افزودنی های مواد غذایی

آشنایی با افزودنی های غذایی

تقسیم بندی افزودنی ها مواد غذایی

عمدی

ترکیبات GRAS: دارای سابقه طولانی مصرف هستند

ترکیبات جدید و سنتز شده: مصرف آن ها مستلزم دریافت مجوز است.

غیرعمدی (آلودگی)

هر دو دسته می توانند خطرناک باشند

خواص افزودنی ها

باعث کاهش اتلاف موادغذایی و ایجاد ضایعات می گردند.

نقش خود را به خوبی ایفا نمایند.

برای پوشاندن عیب محصول به کار نرود.

باعث کاهش ارزش غذایی محصول نشود.

درحالتی که با رعایت بهداشت نقش آن ها ایفا شود، به کار نروند.

روش شیمیایی یا دستگاهی برای اندازه گیری آن ها موجود باشد.

تقسیم بندی افزودنی ها بر اساس نقش

نگهدارنده ها (Preservative)

آنتی اکسیدان ها

گیرنده های فلزی

امولسیفایرها

قوام دهنده ها

سفیدکننده ها

بافرها، قلیاها و اسیدها

رنگ ها

شیرین کننده های غیرمغذی

مکمل های غذایی

اسانس ها

افزایش دهنده های عطر و طعم

افزودنی های متفرقه

نگهدارنده ها مواد غذایی

کاربرد

برای از بین بردن میکروب ها به کار می روند.

انواع نگهدارنده ها

اسید بنزوئیک و بنزوات سدیم : نوشابه های غیرالکلی و غذاهای اسیدی

پروپیونات سدیم و کلسیم : محصولات قنادی و نان

ترکیبات گوگردی : میوه ها، سبزی ها، دستگاه ها و انبارها

فومیگان ها مانند اکسید اتیلن و فورمات اتیل : ضدعفونی کردن محصولات خشک

آنتی اکسیدان ها

کاربرد

جلوگیری از اکسایش و تندشدن روغن ها و محصولات چرب

انواع آنتی اکسیدان ها

BHT، BHA، TBHQ، PG و ویتامین E از معروفترین انواع سنتزی و طبیعی هستند.

انواع طبیعی: پلی فنل ها، اسیدهای فنولیک، فنل های متراکم و …

گیرنده های فلزی

کاربرد

تشکیل کمپلکس با یون های فلزی و جلوگیری از اثر سوء آن ها

انواع گیرنده های فلزی

اسید سیتریک : صنایع روغن

EDTA

پلی فسفات ها

امولسیفایرها

کاربرد

پایداری سیستم های امولسیونی

انواع امولسیفایرها

لسیتین : معروف ترین امولسیفایر

منو و دی گلیسرید و مشتقات آن ها : بستنی و سس ها و …

قوام دهنده ها

کاربرد

افزایش ویسکوزیته محصول

انواع قوام دهنده ها

صمغ ها، نشاسته، دکسترین و …

سفیدکننده ها

کاربرد

روشن تر کردن رنگ محصولاتی مانند آرد

انواع سفیدکننده ها

بنزوئیل پراکسید

دی اکسید کلر

بافرها، اسیدها، قلیاها

کاربرد

تنظیم pH محصول

انواع ترکیبات تنظیم کننده pH

طبیعی: اسید سیتریک

سنتزی

رنگ ها

کاربرد

جذاب تر کردن محصول و تشویق به خرید

انواع رنگ ها

رنگ های طبیعی: کاروتن، کارامل، آناتو و زعفران

رنگ های سنتزی مجاز

شیرین کننده های غیرمغذی

کاربرد

تامین شیرینی غذا بدون ایجاد انرژی در بدن

انواع شیرین کننده های غیرمغذی

ساکارین، مونلین ، تاوماتین ، میراکولین ، استویوساید ، فیلودالسین ، گلیسیریزین ، نیتروآنیلین ، دی هایدرو کالکون ، دالسین ، اکزایم ، اگزاتیازینون دی اکسید ، دی پپتید ها، هرناندالسین

مکمل های غذایی

ویتامین ها و اسیدهای آمینه.

کلسیم، ید، ویتامین C و ویتامین A.

اسانس ها موجود در مواد غذایی

کاربرد

ایجاد عطر و طعم در محصول

انواع اسانس ها

طبیعی: تولید در کارخانه های آب میوه

سنتزی

بنزآلدهید: بوی گیلاس

اتیل بوتیرات: بوی آناناس

متیل آنترانیلات: بوی انگور

افزایش دهنده های عطر و طعم

عموماً عطر و طعم نداشته، سبب افزایش طعم می شوند.

منوسدیم گلوتامات (MSG) از معروف ترین آن‌هاست.

دارای طعم مطبوع و تا حدی شیرین-نمکی است.

می تواند در افراد ایجاد حساسیت نمایند.

موجب نوعی خواب آلودگی موقت می گردد.

دردهای شکمی و سفت شدن مفاصل از دیگر عوارض آن است.

افزودنی های متفرقه

غذای مخمر : سولفات آمونیوم

سفت کننده ها : کلرور کلسیم در میوه ها

ضد چسبندگی : فسفات کلسیم در نمک طعام

خاک های صاف کننده : بنتونایت در زلال کردن سرکه

حلال ها: اتیل الکل، استون و هگزان

ضد تبلور: اکسی استئارین

آنزیم ها

نگهدارنده ها

اسید بنزوئیک

استرآلکیل پاراهیدروکسی بنزوئیک اسید یا paraben

اسید پروپیونیک

اسید استیک

SO2 و سولفیت

دی اتیل (دی متیل) پیروکربنات

اتیلن اکساید و پروپیلن اکساید

نیتریت و نیترات

آنتی بیوتیک ها

دی فنیل ها

اورتو فنیل فنل

تیابندازول

اسید بنزوئیک

استفاده از آن سابقه طولانی دارد.

به طور طبیعی در محصولاتی مانند سیب، آلو، توت فرنگی، دارچین و کره وجود دارد.

معمولاً از نمک آن که حلالیت بیشتری دارد استفاده می شود.

pH مناسب آن ۲/۴ – ۵/۲ است.

تاثیر آن بیشتر بر روی مخمرها و باکتری هاست.

با کاهش pH مصرف آن کمتر می شود(در pH حدود ۴/۳ فقط ۰۳/۰ درصد)

در pH 4-5/3 به ۰۶/۰ تا ۱/۰ درصد آن نیاز می باشد.

در غلظت بالاتر از ۱/۰ طعم نامطلوب فلفلی ظاهر می شود.

تاثیر آن از طریق عبور از دیواره سلول میکروبی، یونیزه شدن، آزادکردن پروتون و ایجاد اختلال در تبادل مواد می باشد.

استرآلکیل پاراهیدروکسی بنزوئیک اسید یا paraben

در pH برابر با ۷ و بالاتر مؤثر هستند (در کل ۸-۳).

بیشتر روی کپک ها م مخمرها مؤثر هستند.

تاثیر آن ها روی باکتری های گرم منفی کم است.

با افزایش طول زنجیره آلکیل تاثیر آن ها بیشتر می شود ولی حلالیت کم می شود.

نحوه اثر آن ها مانند اسیدهای ضعیف است و بر غشاء سلول میکروب اثر سوء دارند.

مقدار مصرف آن ۰۶/۰ تا ۳/۰ درصد است و در محصولاتی مانند شیرینی‌جات، شربت ها، مارمالادها و … مصرف می شوند.

اسید پروپیونیک

به صورت طبیعی در برخی پنیرها و به دلیل انجام تخمیر وجود دارد (تا حد ۱ درصد)

بیشتر علیه کپک ها مؤثر است.

معمولاً در محصولات دارای pH برابر با ۵ و کمتر در محصولات قنادی به کار می رود.

میزان مصرف آن ۱/۰ تا ۲/۰ درصد می باشد. در مورد پنیر محلول ۸ درصد آن را تهیه و پنیر را در آن فرو می برند.

اسید استیک

از قدیم سرکه حاوی این اسید به عنوان نگهدارنده شناخته شده است.

علاوه بر خاصیت نگهدارندگی، در ایجاد عطر و طعم نیز مؤثر است.

بیشتر بر علیه مخمرها و باکتری ها مؤثر است و معمولاً نمک های سدیم و کلسیم آن هم به کار می رود.

SO2 و سولفیت

بر علیه قارچ ها، باکتری ها و مخمرها مؤثر است.

با کاهش pH فعالیت و اثر آن افزایش می یابد (۳>pH).

تیامین تحت تاثیر آن از بین می رود.

در محصولات نیمه خشک (میوه ها و سبزی ها)، آب میوه ها و شربت ها به کار می رود.

انواع آن شامل Na2S2O5, NaHSO3,K2SO3, K2S2O5, Na2SO3, SO2بوده و در حد ۲۰۰ پی پی ام و کمتر استفاده می شود.

نه تنها ضد میکروب است از بدرنگ شدن محصول به دلی انجام واکنش های میلارد جلوگیری می نماید.

دی اتیل (دی متیل) پیروکربنات

مایعی بی رنگ با بوی شبیه میوه است.

بر علیه باکتری ها ( ۱۰۰ تا ۱۷۰ پی پی ام)، مخمرها (۱۰۰-۱۰ پی پی ام) و کپک ها (۳۰۰ تا ۸۰۰ پی پی ام) مصرف می شود.

به راحتی تبدیل به گاز CO2 و اتیل الکل می شود.

اتیلن اکساید و پروپیلن اکساید

بر علیه کلیه میکروارگانیسم ها و حتی اسپور آن ها مؤثر است.

بسیار خطرناک و سمی است.

هر دو به صورت گاز و در محصولات خشک به کار می روند (نقطه جوش آن ها به ترتیب ۷/۱۰ و ۳۵ درجه سانتی گراد است).

به صورت مخلوط با گاز CO2 (80 تا ۹۰ درصد گازکربنیک) به کار می رود و اضافه آن باید خارج شود.

اتیلن اکساید و پروپیلن اکساید

بر علیه کلیه میکروارگانیسم ها و حتی اسپور آن ها مؤثر است.

بسیار خطرناک و سمی است.

هر دو به صورت گاز و در محصولات خشک به کار می روند (نقطه جوش آن ها به ترتیب ۷/۱۰ و ۳۵ درجه سانتی گراد است).

به صورت مخلوط با گاز CO2 (80 تا ۹۰ درصد گازکربنیک) به کار می رود و اضافه آن باید خارج شود.

نیتریت و نیترات

برای حفظ رنگ قرمز گوشت به کار می روند.

فعالیت ضدمیکروبی هم دارا هستند.

مشکل استفاده از آن ها امکان تشکیل نیتروز آمین ها هستند که سرطان زا می باشند.

مصرف مجاز آن ها در ایران ۱۲۰ پی پی ام است.

آنتی بیوتیک ها

از مشهورترین آن ها نیسین است که نوعی آنتی بیوتیک پلی پپتیدی است.

علیه میکروب های گرم مثبت و اسپورها مؤثر است.

به حرارت مقاوم است و می توان در محصولاتی که حرارت بالا می بینند استفاده نمود.

پیماریسین (Pimaricin) در حد ۱۰۰-۵ علیه کپک ها و مخمرها در پنیر به کار می رود.

دی فنیل ها

به دلیل خاصیت ضد کپکی برای محافظت پوست مرکبات به کار می رود.

از آن بر روی کاغذهای مومی و یا موم به مقدار ۱ تا ۵ گرم دی فنیل بازای هر مترمربع استفاده می شود.

اورتو فنیل فنل

در حد ۱۰ تا ۵۰ پی پی ام و در دامنه pH بین ۵ تا ۸ علیه کپک ها به کار می رود.

با غوطه ور نمودن میوه ها در محلول ۵/۰ تا ۲ درصد آن، عمل حفاظت صورت می گیرد.

تیابندازول

عمدتاً علیه کپک ها مؤثر است.

بر روی پوست مرکبات و موز استفاده می شود.

محلول ۱/۰ تا ۴۵/۰ درصد آن را بر سطح میوه اسپری کرده یا میوه را در آن غوطه ور می کنند.

رنگ ها موجود در مواد غذایی

جهت تنظیم یا اصلاح رنگ استفاده می شوند..

از رنگهای طبیعی کاروتنوئیدها و کاراملها را باید نام برد.

تعداد رنگهای سنتزی کم ولی مصرف آنها بالاست.

غالبا رنگهای زرد و قرمز به کار می روند:

تارترازین، سان ست یلو، ایندیگو کارمین، بریلیانت بلو،

اسید ها افزدونی در مواد غذایی

اثرات متفاوتی دارند:

ایجاد طعم ، خاصیت ضد میکروبی ، تنظیم pH

اسیداستیک:ضد میکروب و طعم دهنده

اسید سوکسینیک:نرم کننده خمیر نان

سوکسینیک آنهیدرید و اسید ادپیک:در پودر های نانوایی

اسید فوماریک:افزایش عمر نگهداری ژله ها

اسید لاکتیک:تهیه انواع استر (ایجاد طعم)

اسید مالیک: ایجاد طعم در مارمالاد ها و ژله ها

اسید تارتاریک: طعم خشن!!:در پودر های نانوایی

اسید سیتریک:جهت ایجاد طعم در مارمالاد ها و ژله ها و بستنی و آب نبات-کنترل قهوه ایی شدن. ۶۰% اسید مصرفی در صنعت غذا

اسید فسفریک: یک چهارم اسید مصرفی در صنعت غذا، در نوشابه ها وپودر های نانوایی

اسید های کلریدریک و سولفوریک: جهت هیدرولیز نشاسته و ساکاروز و پروتئین ها

گلوکونو دلتا لاکتون:به آهستگی هیدرولیز شده پروتون آزاد کرده در پودر های نانوایی و سوسیس های تخمیری و خامه ترش کاربرد دارد.

قلیاها

کاربرد:

تلخی زدایی زیتون

براق نمودن برخی محصولات قنادی

افزایش واکنش قهوه ایی شدن در شکلات

تهیه پنیر ذوب شده

شامل: NaOH, NaHCO3, Na2CO3, MgCO3, MgO, Ca(OH)2, NA2HPO4

گیرنده های فلزی

ترکیباتی هستند که با اتصال به یون های فلزی از اثر سوء آن ها می کاهند.

می توانند باعث تثبیت رنگ، بو و بافت شوند و از اکسید شدن نیز می توانند جلوگیری نمایند.

انواع آن ها شامل اسید استیک، اسید سیتریک، EDTA، اسیدگلوکونیک، اکسی استئارین، اسید فیتیک، اسید تارتاریک، اسید اگزالیک، اسیدهای آمینه، پپتیدها، پروتئین ها و پورفرین ها هستند.

ترکیبات سطح فعال

به هر دو صورت طبیعی و سنتزی وجود دارند و در هر دو مورد به صورت یونی و غیریونی دیده می شوند.

از انواع یونی طبیعی پروتئین ها، فسفولیپیدها و غیریونی گلیکوکیپیدها را می توان نام برد.

از انواع یونی سنتزی، استئاریل-۲-لاکتیلات و غیریونی مونو و دی گلیسرید را باید نام برد.

کاربرد ترکیبات سطح فعال

کاربرد این ترکیبات در محصولات مختلف متفاوت است:

در مارگارین تثبیت امولسیون روغن در آب

در مایونز تثبیت امولسیون آب در روغن

در بستنی تثبیت امولسیون آب در روغن

در سوسیس جلوگیری از دو فاز شدن

در نان و محصولات قنادی بهبود بافت مغز نان، جلوگیری از بیاتی

در شکلات، بهبود خواص رئولوژیکی و جلوگیری از ظهور لکه های چربی بر سطح آن

در پودرها کمک به حل شدن آن ها

عدد HLB

عددی است که مناسبت یک امولسیفایر را در یک سیستم امولسیونی نشان می دهد.

هر چه عدد بالاتر برای O/W و هرچه کوچکتر برای W/O

Phase Conversion Temprature- در درجه حرارت های بالا سیستم از O/W به W/O تغییر می نماید.

مونو و دی گلیسریدها از انواع غیریونی امولسیفایرها می باشند.

استرهای قندی از ترکیب متیل استر اسیدهای چرب با ساکاروز یا لاکتوز به دست می آیند.

در محدوده HLB برابر با ۱۳-۷ تاثیر خود را به جا می گذارند.

معمولاً برای سیستم های O/W مناسب هستند.

استرهای اسیدچرب و سوربیتول نیز امولسیفایر می باشند که برای W/O مناسب هستند.

SSL یا سدیم استئاریل-۲- لاکتات داری HLB برابر با ۹-۸ است و برای تثبیت امولسیون های O/W که در معرض انجماد و رفع انجماد مکرر هستند به کار می رود.

تثبیت کننده ها، سفت کننده ها، پایدارکننده ها، ژل سازها

دسته ای از پلی ساکاریدها و حالت های تعدیل شده آن ها که ویسکوزیته را زیاد می کنند.

قابلیت تشکیل ژل را دارند و امولسیون ها، کف ها و سوپانسیون ها را تثبیت می کنند.

مانع تشکیل بلور می گردند (مثلاً در بستنی)

برای مهار عطر و طعم نیز به کار می روند.

یک نمونه پروتئینی آن ژلاتین است که به شکل گسترده ای در صنعت غذا به کار می رود.

نشاسته تعدیل شده و پکتین با گروه متوکسی کم نیز در این دسته قرار دارند.

مواد جاذب رطوبت

برخی پلی ال ها (۱و۲ پروپان دی ال، گلیسرول، مانیتول و سوربیتول) خواص جذب رطوبت دارند و برای حفظ رطوبت و نرم شدن محصول به کار می روند .

از تبلور قندها در محصولات قنادی جلوگیری می کنند.

در صورتی که به پوره میوه ها و یا سبزیجات گلیسرول یا سوربیتول افزوده شده و سپس خشک شوند، پودرهای حاصله، به راحتی در آب حل و پخش می شوند.

مواد ضد کلوخه شدن

ذرات برخی مواد مانند نمک طعام یا نمک های حاوی پودر سیر و پیاز، پودر میوه ها، پودر سوپ و سس، پودر نانوایی به مرور زمان به هم پیوسته و کلوخه می شوند.

با افزودن برخی مواد نوعی فیلم هیدروفوب در اطراف ذرات تشکیل می شود و از به هم پیوستن آن ها جلوگیری می کند.

نمکهای سدیم،پتاسیم،کلسیم، هگزاسیانوفرات از این جمله اند.

سیلیکات کلسیم (تا ۵ درصد حجمی)، فسفات تری کلسیم، سیلیکات منیزیم و کربنات منیزیم هم قابل استفاده می باشند.

سفیدکننده ها و رنگ برها مواد غذایی

مصرف عمده آن ها در تولید آرد است.

باعث حذف کاروتنوئیدها از طریق اکسیدکردن آن ها می شوند.

برخی کیفیت پخت آرد را هم بهبود می بخشند.

گاز کلر، ClO2, NOCl, NO2, N2O4و بالاخره آنزیم لیپوکسیجناز در این دسته قرار دارند.

مواد سفت کننده

وجود سختی در بافت برخی میوه ها و سبزی ها مطلوب به شمار می آید.

فرایندهای حرارتی، تخمیر، انجماد، نگهداری به مدت طولانی باعث کاهش سفتی بافت می شوند.

وجود املاح و عناصر چند ظرفیتی مانند کلسیم و ترکیب آن با پکتین پوست و بافت تشکیل پکتات کلسیم نامحلول و سفتی بافت می نماید.

از کلرور، سیترات و سولفات کلسیم معمولاً استفاده می شود.

استفاده از فرایند آنزیمی

برای حفظ سفتی آب محصول به مدت ۱۰ دقیقه در ۷۰ درجه سانتی گراد حفظ می شود.

آنزیم پکتین متیل استراز فعال می شود.

گروه های متوکسیل را از پکتین جدا می کند.

یون های کلسیم به گروه های کربوکسیل ایجاد شده متصل می گردند.

حلالیت پکتین به شدت کاهش می یابد.

شفاف کننده های مواد غذایی

در برخی نوشابه ها، کدرشدن و یا رسوب دیده می شود که نامطلوب است.

در صورت بروز کدورت یا رسوب، ترکیبات فنلی، پکتین ها و پروتئین ها دخالت دارند.

برای رفع آن از آنزیم استفاده می شود که مثلاً پکتین یا پروتئین را می شکند.

در مورد ترکیبات فنلی از پودر ژلاتین یا پلی آمید یا پلی وینیل پیرولیدون استفاده می شود.

از موادی مانند خاک رنگبر می توان در مورد روغن استفاده نمود.

پروپلانت ها و گازهای محافظ

در موادغذایی حساس به اکسیداسیون یا فساد میکروبی از آن ها استفاده می شود.

در این حالت ماده غذایی تحت گاز N2, CO2, CO قرار داده می شود.

روش مناسبی برای افزایش عمر نگهداری ماده غذایی است.

از آن ها به صورت کرم یا خمیر (در کچاپ)، کف (خامه زده شده) یا افشانه (عصاره های گیاهی) می توان استفاده نمود.

از مشهورترین آن ها N2, CO2, N2O، فرئون ۳۱۸ و فرئون ۱۱۵ هستند.

به دلیل حلالیت ناچیز ازت در آب و روغن و درحالتی که ایجاد کف مورد نظر نباشد استفاده می گردد.

در مواردی که حلالیت در آب مناسب باشد از CO2, N2O استفاده می شود.

از هیدروکربن های فلورینه محلول در چربی در خامه زده شده استفاده می گردد.

آلودگی ها و افزوده شدن برخی ترکیبات به موادغذایی

عموماً غیرعمدی است اما نوع عمدی آن هم دیده شده است.

مهاجرت مواد موجود در پلیمرها به موادغذایی

افزودن برخی مواد مانند ملامین برای افزایش مقدار ازت

افزودن قلیا به محصولات ترش شده

افزودن سموم گیاهی به میوه ها و سبزی ها به دلیل سم پاشی باغات و مزارع

باقیمانده حلال در کنجاله

وجود سموم قارچی خصوصاً افلاتوکسین، اکراتوکسین و پاتولین

وجود هورمون ها در گوشت یا شیر