Tehnologija hrane

Autor: Ivana Bakočević, magistar tehnologije

Konzervansi su jedinjenja koja prolongiraju, ili u idealnom slučaju sprečavaju, mikrobiološko kvarenje hrane. Mikrobiološki kontaminirana hrana je rezultat razvoja kvasaca, buđi i bakterija, ali i stvaranja toksina, pogotovo onih koje proizvode bakterije i buđi. Danas je konzerviranje hrane ispred pitanja ekonomskih gubitaka na hrani.

Neki od primera dejstava najpoznatijih konzervanasa su: antimikrobno dejstvo nitrita na Clostridiu koja izlučuje toksin botulin, dok sorbinska kiselina i njene natrijumove i kalijumove soli deluju antimikotično, odnosno protiv kvasaca i buđi koje formiraju karcinogene aflatoksine.

Upotreba konzervansa (tzv. hemijska konzervacija hrane) se nadopunjuje sa fizičkim metodama konzervacije (sterilizacijom i hlađenjem). Ponekad, kombinovana upotreba konzervansa i fizičkih metoda čini mogućim smanjenje bilo intenziteta primene jedne ili druge metode konzerviranja. Tipičan primer predstavlja stvaranje srednje vlažnih, delimično osušenih šljiva, koje su sorbinskim kiselinom zaštićene od razvoja buđi, pri čemu je njihov kvalitet veći nego kod potpuno osušenih proizvoda.

Kombinacija fizičkih i hemijskih procesa konzervacije bilo koje vrste se naziva ,,konceptom prepreke”. Dodavanje konzervansa omogućava produženu zaštitu hrane od naknadnog kvarenja nakon otvaranja pakovanja ili u slučaju da pakovanje nije hermetički zatvoreno.

Klasifikacija

Postoje tri osnovna tipa konzervansa koji se koriste u hrani:
• Antimikrobni konzervansi (,,konzervansi“ u užem smislu)
• Antioksidansi
• Agensi za sprečavanje tamnjenja (antibrowning agents).

Antimikrobni konzervansi ili konzervansi (u užem smislu) se koriste za kontrolisanje i sprečavanje rasta mikroorganizama u prehrambenim proizvodima, i na taj način ostvaruju produžavanje trajnosti brojnih prehrambenih proizvoda. Mnogi od njih se koriste i kao konzervansi u farmaceutskim i kozmetičkim proizvodima. Prema INS i E sistemu numeričkog označavanja aditiva dodeljeni su im INS i E brojevi od 200 – 290.

Antioksidansi se koriste za sprečavanje oksidacije lipida i/ili vitamina u prehrambenim proizvodima. U sistemu numeričkog označavanja aditiva dodeljeni su im brojevi INS i E brojevi od E300-E324. Osnovna uloga je sprečavanje autooksidacije, koja se ogleda u razvoju užeglosti i neprijatnog mirisa i ukusa hrane.
Prema poreklu, antioksidansi mogu biti:
- Prirodne supstance, kao vitamin C (E300) ili vitamin E (E306)
ili
- Sintetskim putem proizvedene hemijske supstance, kao što su butil-hidroxianizol (BHA),
E320, i butil-hidroxitoluen (BHT), E321.

Sredstva za sprečavanje tamnjenja proizvoda su hemijske supstance koje se koriste za sprečavanje enzimatskog i neezimatskog tamnjenja prehrambenih proizvoda, naročito za sušeno voće i povrće. Najčešće korišteni aditivi iz ove kategorije su: vitamin C (E 300), limunska kiselina (E 330) i natrijum-sulfit (E 221).

Način delovanja

Kad je reč o mehanizmu dejstva konzervanasa, u praksi se često podvlači razlika između inhibitornog i destruktivnog dejstva na mikrobe, odnosno pojmova:
- Bakteriostatičko (inhibitorno deluje na bakterije) i baktericidno (antibakterijsko) dejstvo
ili
- Fungistatično (inhibitornodeluje na kvasci i buđi) i fungicidno (antikvasac i antibuđ) dejstvo.

Striktno gledajući, ovo razgraničenje nije opravdano, zato što konzervansi prisutni u dovoljno velikim dozama u hrani sa malom količinom mikroba ubijaju prisutne mikrobe, brže ili sporije. Ako ne dođe do reinfekcije, finalna faza se dostiže u periodu od nekoliko dana do nekoliko nedelja. Dakle, faktor vreme je samo relativan kriterijum ove klasifikacije (inhibitorno-destruktivno dejstvo). Međutim, isti kriterijum je i ključna razlika konzervanasa u odnosu na dezinfikatore, koji imaju funkciju da unište mikroorganizme za veoma kratko vreme.

Antimikrobno dejstvo konzervansa se u osnovi može objasniti sledećim fenomenima:
1) stupanjem u dejstvo sa genetskom mikrostrukturom protoplasta,
2) inhibicijom sinteze proteina,
3) inhibicijom enzimske aktivnosti,
4) oštećenjem ćelijske membrane, i
5) oštećenjem ćelijskog zida.

Supstance koje snižavaju vodeni aktivitet supstrata i na taj način sprečavaju rast mikroba, deluju različito. Pakovanja, omotači, ulje i pojedini gasovi koji se koriste pri pakovanju blokiraju dotok kiseonika u hranu i na taj način sprečavaju rast aerobnih mikroorganizama. Po pravilu, nijedna od ovih supstanci ne ubija mikroorganizme, već ih u najboljem slučaju oštećuju i time sprečavaju njihovo razmnožavanje. Kada se ukloni uticaj ovih inhibitora, kontaminirani mikrobi ponovo počinju da se razmnožavaju, i proizvod se vremenom kvari. Takođe, konzervansi kao što su acetatna i mlečna kiselina snižavaju pH hrane i na taj način inhibiraju rast pojedinih mikroorganizama, pogotovo bakterija.

Nijedan konzervans nije podjednako efikasan protiv svih mikroorganizama. Većina supstanci koje su danas u upotrebi efikasniji su protiv kvasaca i buđi nego protiv bakterija. Međutim, kombinacija konzervansa ponekad može proširiti spektar aktivnosti, npr. kombinovanu upotrebu supstanci koje su pojedinačno efikasne protiv buđi ili bakterija.

Osim sinergističkog dejstva, postoje i komercijalni razlozi za kombinovanu upotrebu dva ili više konzervansa. Međutim, postoji i mišljenje da je efikasnost sinergističkog dejstva konzervanasa preuveličana.

Metode evaluacije

Rezultati testa zasnovani na medijima nutrimenata, koji se uobičajeno koriste u mikrobiologiji, se teško primenjuju na hranu. Ovo je zbog toga što karaktrestike supstrata utiču na dejstvo konzervansa na različite načine. Na primer, pH i redoks potencijal hrane, prisustvo ili odsustvo masti, i njen vodeni aktivitet su od velikog praktičnog značaja za efikasnost konzervansa. Neki konzervansi (npr. nitriti) stupaju u reakciju sa komponentama hrane.

U praksi, konzervans se u različitim koncentracijama dodaje u hranu. Zatim se ta hrana komercijalno pakuje, a njen rok trajanja se nadgleda u realističnim uslovima skladištenja. Tako se prati mikrobiološki status hrane, kao i bilo kakve promene u njenim senzornim karakteristikama. Uobičajeni problem predstavlja inokulacija sa odgovarajućim mikroorganizmima. Ne samo da je ovo pitanje inokulacije sa prikladnim tipovima mikroorganizama, već broj organizama takođe mora reprezentovati stvarne uslove koji su prisutni u praksi. Suština uloge konzervanasa nije u tome da se bori sa velikim brojem mikroba, već da napada relativno malu populaciju koja se može očekivati da bude prisutna u hrani, proizvedenoj u higijenskim uslovima.

Upotreba i pojedinačne supstance u ulozi konzervansa

Konzervansi se koriste u sirevima, mesnim proizvodima, voćnim proizvodima, napicima, i pecivima. U zavisnosti od vrste hrane i očekivane vrste kvarenja, koriste se različiti konzervansi.

Na primer: mesni proizvodi se uglavnom konzerviraju dodatkom kuhinjske soli i nitrita; voćni proizvodi sa sumpor-dioksidom, napitci sa sorbinskom kiselinom i/ili natrijum-benzoatom, a peciva sa sorbinskom kiselinom ili propionatima..

Pored konzervanasa u užem smislu, neke supstance imaju određenu važnost kao konzervansi, iako se delimično koriste iz drugih razloga, u vidu začina: natrijum-hlorid, azot, srebro, ozon, vodonik-peroksid, hlor, etanol, saharoza…

Pronalazak novog prirodnog prehrambenog konzervansa – BISIN

Zаmislite svet u kome mlečnih proizvodа, mesа, jаjа i аlkoholа nikаdа ne kvare. Ovo je moguće u svetu koji predviđa dr Den O’Sаliven, mikrobiolog i medicinski istrаživаč nа Univerzitetu u Minesoti. Dr O’Sаliven je otkrio, izolovаo i pаtentirаo supstаncu poznаtu kаo Bisin. Ovаj prirodni lаntibiotik (vrsta peptidnih antibiotika) može biti ključ zа sprečаvаnje razvoja bаkterijа u nаmirnicаma. Rezultati ovih istraživanja pokаzuju dа uz jednostаvnu primenu Bisina, hrаnа može dа ostane ispravna godinаmа.

Bisin je prirodni peptid koji se nаlаzi u tаnkom crevu. Proizvodi se tokom simbioze bаkterijа koje nastaju unutаr normalne crevne flore, potpomаže varenje hrаne, a značajnu ulogu ima u borbi protiv štetnih mirkoorgаnizama.
Dr O’Sаliven je otkrio Bisin dok vršio istraživanja nа simbiozi ovih bаkterijа. On je nаpomenuo neke izuzetne sličnosti sа drugim lаntibioticima koji se koriste kao prehrambeni konzervansi.

Za pronаlаzаk Bisina vаžno je poznavanje prekursora Nisina, koji se već koristi u preradi hrаne kаo konzervаns već više od 30 godinа, kаko bi se sprečila kontaminacija hrаne gram-pozitivnim bаkterijаma, Clostridium, Streptococcus i Stаphilococcus.
Shodno tome, primena Bisina imala bi za cilj razvoj grаm-negаtivnih bаkterija.

Pre pronаlаskа Nisina, trovаnjа hrаnom gram-pozitivnim bakterijama predstavljala su veoma ozbiljan zdrаvstveni problem. Veliki napredak ostvaren je u oblаsti prehrаmbenih konzervаnasа, otkrićem Nisina u bakteriji za fermentaciju sira. Sirevi, pića, meso, gotova jela tretirаna Nisinom mogu potencijаlno trаjаti nedeljаmа ili čаk mesecimа. Epidemije trovanja hranom, izazvane grаm-pozitivnim bakterijama sprečene su pronаlаskom i mаsovnom proizvodnjom Nisina. Zato su danas jedinа trovanja hrаnom uglavnom uzrokovana grаm-negаtivnim bakterijama, Sаlmonelom i E. Coli. Međutim, rаst grаm-negаtivnih bаkterija je teže sprečiti, jer su zidovi njihovih ćelija složenije strukture. Nisin ne štiti protiv grаm-negаtivnih bаkterije, te se hrаnа i dalje kvаri.

Otkriće Bisina kao prehrambenog konzervansa predstavlja revoluciju u celoj prehrаmbenoj industriji, kao i veliku pobedu u borbi protiv E. coli i Sаlmonele. Nаrаvno, sveže voće i povrće će se i dаlje kvariti. Bisin ne pogađa bаkterije koje rаzlаžu ove supstаnce. Međutim, meso, mlečni proizvodi, jаjа i аlkoholnа pićа tretirаni Bisinom biće dugotrajno zaštićeni od truljenja i kvarenja.

Predviđa se da bismo na tržištu mogli videti hranu tretirаnu Bisinom najranije za godinu dana, obzirom da je Bisin veoma sličan Nisinu prema obliku i funkciju, i ne zаhtevа odobrenje od strane FDA (Food and Drug Administration) za proizvodnju. Jedino što sprečava Dr O’Sаlivena i njegov tim ka masovnoj proizvodnji Bisina su logistika proizvodnje i mehаnizmi tretiranja. Zbog toga se predviđa da će biti potrebno još tri godine da se hrana tretirana Bisinom končno pojavi na tržištu.
U svаkom slučаju, Bisin nаjаvljuje novu eru u konzerviranju hrane.

***Izvor:
http://idea4invention.com/articles/can-food-last-forever-new-food-preservative-invented-bisin

KONZERVANSI E-tabela

Upozorenja:
PAR (Possible allergic reaction) – moguća alergijska reakcija, alergen,
LGM (Likely to be from genetically modified organisms) – uglavnom iz genetski modifikovanih organizama,
AO (Animal Orgin) – životinjskog porekla,
BAC (best Avoided in Childrens food) – najbolje je izbegavati u dečijoj hrani
HACSG (HyperActive Children support Group) – Udruženje podršci hiperaktivnoj deci. Aditiv sa vo oznakom potencijalni su uzročnici hiperaktivnosti kod dece.

Status:
Zabranjeni – za koje je dokazano da mogu prouzrokovati bolesti bez sumnje

Oznaka CAS (Chemical Abstract Service) je jedinstveni registracioni kod (broj) svake supstance u registru Američkog Hemijskog društva (ACS).

Izvori

http://en.wikipedia.org/wiki/E_number
http://www.food-info.net/
http://mentarihannover.blogspot.com/2011/04/what-is-halaal-part-1.html
http://www.medicinasportiva.ro/dr.drosescu/en/food_additives.html#supplements
http://www.ukfoodguide.net/enumeric.htm
http://www.earthways.co.uk/enumbers.html
http://curezone.com/foods/enumbers.asp
M.V. Piletić, B.Lj.Milić, S.M.Đilas, Organska hemija II, Prometej 1993.
http://www.reading.ac.uk/foodlaw/additive.htm