Пищевые добавки

Общие сведения о пищевых добавках

Классификация добавок

Пищевые добавки — разрешенные Минздравом химические вещества и природные соединения, обычно неупотребляемые в качестве пищевого продукта или обычного компонента пищи, но которые преднамеренно добавляют в пищевой продукт по технологическим соображениям на различных этапах производства, хранения, транспортирования с целью улучшения или облегчения производственного процесса или отдельных операций, увеличения стойкости продукта к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта или специального изменения его органолептических свойств

Основные цели введения пищевых добавок (рисунок 1).

Рисунок 1 - Технологические функции пищевых добавок
Рисунок 1 — Технологические функции пищевых добавок
  • совершенствование технологии подготовки, переработки пищевого сырья, изготовления, фасования, транспортирования и хранения продуктов питания (применяемые при этом добавки не должны маскировать последствия использования испорченного) сырья или проведения технологических операций в антисанитарных условиях);
  • сохранение природных качеств пищевого продукта;
  • улучшение органолептических свойств пищевых продуктов и увеличение их стабильности при хранении.

Пищевые добавки допускается применять только в том случае, если они даже при длительном использовании не угрожают здоровью человека.

Обычно пищевые добавки разделяют на несколько групп:

  • вещества, регулирующие вкус продукта (ароматизаторы, вкусовые добавки, подслащивающие вещества, кислоты и регуляторы кислотности);
  • вещества, улучшающие внешний вид продукта (красители, стабилизаторы цвета, отбеливатели);
  • вещества, регулирующие консистенцию и формирующие текстуру (загустители, гелеобразователи, стабилизаторы, эмульгаторы и др.);
  • вещества, повышающие сохранность продуктов и увеличивающие сроки их хранения (консерванты, антиоксиданты и др.).

Соединения, повышающие пищевую ценность продуктов, например, витамины, микроэлементы, аминокислоты, не относятся к пищевым добавкам.

Приведенная выше классификация основана на технологических функциях пищевых добавок. Однако имеются более строгие определения, данные в директивных документах.

К пищевым добавкам (Food additives) по определению Объединенного комитета экспертов по пищевым добавкам ФАО—ВОЗ относят «непищевые вещества, добавляемые в продукты питания, как правило, в небольших количествах для улучшения внешнего вида, вкусовых качеств, текстуры или для увеличения сроков хранения».

Комиссия ФАО—ВОЗ Codex Alimentarius предложила более расширенное толкование этого определения: «…любые вещества, в нормальных условиях не употребляемые как пища и не используемые как типичные ингредиенты пищи, независимо от наличия у них пищевой ценности, преднамеренно добавляемые в пищу для технологических целей (включая улучшение органолептических свойств) в процессе производства, обработки, упаковки, транспортировки или хранения пищевых продуктов…».

Закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» и СанПиН 2.32.560—96 предлагают следующее определение: «пищевые добавки — природные или искусственные (синтезированные) вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью их сохранения и (или) придания им заданных свойств». Как видно из этих определений, термин «пищевые добавки» не имеет единого толкования.

Определение, внесенное в Федеральный закон и СанПиН, представляется наиболее общим и удобным.

Следовательно, пищевые добавки — это вещества, соединения, которые сознательно вносят в пищевые продукты для выполнения определенных функций. Такие вещества, называемые также прямыми пищевыми добавками, не являются посторонними, как, например, различные контаминанты, «случайно» попавшие в пищу на различных этапах ее производства.

Существует принципиальное различие между пищевыми добавками и вспомогательными материалами, употребляемыми в ходе технологического процесса.

Вспомогательные материалы — любые вещества или материалы, которые, не являясь пищевыми ингредиентами, преднамеренно используются при переработке сырья и получении пищевой продукции с целью улучшения технологии. В готовых пищевых продуктах вспомогательные материалы либо отсутствуют, либо могут сохраняться в незначительных количествах в виде неудаляемых остатков.

Человек использует пищевые добавки (соль, специи — перец, гвоздику, мускатный орех, корицу, мед) много веков. Однако широкое их использование началось в конце XIX в. и было связано с ростом населения и концентрацией его в городах, что вызвало необходимость увеличения объемов производства продуктов питания путем совершенствования традиционных пищевых технологий, создания продуктов функционального назначения с использованием достижений химии и биотехнологии.

Сегодня можно выделить несколько причин широкого использования пищевых добавок производителями продуктов питания. К ним относятся:

  • современные методы торговли, включающие перевоз продуктов питания, в том числе скоропортящихся и быстро черствеющих, на большие расстояния, что вызвало необходимость применения добавок, увеличивающих сроки хранения;
  • быстро изменяющиеся индивидуальные представления современного потребителя о продуктах питания, включающие вкус и привлекательный внешний вид, невысокую стоимость, удобство использования; удовлетворение таких потребностей связано с использованием, например, ароматизаторов, красителей и т. п.;
  • создание новых видов пищи, отвечающей современным требованиям науки о питании (низкокалорийные продукты, аналоги мясных, молочных и рыбных продуктов), что связано с использованием пищевых добавок, регулирующих консистенцию пищевых продуктов;
  • совершенствование технологии получения традиционных и новых продуктов питания.

Число пищевых добавок, применяемых в производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает сегодня 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов. В Европейском Союзе классифицировано около 300 пищевых добавок, для гармонизации, использования которых Европейским Союзом разработана рациональная система цифровой кодификации пищевых добавок. Она включена в кодекс ФАО—ВОЗ для пищевых продуктов (Codex Alimentarius, Ed. 2, V. 1) как международная цифровая система кодификации пищевых добавок (International Numbering Sistem — INS). Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный номер (в Европе с предшествующей ему буквой Е). Эти номера (коды) используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группу пищевых добавок по технологическим функциям (подклассам).

Букву Е специалисты отождествляют как со словом Европа, так и со словами Eβbar/Edible, что в переводе на русский соответственно с немецкого и английского означает съедобный. Буква Е в сочетании с трехзначным номером является синонимом и частью сложного наименования конкретного химического вещества, являющегося пищевой добавкой. Присвоение конкретному веществу статуса пищевой добавки и трехзначного идентификационного номера Е имеет четкое толкование, подразумевающее, что:

  • данное конкретное вещество проверено на безопасность;
  • вещество может быть применено (рекомендовано) в рамках его установленной безопасности и технологической необходимости при условии, что применение этого вещества не введет потребителя в заблуждение относительно типа и состава пищевого продукта, в который оно внесено;
  • для данного вещества установлены критерии чистоты, необходимые для достижения определенного уровня качества продуктов питания.

Следовательно, разрешенные пищевые добавки, имеющие идентификационный номер, обладают определенными свойствами.

Качество пищевых добавок — совокупность характеристик, которые обусловливают технологические свойства и безопасность пищевых добавок.

После некоторых Е-номеров (буква Е в сочетании с трехзначным номером) стоят строчные буквы, например: Е160а — каротины; Е472а — эфиры моно- и диглицеридов, уксусной и жирных кислот и т. д. В этих случаях речь идет о классификационном подразделении пищевой добавки. Строчные буквы являются неотъемлемой частью номера Е и должны обязательно использоваться для обозначения пищевой добавки. В отдельных случаях после Е-номеров стоят строчные римские цифры, которые уточняют различия в спецификации добавок одной группы и не являются обязательной частью номера и обозначения, например Е4501 — дигидропирофосфат натрия.

Наличие пищевых добавок в продуктах должно фиксироваться на этикетке, при этом пищевая добавка может обозначаться как индивидуальное вещество или как представитель функционального класса в сочетании с номером Е. Например, бензоат натрия или консервант Е211.

Согласно предложенной системе цифровой кодификации классификация пищевых добавок в соответствии с назначением выглядит следующим образом (основные группы):

  1. Е100 — Е182 — красители;
  2. Е200 и далее — консерванты;
  3. ЕЗ00 и далее — антиокислители (антиоксиданты);
  4. Е400 и далее — стабилизаторы консистенции;
  5. Е450 и далее, Е1000 — эмульгаторы;
  6. Е500 и далее — регуляторы кислотности, разрыхлители;
  7. Е600 и далее — усилители вкуса и аромата;
  8. Е700 — Е800 — запасные индексы для другой возможной информации;
  9. Е900 и далее — глазирующие агенты, улучшители хлеба.

Многие пищевые добавки, включенные в этот список, имеют комплексные технологические функции, которые проявляются в зависимости от особенностей пищевой системы. Например, добавка Е339 (фосфаты натрия) может проявлять свойства регулятора кислотности, эмульгатора, стабилизатора, комплексообразователя и водоудерживающего агента.

Основные функциональные классы пищевых добавок представлены в таблице 1

Классификация пищевых добавок в зависимости от их назначения
Таблица 1 — Классификация пищевых добавок в зависимости от их назначения

Гигиеническая регламентация пищевых добавок в продуктах питания

Пища — источник энергии, пластических материалов и биологически активных веществ для человека Наряду с необходимыми и полезными для нашего организма веществами с пищей поступает большое число вредных и посторонних веществ природного (I), антропогенного или биологического происхождения (II), а также посторонних веществ, специально вносимых по технологическим соображениям (III) (рисунок  2)

Рисунок 2 - Классификация вредных в посторонних веществ пищи
Рисунок 2 — Классификация вредных в посторонних веществ пищи

Поступая с пищей в наш организм, эти различные по своей природе соединения могут вызывать острые, подострые, хронические интоксикации или иметь отдаленные последствия.

Под токсичностью веществ понимается их способность наносить вред живому организму. Любое химическое соединение может быть токсичным. По мнению токсикологов, следует говорить о безвредности химических веществ при предлагаемом способе их применения. Решающую роль при этом играют:

  • доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки);
  • длительность потребления;
  • режим поступления;
  • пути поступления химических веществ в организм человека.

 Меры токсичности веществ

Количественная характеристика токсичности веществ крайне сложна, ее определение требует проведения специальных исследований и многостороннего подхода. Судить о токсичности веществ приходится по результатам воздействия изучаемого вещества в первую очередь на организм экспериментальных животных, для которых характерны индивидуальные реакция и вариабельность, поскольку в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого на токсичность химического вещества (токсина) индивидуумы.

Приняты две основные характеристики токсичности: ЛД50 и ЛД100. ЛД — аббревиатура летальной дозы, т. е. дозы, вызывающей при однократном введении гибель 50 или 100 % экспериментальных животных. Дозу обычно определяют в размерности концентрации. Токсичными считают вещества с низкими значениями ЛД.

Крайне важной является величина, обозначаемая /0 5, которая характеризует время полувыведения токсина и продуктов его превращения из организма. Для различных токсинов оно может составлять от нескольких часов до нескольких десятков лет.

Кроме ЛД50, ЛД100 и /0,5 в токсикологических экспериментах на животных принято указывать еще и время гибели объектов (100 или 50 %). Но такие эксперименты следует проводить в течение многих месяцев, а иногда и лет, поэтому в условиях непродолжительного контроля к малотоксичным можно отнести вещества токсичные, но проявляющие свое губительное действие лишь через Длительное время.

Классификация веществ по признаку острой токсичности приведена ниже.

Таблица 2 - Классификация веществ по признаку острой токсичности
Таблица 2 — Классификация веществ по признаку острой токсичности

Кроме того, необходимо учитывать еще ряд факторов. Это и индивидуальность различных экспериментальных животных, и различное распределение токсинов в органах и тканях, и биотрансформация токсинов, которая затрудняет их определение в организме.

При хронической интоксикации решающее значение приобретает способность вещества проявлять кумулятивные свойства, т. е. накапливаться в исходном объекте и передаваться по пищевым цепям или в органах. Необходимо также учитывать комбинированное действие нескольких вводимых веществ при их одновременном и последовательном поступлении в организм, а также их взаимодействие с макро-и микронугриентами пищевых продуктов, так как человек в течение всей жизни может получать вместе с пищей целый комплекс чужеродных веществ либо в виде контаминантов — загрязнителей, либо в виде добавок к пищевым продуктам.

Комбинированный эффект совместного действия поступающих с пищей веществ является результатом физических или химических взаимодействий, индукции или ингибирования ферментных систем, протекания других биологических процессов. Действие одного вещества может быть усилено или ослаблено влиянием других веществ.

В связи с этим различают два основных эффекта: антагонизм — эффект воздействия двух или нескольких веществ, при котором одно вещество ослабляет действие другого; синергизм — эффект воздействия, превышающий сумму эффектов воздействия каждого фактора в отдельности.

В связи с возможным хроническим воздействием посторонних веществ на организм человека и возникающей опасностью отдаленных последствий важнейшее значение приобретают канцерогенное (возникновение раковых опухолей), мутагенное (качественные и количественные изменения в генетическом аппарате клетки) и тератогенное (аномалии в развитии плода, вызванные структурными, функциональными и биохимическими изменениями в организме матери и плода) действия посторонних веществ. Для гигиенический регламентации чужеродных веществ на основе токсикологических критериев международными организациями ООН, ВОЗ, ФАО и др., а также органами здравоохранения отдельных государств приняты следующие базисные (основные) показатели:

ПДК — предельно допустимая концентрация (мг/кг) вещества в атмосфере, воде и (или) продуктах питания с точки зрения безопасности для здоровья человека, соответствующая установленному зако-

ном для каждого конкретного чужеродного (вредного) вещества предельно допустимому количеству (ГОСТ 17.4.1.01—84), которое при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не сможет вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в жизни настоящего и последующих поколений.

ДСД — допустимая суточная доза (мг на 1 кг массы тела) вещества, ежедневное поступление которого не оказывает негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.

ДСП —допустимое суточное потребление (мг/сут) вещества, определяемое умножением ДСД на величину средней массы тела (60 кг) и соответствующее количеству, которое человек может потреблять ежедневно в течение жизни без риска для здоровья.

Большинство пищевых добавок не имеет, как правило, пищевого значения, т. е. не является пластическим материалом для организма человека, некоторые пищевые добавки являются биологически активными веществами. Однако, как любое химическое соединение, введенное в продукты питания, они могут быть токсичными, поэтому проблеме безопасности пищевых добавок всегда уделяется особое внимание. Применение пищевых добавок, как всяких чужеродных, обычно несъедобных, ингредиентов пищевых продуктов, требует строгой регламентации и специального контроля.

Установление безопасности пищевых добавок

Безвредность пищевых добавок определяется на основе широких сравнительных исследований, предпринимаемых такими органами, как Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам (ОКЭПД) ФАО-ВОЗ (Joint РАО/WHO Expert Committee on Food Additives) и Научным комитетом по продуктам питания (НКПП) Европейского Союза. Использование пищевых добавок запрещено, если они не прошли соответствующую проверку и не установлено их допустимое суточное потребление (ДСП).

Международный опыт организации и проведения системных ток-сиколого-гигиенических исследований пищевых добавок обобщен в специальном документе ВОЗ (1987—1991 гг.) «Принципы оценки безопасности пищевых добавок и контаминантов в продуктах питания».

Допустимое суточное потребление (ДСП) является центральным вопросом обеспечения безопасности пищевых добавок в течение последних 30 лет.

ДСП обычно выражается в виде цифрового диапазона от 0 до X [(мг/кг)/сут]. Значение Х выводится на основе оценки данных о токсичности и использования приемлемого фактора безвредности. В случае отдельных пищевых добавок, практически не обладающих токсическим действием, их применение в продуктах питания будет ограничиваться токсическим действием, уровнем технологического эффекта (например, заданным повышением вязкости для загустителя), и их максимально допустимое потребление не будет связано с вопросом о их безвредности. В этих условиях нет необходимости рассчитывать ДСП, и в сопроводительных документах к таким пищевым добавкам фиксируется «ДСП не указано», что в отдельных случаях неверно истолковывают как проблемы с базой данных.

Научный комитет по продуктам питания — орган Европейского Союза, который дает консультации по вопросам достаточности питания и безвредности пищевых продуктов и напитков.

Все пищевые добавки, которые используются в странах Европейского Союза, внесены в список разрешенных добавок Пищевые добавки, которые не получили официального одобрения и не внесены в указанный список, например, из-за нерешенного вопроса о ее безвредности, не могут быть использованы в странах Европейского Союза Пищевые добавки, которые включены в список разрешенных, при появлении новых данных подвергаются пересмотру и могут быть уточнены национальными организациями.

Безвредность пищевых добавок обеспечивается путем проведения обязательных широких исследований до того, как ОКЭПД ФАО— ВОЗ или НКПП оценят новую пищевую добавку и, возможно, включат ее в список разрешенных пищевых добавок. Кроме того, как указывалось, проводится периодический пересмотр одобренных ранее пищевых добавок по мере поступления о них новой информации и совершенствования методов проведения проверки их безвредности

При решении вопроса о безопасности пищевых добавок необходимо ответить на несколько вопросов:

  1. какова опасность применения данного химического вещества для здоровья человека (опасность);
  2. какова вероятность вредного влияния химического соединения на здоровье человека с учетом уровня его воздействия (риск);
  3. какой уровень потребления пищевой добавки не будет опасным (риск) для здоровья человека при ее систематическом потреблении в течение всей его жизни.

Изучение безвредности химического вещества начинается с определения любых возможных отрицательных биологических воздействий. Доза, которая используется при проведении исследований на животных, последовательно увеличивается до тех пор, пока не будет получен один из трех следующих результатов:

  • установлена токсичность соединения по отношению к определенной системе организма;
  • выявлено снижение массы тела, указывающее на неспецифическую токсичность или на возможные проблемы при всасывании нут-риентов организмом;
  • доза пищевой добавки достигнет 5 % от общей массы рациона питания.

Последовательность оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в общем виде представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Последовательность оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в общем виде
Рисунок 3 — Последовательность оценки токсикологической безопасности пищевых добавок в общем виде

Используемые обозначения; «-»- отсутствие риска; «+»- есть отрицательные результаты, которые могут иметь значение при использовании проверяемого вещества в продуктах питания.

Детальное исследование безопасности пищевой добавки по всей приведенной выше схеме требуется не во всех случаях. Иногда решение может быть принято после анализа следующих данных:

  • химической структуры вещества;
  • его прогнозируемого воздействия на организм человека;
  • его присутствия в качестве нормальных составных частей в организме человека;
  • его использования в традиционных продуктах питания;
  • знаний о его воздействии на организм человека, содержащихся в литературе.

При проведении полных испытаний (см. рисунок 3) крайне важными являются используемая доза (она должна возрастать) и рацион питания.

В случае исследований негенотоксичных воздействий добавки считают, что есть порог воздействия на организм человека, ниже которого вещество не проявляет никакого отрицательного эффекта. Обеспечение безвредности пищевой добавки основано на использовании связи между дозой и реакцией на нее для определения приближенного порога токсичности при проведении исследований на животных. Это уровень, не вызывающий видимых отрицательных эффектов, — УНВОЭ [(мг/кг)/сут], он является уровнем воздействия, при котором исследуемые животные не отличаются от животных контрольной группы по сравнению с изменениями, обнаруженными ранее при использовании более высоких доз.

Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам ФАО— ВОЗ во избежание неучтенных факторов рекомендовал использовать интегральный коэффициент запаса, равный 100, гарантирующий безопасность с учетом различий чувствительности человека и животных, индивидуальных различий, сложностей оценки потребленного количества продукта, возможности синергического действия добавок и т.д.

Для получения безопасного уровня (ДСП) воздействия на человека определенный уровень, не вызывающий отрицательных эффектов (УНВОЭ) по сравнению с контрольной группой, делится на коэффициент безопасности (интегральный коэффициент запаса):

Общие сведения о пищевых добавках

где ДСП — допустимое суточное потребление, (мг/кг массы тела)/сут; УНВОЭ — уровень,   не   вызывающий   видимых  отрицательных  эффектов,   (мг/кг  массы тела)/сут; 100 — коэффициент безопасности.

При определении ДСД—допустимой суточной дозы средняя масса тела не учитывается:Общие сведения о пищевых добавках

где ДСД измеряется в (мг/кг)/сут, УНВОЭ — в (мг/кг)/сут.

Предельно допустимая концентрация пищевой добавки в пищевых продуктах (мг/кг):Общие сведения о пищевых добавках

где Р — количество продуктов в суточном рационе, в котором может содержаться регламентируемая пищевая добавка, кг.

При этом количество продукта в пищевом рационе берут из рекомендованных в стране средних величин суточного рациона (так называемого стандартного рациона). Величина ^включает только те продукты, в которых может содержаться регламентируемая добавка:   Р=Р, + Р2+…+ Рп.

Проблема усложняется, если пищевая добавка в продуктах, содержащихся в рационе, присутствует в разных количествах. В этом случае ПДК (мг/кг) определяют для каждого продукта:Общие сведения о пищевых добавках

где ПС — содержание пищевой добавки в данном виде продукта, % к ДСД или к общему содержанию пищевой добавки в продуктах; М— масса данного вида продукта в стандартном суточном рационе, кг.

После определения ПДК необходимо убедиться, не оказывает ли это количество (мг/кг) негативного влияния на органолептические свойства пищевого продукта и не превышает ли оно технологически необходимые количества. В этом случае вносят соответствующие коррективы. Если ПДК окажется ниже технологически необходимого количества, то испытуемое вещество не разрешают использовать в качестве пищевой добавки.

После утверждения пищевой добавки и включения ее в список разрешенных добавок с присвоением индекса Е наблюдение за ней продолжается с учетом новых методов исследования и полученных экспериментальных данных.

Важной проблемой при гигиенической регламентации пищевых добавок в продуктах питания являются комбинационная токсикология и взаимодействие между добавками. Все большее применение смеси пищевых добавок для получения наибольшего технологического эффекта делает эту проблему особенно важной.

Проведенный анализ и исследования международных организаций показывают, что пищевые добавки, даже применяемые для решения одних и тех же задач, характеризуются разнообразием химических структур, метаболических путей в организме и биологическим действием. Использование ДСП обеспечивает такое положение, при котором потребление каждой добавки находится ниже уровня, который может вызвать какой-либо нежелательный эффект. Добавки взаимодействуют друг с другом только в тех случаях, когда химические вещества действуют посредством одного и того же механизма действия и их комбинированное потребление превышает ДСП (после поправки на различие в силе действия), поэтому нежелательные эффекты в результате взаимодействия между пищевыми добавками маловероятны. Это подтверждается результатами постоянно проводимого изучения разрешенных к использованию пищевых добавок. По итогам этой работы в настоящее время запрещены к использованию 5 пищевых добавок (таблица 2).

Таблица 2 - Пищевые добавки, запрещенные к применению при производстве пищевых продуктов
Таблица 2 — Пищевые добавки, запрещенные к применению при производстве пищевых продуктов

Пищевые добавки, спектр применения которых непрерывно расширяется, выполняют разнообразные функции в пищевой технологии и продуктах питания.

Их использование возможно только после проверки их безопасности.

Внесение пищевых добавок не должно увеличивать степень риска, возможного неблагоприятного действия продукта на здоровье потребителя, а также снижать его пищевую ценность (за исключением некоторых продуктов специального и диетического назначения).

Определение правильного соотношения между дозой и реакцией человека на нее, использование высокого коэффициента безопасности гарантируют, что применение пищевой добавки при соблюдении уровня ее потребления не опасно для здоровья человека.

Важнейшим условием обеспечения безопасности пищевых продуктов является соблюдение допустимой нормы суточного потребления пищевых добавок (ДСП).

Возможно применение только тех пищевых добавок, которые имеют разрешение Госсанэпиднадзора, в пределах, приведенных в Санитарных правилах.

Пищевые добавки следует вносить в пищевые продукты в минимально необходимом для достижения технологического эффекта количестве, но не более установленных Санитарными правилами пределов.

Исследование безопасности пищевых добавок, определение ДСД, ДСП, ПДК — сложный, длительный, очень дорогой, но крайне нужный и важный для здоровья людей процесс. Он требует непрерывного внимания и совершенствования.