Сернистая кислота, её соли и сернистый ангидрид давно и широко применяются в виноделии, производстве соков, для сохранения фруктовых полуфабрикатов промышленной переработки (перед использованием полуфабриката консервант удаляют нагреванием или вакуумированием) и в некоторых других продуктах. Используемые дозировки составляют от 10 до 500 г на тонну продукта, для сушёных фруктов от 0,5 до 2 кг на тонну. При этом дозировки не должны превышать максимальные уровни, регламентируемые «Гигиеническими требованиями по применению пищевых добавок» СанПиН 2.3.2.1293-03 (прил. 3. разд. 3.3). Действие сернистой кислоты в основном бактериостатическое. Кроме того, она обладает антиокислительными свойствами и замедляет реакции ферментативного и неферментативного побурения. Добавление сернистого ангидрида во время и после приготовления вина приводит к связыванию ацетальдегида, стабилизации окраски, микробиологической устойчивости. В вине диоксид серы, прежде всего, предотвращает болезни вина: уксуснокислое, молочнокислое скисание, маннитное брожение, мышиный привкус и «ожирение» вина. Диоксид серы удобно использовать в форме солей сернистой кислоты: сульфитов и гидросульфитов натрия, калия, кальция.

Низин — это природный антибиотик, продуцируемый молочнокислыми бактериями вида Streptococcus lactis. Он предохраняет продукты от грамположительных термоустойчивых бактерий и их спор. Он неэффективен против дрожжей, плесеней и грамотрицательных бактерий. В РФ низин разрешён для применения в производстве плавленых и зрелых сыров (до 12,5 мг/кг), молочных напитков с наполнителями, творожных изделий и десертов (до 10 мг/кг), овощных консервов (до 100 мг/кг заливки), в пудинги из манной крупы или тапиоки и подобные продукты (до 3 мг/кг).

Консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот — собственно сорбиновая и бензойная кислоты, сорбат калия, сорбат кальция, бензоат натрия — могут применяться в производстве маргаринов, майонезов, соусов и салатных заправок, безалкогольных и слабоалкогольных напитков, при консервировании фруктов и овощей. Благодаря отсутствию влияния на вкус и проявлению консервирующего действия в слабокислой среде (при рН < 6,5), сорбиновая кислота и её соли применяются также для увеличения сохранности вин, мучных и сахарных кондитерских, хлебобулочных изделий, сыров, творожных изделий, мясо-, рыбо- и морепродуктов, а также в приготовлении противоплесеневых упаковочных материалов. Например, добавка в масляный крем 0,2 % сорбиновой кислоты позволяет увеличить срок хранения кремовых тортов и пирожных при температуре 2 .8 оС с 36 до 120 ч (ОСТ 10-060—95 «Торты и пирожные»); обработка поверхностей батонов полукопчёных колбас концентрированным раствором сорбата калия увеличивает срок хранения без плесневения в 4 раза; маргарин, содержащий сорбиновую кислоту, хранится при 6 .8°С не менее 2 мес вместо обычных 20 дней (ГОСТ 240-85 «Маргарин»); безалкогольный напиток с добавкой сорбата калия хранится до 180 сут.

Антимикробное действие консервантов на основе бензойной кислоты направлено в основном против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинобразующие, но самым активным в отношении этих микроорганизмов консервантом является сорбиновая кислота и её соли. Поскольку сорбиновая кислота очень активна в отношении дрожжей, в тесто для хлебобулочных изделий добавляют её специальную форму ПАНОСОРБ®, не угнетающую дрожжи до термообработки. Существует специальная форма сорбата калия ВИНОСОРБ®, позволяющая избежать нежелательных технологических эффектов при консервировании вин.

Антимикробная активность кислот и их солей одинакова. При условии равномерного распределения консерванта в продукте сорбат калия и сорбиновая кислота, а также бензоат натрия и бензойная кислота — взаимозаменяемы. Коэффициенты пересчёта дозировок при такой замене приведены в прил. 4, с. 139.

Применение консервантов может быть эффективно только при их равномерном распределении в продукте, которое легче всего достигается растворением консерванта. Ниже приведена растворимость некоторых консервантов в воде при 20 оС, г в 100 мл:

Сорбиновая кислота 0,16

Сорбат калия 138,00

Бензойная кислота 0,34

Бензоат натрия 63,00

Нитрат натрия 88,00

Нитрат калия 37,00

Нитрит натрия 82,90

Поскольку в воде лучше растворимы соли, они рекомендуются для консервирования продуктов с высоким содержанием воды. Пищевые эмульсии с высоким содержанием жира также рекомендуется консервировать солями или смесями кислоты и соли, поскольку водная фаза маргарина или майонеза в значительно большей степени подвержена микробиологической порче, чем жировая. При этом соли используют, как правило, в виде водных растворов, а кислоты — в виде порошков. Водная фаза реальных пищевых продуктов почти всегда содержит поваренную соль, сахар или другое вкусовое вещество. Растворимость консервантов при этом изменяется.

При разработке конкретной рецептуры внесения консерванта в продукт необходимо учитывать следующее:

♦ кислотность среды влияет на эффективность консервантов — чем более кислую реакцию имеет продукт, тем меньше в него требуется добавлять консерванта;

♦ как правило, продукты пониженной калорийности имеют высокое содержание воды и легко подвергаются порче, поэтому количество добавляемого к ним консерванта должно быть на 30 .40 % больше, чем рекомендуется для обычных продуктов;

♦ добавка спирта, большого количества сахара и/или другого вещества, проявляющего консервирующие свойства, снижает требуемое количество консерванта;

♦ консерванты, за исключением сернистого ангидрида и углекислого газа, — термостойкие соединения;

♦ консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот не подвержены воздействию высоких температур, обычно используемых в пищевых технологиях. Тем не менее, если технологический процесс включает длительное кипячение продукта в открытой ёмкости, необходимо увеличить их дозировку, так как они могут частично улетучиваться с паром;

♦ двуокись серы, используемая в производстве ряда продуктов (вино, фруктовые соки и пюре), не может быть полностью заменена другими консервантами, так как двуокись серы выполняет функции не только консерванта, но и антиокислителя;

♦ нитриты и нитраты, применяемые в производстве мясопродуктов, не могут быть полностью заменены другими консервантами, так как выполняют в мясопродуктах ещё и функцию стабилизаторов цвета.

Для получения нужного эффекта при консервировании следует использовать тот или иной консервант в соответствующей дозировке, не забывая о необходимости сочетания различных барьеров для достижения оптимальной микробиологической стойкости продукта. Как показывает практика и описывает барьерная технология Ляйстнера, использовать несколько консервантов в небольших дозировках более эффективно, чем один консервант в высокой дозировке. Так как различные консерванты могут воздействовать на клетку микроорганизма по-разному (блокировать синтез белка, подавлять активность ферментов, разрушать ДНК, клеточную мембрану, нарушать механизмы транспорта питательных веществ), и имеют различный спектр действия, при совместном использовании они могут проявлять эффект синергизма (взаимного усиления). Например, эффективно сочетание низина и сорбата калия при консервировании овощей. Сочетание сорбиновой кислоты (Е 200)/сорбата калия (Е202) с бензойной кислотой (Е210)/ бензоатом натрия (Е211) с успехом применяется для увеличения сроков годности эмульсионных продуктов, в том числе майонезов и кремов для тортов, горчицы и других соусов, продуктов переработки овощей и фруктов, жевательной резинки, напитков. Такие смесевые консерванты эффективнее сорбата калия и бензоата натрия, используемых в этих продуктах индивидуально. Выбор консервантов и их дозировок зависит от степени бактериальной загрязнённости, условий хранения, физико-химических свойств продукта, технологии его получения и желаемого срока годности.