Πώς λειτουργούν τα συντηρητικά τροφίμων;

Σε αυτά που τρώμε προστίθενται διάφορα είδη συντηρητικών τροφίμων, ανάλογα με το ίδιο το τρόφιμο. Όλα αποτρέπουν την αλλοίωση των τροφίμων, αλλά διαφορετικοί τύποι το κάνουν με διαφορετικούς τρόπους. Μερικοί το κάνουν σκοτώνοντας μικρόβια στα τρόφιμα, ενώ άλλοι δυσκολεύουν εξαρχής την ανάπτυξη των μικροβίων.

Ενώ έβαζα άφθονα κέτσαπ στο πιάτο μου για ένα σάντουιτς που έφτιαχνα πρόσφατα, έτυχε να προσέξω την ετικέτα των συστατικών. Ένα συστατικό που με εντυπωσίασε ως ασυνήθιστο ήταν το "συντηρητικό E211".

Δεν είναι ασυνήθιστο, αυτό καθεαυτό, αλλά τι μου έρχεται στο μυαλό αν σας ζητήσω να αναφέρετε τα συστατικά της κέτσαπ; Συνήθως θα ήταν ντομάτα, ζάχαρη, αλάτι και νερό. Ωστόσο, τα συντηρητικά τροφίμων είναι πάντα εκεί στο παρασκήνιο, προστατεύοντας τα αγαπημένα μας τρόφιμα από τα μικρόβια.

Από ένα πακέτο πατατάκια μέχρι μαρμελάδες και βούτυρο που λατρεύουμε να αλείφουμε στις φέτες ψωμιού μας, κάθε τρόφιμο που διαρκεί περισσότερο από μία ή δύο μέρες φαίνεται να έχει προσθέσει συντηρητικά. Αυτά τα συντηρητικά κυκλοφορούν σε διαφορετικούς τύπους και όλα λειτουργούν διαφορετικά!

Αλάτι και ζάχαρη

Το αλάτι και η ζάχαρη είναι τα πιο ιστορικά συντηρητικά για τα τρόφιμα. Αυτά τα δύο υπήρχαν από την αρχαιότητα για να συντηρούν τα τρόφιμα μας.

Το αλάτι χρησιμοποιείται στα λαχανικά, τα ψάρια και το κρέας σε μια διαδικασία που ονομάζεται αλάτισμα, ωρίμανση με αλάτι ή καλαμπόκι. Η ζάχαρη χρησιμοποιείται σε μαρμελάδες και ζελέ και σε κρέατα όπως το ζαμπόν με ζάχαρη. Τα λαχανικά συντηρούνται συνήθως παστώνοντάς τα σε άλμη, που είναι μείγμα αλατιού και νερού. Από την άλλη πλευρά, το κρέας μπορεί να τρίβεται με αλάτι και να στεγνώνει ή μπορεί να εγχυθεί ένα διάλυμα αλατιού σε αυτό.

Το αλάτι ως συντηρητικό τροφίμων. (Φωτογραφία:Wichaiwish/Shutterstock)

Το πώς λειτουργεί το αλάτι και η ζάχαρη είναι τόσο απλό όσο το ABC. Η προσθήκη αλατιού και ζάχαρης κάνει το περιβάλλον μέσο υπερτονικό. Αυτό σημαίνει ότι έχει υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας, σε σύγκριση με τη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας μέσα σε ένα μικροβιακό κύτταρο. Όταν ένα βακτηριακό κύτταρο προσγειώνεται στο τρόφιμο που έχει θεραπευθεί, το εσωτερικό του έχει περισσότερα μόρια νερού (ή διαλύτη), σε σύγκριση με το εξωτερικό μέσο, ​​το οποίο είναι υπερτονικό.

Αυτό που συμβαίνει στη συνέχεια είναι μια απλή διαδικασία που ονομάζεται πλασμόλυση. Τα μόρια του νερού μετακινούνται από την υψηλότερη συγκέντρωση στη χαμηλότερη συγκέντρωσή τους. Αυτό σημαίνει ότι μετακινούνται από το εσωτερικό του βακτηριακού κυττάρου προς το εξωτερικό περιβάλλον. Αυτό συμβαίνει για να διατηρείται η ισορροπία, αλλά αφήνει το βακτηριακό κύτταρο αφυδατωμένο. Στη συνέχεια πεθαίνει απουσία κατάλληλης ποσότητας νερού.

Μια υψηλότερη συγκέντρωση μορίων αλατιού ή ζάχαρης σε τέτοια σενάρια μπορεί μερικές φορές ακόμη και να σπάσει το μονοκύτταρο σώμα του μικροβίου. Ο λόγος είναι οι διαφορές πίεσης μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού του κυττάρου.

Το αλάτι και η ζάχαρη είναι συντηρητικά τροφίμων. (Φωτογραφία:5 δευτερόλεπτα Studio/Shutterstock)

Σε έναν άλλο μηχανισμό, η ζάχαρη και το αλάτι μπορούν να επηρεάσουν την ενζυματική δραστηριότητα ενός μικροβίου. Μπορεί επίσης να αποδυναμώσουν τη μοριακή δομή του DNA του μικροβίου, καθιστώντας το ανίκανο να λειτουργήσει κανονικά.

Η ζάχαρη είναι επίσης γνωστό ότι δρα ως συντηρητικό τροφίμων έμμεσα. Επιταχύνει τη συσσώρευση άλλων αντιμικροβιακών ουσιών από την ανάπτυξη ορισμένων μικροοργανισμών. Για παράδειγμα, η ζάχαρη μετατρέπεται σε αιθανόλη στο κρασί λόγω της ζύμωσης από τις ζύμες.

Νιτρικά και νιτρώδη

Αυτή είναι μια άλλη κατηγορία συντηρητικών τροφίμων που βρίσκονται φυσικά στο νερό, τα φρέσκα φρούτα και τα λαχανικά. Τα νιτρικά και τα νιτρώδη άλατα προστίθενται κυρίως στο ζαμπόν, το μπέικον, το σαλάμι και ορισμένα τυριά και προϊόντα τυριού. Αποτρέπουν ορισμένα τυριά από το να προκαλέσουν φούσκωμα. Τα νιτρικά και τα νιτρώδη χρησιμοποιούνται με τη μορφή των αλάτων τους.

Αυτά αποτρέπουν την αλλοίωση των τροφίμων από μικρόβια, ιδιαίτερα το Clostridium botulinum, που προκαλεί αλλαντίαση, μια θανατηφόρα μορφή τροφικής δηλητηρίασης. Προτείνεται ότι το μονοξείδιο του αζώτου (που σχηματίζεται από νιτρώδη) αντιδρά με την πρωτεΐνη σιδήρου-θείου των βακτηρίων, η οποία είναι απαραίτητη για το μεταβολισμό τους. Με την αναστολή του μεταβολισμού των βακτηρίων, τα νιτρώδη λειτουργούν ως συντηρητικό.

Πειράματα αποκάλυψαν επίσης ότι η προσθήκη νιτρικού σε ένα μέσο γλυκόζης που περιέχει C. βοτουλίνη προκάλεσε μεγάλη και ταχεία μείωση της ενδοκυτταρικής συγκέντρωσης ATP των βακτηρίων. Όχι μόνο αυτό, αλλά υπήρξε και σημαντική απέκκριση πυροσταφυλικού. Με μειωμένο ATP και αναστολή των πρωτεϊνών σιδήρου-θείου, τα νιτρώδη άλατα κάνουν τη δουλειά τους για την προστασία της τροφής μας από αυτό το βακτήριο.

Τα νιτρικά άλατα στα τρόφιμα βοηθούν στην προστασία από τα είδη Clostridium. (Φωτογραφία:Olga Bolbot/Shutterstock)

Τα νιτρώδη επιβραδύνουν την ανάπτυξη δυσάρεστων οσμών και γεύσεων του κρέατος κατά την αποθήκευση. Τόσο τα νιτρικά όσο και τα νιτρώδη δίνουν στο κρέας το κοκκινωπό-ροζ χρώμα του και αυξάνουν τη γεύση του umami. Τα νιτρικά άλατα αντιδρούν με τη μυοσφαιρίνη για να παράγουν μονο-νιτροζυλο αιμοχρωματικό, το οποίο είναι υπεύθυνο για το χρώμα.

BHA και BHT

Το BHA και το BHT σημαίνουν Βουτυλιωμένη Υδροξυανισόλη και Βουτυλιωμένο Υδροξυτολουόλιο, αντίστοιχα. Δημητριακά, τσίχλες, γρήγορο φαγητό, επεξεργασμένες πατάτες, μείγματα ποτών, σνακ, κ.λπ., όλα χρησιμοποιούν BHT ή/και BHA ως συντηρητικά τροφίμων.

Αυτά θεωρούνται συντηρητικά τροφίμων λόγω των αντιοξειδωτικών τους ιδιοτήτων. Είναι γνωστό ότι η έκθεση στον αέρα ή το οξυγόνο προκαλεί αλλοίωση των τροφίμων. Αυτό συμβαίνει επειδή το οξυγόνο προωθεί την ανάπτυξη αερόβιων βακτηρίων στα τρόφιμα. Επιπλέον, τα οξειδωτικά ένζυμα που υπάρχουν φυσικά στα τρόφιμα καταλύουν τις αντιδράσεις μεταξύ του οξυγόνου και των συστατικών των τροφίμων, καθιστώντας το φαγητό νωρίτερα μπαγιάτικο.

Το BHT και το BHA εμποδίζουν τα φαγητά να ταγγίσουν. (Φωτογραφία :sulit.photos/Shutterstock)

Η οξείδωση είναι υπεύθυνη για τα λίπη στα τρόφιμα που γίνονται ταγγικά. Σε αυτή την οξείδωση οφείλεται και ο αποχρωματισμός των ανοιχτόχρωμων φρούτων. Το BHA εμποδίζει τα λίπη που υπάρχουν στα τρόφιμα να ταγγίσουν. Λειτουργεί επίσης ως αποαφριστικός παράγοντας για τη μαγιά. Το BHT κάνει το ίδιο, με μια πρόσθετη λειτουργία να διατηρεί τη μυρωδιά, το χρώμα και τη γεύση του φαγητού.

Δεδομένου ότι τα BHA και BHT είναι αντιοξειδωτικά, το οξυγόνο αντιδρά κατά προτίμηση με αυτά. Έτσι, τα λίπη και τα έλαια των τροφίμων προστατεύονται από το τάγγισμα λόγω της αντίδρασης με το οξυγόνο. Το BHA και το BHT συνεισφέρουν άτομα υδρογόνου από τη φαινολική υδροξυλομάδα (-ΟΗ που συνδέεται απευθείας με έναν δακτύλιο βενζολίου) για να διακόψει την αλυσίδα των οξειδωτικών αντιδράσεων ελεύθερων ριζών.

Σε αυτή τη διαδικασία, σχηματίζουν σταθερές ελεύθερες ρίζες που δεν ξεκινούν ή διαδίδουν περαιτέρω αντιδράσεις με τα λιπίδια του τροφίμου. Αυτό δεν είναι μόνο για φαγητό όμως. Το BHA και το BHT διατηρούν επίσης έλαια και λίπη που υπάρχουν στα καλλυντικά και τα φαρμακευτικά προϊόντα.

Βενζοϊκό οξύ και βενζοϊκά άλατα

Πρόκειται για μια ομάδα συντηρητικών που χρησιμοποιούνται συνήθως, ειδικά στα ανθρακούχα ποτά. Διατηρούν επίσης σαλάτες τροφίμων, σιρόπια, μαρμελάδες, ζελέ, κιμά, τουρσιά, πίτες, γεμίσεις ζαχαροπλαστικής, κοκτέιλ φρούτων, σάλτσα σόγιας και πολλά άλλα κοινά τρόφιμα. Το «συντηρητικό E211» είναι το βενζοϊκό νάτριο, που συχνά προστίθεται σε όξινα τρόφιμα όπως τα τουρσιά και το κέτσαπ.

Το βενζοϊκό οξύ και τα βενζοϊκά είναι αντιβακτηριακά και έτσι εμποδίζουν την αλλοίωση των τροφίμων. Αποτρέπουν επίσης την ανάπτυξη της μαγιάς.

Τα ανθρακούχα ποτά περιέχουν βενζοϊκό ως συντηρητικό τροφίμων. (Φωτογραφία:Stokkete/Shutterstock)

Η αντιμικροβιακή δράση του βενζοϊκού οξέος είναι καλύτερη σε χαμηλότερο εύρος pH, από 2,5 έως 4,0. Αυτό που συμβαίνει σε αυτό το εύρος pH είναι ότι η μη ιονισμένη μορφή του βενζοϊκού οξέος έχει ένα πλεονέκτημα στην είσοδο στην πλασματική μεμβράνη του μικροβίου.

Όταν το ενδοκυτταρικό pH πέσει κάτω από το 5, η αναερόβια ζύμωση της γλυκόζης μειώνεται σημαντικά, η οποία με τη σειρά της αναστέλλει την ανάπτυξη και την επιβίωση των περισσότερων μικροβίων που αλλοιώνουν τα τρόφιμα.

Το βενζοϊκό οξύ χρησιμοποιείται επίσης ως συντηρητικό στα καλλυντικά.

Συμπέρασμα

Στη βιομηχανία τροφίμων κυκλοφορούν διάφορα συντηρητικά τροφίμων και είναι εξαιρετικά απαραίτητα για την προστασία των αγαπημένων μας τροφίμων. Ωστόσο, τα συντηρητικά δεν είναι η μόνη απάντηση. Η ψύξη μπορεί επίσης να προστατεύσει το φαγητό σας από μικρόβια. Έτσι, την επόμενη φορά που θα ανοίξετε ένα πακέτο στιγμιαίο ποπ κορν προτού τραβήξετε αυτήν την ταινία στον φορητό υπολογιστή σας, σαρώστε την ετικέτα των συστατικών για να βρείτε ποια συντηρητικά έχουν χρησιμοποιηθεί!