma acestui proces se modifică potenţialul electric al membranei celulare şi se activează un neurotransmiţător responsabil de percepţia gustului dulce.

Prin grad de dulce se înţelege numărul de grame de zaharoză care trebuie dizolvate într-un volum de apă, pentru ca soluţia să primească un gust dulce egal cu al soluţiei de acelaşi volum în care s-a dizolvat 1g substanţă de testat. Gradul de dulce este influenţat de: concentraţia îndulcitorului, temperatura, pH-ul, natura mediului de solubilizare, sensibilitatea degustatorului.

Puterea de îndulcire este raportul dintre concentraţia de zaharoză dintr-un mediu oarecare şi concentraţia de edulcorant care dezvoltă un gust dulce de aceeaşi intensitate, în acelaşi timp:

Produşii adăugaţi cunoscuţi sub denumirea de îndulcitori sau edulcoranţii pot fi clasificate în următoarele grupe:

îndulcitori naturali nenutritivi care sunt: curculina, filodulcina, glicirizina, miraculina, taumatina E957;

îndulcitori naturali nutritivi care la rândul lor pot fi: zaharuri ca şi produse alimentare: zaharoza, fructoza, glucoza,

izoglucoza; polioli ca şi aditivi: sorbitol, xilitol, isomalt, maltitol, lectitol;

îndulcitori sintetici care pot fi: autorizaţi: acesulfam K, aspatram, ciclamaţi, NHDH, zaharina,

taumatina; în curs de autorizaţie: alitam, neotam, steviozid, sucraloza,

Twinsweet.Condiţiile de folosire a îndulcitorilor intenşi

La utilizarea îndulcitorilor intenşi se au în vedere următoarele condiţii: îndulcitori intenşi pot fi utilizaţi în produsele alimentare fără adaos de

zaharuri naturale, adică monozaharide şi dizaharide, singuri sau în amestec, până la nivelul dozei individuale maxime;

îndulcitori intenşi pot fi utilizaţi în proporţie de 30% în raport cu produsul de origine sau un produs similar, împreună cu zaharurile naturale în produsele cu valoarea energetică redusă;

îndulcitori intenşi nu se pot utiliza decât în produsele prevăzute în anexă precum şi în produselor destinate unei alimentaţii speciale, adică produse dietetice, sau pot fi vânduţi direct consumatorului final;

doza maximă de utilizare se raportează la produsele alimentare, gata de a fi consumate;

îndulcitori intenşi sunt interzişi alimentelor destinate sugarilor, respectiv în alimentele destinate copiilor de 1-3 ani, cu stare de sănătate bună sau nu;

95

Page 96: Curs Aditivi Examen

denumirea de vânzare a îndulcitorilor de masă trebuie să poarte menţiunea îndulcitori de masă pe bază de …, urmată de numele îndulcitorilor constituenţi;

etichetarea îndulcitorilor de masă trebuie să conţină atenţionări, dacă conţine polioli, deoarece un consum excesiv poate avea efect laxativ şi/sau aspartam, fiindcă un consum excesiv poate avea efect laxativ.

De remarcat este faptul că nici un îndulcitori intens nu poate îndeplini funcţiile tehnologice pe care le poate realiza zaharoza şi anume: funcţia nutriţională, funcţia senzorială, funcţia de scădere a activităţilor apei, funcţia de conservare, funcţia de umectant, funcţia de agent crioprotector, funcţia de substanţă de masă.

Îndulcitori sau edulcoranţi naturali nenutritivi Se utilizează în industria alimentară pentru realizarea de produse alimentare

speciale, cu gust dulce, pentru bolnavii de diabet, sau pentru unele produse cu un conţinut caloric mic, care intră într-o serie de diete. În multe ţări se folosesc în scopuri medicinale dar în acelaşi timp şi ca îndulcitori, deoarece conţin o serie de substanţe care nu au valoare alimentară. Aceşti îndulcitori naturali nenutritivi, se utilizează pentru: stabilitatea termică, prin înlocuirea glucidelor care tind să se caramelizeze, stabilitatea microbiologică, higroscopicitatea redusă, în unele cazuri pentru proprietatea de potenţa arome.

Îndulcitori sau edulcoranţii naturali nenutritivi cu putere calorică mică, sunt: Curcumina E100, este o proteină extrasă din fructele de Curculigo latifoliam cu

masa moleculară de peste 10000. Are o putere de îndulcire de 550 de ori mai mare decât o soluţie de zaharoză în concentraţie de 6,8%, gustul dulce se dezvoltă lent şi durează câteva minute. Reapare dacă este consumată în apă şi se intensifică dacă este combinat cu o soluţie diluată de acid citric.

Filodulcina este un derivat al izocumarinei, izolat din frunzele unor varietăţi de Hydragea, mai precis din frunzele uscate de Hydronga macrophyla, adică ceai dulce. Are o putere de îndulcire de 400 de ori mai mare decât o soluţie de zaharoză în concentraţie de 3%, iar gust dulce persistent. Se foloseşte în mod curent în Japonia pentru îndulcirea ceaiului. Până în prezent nu există studii toxicologice complete asupra acestui îndulcitor.

Glicirizina se extrage din rădăcina de Glycin hiza glabra, de lemn dulce. Rădăcinile conţin 6-14% glicirizină, sub formă de sare de calciu şi potasiu, în asociaţie cu alte componente. Glicerizina este un glicozid al triterpenului, acidul glicerinic. Potenţează gustul dulce al zaharozei care este îmbunătăţit prin asociere cu lactoză sau sorbitol. Poate provoca hipertensiune arterială, edeme care dispar după 3-4 săptămâni de la întreruperea consumului. Extractul este folosit pentru îndulcirea tutunului de pipă, de ţigarete şi a tutunului de mestecat. Extractul se mai foloseşte la îndulcirea lichiorurilor, fabricarea ciocolatei, a gumei de mestecat, a diverselor siropuri, pentru mascarea gustului sărat, în produsele de patiserie şi în unele produselor zaharoase. În comert se găseşte glicirezina-amoniu care este de 50 de ori mai dulce ca zaharina.

Steviazidul se extrage din fructele de Stevia rebaundiana bertoni, ştevie şi este de fapt un glicozid cristalin. Alături de stiviozid se mai găseşte stiviobiozidul, rebandiozidul A şi rebandiozidul B.

Miraculina se găseste în fructul de Synsepalum dulpiliam şi este extrasă din acesta, este glicoproteina care se prezintă ca monomer sau dimer, cu masă moleculară foarte

96

Page 97: Curs Aditivi Examen

mare, de 42000 sau 43000, are stabilitate redusă. Are proprietăţi de a face gustul acru să devină dulce şi din această cauză se utilizează în sucurile de lămâie, grapefruit.

Manelina se extrage din fructele plantei Discoreophyllum cummensi care creşte în zona tropicală a Africii. Este de natură proteică fiind însă complet lipsit de histidină, este format din două lanţuri polipeptidice care sunt asociate necovalent, are masă moleculară de 11000 şi este de 2500 ori mai dulce ca zaharoza. Se foloseşte la produse zaharoase, gemuri, îngheţată şi gumă de mestecat.

Taumatina E957, este termenul utilizat pentru trei proteine, thaumatina I şi thaumatina II, fiind extras din fructele de Thaumatococus danielli, prin extracţie apoasă şi nanofiltrare şi este o proteină având un singur lanţ polipeptidic care conţine 193 aminoacizi, N-terminal fiind alanina. Cele două thaumatine reprezintă lanţuri polipeptidice cu 207 aminoacizi, având masa moleculară 22,209 şi respective 22,293. Amestecul de thaumatina I şi thaumatina II este denumit talin, are o putere de îndulcire de 1400 de ori mai mare decât o soluţie de zaharoză, cu concentraţia de 15% şi persistă 10-20 minute de la ingerare. Se prezintă ca o pulbere inodoră de culoare crem, care poate fi conservată în mediu steril, este relativ higroscopică. Prezintă o solubilitate bună, de 600g/l apă, la temperatura de 25oC, iar la căldură este stabil, la un pH 2-10. Gustul de dulce nu apare imediat, ci mai târziu, dar este foarte persistent. Prezintă sinergism cu alţi îndulcitori intenşi şi naturali. Îmbunătăţeşte aroma unor aromatizanţi, la utilizare trebuie ţinut cont de interacţiunile de natură ionică cu alte ingrediente, mai ales în cazul băuturilor. Este metabolizat ca oricare proteină şi este lipsită de toxicitate. Se foloseşte la produse zaharoase, gemuri, îngheţată, cu predilecţie în guma de mestecat şi produse de cofetărie.

Neohesperidina dehidrocalconică NHDC face parte din familia flavonelor fiind prezentă în portocalele amare. Neohesperidina este un glicozid component al portocalelor amare de Sevillia din care se extrage şi apoi supus hidrogenării catalitice, se obţine neohesperidina dehidrocalconică NHDC. Se poate sintetiza şi plecând de la naringină, care este un glicozid.

Puterea de îndulcire este cuprinsă între 200 şi 300, în comparaţie cu o soluţie de zaharoză 8%. Se prezintă ca o pudră cristalină inodoră, puţin higroscopică, stabilă la depozitare. Este foarte puţin solubilă în apă la temperatură ambiantă, doar în proporţie de 0,5g/l, dar la temperatura apei de 80oC, solubilitatea ajunge la 650g/l. În soluţie, aditivul are o stabilitate bună în domeniul pH-ului de 2-6 şi la temperaturi cuprinse între 30 şi 100oC. Prezintă un gust de dulce caracteristic, cu un puternic gust rezidual de mentă, care are un efect răcoritor. Împreună cu alţi îndulcitori realizează un efect sinergetic. Flora intestinală metabolizează aditivul la fluoroglucinol şi acid dihidroisoferulic, iar doza zilnică admisibilă este de 5 mg/kilocorp. Neohesperidina dehidrocalconică NHDC este autorizată pentru o gamă largă de produse alimentare cum ar fi guma de mestecat, băuturi răcoritoare, iaurt, produse de cofetărie precum şi ca îndulcitori de uz casnic.

Îndulcitori sau edulcoranţi naturali nutritiviZahărul este cunoscut sub denumire de zaharoză comercială, cu o puritate înaltă şi

cristalizat. În industria alimentară este utilizat pentru îndulcire, conservare, prin reducerea activităţii apei şi creşterea presiunii osmotice până la niveluri la care micoorganismele osmofile nu se mai pot dezvolta, conferirea de volum şi textură, reglarea umidităţii, formarea unor compuşi specifici de gust, aromă şi culoare, ca suport pentru diverse ingrediente sau aditivi.

97

Page 98: Curs Aditivi Examen

Zahărul se comercializează sub diverse tipuri: zahărul cristal alb, cu puritate de 99,5% sau chiar mai mare; zahărul brun, obţinut prin cristalizare din siropuri cu puritate mai

redusă, se prezintă sub formă de cristale de culoare galben deschis şi brun, se utilizează pentru consum direct şi mai puţin în industrie;

zahărul melasat, obţinut prin acoperirea cristalelor de zaharoză cu siropuri având diverse purităţi, se aseamănă cu zahărul brun;

zahărul amorf, este o pulbere care nu are aplicaţii industriale semnificative;

zahărul lichid, sunt soluţii comerciale de zaharoză cu purităţi de 99%, se dozează uşor, are încărcătură microbiologică redusă, necesită condiţii speciale de depozitare şi transport;

zahărul invertit sau mierea artificială, se obţine prin hidroliza chimică sau enzimatică a zaharozei, rezultă un amestec de glucoză, fructoză şi zaharoză, în diferite proporţii, cu următoarele avantaje: se evită cristalizarea, are capacitatea de a reţine umiditatea, are stabilitate microbiologică bună, contribuie la reglarea gustului dulce şi a intensităţii aromei, contribuie la îmbunătăţirea texturii prin reglarea vâscozităţii, prezintă presiune osmotică crescută.

Siropurile pot fii: siropul de palmier şi de arţar, se obţine din seva acestor plante.

Seva unor palmieri conţine zaharoză în procente de peste 10%, iar seva de arţar conţine 1-3% zaharoză de puritate ridicată, aceste se concentrează până la 66-74% substanţă uscată, sunt destinate consumului direct;

melasele sunt siropuri de zaharoză cu puritate relativ redusă. Se consumă direct în panificaţie, produse zaharoase, unele sosuri condimentate, etc. Gustul, culoarea şi aroma melaselor variază în game largi, astfel încât există:

melase sulfitate cu gust dulce, aromă tipică de sirop tratat termic, utilizate în siropuri pentru consum direct, topinguri, unt de arahide, paste de fructe, produse alcoolice;

melase pentru panificaţie cu gust dulce, aromă tipică de melasă, utilizate pentru prăjituri de fructe, produse de patiserie, brioşe;

melase pentru produsele zaharoase cu gust dulce moderat şi aromă puternică de melasă, utilizate pentru bomboane sticloase, caramele, alte produse zaharoase;

melase pentru produse aromatizate cu gust dulce, uşor picant, utilizate pentru produse condimentate, fermentate, sosuri;

melase puternic aromatizate cu aromă puternică, utilizate pentru produse fermentate şi afânate chimic, sos de soia, tutun, produse de tip snack.

98

Page 99: Curs Aditivi Examen

Mierea de albine variază în funcţie de natura florilor din care provine şi de condiţiile climaterice. Are un conţinut de zaharuri de 60-75% şi o umiditatea de 16-18%. Sub un conţinut de zaharuri de 15% sau peste 18% umiditate, mierea are tendinţa de a se separa în straturi, cu formarea unui depozit de cristale. Este un produs care poare fii falsificat prin adaosul de: zahăr invertit, glucoză, hidrolizate de amidon, gelatină, coloranţi, chiar clei şi făinuri. Se utilizează în produse zaharoase, în produse de patiserie, se foloseşte la obţinerea hidromelului, produs obţinut prin fermentaţie alcoolică, la obţinerea oţetului de mere şi miere, etc.

Îndulcitori din amidon în funcţie de gradul de conversie al amidonului se obţin: maltodextrine, dextroză, siropuri de glucoză şi/sau maltoză, oligozaharuri, izosiropuri. Se caracterizează prin echivalentul în dextroză DE, care reprezintă capacitatea reducătoare a unui hidrolizat al amidonului, exprimată ca dextroză D-glucoză chimic pură şi raportată procentual la substanţa uscată.

Maltodextrinele se obţin prin hidroliza parţială a amidonului, cu a-amilaze termostabile, până la atingerea unui grad de hidroliză de maxim 20%. Conţin oligozaharide şi polizaharide 91-99%, glucoză, maltoză, substanţe proteice. Sunt mai multe tipuri de maltodextrine în funcţie de gradul de hidroliză al amidonului 2-20%, se utilizează sub formă de siropuri concentrate sau sub formă de pulbere de culoare albă, obţinută prin uscarea acestora. Au gust neutru sau slab dulce, sunt solubile în apă la rece, au capacitate de îmbrunare şi higroscopicitate redusă, conferă consistenţă, împiedică cristalizarea şi prezintă o digestibilitate bună. Se utilizează în panificaţie, produse zaharoase, produse din lapte, produse pentru copii, produse deshidratate, suporturi pentru substanţe de aromă, hidrolizate proteice, edulcoranţi, vitamine, enzime. Există aşa numitele maltodextrine formatoare de gel, cu proprietăţi compoziţionale şi funcţionale diferite de celelalte tipuri de maltodextrine şi care se folosesc ca înlocuitori de grăsimi în maioneze, dresing-uri, creme, îngheţată, umpluturi, produse lactate, produse din carne, materii auxiliare pentru uscare, hidrolizate albuminice, substanţe de aromă, stabilizatori băuturi şi în alimente nutritive uşor digerabile.

Siropul de maltoză se obţin prin hidroliza enzimatică a amidonului, utilizând b-amilaze cerealiere, a-amilaze fungice sau b-amilaze bacteriene. Conţinutul mare de maltoză de 79-80% a siropului, se datorează utilizării simultane a enzimelor. Se caracterizează prin gust slab dulce, vâscozitate şi higroscopicitate redusă, capacitate mică de îmbrunare.

Siropul de glucoză se caracterizează printr-o valoare a DE mai mare de 20% şi se obţin prin hidroliză acidă şi/sau enzimatică. Se comercializează sub formă de siropuri sau sub formă deshidratată, având următoarele funcţii, dacă sunt menţinute la un pH acid de 3,5-5,5: reglarea gustului dulce şi a intensităţii aromelor, îmbunătăţirea texturii prin reglarea vâscozităţii şi a consistenţei, inhibarea cristalizării zaharurilor, scăderea punctului de congelare. Se utilizează pentru produse zaharoase, produse din fructe, produse îngheţate, băuturi răcoritoare, produse dietetice.

Dextroza se obţine prin hidroliza amidonului printr-un procedeu enzimatic care decurge în două faze: lichefierea-dextrinizarea cu a-amilază bacteriană şi zaharificarea cu glucoamilază fungică. Hidrolizatul obţinut este purificat şi concentrat până la 87% substanţă uscată, după care se usucă prin pulverizare-cristalizare, obţinându-se o pulbere cristalină, numită zahăr total cu un DE de 96%, se trece la cristalizare după o însămânţare prealabilă cu dextroză anhidră cristalină 0,2%, care constituie germeni de

99

Page 100: Curs Aditivi Examen

cristalizare, iar produsul se usucă obţinându-se dextroză anhidră. Se răceşte şi se supune cristalizării în vederea obţinerii dextrozei monohidratate, iar produsul este separat prin centrifugare, afânat, spălat şi uscat până la 10% umiditate. Se utilizează pentru băuturi răcoritoare şi băuturi instant, deserturi instant, produse dulci, gumă de mestecat.

Izosiropurile, siropurile de fructoză Materia primă folosită este glucoza, care se izomerizează enzimatic, cu glucozizomeraza, până la fructoză. Se caracterizează prin higroscopicitate mare, fermentescibilitate mare, se amestecă uşor cu alţi îndulcitori, controlează cristalizarea zaharozei, sunt formatoare de textură, scad punctul de congelare, conferă gust dulce asemănător cu al zahărului invertit. Se utilizează în băuturi nealcoolice şi băuturi instant, produse de panificaţie şi de patiserie, produse pe bază de fructe, băuturi alcoolice şi produse zaharoase.

Lactoza este un diglucid de origine animală, constituit din galactoză şi glucoză legate b-D-1,4 glicozidic, se prezintă sub mai multe forme, în funcţie de modul în care se realizează cristalizarea. Se utilizează în panificaţie, în produse dietetice sau lactate simulate, la obţinerea prin metode chimice sau enzimatice de diverşi alţi compuşi utilizaţi în industria alimentară cum ar fi: hidrolizatul de lactoză, lactuloza, lactitolul şi tagatoza.

Oligozaharidele prebiotice sunt formate din trei până la 10 unităţi de monoglucide şi îndeplinesc două condiţii esenţiale şi anume: nu sunt atacate de sucurile gastrice, ajungând în colon şi sunt utilizate de bifidobacteriile din colon care inhibă sau suprimă activitatea bacteriilor de putrefacţie, micşorează cantitatea de produşi toxici formaţi prin fermentaţie în colon. Se obţin prin extracţie, sinteză chimică sau prin procedee enzimatice. Avantajele utilizării acestora sunt aceleaşi cu cele ale utilizării fibrelor alimentare, cu câteva diferenţe importante: nu au aceleaşi proprietăţi fizice, adică capacitatea de reţinere a apei, efect de volum, vâscozitate, dozele suficiente sunt mici de 3g/zi, sunt complet solubile în apă, nu dau caracteristici texturale şi gust neplăcute, nu leagă substanţele minerale, sunt stabile şi uşor de utilizat în produsele alimentare.

Îndulcitorii sau edulcoranţii sinteticiÎndulcitorii sau edulcoranţii sintetici denumiţi şi edulcolanţi sunt substanţele practic

lipsite de valoare nutritivă, nefiind asimilaţi de organism şi sunt folosiţi în alimentaţia dietetică în special în afecţiuni patologice specifice. Deşi pe piaţa medicală au apărut o gamă largă de substanţe cu putere mare de îndulcire, în urma testărilor făcute, multe dintre ele s-au dovedit nocive şi ca atare numărul lor s-a restrâns. În present, se foloseşte mai mult zaharina şi ciclamaţii, deşi şi în cazul acestor doi îndulcitori, există restricţii.

Îndulcitorii sintetici sunt din ce in ce mai prezenţi în produsele alimentare, în unele ţări consumul lor depăşind limitele maxime admise. Dintre aceştia cei mai utilizaţi sunt:

Acetsulfam de potasiu E950, are formula moleculară C4H4NO4KS, Masa moleculară este 201,24, iar puterea de îndulcire 130-200. Se prezintă sub forma unor cristale incolore sau a unei pulberi cristaline de culoare albă şi nehigroscopică, care poate fi stocată câţiva ani la temperatură ambiantă. Prezintă o solubilitate ridicată de 270g/l apă, la temperatura de 20oC, este stabil la căldură, iar stabilitate în soluţie este bună, într-un domeniu larg de pH. Gustul este agreabil, dulce care se manifestă rapid, se percepe un gust rezidual, uşor amar, la concentraţii mari de acetsulfam, gust atenuat de alţi edulcolanţi şi în principal de aspartam. Nu este metabolizat de organism şi nu se acumulează. Produsele de descompunere ale acetsulfamul de potasiu sunt acidul acetoacetamid N-sulfonic şi acetoacetamida, în general, acesulfamul are o inocuitate perfectă, iar doza zilnică admisă este de 5 mg/kilocorp. Acesulfamul este autorizat în

100

Page 101: Curs Aditivi Examen

produse lactate, produse de ciocolată şi cofetărie, gumă de mestecat, precum şi ca edulcorant de uz casnic. Se utilizează de multe ori în combinaţie cu aspartamul pentru îndulcirea băuturile răcoritoare carbogazoase.

Alitamul, are formula moleculară C13H24N3O4S Se prezintă sub forma unei pulberi cristaline, uşor solubile în apă. În domeniul de

pH 2-4, caracteristic majorităţii băuturilor carbogazoase, stabilitatea sa este de 2-3 ori mai bună decât a aspartamului. Caracteristic majorităţii băuturilor carbogazoase, stabilitatea sa este de 2-3 ori mai bună decât a aspartamului. Puterea de îndulcire este de 2000 de ori mai mare decât a unei soluţii de zahăr cu concentraţia 10%. Din punct de vedere tehnologic, poate fi utilizat în majoritatea produselor alimentare, inclusiv în cele tratate termic.

Aspartamul E951 are formula brută C14H18N2O5

Masa moleculară este 294,31, iar puterea de îndulcire este de 150-200. Este o pulbere cristalină albă, higroscopică, inodoră, instabilă până la un an în condiţiile normale de depozitare. Solubilitate, este uşor solubil în apă, la temperatura de 20oC, în proporţii de 10g/l, iar solubilitatea creşte cu temperatura, astfel 30g/l se solubilizează la temperatura de 50oC, fenomenul se datorează pH-ului, care este minimă la pH 5,2 şi maximă la pH 2,3. Stabilitatea în soluţie a aspartanului este în funcţie de temperatură, pH şi durata de depozitare: este bună, la temperaturi de 20-25oC şi un pH de 3-5. Această stabilitate scade la temperaturi ridicate şi păstrare îndelungată, iar tratamentul UHT nu afectează stabilitatea aspartamului. Are un gust dulce apropiat de al zaharozei, acţionează sinergetic cu acesulfamul şi zaharina, contribuind la atenuarea gustului amar residual al acestor edulcolanţi. Este metabolizat în organism ca un dipeptid, cu formare de fenilalanină, acid aspartic şi metanol, nu este indicat în alimentaţia persoanelor care suferă de fenilcetonurie. Nu s-a semnalat toxicitate pentru aspartam şi nici pentru dicetopiperazină, produsul de degradare al aspartamului, doza zilnică admisibilă este de 40mg/kilocorp, pentru aspartam şi 7,5 mg/kilocorp, pentru dicetopiperazină. Aspartamul se degradează la temperaturi ridicate şi durată mare de timp ceea ce limitează folosirea aspartamului în produsul care se supune tratamentului termic. Aspartanul este folosit într-o gamă largă de produse, în băuturi, în pulberi instant, în produse lactate, în produse de ciocolată şi cofetărie, în gumă de mestecat etc.

Acidul aspartic afectează procesul de dezvoltare al creierului şi funcţiile acestuia, de asemenea formează chelaţi cu cromul, element necesar pentru funcţionarea corectă a glandei tiroide.

Metanolul se metabolizează prin oxidare şi formează formaldehida şi acidul formic. Formaldehida este o substanţă neurotoxică care interferează în procesul de replicare al ADN-ului şi determină efecte teratogene. S-a stabilit o limită maximă a metanolului de 7,8mg/zi, iar dintr-o singură băutură răcoritoare sunt eliberate în jur de 50mg de metanol. Cele mai cunoscute efecte ale intoxicaţiei cu metanol afectează vederea şi produc orbirea.

Ciclamaţii E952, caracterul edulcolant al acidului ciclamic şi al sărurilor de sodiu şi calciu a fost descoperit întâmplător.

Ciclamatul de sodiu are masa moleculară 201,22 şi putere de îndulcire de 25-30. Proprietăţile ciclamatului de sodiu sunt următoarele: se prezintă sub formă de pudră cristalină de culoare albă, inodoră, stabilă la depozitare. Are o solubilitate bună în apă, la temperatura de 20oC, care este de 210g/l. Prezintă o stabilitate la căldură şi în soluţie

101

Page 102: Curs Aditivi Examen

foarte bună. în domeniul de pH 2-8. Gustul ciclamatului de sodiu este dulce, după ingerare lasă în cavitatea bucală un gust amar şi metalic persistent, care poate fii atenuat prin asociere cu alţi edulcoranţi cum ar fi zaharina, într-un raport de ciclamat/zaharină 10:1. Prezintă sinergism în amestec cu zaharina, iar puterea de îndulcire este 25-80 de ori mai mare decât a zaharozei, în funcţie de concentraţia faţă de care se face comparaţia. Unele persoane metabolizează ciclamatul la ciclohexilamină, iar toxicitate ciclamatului şi a ciclohexilaminei nu s-a dovedit, ele nefiind cancerigene pentru om. Doza zilnică admisibilă este de 11mg/kilocorp, exprimat ca acid ciclonic. Este de 4 ori mai scump ca zaharina, se administrează numai temporar datorită incertitudinilor cu privire la explicarea mecanismului laxativ, modificari observate în structuri celulare şi subcelulare, are şi efect mutagen de accea unele ţări nu acceptă folosirea ca aditiv. Pentru industrie avantajul folosirii ciclamaţilor este costul lor extrem de scăzut. Ciclamatul de sodiu fiind stabil la temperatură ridicată, se utilizează într-o gamă largă de produse alimentare în principal în băuturi răcoritoare, gumă de mestecat, produse de patiserie şi cofetărie, conserve de fructe, produse zaharoase.

Zaharina E954, are formula brută C7H5NO3S, masa moleculară 183,18, Se obţine din toluen, prin procedeul Remsen-Fahlberg şi din acid antranitic, prin procedeul Maumée. Prosedeul este următorul, din tratarea toluenul cu acid clorosulfonic în exces, se obţine un amestec de ortosulfoclorura de toluen şi para sulfoclorura de toluen. După separarea izomerului ortosulfoclorura de toluene, acesta se tratează cu amoniac, se obţine o toluensulfamidă, care este oxidată în zaharină, cu ajutorul permanganatului de potasiu. Zaharina are o putere de îndulcire de 300-500 ori decât o soluţie de zahăr, de aceeaşi concentraţie. Se prezintă ca o pulbere cristalină albă, inodoră, foarte stabilă la depozitare câţiva ani, este greu solubilă în apă, iar pentru scopuri tehnologice se folosesc sărurile de sodiu, potasiu, calciu şi amoniu. Solubilitate diferă în funcţie de sarea sa: zaharina sodică este cea mai solubilă în apă, de 100g/l la temperatura de 20oC, iar zaharina calcică are o solubilitate în apă, de 370g/l la temperatura de 20oC. Stabilitatea la căldură şi în soluţie este foarte bună, la un pH cuprins între 3,5 şi 8, la un pH de 2,0, zaharina se degradează în acidul ortosulfbenzoat de amoniu. Gustul dulce se dezvoltă mai lent, dar după atingerea intensităţii maxime este destul de persistent, după ingerare, zaharina lasă un gust rezidual amar sau metalic care poate fi mascat prin utilizarea în amestec cu un alt îndulcitor intens. Principalul dezavantaj senzorial este gustul rezidual amar/metalic care devine foarte pregnant la concentraţii mari. Puterea de îndulcire variază în domeniul 200-500, în funcţie de concentraţia soluţiei de zaharoză, în raport cu care se face comparaţia. Acţionează bine în sinergism cu aspartamul şi cu ciclamaţii. Nu este metabolizat în organism şi este excretat pe cale urinară, a fost suspectată ca promotor ale tumorii la vezică la şobolani, iar doza zilnică admisibilă este de 5mg/kilocorp. Zaharina fiind stabilă la căldură se foloseşte la băuturile răcoritoare, băuturi instant, produse pe bază de fructe, produse de patiserie, deserturi lactate, dulciuri, guma de mestecat, mai ales în amestec cu alţi îndulcitori intenşi.

Sucraloza sau splenda E955, este un derivat triclorurat în poziţiile 4, 1’ şi 6’ al zaharozei. Se prezintă sub forma unei pulberi cristaline albe, fără miros, uşor solubilă în apă şi alcool, are stabilitate bună, este de 450-700 de ori mai dulce decât zaharoza, iar gustul dulce este afectat de o componentă reziduală. Manifestă sinergie accentuată în prezenţa acesulfamului K şi a ciclamaţilor. Nu prezintă toxicitate, nu se acumulează în organism şi nu este metabolizată, aportul său energetic fiind nul, iar doza zilnică admisă

102

Page 103: Curs Aditivi Examen

este de 15mg/kilocorp. Se foloseşte pentru băuturile nealcoolice, produse lactate congelate, sucuri de fructe, gelatine, gumă de mestecat, salate asortate.

PolioliiPoliolii, prescurtarea de la polialcooli, sunt substanţe obţinute prin hidrogenarea

moniglucidelor, diglucidelor şi oligoglucidelor provenite din amidon, zaharoză, zer. Denumiţi şi zaharoalcooli, poliolii sunt utilizaţi atât ca îndulcitori, edulcoranţi dar şi pentru proprietăţile lor funcţionale tehnologice. Poliolii au jumătate din puterea calorică a îndulcitorilor tradiţionali, fiind consideraţi şi ca substanţe necarciogenice, deoarece nu sunt fermentaţii în cavitatea bucală.

Polialcooli sau poliolii se găsesc în numeroase fructe şi legume, industrial se obţin prin hidrogenarea zaharurilor reducătoare. Din punct de vedere tehnologic, aceştia se comportă ca îndulcitori cu un gust plăcut, au o mare stabilitate chimică şi bacteriologică, au jumătate din valoarea calorică a zaharurilor obişnuite. Se comportă ca neumectanţi, stabilizanţi sau crioprotectori şi pot controla activitatea apei (aw).Poliolii sunt reprezentaţi de sorbitol E420, manitol E421, maltitol E965, izomalţ E953, xilitol E967, lactitol E966. Se utilizează pentru obţinerea gumei de mestecat, produselor zaharoase, deserturi, sosuri, gemuri, etc.

Sorbitol E420 este un poliol care se găseşte în mod natural în unele fructe şi se obţine din glucoză prin hidrogenare catalitică:

Sorbitolul este comercializat sub formă de pulbere sau lichide cu 70% substanţă uscată, are o bună stabilitate termică şi nu dă reacţii Maillard, în prezenţa aminoacizilor. Sorbitolul are puterea de îndulcire de 50-70% din cea a zaharozei, căldura de dezvoltare este negativă ceea ce produce răceală la degustare. Sorbitolul este rezistent la acţiunea enzimelor digestive. Metabolizarea se face fără intervenţia insulinei ceea ce face ca sorbitolul să se utilizeze în dietele pentru diabetici. Sorbitolul se utilizează la fabricarea produselor de cofetărie, gumei de mestecat, îngheţatei, ciocolatei etc.

Manitol E421 este un poliol care se găseşte răspândit în natură, produsele cele mai bogate în manitol fiind ciupercile şi algele, care conţin 15-20% manitol.

Se obţine prin hidrogenarea fructozei, deci manitolul fiind un izomer al sorbitolului. Se prezintă ca o pulbere cristalină, cu grad de dulce de 50% din cel al zaharozei. Are şi rol anticristalizant faţă de alţi polioli. Este uşor solubil în apă şi puţin higroscopic, din această cauză se utilizează ca substanţă de suprapudrare în cazul produselor de cofetărie fără zahăr.

Maltitol E965, se obţine prin hidrogenarea maltozei, care la rândul ei se obţine din amidon prin acţiunea βamilozei. Are o putere de îndulcire cu 50% faţă de a zaharozei şi este solubilă în apă. Este stabil termic şi chimic şi nu dă reacţii Maillard. Siropul de maltitol conţine Dmaltitol, Dsorbitol şi polizaharide hidrogenate şi se obţine prin hidrogenarea siropurilor de glucoză .

Izomalţ E953 reprezintă un amestec echimolecular de α-D-glucopiranozil-1,6 sorbitol şi α-D-glucopiranozil-1,6 manitol. Se obţine din glucoză în două etape: o etapă enzimatică, în care zaharoza este transformată în izomaltuloză şi o etapă în care izomaltuloza este hidrogenată la isomalţ. Isomalţul se prezintă ca o pulbere albă care nu este higroscopică şi are o putere de îndulcire de 50-60% din cea a glucozei. Se utilizează în produsele de cofetărie şi la guma de mestecat fără zahăr.

Xilitol E967 este un poliol care se găseşte şi în natură. Industrial se obţine prin hidroliză enzimatică a xilanului, se obţine ca produs intermediar xiloza, aceasta este

103

Page 104: Curs Aditivi Examen

hidrogenată la xilitol. Se prezintă ca pulbere de cristale albe puţin higroscopice, nu este cariogen, fiind recomandat în dietele pentru diabetici.

Lactitol E966 se obţine prin hidrogenarea lactozei, la temperatura de 100oC şi la presiunea de 8,825 kPa, în prezenţa catalizatorului de Ni – Raney.

Lactitolul se prezintă ca o pulbere albă, cristalină mono sau dihidrat, solubil în apă şi puţin higroscopic. Prezintă un grad de îndulcire de 30-40% din cel al glucozei. Se utilizează pentru guma de mestecat, produse zaharoase şi deserturi, sosuri, gemuri, etc.

Agenţi antispumăSpumarea se produce în diferite stadii ale prelucrării materiilor prime vegetale:

spălare, extracţie, concentrare, filtrare, la fermentarea prin agitarea mediului de fermentare, la neutralizarea hidrolizatelor proteice, etc. Spumarea micşorează capacitatea de lucru a aparatelor şi randamentul operaţiunilor.

Spuma reprezintă un sistem dispers, format din bule de gaz dispersate într-un lichid, separarea dintre aceste două faze fiind realizată de filme cu grosimea mai mare sau mai mică.

Cauzele care conduc la formarea spumelorCauzele care conduc la formarea spumelor pot fi grupate în:

cauze fizice: agitarea, căderea lichidelor, turbulenţa, transvazările; cauze fizico-chimice: compoziţia mediului, prezenţa impurităţilor

organice şi minerale, concentraţia în elemente tensioactive, concentraţia stabilizatorilor de spume, natura sărurilor minerale;

cauze chimice: formarea de gaze prin reacţii chimice sau biochimice, descompunerea sărurilor solubilizate.

Anumiţi factori cum ar fi variaţiile de pH-ul, temperatura, concentraţia pot conduce la modificarea gradului de dispersie sau solubilităţii compuşilor organici sau anorganici şi să favorizeze formarea spumei.

Stabilizarea spumei este asigurată de prezenţa la suprafaţă a bulelor de gaz, a unui film de lichid şi a unui film de substanţă tensioactivă, grosimea acestor două filme putând varia între 2 şi 50μm.

Tipuri de spumăExistă două tipuri de spumă şi anume:

spuma sferică, care este cu atât mai stabilă cu cât dimensiunile bulelor de gaz dispersate sunt mai mici. Aceste spume pot fi distruse prin unirea mai multor bule mici într-una mai mare, care poate fi expulzată la suprafaţa mediului prin diferenţa de densitate dintre lichid şi gazul dispersat sau dintre lichid şi vaporii, săi în cazul fierberii.

spumă poliedrică sau superficială, care este formată din bule de gaze separate unele de altele prin intermediul lamelor fine de lichid, care se unesc între ele prin linii de contact denumite borduri de platou.

Stabilitatea spumelor este asigurată de prezenţa substanţelor spumante care se comportă ca nişte emulgatori, adică au o parte hidrofilă şi una hidrofobă.

Mecanisme de distrugere a spumelorSpumele pot fi distruse pe cale:

mecanică;

104

Page 105: Curs Aditivi Examen

termică: încălzirea în contact cu o suprafaţă caldă provoacă creşterea presiunii interne a bulelor, diminuarea vâscozităţii şi accelereză şocurile moleculare;

chimică şi fizico-chimică: variaţie de pH, utilizare de electroliţi, utilizare de agenţi de coagulare, utilizare de agenţi antispumă.

Substanţele antispumă sunt uşor de utilizat şi se pot aplica în acelaşi timp cu mijloacele mecanice şi termice.

Substanţele antispumăSubstanţele antispumă pot fi:

gliceridele şi ceridele acizilor graşi saturaţi şi nesaturaţi reprezentaţi de: uleiuri, grăsimi animale şi vegetale, acizi graşi de aceeaşi origine;

sărurile acizilor graşi: săpunurile alcaline, de amoniac, de aminoalcool, săruri ale acizilor graşi de aluminiu, de calciu.

grăsimi sulfatate şi sulfurate: sulforicinaţi, gliceride şi ceride sulfatate, poliesteri oleici sulfataţi şi sulfonaţi;

compuşi neionici: monoesteri ai acizilor graşi şi polietilen glicol cu diferite mase moleculare 200-1000;

hidrocarburi, uleiuri alifatice şi parafinice: ulei de vaselină, solvenţi dezaromatizaţi;

gliceride parţiale şi esteri de polioli: monogliceride ale acizilor graşi, ester gras de trimetilolpropan, pantaerythrol, sucrogliceride;

polipropilen glicol şi polialkilen glicol: ca polimeri de oxid de etilen şi de propilen, condensaţi pe un alcool şi/sau esterificaţi de un acid gras;

silicani: dimetilpolisiloxanul.Mecanismul de acţiune al antispumanţilor

Antispumanţii pot acţiona prin unul din următoarele mecanisme: formarea de complex cu agentul tensioactiv care a contribuit la

formarea spumei, complex care poate fi reversibil sau labil; formarea unui film superficial la interfaţa fazelor lichide, solide şi

gazoase, acţiune care poate avea loc prin două mecanisme: formarea de film absorbant de agent tensioactiv în vederea

formării unei suprafeţe inactive apă/aer. formarea unui film superficial, capabil să rejecteze în lichid

agentul tensioactiv, diminuând astfel concentraţia sa la suprafaţa bulelor de aer şi provocând dispariţia spumei.

Acţiunea antispumanţilor trebuie să aibă loc înainte de a se produce spuma sau în momentul formării ei, antispumantul putând să:

perturbe stratul care protejează bulele de aer, diminueze grosimea stratului şi în final, rupe stratul de film.

Anumite substanţe antispumă pot provoca dezaerare-degazare, acţionând asupra concentraţiei de gaz solubilizat şi favorizând aglomerarea rapidă a bulelor de gaz dispersate în mediu, bule mai mari formate fiind rejectate la suprafaţa lichidului datorită densităţii diferite a gazului şi lichidului.

Aplicarea substanţelor antispumante

105

Page 106: Curs Aditivi Examen

Antispumanţii pot fi utilizaţi în dispersii apoase sau sub formă de emulsie, apă în ulei sau ulei în apă. Antispumanţii sunt utilizaţi:

în industria de transformare directă: spălare vegetalelor, transportul vegetalelor, transformarea în enzime;

în industria de extracţie: extracţia zaharului din sfeclă, extracţia amidonului din porumb sau cartofi, extracţia măcinăturii de cafea pentru producerea de cafea instant;

în industria de fermentaţie: în producerea de drojdie, producţia de alcoolice fermentate, bere, vin, şampanie, producţia şi distilarea alcoolului.

AntioxidanţiConform directivei 95/2/EC din 20 februarie 1995, antioxidanţii sunt substanţe

care prelungesc durata de păstrare sau durata de viaţă a produselor alimentare, prin protejarea lor faţă de deteriorarea cauzată de oxidare, râncezire şi modificare de culoare.

În alimentele care conţin lipide, antioxidanţii au rolul de a împiedica începerea oxidării acestora sau de a încetini viteza reacţiilor. Aceste substanţe pot exista în produse ca şi constituenţi naturali ai alimentelor sau pot fi adăugaţi produselor pe parcursul obţinerii acestora. Rolul lor nu este acela de a îmbunătăţi calitatea produselor alimentare ci acela de a le-o păstra nealterată şi de a le mări durata de viaţă, contribuind astfel la conservabilitatea produselor alimentare.

Produsele alimentare bogate în lipide pot suferii procesul de degradarea oxidativă a constituenţilor lipidici care duc la inconveniente de natură senzorială, nutriţională, igienică şi conduc la scoaterea din circuitul economic a produselor alimentare. Antioxidanţii se utilizează pentru protecţia faţă de oxidare a grăsimilor, uleiurilor şi produselor alimentare care conţin grăsimi sau uleiuri.

Chiar la o oxidare mai redusă se afectează: valoarea nutriaţională prin oxidarea vitaminei A, a vitaminei E şi

a acizilor graşi polinesaturaţi aparţinând familiei α acidului linoleic şi acidului linolenic , cei doi acizi sunt indispensabili

organismului uman, deoarece nu pot fi sintetizaţi de către organismul uman. Aceşti acizi graşi sunt necesari pentru sinteza acidului arahidonic, acidului eicosapentanoic CEPA, acidului docohexanoic DHA care intră în constituţia membranelor celulare şi care sunt precursorii eicosanoidelor molecule cu acţiune hormonală;

siguranţa alimentară deoarece prin oxidarea lipidelor se formează produşi volatili, peroxizi, acizi oxidaţi cu acţiune toxică, iar dacă oxidarea este cuplată cu degradarea termică se formează produşi toxici, cum ar fi monomerii ciclici şi polimerii.

Mecanismul autooxidăriiAutooxidarea lipidelor nesaturate se desfăşoară după un mecanism radical, etapa de

iniţiere constând în captarea de energie luminoasă sau termică cu formarea unui radical liber, datorat scoaterii unui atom de de la gruparea α-metilenică a acidului gras nesaturat. Radicalul liber rezultat devine sensibil la atacul oxigenului atmosferic şi va conduce la formarea unui radical peroxil . Acesta, la rândul său, joacă rol de

106

Page 107: Curs Aditivi Examen

iniţiator şi propagator de oxidări ulterioare, astfel încât degradarea oxidativă a lipidelor nesaturate apare ca o reacţie în lanţ, autocatalitică şi ireversibilă. Etapa finală a propagării o reprezintă formarea de hidroperoxizi (ROOH) care sunt molecule foarte instabile, mai ales la temperaturi ridicate şi în prezenţa urmelor de metale, descompunându-se în:

radicali hidroxil ; radicali alcoxil ; radicali peroxil .

Aceşti radicali sunt la originea altor reacţii de oxidare, de scindare, restructurare, ciclizare şi polimerizare. Hidroxiperoxizii formaţi vor da naştere, prin scindare, la compuşi volatili, hidrocarburi, aldehide, cetone, alcooli, acizi etc., unele din acestea conferind produsului miros şi gust rânced. Din hidroxiperoxizi se pot forma monomeri ciclici şi polimeri.

Autooxidarea lipidelor are loc în trei etape:a) Etapa de iniţiere în care acidul gras nesaturat RH se transformă într-un radical

liber sub acţiunea energiei luminoase sau termice:RH + hν R +H

b) Etapa de propagare ROO

ROO + RH ROOH + R

c) Etapa de terminareR + R RR

ROO + R ROORFactorii care influenţează oxidarea lipidelor nesaturate

Principalii factori care influenţează oxidarea lipidelor sunt următorii: natura materiei prime grase, gradul de saturare şi poziţia

dublelor legături, respectiv prezenţa acizilor graşi nesaturaţi liberi;

suprafaţa de contact a produsului cu oxigenul; activitate apei la aw>0,3 se favorizează oxidarea enzimatică şi

activitatea unor metale; prezenţa unor enzime lipaze şi lipoxigenaze; pigmenţii, în special clorofilele care catalizează fotooxidarea; metalele de tranziţie precum Fe, Cu; temperatura; lumina în principal radiaţiile UV şi ionizante.

Pentru a preveni sau a reduce degradarea oxidativă a grăsimilor nesaturate se impun următoarele măsuri:

diminuarea activităţii apei; denaturarea termică a enzimelor lipolitice şi oxidative existente

într-un produs alimentar gras; decolorarea uleiurilor vegetale; îndepărtarea ionilor metalici prin folosirea utilajelor din inox;

107

Page 108: Curs Aditivi Examen

evitarea prezenţei oxigenului prin ambalare în vid sau sub atmosferă controlată, respectiv folosirea de substanţe care absorb sau consumă oxigen;

protecţia faţă de lumină prin ambalare în materiale opace; păstrarea la temperaturi scăzute a produselor alimentare; folosirea de antioxidanţi naturali sau de sinteză.

Stabilizarea produselor alimentare faţă de oxidarePrevenirea proceselor oxidative se poate realiza prin stabilizarea produsele

alimentare faţă de oxidare: cu ajutorul antioxidanţilor prin adăugarea unui anti-catalizator de

oxidare care poate fi produs natural tocoferoli, acid ascorbic sau de sinteză BHA, BHT, galat sau alţi derivaţi fenolici;

prin reducerea conţinutului de oxigen din produse şi ambalaje; prin prevenirea contaminării cu metale grele; prin inactivarea termică a enzimelor; prin reducerea cantităţii de polifenoli existenţi în produse; prin reducerea pH-ului.

Clasificarea antioxidanţilorAntioxidanţii se pot clasifica ţinând seama fie de mecanismul lor de acţiune, fie de

natura lor. După mecanismul de acţiune avem antioxidanţi primari şi antioxidanţi secundari. Unii prezintă multiple mecanisme de acţiune şi sunt adesea prezentaţi ca antioxidanţi cu funcţiune multiplă. Mecanismele de acţiune foarte variate, îi fac capabili să intervină în toate stadiile reacţiilor radicalice.

Astfel, antioxidanţii pot fi împărţiţi în două mari clase:după mecanismul lor de acţiune, antioxidanţii sunt:

antioxidanţi propriu-zişi sau primari intervin în mecanismul radical, pe care îl întrerup prin transfer de H şi care pot transforma radicalii alcoxilici (RO ) şi ROH, blocând astfel formarea de aldehide responsabile de miros şi gust de rânced. Antioxidanţii primari sunt, compuşi fenolici;

substanţe care au acţiune antioxidantă, dar care prezintă şi alte funcţii;

substanţe sinergetice sau de complexare a metalelor acestea pot întări acţiunea antioxidanţilor primari.

după natura lor, antioxidanţii pot fi: antioxidanţi naturali, tocoferolii; antioxidanţi de sinteză, BHA, BHT, galaţii, etc..

Mecanismul de acţiune al antioxidanţilor primari este prezentat schematic în următoarele reacţii:

AH + R A + RH

A + RO AOR A +ROO AOOR

Acţiunea antioxidantului de tip antiradical, fenolic, este posibilă până la consumarea acesteia, după care oxidarea poate continua la fel de activ ca şi în absenţa

108

Page 109: Curs Aditivi Examen

antioxidantului. Acţiunea antioxidantului de tip antiradicalic poate fi prelungită în prezenţa unei substanţe reducătoare:

2A + 2GSH AH + GSSGAntioxidanţii secundari sunt reprezentaţi de acidul ascorbic şi izoascorbic care

acţionează ca reducători, respectiv captatori de oxigen.Acţiunea antioxidanţilor de tip antiradicalic este îmbunătăţită în prezenţa

substanţelor care complexează metalele, proantioxidanţi, substanţe numite substanţe sinergetici. Dintre substanţele sinergetice amintim acidul citric, acidul fosforic, acidul tartaric, acidul fitic, acidul lactic, EDTA-ul. Acţiune chelatoare prezintă şi unii profenoli vegetali prin intermediul grupării ortodifenolice. Fosfolipidele, lecitinele, pot acţiona şi prin efectul de barieră faţă de acţiunea oxigenului fiind utilizate drept chelatori de ioni metalici, dar măresc şi afinitatea antioxidanţilor de tip radical faţă de substratul lipidic.

Există şi substanţe care, pe lângă acţiune antioxidantă, prezintă şi alte funcţii. În această categorie sunt incluse: anhidride sulfuroase, sulfitul de sodiu, bisulfitul de sodiu, metabisulfitul de sodiu şi potasiu, sulfitul acid de potasiu, lecitinele.

Deşi nu sunt înscrise pe lista aditivilor, o serie de extracte de origine vegetală au acţiune antioxidantă, extracte din condimente şi plante condimentare. Cel mai important extract vegetal cu acţiune antioxidantă este cel de rozmarin, care este bogat în acid carnosic şi carnosol.

Substanţe antioxidante aprobate de Comunitatea Europeană1. Agenţi antioxidanţi propriuzişi-antioxidanţi primariE300 Acidul L-ascorbic;E301 L-ascorbatul de sodiu;E302 L-ascorbatul de calciu;E303 Diacetatul de ascorbil;E304 Palmitatul de ascorbil;E306 Extractul natural bogat în tocoferoli;E307 α-Tocoferolul de sinteză;E308 γ-Tocoferolul de sinteză;E309 δ-Tocoferolul de sinteză;E310 Galatul de propil PG;E311 Galatul de octil;E312 Galatul de dodecil;E315 Acidul erisorbic;E316 Erisorbatul de sodiu;E320 Butilhidroxianisolul BHA;E321 Butilhidroxitoluenul BHT; 2. Substanţe care au acţiune antioxidantă dar şi alte funcţiiE220 Anhidrida sulfuroasă;E221 Sulfitul de sodiu;E222 Bisulfitul de sodiu;E223 Pirosulfitul de sodiu;E224 Bisulfitul de potasiu;E226 Sulfitul de calciu;E322 Lecitina;3. Substanţe care potenţează acţiunea antioxidanţilor primari

109

Page 110: Curs Aditivi Examen

E270 Acidul lactic;E325 Lactatul de sodiu;E326 Lactatul de potasiu;E327 Lactatul de calciu;E330 Acidul citric;E331 Citratul de sodiu;E332 Citratul de potasiu;E333 Citratul de calciu;E334 Acidul tartric;E335 Tartratul de sodiu;E336 Tartratul de potasiu;E338 Acidul ortofosforic;E339 Ortofosfatul de sodiu;E340 Ortofosfatul de potasiu;E341 Ortofosfatul de calciu;E372c Esterul citric al monogliceridelor şi digliceridelor acizilor graşi alimentari.

Se ştie că nu există un antioxidant universal, valabil pentru toate produsele alimentare, ceea ce ridică problema alegerii antioxidantului adecvat. La alegerea unui antioxidant trebuie să se ţină seama de:

compatibilitatea cu produsul alimentar, galaţii sunt recomandaţi pentru conservarea unturii şi mai puţin pentru conservarea margarinelor şi uleiurilor vegetale;

potenţialul antioxidant, propilgalatul poate fi utilizat singur, în timp ce BHT şi BHA sunt utilizaţi împreună, în care caz se obţin efecte sinergetice. La folosirea în comun a BHT şi BHA, efectul antioxidant este dublu faţă de suma efectelor individuale. Pentru antioxidantii fenolici, efect sinergetic se obţine şi prin folosirea acizilor;

tipul de prelucrare a produsului alimentar, în cazul prăjirii în grăsimi sau în uleiuri cu adaos de antioxidanti, trebuie să se aibă în vedere eventuala lor distilare cu vapori de apa, cazul BHA şi BHT, sau descompunerea, cazul galatului de propil. În cazul produselor care se prelucrează termic trebuie să se aibă în vedere rezistenţa termică a antioxidanţilor. Păstrarea activităţii antioxidanţilor după încălzire depinde de distribuţia acestora între faza apoasă sau uleioasă. Antioxidanţii hidrosolubili sunt mai rapid distruşi sub influenţa căldurii şi din acest motiv acidul ascorbic şi acidul galic se esterifică pentru a creşte solubilitatea lor în grăsimi, în care caz sunt mai termorezistenţi;

solubilitatea şi dispersabilitatea antioxidantului: majoritatea sunt solubili în uleiuri şi grăsimi, putând fi folosiţi în alimentele care conţin lipide. Acidul ascorbic şi ascorbaţii şi mai puţin galatul de propil pot fi utilizaţi în sisteme alimentare hidrofile;

modificarea culorii produsului, modificarea poate fi rezultatul combinării antioxidantului cu anumite componente ale produsului, este cazul galatului de propil, modificării culorii

110

Page 111: Curs Aditivi Examen

antioxidantului însuşi, cazul BHA, care în prezenţa de sodiu şi potasiu dă un produs colorat în roz;

aciditatea sau alcalinitatea produsului alimentar, în produsele acide se recomandă folosirea antioxidanţilor fenolici care au caracter acid, deoarece în caz contrar îşi pierd eficacitatea, mai ales la temperaturi ridicate;

modul de aplicare a antioxidantului, antioxidantul poate fi încorporat direct în grăsimi şi uleiuri, poate fi pulverizat la suprafaţa produsului, poate fi încorporat în purtători, sare, condimente, sau în folia de ambalaj, de unde migrează în produs, în timp.

În legătură cu utilizarea acestora, trebuie să se ţină seama de: concentraţia antioxidantului care produce efect maxim, în acest

caz trebuie să se ţină seama şi de conţinutul produsului în antioxidanţi naturali, tocoferoli, vitamina E, lecitină, acid ascorbic etc.;

temperatura de prelucrare a alimentului, pentru produsele care se prelucrează termic, mai ales prin frigere, prăjire, coacere. La temperaturi mai mari de prelucrare termica, nivelul de antioxidant adăugat trebuie să fie mai mare;

prezenţa factorilor prooxidanţi: în prezenta metalelor sau a aciduiui sorbic adăugat ca fungistatic la unt în concentraţii de 0,05-0,1% se accelerează râncezirea untului chiar in prezenta unei concentraţii optime de antioxidant.

Atât din punct de vedere economic cât şi toxicologic, este recomandat să se reducă la minimum concentraţia de antioxidant, prin asocierea acestuia cu un alt antioxidant primar sau prin asociere cu un sinergetic. Asocierea a 0,01% BHA cu 0,02% palmitat de ascorbil permite dublarea perioadei de inducţie în cazul unturii de porc, în comparaţie cu acţiunea fiecărui antioxidant în parte. Pentru BHA şi BHT efectul de sinergism se manifestă la 2,5ppm BHA + 5ppm BHT.

Antioxidanţii importanţiButilhidroxianisolul BHA, C11H16O2, E320 Se prezintă ca o masă cristalină, albă

sau gălbuie, cu aspect ceros şi miros aromat, solubil în alcool 1:4, propilenglicol 1:1, în uleiuri şi grăsimi. BHA este unul dintre antioxidanţii cel mai des utilizaţi în grăsimi şi uleiuri, fiind asociat cu galatul de propil, cu acidul citric sau monoglicerilcitratul. Antioxidantul se utilizează pentru păstrarea calităţii grăsimilor, împiedică procesul de degradare al acestora prin autooxidare, reîncălzire. Antioxidantul prezintă avantajul că are acţiune antioxidantă puternică, nu schimbă calităţile senzoriale ale produsului şi nu-şi pierde proprietăţile antioxidante la prelucrarea termică a produselor alimentare în care se încorporează, are un efect carry through foarte bun.

Produsul comercial este un amestec de trei izomeri în care predomină izomerul 2-(terţ)–butilhidroxianisolul crae este mai activ. Ceilalţi doi izomeri conţinuţi de produsul comercial sunt 2-(terţ)-butilhidroxianisolul şi 3-(terţ)-butil-4-metoxifenolul care au punctul de topire la temperatura de 50-51,5oC. Produsul pentru uz alimentar trebuie să conţină minimum 98,5% C11H16O2, maximum 3mg An/kg, maximum 10mg Pb/kg. În cazul alimentelor, degradarea grăsimilor, pe lângă că face alimentele improprii consumului

111

Page 112: Curs Aditivi Examen

modificând gustul şi mirosul, reduce şi valoarea lor nutritivă. Grăsimile degradate au o acţiune dăunătoare asupra organismului prin inactivarea vitaminelor A, E, C, B1, B2 şi B6

din alimente, avitaminoze secundare şi prin lezarea mucoasei gastrice în care caz se ajunge la scăderea coeficientului de utilizare digestivă a alimentelor.

Butilhidroxianisolul BHA prezintă risc de reacţii alergice, cancer, hiperactivitate, efect estrogenic, creşte nivelul de colesterol din sânge. Este interzis în hrana pentru copii şi bebeluşi. Se foloseşte pentru maioneze, grăsimi şi uleiuri comestibile, materii grase lactate anhidre, în doze de maxim 200mg/kg.

Utilizarea butilhidroxianisolului E320 din anul 1947 a fost adăugat în grăsimile comestibile şi în produsele alimentare care conţin grăsimi. Prezintă avantajul unei puternice acţiuni antioxidante, nu modifică calităţile senzoriale ale produsului şi nu-şi pierde proprietăţile antioxidante la prelucrarea termică a produselor alimentare în care se încorporează, prin urmare poate fi folosit la prăjirea, fierberea şi coacerea produselor. BHA este adăugat în unt, untură, carne, cereale, produse de panificaţie, dulciuri, bere, uleiuri vegetale, chipsuri, cartofi, snacks-uri, alune, cartofi deshidrataţi şi aromatizaţi. Se mai foloseşte în mezeluri şi produse din carne; este folosit în scară largă în industria mâncărurilor, în mâncare gătită sau prăjită în ulei, datorită înaltei stabilităţi termice şi a capacităţii sale de a rămâne activ în alimentele coapte sau prăjite. BHA stabilizează învelişul de ceară a alimentelor ambalate şi este considerat sigur de către FDA atunci când se găseşte într-o proporţie sub 0,02% din totalul conţinutului de ulei şi grăsimi din alimente.

Unele studii au demonstrat că această substanţă cauzează cancer la şobolani. Această substanţă chimică sintetică, cu proprietăţi atioxidante poate fi înlocuită cu altele mai sigure, cum ar fi vitamina E, sau ar putea fi evitat folosirea acesteia. Agenţia Internaţională pentru Cercetare Cancerului, componentă a OMS*, considera BHA ca fiind posibil cancerigen şi este inclus în lista substanţelor cancerigene, este interzis în Japonia, în restaurantele Mc.Donalds şi este permis în România.

Din punct de vedere economic şi toxicologic, este recomandat să se reducă la minimum concentraţia de antioxidant prin asocierea acestuia cu un alt antioxidant primar sau prin asociere cu un sinergetic. Prin asocierea a 0,01% BHA cu 0,02% palmitat de ascorbil permite dublarea perioadei de inducţie în cazul unturii, în comparaţie cu acţiunile fiecărui antioxidant în parte.

Butilhidroxitoluenul BHT E321 Butilhidroxitoluenul O BHT este cunoscut ca 3,5 di-terţbutil-4-hidroxi-toluen, metal-di-terţbutilfenol, 2,6-diterţbutil-p-crezol; are masa moleculară 220.35, se obţine din p-crezol şi izobutilenă. Se prezintă ca o pulbere cristalină gălbuie cu densitatea = 1,048, având punctul de topire, la temperatura de 70oC şi punctul de fierbere, la temperatura de 265oC. Este insolubil în apă, uşor solubil în alcool etilic 1:4, uleiuri şi grăsimi 1:2-1:4. Produsul pentru uz alimentar trebuie să conţină minimum 99% O şi nu trebuie să conţină mai mult de 20mg/kg metale grele în care 3mg As/kg şi 10mg Pb/kg.

BHT este larg utilizat pentru protejarea grăsimilor şi a uleiurilor dar şi pentru impregnarea ambalajelor destinate unor produse cu conţinut ridicat în grăsimi. Activitatea sa este potenţată prin asociere cu alţi antioxidanţi, în special galat de dodecil şi agenţi sinergetici. Posedă un efect carry through foarte bun, are aceleaşi efecte adverse ca şi BHA.

112

Page 113: Curs Aditivi Examen

Absorbţia, metabolismul şi excreţia BHT au fost studiate pe şoareci, iepuri, câini, maimuţe şi pe om, iar metabolismul oxidativ al BHT este mediat de sistemul monooxigenazelor microzomale. La şoareci, iepuri, câini şi maimuţe oxidarea are loc, predominant, la nivelul grupărilor para-metil, în timp ce la om grupările oxidate sunt terţ-butil. Metabolismul BHT este mai complicat şi mai lent decât al BHA, excreţia lentă este atribuită circulaţiei enterohepatice.

La şoareci şi la câini metaboliţii majoritari excretaţi prin urină sunt: BHT-acid (acidul 3,5-di-terţbutil-4-hidroxibenzoic) sub formă liberă şi ca ester glucuronic; acid BHT-mercapto-uric(di-terţbutil-hidroxibenzil acetilcisteina), la aceştia se adăugă alţii minoritari ca: BHT-alcool(Ionox-100 sau 3,5-diterţbutil-4-hidroxibenzil alcool), BHT-aldehida(3,5-diterţbutil-4-hidroxi-benzaldehida) şi BHT-dimer. BHT-acid liber este metabolitul majoritar din fecale. Aproximativ 10% din BHT ingerat este excretat neschimbat. S-au constatat la şoareci, diferenţe privind excreţia masculilor faţă de femele. Astfel, la administrarea unei singure doze, femelele excretează în jur de 40-60% prin fecale şi 20-40% prin urină, în timp ce masculii excretează 70-95% prin fecale şi 5-9% prin urină. A fost observată şi o excreţie biliară a BHT şi metaboliţilor, fiind identificaţi patru metaboliţi majoritari: BHT-acid, BHT-alcool, BHT-aldehidă şi BHT-chinon-metida(2,6-diterţbutil-4-metilen-2,5-ciclohexa dienona). Toxicitatea acută la şobolani pe cale orală este cuprinsă între 1700 şi 1970 mg/kilocorp, la iepure doza letală aproximativă, pe aceeaşi cale, este cuprinsă între 2100 şi 3200mg/kilocorp, iar la cobai 10700mg/kilocorp.

Metaboliţii majoritari observaţi la iepuri: BHT-alcool, BHT-acid şi BHT-dimer sunt excretaţi complet în 3-4 zile, iar metaboliţii urinari conţin 37% glucuronide, 16,7% eter-sulfaţi şi 6,8% fenoli liberi. La maimuţe metabolitul majoritar este esterul glucuronic al BHT iar excreţia este similară cu cea observată la om. La om, metabolitul majoritar este un ester glucuronic insolubil identificat a fi 5-carboxi-7-(1-carboxi-1-metil etil)-3-dimetil-2-hidroxi-2,3-dihidrobenzo-furan. În urma administrării, la om, a unei doze unice de [14C]BHT 40 mg/kilocorp s-a constatat că aproximativ 50% a fost excretată prin urină în primele 24 de ore de încetinirea excreţiei pentru următoarele 10 zile.

În ceea ce priveşte toxicitatea pe termen scurt, primele cercetări privind toxicitatea BHT i-au dat acestuia o apreciere favorabilă, fiind considerat un antioxidant cu toxicitate redusă. Cercetările sistematice au confirmat o nouă poziţie, arătând că toxicitatea sa creşte în funcţie de conţinutul alimentaţiei în lipide. În experimente pe şobolani, după administrarea în dietă a unor concentraţii de 0,01%; 0,1% şi 0,5% timp de 8 luni, s-a constatat o creştere semnificativă a colesterolemiei, chiar după cinci săptămâni, a fosfolipidelor şi mucoproteinelor din ser, o creştere a greutăţii ficatului şi a suprarenalelor la ultimele două concentraţii, iar la 10% din descendenţi s-a constatat anoftalmie. O concentraţie de 0,3% în dieta unor şobolani-femele gravide, timp de cinci săptămâni, cu un regim sărac în vitamina E, nu a produs efecte toxice, în schimb, concentraţia de 1,55% a provocat o pierdere accentuată în greutate şi moartea fetuşilor. Concentraţii de 0,8% şi 1% fac ca animalele să refuze alimentele, producând scăderea greutătţi corporale şi a coeficientului de absorbţie digestivă a principiilor alimentare.

La câini, doze de 0,17-0,94g/kilocorp, administrate de cinci ori pe săptămână, timp de 12 luni, nu au produs efecte toxice evidente. La doze apropiate de 4g/kilocorp s-a observat apariţia diareei, după administrare timp de 4 săptămâni, de 4 ori/săptămână. Studiile de toxicitate pe termen lung, efectuate pe şobolani, cu concentraţii de 0,2; 0,5 şi

113

Page 114: Curs Aditivi Examen

0,8% în dietă, timp de 24 luni, nu au scos în evidenţă efecte toxice. La concentraţii de 1% s-a constatat o creştere a greutăţii relative a creierului şi ficatului şi unele modificări hematologice.

Din punct de vedere al chemobiocineticii, BHT este uşor absorbit din traiectul gastrointestinal, s-a constatat o retenţie a substanţei în ţesutul adipos, mai ales în grăsimea perirenală. Metabolismul acestui antioxidant este complicat prin existenţa grupărilor butil alături de hidroxil. De aceea, iniţial pot avea loc procese de oxidare a grupărilor butil la hidroxi-2-dimetil-2:2-etil-2 urmat de procese de conjugare cu acidul glucuronic, sulfuric sau cu glicocolul. Se apreciază că se elimină prin urină în proportie de 80-90% sub forma biotransformată, ca produşi oxidaţi liberi sau conjugaţi şi aproximativ 8% liber.

Comitetul de Experti FAO/OMS, pe baza datelor de care dispune, a fixat doza zilnică admisibilă, temporar, la 0,5mg/kilocorp. Se preconizează aprofundarea cercetărilor referitoare la efectul de promotor al cancerogenezei, la relaţia între conţinutul de grăsimi din alimentaţie şi toxicitate şi la embriotoxicitate. Legislaţia din România admite folosirea BHT în doză de 100mg/kg produs alimentar. Se foloseşte pentru maioneză, grăsimi şi uleiuri comestibile, în principal margarină în doze de până la 75mg/kg.

Utilizări BHT este larg utilizat pentru: alimentele cu procent redus de grăsime, produse de peşte, împreună cu BHA, propil-galatul şi acidul citric este folosit în protejarea grăsimilor, uleiurilor şi alimentelor cu un procent ridicat de grăsime, impregnarea ambalajelor destinate unor produse cu conţinut ridicat în grăsimi, cereale şi alte alimente cu grăsimi, conservarea mirosului, culorii şi aromei.

Doza limită de BHT E321 admisă în alimente este: lapte fermentat nearomatizat 300mg/kg, lapte concentrat nearomatizat 300mg/kg, cremele în pudră nearomatizate 300mg/kg, pâine 30mg/kg, paste făinoase 300mg/kg, maioneză 60mg/kg, grăsimi şi uleiuri comestibile, în principal margarină, grăsime de unt şi materie grasă lactată anhidră, diverse grăsimi vegetale, diverse grăsimi animale şi amestecuri de grăsimi animale şi vegetale, 75mg/kg, singur sau în amestec cu BHA sau galat de propil, ultimul netrebuind să depăşească 100mg/kg.

Galatul de propil (esterul n-propilic al acidului trihidroxi-3,4,5 benzoic) E310 are formula brută C10H12O5 Produsul, după uscare la temperatura de 110°C, timp de 4 ore, nu trebuie să conţină mai puţin de 99% C10H12O5 şi are masa moleculară 212,21. Pierderile de masă la uscare, trebuie să fie mai mici de 3%. Se prezintă ca o substanţă solidă, cremoasă, albă, inodoră şi cu gust uşor amar, puţin solubilă în apă, uşor solubilă în grăsimi şi uleiuri. Galatul de propil este puţin solubil în apă, 1g în 300ml apă, dar mai solubil în alcool etilic, 1g în 3,5ml. Este uşor solubil în grăsimi şi uleiuri. Antioxidantul este mai eficace dacă se asociază cu acidul citric şi se obţine din alune. Prezintă risc de reacţii alergice, tulburări gastrice, afecţiuni dermatologice. Interzis în hrana copiilor deoarece duce la tulburări sanguine. Se foloseşte în aceleaşi tipuri de alimente ca şi BHA şi BHT.

Galatul de octil (esterul n-octilic al acidului trihidroxi-3,4,5 benzoic) E311, are formula brută C15H22O5 Produsul după uscare în etuvă la temperatura de 60°C, timp de 4 ore, nu trebuie să conţină mai puţin de 98,5% C15H22O5 şi are masa moleculară 282,34. Pierderile de masă la uscare trebuie să fie mai mici de 0,5%. Se prezintă ca o substanţă solidă, albă, cremoasă, inodoră, cu gust uşor amar. Galatul de octal este insolubil în apă,

114

Page 115: Curs Aditivi Examen

solubil în alcool etilic 1g în 2,5ml şi uşor solubil în grăsimi şi uleiuri. Antioxidantul este mai eficace dacă se asociază cu acidul citric.

Galatul de dodecil (esterul n-dodecil al acidului 3,4,5 trihidroxibenzoic) E312, se mai numeşte şi galat de lauril, are formula brută C19H30O5 Produsul se prezintă sub formă de pulbere cristalină de culoare alb-gălbuie, este inodor, cu gust uşor amar, cu punct de topire la temperatura de 96-97°C şi are masa moleculară 338,45. După uscare, trebuie să conţină minimum 98,5% C19H30O5, pierderile de masă la uscare, trebuie să fie mai mici de 0,5%. Galatul de dodecil este insolubil în apă, solubil în grăsimi, uleiuri şi în alcool etilic, 1g în 3,5ml. Antioxidantul este folosit pentru protejarea grăsimilor alimentare şi a produselor care conţin grăsimi, cu excepţia untului, fiind mai eficace în asociere cu acidul citric. FAO/OMS recomandă ca doza zilnică admisibilă la om să fie cuprinsă între 0 şi 0,2mg/kilocorp.

Toţi galaţii trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de puritate chimică: clor organic 100mg/kg, acid galic liber 0,5%, cenuşă sulfatată 0,05%, arsen 3mg/kg, plumb 5 mg/kg, alte metale grele 1mg/kg.

Toxicitatea galaţilor. Toxicitatea acută a galaţilor a fost studiată pe şoareci, şobolani, iepuri. În ceea ce priveşte toxicitatea pe tremen scurt şi lung a galaţilor, în literatura de specialitate există puţine date. În testele efectuate pe şobolani s-a observat o scădere cu 5% a conţinutului de hemoglobină în sânge, atunci când dieta a conţinut 2% acid galic. Sângele obţinut de la animalele sacrificate a prezentat şi o viteză de coagulare mai mare cu 30%, efect atribuit grupării carboxilice şi potenţat de grupările oxidrilice. La iepuri acidul galic are un efect hipocolesterolemiant şi produce şi o creştere moderată a ά2-globulinelor serice.

Galatul de metil administrat în dieta şobolanilor, la nivel de 0,2% pe o durată de 70 zile, nu a influenţat creşterea ponderală şi reproducerea. Galatul de etil administrat în dieta şobolanilor, la nivel de 1% pe o durată de 10 săptămâni, nu a condus la efecte nocive. Acelaşi antioxidant, administrat şobolanilor în procent de 43,7 şi 55,2mg/kilocorp, pe o durată de 8 săptămâni a influenţat negativ creşterea în greutate şi a condus la creşterea semnificativă a aldolazei hepatice, mai ales când lotul de experienţă a primit o dietă hipoproteică.

Metabolismul esterilor acidului galic. În literatura de specialitate nu sunt semnalate studii sistematice privind absorbţia, distribuţia în diferite organe, metabolizarea şi excreţia tuturor esterilor acidului galic. Cele mai multe cercetări se referă la metabolismul acidului galic, galatului de propil şi galatului de lauril. Metabolitul principal al acidului galic şi esterilor este acidul 4-o-metil-galic, o-metilarea fiind mecanismul de metabolizare preferenţial.

Acidul ascorbic sau vitamina C E300 Este un agent antioxidant, natural, se obţine din fructe şi vegetale, iar pe cale sintetică se obţine din glucoză. Se prezintă sub formă de cristale incolore aciculare sau foiţe şi ca pulbere albă cristalină, este inodor, cu gust acid, acrişor. Dacă este perfect anhidru, acidul ascorbic este stabil în contact cu aerul, dar prin expunere la aer şi lumină, se oxidează cu uşurinţă. Alcaliile şi fierul favorizează oxidarea acidului ascorbic. Acidul ascorbic este solubil în apă, 1:3 în apă, la temperatura de 20°C, în alcool absolut 1:50 şi în glicerină 1:100. Se administrează cu precauţie, în cantităţi mari produce diaree, atacă smalţul dinţilor şi formează calculi la rinichi. Adaosul de vitamina C la alimente procesate cum ar fi: şunca şi hot dog-ul previne formarea de nitrosamină, una din substanţele considerate responsabile de apariţia cancerului.

115

Page 116: Curs Aditivi Examen

Se foloseşte pentru: cartofi prăjiţi congelaţi, piure de cartofi în conservă, măsline, făină de grâu, castane în conservă şi piure de castane în conservă, sucuri şi nectaruri de fructe, oţet, maioneză, peşte în conservă, etc., în doze limitate de multe ori doar de practica de producţie.

Tocoferolii cei folosiţi ca antioxidanţi, se prezintă sub două forme: sub formă de lichide relativ vâscoase, limpezi, aproape

incolore. Tocoferolii de sinteză a, g şi d sunt sub forma DL, insolubili în apă, dar miscibili în alcool etilic, prin expunerea la aer şi lumină se oxidează şi îşi intensifică culoarea;

sub formă de concentrat, care se prezintă ca un lichid vâscos de culoare brun-roşcat ce trebuie să conţină minimum 34% tocoferoli totali, din care minimum 50% trebuie să fie DL-a-tocoferol.

Tocoferolii se găsesc în cantităţi semnificative în seminţele de plante, majoritatea fiind izolaţi din uleiul de soia. O metodă de extindere a beneficiilor tocoferolilor este utilizarea lor sinergică cu acid ascorbic, acid citric, ascorbil palmitat şi lecitină, despre care se crede că reciclează tocoferolii, prin donarea de atomi de hidrogen. Un dezavantaj al utilizării tocoferolilor, sub formă de tocoferil-acetaţi sau a altor vitamine liposolubile la alimente limpezi, cum ar fi anumite băuturi sau geluri, este posibila apariţie a fenomenului turbidităţii apărut din cauza diferenţelor de densitate.

Sunt inofensivi şi se folosesc pentru bulion, maioneză, grăsimi şi uleiuri comestibile, alimente pe bază de cereale. La noi în ţară, firma Danisco comercializează produse de tip Grindox care, pe langă antioxidantul propriu-zis, mai conţin şi o substanţa sinergetică chelatoare, respectiv şi un suport. Antioxidanţii de tip Grindox pot fi utilizaţi in produsele alimentare individual sau în amestec, ţinându-se seama de solubilitatea lor în apa sau în uleiuri sau grăsimi.

Tocoferolii sunt mai eficienţi în cazul în care sunt folosiţi alături de extract de rozmarin. Acesta din urmă a câştigat o largă popularitate în ultima perioada, prezentând în plus faţă de antioxidanţii uzuali o aromă specifică. Este eficient chiar şi în concentraţii scăzute, când aroma sa nu este sesizabilă, ceea ce face posibilă utilizarea sa şi în cazul produşilor alimentari în care aceasta nu este dorită. În plus, extractul de rozmarin este solubil în grăsimi. Piureul de prune uscate în combinaţie cu miere sau separat s-a dovedit la fel de eficient în prevenirea oxidării lipidelor de origine animală ca şi BHA sau BHT. Mierea este un aliment a cărui capacitatea antioxidantă variază în funcţie de sursa de nectar, iar mierea de culoare mai întunecată are efect mai puternic. Mierea conţine un număr mare de antioxidanţi cum ar fi: alfa-tocoferol, acid ascorbic, beta-caroten, flavonoide şi enzime ce activitate antioxidantă cum ar fi catalaza, glucozoxidaza şi peroxidaza, dar activitatea antioxidantă a acesteia pare a fi datorată în primul rând compuşilor fenolici din compoziţia sa.

Flavonoidele acţionează ca antioxidanţi prin întreruperea lanţului radicalic al autooxidării, prin chelarea ionilor metalelor grele cum ar fi fierul sau prin inhibarea enzimelor oxidative. Până în prezent au fost identificate aproximativ 4000 de flavonoide, împărţite în patru mari categorii: flavone, flavanone, catechine şi antocianine. Printre cele mai importante flavone sunt quercetina din ceapă, mere, brocoli şi fragi. Flavanonele se găsesc în special în citrice, catechinele în ceai şi vin roşu, antocianinele în cireşe, vin, struguri şi ceai. Un alt aliment bogat în antioxidanţi de natură fenolică este ciocolata.

116

Page 117: Curs Aditivi Examen

Studii preliminare arată că fenolii din ciocolată, bogaţi în catechine, au un potenţial antioxidant mai ridicat chiar decât al vinului roşu. Se pare chiar că combinaţia de ciocolată şi vin roşu acţionează sinergic.

Dintre catechine, galatul de epigalocatechină, epigalocatechina şi epicatechin, galatul este cel mai eficient antioxidant, efectul lor depinzând de natura mediului de reacţie, fiind foarte eficiente în emulsii de tip ulei în apă. Catechinele din ceai verde sunt mai bine absorbite decât cele din fructe şi se găsesc în cantitate mult mai mare decât în ceaiul negru. În unele cazuri, în prezenţa de cupru liber, catechinele îşi pierd în totalitate sau parţial capacităţile antioxidante, devenind chiar promotori ai oxidării. De aceea este bine ca antioxidanţii în general şi catechinele în special să nu fie ţinute în contact cu metale.

Licopenul, unul din pigmenţii din clasa carotenoidelor, responsabil de culoarea caracteristică a roşiilor este unul din cei mai eficienţi antioxidanţi. S-a demonstrat că procesarea termică a sucului de roşii măreşte capacitatea de adsorbţie a licopenului ca nutrient. Extractul natural de licopen a devenit recent accesibil pe piaţa internaţională ca pigment natural.

Luteina, un alt carotenoid, abundent în cale, broccoli, spanac şi gălbenuş de ouă este de asemenea utilizat ca antioxidant, mai ales sub formă de supliment dietetic. Beta carotenul, care se găseşte în morcovi, este de asemenea foarte important în special ca precursor al vitaminei A.

Tot ca antioxidanţi pot fi utilizate anumite enzime provenite din plante, în special din grâne încolţite, seminţe şi legume, cum ar fi: superoxid dismutaza, catalaza, glutation peroxidaza şi metionin reductaza. Acestea prezintă şi avantajul că sunt hipoalergenice. Sunt cunoscute şi alte plante cu efect antioxidant cum ar fi: piper (Capsicum annuum), ghimbir (Zingiber officinale), usturoi (Allium sativum), şofran (Curcuma longa) şi ginkgo (Ginkgo biloba).

Alegerea şi domeniile de aplicare ale antioxidanţilorNumărul antioxidanţilor care pot fi folosiţi la stabilizarea produselor alimentare

împotriva oxidării, este mare, dar utilizarea lor este limitată de reglemetările sanitare. Condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească un antioxidant radicali sau de

sinteză pentru a avea permisiunea legală de utilizare în produsele alimentare sunt următoarele:

adăugarea antioxidantului trebuie să fie autorizată de legislaţia ţării în care se va consuma produsul alimentar;

antioxidanţii trebuie să fie lipsiţi de toxicitate, de miros, gust şi culoare;

antioxidanţii trebuie să fie eficace la concentraţii reduse, rezistenţi la tratamente termice, să nu producă coloraţii în prezenţa ionilor metalici;

acţiunea antioxidantului nu trebuie să fie limitată numai la grăsimea ca atare, ci trebuie să se răsfrângă asupra produselor alimentare în care grăsimea respectivă a fost încorporată ulterior ca ingredient;

adăugarea antioxidantului trebuie să fie simplă, fără manipulări îndelungate sau complicate;

117

Page 118: Curs Aditivi Examen

aspectul sau gustul produsului respectiv nu trebuie să fie modificat în nici un fel prin prezenţa antioxidantului;

nu se admite nici un efect negativ asupra organismului uman chiar după o introducere continuă şi prelungită în raţia alimentară zilnică;

antioxidantul trebuie să fie eficace în cantităţi foarte mici, încât adăugarea lui să exercite o influenţă neînsemnată asupra preţului de cost al produsului respectiv;

prezenţa antioxidantului în grăsimi sau în produse alimentare trebuie să poată fi determinată printr-o analiză simplă, calitativ şi cantitativ.

Domeniile de utilizare al antioxidanţilor sunt reprezentate de toate sistemele alimentare lipidice:

grăsimi animale; uleiuri vegetale; produse cu conţinut variat în lipide; ambalaje pentru grăsimi sau produse alimentare bogate în

grăsimi; produse cerealiere; peşte şi produse din peşte; gumă de mestecat.

Deoarece nu există un antioxidant universal valabil pentru toate produsele alimentare, tocmai datorită multiplelor condiţii care se impun a fi respectate, se cere o alegere judicioasă a antioxidantului adecvat.

Antioxidanţii, aliaţi de nădejde în prevenirea bolii neoplaziceHrana este unul din elementele de baza ale existentei umane. Comportamentul

nostru alimentar a trecut prin numeroase modificări în timp. Tendinţa actuala de a consuma o dietă bogată în calorii dar săracă în substanţe biologic active poate perturba echilibrul metabolic al organismului influenţându-ne astfel sănătatea. Pentru metabolizarea caloriilor are loc un proces necesar de ardere al oxigenului în scopul producerii de energie. Apar molecule de oxigen ca superoxid, hidroxid, peroxid, denumite radicali liberi. Având un electron lipsă aceştia au tendinţa de a-l lua de la alte celule putând produce modificări de la nivelul pereţilor celulari până la nivelul ADN-ului, materialul genetic din nucleul celulei.

Organismul uman deţine mecanisme de protecţie împotriva radicalilor liberi, principalii protectori fiind reprezentaţi de superoxid dismutaza şi glutation reductaza, dar indiferent dacă ne dorim sau nu, suntem expuşi unor factori de mediu ca poluarea, fumul de ţigara, radiaţiile ultraviolete, anumite substanţe chimice prezente în apă şi alimente care pot îngreuna neutralizarea lor ducând la apariţia efectelor nedorite. Pe lângă accelerarea procesului de îmbătrânire, radicalii liberi cresc riscul apariţiei artritei, cataractei, diabetului şi al unor boli cu potenţial letal: afecţiunile cardiovasculare şi cancerul.

Cunoscute sub denumirea de antioxidanţi anumite substanţe organice prezente în alimentaţia noastră vin în sprijinul mecanismelor proprii de protecţie, intervin în eliminarea efectelor distructive ale radicalilor liberi prin capacitatea lor de a dona un

118

Page 119: Curs Aditivi Examen

electron transformându-i astfel în produşi uşor de eliminat şi nepermiţând modificarea celulelor şi afectarea sănătăţii.

Prin modificările pe care le produc la nivelul ADN-ului din nucleul celular, radicalii liberi realizează un prim pas în declanşarea carcinogenezei, mutaţiile apărute în gene ce controlează creşterea şi diferenţierea celulelor ducând la iniţierea, promovarea şi progresia afecţiunilor maligne. Conform unor studii efectuate de Institutul Naţional de Cancer, Washington, DC în apariţia acestor afecţiuni cu potenţial letal a cărei incidenţă nu tinde să scadă, dieta poate contribui cu un procent cuprins între 35-60%, alături de tutun 30%, poluarea aerului şi a apei 5%, radiaţii 3%, medicamente 2%.

A fost observat faptul ca apariţia leziunilor canceroase este mai frecventa în rândul populaţiilor care preferă o alimentaţie cu un conţinut crescut de grăsimi de origine animală, în schimb o dietă bogată în alimente antioxidante poate reduce riscul apariţiei tumorilor, contribuind la reducerea morbidităţii şi mortalităţii în boala canceroasă. Pe lângă înlăturarea efectelor negative ale radicalilor liberi, un alt beneficiu al alimentelor antioxidante îl reprezintă îmbunătăţirea activităţii imunologice a organismului, crescând astfel rapiditatea identificării şi distrugerii celulelor tumorale.

Să oferim organismului aceste substanţe benefice nu este deloc dificil. În jurul nostru sunt în permanent prezente culorile, le putem vedea, le denumim, putem chiar comunica prin culoare dar a mânca colorat ar putea suna amuzant. Nu şi dacă ne gândim la faptul că o dieta în care fructele şi legumele puternic colorate îşi au locul ne poate asigura cantităţi suficiente din cele mai cunoscute substanţe antioxidante: vitamina A, vitamina C, vitamina E, seleniul.

Vitamina A betacarotenul creşte rezistenţa la infecţii, necesara pentru vedere, implicata în creşterea şi formarea oaselor, provin din morcov, cartof, dovleac, caise, mango, papaya, spanac, brocoli.

Vitamina C proprietăţi antioxidante implicate şi în prevenirea infecţiilor, absorbţia fierului, producerea colagenului, sinteza unor hormoni care reglează metabolismul şi temperatura corpului, provin din portocale, grapefruit, kiwi, ardei verzi, varză, brocoli, cartofi, roşii.

Vitamina E antioxidant, îmbunătăţeşte sistemul imunitar, provin din germeni de grâu, avocado, alune, nuci, măsline, ulei de măsline, ulei de soia, ulei de floarea soarelui.

Seleniul sporeşte şi susţine efectul antioxidant al vitaminei E, provin din nuci, ciuperci, fructe de mare, peşte.

Efectul antioxidanţilor proveniţi din dietă asigură o mai bună protecţie comparativ cu cei proveniţi din suplimentele zilnice. În anumite cazuri doze prea mari din aceste suplimente s-au dovedit dăunătoare. Vitamina E în combinaţie cu medicaţia anticoagulanta poate creşte riscul de hemoragie, seleniul poate deveni toxic, vitamina C creşte riscul apariţiei litiazei renale şi afecţiunilor gastrice, beta-carotenul poate suprima efectele protectoare ale altor carotenoizi. Conform unui studiu efectuat pe o perioada de 8 ani de către Institutul Naţional de Cancer al Statelor Unite şi Institutul Naţional de Sănătate Publică din Finlanda, administrarea zilnică de beta-caroten în rândul bărbaţilor fumători ar trebui evitată, iar suplimentarea zilnică cu 20mg beta-caroten duce la creşterea incidenţei cancerului pulmonar.

Riscul de dezvoltare al cancerului poate fi diminuat şi prin reducerea cantităţii de grăsimi din mâncare. Sunt frecvent implicate în apariţia cancerului intestinului gros, sân, prostata, profilaxia obezităţii şi evitarea sedentarismului, prin efort fizic se pierd caloriile

119

Page 120: Curs Aditivi Examen

primite odată cu mâncarea fiind invers proporţional cu apariţia tumorilor maligne, evitarea consumului de alcool poate genera cancer al esofagului, ficatului, cavităţii bucale, evitarea alimentelor care conţin nitriţi şi alimentelor afumate, contribuie la formarea substanţelor cancerigene. Restricţiile din cadrul unor afecţiuni deja existente sau alergiile alimentare pot crea dificultăţi în urmarea unui regim echilibrat, în aceste situaţii este de un real folos consultul unui medic specialist nutriţionist pentru stabilea unei diete care asigură necesarul optim de vitamine şi minerale al organismului.

Prevenirea degradării culorii alimentelorCuloarea produselor alimentare, nu are importanţă prin ea însăşi ci prin aceea că dă

o dispoziţie psihică subiectului pentru a se hrăni şi declanşează la acesta o serie de reacţii organice care favorizează ingestia şi digestia de alimente. Aceasta este posibil deoarece culoarea a fost asociată unei măncări savuroase sau hrănitoare şi este probabil ca acest proces a permis omului să selecţioneze alimentele cele mai bune.

O culoare definită este asociată unui aliment şi orice modificare este apreciată de consumator ca o alterare şi de aici reclamaţii la producător şi scăderea vânzărilor. Dacă culoarea este suprimată sau înlocuită consumatorul crede într-o schimbare de calitate şi adesea că s-a schimbat gustul şi aroma produsului chiar dacă aceasta nu s-a modificat.

Nu trebuie omis şi faptul că sub influenţa modei sau educaţiei solicitările pentru culoare se pot modifica. Astfel, când s-a evidenţiat caracterul cancerigen al galbenului de unt, folosit în colorarea untului şi margarinei, preferinţele consumatorilor s-au îndreptat spre derivatele de nuanţă pală.

Prevenirea îmbrunărilor oxidativeProdusele vegetale pot suferi degradări ale culorii ca urmare a unor procese

complexe de natură enzimatică şi neenzimatică datorită labilităţii componentelor, în special a polifenolilor fată de oxigen.

În celulele vii există un echipament enzimatic bogat care se află într-un echilibru biodinamic. În condiţiile distrugerii biostructurii cum se întâmplă în cazul produselor alimentare are loc o dereglare a echilibrului, iar procesele enzimatice sunt dirijate în direcţia autolizei şi oxidării cu schimabarea culorii. Principalele enzime care participă în acest caz sunt: fenoloxidazele, peroxidazele, ascorbiloxidazele, inclusiv toate enzimele din lanţul oxidativ.

Metodele cele mai eficiente de prevenire a îmbrunărilor enzimatice sunt: inactivarea enzimelor prin tratarea termică la temperaturi de 80-90oC

prin opărire sau preîncălzire; folosirea de antioxidanţi ca dioxid de sulf sau acidul ascorbic; eliminarea oxigenului prin dezaerare şi din ambalaje prin realizarea

vidului, folosirea gazelor inerte sau a preparatelor de glucozoxidază; reducerea conţinutului de polifenoli din materia primă prin selecţionare

de soiuri cu un conţinut redus de fenoli sau prin precipitarea acestora din produsele finite, în urma tratării cu gelatină sau cu pulbere de poliamide;

reducerea activităţii enzimelor oxidante în produsele fluide ( vin, sucuri) prin absorbţia acestora pe diferite substanţe. Metoda aplicabilă este tratarea cu bentonită ce absoarbe parţial enzimele, datorită afinităţii acestora pentru substanţele proteice;

120

Page 121: Curs Aditivi Examen

inactivarea specifică prin intermediul sărurilor, în special a clorurilor. Clorura de sodiu prezintă o acţiune de inhibare puternică, fiind folosită la inhibarea polifenoloxidazei din fructe şi legume înainte de prelucrare ca substanţă eficace şi ieftină.

Îmbrunarea oxidativă neenzimatică are ca substrat tot polifenolii, procesul fiind mult mai lent decât la oxidarea enzimatică. Procesul este în schimb puternic catalizat de metale grele în special de Fe+3 şi Cu2+. La o concentraţie de 1-6mg metale grele/l se formează o culoare brună intensă. S-a stabilit că majoritatea produselor vegetale conţin destul Cu pentru a declanşa reacţiile degradative fără a fi necesar un aport exterior dar trebuie ţinut cont şi de fierul prezent în apă.

În produse fierul feros se găseşte în echilibru cu fierul feric. În prezenţa oxigenului, Fe2+ trece în Fe3+ ce formează diverşi compuşi cu constituenţii produselor alimentare, combinaţii simple sau complexe.Când procesul are loc în medii lichide iar compuşii formaţi sunt insolubili se formează precipitate sub denumirea de casare ferică.

Degradările de culoare provocate de cupru se manifestă prin apariţia unor tulburări cu aspect puţin lăptos şi formarea unui depozit de culoare brună sau roşcată. Structura depozitului este în funcţie de conţinutul în proteine: pentru un conţinut redus depunerile sunt sărace şi aderente la recipient, în timp ce abundenţa proteinelor determină prezenmţa unui depozit afânat de culoare închisă ce dispare prin aerisire.

Acest defect este un complex la care participă proteinele, tatinurile şi sărurile de Cu. Procesul de bază al degradării constă în complexitatea cuprului cu cisteină, care precipită la un pH de 3. Conţinutul de proteine influenţează viteza de apariţie a tulburărilor cuprice. La concentraţii ridicate de proteină factorul determinant al declanşării masei cuprice este viteza de absorbţie pe proteina denaturată. Procesul este influenţat de temperatură şi lumină.

În prezenţa cidului sulfuros casarea poate avea o viteză mai mare datorită capacităţii acestuia de denaturare a proteinelor. S-a constatat că acidul sulfuros împreună cu ionii cuprici reduc legăturile ditiol ale cisteinei pentru a pune în libertate grupele sulfhidril libere care reacţionează activ în casarea cuprică.

Factorii care favorizează degradarea provocată de cupru sunt: absenţa oxigenului, conţinut mare dioxid de sulf liber, peste 0,5mg Cu/l, lumina solară şi creşterea temperaturii. Prezenţa proteinelor în cantitate mare şi conţinut de Fe chiar în cantităţi mici stimulează procesul. Tulburarea cuproasă se previne prin redicerea conţinutului de Cu, valori mici ale pH-ului şi un potenţial de oxido-reducere crescut, respectiv prin prezenţa oxigenului dizolvat.

Pentru prevenirea îmbrunării oxidative, catalizate de metale grele se folosesc acizii organici ce formează complecşi insolubili: acidul citric, malic, tartric, sarea de sodiu a acidului etilendiaminotetraacetic EDTA, în concentraţie de 0,1-0,2%, fitaţii, cleirea albastră şi tratarea cu schimbători de ioni.

Singura metodă eficace de a reduce conţinutul de metale grele este cleirea albastră care constă în adăugarea unei cantităţi determiante de ferocianură de potasiu pentru eliminarea urmelor existente de Fe, Cu, Zn, Mn şi Pb. Sedimentul care se formează este colorat în albastru de aceea metoda a primit denumirea de cleirea albastră.

Ferocianurile solubile în mediu acid se descompun în Fe bivalent şi acid cianhidric care este otravă puternică. Pericolul poate fi complet evitat prin dozarea ferocianurii de potasiu pentru a evita excesul.

121

Page 122: Curs Aditivi Examen

Pentru demetalizare se mai folosesc sărurile acidului fitic, fitatul de sodiu şi calciu care reacţionează cu fierul feric formând compuşi insolubili. În acest caz se elimină numai Fe feric şi Pb.

Demetalizarea se poate face şi cu răşini şchimbătoare de ioni de tip catiionic. Tratarea cu schimbători de ioni produce transformări în compoziţia chimică a alimentelor din care cauză metoda nu este utilizată în practică.

Prevenirea îmbrunărilor neoxidativeSe cunosc o gamă mare de degradări de culoare, majoritatea fiind determinate de

temperatură: caramelizarea, formarea melanoidelor, îmbrunări provocate în urma reacţiilor acidului ascorbic, a acizilor organici.

Caramelizarea este un proces de îmbrunare determinat de încălzirea produselor alimentare şi de degradarea termică a zaharurilor. În cazul zaharozei, procesul decurge foarte rapid la temperatura de 160oC, cu eliminarea unei molecule de apă şi pierderea structurii cristaline. La temperaturi mai ridicate se formează caramelan şi caramelen, pentru ca la temperatura de 200oC, să se formeze caramelin.

Mecanismul procesului de caramelizare este complex, incluzând următoarele etape principale:

enolizarea aldozelor cu formarea 2-cetoze-lor mai reactive; deshidratarea cetohexozelor cu descompunerea la hidroximetilfurfurol

şi deshidratarea pentozelor la 2-furaldehide; fisiunea hidrolitică a furalaldehidelor sau a compuşilor intermediari

conducând la produse de descompunere ca acidul levulinic; fisiunea 2-cetozelor cu producere de dehidroxiacetonă, gliceraldehide

şi compuşi cu patru atomi de carbon; deshidratarea triozelor cu producere de acetol şi aldehidă piruvică; dismutarea biozelor, triozelor şi tetrozelor şi a produselor lor de

deshidratare cu formare de aldehidă lactică, piruvică, acid lactic, glicolic, acetaldehidă, acid acetic, formaldehidă, acid formic, acetoină şi diacetil;

condensarea aldehidelor şi cetonelor care conţin hidrogen; reversia aldozelor şi cetozelor la di, tri, şi oligozaharide superioare; dimerizarea fructozei la anhidrida difructozei; ciclodeshidratarea aldozelor la glicozani şi polimerizarea lor; enolizarea şi deshidratarea oligozaharidelor sintetizate.

Un rol central în procesul de caramelizare îl au furfurolii. Prin condensarea furfurolilor se formează caramelul care are o structură asemănătoare substanţelor humice.

Îmbrunarea melanoidicăDintre procesele de îmbrunare melanoidică acest tip de degradare este considerat ca

având cea mai mare importanţă, ea putându-se desfăşura şi la temperatura camerei. La reacţie, cunoscută şi sub denumirea de reacţie Maillard, participă zaharurile reducătoare şi aminoacizii, procesul desfăşurându-se în trei etape:

faza iniţială: în această etapă are loc sinteza unui compus de adiţie, între glucidele reducătoare şi aminoacizi, cu formare de aldozo-amine sau cetozo-amine;

faza intermediară: în continuare are loc un proces de deshidratare şi scindare, cu formare de duble legături şi degajare de dioxid de carbon. Se

122

Page 123: Curs Aditivi Examen

constată prezenţa furfurolului, a reductonelor şi dehidroreductonelor, care pot reacţiona la rândul lor cu aminoacizii formând compuşi de culoare brună;

faza finală: se caracterizează prin formarea produselor nesaturate, fluorescente şi colorate, acre sunt urmare a reacţiilor de condensare aldolică, de polimerizare a aldehidelor şi a aminelor, precum şi a unor compuşi azotaţi cu inel heterociclic denumite melanoide.

Îmbrunarea provocată de acidul ascorbicPrin oxidarea acidului ascorbic se formează acid dehidroascorbic acre acţionează ca

precursor în formarea substanţelor de culoare închisă, în special în timpul tratamentului termic. În cazul sucurilor de citrice, raecţia dintre aminoacizi şi zaharuri are un rol secundar, rolul principal avându-l raecţiile la care participă acidul ascorbic.

Îmbrunarea provocată de acizii organiciÎn prezenţa aminoacizilor, acizii organici pot provoca compuşi de culoare brună.

Acidul citric favorizează îmbrunarea provocată de acidul ascorbic; acidul galacturonic, în mediu acid şi la cald, în prezenţa aminoacizilor formează compuşi bruni, mult mai rapid decât zaharurile. Pentru multe produse, reacţiile clasice de melanoidizare au un rol secundar, acţiunea hotărâtoare având-o reacţiile dintre zahăr şi acizii organici, aminoacizi şi acizii organici, şi reacţiile dintre acizii organici.

Prevenirea proceselor de îmbrunare neoxidativă se asigură prin formarea unei temperaturi de prelucrare şi depozitare reduse, care micşorează viteza de desfăşurare a reacţiilor. Bioxidul de sulf, prin faptul că dă reacţii de adiţie cu grupările carbonil poate bloca desfăşurarea reacţiilor Maillard, fiind aditivul cu cea mai mare eficienţă în prevenirea degradărilor de culoare.

În cazuri speciale, de exemplu la uscarea sau prăjirea cartofilor, s-a constatat că atunci când conţinutul de zahăr reducător depăşesţe 4% din totalul substanţei uscate, se evidenţiază o intensificare a proceselor de uscare. Deoarece conţinutul de zahăr reducător creşte prin păstrarea la rece, pentru a reduce conţinutul de glucoză al cartofilor depozitaţi la temperaturi scăzute, se procedează la păstrarea cartofilor timp de câteva zile, la 20-22oC, timp în care glucoza se consumă prin respiraţie.

Înroşirea produselor vegetaleÎn timpul tratamentelor termice se constată că unele soiuri de pere, mere, gutui se

înroşesc, proces care este în funcţie de conţinutul de substanţe tanante şi aciditate. Suplimentar înroşirea este accentuată prin intensificarea tratamentului termic respectiv realizarea unei supraîncălziri prin acidifierea mediului şi ca urmare a prezenţei aerului.

Alterarea culorii se cauzează transformării leucoantocianelor existente în fructe, în antociane sub acţiunea temperaturii şi acidităţii. Pentru evitarea acestui proces degradativ, se recomandă opărirea fructelor în apă alcalinizată, cu adaos de 0,05% NaHCO3 şi corectarea pH-ului compotului la 3,95-4,05 prin adăugarea de 0,1% NaHCO3.

Înroşirea fasolei galbene sterilizate este tot o urmare a transformării leucoantocianelor în antociane, procesul fiind funcţie de temperatură şi pH. Stabilitatea maximă a culorii are loc la pH=4; la pH superior se intensifică îmbrunarea, iar la pH inferior produsul se înroşeşte.

Degradarea culorii roşii la fructele bogate în antociane

123

Page 124: Curs Aditivi Examen

Păstrarea antocianelor în produsele conservate prezintă importanţă tehnologică şi biologică, antocianele având rol de bioflavone, pentru mulţi specialişti conţinutul în antociane al produselor de fructe fiind un criteriu de calitate important.

Începând încă din perioada de transport şi depozitare culoarea fructelor roşii se degradează, cu apariţia defectului de culoare cunoscut sub denumirea de „seald”, care se caracterizează printr-o pierdere locală a pigmentului antocianic în urma oxidării enzimatice. Procesul este influenţat de temperatură şi de timpul de transport-depozitare, manifestându-se intens după o păstrare de 4 ore la 30oC. Iniţial s-a considerat că oxidarea enzimatică a antocianelor este provocată de antocianază. În prezent s-a dovedit că polifenoloxidaza catalizează oxidarea pigmenţilor antocianici, în prezenţa diferitelor substanţe fenolice, ca acidul clorogenic şi cateholul. Se consideră că şi peroxidaza are un efect de degradare important.

Viteza de degradare a pigmenţilor antocianici este influenţată de pH. Cu cât valoarea pH-ului este mai mare cu atât are loc o reducere mai rapidă a culorii. Zaharurile cu labilitate termică mare intensifică viteza de degradare a antocianelor. Explicaţia constă în faptul că în timpul încălzirii se formează compuşi de tipul furfurolului care reduc conţinutul de antociane. De asemenea prezenţa acidul ascorbic intensifică degradarea antocianelor şi reducerea culorii printr-un proces secundar, datorită formării apei oxigenate în timpul oxidării acidului ascorbic.

În cazul produselor naturale procesul de degradare diferă mult des soluţiile model, observându-se o creştere a intensităţii culorii în primele minute de încălzire. Procesul are loc ca şi când în timpul încălzirii se formează cantităţi noi de antociane. Această aparentă contradicţie se explică prin încălzirea produselor de fructe, leucoantocianele din suc trec în antociane care provoacă intensificarea culorii.

În timpul depozitării are loc reducerea culorii proces care este funcţie de temperatura şi timpul de păstare.

Proprietăţile complexante ale antocianelor provoacă denaturarea culorii produselor de fructe ca urmare a reacţionării cu metalele grele. Defectul se observă la conservele de fructe ambalate în cutii nevernisate când în urma complexării staniului de antociane sucul capătă o nuanţă violetă.

Pentru prevenirea degradării culorii roşii a fructelor se recomandă: folosirea unor tratamente termice reduse şi a unei temperaturi de

depozitare coborâte; în cazul sterilizării şi pasteurizării, se va prefera tratamentul termic la temperatură ridicată timp scurt;

eliminarea oxigenului din recipiente înainte de sterilizare; selecţia de fructe bogate în antociane în special în cazul căpşunilor; reducerea pH-ului la fructele cu un pH ridicat; folosirea de ambalaje de calitate pentru prevenirea trecerii

metalelor grele în produs; adăugarea de substanţe cu acţiune puternic complexantă pentru a

bloca metalele grele ca de exemplu quercetina.

Degradarea clorofileiÎn timpul prelucrării produselor vegetale colorate în verde are loc o degradare a

culorii, acestea căpătând o nuanţă cenuşie ca urmare a transformării clorofilei în feofitină. Modificarea culorii este rezultatul reacţiei chimice dintre sucul celular şi clorofilă. Cu cât

124

Page 125: Curs Aditivi Examen

sucul este mai acid, cu atât viteza de transformare a clorofilei în ferfitină este mai mare. În ţesutul celular, clorofila este stabilizată datorită complexului ce există între pigmenţii şi componenţii proteici din cloroplaste. La temperaturi ridicate, peste 100oC, această protecţie dispare, cloroplastele se distrug şi sub acţiunea pH-ului acid al sucului, clorofila pierde atomul de magneziu din moleculă, trecând în feofitină de culoare cenuşie. Procesul este dependent de temperatură, pH şi prezenţa oxigenului.

Metalele grele provoacă de asemenea o serie de degradări de culoare. În cazul sărurilor de staniu, culoarea verde se schimbă în cenuşiu, iar cu sărurile de fier se formează o culoare maronie. În prezenţa unei cantităţi de 0,01% CuSO4, apare o culoare verde-albăstruie intensă care este stabilă la tratamentul termic.

Cuprul formează cu clorofila un complex stabil, prin înlocuirea atomului de magneziu. Deoarece nu se cunoasţe dacă acest complex se descompune în organism şi care este toxicitatea lui, în majoritatea ţărilor, inclusiv în ţara noastră, procedeul nu este admis.

Pentru păstarea culorii verzi a legumelor şi a mazării în special s-au propus mai multe procedee. Cel mai cunoscut este procedeul Blaire ce constă în menţinerea mazării timp de 30-60 min în soluţie de 2% carbonat de sodiu, opărirea în apă ce conţine 0,4 gql oxid de calciu şi ambalarea în recipiente cu o saramură de 0,2 g/l oxid de magneziu. Carbonatul de sodiu realizează o ridicare a pH-ului mediului dar poate afecta textura bobului în urma degradării pectinei, opărirea se realizează în apă cu adaos de oxid de calciu pentru a forma pectat de calciu. Oxidul de magneziu are rolul de a crea un exces de ioni de magneziu în saramură care să reacţioneze cu feofitina în vederea înlocuirii atomilor pierduţi.

În prezent se cunosc un număr mare de procedee de păstrare a culorii conservelor de mazăre toate având la bază alcalinizarea soluţiei de umplere. Astfel un procedeu constă în adăugarea de hidroxid de potasiu până la pH=7,2-8,2, în vederea creării unei rezerve de alcalinitate în recipiente, eventual a glutamatului monosodic pentru îmbunătăţirea gustului.

În ultimul timp o largă răspândire a luat-o utilizarea sării de sodiu a clorofilei, clorofilina ce permite păstrarea culorii verzi.

Păstarea culorii cărniiCuloarea cărnii este datorată a doi pigmenţi strâns înrudiţi şi anume mioglobina, în

ţesutul muscular, şi hemoglobina, în sânge. Ambii sunt formaţi din hem, care conţine un atom centarl de fier redus, combinat cu proteinele de tip globulinic. Atunci când pigmenţii sunt expuşi la acţiunea unor concentraţii reduse de oxigen se formează oxihemoglobina, în care valenţa fierului nu este modificată, produsul fiind de culoare roşie-deschis. O oxidare mai intensă determină trecerea fierului bivalent în trivalent, formând methemoglobina de culoare brună-roşie în mediu neutru şi acid.

Pentru a menţine culoarea roşie a cărnii supuse proceselor de prelucrare se folosesc amestecuri de sărare care conţin sare, nitrat şi nitrit de sodiu. Nitratul folosit se transformă, sub influenţa bacteriilor de denitrificare în nitrit şi apoi în acid azotic şi oxid de azot.

Procesul este foarte activ în prezenţa unui mediu nutritiv format din proteine şi zahăr la un pH de 5,2-6.

Oxidul de azot reacţionează cu mioglobina şi hemoglobina şi ca rezultat se obţine nitrozomioglobina şi nitrozohemobilicromogen rezistente la căldură ambele responsabile

125

Page 126: Curs Aditivi Examen

de culoarea roşie-roză a cărnii. Pentru a asiguira un efect optim al nitraţilor şi nitriţilor sunt necesare următoarele condiţii: un mediu reducător adecvat, favorizat de prezenţa unei microflore cu reductaze active şi pH 5,2-6. Unele bacterii au capacitatea de a reduce nitraţii în amoniac ceea ce are ca efect denaturarea culorii.

Nitriţii sunt o sursă de oxid de azot şi au însuşiri bacteriostatice contribuind la stabilitatea produsului. Acţiunea lor este mai puternică decât a clorurii de sodiu. Dintre cele două săruri azotitul are cea mai mare eficacitate; la o concentraţie de 0,05% are acţiune bactericidă asupra microflorei de putrefacţie. Nitratul numai în concentraţie de 10 ori mai mare este activ.

Nitriţii prezintă efecte negative asupra organismului care se manifestă prin reducerea tensiunii arteriale, formarea methemoglobinei, iar prin mecanisme mai complexe se afectează rezervele de vitamine din ficat şi funcţiile tiroidiene. Nitriţii şi formele intermediare de reducere, hipoazotaţii, hidroxilamina pătrund în circulaţia sangvină şi formează methemoglobina. Simptomele de intoxicare apar când 30% din cantitatea de hemoglobină este transformată în methemoglobină.

Metoda cea mai eficace de a micşora conţinutul de nitriţi din alimente este utilizarea în amestecul de sărare a acidului ascorbic şi a acidului izoascorbic.

S-au făcut mai multe încercări de înlocuire a nitritului cu coloranţi naturali cum este roşul de sfeclă dar până în prezent nu s-a aplicat industrial.

126