К пищевым добавкам относят группы веществ и соединений природного, искусственного и комбинированного происхождения, используемые для сохранения и (или) придания пищевым продуктам необходимых свойств (улучшения органолептических характеристик вкуса, цвета, запаха, консистенции, повышения стабильности, усовершенствования технологических процессов и др.).

Большинство используемых добавок не оказывает особого пищевого и функционального влияния на организм человека, некоторые из них – инертны. Однако имеется перечень добавок, способных оказывать вредное воздействие. Определение уровня их безопасности производится на основе гигиенической регламентации, в нормативах которой отражены количественные показатели, характеризующие безопасные уровни пищевых добавок и дозы биологически активных веществ, безопасные для здоровья человека.

Самым ранним примером обогащения пищевых продуктов является добавление йода в столовую соль. Этот простой процесс практически ликвидирует проблему йододефицитного зоба, особенно там, где местные продукты и вода содержат ничтожно малое количество йода.

Второй пример – обогащение молока витамином Д. Дети нуждаются в достаточном количестве витамина Д со дня рождения и в течение своего развития для образования крепких прямых костей. В молоке есть кальций и фосфор, которые с витамином Д участвуют в развитии скелета. Этот процесс обогащения молока практически ликвидировал рахит.

Еще пример: добавление в маргарин, масло, сыр витамина А (каротин). Затем в муку, используемую для приготовления белого хлеба и булок, стали добавлять тианин, ниацин, железо. Такое добавление было названо «обогащением». Этот термин применяется и сейчас в отношении хлеба, риса, рафинированных крупяных продуктов, в которые добавляются витамины группы В (тиамин, ниамин, рибофлавин), а также железо до требуемого уровня.

При определении питательных веществ для обогащения крупяных или других пищевых продуктов изготовители должны следовать основным принципам:

• содержание питательного вещества ниже желательного уровня в диете значительного количества людей не вызывает дисбаланса незаменимых питательных веществ;
• восполняемое питательное вещество устойчиво при правильном хранении;
• питательное вещество физиологически усваивается из продукта;
• наличие гарантии от избыточного приема на токсичном уровне;
• дополнительная стоимость должна быть в разумных пределах для предполагаемого потребителя.

Эти направления не сдерживают злоупотребление обогащением и чрезмерное добавление питательных веществ в продукты с целью их сбыта, в связи с чем определены четыре основные ситуации, когда это необходимо:

1. для коррекции установленной пищевой недостаточности;
2. восстановления содержания питательных веществ в продуктах до уровня, имевшегося до хранения, обработки и перевозки;
3. сбалансирования содержания витаминов, минеральных веществ, белков в изготовленных продуктах пропорционально калоражу;
4. предотвращения питательной неполноценности продукта, замещающего традиционный продукт.

Пищевые добавки подразделяют на функциональные классы по технологическому назначению. Добавки, используемые для приготовления продуктов питания, делят на несколько классов в зависимости от их технологических особенностей и характеристик.

В последние годы в мире проявляется большая осторожность в отношении многих пищевых добавок, поскольку выявлено, что они оказывают или могут оказывать вредное влияние на человека. Например, подсластитель аспартам, получаемый искусственно из двух аминокислот, после длительного коммерческого использования признан весьма вредным для здоровья людей и животных.

Искусственный подсластитель может вызывать головную боль, мигрень, высыпания на коже, депрессию, бессонницу, нарушение моторного контроля, а также рак мозга у животных. Кроме того, ставится под сомнение использование его для изготовления мучных, сахаристых, кондитерских, хлебобулочных изделий, консервов и других пищевых продуктов, подвергающихся нагреванию. Несмотря на то, что аспартам примерно в 200 раз слаще сахара, он при нагревании теряет это свойство, а это ограничивает его широкое применение. Опыт использования аспартама свидетельствует о том, что искусственные подсластители не всегда являются безопасными, поскольку их практическое применение зачастую начинается раньше, чем проведены детальные исследования их безвредности.

Уже доказана опасность не только многих пищевых добавок, но и гидролизованных растительных протеинов. Согласно последним данным, растительные гидролизованные протеины могут вызвать ухудшение мозговой деятельности и нервной системы у детей. Помимо этого, как известно, бобовые культуры, и особенно соя, способны активно накапливать радиоактивный стронций, который относят к наиболее опасным высокотоксичным радионуклидам. Наиболее интенсивно у бобовых растений накапливается ⁹⁰Sr.

Известно, что в семенах бобовых растений содержатся и ингибиторы протеолитических ферментов. В наибольшей степени они изучены в семенах сои и фасоли. В результате присутствия ингибиторов протеолитических ферментов белки пищевых продуктов не перевариваются, и их усвоение значительно снижается. В активном состоянии они связывают пищеварительные ферменты трипсин и химотрипсин, вызывая образование неактивных комплексов. Вследствие этого организм усиленно синтезирует панкреатический трипсин, что обусловливает повышенный расход аминокислот, содержащих серу, увеличение размеров поджелудочной железы, большие потери азота и замедление роста подопытных животных.

Для полного разрушения соевого ингибитора трипсина необходимы значения температуры выше 115 °С и воздействия в течение 20 мин, а при кипячении соевых бобов этот результат достигается лишь после 2–3-часового температурного воздействия. В практических условиях весьма трудно создать подобные значения температуры. Это можно сделать при повышенном давлении в специальных автоклавах.

В последнее время стало известно, что такие пищевые добавки, как моноглицериды, способны давать аллергические реакции, а глютамат натрия может приводить к головным болям, слабости мышц,

ускорению сердцебиения. Его присутствие в пище может вызвать рвоту, повышение давления, зуд, аллергические реакции кожи и другие симптомы, называемые в США «синдромом китайского ресторана».

1. Систематизация типовых пищевых добавок

Для систематизации было отработано 60 наиболее широко используемых типовых пищевых добавок, являющихся представителями своих групп, которые и систематизированы по их назначению.

Предложены шесть групп добавок с учетом их назначений.

1. группа. Добавки, способствующие повышению пищевой (питательной) ценности пищевых продуктов: белковые композиты, биобактон, микроэлементы, мультидобавки.
2. группа. Добавки, способствующие повышению биологической ценности продуктов: аминокислоты, биопрепараты, биокорректоры, обогатители.
3. группа. Добавки, способствующие улучшению вкусовых и ароматических достоинств продуктов: ароматизаторы, вкусоароматические добавки, пищевкусовые добавки, подсластители, экстракты, эссенции, эфирные масла, заменители, кислотообразователи, пряности (специи), улучшители, композиты.
4. группа. Добавки, предназначенные для сохранения высоких исходных качеств продуктов. Представителями их являются такие добавки, как антиокислители, антиоксиданты, консерванты, гидролизаторы, фосфаты, эмульгаторы, антифламины, красители, ингибиторы, поверхностно-активные вещества, подкислители, адсорбенты.
5. группа. Добавки, способствующие повышению лечебно-профилактических и диетических свойств продуктов: витамины, антибиотики, минеральные элементы, бакконцентраты, нутриенты, нутрицевтики, микронутриенты, сахарозаменители, цитраты, аскорбаты, пектины.
6. группа. Добавки, повышающие эффективность технологических процессов производства пищевой продукции: растворители, разрыхлители, загустители, взбиватели, гелеобразователи, пенообразователи, студнеобразователи, желеобразователи, пеногасители, глазирователи, влагоудерживатели.

Следует иметь в виду, что одна и та же пищевая добавка может выполнять несколько функций, например: способствовать повышению

пищевой и биологической ценности продукта и его вкусовых достоинств и обеспечивать удлинение сроков хранения готовой продукции. Поэтому используется правило: когда пищевая добавка может быть отнесена одновременно к двум или несколько видам систематизации, она включается в тот вид, который для нее является более предпочтительным.

К пищевым добавкам комиссия ФАО/ВОЗ (согласно Пищевому кодексу) относит «…любые вещества, в нормальных условиях не употребляемые как пища и не используемые как типичные ингредиенты пищи, независимо от наличия у них пищевой ценности, преднамеренно добавленные в пищу для технологических целей (включая улучшение органолептических свойств) в процессе производства, обработки, упаковки, транспортирования или хранения пищевых продуктов» (рис. 1).

Рис. 1. Пищевые добавки с различными технологическими функциями

Применение пищевых добавок допустимо лишь в тех случаях, когда они даже при длительном употреблении не угрожают здоровью человека при определенном способе их использования. Существуют несколько способов классификации добавок. Согласно Пищевому кодексу выделяют 23 функциональных класса для целей маркировки, их определений и технологических функций (табл. 1).

Таблица 1. Функциональные классы, дефиниции и технологические функции пищевых добавок

Не допускается использование пищевых добавок в тех случаях, когда необходимый эффект может быть достигнут технологическими методами, и если они технически и экологически не целесообразны. Не разрешается также введение пищевых добавок в целях маскировки технологических дефектов порчи или снижения ценности пищевых продуктов.

В пищевой технологии активно используют пищевые улучшители. Эта группа соединений не имеет строгого определения и классификации. В качестве улучшителей могут выступать макронутриенты (белковые и жировые продукты и композиты), отдельные пищевые добавки или их комбинации, иногда с использованием ферментных препаратов, БАД, различных наполнителей и т. п. Это видно на примере улучшителей для мучных изделий. Сегодня пищевым улучшителям отводится огромная роль в пищевой технологии. В хлебопекарной промышленности применяют пищевые добавки для улучшения органолептических показателей качества выпеченных изделий: сухую клейковину, ферментные препараты, органические кислоты, минеральные соли, сухие закваски и др.

2. Биологически активные добавки

К биологически активным добавкам в пищу (БАД) относят природные, идентичные природным или синтетические вещества, характеризующиеся наличием пищевой ценности (нутрицевтики) или обладающие выраженной биологической активностью (парафармацевтики) и предназначенные для непосредственного приема и (или) введения в состав пищевых продуктов.

Сокращение энергозатрат человека, следовательно, уменьшение потребности в калорийной пище приведет к необходимости внесения в продукты дополнительных веществ, в том числе эссенциальных (витамины, микроэлементы, фосфолипиды, незаменимые жирные кислоты, пищевые волокна и т. п.).

Особое значение имеют добавки нутрицевтиков, функции которых очень многообразны. В частности, эти вещества повышают устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов среды, связывают и выводят из организма ксенобиотики, способствуют профилактике ряда хронических заболеваний (атеросклероз, сердечно-сосудистые, злокачественные).

Из биологически активных веществ наибольший интерес представляют фенольные соединения растительного происхождения: флавоны флавоноиды, антоцианы, катехины, коричные кислоты, кумарины. Особая значимость придается антоцианам и флавоноидам.