Élelmiszer-tartósítószerek

Az élelmiszer-tartósítószerek a feldolgozott élelmiszerek nélkülözhetetlen alkotóelemei, amelyek célja a termékek eltarthatóságának meghosszabbítása és a romlás megelőzése.

sciencedirect

Kapcsolódó kifejezések:

  • Nisin
  • pH
  • Baktérium
  • Mutáció
  • Mikroorganizmus
  • Baktériumspóra
  • Élesztő
  • Tejsavbaktérium
  • Antimikrobiális tevékenység

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Tartósítószerek: Élelmiszer-használat

R. García-García, S.S. Searle, az Élelmiszer és Egészség enciklopédiájában, 2016

Absztrakt

Élelmiszer-tartósítószereket alkalmaznak a biztonság biztosítására és a mikrobiális, fizikai-kémiai vagy enzimatikus reakciókból származó minőségromlás elkerülésére. Különböző típusú antimikrobiális és antioxidáns szerek léteznek, amelyek mindegyike sajátos hatásmóddal rendelkezik. A savasító szereket, szerves savakat és parabéneket széles körben használják antimikrobiális szerekként, bár a természetes alternatívák használata egyre növekszik. Az antioxidánsok az élelmiszer-adalékanyagok másik nagyon fontos csoportja. Ez a cikk áttekintést nyújt az élelmiszer-tartósítószerek jelenlegi ipari alkalmazásairól, a hatásmódokról, a korlátozásokról és a nemzetközi előírásokról. A természetes alternatívák elfogadásának egyértelmű piaci trendje figyelhető meg és kerül megvitatásra, különös tekintettel a gyógynövényekre, fűszerekre és származékaikra.

TARTÓSÍTÓK | Elemzés

Háttér

Az élelmiszer-tartósítószerek a különböző molekuláris szerkezetű vegyületek csoportját alkotják; ezek különböző funkcionális csoportokkal és ionképződésre hajlamos szerves és szervetlen anyagok. Nincsenek olyan eljárások, amelyek általában alkalmazhatók a tartósítószerek mint élelmiszer-adalékanyagok osztályának elemzésére; az eljárások az elemzett tartósítószerre vonatkoznak. A leggyakrabban használt tartósítószerek legalacsonyabb koncentrációja néhány milligramm/kilogramm élelmiszerre vonatkozik, és néhány kivételtől eltekintve az ajánlott vagy törvényben előírt analitikai módszereket úgy tervezték, hogy jó pontosságot nyújtsanak 10–1000 mg tartósítószerenként. kilogramm étel. A kimutatás alsó határának kérdése ritkán jelent problémát, hacsak nem kívánunk kis mintaméreteket használni, pl.,

TARTÓSÍTÓK | Osztályozás és tulajdonságok

Az antimikrobiális hatás mechanizmusa

Az élelmiszer-tartósítószerek nemcsak az általános anyagcserét, hanem a mikroorganizmusok növekedését is gátolják. Az alkalmazott tartósítószer típusától függően a mikroorganizmusok elpusztulásának végső állapota néhány napon vagy héten belül eléri a szokásos alkalmazott koncentrációkat. A tartósítószerek hatására történő mikroorganizmusok elpusztításának ütemezése megfelel a kapcsolatnak

ahol K a halálozási állandó, t1 az időtartam, Z0 az élő sejtek száma abban az időben, amikor a tartósítószer elkezd hatni, és Zt az élő sejtek száma a t idő után.

A megadott képletet tekintjük az alapnak az élelmiszerekben található tartósítószerek hatásának tanulmányozásához. Ez a szabály azonban csak a tartósítószerek és egy genetikailag egységes sejtanyag viszonylag nagy adagjaira érvényes. Az élelmiszerekhez adott tartósítószer, ha a mikrobák száma alacsony, gátolja a mikroorganizmusokat a kezdeti lag-fázisban; a mikroorganizmusok exponenciális log fázisban való gátlásához a gyakorlatban szükséges tartósítószerek adagolása túl magas lenne. A tartósítószereket nem úgy tervezték, hogy elpusztítsák a szubsztrátokban lévő mikroorganizmusokat, amelyek már most is támogatják a masszív csírapopulációt. A tartósítószerek hatása általában fizikai és fizikai-kémiai mechanizmusokat is magában foglal, különösen az enzimekre kifejtett gátló hatást.

A benzoesav csak savas ételekben hatékony. Gátolja az ecetsav-anyagcsere, az oxidatív foszforiláció, az aminosavfelvétel és a trikarbonsav-ciklus különféle szakaszainak enzimjeit. Ez megváltoztatja a mikrobiális sejt membránáteresztő képességét is. A transzport gátlása a parabének elsődleges hatásmódja. A mikrobiális sejtek légzése szintén gátolt.

A propionsav antimikrobiális hatása a tápanyagok transzportjának és növekedésének gátlásának köszönhető, mivel versenyez olyan anyagokkal, mint az alanin és más, a mikroorganizmusok által igényelt aminosavak. A hangyasav antimikrobiális hatása hasonló bármely savanyúhoz. A hangyasav gátolja a dekarboxilázt és a hem enzimeket, különösen a katalázt. Más savak (pl. Tejsav, borkősav, foszforsav és borostyánkősav) antimikrobiális hatása a mikrobasejt megsavanyodásának és a tápanyagtranszport gátlásának köszönhető.

A nitrit antimikrobiális hatása főként salétromsav és nitrogén-oxidok felszabadulásán alapul. A nitrit gátolja az prolin aktív transzportját az E. coliban és az E. coli, az Enterococcus faecalis és a Pseudomonas aeruginosa aldolázjában. A nitritből származó nitrogén-oxid és a cidofor vegyület vasa közötti reakció, amely részt vesz az elektron transzportjában a clostridiumokban, felelős az anticlostridialis hatásért. A nitrit reagál hemfehérjékkel, például citokrómokkal és szulfhidril enzimekkel, S-nitrozo termékek képződését eredményezve.

TARTÓSÍTÓK | Besorolások és tulajdonságok

Karbonsavak és észterek

Az élelmiszer-tartósítószer antimikrobiális hatása mind az ionizált, mind az egyesült forma koncentrációjától és az egyes termékek specifikus hatékonyságától függ. Általában a disszociálatlan sav a jobb antimikrobiális szer, de az ionizált forma jelenlétét nem lehet elhanyagolni, különösen akkor, ha magas pH-nál a koncentrációja jóval nagyobb lehet, mint a disszociálatlan savé. A mikroorganizmusok gátlásához szükséges disszociálatlan sav minimális koncentrációja általában egy-két nagyságrenddel kisebb, mint a megfelelő anioné.

Nincs általános elmélet, amely megmagyarázná ezeknek a karbonsavaknak és észter-tartósítószereknek a hatását. Ezeknek a tartósítószereknek a sejtmembránokon történő transzportja passzív, de a sejtben történő felhalmozódás a protonmotorikus erő csökkenését okozza a membránon és a pH csökkenését a sejten belül. Ezek hozzájárulnak a sejtnövekedés vagy a sejthalál leállításához. Bizonyos tartósítószerek specifikus hatást fejthetnek ki a metabolikus enzimekre is. A szorbinsav állítólag kataláz-pozitív baktériumokban, penészekben és élesztőkben, valamint aszpartát-, borostyánkősav- és élesztő-alkohol-dehidrogenázban reagál a fumaráz szulfhidrilcsoportjaival. Javasoljuk, hogy ez általában a szulfhidrilt tartalmazó enzimekre vonatkozna. A benzoát gátolja az enzimeket az oxidatív foszforilációban és a trikarbonsav-ciklus különböző szakaszaiban.

A mikroorganizmusok képesek metabolizálni bizonyos élelmiszer-tartósítószereket, ha szubletális koncentrációban vannak jelen. Jelentős példa a szorbinsav hexadienollá való átalakulása a tejsavbaktériumok bizonyos törzsei által. Ez a termék etanollal reagálva 1-etoxi-2,4-hexadiént és 2-etoxi-3,5-hexadiént képezhet, amelyek muskátli-szagot váltanak ki, amelyet esetenként a tartósítószerrel kezelt borokban is észlelnek.

Veszélyek és betegségek

Absztrakt

Az antioxidánsok az élelmiszer-tartósítószerek csoportja, amelyek késleltetik vagy megakadályozzák az élelmiszerek romlását oxidatív mechanizmusokkal. Ezek a molekulák szabad gyökök vagy oxigén elszívásával vagy az oxidációt elősegítő enzimek gátlásával hatnak. A legfontosabbak a szintetikus antioxidánsok, a butilezett hidroxi-anizol (BHA) és a butilezett hidroxi-toluol (BHT), amelyeket jelentős ideig használnak az élelmiszerekben. Ezeknek a vegyületeknek az élelmiszerekben történő alkalmazásával kapcsolatos korai aggályok a patkányok, egerek és hörcsögök erdőgyomrában fellépő tumoros eredményeknek tulajdoníthatók. Mivel ilyen daganatokat nem észleltek olyan laboratóriumi fajokban, amelyek nem rendelkeznek gyomorral, a rágcsálók erdő gyomrában bekövetkezett változások később megállapításra kerültek, hogy nem relevánsak az ember számára. Mindkét élelmiszer-adalékanyag átfogó biztonsági felülvizsgálat tárgyát képezte.

Ezen információk alapján arra a következtetésre jutottak, hogy jelenleg nincsenek közegészségügyi és biztonsági aggályok az élelmiszerekben a BHA vagy BHT megengedett szinten történő fogyasztása miatt. Figyelemmel kell kísérni a vegyi anyagok, például a BHA és a BHA, növekvő használatát az élelmiszerekben és más árukban annak biztosítása érdekében, hogy az expozíció az elfogadható határokon belül maradjon.

Sajt | A sajt mikrobiológiája

A NaCl használata élelmiszer-tartósítószerként valószínűleg olyan régi, mint maga az élelmiszer-előállítás. A szükséges koncentráció az élelmiszer jellegétől, pH-jától és nedvességtartalmától függ, de általában,

Natamicin

Egyéb élelmiszeripari termékek

Élelmiszer-tartósítószerként történő hatékony alkalmazáson kívül felvetődött a natamicin biokontroll-szerként történő felhasználásának lehetősége növényi gombák, például F. oxysporum, B. cinerea és M. laxa esetében. A natamicin meglehetősen hatékony volt a növényi kártevők elleni védekezésben, és megállapították, hogy nincs káros hatása a nem célszervezetekre vagy a környezetre. A gombák natamicinnel és tiszta oxigénnel történő kombinált kezelése javíthatja a gombák minőségét és meghosszabbíthatja az eltarthatósági időt. Még a natamicin is kiválasztott gyógyszerként alkalmazza a szájban oldódó tablettákat, egy nem invazív gyógyszeradagoló rendszer, amely a hagyományos kapszulák és tabletták alternatívájaként jelent meg, elsősorban gyermekkorú és idős betegeknél, akiknek nyelési nehézségeik vannak. Emellett az orvosi terápiában különböző szemproblémák kezelésére alkalmazták, például kötőhártya-gyulladás és gombás keratitis, amelyek a vakság egyik fő oka a világ fejlődő országaiban.

Nátrium-nitrit

Vegyes

Zygosaccharomyces

Az élelmiszer-tartósítószerekkel szembeni rezisztencia mechanizmusai

Általánosan elfogadott tény, hogy a gyenge savak alacsony pH-értéken élelmiszer-tartósítószerként működnek, és disszociálatlan formában diffundálnak a sejtmembránon keresztül a semleges mikrobiális citoplazmába, ahol disszociáció történik, ami az intracelluláris pH csökkenését és az ellenion felhalmozódását eredményezi. Az egyensúlyban a disszociálatlan forma koncentrációja a membrán mindkét oldalán azonos lesz, míg az anion koncentrációja belül sokkal nagyobb lesz, attól függően, hogy mekkora a pH-gradiens a membránon. Ezek az események metabolikus rendellenességeket váltanak ki, amelyek megakadályozzák a romló mikroorganizmusok növekedését, sőt elősegítik a pusztulást.

Amint azt korábban említettük, a stresszes Zygosaccharomyces spp., Különösen a Z. bailii, kiemelkedően nagy ellenállást mutat a gyengén savas tartósítószerek sokféleségével szemben. Bár e faj gyenge savas stresszel szembeni rezisztenciájának molekuláris mechanizmusait nem vizsgálták alaposan, a Z. bailii által mutatott nagyobb tartósítószer-rezisztencia felvetődött a savas anion lebontásának fokozott képessége, valamint a a sav disszociálatlan formájának diffúziós bejutása a sejtekbe.

A közismert tényt, miszerint a Z. bailii képes egyenlőtlen saveloszlást fenntartani a sejtmembránon, korábban azzal a feltételezéssel magyarázták, hogy a Z. bailii képes indukálható, aktív szállítószivattyúval ellensúlyozni a felépülés okozta toxikus hatásokat a sejtekben lévő anionokból. Ma azonban általánosan elfogadott, hogy valószínűtlen, hogy a savas ellenion aktív extrudálása önmagában elegendő lenne a savgradiens kialakulásához a sejtmembránon keresztül. Ehelyett azt javasolják, hogy a Z. bailii sejtek támaszkodjanak a savak sejtekbe történő diffúziós bejutásának korlátozására, ami sokkal energiahatékonyabb módszer, mint a protonok és savanionok energetikailag drága extrudálása. Felvetődött, hogy a Z. bailii sejtekben a sejtfal és a plazma membrán átalakulását eredményező adaptív mechanizmusok csökkent sejtszerű permeabilitáshoz és ennek következtében csökken a gyenge savdiffúzióhoz a savérzékenyebb élesztőfajokhoz, például Saccharomyces cerevisiae-hez képest.

A Z. bailii figyelemre méltó tulajdonsága, hogy képes ecetsavat szénforrásként használni glükóz jelenlétében is, míg az acetátfelvételt és a katabolizmust a glükóz visszaszorítja az S. cerevisiae-ben. A Zygosaccharomyces bailii képes a szorbát és a benzoát metabolizálására is, mitokondriális monooxigenáz és benzoát-4-hidroxiláz aktivitással (ZbYme2p), és a Z. bailii SO2-val szembeni ellenállását extracelluláris szulfit-kötő szerek, például acetaldehid előállításával javasolták.

A gyenge savak által okozott stresszre adott Z. bailii reakcióban szerepet játszó további mechanizmust is bemutattak, amely magában foglalja a plazmamembrán H + -ATPáz aktivitásának aktiválását benzoesav stressz alatt. Ez a mechanizmus elengedhetetlen a H + gradiens plazmamembránjukon keresztüli disszipációjának és az intracelluláris savasodásnak az ellensúlyozására. Sőt, azt találták, hogy Z. bailii rendkívüli módon képes elviselni a krónikus intracelluláris pH-csökkenéseket.

A Zygosaccharomyces bailii nagyon ellenálló az ecetsav és más gyenge savak által kiváltott sejthalállal szemben, sokkal magasabb koncentrációban, mint az S. cerevisiae esetében leírtak. Ami a S. cerevisiae-t illeti, az ecetsav a Z. bailii-ban apoptotikus vagy nekrotikus halálozási folyamatot indukál, a savkoncentrációtól függően. A bor erjesztésében a Z. bailii nagy ellenállása az ecetsav által kiváltott halálsal összefüggésben lehet az élesztő faj jelenlétével az erjesztési folyamat végén, amikor a környezeti feltételek túl szigorúak ahhoz, hogy lehetővé tegyék a S. cerevisiae túlélését.

TARTÓSÍTÓK | Megengedett tartósítószerek - kén-dioxid

Absztrakt

A kén-dioxid (SO2) fontos és általánosan engedélyezett élelmiszer-tartósítószer, amelyet széles körben használnak mind a növényi, mind az állati eredetű élelmiszerek feldolgozásához és tartósításához. Az ókortól ismert fertőtlenítő vagy fertőtlenítő szerként. Tartósítószerként népszerűségre tett szert, mivel nyilvánvalóan nem volt toxikus az emlősöknél. Gázos vagy folyékony formában vagy semleges és savas sóként, például szulfitok, biszulfitok vagy metabiszulfitok formájában alkalmazzák. Az SO2 változatos felhasználása során beépül az élelmiszerekbe, mint antioxidáns, fehérítőszer, színrögzítő, az enzim elszíneződésének gátlója és a nemenzim barnulás az antimikrobiális hatása mellett. Az SO2 felhasználásával általában tartósított élelmiszerek a gyümölcsök és zöldségek, gyümölcslé és koncentrátumok, szirupok, borok és lekvárok, kisebb részben garnélarák, hal, darált hús, kolbász és gomba. Részletesen tárgyaljuk a specifikus antimikrobiális hatásokat, az SO2 antimikrobiális hatékonyságát befolyásoló tényezőket, a különféle élelmiszerekben megengedett szinteket, korlátozásait és egyéb témákat. Az élelmiszeripar a SO2 folyamatos használatát követeli meg a hagyományos módszerekkel, amíg a szinergikus kombinációk részletes vizsgálatokat nem végeznek a fokozott biztonság érdekében, ami az engedélyezett szint további csökkenéséhez vezethet.