Применение смесей консервантов

В медицине различные субстанции иногда используют в сочетании друг с другом, чтобы достичь усиления или изменения действия отдельных компонен­тов. В консервировании тоже применяют эмпирически подобранные комбина­ции консервантов. При использовании таких смесей в пищевой технологии можно ожидать следующих результатов:

расширение спектра действия;

усиление антимикробного эффекта;

уменьшение концентрации отдельных консервантов.

Расширение спектра действия.Любой консервант эффективен только против части возбудителей порчи, встречающихся в продуктах питания. Это ограничение можно обойти, используя смеси консервантов. Теоретически такие смеси могут иметь спектр действия, отличающийся от суммы спектров обоих компонентов (в том числе и более широкий). В таком случае смесь может оказаться эффективной против микроорганизмов, против которых отдельные её компоненты неэффективны. Например, многие бактерии в большей степени угнетаются смесью сорбиновой и бензойной кислот, чем каждой в отдельности.

Основной практический интерес представляет сочетание бензойной и сорбиновой кислот (действующих преимущественно против дрожжей и плесеней) с антибактериальными консервантами. В качестве последнего наибольшее значе­ние имеет сернистая кислота (особенно для продуктов растительного происхождения). В этом случае одновременно используются её противоферментные и антиокислительные свойства.

Изменение антимикробного действия.При совместном использовании двух и более консервантов возможны три варианта:

простое сложение;

синергизм;

антагонизм.

При простом сложении смесь действует как сумма её составляющих; в случае синергизма она проявляет угнетающее действие в меньшей концентрации, чем каждый из компонентов по отдельности; при антагонизме эффект противоположен - для смеси необходима более высокая концентрация, чем для индивидуальных консервантов.

Применение синергически действующей смеси позволяет достигнуть снижения общего содержания консервантов в продукте питания и уменьшения возможных побочных эффектов (в частности - органолептических). К сожалению, до сих пор нет надёжных данных о влиянии одних консервантов на действие других. Синергический эффект, который удавалось наблюдать в лабораторных условиях, настолько мал, что не имеет практического значения. Вероятно, большинству комбинированных препаратов (которые раньше продавались во множестве) оказывали предпочтение в сравнении с чистыми консервантами скорее по коммерческим причинам.

Одной из разновидностей синергизма можно считать сочетание консерванта длительного действия (например, сорбиновой кислоты) с быстро, но недолго действующим (например, диэтилпирокарбонатом). Последний быстро уничтожает имеющиеся бактерии, а сорбиновая кислота защищает от вторичного инфицирования.

Положительный эффект может давать применение консервантов совместно с теми веществами, которые уменьшают диссоциацию кислот или вызывают осмос и снижают равновесную влажность продуктов (поваренная соль или сахар).

Сочетание консервантов с физическими способами консервирования. Зачастую имеет смысл не только совместное применение нескольких консервантов, но и сочетание консервантов с физическими приёмами консервирования - нагреванием, охлаждением, облучением, сушкой, обработкой высоким давлением, токами высокой частоты или импульсными электрическими полями. Такое сочетание может снижать нежелательное побочное действие отдельных способов. Следует отметить, что добавление консервантов требует меньших энергетических затрат, чем использование физических способов консервирования.

Совместное использование нескольких способов консервирования имеет достаточно древнюю историю. Мумифицирование тел в Древнем Египте (хотя мумии безусловно нельзя отнести к продуктам питания) по существу представляло собой консервирование с помощью целого набора приёмов - снижение активности воды, сдвиг рН в неблагоприятную для роста бактерий область, применение антибактериальных веществ. Квашение и маринование тоже сочетают разные методы - понижение рН вследствие образования или добавления кислоты и снижение активности воды под действием поваренной соли. При копчении сочетаются химические и физические факторы - воздействие антимикробных составляющих дыма дополняется подсушиванием. Для сохранения рыбных пресервов уже десятки лет используют сочетание холода и добавления бензойной кислоты.

Консерванты и нагрев.Пониженные и повышенные температуры быстрее приводят к гибели микроорганизмов в присутствии консервантов, чем в их отсутствие. Другими словами, при одной и той же температуре микробы скорее погибают при наличии консервантов, чем без них. Это подтверждено в лабораторных опытах со многими видами бактерий и большинством обычных консервантов, например: с дрожжами и бензойной или салициловой кислотами, дрожжами и пимарицином, дрожжами и сорбиновой кислотой, плесневыми грибами и бензойной кислотой, плесневыми грибами и сорбиновой кислотой, а также бактериями рода Salmonella и сорбиновой кислотой. Снижение активности воды (поваренной солью или сахаром) усиливает устойчивость дрожжевых клеток к воздействию нагрева. Добавление сорбиновой или бензойной кислоты делает дрожжи восприимчивыми даже при пониженной активности воды.

Синергизм температуры и консервантов не столь велик, чтобы иметь большое практическое значение.

Консерванты и холод.Совместное действие консервантов и низких температур подчиняется тем же закономерностям, которые описаны для высоких температур. Концентрации консервантов, которые при комнатной температуре не могут предотвратить порчу, при хранении пищевого продукта на холоде становятся достаточными.

Консерванты и облучение.Добавление консервантов позволяет уменьшить дозу облучения при обработке продуктов питания с помощью ионизирующей радиации. Как in vitro, так и на практике был установлен синергизм между консервантами и ионизирующим излучением, например для рыбопродуктов. Кроме того, консерванты (например, сорбиновая кислота) могут уменьшать такие явления, вызванные облучением, как посторонний привкус или изменение окраски, т.е. выступать в роли радиопротекторов. Использование консервантов совместно с ионизирующим излучением предполагает их достаточную радиационную стабильность. Установлено, что антимикробное действие УФ-лучей усиливается в присутствии консервантов, например сорбиновой кислоты.

Несомненно, существует много других возможностей комбинированного применения традиционных барьеров при разработке новых рецептур и типов продуктов питания, особенно в сочетании с новыми технологиями производства и упаковывания. Несмотря на это, большие возможности открываются также при продуманном применении более широкого диапазона барьеров в новых комбинациях как с далеко не использованными в этой области барьерами, так и с более традиционными техническими методами. В этом отношении количество возможных барьеров велико. Например, сделана попытка разделить на категории и перечислить разработанные и используемые в технологии комбинированного консервирования барьеры, а также объяснить механизм их действия (Bøgh-Sørensen, 1994) в рамках проекта “Консервирование продуктов питания комбинированными методами”, проходившего при поддержке Европейского Союза. В ходе данного проекта обнаружили в общей сложности 60 барьеров и отнесли их к следующим категории: физические, физико-химические, микробиологические и комбинированных барьеры (таблица 22).

Таблица 22. Барьеры, разработанные и используемые в технологии комбинированного консервирования