Консервирующие вещества

Размещено на http://www.allbest.ru/

Консервирующие вещества

Консерванты (консервирующие вещества) являются веществами, предназначенными для торможения или предотвращения нежелательных биологических и химических изменений в продуктах питания. Результатом их использования является продление срока хранения определенного сырья, полупродуктов и готовых изделий, а также предотвращение нежелательных изменений качества во время хранения, а в некоторых случаях - обеспечение безопасности употребления продуктов в пищу, например, торможение развития Clostridium botulinum.

Консерванты, предназначенные для сохранения продуктов питания, должны характеризоваться, кроме прочего, эффективностью действия, широким спектром торможения развития микроорганизмов, отсутствием нежелательного действия на присущие органолептические свойства продукта, а прежде всего, отсутствием токсичности либо незначительной вредностью для здоровья человека. По этой причине, среди многочисленных химических соединений, которые тормозят развитие микроорганизмов или уничтожают последние, только некоторые были разрешены санитарной инспекцией отдельных стран для увеличения сохранности продуктов питания.

Действие консерванта заключается во влиянии на биохимические процессы, происходящие в клетке микроорганизма, а в свойства, в:

а) разрушающем действии на стенку клетки или мембраны цитоплазмы, например, вследствие понижения пропускающей способности, плазмолиза, денатурации и так далее;

б) вмешательстве в генетический механизм, например, путем его нарушения (мутагенное действие);

в) повреждении ферментативной системы путем инактивации некоторых ферментов (например, редуцирующее действие на связи сера-сера ферментов), инактивирование необходимых для развития микроорганизмов компонентов (например, витаминов, аминокислот), а также метаболитов.

Эффективности действия консервантов способствуют либо не способствуют условия среды, в свойства, концентрация ионов водорода (рН), температура, химический состав продукта, добавки веществ, снижающих активность воды (сахар, поваренная соль), виды присутствующих микроорганизмов, срок хранения продукта. Самое большое влияние оказывает на практике эффект рН. Чем ниже рН продукта питания, тем более эффективно действуют диссоциирующие соединения - консерванты. Причиной такого явления оказывается тот факт, что одновременно с понижением рН уменьшается степень диссоциации, и консервирующее средство действует в своем недиссоциированном виде (Mueller 1990). Обобщая, можно подчеркнуть, что чем хуже становятся условия роста микроорганизмов (рН, активность в воде, давление молекулярного кислорода), тем более эффективно действует добавка - консервант.

Салициловая кислота. Белые игольчатые кристаллы, легко растворяющиеся в спирту, эфире и хлороформе, труднее -- в воде.

Карболовая кислота. Чистая кислота имеет вид бесцветных игольчатых кристаллов с характерным запахом. Растворяется в воде (1ч. кислоты в 15 ч. воды) и во всех органических растворителях. Сильное консервирующее средство.

Тимол. Бесцветные прозрачные кристаллы, растворяющиеся с трудом в воде, легко -- в спирту, эфире и хлороформе.

Уксус. Различается несколько видов уксуса: 1) винный уксус, приготовляется из вина и имеет почти все составные части вина и присущий ему цвет, содержит 6--8% уксусной кислоты; 2) спиртовый уксус, содержащий в своем составе воду, уксусную кислоту, небольшое количество уксусного эфира и др. составные части; 3) уксус, составленный из воды и уксусной кислоты (на 100 ч. воды 5--7% уксусной «эссенции»); 4) древесный уксус, получающийся сухой перегонкой дерева; в очищенном виде -- прозрачная бесцветная жидкость, содержащая 4--5 % уксусной кислоты, древесный спирт, ацетон и креозот.

Бета-нафтол. Бесцветные прозрачные листочки, получающиеся из нафталина, слабого карболового запаха. Легко растворяется в спирту, эфире, жирных и эфирных маслах.

Сулема. Хлорная ртуть. Растворяется в воде (1ч. сулемы в 15 ч. воды) и в спирту (1ч. сулемы в 3 ч. спирта). Сильный яд.

Формалин. Получается окислением древесного спирта. При обыкновенной температуре -- газ. Препарат, находящийся в продаже, есть 35--40%-ный раствор формалина в воде. Формалин обладает едким запахом, вызывающим слезотечение, и сильно консервирующими и окисляющими свойствами. Животный клей (в сухом виде), смоченный 4%-ным раствором формалина, становится нерастворимым в воде.

Консервирующие свойства принадлежат, кроме того, скипидару, винному спирту, гвоздичному маслу, спиковому и лавандовому маслам, сивушному маслу, креозоту, резорцину, нашатырному спирту, буре, камфаре и метиловому (древесному) спирту.

К добавкам в группе консервирующих средств относятся те вещества, которые тормозят развитие микроорганизмов либо уничтожают их в низкой концентрации (ниже 0,2%). По этой причине к консервантам не относят, например, сахар, поваренную соль, уксус, этанол, которые повсеместно используются в качестве компонентов продуктов питания и способствуют их сохранению.

Среди химических консервантов, способствующих устойчивости продуктов питания при хранении, можно выделить две основные группы:

I. Типичные консерванты (с антимикробным действием). В группе консервантов обнаруживается разделение на антисептики, то есть, химические вещества с относительно простым строением, не микробиологического происхождения, которые добавляют обычно в количестве десятых долей процента, а также антибиотики - химические соединения, вырабатываемые микроорганизмами, которые используются в количестве от нескольких до нескольких сотен частей на миллион. Разделение такого рода и соответствующие определения не являются однозначными, поскольку некоторые антисептики (например, пропионовая кислота) вырабатываются микроорганизмами, а некоторые антибиотики можно получать путем их синтеза (Horubala 1975).

II. Вещества, используемые для других целей, но обладающие также консервирующим действием (антиоксиданты жиров, красителей, витаминов, вкусовых веществ; вещества, предохраняющие от ферментативного или не ферментативного побурения).

К консервантам предъявляются определенные требования.

Они должны быть биологически безвредными, нетоксичными, химически индифферентными по отношению к веществам, входящим в состав препарата, материалам технологического оборудования, упаковочным материалам, к факторам окружающей среды в процессе изготовления препарата и при хранении. Не должны вызывать аллергических реакций, придавать лекарственной форме требуемые свойства. Консерванты должны проявлять необходимые функциональные свойства при минимальном содержании в препарате. Должны способствовать проявлению требуемого фармакологического эффекта, не подвергаться микробной контаминации, выдерживать стерилизацию, не оказывать отрицательного влияния на органолептические свойства препарата или улучшать их, быть экономически выгодными.

В ГФ в качестве консервантов-антисептиков рекомендуется применять хлорбутанолгидрат 0,05-0,5 % (растворы адреналина 0,1 %, коргликона 0,06% и др.); фенол 0,25-0,5 % (вакцины, препараты инсулина); хлороформ 0,5 % (различные сыворотки); нипагин 0,1 % (конваллотоксин 0,03 %, строфантин К 0,05%).Основными требованиями, предъявляемые к консерванту в фармацевтической практике, являются соответствие эмпирическому фактору безопасности и антимикробная активность в течение периода хранения и применения лекарства, хотя и этого явно недостаточно. Так, исследование бензойной кислоты и ее препаратов, десятки лет широко используемых в консервировании лекарств, показало, что даже этот известный препарат обладает коканцерогенными свойствами.

Тем не менее в связи с успехами синтетической химии наплыв веществ, которые обладают свойствами консервантов, продолжается, что требует их классификации.

Консервирующие вещества применяются только в крайне необходимых случаях, когда нельзя использовать стерилизацию или другие приемы для сохранения стерильности из-за сложной физико-химической структуры лекарственных препаратов или из-за невозможности создания упаковок с одноразовыми дозами. Консерванты так же применяют для сохранения стерильности при многократном использовании. Консервирующие вещества разлагаются при нагревании.

Консерванты классифицируют следующим образом:

- неорганические соединения;

- металлоорганические соединения;

- органические соединения: спирты, кислоты, эфиры, соли четвертичных аммониевых солей.

Неорганические соединения (препараты серебра, серебряная вода и др.) - это в основном соли тяжелых металлов, которые вызывают гибель микроорганизмов при небольших разведениях. Применяют для глазных капель и обеззараживания питьевой воды.

Металлоорганические - органические соединения ртути, обладающие большой антимикробной активностью и в малых дозах не токсичны для человека. К таким веществам относятся: мертиолат 0,001 - 0,002% (для глазных капель и инъекционных растворов); метафен 1:2500 (для глазных капель); фенилртутные соли 0,001 - 0,002% (для глазных капель и инъекционных растворов).

Органические соединения

1. Спирты. Этиловый спирт используется для консервирования галеновых препаратов в концентрации 20%; фенилэтиловый спирт для консервирования глазных капель в концентрации 0,3%; бензиловый спирт - в концентрации 0,5% используется для консервирования 15% инъекционного раствора нембутала, в концентрации 0,9% для глазных капель со стероидными препаратами.

2. Фенолы. Раствор фенола (0,25; 0,3; 0,5%) используется для консервирования парэнтеральных растворов (инсулиновых препаратов, вакцин, сывороток), как консервант фармацевтических препаратов не применяется (обладает высокой токсичностью, вызывает аллергические реакции); хлоркрезол (0,05% - для капель, 0,1% - для инъекционных растворов) - в 10-15 раз активнее фенола в отношении грибов и бактерий, менее токсичен; бензойная кислота - в концентрации 0,1-0,2 % используется для сахарных сиропов, рыбьего жира, эмульсий и др.; сорбиновая кислота - в концентрации 0,1 используется для консервирования растворов, 0,2% для консервирования эмульсий, 0,7% для консервирования сиропов, менее токсична, чем остальные консерванты.

3. Сложные эфиры.Сложные эфиры параоксибензойной кислоты - метиловый (нипагин), пропиловый (нипазон) и бутиловый (бутабен) эфиры. Метиловый применяется для консервирования водных растворов, бутиловый - масляных. Пропиловый эфир ценен тем, что растворим в воде и масляных растворах, имеет большую активность при меньшей токсичности.

4. Соли четвертичных аммониевых соединений - это синтетические вещества с высокой поверхностной активностью и бактерицидным действием. Из этой группы веществ широко применяются бензалкония хлорид, который представляет собой смесь хлоридов алкилдиметилбензиламмония. В концентрации 1: 10000 для консервации глазных капель и капель для носа. Этот консервант совместим со многими лекарственными веществами, за исключением серебра нитрата, сульфатиазола натрия, кислоты борной. Он обладает значительной бактериостатической и фунгистатической активностью. Из других производных четвертичных аммониевых соединений используют безетония хлорид в концентрации 1: 4000 для консервирования глазных капель, в концентрации 1:10000 и 1:20000 для инъекционных растворов.

Соединением этой группы, представляющий значительный интерес, является додецилдиметилбезиламмония хлорид. По безвредности, антимикробной активности и стабильности ДМДБАХ значительно превосходит бензалкония хлорид. При консервировании глазных капель ДМДБАХ выдерживает стерилизацию 100 и 120 градусов и сохраняет активность более полутора лет.

Применение консервантов при изготовление лекарственных средств.

Консерванты вводятся в ЛФ, как правило, перед стерилизацией растворов. Их действие может обусловливаться блокированием сульфгидрильных групп, нарушением клеточных мембран, коагуляцией белка, а также химическим антагонизмом. Консерванты, которые используются для стабилизации ЛС, должны удовлетворять следующим требованиям:

* обеспечивать широкий спектр антимикробного действия;

* не обладать токсическим или раздражающим действием;

* быть совместимыми с лекарственными и вспомогательными веществами;

* быть устойчивыми во времени;

* не влиять на органолептические характеристики ЛС.

Следует отметить, что ассортимент консервантов, применяемых в фармацевтической практике, довольно ограниченный, поскольку не все известные консерванты удовлетворяют перечисленным выше требованиям. Наиболее распространенными консервантами являются кислота борная, натрия тетраборат декагидрат, соединения ртути (II) (этанолмеркурия хлорид, мертиолат), фенол, спирт этиловый, кислота бензойная, натрия бензоат, а также парабены - сложные эфиры кислоты н-гидроксибензойной (нипагин метиловый эфир, пипазол - пропиловый, бутабен - бутиловый), соли четвертичных аммониевых оснований (бензалкония хлорид, бензэтония хлорид, цетилпиридиния хлорид, додецилдиметилбензиламмония хлорид ).

Рассмотрим действие некоторых консервантов подробнее:

Производные мочевины обладают хорошей антимикробной активностью, а также смягчают кожу. Сама мочевина - вещество эндогенного происхождения, то есть она синтезируется в организме человека и многих позвоночных животных. Мочевина участвует в биохимических путях и процессах выделения. Однако в косметике активно используют производные мочевины - диазолидинил и имидазолидинилмочевину. Несколько лет назад было показано, что в процессе разрушения эти вещества служат источником формальдегида (он нарушает функции нервной системы, считается токсичным компонентом).

Формальдегид относится к консервантам - антисептикам. Формальдегид и его производные - это низкомолеклярные вещества, обладающие способностью легко преодолевать защитный кожный барьер, то есть проникать в живые слои кожи.

Попадая в область функционирования клеточных систем, например в нижний (базальный) слой клеток эпидермиса, консервант легко уничтожает клетки и лишает их способности к делению. Результатом такого воздействия является нарушение процесса формирования эпидермиса (верхнего слоя) и, как правило, преждевременное старение и увядание кожи.

Достаточно мрачная, но, к сожалению, правдивая картина.

Формальдегид содержит такие вещества, которые на красивых коробочках обозначены как бронопол, имидазалидинилмочевина, 2-бромо-2-ниртопрон-1, ДМДМ хидантоин, 5-бромо-5-нитро-1, 3-диоксин.

Названия тиомерсал или тимеразол не что иное, как соединения ртути.

Бронопол - консервант с сильным фунгицидным (противогрибковым) и бактерицидным действием. Входит в состав дезодорантов и косметических кремов. Разрешен к применению в концентрации не более 0,1%. В последние годы использование этого консерванта в косметологии не рекомендовано в связи с обнаружением участия бронопола в образовании канцерогенных нитрозаминов. Бронопол в концентрации 0,2% вызывает эритему кожи, при концентрации 0,5% - отек, используется при протравливании семян хлопчатника. При взаимодействии бронопола с моно- и диэтаноламинами возможно образование - нитродиэтаноламина, обладающего мутагенными свойствами.

Еще один синтетический консервант - анитисептик - триклозан. Триклозан является слабым антисептиком, но опасен тем, что может уничтожать полезные бактерии на коже.

Производные изотиазолинона (метилхлоризотиазолинон (катон CG), метилизотиазолинон), обладают очень широким спектром действия: они предотвращают размножение бактерий, грибков и плесеней. Производные изотиазолинона используют в производстве косметики с 70-х годов прошлого столетия, но до сих пор эти консерванты остаются самыми эффективными. Научные исследования выявили некоторые побочные эффекты этих веществ: метилхлоризотиазолинон при длительном присутствии на коже вызывает раздражение, кроме того, активно проникает в глубокие слои, где может накапливаться. На основе этих фактов использование производных изотиазолинона допустимо лишь в малых концентрациях, предпочтительно в продуктах, которые не остаются долго на коже (шампуни, гели для умывания). Если консервант использован в креме, то процент ввода должен быть еще сильней уменьшен.

Парабены - краеугольный камень современной косметологии. Их можно обнаружить в шампунях, увлажнителях, гелях для бритья, лубрикантах (смазках), мазевых основах, парентеральных веществах, спреях, зубной пасте. Они также используются в качестве пищевых добавок.

консервант сырье полупродукт питание

Размещено на Allbest.ru