Cursul Meu Aditivi

7/29/2019 Cursul Meu Aditivi

1/91

CUPRINS

Capitolul 1 Noiuni introductive................................................ 71.1 Definiia aditivului 71.2 Definiia auxiliarilor tehnologici....................................... 7

1.3 Clasificarea aditivilor 71.4 Clasificarea auxiliarilor tehnologici................................... 91.5 Cerine de evaluare a aditivilor alimentari nainte de autorizaie 101.6 Condiii de admisibilitate pentru aditivi din punctul de vedere al

consumatorului .................................................................. 11Rezumat................................................................................... 12

Capitolul 2 Principalele grupe de aditivi i auxiliari tehnologici 142.1 Conservani........................................................................ 14

2.1.1 Clasificarea conservanilor...................................... 142.1.2 Condiiile ce se impun conservanilor...................... 142.1.3 Factorii care influieneaz aciunea antisepticilor.... 152.1.4 Mecanismul de aciune al conservanilor de tip acizi organici slabi2.1.5 Aciuni conservante a nitrailor i nitriilor.............. 172.1.6 Aciunea conservant a SO2 i a sulfiilor................ 172.1.7 Aciunea conservanilor de tipul proteinelor i antibioticelor 18

2.2 Antioxidanii...................................................................... 182.2.1 Mecanismul autooxidrii.......................................... 192.2.2 Factorii care influeneaz oxidarea lipidelor nesaturate 192.2.3 Antioxidani folosii pentru protejarea grsimilor i uleiurilor nesaturate2.2.4 Condiii de utilizare a antioxidanilor...................... 22

2.3 Aditivi i ingrediente pentru scderea activitii apei (aw). 222.3.1 Activitatea apei (aw)................................................. 232.3.2 Substane cu aciune de scdere a activitii apei.. . . 232.3.3 Influena substanelor cu aciune de scdere a aw asupra reaciilor

deteriorative din alimente......................................... 242.3.4 Rolul i aplicaiile substanelor care scad aw n industria alimentar2.3.5 Criterii de alegere a unei substanei care scade aw... 25

2.3.6 Folosirea substanelor de scdere a aw pentru deshidratare 262.4 Edulcorani inteni............................................................. 26

2.4.1 Clasificarea edulcoranilor....................................... 262.4.2 Reglementri legislative din UE.............................. 272.4.3 Condiii de utilizare a edulcoranilor inteni............ 282.4.4 Principalii edulcorani inteni.................................. 28

2.5 Poliolii................................................................................ 322.6 Ageni antinvechire........................................................... 35

2.6.1 Procesul de nvechire a pinii i produselor de panificaie 35

2.6.2 Aditivi antinvechire................................................ 352.7 Hidrocoloizii...................................................................... 372.7.1 Surse de hidrocoloizi................................................ 372.7.2 Proprietile poliozidelor.......................................... 57

1


2/91

2.7.3 Mecanismul de gelificare......................................... 582.7.4 Condiiile de formare a gelurilor cu poliozide......... 59

2.8 Emulgatorii........................................................................ 602.8.1 Consideraii generale................................................ 602.8.2 Substane emulgatoare folosite n industria alimentar 602.8.3 Caracteristicile emulsiilor........................................ 64

2.8.4 Funciile emulgatorilor............................................. 652.8.5 Utilizarea emulgatorilor la obinerea unor produse alimentare 662.9 Ageni antispum............................................................... 67

2.9.1 Cauzele care conduc la formarea spumelor............. 672.9.2 Tipuri de spum....................................................... 682.9.3 Mecanisme de distrugere a spumelor...................... 682.9.4 Substanele antispum.............................................. 682.9.5 Mecanismul de aciune al antispumanilor............... 692.9.6 Aplicarea substanelor antispumante....................... 69

2.10 Ageni de clarificare i stabilizare a buturilor................ 692.10.1 Consideratii generale.............................................. 692.10.2 Proteinele i modul lor de aciune.......................... 702.10.3 Polizaharidele folosite n cleire.............................. 732.10.4 Produse minerale folosite la limpezire................... 732.10.5 Macromolecule sintetice folosite la clarificarea buturilor 742.10.6 Ali compui........................................................... 74

2.11 Colorani utilizai n industria alimentar........................ 752.11.1 Clasificarea coloranilor......................................... 752.11.2 Utilizarea unor colorani n industria alimentar.. . 752.11.3 Aspectele toxicologice privind coloranii.............. 76

2.12 Aromatizani i poteniatori de arom............................. 762.12.1 Aromatizani........................................................... 762.12.2 Poteniatori de gust................................................. 78

2.13 Azotaii, azotiii i polifosfaii ca aditivi cu rol tehnologic 782.13.1 Condiii de utilizare................................................ 782.13.2 Culoarea crnii....................................................... 792.13.3 Polifosfaii utilizai n industria crnii................... 822.13.4 Criterii de alegere a polifosfailor......................... 83

2.13.5 Aciunea polifosfailor n cazul produselor din pete 842.13.6 Utilizarea gluconei-delta-lactonei (GDL) n industria crnii 84

2.14 Agenti de sechestrare, ntrire, glazurare, afntori chimici, sruri de topire2.14.1 Agenti de sechestrare............................................. 852.14.2 Ageni de ntrire................................................... 852.14.3 Agenii de glazurare............................................... 862.14.4 Agenii de afnare chimic................................... 862.14.5 Sruri de topire....................................................... 87

2.15 Aditivi biochimici folosii n industria alimentar........... 88

Rezumat................................................................................... 90Bibliografie..................................................................................103Anex: Aditivii aprobai (autorizai) n U.E.............................104

2


3/91

CAPITOLUL 1NOIUNI INTRODUCTIVE

1.1 DEFINIIA ADITIVULUI

Conform Directivei cadru 85/107/CEE, se nelege prin aditiv alimentar orice substancare nu este consumat ca aliment sau care nu este utilizat n mod obinuit ca ingredientcaracteristic n alimentaie, care posed sau nu valoare nutritiv i a crei adugare intenionat n

produsele alimentare, n scop tehnologic n stadiul lor de fabricaie, transformare, tratament,condiionare, transport, depozitare are ca efect sau poate avea un efect rezonabil, direct sauindirect, indiferent c devine ea nsi sau derivaii si, un component al produselor alimentare.

Din definiie rezult urmtoarele idei importante:- caracterul de intenionalitate (aditivul se adaug n mod voit ntr-o anumit cantitate);- scopul folosirii (conservarea valorii nutritive i senzoriale a produsului, ameliorarea

capacitii de conservare, favorizarea fabricrii, ambalrii, depozitrii, transportului);- se exclude (prin definiie) contaminanii i substanele adugate n scop nutriional

(vitaminele, aminoacizi etc.).

1.2DEFINIIA AUXILIARILOR TEHNOLOGICI

Conform Directivei 89/107/CEE se nelege prin auxiliar tehnologic orice substan carenu este consumat ca ingredient alimentar n sine, dar este n mod intenionat folosit ntransformarea materiilor prime, produselor alimentare sau ingredientelor lor, pentru a rspunde laun scop tehnologic n timpul tratamentului sau transformrii i care poate avea ca rezultat prezena

neintenionat a reziduurilor tehnologice inevitabile ale acestei substane sau a derivatelor sale nprodusul finit, cu condiia ca aceste reziduuri s nu prezinte risc sanitar i s nu aib efectetehnologice asupra produsului finit.

Din definiie rezult c auxiliarii tehnologici nu trebuie s fie confundai cu aditivii.

1.3CLASIFICAREA ADITIVILOR

Conform Directivelor Parlamentului European i Consiliului Director 89/107/CEE,94/35/EEC privind ndulcitorii, 94/38/EEC privind coloranii, 95/2/EEC privind ali aditivi, nafar de ndulcitori, aditivii sunt clasificai n urmtoarele grupe:

COLORANII substane care sunt folosite pentru a colora un produs alimentar sau pentru arestaura culoarea unui produs alimentar; acetia includ i constituenii naturali ai alimentelor isursele naturale, care n mod normal nu sunt utilizate ca ingrediente ale alimentelor. Preparateleobinute din materii prime alimentare sau alte surse alimentare, pe cale fizic i/sau chimic i careconin pigmeni, sunt, de asemenea, considerai colorani.

Nu sunt considerai colorani aditivi produsele uscate sau concentrate folosite lafabricarea alimentelor, cum ar fi paprika (boia de ardei iute), ofranul, precum i substaneleutilizate pentru colorarea suprafeei nemiscibile a produselor alimentare, cum ar fi membranele

pentru crnai, salamurile i peliculele de acoperire ale brnzeturilor.NDULCITORII (EDULCORANII) substane care se folosesc pentru a conferi gustul de

dulce produselor alimentare n care se ncorporeaz i respectiv, se folosesc ca ndulcitori nanumite cazuri n gospodria individual. Nu intr n categoria ndulcitorilor aditivii celorlaltesubstane dulci, cum ar fi monozaharidele, dizaharidele sau produsele alimentare dulci (diferitesiropuri, mierea de albine etc.).

3


4/91

CONSERVANII substane ce prelungesc durata de pstrare a produselor alimentare prinprotejarea fa de aciunea microorganismelor.

ANTIOXIDANII- substane care prelungesc durata de pstrare a produselor alimentare fade deteriorarea prin oxidare, cum ar fi rncezirea grsimilor i modificarea de culoare.

ACIDULANII substane care mresc aciditatea unui produs alimentar i/sau i confergust acid.

REGULATORI DE PH (CORECTORI DE ACIDITATE) substane care modific saucontroleaz aciditatea/alcalinitatea unui produs alimentar.

ANTIAGLOMERANI substane care reduc tendina de aderare (aglomerare) a particulelorindividuale ale unui produs alimentar.

ANTISPUMANI substane care previn (mpiedic) sau limiteaz formarea de spum.AGENI DE MAS (BULKING) substane care contribuie la creterea volumului unui

produs alimentar, fr s aib efect semnificativ asupra valorii energetice a produsului.EMULGATORI substane care fac posibil formarea i meninerea unui amestec omogen

din dou sau mai multe faze nemiscibile, cum ar fi uleiul i apa.SRURI DE EMULSIONARE (SAU DE TOPIRE) substane ce transform proteinele din

brnz ntr-o form dispersat, ceea ce asigur o distribuie uniform a grsimii i a altorcomponente.

AGENI DE NTRIRE substane ce menin sau fac tari, crocante, esuturile fructelor ilegumelor, respectiv interacioneaz cu agenii de gelificare pentru a produce un gel tare(puternic).

AGENIDESPUMARE substane care asigur formarea unei dispersii omogene a unei fazegazoase ntr-un produs alimentar, lichid sau solid.

POTENIATORI DE AROM substane care mresc gustul i/sau mirosul unui produsalimentar.

AGENI DE GELIFICARE substane care confer consisten unui produs alimentar prinformarea de gel.

AGENI DE GLAZURARE substane care, aplicate la suprafaa unui produs alimentar iconfer acestuia un aspect strlucitor sau i confer o pelicul protectoare.

UMECTANI substane care previn (mpiedic) deshidratarea produselor alimentare,compensnd efectele unei umiditi relative sczute a aerului, respectiv promoveazsolubilitatea/dispersarea unei pulberi n mediu apos.

AGENI DE AFNARE substane sau combinaii de substane care elibereaz un gaz i,prin urmare, fac s creasc volumul unui aluat sau al unei compoziii care se bate ntr-un utilajspecific.

SECHESTRANI substane ce formeaz complexe cu ionii metalici.STABILIZATORI substane care fac posibil meninerea strii fizico - chimice a unui

produs alimentar; stabilizatorii includ i acele substane care sunt capabile s menin o dispersieformat din dou sau mai multe lichide nemiscibile ntr-un produs alimentar, respectiv acelesubstane care stabilizeaz, rein sau intensific culoarea existent ntr-un produs alimentar.

SUBSTANEDENGROARE substane care mresc vscozitatea unui produs alimentar.AGENIDETRATAREAFINII (ALIIDECTEMULGATORII) substane ce se adaug n

fin sau n aluat pentru mbuntirea nsuirilor de panificaie sau a nsuirilor reologice.GAZEDEAMBALARE gaze (altele dect aerul) ce se introduce ntr-un recipient, naintea,

n timpul sau dup introducerea produsului alimentar n recipient.SUPORTURI (PURTTORI) include suporturi (purttori) solide (pulbere) i lichide

(solveni) ce ajut la dispersarea aditivului i care, ele nsele, nu exercit efecte tehnologice.Suporturile (purttorii) se utilizeaz pentru a facilita manipularea sau utilizarea aditivilor.

4


5/91

AMIDONURI MODIFICATE substane obinute prin tratamentul chimic, fizic i enzimaticsau care au fost obinute prin tratament alcalin sau acid, respectiv albire, al amidonuriloralimentare native.

GAZE PROPULSOARE gaze (altele dect aerul) care sunt folosite pentru evacuarea unuialiment dintr-un recipient.

ENZIME biocatalizatori folosii n industria alimentar.

1.4 CLASIFICAREA AUXILIARILOR TEHNOLOGICI

Conform Directivei 89/107/CEE modificat de Directiva 94/34/CEE, auxiliarii tehnologicisunt clasificai n:

CATALIZATORI substane care catalizeaz reacii chimice, cum ar fi hidrogenarea iinteresterificarea uleiurilor, obinerea unor polioli (palatinit) etc.

AGENIDECLARIFICARE/ADJUVANIDEFILTRARE substane care ajut la limpezirea ifiltrarea unor produse alimentare lichide (cazeina, clei de pete, silicagel, kiesselgur etc.)

AGENI DE EPILARE FRUCTE I LEGUME (soluii diluate de KOH, NaOH,monoetanolamin, uree, ortofosfat diamoniacal).

AGENIDE SPLARE: soluii de NaOH, carbonat de sodium, fosfai, silicai alcalini, acidazotic, acid fosforic.

AGENIDEDEPLUMAREIEPILARE (diferite cerururi): ceara de carnauba, parafin.RINISCHIMBTOAREDEIONI (cationice i anionice) substane care ajut la separarea

unor componeni din soluii i la demineralizare etc.SUBSTANENUTRITIVEPENTRUDROJDII diferii fosfai i sulfai etc.FLOCULANI substane care favorizeaz flocularea unor colorani din ap i diferite

produse alimentare lichide.AGENIDECONGELAREPRINCONTACTIAGENIDEREFRIGERARE.AGENI DE DEMULARE substane care se folosesc pentru realizarea formelor pentru

anumite produse zaharoase (de exemplu, formele de amidon).ANTITARTRANI substane care mpiedic formarea tartrailor sau care elimin creterile

de tartrai.SOLVENI DE EXTRACIE solveni cum ar fi benzina de extracie i hexanul, folosii

pentru extracia uleiului din seminele oleaginoase.ENZIME(cu excepia celor utilizate ca aditivi).DEZINFECTANI: clor lichid, hipoclorit de sodiu, fosfat de sodiu clorinat, dioxid de clor,

cloramin, acid peracetic, peroxid de hidrogen, compus quaternar de amoniu, biguanidine,iodofori.

1.5 CERINE DE EVALUARE A ADITIVILOR ALIMENTARI NAINTE DEAUTORIZAIE

nainte de a fi autorizat un aditiv alimentar, trebuie alctuit un dosar care trebuie scuprind o serie de informaii necesare comisiei de analiz care este format din specialiti dindomeniul sntii, nutriiei, igienei, toxicologiei, comisie care activeaz la nivel naional.

Dosarul trebuie s conin date privind:1. Date tehnice: denumirea substanei conform IUPAC, sinonime, denumire comercial,

prescurtri, denumire comun, numr de identificare.

2. Specificaii: compoziie, formula empiric i structural, masa molecular, gradul depuritate (%), natura impuritilor coninute, procentajul impuritilor semnificative i principale,forma fizic (pulbere, lichide), solubilitate (n ap, solveni organici, lipide); alte date utile pentruidentificarea substanei (de exemplu: proprietile fizico-chimice, date analitice privind diferena

5


6/91

dintre loturi), informaii asupra caracteristicilor microbiologice, n particular n ceea ce priveteprezena agenilor patogeni, toxinele bacteriene, nicotoxine.

3. Procesul de fabricaie: informaii asupra procesului de fabricaie, inndu-se cont desecvena de reacii, reaciile colaterale, purificarea i prepararea produsului comercial, pentru adetermina impuritile probabile i influena lor asupra evalurii toxicologice.

4. Metode de analiz: metode de analiz pentru descrierea substanei, evaluarea puritiisale, msurarea caracteristicilor fizico-chimice i microbiologice; metode analitice de determinarea aditivului i produselor sale de degradare n produsele alimentare n care se adaug.

5. Justificarea aditivului: utilizarea prevzut i scopul; doza de ncorporare n produsespecifice i reziduurile rmase n produsele alimentare; studiul eficacitii substanei n vedereacercetrii efectului dozei propuse; documentaia necesitii aditivului i beneficiul pentruconsumator.

6. Expunere: expunerea omului (probabil sau ateptat) la consumul de alimente careconin aditivi i influena diferiilor factori (mod de via, frecvena de consum a alimentelor cuaditivi), gradul de consum al alimentelor ce conin aditivi n funcie de vrste, sex, prezenadiferitelor afeciuni.

7. Reaciile oferite de aditivi n produsele alimentare: produsele specifice de degradare saureacia care poate avea loc n cursul preparrii i conservrii alimentelor; efectele acestor produsede degradare i a reaciilor asupra substanelor nutritive din alimente.

8. Date privind toxicitatea: teste de genotoxicitate (testul de mutaie genetic asuprabacteriilor, testul de aberaie cromozomic asupra culturii de celule de la mamifere, testul demutaie genetic asupra culturii de celule de la mamifere), teste de toxicitate general (toxicitateacut, toxicitate subacut la 28 de zile, toxicitate subcronic la 90 zile, toxicitate pe termen lung icancerogenitate, efecte asupra reproducerii, teratogenitate); alte teste (absorbie, distribuie,metabolizare, excreie, iritare cutanat, toxicitate pe cale respiratorie, imunotoxicitate, inducia

proliferrii peroxizonale, iritare ocular, sensibilizare.

1.6 CONDIII DE ADMISIBILITATE PENTRU ADITIVI DIN PUNCT DEVEDERE AL CONSUMATORULUI

Conform Codex Alimentarius i Directivei CEE din 21.XII.1988 (directiva 89/107/CEE)utilizarea aditivului alimentar poate fi luat n consideraie dac se dovedete c utilizareaaditivului respectiv conduce la avantaje demonstrabile n folosul consumatorului.

Pentru consumator este necesar ca aditivul s ndeplineasc urmtoarele condiii:- securitate (inocuitate) pentru consumator;- corectitudine, n sensul c adausul de aditiv se constituie ca o falsificare dac modific

produsul sau indicele de eroare a consumatorului;- necesitatea tehnologic, n sensul c aditivul poate fi utilizat numai dac efectul scontat nu

poate fi obinut i prin metode de fabricaie normale i eficiente din punct de vedere economic itehnic;

- controlul aditivului, n sensul c trebuie s existe metode rapide de decelare, calitativ icantitativ, a aditivului ntr-un produs alimentar;

- etichetarea n sensul c utilizarea aditivului trebuie menionat pe eticheta care nsoeteprodusul alimentar.

6


7/91

REZUMAT

n cadrul capitolului sunt prezentate definiiile aditivilor conform Directivei cadru85/107/CEE i a auxiliarilor tehnologici conform Directivei 89/107/CEE, definiii din care rezult:caracterul de intenionalitate (aditivul se adaug n mod voit ntr-o anumit cantitate); scopulfolosirii (conservarea valorii nutritive i senzoriale a produsului, ameliorarea capacitii deconservare, favorizarea fabricrii, ambalrii, depozitrii, transportului) i faptul c se exclude (prindefiniie) contaminanii i substanele adugate n scop nutriional (vitaminele, aminoacizi etc.), deasemenea, rezult c auxiliarii tehnologici nu trebuie s fie confundai cu aditivi.

Conform Directivelor Parlamentului European i Consiliului Director 89/107/CEE,94/35/EEC privind ndulcitorii, 94/38/EEC privind coloranii, 95/2/EEC privind ali aditivi, nafar de ndulcitori, aditivii sunt clasificai n urmtoarele grupe: colorani, ndulcitorii(edulcoranii), antioxidani, acidulani, regulatori de pH (corectori de aciditate), antiaglomerani,antispumani, ageni de mas (bulking), emulgatori, sruri de emulsionare (sau de topire, ageni dentrire, ageni de spumare, poteniatori de arom, ageni de gelificare, ageni de glazurare,umectani, ageni de afnare, sechestrani, stabilizatori, substane de ngroare, ageni de tratare afinii (alii dect emulgatorii), gaze de ambalare, suporturi (purttori), amidonuri modificate, gaze

propulsare, enzime.Conform Directivei 89/107/CEE modificat de Directiva 94/34/CEE, auxiliarii tehnologici

sunt clasificai n: catalizatori, ageni de clarificare/adjuvani de filtrare, ageni de epilare fructe ilegume, ageni de splare, ageni de deplumare i epilare, rini schimbtoare de ioni , substanenutritive pentru drojdii, floculani, ageni de congelare prin contact i ageni de refrigerare, agenide demulare, antitartrani, solveni de extracie, enzimele (cu excepia celor utilizate ca aditivi),dezinfectani.

Se prezint n continuare cerinele de evaluare a aditivilor alimentari nainte de autorizaiei condiiile de admisibilitate pentru aditivi din punctul de vedere al consumatorului

7


8/91

CAPITOLUL 2PRINCIPALELE GRUPE DE ADITIVI I AUXILIARI TEHNOLOGICI

2.1 CONSERVANI

Conservanii sunt folosii atunci cnd tratamentele clasice, utilizate pentru conservare, nusunt satisfctoare pentru a asigura calitatea nutriional, senzorial (textur, miros, gust, culoare)i sanitar.

Conservanii clasici sunt utilizai n principal pentru:- a asigura securitatea sanitar sau inocuitatea produselor alimentare prin inhibarea

bacteriilor patogene, eventul prezente, care pot produce toxiinfecii alimentare sau intoxicaii printoxinele elaborate n alimente;

- a asigura stabilitatea produselor alimentare, ceea ce antreneaz dup sine pstrareaproprietilor senzoriale i nutritive ale acestora prin inhibarea microorganismelor de alterare.

Unii conservani (de exemplu 2SO i derivaii) protejeaz produsele alimentare i fa de

oxidri.2.1.1 CLASIFICAREA CONSERVANILOR

Conservanii folosii n industria alimentar sunt de dou tipuri:1. conservani minerali: nitraii, nitriii, anhidre sulfuroase, sulfiii i acidul boric;2. conservani organici (acizi organici):- cu efect de conservare principal: acidul acetic, propionic i srurile de Na, K, Ca, acidul

sorbic i srurile sale de potasiu i calciu, acidul benzoic i srurile sale de Na, K, Ca precum iderivaii parahidroxibenzoici;

- cu efect de conservare secundar: acid citric, tartic, lactic, ascorbic.2.1.2 CONDIIILE CE SE IMPUN CONSERVANILOR

Substanele conservante cu utilizare n industria alimentar trebuie s ndeplineascurmtoarele condiii:

- s nu produc forme de rezisten la microorganisme;- s nu prezinte toxicitate fa de organismul uman;- s nu modifice calitatea produsului alimentar;- s asigure conservarea la doze ct mai mici posibile;

- s poat fi distribuite n mod omogen n produsul alimentar.La utilizarea unui conservant s se aib n vedere urmtoarele aspecte:- substanele conservante nu pot face un produs alimentar salubru i nici nu pot ameliora

calitatea alimentar a acestuia, dac produsul respectiv, supus conservrii a fost de proast calitate;- substanele conservante au un efect esenial bacteriostatic, efectul letal fiind lent i

limitat;- substanele conservante (unele) pot fi modificate prin oxidare sau sub aciunea enzimelor

microbiene i deci, i pot pierde total eficacitatea;- substanele conservante (unele) pot fi toxice dac sunt injectate n cantitate mare sau pot

deveni cancerigene la inserarea pe termen lung (odat cu alimentele n care se ncorporeaz);

- substanele conservante au eficacitate mai mare dac sunt utilizate n amestec (sinergism)sau asociate cu alte substane, cum ar fi antioxidanii.

8


9/91

Conform directivei CE 95.2 din 20.02.1995, innd cont de principiul listei pozitive,conservanii pot fi:

- conservai autorizai, la care nu exist doz limit de utilizare (quantum satis): acid acetic,citric, lactic, malic, ascorbic, glucono-delta-lactin, CO2;

- conservani autorizai n anumite condiii: acid sorbic, benzoic, propionic, fosforic isrurile lor, acidul fumaric i succinic, parabenii sau esterii acidului para-hidroxibenzoic, SO2,sulfiii i nitriii.

2.1.3 FACTORII CARE INFLUENEAZ ACIUNEA ANTISEPTICILOR

Aciunea antisepticilor este dependent de dou categorii de factori:A. Factorii proprii antisepticilor utilizai, care se refer la: CONCENTRAIA: la concentraii foarte mici conservanii pot stimula dezvoltarea

microorganismelor, ns de la o anumit concentraie limit, pentru aceleai condiii de mediu itemperatur, aciunea conservanilor asupra microorganismelor crete odat cu concentraia sa n

produsul supus conservrii.Eficacitatea conservantului (A) n funcie de concentraie este dat de relaia:

=nCA n care:

C - concentraia antisepticului;n - coeficientul de diluare n produs;- timpul necesar pentru realizarea efectului bacteriostatic/bactericid.

DURATA DE CONTACT: durata de contact este invers proporional cu concentraiaconservantului: la o concentraie mare, durata de contact fiind mai redus i invers. Prin cretereaduratei de contact eficacitatea conservantului scade datorit: pierderii prin volatilitate; combinriicu componente ale produsului alimentar; acomodrii microorganismelor la mediul conservantiniial.

TEMPERATURA: ntre anumite condiii de temperatur, odat cu creterea temperaturii nprogresie aritmetic, aciunea conservant crete n progresie geometric.

SPECIADEMICROORGANISME: bacteriile Gram(-) sunt mai rezistente dect cele Gram(+)la aciunea conservailor i aceasta datorit diferenelor n ceea ce privete compoziia lipidic amembranei celulare.

NUMRUL INIIAL DE MICROORGANISME: cu ct gradul iniial de contaminare alprodusului supus conservrii este mai mare, cu att eficacitatea conservantului este mai redus.

FORMAIFAZANCARESEAFLMICROORGANISMELE: sporii sunt mai rezisteni dectformele vegetative, iar microorganismele aflate n faza de larg sunt mai sensibile la aciuneaconservanilor dect cele aflate n fazele de dezvoltare logaritmice.

B. Factorii specifici produsului conservat, care se refer la:COMPOZIIA PRODUSULUI: produsele de origine vegetal care au mai mult ap, mai

puine lipide i proteine, dar conin i fitoncide, sunt mai uor de conservat dect produsele deorigine animal, care sunt mai bogate n lipide i proteine.

PH-UL PRODUSULUI: cu ct pH-ul produsului alimentar este mai mic cu att eficacitateaconservanilor, n principal a acizilor organici stabili, este mai mare.

9


10/91

2.1.4 MECANISMUL DE ACIUNE AL CONSERVANILOR DE TIP ACIZIORGANICI SLABI

La folosirea acizilor organici slabi drept conservani, acetia pot aciona, prin intermediul:- modificrii pH-ului, ca rezultat al disocierii cu formare de protoni de H+(n funcie de

pH-ul neutru).Exemplu:

CH3

COOH COO-

CH3

+ H+

- moleculei nedisociate care este toxic pentru microorganisme.Gradul de disociere al diferiilor acizi organici n funcie de pH-ul mediului, este artat n

tabelul 2.1.Tabelul 2.1

Procent de acid nedisociat n funcie de pH

Acid organicpH-ul mediului

3 4 5 6 7Acetic 98.5 84.5 34.9 5.1 0.54

Benzoic 93.5 59.3 12.8 1.44 0.14Citric 53.0 18.9 0.41 0.006 0.001Lactic 86.6 39.2 6.1 0.64 0.06Parabeni 99.9 99.9 99.9 99.7 96.7Propionic 98 87.6 41.7 6.67 0.71Sorbic 97.4 82.0 30.0 0.25 0.48

Membrana celular este impermeabil acizilor hidrofilici ionizai i deci ionilor de H+, caresatureaz permeazele cationice i diminueaz permeabilitatea membranar a cationilor. Pe de alt

parte, pH-ul intern al microorganismelor este modificat datorit pH-ului mediuluiexterior. Prin scderea pH-ului celular intern scade volumul celular i au loc pierderi de cationi de

potasiu.Moleculele de acizi organici nedisociate ptrund n celulele bacteriene prin difuzie pasiv i

odat ajuni aici se disociaz elibernd protoni de H+, care scad pH-ul interior al celulei i decimodific metabolismul celular prin ncetinirea reaciilor enzimatice. n plus, prin ptrundereamoleculelor de acizi organici nedisociai n citoplasma celular se modific echilibrul homeostatical acesteia, ceea ce antreneaz modificri n membrana plasmatic i chiar rupturi, cu consecinegrave asupra dezvoltrii i viabilitii celulelor microorganismelor.

Dac acizii organici cum ar fi acidul lactic, acetic, citric sunt eficace la baze 1%, aliconservani cum ar fi acizi: benzoici, sorbic, propionic, precum i sulfiii i nitriii au eficacitate la

baze de 0,05 0,2% ceea ce nseamn c aceste substane au i activiti conservante, specificemoleculelor respective. De exemplu: sulfiii mresc numrul de legturi SS din proteine; acidulsorbic care este eficace asupra drojdiilor i mucegaiurilor, mpiedic utilizarea acizilor grai -nesaturai; acidul benzoic i srurile sale, acioneaz asupra drojdiilor i mai puin asupramucegaiurilor, dar este eficace asupra bacteriilor la pH 2,54,0. Efectul antibacterian al acidului

benzoic i srurilor sale se realizeaz prin inhibarea reaciei de descompunere a H2O2 de ctrecatalaze i peroxidaze, apa oxigenat produs de bacterii lactice heterofermentative, dar toxic

pentru microorganismele de alterare.

10


11/91

2.1.5 ACIUNI CONSERVANTE A NITRAILOR I NITRIILOR

Azotaii se utilizez n:- industria crnii pentru realizarea nroirii n cazul salamurilor i crnailor cruzi cu

maturare ndelungat, reprezentnd o surs de NaNO2;- industria laptelui pentru combaterea balonrii timpurii, produs de bacteriile coliforme i

pentru combaterea balonrii trzii, produs de bacteriile butirice.Azotaii se utilizeaz, n principal, n industria crnii pentru realizarea nroirii crnii n

prezen de NaCl, carne folosit la fabricarea diferitelor preparate din carne. Aciunea antiseptic(de conservare) o prezint numai nitriii (NaNO2, KNO2) mai ales fa de Clostridium botulinum iStaphylococcus aureus.

Mecanismul inhibator al nitriilor s-ar datora:- blocrii gruprilor tiol (SH) ale enzimelor, care intervin n mecanismul de oxidoreducere;- formrii de inhibatori Perigo labili prin combinarea NaNO2 sau KNO2 cu gruprile NH2

din catenele laterale ale amino acizilor liberi sau din structura proteinelor;- combinrii NaNO2, KNO2, respectiv NO cu ferodoxina (un compus care conine Fe i S) i

care intr n structura piruvat-ferodoxin-oxidoreductazei, enzim ce intervine n metabolismulenergetic al bacteriilor i n special al lui Clostridium botulinum.

Datorit acestor mecanisme, dezvoltarea lui Clostridium botulinum este inhibat ca de altfeli producerea de toxin de ctre acesta. De menionat faptul c aciunea de conservare a azotailorse reflect i asupra altor bacterii cum ar fi: Clostridium perfringens, Clostridium sporogenes,

Bacillus cereus, Helicobacter pylori iListeria monocytogenes.

2.1.6 ACIUNEA CONSERVANT A SO2 I A SULFIILOR

Aciunea SO2 i a sulfiilor se manifest asupra bacteriilor, mucegaiurilor i mai puin adrojdiei, asigurnd astfel conservarea a numeroase produse alimentare printre care menionm:vinurile, buturile pe baz de fructe, siropurile de glucoz, mutar, oet etc.

Aciunea conservant a SO2 i sulfiilor se manifest prin blocarea anumitor activitienzimatice sau ci metabolice. Se menioneaz blocarea ATP, inhibarea glicolizei i a sistemelor

permeazice i aciunea asupra legturilor disulfurice. Aciunea SO2 i sulfiilor este n funcie depH-ul mediului. Att SO2 ct i sulfiii inhib fenomenul de mbrunare enzimatic, contribuindastfel la meninerea culorii normale n cazul cartofilor feliai, merelor, fructelor i legumeloruscate, crustaceelor. SO2 i sulfiii sunt utilizai pentru albirea crnii de morun i a altor peti dinfamilia gadidelor.

2.1.7 ACIUNEA CONSERVANILOR DE TIPUL PROTEINELOR IANTIBIOTICELOR

n aceast categorie de conservani sunt inclui nizina, natamicina, lizozimul, lactoferinaactivat.

NIZINA secretat de Streptococcus lactis subsp. lactis are aciune inhibatoare asuprabacteriilor sporogene de tip Clostridium, n special: Clostridium tyrobutiricum, Listeriamonocytogenes, Staphilococcus aureus etc.

Nizina este eficient asupra bacteriilor, unde provoac porozri ale membranei celulare. Nuare eficien asupra drojdiilor i mucegaiurilor dect n combinaii cu acidul sorbic.

NATAMICINA SAU PERANICINA este un antibiotic secretat de specii de Streptomycesnaturalensis i Streptococcus lactis. Natamicina are aciune fungicid, fiind utilizat pentrutratamentul de suprafa al brnzeturilor, cu past semitare i tare precum i a crnailor isalamurilor crude.

11


12/91

LIZOZIMULeste n fapt o enzim (muramidaz) care se extrage din ou i are capacitatea dea hidroliza pereii celulari ai bacteriilor Gram(+). Se folosete pentru combaterea balonrii trzii a

brnzeturilor provocat de Clostridium tyrobutiricum.LACTOFERINA ACTIVAT (ALF) este o lactoprotein care se utilizeaz drept conservant

pentru carcasele de vit i pasre. Inhib dezvoltarea bacteriilor prin legarea fierului necesar ndiferitele procese bioenergetice de sintez din celula bacterian. n acelai timp, blocheazadeziunea microbiotei la biosuprafee i faciliteaz detaarea microbiotei deja existente la

biosuprafee.

2.2 ANTIOXIDANII

Antioxidanii se utilizeaz pentru protecia fa de oxidare a grsimilor, uleiurilor iproduselor alimentare care conin grsimi/uleiuri, deoarece degradarea oxidativ a constituenilorlipidici prezint inconveniente de natur senzorial, nutriional i igienic, conducnd la scoatereadin circuitul economic a produselor alimentare rncede.

Chiar la o oxidare mai redus se afecteaz:- Valoarea nutriaional prin oxidarea vitaminelor A i E precum i a acizilor grai

polinesaturai aparinnd familiei acidului linoleic ( 6 ) i linolenic ( 3 ). Acidul linoleic i -linolenic sunt indispensabili organismului uman, ei neputnd fi sintetizai de ctre organism. Deasemenea, aceti acizi grai sunt necesari pentru sinteza acidului arahidonic, aciduluieicosapentanoic (CEPA), acidului docohexanoic (DHA) care intr n constituia membranelorcelulare i care sunt i precursorii eicosanoidelor (molecule cu aciune hormonal).

- Sigurana alimentar deoarece prin oxidarea lipidelor se formeaz produi volatili,peroxizi, acizi oxidai cu aciune toxic. Dac oxidarea este cuplat cu degradarea termic seformeaz, de asemenea, produi toxici, cum ar fi monomerii ciclici i polimerii.

2.2.1 MECANISMUL AUTOOXIDRIIAutooxidarea lipidelor nesaturate se desfoar dup un mecanism radical, etapa de iniiere

constnd n captarea de energie luminoas sau termic cu formarea unui radical liber, prinscoaterea unui atom de +H de la gruparea -metilenic a acidului gras nesaturat. Radicalul liberrezultat devine sensibil la atacul oxigenului atmosferic i va conduce la formarea unui radical

peroxil )ROO( . Acesta, la rndul su, joac rol de iniiator i propagator de oxidri ulterioare,astfel nct degradarea oxidativ a lipidelor nesaturate apare ca o reacie n lan, autocatalitic iireversibil. Etapa final a propagrii o reprezint formarea de hidroperoxizi (ROOH) care suntmolecule foarte instabile, mai ales la temperaturi ridicate i n prezena urmelor de metale,

descompunndu-se n:- radicali hidroxil )OH( ;- radicali alcoxil )RO( ;- radicali peroxil )ROO( .Aceti radicali vor fi la originea altor reacii de oxidare, dar i la reacii de scindare,

restructurare, ciclizare, polimerizare. De asemenea, hidroxiperoxizii formai vor da natere, prinscindare, la compui volatili (hidrocarburi, aldehide, cetone, alcooli, acizi etc.), unele din acesteaconferind produsului miros i gust rnced. De asemenea, din hidroxiperoxizi se pot formamonomeri ciclici i polimeri.

Schematic autooxidarea lipidelor are loc n 3 etape:

12


13/91

a) Etapa de iniiere n care acidul gras nesaturat (RH) se transform ntr-un radical libersub aciunea energiei luminoase sau termice:

RH + h R +H +

b)Etapa de propagare2

OR + ROO

ROO + RH ROOH + R

c)Etapa de terminareR + R RRROO + R ROOR

2.2.2 FACTORII CARE INFLUENEAZ OXIDAREA LIPIDELORNESATURATE

Principalii factori care influeneaz oxidarea lipidelor sunt urmtorii:NATURAMATERIEIPRIMEGRASE: gradul de saturare i poziia dublelor legturi, respectiv

prezena acizilor grai nesaturai liberi;SUPRAFAADECONTACT a produsului cu oxigenul;ACTIVITATEAAPEI: la aw>0,3 se favorizeaz oxidarea enzimatic i activitatea unor metale;PREZENAUNORENZIME: lipaze i lipoxigenaze;PIGMENII (n special clorofilele) care catalizeaz fotooxidarea;METALELEDETRANZIIE: Fe, Cu;TEMPERATURA;

LUMINA

i n principal radiaiile UV i ionizante.Pentru a preveni sau a reduce degradarea oxidativ a grsimilor nesaturate se impunurmtoarele msuri:

- diminuarea activitii apei;- denaturarea termic a enzimelor lipolitice i oxidative existente ntr-un produs alimentar

gras;- decolorarea uleiurilor vegetale;- ndeprtarea ionilor metalici prin folosirea utilajelor din inox;- evitarea prezenei oxigenului prin ambalare n vid sau sub atmosfer controlat, respectiv

folosirea de substane care absorb/consum oxigen;

- protecia fa de lumin prin ambalare n materiale opace;- pstrarea la temperaturi sczute a produselor alimentare;- folosirea de antioxidani naturali sau de sintez.

2.2.3 ANTIOXIDANI FOLOSII PENTRU PROTEJAREA GRSIMILOR IULEIURUILOR NESATURATE

Antioxidanii folosii n industria alimentar, dup modul lor de aciune, aparin la doua grupe:ANTIOXIDANII PRIMARI care intervin n mecanismul radical, pe care l ntrerup prin

transfer de H i care, de asemenea, pot transforma radicalii alcoxilici (RO ) i ROH, blocnd

astfel formarea de aldehide responsabile de miros i gust de rnced. Antioxidanii primari sunt, ngeneral, compui fenolici.

Antioxidanii primari sunt reprezentai de:

13


14/91

R1

HO

R2

CH3

O

Tocoferol

CH3

OH

(H3C)

3C C(CH

3)3

OCH

3

OH

C(CH3)3

C(CH3)3

OH

OCH3

Butilhidroxitoluen (BHT) Butilhidroxianisol (BHA)

HO

COOR

OH

OH

HO

OH

C(CH3)3

OH

Tertio-butilhidroquinin (TBHQ)

Mecanismul de aciune al antioxidanilor primari este prezentat schematic n urmtoarelereacii:

AH + R A + RHA + RO AORA +ROO AOOR

Aciunea antioxidantului de tip antiradical (fenolic) este posibil pn la consumarea

acesteia, dup care oxidarea poate continua la fel de activ ca i n absena antioxidantului.Aciunea antioxidantului de tip antiradicalic poate fi prelungit n prezena unei substanereductoare:

2A + 2GSH AH + GSSG

R1 R2 Tipul de tocoferolCH3

- tocoferol

CH3

H - tocoferol

H CH3

- tocoferol

H H - tocoferol

R Galatul72

HC Galat de propil

178HC Galat de octil

2512HC Galat de dodecil

14


15/91

ANTIOXIDANII SECUNDARI sunt reprezentai de acidul ascorbic i izoascorbic careacioneaz ca reductori, respectiv captatori de oxigen.

O

OH OH

OH

O

H

CHCH

2OH

CH2OH

H C

H

O

OH

OO

O

- 2H+

+O2

Aciunea antioxidanilor de tip antiradicalic este mbuntit n prezena substanelor carecomplexeaz metalele (proantioxidani), substane ce se numesc i sinergetici.

Exemple de sinergetici sunt acidul citric, fosforic, tartaric, fitic, lactic, EDTA. Aciunechelatoare prezint i unii profenoli vegetali prin intermediul gruprii ortodifenolice. Fosfolipidele(lecitinele) sunt utilizate drept chelatori de ioni metalici, dar mresc i afinitatea antioxidanilor detip radical fa de substratul lipidic. Fosfolipidele pot aciona i prin efectul de barier fa deaciunea oxigenului.

Exist i substane care, pe lng aciune antioxidant, prezint i alte funcii. n aceastcategorie sunt incluse: anhidride sulfuroase, sulfitul, bisulfitul, metabisulfitul de sodiu i potasiu,sulfitul acid de potasiu, lecitinele.

Dei nu sunt nscrise pe lista aditivilor, o serie de extracte de origine vegetal au aciuneantioxidant (extracte din condimente i plante condimentare). Cel mai important extract vegetalcu aciune antioxidant este cel de rozmarin, care este bogat n acid carnosic i carnosol.

2.2.4 CONDIII DE UTILIZARE A ANTIOXIDANILOR

Pentru utilizare n produsele alimentare, antioxidanii radicali sau de sintez trebuie sndeplineasc urmtoarele condiii:

- s fie lipsii de toxicitate;- s fie lipsii de miros, gust i culoare;- s fie eficace la concentraii reduse;- s fie uor de ncorporat;- s fie rezisteni la tratamente termice;- s fie disponibili la preuri reduse;- s nu produc coloraii n prezena ionilor metalici.Principalele proprieti ale antioxidanilor, folosii n mod frecvent n industria alimentar,

sunt menionate n tabelul 2.2.Tabelul 2.2

Proprietile unor antioxidani utilizai n industria alimentar

Natura SolubilitateStabilitate lacldur

Observaii

Tocoferolii Liposolubili StabiliSunt prezeni n mod natural n uleiurilevegetale, vitamina E, acioneaz sinergiccu vitamina C

Acid ascorbic Hidrosolubil Puin stabil Este prooxidant n prezena metalelor Acid

izoascorbic

Hidrosolubil Puin stabil

Palmitat deascorbil

Puinliposolubil

Puin stabil

BHA Foarte Foarte stabil Acioneaz sinergic cu BHT i galaii

15


16/91

liposolubil

BHT liposolubil StabilAcioneaz sinergic cu BHA. D coloraiigalbene n prezena fierului.

GalaiSolubilitatemedie nlipide

TermosensibiliFormeaz coloraii albastre cu fierul n

prezena apei

TBHQFoarteliposolubil Foarte stabil Puin volatile i sensibil la pH.

2.3 ADITIVI I INGREDIENTE PENTRU SCDEREA ACTIVITII APEI (aW)

Aditivii i ingredientele care scad activitatea apei (aw) contribuie la asigurarea stabilitii iconservabilitii produselor alimentare, inclusiv la meninerea proprietilor senzoriale.

Prin utilizarea aditivilor i ingredientelor care scad activitatea apei se asigur, n primulrnd, ameliorarea stabilitii microbiologice i meninerea unui nivel de ap n produsul alimentar,destul de ridicat, astfel nct s se menin i proprietile senzoriale ale produsului iniial.

2.3.1 ACTIVITATEA APEI (aW)

Activitatea apei, caracterizeaz apa liber dintr-un produs alimentar, disponibil pentrureacii enzimatice, fizico-chimice dar i pentru dezvoltarea microorganismelor. Activitatea apei(aw) minim pentru dezvoltarea microorganismelor este artat n tabelul 2.3.

Tabelul 2.3Activitatea apei pentru dezvoltarea microorganismelorMicroorganismul Activitatea apei (aw)Bacterii: - majoritatea speciilor 0.9

- Clostridii 0.93 0.97- Escherichea coli 0.96- Pseudomonas 0.96- Lactobacili 0.90 0.95- Salmonella 0.94- Stafilococi 0.86 0.89

- bacterii halofile 0.75Drojdii : - majoritatea speciilor 0.88- Sach. cerevisiae 0.92 0.95- drojdii osmofile 0.60

Mucegaiuri (majoritatea speciilor) 0.8- Alternaria 0.83- Aspergillus flavus 0.78- alte specii deAspergillus 0.7 0.87- Mucor 0.93- Rhizopus 0.93 0.96- Penicillium 0.80 0.95

-Xeromyces i alte specii xerofile 0.6

16


17/91

Activitatea apei se poate calcula cu relaia:

sw

w

w

nn

n

a

+

=

n care,nw - numrul de moli de apns - numrul de moli de substane dizolvate

2.3.2 SUBSTANE CU ACIUNE DE SCDERE A ACTIVITII APEI

Principalele substane care contribuie la scderea activitii apei sunt:SRURILE MINERALE i n special cloruri de sodiu, care acioneaz asupra proteinelor i

exercit i aciune inhibatoare asupra unor enzime. Activitatea apei este n funcie de nivelul deNaCl adugat, respectiv de concentraia NaCl n soluie, respectiv n faza apoas a produsuluialimentar.

Activitatea apei, (aw) Concentraia NaCl, g/100g soluie0.99 1.70.95 8.10.90 14.20.85 19.10.80 23.1

0.75 26.5 (soluie saturat)

ACIZII ORGANICI I SRURILE ACESTORA. Contribuie la scderea activitii apei, nprincipal:

- lactaii de sodiu;- citraii;- tartarii.Cei mai eficieni sunt lactaii, care au o capacitate de scdere a activitii apei similare cu a

NaCl.MONO, DIIOLIGOZAHARIDE, reprezentate de:

- zaharoza;- siropul de glucoz;- lactuloza;- fructo oligozaharidele.ALCOOLIIPOLIOLIDiferite PROTEINELIPIDEIEMULSIILEGRASE fabricate cu un emulgator.

2.3.3 INFLUENA SUBSTANELOR CU ACIUNE DE SCDERE A aW ASUPRAREACIILOR DETERIORATIVE DIN ALIMENTE

Scderea aw sub valoarea necesar dezvoltrii microorganismelor, mrete perioada de lag,reduce viteza de cretere sau inhib creterea microorganismelor forme vegetative.

Prin scderea aw se inhib i aciunea enzimelor (aw0.7 0.8).17


18/91

Viteza de oxidare a lipidelor este destul de mare la aw = 0.7 0.9.Anumii ageni de scdere aw au o influen, direct, favorabil/ defavorabil asupra

stabilitii microbiologice i asupra reaciilor de deteriorare a alimentelor.De exemplu:- Anumii acizi organici i srurile lor precum i polioli, pe lng efectul de reducere a aw

posed i aciune antimicrobian. Anumii aminoacizi (cisteina, histidina etc.), srurile acizilororganici i fosfaii pot complexa metalele grele care intervin la oxidarea lipidelor. Acizii organici,

prin scderea pH-ului, micoreaz riscul producerii de reacii de mbrunare enzimatic ineenzimatic.

- Anumite substane utilizate pentru scderea wa pot servi ca nutrieni pentrumicroorganisme (mono i dizaharide, acizi aminai), respectiv sunt substane pentru degradareaaldehidic (lipidele) sau catalizatori ai degradrii aldehidice (urmele de metale cum ar fi Cu, Fe).Alte substane care scad aw se pot constitui ca substraturi pentru mbrunarea neenzimatic (zaharurireductoare i compui proteici).

- Anumite substane reduc viteza de difuzie a reactanilor prin:- creterea vscozitii mediului (compuii cu mas molecular mare);- formarea de straturi protectoare asupra unor nutrieni (de exemplu pelicule de lipide);- protejarea anumitor constitueni (de exemplu zaharoza protejeaz proteinele);- diminuarea solubilitii oxigenului ceea ce conduce la o ncetinire a dezvoltrii

microbiotei, aerobe, a reaciilor de oxidare a lipidelor i acelor care conduc la mbrunareaenzimatic.

2.3.4 ROLUL I APLICAIILE SUBSTANELOR CARE SCAD aw N INDUSTRIAALIMENTAR

Pe lng proprietatea de a reduce activitatea apei (aw), unele din substanele menionate potaciona i ca:

- ageni plastifiani;- ageni de nclzire a recristalizrii;- ageni care uureaz rehidratarea;- ageni care ntrzie transferul de ap;- ageni substitueni ai zahrului (zaharoz);- ageni antimicrobieni.Principalele aplicaii ale substanelor care scad activitatea apei (aw) se refer la:- stabilizarea microflorei i eventual ncetinirea altor reacii de deteriorare a produsului

alimentar;

- mbuntirea texturii. Astfel, un aliment prezint o textur mai moale la o valoarew

a

, ncomparaie cu unul care a fost deshidratat pn la aceeai valoare wa ; acest efect plastifiant estemai sensibil pentru substanele cu mas molecular mai mic, care dau soluii puin vscoase(glicerol, propilen glicol). Substanele care scad aw pot ameliora textura (fluiditatea, supleea,tartinabilitatea) alimentelor refrigerate sau congelate cum ar fi margarinele, ngheatele, sucurile defructe, prin scderea punctului de congelare;

- obinerea unor soluii care se folosesc la deshidratarea osmotic;- controlul transferului de ap prin ajustarea aw n cazul unui aliment eterogen sau n cazul

unui aliment format din diverse ingrediente;- modificarea cristalizrii zahrului prin efectul salting in dar i prin reducerea vitezei de

cristalizare datorit creterii vscozitii produsului;- ameliorarea rehidratrii alimentelor uscate, n cazul n care alimentele au aciune descdere a aw, se adaug nainte de uscare n cazul n care se asigur o protecie termic i osmotica componentelor proteice, polizaharidice n cursul uscrii (exemplu, glicerolul);

18


19/91

- crioprotecia unor componeni ai alimentului n timpul congelrii, respectiv reducereagradului de denaturare a proteinelor din lapte, ou, pete;

- aciuni n afara capacitii de scderea aw, acidificare, complexarea metalelor, aromatizare,emulsionare, ameliorarea calitii nutriionale, aciunea antimicrobian, nlocuirea zaharozei dinalimentele fr zahr.

2.3.5 CRITERII DE ALEGERE A UNEI SUBSTANEI CARE SCADE aW

Aceste criterii se refer la:- eficacitatea lor (valoarea aw la care se ajunge prin adaos de substane care scad aw);- solubilitatea n produsul alimentar;- caracterul de ameliorare a texturii;- inocuitatea lor;- preul;- statutul legal (aditiv sau ingredient);- puritate;- compatibilitatea cu caracteristicile chimice (pH, potenial redox) i structurale ale

alimentelor;- gustul i mirosul care trebuie s fie compatibile cu alimentul n care se folosesc;- valoarea lor nutriional i influena asupra reaciilor de deteriorare a alimentelor.

2.3.6 FOLOSIREA SUBSTANELOR DE SCDERE A aw PENTRUDESHIDRATARE

Aceste produse au un aw final cuprins ntre 0,65 0,90 i pot fi obinute dup urmtoarelemetode:

- deshidratare sau concentrare a produselor care, ele nsi, conin substane ce scad wa (cazul deshidratrii caiselor, prunelor, strugurilor);

- deshidratare sau concentrare cu adaus de substane ce scad wa (cazul laptului concentratecu zahr, a siropurilor de fructe etc.);

- deshidratarea prin imersare impregnare denumit i deshidratare osmotic, care const nimersarea unui produs alimentar ntreg sau tiat (fructe, legume, crnuri, pete) ntr-o soluie cuconcentraie mare (soluie de zahr, de sare) n care caz se realizeaz simultan o extragere a apei de

pn la 70% din produs i o ncorporare n produs a unei cantiti controlate de substane capabiles micoreze activitatea apei (cazul fructelor conservate cu ajutorul soluiilor de zahr, a peteluisrat prin imersare, a brnzeturilor de tip telemea);

- adaus de sare n compoziia produsului nainte de uscare (cazul salamurilor i crnailorcruzi);- mbinarea alimentelor, n prealabil deshidratate, ntr-o soluie cu aw asemntor (cazul

produselor liofilizate i mbibate n soluie cu aw asemntor);- amestecarea direct a ingredientelor uscate cu cele umede i cu substanele ce scad aw,

urmate de tratamentul termic al amestecului (fierbere, extrudare etc.).

2.4 EDULCORANI INTENI

2.4.1 CLASIFICAREA EDULCORANILOR

Edulcoranii sunt clasificai n:a) edulcorani nutritivi care la rndul lor pot fi:- zaharuri: zaharoza, fructoza, glucoza, izoglucoza (produse alimentare);

19


20/91

- polioli: sorbitol, xilitol, isomalt, maltitol, lectitol (aditivi);b) edulcorani inteni (nenutritivi) care pot fi:- autorizai: acesulfam K, aspatram, ciclamai, NHDH, zaharina, taumatina;- n curs de autorizaie: alitam, neotam, steviozid, sucraloza, Twinsweet.n tabelul 2.4 se arat edulcoranii nutritivi, iar n tabelul 2.5 se arat edulcoranii inteni.

Tabelul 2.4Edulcoranii nutritivi utilizai n industria alimentar

Edulcoraninaturali

Puterea dendulcire relativ

Proveniena

Zaharoza 1,0 Sfecla de zahr Fructoza 1,1 1,3 Fructe i prin izomerizarea glucozei

Dextroz 0,7Hidroliza total a amidonului de porumb,cartofi, gru

Sirop de glucoz 0,3 0,6Hidroliza parial a amidonului de porumb,cartofi, gru

Izoglucoza 0,9 1,0Sirop de glucoz (izomerizarea glucozei nfructoz)

Crolactiza 0,2 0,3 LapteMaltoza 0,3 0,6 Hidroliza amidonului

Zahr invertit 1 1,15 Hidroliza zaharozeiMierea 1,0

Transformarea zahrului din flori de ctrealbine

Sirop de inulin -85% fructoz

1 1,2 Cicoare

Edulcorani masiciPutere de ndulcirerelative

Provenien

Sorbitol 0,5 0,6 Hidrogenarea glucozeiXilitol 0,8 1,0 Xilanii din lemn

Izomalt 0,45 0,50Hidrogenarea izomaltozei provenit din

zaharozMaltitol 0,75 0,8 Hidrogenarea maltozei

Manitol 0,5 0,6Hidrogenarea manozei sau reducereazaharului invertit

Lactitol 0,4Hidrogenarea glucozei din molecula delactoz

Tabelul 2.5Edulcoranii inteni folosii n industria alimentar

Edulcoranii inteni autorizai n UE Puterea relative de ndulcire

Acesulfam K 130 - 200Aspartam 150 200Ciclamai 25 30

20


21/91

Neohesperidin dehidrocalconic (NHDC) 200 300Zaharin 300 500Thaumatin 1500 2000

2.4.2 REGLEMENTRI LEGISLATIVE DIN UE

Pe plan european, edulcoranii inteni sunt reglementai prin:- Directiva 94/35/CE din 30 iunie 1994 modificat de Directiva 96/83/CE din 19 decembrie

1996 care prezint lista edulcoranilor inteni utilizai n UE precum i bazele de utilizare ndiferite produse alimentare.

- Directiva 96/21/CE din 29 martie 1996, care arat meniunile obligatorii de pe eticheteleproduselor alimentare ce conin edulcoranti inteni.

2.4.3 CONDIII DE UTILIZARE A EDULCORANILOR INTENI

La utilizarea edulcoranilor inteni se au n vedere urmtoarele condiii:- edulcoranii inteni pot fi utilizai singuri sau n amestec, pn la nivelul dozei individuale

maxime, n produsele alimentare fr adaos de zaharuri naturale (mono i dizaharide);- edulcoranii inteni pot fi utilizai mpreun cu zaharurile naturale n produsele cu valoarea

energetic redus, n proporie de 30% n raport cu produsul de origine sau un produs similar;- edulcoranii inteni nu se pot utiliza dect n produsele prevzute n anex precum i n

produselor destinate unei alimentaii speciale (dietetice) sau pot fi vndui direct consumatoruluifinal;

- doza maxim de utilizare se raporteaz la produsele alimentare, gata de a fi consumate;- edulcoranii inteni sunt interzii alimentelor destinate sugarilor ( copii mai mici de 12

luni) respectiv n alimentele destinate copiilor de 13 ani cu stare de sntate bun sau nu;- denumirea de vnzare a edulcoranilor de mas trebuie s poarte meniunea edulcorani

de mas pe baz de urmat de numele edulcoranilor constitueni;- etichetarea edulcoranilor de mas trebuie s conin i atenionrile urmtoare dac

conine polioli i/sau aspartam: - polioli: un consum excesiv poate avea efect laxativ;- aspartam: constituie o surs de fenilalanin.

2.4.4 PRINCIPALII EDULCORANI INTENI

ACESULFAM DE POTASIU (E950). Are formula brut C4H4NO4SK i formula structuralurmtoare:

O O

SO2

CH3

N

K

Masa molecular este 201,24 iar puterea de ndulcire 130200. Proprietile acesulfamuluisunt urmtoarele:

Aspect: pudra cristalin alb, indor i nehigroscopic care poate fi stocat civa ani latemperatur ambiant.

Solubilitate: ridicat (270 g/l ap la 20oC).Stabilitate la cldur: bun.Stabilitate n soluie: bun, ntr-un domeniu larg de pH.Gust: agreabil, dulce care se manifest rapid. Se percepe un gust rezidual, uor amar, la

concentraii mari de acesulfam, gust atenuat de ali edulcorani i n principal de aspartam.Metabolism: nu este metabolizat de organism i nu se acumuleaz.

21


22/91

Toxicitate: produsele de descompunere sunt acidul acetoacetamid N- sulfonic iacetoacetamida. n general, acesulfamul are o inocuitate perfect.

Doza zilnic admis este de 15 mg/kilocorp.Acesulfamul este autorizat n produse lactate, produse de ciocolat i cofetrie, gum de

mestecat, precum i ca edulcorant de uz casnic.

Aspartam (E951). Se obine din acid L-aspartic i L-fenilalanin. Are formula brutC14H18N2O5 i formula structural urmtoare:

H2N C C N

H

C

H

C

O

OCH3

CH2CH2C O

OH

Masa molecular este 294,31 iar puterea de ndulcire 150 200. Proprietile aspartamuluisunt urmtoarele:

Aspect: pulbere cristalin alb, higroscopic, inodor, instabil pn la un an n condiiilenormale de depozitare.

Solubilitate: uor solubil n ap la 20oC (10 g/l), solubilitatea crete cu temperatura (30 g/lla 50oC) i este n funcie de pH (minim la pH 5,2 i maxim la pH 2,3).

Stabilitatea la cldur: aspartamul se degradeaz la temperaturi ridicate i durat mare detimp ceea ce limiteaz folosirea aspartamului n produsul care se supune tratamentului termic.

Stabilitatea n soluie: este n funcie de temperatur, pH i durata de depozitare.Stabilitatea este bun la 2025oC i pH 35. Stabilitatea scade la temperaturi ridicate i pstrarendelungat. Tratamentul UHT nu afecteaz stabilitatea aspartamului.

Gustul dulce: este apropiat de al zaharozei. Acioneaz sinergetic cu acesulfamul izaharina, contribuind la atenuarea gustului amar residual al acestor edulcorani.

Metabolism: este metabolizat n organism ca un dipeptid, cu formare de fenilalanin, acidaspartic i metanol. Nu este indicat n alimentaia persoanelor care sufer de fenilcetonurie.

Toxicitate: nu s-a semnalat toxicitate pentru aspartam i nici pentru dicetopiperazin,produsul de degradare al aspartamului.

Doza zilnic admisibil este de 40 mg/kilocorp pentru aspartam i 7,5 mg/kilocorp pentrudicetopiperazin.

Aspartanul este folosit ntr-o gam larg de produse, n particular n buturi, pulberi instant,produse lactate, produse de ciocolaterie i cofetrie, gum de mestecat etc.

Ciclamaii (E952). Este utilizat ciclamatul de sodiu cu formula brut C6H12NNaO3S iformula structural urmtoare:

NHSO3

Na

22


23/91

Ciclamatul de sodiu are masa molecular 201,22 i putere de ndulcire de 25 30.Proprietile ciclamatului de sodiu sunt urmtoarele:

Aspect: pudr cristalin de culoare alb, inodor, stabil la depozitare.Solubilitate: bun n ap la 20oC (210g/l).Stabilitate la cldur: foarte bun.Stabilitate n soluie: foarte bun n domeniul de pH 2 8.Gust de dulce: dup ingerare las n cavitatea bucal un gust amar i metalic persistent,

atenuat prin asociere cu ali edulcorani cum ar fi zaharina (raport ciclamat/zaharin = 10/1).Metabolism: unele persoane metabolizeaz ciclamatul la ciclohexilamin.Toxicitate: nu s-a stabilit c ciclamatul i ciclohexilamina sunt cancerigene la om.Doza zilnic admisibil este de 11 mg/kilocorp (exprimat ca acid ciclonic).Ciclamatul de sodiu fiind stabil la temperatur ridicat se utilizeaz ntr-o gam larg de

produse alimentare dar n principal n buturi, gum de mestecat, produse de patiserie i cofetrie.Neohesperidina dehidrocalconic (NHDC). Face parte din familia flavonelor fiind

prezent n portocalele amare. Neohesperidina glicozid al portocalelor amare de Sevillia esteextras i apoi supus hidrogenrii catalitice obinndu-se neohesperidina dehidrocalconic. Se poatesintetiza i plecnd de la naringin care este un glicozid.

Aditivul are formula brut C28H36O15 i masa molecular = 612,6. Formula structural esteurmtoarea:

OOOH

OH

OH

OH

OH

OH

OO

OH O

OR

R'

Puterea de ndulcire este de 200 300 n comparaie cu o soluie de zaharoz 8%.

Proprietile aditivului sunt urmtoarele:Aspect: pudr cristalin inodor, puin higroscopic, stabil la depozitare.Solubilitate: foarte puin solubil n ap la temperatur ambiant (0,5 g/l). Solubilitatea

ajunge la 650 g/l la 80oC.Stabilitatea n soluie: bun n domeniul pH-ului 2 6 i la temperaturi cuprinse ntre 30 i

100oC.Gustul de dulce: caracteristic, cu un puternic gust rezidual de ment, cu efect rcoritor.

mpreun cu ali edulcorani se obine un efect sinergetic.Metabolism: flora intestinal metabolizeaz aditivul la fluoroglucinol i acid

dihidroisoferulic.Doza zilnic admisibil este de 5 mg/kilocorp.

NHDC este autorizat pentru o gam larg de produse alimentare cum ar fi guma demestecat, buturi rcoritoare, iaurt, produse de cofetrie precum i ca edulcorant de uz casnic.

Zaharina (E954). Se obine din toluen prin procedeul Remsen Fahlberg i din acidantranitic prin procedeul Maume. Formula brut este C7H5NO3S, iar masa molecular 183,18.Formula structural este urmtoarea:

NH

C O

O O

S

Zaharina are o putere de ndulcire de 300 500. Proprietile aditivului sunt urmtoarele:Aspect: pulbere cristalin alb, inodor, foarte stabil la depozitare civa ani.

23


24/91

Solubilitate: zaharina sodic este cea mai solubil (100 g/l) la 20oC; zaharina calcic are osolubilitate n ap de 370 g/l la 20oC.

Stabilitatea la cldur: bun.Solubilitatea n soluie: foarte bun la pH 3,5 8, la pH < 2,0 se degradeaz n acid 0-

sulfbenzoic de amoniu.Gustul de dulce: dup ingerare, zaharina las un gust rezidual amar sau metalic care poate

fi mascat prin utilizarea n amestec cu un alt edulcorant intens. Acioneaz bine n sinergism cuaspartamul i cu ciclamaii.

Metabolism: nu este metabolizat n organism i este excretat pe cale urinar.Toxicitate: a fost suspectat ca promotor ale tumorii la vezic la obolani.Doza zilnic admisibil este de 2,5 mg/kilocorp.Zaharina fiind stabil la cldur se utilizeaz n produsele de patiserie, buturi, deserturi

lactate, mai ales n amestec cu ali edulcorani inteni.Thaumatina(E957). Reprezint un amestec de dou proteine thaumatina I i II. A fost

obinut din arborele tropical Thamatococcus danielli prin extracie apoas i nanofiltrare. Celedou thaumatine reprezint lanuri polipeptidice cu 207 aminoacizi avnd masa molecular 22,209i respective 22,293.

Are o putere de ndulcire de 1502000 n comparaie cu o soluie de zaharoz 10%.Proprietile aditivului sunt urmtoarele:

Aspect: pulbere inodor de culoare crem care poate fi conservat n mediu steril. Esterelativ higroscopic.

Solubilitate: 600 g/l ap la 25oC.Stabilitate la cldur: bun la pH 2 10.Gustul de dulce: nu este imediat dar este foarte persistent. Prezint sinergism cu ali

edulcorani inteni i naturali. mbuntete aroma unor aromatizani, dar la utilizare trebuie inutcont de interaciunile de natur ionic cu alte ingrediente, mai ales n cazul buturilor.

Metabolism: este metabolizata ca oricare protein i este lipsit de toxicitate.Este utilizat cu predilecie n guma de mestecat i produse de cofetrie.De remarcat c nici un edulcorant intens nu poate ndeplini funciile tehnologice pe care le

poate realiza zaharoza i anume:- funcia nutriional;- funcia senzorial;- funcia de scdere a activitilor apei;- funcia de conservare;- funcia de umectant;- funcia de agent crioprotector;- funcia de substan de mas.

2.5 POLIOLII

Poliolii (prescurtarea de la polialcooli) sunt reprezentai de sorbitol, manitol, maltitol,isomalt, xilitol i lactitol.

Denumii i zaharoalcooli, poliolii sunt utilizai att ca ndulcitori (edulcorani) dar ipentru proprietile lor funcionale tehnologice.

Poliolii au o putere caloric de din cea a ndulcitorilor tradiionali, fiind considerai i casubstane necarciogenice deoarece nu sunt fermentaii n cavitatea bucal.

SORBITOLUL este un poliol care se gsete n mod natural n unele fructe. Se obine dinglucoz prin hidrogenare catalitic.

24


25/91

C

H

H

CH2

CH2C

OH

OH

OH

OH

OH

O

H

C

C

C

H

H

HO+ H

2

Catalizator de NiHO

H

H C

CH

OH

OH

OH

C

CH2

HC

D-glucoz Sorbitol

OH

Sorbitolul este comercializat sub form de pulbere sau lichide cu 70% substan uscat.Sorbitolul are o bun stabilitate termic i nu d reacii Maillard n prezena aminoacizilor.

Sorbitolul are puterea de ndulcire de 50 70 % din cea a zaharozei, cldura de dezvoltare estenegativ ceea ce produce rceala la degustare, metabolizarea se face fr intervenia insulinei ceeace face ca sorbitolul s se utilizeze n dietele pentru diabetici. Sorbitolul este rezistent la aciuneaenzimelor digestive.

Sorbitolul se utilizeaz la fabricarea produselor de cofetrie, gumei de mestecat, ngheatei,ciocolatei etc.

MANITOLUL este un poliol care se gsete rspndit n natur, produsele cele mai bogate nmanitol fiind ciupercile i algele, care conin 15 20 % manitol.

CH2OH

HO

HO

H C

CH

OH

OH

OH

C

CH2

H

HC

Manitol

Se obine prin hidrogenarea fructozei, manitolul fiind deci izomer al sorbitolului. Seprezint ca o pulbere cristalin, cu grad de dulce de 50 % din cel al zaharozei. Este uor solubil nap i puin higroscopic i din aceast cauz se utilizeaz ca substan de suprapudrare n cazul

produselor de cofetrie fr zahr. Are i rol anticristalizant fa de ali polioli.XILITOLUL este un poliol care se gsete i n natur. Industrial se obine din xilan, care

prin hidroliz enzimatic conduce la xiloz, aceasta din urm putnd fi hidrogenat la xilitol.

+ H2

OXilan

Hidroliz

(C5H8O4)nn ~ 200

Xiloz

(C5H10O5)+ H

2

HidrogenareXilitol

(C5H12O5)

Se prezint ca pulbere de cristale albe puin higroscopice, fiind recomandat n dietelepentru diabetici. Nu este cariogen.

MALTITOLUL. Se obine prin hidrogenarea maltozei, care la rndul ei se obine din amidonprin aciunea amilozei. Are puterea de ndulcire de 50 % fa de a zaharozei i este solubil nap. Este stabil termic i chimic i nu d reacii Maillard.

SIROPUL DE MALTITOL. Este un sirop care conine D maltitol, D sorbitol ipolizaharide hidrogenate. Se obine prin hidrogenarea siropurilor de glucoz:

25


26/91

H2Glucoz

Maltoz

Maltotrioz

Polizaharide

H2

H2

H2

D-sorbitol

Maltitol (>50%)

Maltotriol

Polizaharide hidrogenate

Sirop de glucoz Sirop de glucoz hidrogenat

(sirop de maltitol)ISOMALT. Reprezint un amestec echimolecular de D glucopiranozil 1,6 sorbitol i

D glucopiranozil 1,6 manitol.Se obine din glucoz n dou etape:- o etap enzimatic n care zaharoza este transformat n izomaltuloz;- o etap n care izomaltuloza etse hidrogenat la isomalt.

CH2

OH

OH

OH

OH

OHO

HO H

H C

CH

OH

OH

OH

C

CH2

HC

OH

Hidroliz

CH2OH

OCH

2OH

O

OH

OH enzimatic O

CH2OH

OH

O

OH

OH

Izomaltutoz

OH

O

CH2OH

O

C H

CH2

C

OH

H C

CH

HHO

HO

CH2OH

OH

Hidrogenare

Ni-Raney

+ OH

OHCH2

HO

H

H C

CH

OH

C

CH2

HC

O

CH2OH

O

OHOH

OH

OH

-D-glucopiranozil 1,6 manitol -D-glucopiranozil 1,6 sorbitol

Isomalt-ul se prezint ca o pulbere alb care nu este higroscopic. Are puterea de ndulcirede 50 60 % din cea a glucozei. Se utilizeaz n principal n produsele de cofetrie i la guma demestecat fr zahr.

LACTITOLUL se obine prin hidrogenarea lactozei la 100oC i la 8,825 kPa n prezena Ni Raney.

OH

OH

OOH

OH

CH2OH

O

CH2OH

OH

OHOH

O

O

CH2OH

OH

O

OH

OH

OH

CH2OH

CH2OH

OH

Lactitolul se prezint ca o pulbere alb, cristalin mono sau dihidrat, solubil n ap i puinhigroscopic. Are un grad de ndulcire de 30 40 % din cel al glucozei.

Concluzii:- poliolii se gsesc n numeroase fructe i legume.

- industrial se obine prin hidrogenarea zaharurilor reductoare;- se comport ca ndulcitori cu gust plcut;- au o mare stabilitate chimic i bacteriologic;- au valoarea caloric din cea a zaharurilor obinuite;

26


27/91

- nu sunt fermentescibili n cavitatea bucal, deci sunt necariogenici;- se comport ca neumectani, stabilizani sau crioprotectori i pot controla activitatea apei

(aw).

2.6 AGENI ANTINVECHIRE

2.6.1 PROCESUL DE NVECHIRE A PINII I PRODUSELOR DE PANIFICAIE

Aceti aditivi sunt folosii n produsele de panificaie pentru a le menine starea deprospeime, pentru o perioad mai ndelungat. Starea de prospeime a produselor de panificaie seapreciaz prin intermediul texturii miezului care trebuie s fie ct mai moale posibil.

nvechirea produselor de panificaie are loc dup coacere, odat cu trecerea timpului, cndau loc urmtoarele fenomene:

- o pierdere a moliciunii miezului;- o pierdere aparent a umiditii miezului;- coaja (crusta) devine cauciucoas (pinea proaspt are coaja crocant).Viteza evoluiei nvechirii pinii va depinde de:- reeta produsului (componentele i proporiile dintre ele);- procedeul de fabricaie;- modul de conservare: dac produsul este ambalat sau neambalat; condiiile microclimatice

de pstrare (temperatur i umiditatea relativ a aerului).Sunt afectate de nvechire: pinea de uz curent, produsele croissant, pine, cu adaus de

lapte, brioele, produsele de patiserie (cozonac, checuri).nvechirea este, consecin a unor procese fizico chimice n care sunt implicate

componentele principale ale produselor de panificaie i anume: apa, amidonul i glutenul.Se consider c la nvechire au loc dou tipuri de procese:- o migrare a apei ntre miez, coaj i mediul ambient;- nvechirea propriu zis n care este implicat sistemul ap/ gluten/ amidon.n pinea imediat dup coacere amidonul este n stare amorf, respectiv amiloza este parial

sub form de dublu helix, amilopectina este gelificat iar glutenul este hidratat.La nvechirea pinii are loc agregarea helixurilor dubl de amiloz prin cristalizare.

Amilopectina este i ea n stare cristalin. Aceste transformri de trecere de la starea amorf lastarea cristalin se fac pe seama migrrii apei de la gluten la componentele amidonului. n acelaitimp are loc i o migrare a apei de la miez la coaj i de la coaj la mediul exterior, miezul piniidevenind sfrmicios iar coaja cauciucoas.

2.6.2 ADITIVI ANTINVECHIRE

Aditivii antinvechire pot fi cu aciune direct, adic cu aciune asupra proceselor fizico-chimice i cu aciune indirect, ceea ce nseamn aciune asupra constituienilor produsului nvederea redrii structurii lor iniiale.

Agenii antinvechire pot fi:EMULGATORII care se complexeaz cu amiloza, mpiedicnd astfel retrogradarea acesteia.

Capacitatea de complexare a amidonului se msoar prin aa numitul indice de complexare aamilozei. n aceast direcie cele mai eficace fiind monogliceridele distilate. Prin complexare cuamiloza emulgtorii mpiedic reorganizarea amilozei n form cristalin i limiteaz migrarea

apei de la miez spre coaj ceea ce diminuaz i viteza de retrogradare de amilopectinei.Monogliceridele distilate se utilizeaz sub form hidratat.Aciunea bun de complexare o prezint i stearoil-lactaii de sodiu sau calciu, care au un

indice de complexare a amilozei > 60. (tabelul 2.6).

27


28/91

Tabelul 2.6Gradul de complexare a amidonului de ctre emulgtori*

Tipul de emulgtor Index de complexare aamidonului

Monogliceride distilate din grsimi animale hidrogenate 92Monogliceride distilate din ulei de soia hidrogenat 87Stearoil 2 lactilat de sodiu 72Stearoil 2 lactilat de calciu 65Esterii diacetiltartrici ai monogliceridelor 49Mono digliceride saturate 42Mono gliceride distilate din grsimi animale nehidrogenate 35Mono gliceride distilate din ulei de soia nehidrogenat 28Esterii lactici ai mono digliceridelor 22

Monostearat de sorbitan 18Lecitin din soia 16Propilen glicol 15Esterii acetici ai monogliceridelor 0*Aciune antinvechire o prezint emulgatorii cu indice de complexare a amilozei > 40.

SUBSTANEDEREINEREAAPEIPentru a se mpiedica migrarea apei de la gluten la amiloz i amilopectin i de la miez

ctre exterior se folosesc la fabricarea pinii hidrocoloizi cum ar fi guma de carub (1 %) ipectin (0,5 %). n aceste condiii se poate utiliza la fabricarea aluatului un plus de 45% ap,

miezul rmnnd moale i post coacere.Hidrocoloizii menionai acioneaz n miez n sensul reducerii mobilitii apei ceea ce

nseamn:- o diminuare a transferului de ap de la gluten la zonele amorfe din amidon ceea ce

micoreaz viteza de cristalizare i deci viteza de retrogradare a amidonului, miezul rmnndmoale pentru o perioad mai mare de timp;

- o reinere mai bun a apei libere, ceea ce conduce la diminuarea vitezei de cristalizare(retrogradare) a amilozei i amilopectinei.

ENZIMELEANTINVECHIREAceste enzime antinvechire sunt reprezentate de:

- -amilaz nemaltogen cu activitate endo care acioneaz asupra amilopectinei i fac cagelul amiloza-amilopectin format la coacerea pinii s devin mai puin rigid;

- -amilaz maltogen cu activitate exo care acioneaz ca i amiloz.

28


29/91

Prin aciunea acestor amilaze asupra amilopectinei se desprind din aceste fragmente cumasa molecular mai mic i n acest fel se reduce i numrul de molecule de ap, necesarecristalizrii amilopectinei rmase dup aciunea enzimelor.

- lipazele au i ele aciune antinvechire, prin aciune asupra lipidelor proprii, finii sauacelor adugate. Se formeaz monogliceride cu capacitate de complexare a amilozei, deci cucapacitate anti-nvechire.

2.7 HIDROCOLOIZII

2.7.1 SURSE DE HIDROCOLOIZI

Hidrocoloizii sunt macromolecule cu mas molecular mare, solubile/dispersabile n ap,capabile s lege o cantitate mare de ap i s modifice reologia sistemelor apoase n care seadaug, producnd soluii vscoase sau (unii dintre ei) geluri.

Hidrocoloizii aparin la dou clase distincte:- polizaharide;- proteine de origine animal (gelatin, proteine din lapte, proteine din ou) i de origine

vegetal (proteine din soia, gru, mazre etc.).Hidrocoloizii de tip polizaharidic sunt prezentai n tabelul 2.7

Tabelul 2.7Sursele de hidrocoloizi polizaharidici

Origine Tipul

Exudate de plante

Gum ArabicGum adraganteGum KarayaGum ghatti

Extracte din algeAgar AgarCaragenaniiAlginaii

Extracte din semineGuma guarGuma caruba

Extracte din subproduse de origine vegetal Pectine

Extracte din cereale i tuberculiAmidonAmidonuri modificate

Gume de fermentareGuma xantan

Guma gellan

Derivai de la celuloz

Metil celulozCarboximetil celulozHidroxilpropil celulozMetiletil celulozHidroximetil propel celulozCeluloz micro cristalin

Hidrocoloizii de tip poliglucidic comercializai sub form de pulbere, la utilizare serecomand:

- s fie dispersai mai nti ntr-un sirop de glucoz;- s fie amestecai cu un alt ingredient pulbere, care s favorizeze dispersarea;- s se adauge n poriuni mici i sub agitare riguroas;

29


30/91

- s se menin o anumit temperatur pentru o anumit perioad de timp, perioad care estemai redus dac dimensiunile particulelor sunt mai mici i agitarea este mai viguroas.

Etapele de solubilizare ale hidrocoloidului de tip poliglucidic (fig. 2.1) sunt urmtoarele:- dispersarea particulelor;- hidratarea intermediar a particulelor;- solubilizarea complet a particulelor pn la molecule de polimer individualizate.

Odat aflat n soluie, n funcie de factorii care promoveaz ndeprtarea/ apropierealanurilor poliglucidului, acesta poate conduce la creterea vscozitii sau formarea de gel.

La ndeprtarea lanurilor poliglucidice contribuie ramificaiile laterale i gruprilencrcate cu aceeai sarcin electric. n aceste condiii crete solubilitatea poliglucidului i scadereactivitatea intermacromolecular, rezultatul fiind ngroarea sistemului apos prin cretereavscozitii.

La apropierea lanurilor poliglucidice contribuie structura liniar, i gruprile ncrcateelectric diferit. n aceste condiii scade solubilitatea i crete reactivitatea intermacromolocular,rezultatul fiind gelificarea sistemului apos.

Figura 2.1 Etapele de solubilizare ale hidrocoloidului de tip poliglucidic

EXTRACTE DIN ALGE

A) EXTRACTEDINALGELEROIIn aceast categorie intr agar agarul i caragenanii care se extrag din algele roii din

familiaRhodophycee.AGAR AGARUL este format din dou componente i anume: agaropectin i agaroz.

Agaroza este constituentul principal i este format din uniti de galactoz (A) legate 1, 3 idin unitile 3, 6 anhidro L galactoz legate 1,4 (B). Se extrage din alge Crelidium

sesquipedale,Pterocladia capilaceae.

CARAGENANIIse extrag tot din algele roii cum ar fi: Chondrus crispus (, k, ), Chondrusocellatus (k i ), Gigartina stellata (, k, ), Gigartina pristillata, acicularis, radula (, k, ),

Euchema spinosum (i i ), Euchema cottoni (k i ), Hypnea mucifornus (k i ), Iridaeaflaccida (, k, ).

30


31/91

Alge rosii

Amestecare cu apsi nclzire

Filtrare cu presiune

Concentrare

Procesul cu KCl Procesul cu alcool

Galificarecu adaus de KCl

Precipitare

cu alcool de 25o

Presare Uscare

Splare cu KCl Splare cu alcool

Presare Presare

Mcinare-cernere

Controlul calittii

Caragenani

Figura 2.2 Schema tehnologic de obinere a caragenanilor

Producerea industrial a caragenanilor (fig.2.2) se bazeaz pe dou proprieti ale acestuia:

- solubilitatea lor n ap cald;- insolubilitatea n alcool izopropilic.n cazulEuchema cottonii, filtratul este gelificat cu KCl dup care gelul este presat.Din punct de vedere chimic, caragenanii sunt formai din uniti de galactoz sulfatal.

Exist trei tipuri de caragenani:- kappa (k) care conine o grup sulfat la dou uniti de galactoz;- iot (i) care conine dou uniti sulfat la dou uniti galactoz;- lamelda () care conine trei uniti sulfai la dou uniti galactoz.Formulele structurale ale k, i i sun artate n figura 2.3.

31


32/91

Figura 2.3 Formulele structurale ale k, i i caragenani

Cu ct gradul de sulfatare este mai mare, cu att este mai bun solubilitatea caragenanuluin ap rece.

Caragenanii prezint proprieti diferite:- Fraciunea bogat n lambda se comport ca substane de ngroare la rece, moleculele de

caragenan neavnd tendina de asociere.- Fraciunea bogat n iot produce gel n apa cald, gelul avnd proprieti coezive i

elastice.- Fraciunea kappa produce gel n apa cald, gelul fiind ferm i strlucitor.n cazul acestor dou fraciuni de caragenani moleculele se pot agrega cu formare de helix

dublu. Ambele fraciuni sunt ageni de solidificare.Caragenanii acioneaz sinergetic cu guma caruba i cu proteinele.Formarea gelului cu iota - caragenan are loc la rcirea soluiei nclzite, n care caz

macromoleculele se asociaz spontan prin intermediul zonelor de jonciune. Gelul obinut esteelastic i foarte transparent. Gelul poate fi distrus prin agitare dar se reface la repaos. Aceast

proprietate tixotropic este folosit ntr-o varietate de aplicaii. Formarea gelului cu i - caragen esteartat n figura 2.4.

Figura 2.4 Formarea gelului cu i - caragenan

Formarea gelului cu kappa - caragenan implic prezena ionilor de K+

care se hidrateazi ptrunde n interiorul helixului, neutraliznd parial gruprile sulfat. n acest fel, helixul dublu sepoate agrega cu alte helixuri duble. Efectul de agregare al K+ cauzeaz ntrirea gelului,

32


33/91

contractarea acestuia i expulzarea apei, ceea ce conduce la sinerez i la opacitatea gelului.Formarea gelului cu kappa caragenan este artat n figura2.5.

Figura 2.5 Formarea gelului cu kappa caragenan

Formarea gelului cu k - caragenan i caruba . Regiunile nesubstituite, formate din unitide manoz din gum caruba pot interaciona cu helixul dublu al kappa caragenanului cu formarede gel elastic transparent, care au tendina de sineroz redus. Formarea gelului este artat nfigura 2.6.

Figura 2.6 Formarea gelului cu k - caragenan i caruba

Caragenanul are o ncrcare electric negativ datorit prezenei gruprilor sulfat. Datoritacestui fapt, cargenanul se poate lega electrostatic de proteinele cu ncrctur electric pozitiv.

Aceste proteine pot precipita cnd pH-ul este adus la punctul izoelectric. Cele dou situaii suntartate n figura 2.7.pH > pHi

R CH COO-

NH2

+ Ca2+ + R' OSO

3

-

NH2

COOCHR Ca O3

SO3

R'

pH < pHi

NH2

COOHCHR OSO3

-+ R' R'SO

3O

3R CH

COOH

NH2

Figura 2.7 Cele dou situaii date de ncrctura electric negativ a caragenanului

33


34/91

Interaciunea dintre caragenan i cazein se datoreaz formrii complexului electrostatic,care conduce la absorbia k sau i caragenan, la suprafaa nucleelor de cazein (fig. 2.8).

Figura 2.8 Interaciunea dintre caragenan i cazein

Soluiile de k i i caragenan 0,5 % au o comportare diferit n lapte (fig.2.9).

k-caragenan: 0,5% i-caragenan: 0,5%

Figura 2.9 Comportarea diferit n lapte a soluiilor de k i i caragenan 0,5 %b) EXTRACTEDINALGEBRUNE. Algele brune conin alginai. Principalele specii de alge

brune utilizate pentru obinerea de alginai sunt n tabelul 8.2.

Tabelul 2.8Algele brune utilizate pentru obinerea de alginai

Familia Specia Locul de recoltareFucaceae Ascophyllum nudosum Anglia, Norvegia, Canada

LaminariaceaeLaminaria digita

Laminaria hyperborea

FranaAnglia, Norvegia

Alariaceae Eclonra maxima JaponiaLessoniaceae Macrocystis pyrifera California, Australia

Producia de acid alginic se bazeaz pe dou proprieti:- alginaii de sodiu i potasiu sunt solubili n ap;

- acidul algenic i alginatul de calciu sunt puin solubili n ap.O bun solubilizare a alginailor poate fi obinut dac:- se folosete un mediu de extracie liber de ioni de calciu;

34


35/91

- se inhib reacia dintre Ca2+ i alginat prin: sechestrarea ionilor de calciu; inhibareatemporar prin agitare i temperatura de 60 70oC.

- mpiedicarea contactului dintre alginati i calciu printr-o pelicul de grsime.n prezena calciului, hidratarea pulberii de alginat este redus, are loc reacia cu Ca2+ a

alginailor i se formeaz cocoloae. (fig. 2.10).

Figura 2.10 Hidratarea pulberii de alginat n prezena calciului

Schema tehnologic de obinere a alginailor este urmtoarea:

35


36/91

ALGE BRUNE

nmuierean solutie acid

Sfrmaresi digestie alcalin

Flotare-filtrare

Precipitare acid

Splare si uscare

Neutralizare

Uscare-mcinare

Standardizare

Ambalare

Figura 2.11 Schema tehnologic de obinere a alginailor

Din punct de vedere chimic alginaii sunt sruri ale acidului alginac i alginic, acetia dinurm fiind polizaharide formate din uniti de acizi hexuronici.

Acidul alginic este un policeronid format din uniti de acid D manuronic i acid L guluronic. Acizii amintii formeaz 3 tipuri de blocuri:

bloc omogen de acid manuronic:

bloc omogen de acid guluronic:

bloc cu secven alternativ:De remarcat c raportul dintre acidul manuronic i guluronic, precum i repartiia

secvenial a acestora de-a lungul lanului poliglucidic cu mas molecular cuprins ntre 20.000

i 300.000, depinde de originea extractului alginic (tabelul 2.9).

36


37/91

Tabelul 2.9Raportul acid manuronic/ acid guluronic din alginai obinui din:

AlgaRaport

Ascophyllum nodosum 1,5 1,9Eklonia maxima 1,4 1,8Macrocystis pyrifera 1,4 1,6Laminaria digita 1,3 1,6Laminaria clonstonii 1,3 1,6

Cu ajutorul alginailor se poate:- mri vscozitatea mediului dac acesta este lipsit de calciu, vscozitatea soluiei fiind

dependent de doza de alginat, lungimea lanului poliglucidic, temperatur;- forma un gel, atunci cnd soluia conine calciu, gelul respectiv fiind tare, coeziv i

termorezistent.

Formarea de gel poate avea loc:a) n condiii de mediu neutru:NPO

4

2-+ Ca

2+ CaHPO4

(sechestrare calciu)

(solubilizare)Alginat (pulbere) Alg-

+ SO4

2-Ca2+

CaSO4

(solubilitate progresiva)

+ Ca2+

(formare de gel)Alg-

+ Alg-

Alg AlgCa

b) n condiii de mediu acid:+ H

2PO

4

-Ca

2+CaHPO

4+ H

+

+ Ca2+ (formare de gel)Alg- + Alg- Alg AlgCa

Alginaii sunt folosii pentru:- obinerea de smntn i fric;- creme desert;- amestec pentru creme desert;- brnzeturi topite;- ngheat;- creme pentru produse de patiserie i cofetrie;- sosuri (Bchamel);- produse restructurate din carne, fructe, vegetale, pete.

37


38/91

EXTRACTE DIN SEMINE GALACTOMANI

Seminele unor plante leguminoase conin galactomani care se obin dup tehnologiaprezentat n figur 2.12.

Figura 2.12 Schema tehnologic de obinere a finii din seminece conin galactomani

GUMA GUAReste extras din endospesmul seminelor de Cymopsis tetragonolobus, plantcultivat n Pakistan, India i Statele Unite. Guma guar este format din lanuri liniare de uniti de-D-manoz legate 1,4 avnd i catene laterale din -D-galactoz legate 1,6. Raportulmanoz/galactoz este de 2/1 galactoza fiind distribuit regulat de-a lungul lanului de manoz.

Moleculele de galactoz menin lanurile liniare ndeprtate, prevenind astfel formarea de gel (fig.2.13).

38


39/91

Figura 2.13 Structura chimic a gumei Guar

Guma Guar este solubil la rece, vscozitatea soluiei fiind de 1000 6000cp. Este sensibilla temperaturi ridicate (autoclavare) i n condiii acide. Acioneaz n sinergism cu guma xanthan,n care caz vscozitatea sistemului crete. Se utilizeaz ca hidrocoloid pentru ngrare n

produsele cu pH acid sau acide, sosuri, ngheat, erbeturi, produse de panificaie i paste, produsesub form de pulbere.

GUMA CARUBA denumit i guma din fasole locust se obine din seminele de Ceratoniasiliqua care se cultiv n bazinul mediteranean. Guma caruba este format dintr-un lan liniar deuniti de D galactoz legate 1,6 (fig. 2.14). Galactoza nu este distribuit uniform de-alungul lanului liniar, existnd poriuni (blocuri) substituite i zone nesubstituite.

Figura 2.14 Structura chimic a gumei Caruba

Guma Caruba este solubil n ap la 8090oC, vscozitatea soluiei 1% fiind 2000-3500 cp.

Se utilizeaz ca substan de ngroare, dar n combinaie cu guma xanthan sau caragenanbogat n fraciunea kappa se folosete i la obinerea de geluri.

Principalele aplicaii practice sunt urmtoarele:-,geluri lactate (n combinaie cu caragenanii);- geluri de ap deert (n combinaie cu caragenanii);- ngheat (n combinaie cu caragenanii i alginaii);- produse n conserve (n combinaie cu caragenanii);- preparate din fructe ( n combinaie cu pectinele);- produse de panificaie.Prin combinare cu k-caragenan guma caruba produce geluri cu textur elastic, fr

sinerez (fig.2.15)

39


40/91

Figura28.15 Geluri obinute prin combinarea ntre guma Caruba i k-caragenan

Tria gelului este dependent de raportul gum Caruba / k-caragenan (fig. 2.16).

Figura 2.16 Dependena dintre tria gelului i raportul gum Caruba / k-caragenan

EXTRACTE DIN SUBPRODUSE VEGETALE PECTINELE

Sursele de pectine comerciale sunt:- borhotul de mere (15 % pectine fa de su);- coaja de portocale (25 % pectine fa de su);- coaja de lmie maturizat (35 % pectine fa de su);- coaja de lmie verde ( 50 % pectine fa de su).Pectinele folosite comercial se grupeaz n (tabelul 2.10):

Tabelul 2.10Tipuri de pectine utilizate n industria alimentarParametru Pectine HM Pectine LM - LMC Pectine LM LMA

DE 58 85 25 50 23 50DA 0 0 Error! Objects cannot be

created from editingfield codes. 25

pH 2,8 3,5 3,2 4,7 3,5 4,7MM 140.000 190.000 70.000 140.000 70.000 140.000

40


41/91

Schema tehnologic de obinere a pectinelor este urmtoarea:

Materie primApAcid

Extractie si hidroliza la calda protopectinei

Presare

Filtrare

Concentrare

Precipitare cu alcool izopropilic

Splare precipitat

cu alcool izopropilic

Cursul Meu Aditivi

Documents

Transcript of Cursul Meu Aditivi