НПО "Альтернатива"

Опубликовано: 02.09.2018

§1. Синонимы

Немецкий: Nitrite.

Английский: nitrites.

Французский: nitrites.

Итальянский: nitriti.

Испанский: nitritos.

§2. Историческая справка

В консервировании пищевых продуктов много веков использовалась селит­ра, но только в 1899 году стало известно, что действующим агентом служит не она сама, а нитрит, образующийся из нее микробиологическим путем. Так как превращение нитратов в нитриты происходит обычно неконтролируемо, то теперь все чаще предпочитают использовать сами нитриты. Сначала их приме­няли в чистом виде, но в настоящее время в большинстве стран – только в смеси с поваренной солью, часто в соотношениях, устанавливаемых законодательно. Вследствие токсичности нитрита и образующихся из него нитрозаминов его при­менение в консервировании пищевых продуктов подвергается критике.

§3. Товарные формы

Для пищевых продуктов применяется лишь нитрит натрия. Во многих стра­нах для безопасности и упрощения дозировки он поставляется в смеси с пова­ренной солью (так называемая нитритная соль). Сохранность и точность состава таких смесей в целом хорошие.

§4. Свойства

Нитрит натрия NaNO3 представляет собой бесцветные или слегка желтова­тые гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 306°С. Он очень легко растворяется в воде и плохо в спирте.

§5. Аналитические сведения

Для качественного и количественного определения нитритов водный экстракт из исследуемого продукта питания обрабатывают сульфаниловой кислотой; с по­следней содержащиеся в экстракте нитриты образуют диазосоединение, которое сочетается с α-нафтиламином в розовый азокраситель, определяемый колори­метрически. Для количественного определения можно применять также ре­акцию с м-фенилендиамином. Количественно нитриты определяют и с помо­щью ионной хроматографии. Содержание нитрита в нитритной соли мож­но определить цериметрически или спектрофотометрически. Основой мето­дики, принятой в качестве стандарта в Германии, служит перманганатометрия. Другой стандартизованный способ обнаружения нитритов в пищевых продуктах опубликован Американской ассоциацией химиков-аналитиков.

§6. Получение

Нитрит натрия кристаллизуется вместе с нитратом из раствора, приготов­ленного пропусканием нитрозного газа (получаемого окислением аммиака) че­рез раствор едкого натра. Нитрит растворим хуже нитрата и может быть выделен при охлаждении раствора.

§7. Токсиколого-гигиеническая оценка

Острая токсичность. Для грызунов LD50 нитритов составляет 100-200 мг на 1 кг массы тела. Для человека нитриты более токсичны. Летальная доза при пероральном введении составляет 32 мг на 1 кг массы тела, т.е. около 2 г на челове­ка, а по другим данным – 4-6 г. Сравнительно высокая токсичность нит­ритов может привести к отравлениям в тех случаях, когда нитриты (в чистом виде или в смеси с нитратами) при переработке мяса применяли неправильно. В насто­ящее время нитрит натрия используют в основном в смеси с поваренной солью.

Субхроническая токсичность. При использовании раствора нитрита натрия (концентрация 1,4 г/л. в течение 200 дней) вместо питьевой воды у подопытных животных были обнаружены повышенное содержание в крови метгемоглобина и изменения в печени, селезенке, почках и миокарде. Аналогичный эффект наблюдается и при использовании нитрита калия. По результатам исследований, в которых крысам взамен питьевой воды в течение 13 недель давали раствор нит­рита натрия с концентрациями до 3 г/л. было установлено, что вредный эффект отсутствует при концентрациях не более 0,1 г/л. Это составляет менее 10 мг на 1 кг массы тела в день.

Нитриты оказывают мутагенное действие на микроорганизмы и клетки мле­копитающих in vitro. При испытании на мутагенность in vivo часть тестов дала положительный результат, а часть – отрицательный.

Хроническая токсичность. Скармливание трём поколениям крыс по 100 мг нитритов на 1 кг массы тела приводит к снижению концентрации гемоглобина в крови и уменьшению продолжительности жизни (статистически недостоверно­му). Способность к продолжению рода у крыс при этой дозе нитритов не ухуд­шается. Добавление в питьевую воду морским свинкам от 5 до 10 г нитритов на 1 л (что соответствует 120-290 мг на 1 кг массы тела) в течение 4 месяцев не приводит к макроскопическим изменениям (кроме состава крови); однако на­блюдается значительное снижение репродуктивной способности. Установлено, что нитриты не тератогенны.

При длительном использовании корма, содержащего 40% мяса с 0,02-0,5% нитритов, канцерогенные эффекты обнаружены не были. Скармливание кры­сам в течение 115 недель корма с добавкой до 0.5% нитрита натрия показало, что он не канцерогенен. Однако не исключена возможность образования канце­рогенных N-нитрозосоединений из нитритов и аминов. Они могут образовы­ваться как в самих пищевых продуктах (экзогенное нитрозирование), так и в же­лудке (эндогенное нитрозирование). При микробиологическом восстановлении из нитрата может образовываться дополнительный нитрит. Взаимодействие нит­рата со слюной ведет к увеличению усвоения нитрата и нитрита из пищи. Так как N-нитрозамины - сильные канцерогены, следует ограничивать потребле­ние пищи, содержащей нитриты. Кроме того, рекомендуется приём веществ, за­медляющих нитрозирование (например, витаминов С и Е). Для нитритов SCF установлено временное значение ДСП – 0-0,1 мг на 1 кг массы тела (кроме груд­ных детей до 3 месяцев). JECFA установил ДСП 0-0,2 мг на 1 кг массы тела и высказался против любых добавок нитритов в детское питание.

Биохимическое поведение. Нитриты легко всасываются из желудочно-ки­шечного тракта. Они снижают тонус гладкой мускулатуры, расширяют сосуды и снижают кровяное давление (эффект, используемый в терапии). В более высо­ких дозах нитриты образуют метгемоглобин и поэтому ведут к цианозу.

Эти свойства нитритов никак не проявляются при концентрациях, приме­няемых в пищевых продуктах.

§8. Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах

Нитриты (Е249, Е250) разрешены в некоторых странах для посола рыбопро­дуктов. Почти во всех странах разрешено применение нитритов как вспомога­тельных веществ при посоле мясопродуктов и в качестве консерванта для них. Из-за токсичности нитритов зачастую разрешается применять их только в смеси с поваренной солью.

§9. Действие на микроорганизмы

Общие принципы действия. Антимикробное действие нитритов основано на высвобождении из них азотистой кислоты, а из нее – оксидов азота. Последние связываются с аминогруппами дегидрогеназ микробных клеток, что приводит к их угнетению. Специфическое действие нитритов заключается в торможении бактериальных ферментов, участвующих в расщеплении глюкозы. В об­мене веществ у бактерий есть и другие места, уязвимые для нитритов; их наличи­ем можно объяснить угнетение роста и развития (реакции с цитохромами и с ферментами, содержащими сульфгидрильные группы).

Действие нитритов усиливается с уменьшением значения рН. т.е. с повыше­нием кислотности среды. При рН 6,9 для угнетения бактерий вида Staphylococcus aureus необходима концентрация нитритов 4000 мг/кг, при рН 5,8 – 400 мг/кг, а при рН 5,05 – 80 мг/кг. Добавление пищевых кислот, глюконо-δ-лактона или введение кислотообразующих бактерий (род Lactobacillus) увеличивает эф­фективность нитритов.

Как показывают опыты на питательных средах, концентрации нитритов в 80-160 мг/кг (обычно используемые в мясной промышленности) недостаточны для удовлетворительного торможения развития бактерий. Часто эффект достига­ется только сочетанием нитритов с поваренной солью, а также с понижени­ем (вследствие добавления соли или из-за других факторов) активности воды, достаточно низким значением рН, низким окислительно-восстановительным по­тенциалом, понижением температуры хранении, тепловой обработкой и сниже­нием бактериальной загрязнённости консервируемого продукта.

Для практического консервирования главным является угнетающее дейст­вие нитритов на бактерии рода Clostridium и в связи с этим на образование ботулотоксинов. Действие усиливается примерно в 10 раз, в том числе в отношении спор Clostridium Botulinum, если питательную среду с нитритом подвергали тепловой обработке (эффект Периго). В этом случае минимальная эф­фективная концентрации нитритов составляет 50-200 мг/кг (в зависимости от значения рН). Причины эффекта Периго до сих пор ясны не пол­ностью. Модельные опыты дают основания полагать, что продукты реакции нит­ритов с веществами, которые при нагревании могут образовываться в мясе, обла­дают большим антимикробным действием, чем сами нитриты. В качестве таких веществ рассматриваются нитрозотиолы и продукты взаимодействия нитритов с серосодержащими соединениями и двухвалентным железом (подобные солям Рус­сена). Эти соединения очень неустойчивы при нагревании. Воз­можно, что действие нитрита в мясе, прошедшем тепловую обработку, могут уси­ливать и другие продукты подобных реакций – S-нитрозоцистеин, комплексы цистеина с двухвалентным железом и оксидами азота или продукты реакции нитрита с сахарами, аминосахарами и другими карбонильными соединениями.

Спектр действия. Нитриты не влияют на рост и развитие грибов и плесеней. Их действие направлено исключительно против бактерий (см. табл.14).

§10. Области применения

Добавление нитритов к мясным продуктам, особенно к колбасам и копчёно­стям, не только способствует образованию требуемой окраски и специфического аромата, но и защищает от окислительной и бактериальной порчи. В рамках этой книги интерес представляет исключительно последний эффект. Добавление нит­ритов к мясопродуктам замедляет развитие патогенных и токсичных микроорга­низмов и тем самым образование энтеротоксинов и других ядов, продуцируемых бактериями, что предупреждает пищевые отравления. Их антимикробное дейст­вие проявляется при концентрациях 50-160 мг на 1 кг продукта. Из-за токсич­ности нитритов концентрацию желательно было бы уменьшить, используя мно­гофункциональные заменители, но таковые до сих пор не известны.

Таблица 14. Угнетающее действие нитрита на бактерии

Виды тестируемых бактерий Минимальная действующее концентрация нитрита, мг/кг, после нагрева
в анаэробных условиях в аэробных условиях
Streptococcus mitis 40 4 000
Streptococcus lactis 6 000 10 000
Streptococcus liquefaciens 800 6 000
Streptococcus faecalis 4 000 6 000
Streptococcus salivarius 80 4 000
Streptococcus pyogenes 2 20
Lactobacillus casei 4 000 8 000
Lactobacillus arabinosus 8 000 25 000
Pediococcus cerevisiae 8 000 25 000
Bacillus megatherium 80 4 000
Escherichia coli 2 000 4 000
Aerobacter aerogenes 2 000 4 000
Proteus vulgaris 400 4 000
Salmonella typhosa 800 2 000
Salmonella typhimurium 2 000 4 000
Shigella flexneri 100 2 000

Из множества продуктов, испытанных в ходе поиска таких заменителей. Луч­ше всего подходят сорбиновая кислота и сорбаты. В производстве копче­ностей при обычных значениях активности воды и рН эти вещества угнетают патогенные и токсичные микроорганизмы иногда лучше, чем нитриты (см. гл. 19). Однако их применение никогда не даёт той окраски и того аромата соления, ко­торые возникают при использовании нитритов. По этой причине сорбаты в данной области не смогли стать заменой нитритов.

Как альтернативу нитриту можно рассматривать так называемый Вискон­син-процесс, в котором используют защитную культуру Pediococcus Acidilacticusвместе с сахарозой, а также применение безнитритных посолочных смесей на основе динитрозилферрогемохромина или протопорфирина IX либо использование пигментов плесневых грибов рода Monascus. Некоторые из этих методов обеспечивают привлекательное окрашивание, но большинство не оказывает антимикробного действия; в отдельных случаях возникают техни­ческие проблемы, иногда продукты недостаточно проверены на токсикологиче­скую безопасность.

Нитриты очень реакционноспособны и поэтому в мясе относительно быст­ро претерпевают превращения. Частично они окисляются в нитраты, или превращаются в оксиды азота, или связываются с миоглобином или другими бел­ками либо с такими аминокислотами, как триптофан и тирозин; частично они реагируют с сульфгидрильными соединениями. Жиры, углеводы и другие со­ставляющие пищевых продуктов также могут вступать в реакцию с нитритами.

Для сухого и мокрого посола предпочтительнее использовать нитраты. Нит­риты больше применяют в колбасах и других продуктах из измельченного мяса. При использовании нитратов нитритный посол часто удешевляется благодаря ускорению процесса. Процесс посола можно ускорить шприцеванием рассола в мышечную ткань или введением его через кровеносные сосуды, а также с помощью ультразвука или вакуума.

§11. Прочие действия

Нитриты присоединяются к мышечному красителю миоглобину и образуют с ним устойчивый при кулинарной обработке нитрозомиоглобин, в результате чего мясо приобретает красный цвет. Наряду с этим нитриты вносят важный вклад в создание аромата соления и защищают содержащийся в мясе жир от окис­лительной порчи. Эти «побочные» эффекты имеют для пищевого производства по меньшей мере такую же ценность, как и консервирующее действие нитрита.

rss