38. Воздействие на окружающую среду предприятий пищевой промышленности и их специфика. Использование консервантов, красителей и ароматизаторов при производстве продуктов питания. Биотехнологии.

Основные экологические проблемы, вызываемые деятельностью заводов по производству тканей, - токсичные вещества, попадающие в атмосферу и сточные воды. В дополнение к потенциально токсичным веществам часто проблемой становятся неприятные запахи, особенно если заводы по крашению и набивке тканей расположены вблизи жилых районов. Вентиляционные выбросы могут содержать пары растворителей, формальдегид, углеводороды, сероводород и соединения металлов.

Растворители иногда могут быть собраны и очищены для повторного использования. Макрочастицы извлекаются посредством фильтрации. Промывка газа эффективна в отношении растворимых в воде летучих соединений, таких как метанол, и не эффективна при пигментной набивке тканей, где в состав эмиссий в основном входят углеводороды. Легковоспламеняющиеся вещества можно сжигать, хотя это относительно дорого. Тем не менее, основным решением может стать использование материалов, производящих минимальное количество вредных выделений. Это относится не только к красителям, связующим веществам и сшивающим агентам, использующимся при набивке тканей, но и к формальдегиду и к остаточному содержанию мономера в тканях.

Загрязнение сточных вод незакрепленными красителями представляет серьезную экологическую проблему не только из-за потенциальной опасности для здоровья человека и животных, но также и из-за загрязнений взвешенными частицами, хорошо заметными невооруженным глазом. Обычно при окрашивании может быть достигнута фиксация красителей в 90 %, но при набивке тканей при помощи химически активных красителей обычными являются уровни фиксации в 60 % и менее. Это обозначает, что более чем одна треть химически активного красителя поступает в сточные воды во время промывки набивной ткани. Дополнительные количества красителей попадают в сточные воды при мытье сит и барабанов.

Во многих странах были установлены лимиты содержания загрязняющих веществ в сточных водах, но часто их трудно соблюдать без использования дорогостоящих систем для очистки сточных вод. Решение проблемы лежит в использовании красителей с наименьшим загрязняющим эффектом и в разработке красителей и синтетических загустителей, увеличивающих степень фиксации, и таким образом уменьшающих количество смываемых излишков.

Кожевенные заводы являются мощными источниками загрязнения окружающей среды. В окружающую среду со сточными водами попадают неорганические и органические вещества, в том числе ядовитые.

Консервант – вещество, увеличивающее период хранения продукта за счет подавления роста микроорганизмов. Как пищевая добавка, они известны уже давно. Хлорид натрия (поваренная соль), уксус, этиловой спирт – хорошо известные нам сегодня консерванты, широко применялись несколько веков назад.

В большинстве своем консерванты не растворимы в воде, поэтому используются в форме солей. Согласно санитарным нормам, они не могут применяться при сохранении качества частично или полностью испорченных продуктов, непригодных для потребления.

Консерванты в продуктах питания должны:

• обладать эффективными бактерицидными свойствами;

• не воздействовать на внешний вид и вкусовые параметры изделия;

• быть безопасными для организма человека.

Консерванты в продуктах либо уничтожают их микрофлору, либо задерживают рост и развитие микроорганизмов (торможение обменных процессов в клетке бактерии). Патогенные микроорганизмы при низкой концентрации консерванта могут использовать его в качестве источника энергии и благоприятствовать развитию и размножению. В этой связи для производителя существует проблема в использовании оптимального содержания антимикробного вещества в продукте. Малое количество не может обеспечить сохранность продукта на длительный срок, а большое – либо заведомо ухудшает качество изделия и экономически нецелесообразно, либо увеличивается вероятность нанесения вреда здоровью человека.

В зависимости от происхождения красители делятся на:

- натуральные (природные);

- синтетические (органические и неорганические);

Применяются пищевые красители при производстве кондитерских изделий, напитков, маргаринов, консервов, сухих завтраков и др.

Натуральные (природные) красители.

Натуральные красители выделяют из природных источников в виде смеси различных по своей химической природе соединений, состав которой зависит от источника и технологии получения. Это каротиноиды, антоцианы, флавоноиды, хлорофиллы и их медные комплексы. Они не обладают токсичностью, но для многих из них установлены допустимые суточные дозы. Эти соединения обладают биологической активностью, являются вкусовыми и ароматическими веществами, повышают пищевую ценность. Сырьем для их получения служат части дикорастущих и культурных растений, отходы их переработки на винодельческих, сокодобывающих и консервных заводах, некоторые из них получают химическим и микробиологическим синтезом.

Синтетические красители.

Органические.

Обладают технологическими преимуществами перед натуральными красителями – они обладают большой окрашивающей способностью и дают яркие устойчивые к изменениям рН среды, действию кислот, свету и нагреванию, легко воспроизводимые цвета. Используют их в виде индивидуальных продуктов, в смеси друг с другом, разбавленные солью, глюкозой, крахмалом, жирами и др. Для пищевых продуктов используют водные растворы красителей.

Синтетические пищевые красители – представители нескольких классов органических соединений:

- азокрасители (тартразин, кармуазин, пунцовый, черный блестящий). Применяются в кондитерской промышленности, в технологии напитков и мороженого;

- триарилметановые (синий патентованный, синий блестящий, зеленый);

- хинолиновые (желтый хинолиновый);

- индигоидные (индигокармин). Применяются в кондитерской промышленности, в технологии напитков;

Минеральные (неорганические).

В качестве красителей применяют минеральные пигменты (уголь и уголь растительный – черные цвета) и металлы (углекислые соли кальция, диоксид титана – белые цвета и оксиды железа – черный, красный и желтый цвета).

Восприятие вкуса – сложный, мало изученный процесс, связанный с взаимодействием молекул, ответственных за вкус вещества, с соответствующим рецептором. У человека сенсорная система имеет несколько типов вкусовых рецепторов, расположенных на отдельных частях языка: соленый, кислый, горький и сладкий. Отдельные вкусовые ощущения могут оказывать влияние друг на друга, особенно при одновременном воздействии нескольких соединений. Суммарный эффект зависит от природы соединений, обуславливающих вкусовые ощущения, и от концентрации применяемых веществ.

Не менее сложна проблема реакции организма на аромат пищевых продуктов. Запах – это особое свойство веществ, воспринимаемое обонятельными рецепторами. На этот процесс, по мнению специалистов, влияют химические, биологические и др. факторы. В пищевой промышленности аромат является одним из важнейших факторов, определяющих популярность того или иного продукта на современном рынке. Однако, в широком смысле, слово «аромат» часто означает вкус и запах продукта. Пища, попадая в полость рта, воздействует на различные рецепторы, вызывая смешанные ощущения вкуса, запаха, температуры и другие, которые определяют желание съесть этот продукт. Вкус и аромат – это часть сложной оценки пищевого продукта, его «вкусность».

Биотехнология позволяет улучшить качество, питательную ценность и безопасность как сельскохозяйственных культур, так и продуктов животного происхождения, составляющих основу используемого пищевой промышленностью сырья.

Кроме того, биотехнология предоставляет массу возможностей усовершенствования методов переработки сырья в конечные продукты: натуральные ароматизаторы и красители; новые технологические добавки, в том числе ферменты и эмульгаторы; заквасочные культуры; новые средства для утилизации отходов; экологически чистые производственные процессы; новые средства для обеспечения сохранения безопасности продуктов в процессе изготовления; и даже биоразрушаемую пластиковую упаковку, уничтожающую бактерии.

Полезные качества

На современном рынке представлено большое количество полезных для здоровья растительных масел, получаемых с помощью биотехнологии. Биотехнология позволила ученым снизить содержание насыщенных жирных кислот в некоторых растительных маслах. Им также удалось осуществить трансформацию омега-6 полиненасыщенной линолевой жирной кислоты в омега-3 полиненасыщенную линоленовую, встречающуюся в основном в рыбе и способствующую снижению уровня холестерина в крови.

Биотехнологи, работающие с животными, тоже занимаются поисками путей повышения качества продуктов питания. Уже создана говядина с пониженным содержанием жира и свинина с повышенным соотношением мясо/сало.

Качество продуктов

Биотехнологи занимаются улучшением качества растительного сырья также с точки зрения его привлекательности для покупателя и легкости приготовления. Ученые удлиняют срок хранения фруктов и овощей; делают морковь, паприку и сельдерей более хрустящими; создают не содержащие семян сорта дынь и винограда; продлевают длительность сезонно-географической доступности томатов, клубники и малины; улучшают вкусовые качества томатов, салата-латука, перца, зеленого горошка и картофеля; создают не содержащие кофеина сорта кофе и чая.

Безопасность сырья

Наиболее значимой проблемой безопасности сырья для производителей продуктов питания является микробное заражение, которое может возникнуть на любом этапе движения продукта от фермы до стола потребителя. Любой биотехнологический продукт, снижающий количество микроорганизмов на продуктах животного и растительного происхождения, существенно повышает безопасность сырья пищевой промышленности. Повышение безопасности продуктов за счет снижения микробной контаминации начинается с фермы. Устойчивые к вредителям и заболеваниям трансгенные сорта растений в значительно меньшей степени подвержены бактериальному заражению. Новые биотехнологические методы диагностики позволяют выявлять характер бактериальных заболеваний на ранних этапах и с высокой степенью точности, что позволяет изымать и уничтожать заболевших животных или инфицированные растения до того, как болезнь распространилась.