نیتریت‌ها، نیترات‌ها (افزودنی‌ها، نگهدارنده‌ها)

امروز طیف وسیعی از مواد باعنوان افزودنی به مقدار کم در تهیهٔ موادغذائی استفاده می‌شوند. افزودنی‌ها ترکیباتی هستند که برای جلوگیری از فساد و حفظ طعم موادغذائی در مدت نگهداری، جلوگیری از رشد و نمو میکروبی، تشدید رنگ مخصوص، پایداری و اصلاح ساختمان فیزیکی محصول و اصلاح ظاهر محصول غذائی استفاده می‌شوند. یکی از این افزودنی‌ها نگه‌دارنده‌هاست. نگه‌دارنده‌های ضدمیکروبی غذائی، علاوه بر تأمین سلامت موادغذائی، باعث طولانی‌تر شدن عمر این مواد و کاهش ضایعات هزینهٔ فرآوری و مشکلات فروش می‌شوند. ترکیبات نگه‌دارندهٔ فراوانی سال‌هاست که به موادغذائی افزوده می‌شوند. یکی از این نگه‌دارنده‌ها ترکیبات نیترین است که به‌صورت نیتریت سدیم (E۲۵۰)، نیتریت پتاسیم (E۲۴۹)، نیترات سدیم (E۲۵۲) و نیترات پتاسیم (E۲۵۱) استفاده می‌شود.
ترکیبات نیتریتی به‌خصوص نیتریت سدیم افزودنی چندمنظوره‌ای است که در گوشت‌های عمل‌آوری شده کاربرد دارد، علاوه بر خاصیت ضدمیکروبی در مقادیر کم، برای ایجاد رنگ و عطر و طعم نیز استفاده می‌شود. در حقیقت ترکیبات نیتریتی و نیتراتی برای جلوگیری از رشد میکروارگانیسم‌ها، به‌خصوص کلستریدیوم بوتولینوم و ایجاد رنگی صورتی و طعم مناسب در گوشت‌های عمل‌آوری شده، استفاده می‌شود. سم بوتولینوم خطرناک‌ترین ترکیب سمی شناخته شده است که ۱۵ هزاربار خطرناک‌تر از گاز اعصاب است. نیتریت و نیترات در محصول گوشتی، مرغ (ماکیان)، پنیر و همچنین محصولاتی از ماهی نیز به‌عنوان نگه‌دارنده استفاده می‌شوند. نیتریت به تنهائی ولی نیترات زمانی‌که در اثر احیا به نیتریت تبدیل می‌شود اثر ضدمیکروبی دارد. چگونگی مکانیسم اثر نیتریت روی باکتری‌ها هنوز کاملاً روشن نیست، ولی تصور می‌شود که نیتریت با تأثیر بر روی ترکیبات سولفیدریل موجود در میکروارگانیسم‌ها تغییراتی در آنها ایجاد می‌کند که سبب اختلال در متابولیسم و در نهایت رشد و تکثیر میکربی می‌شد.
اثر ضدمیکروبی نیتریت به میزان ph فراورده بستگی دارد، به‌طوری‌که با پائین‌آمدن یک واحد ph، بخش تجزیه‌نشدهٔ اسیدنیترو (HNO۲) که عامل ضدمیکربی است به ۱۰ برابر افزایش می‌یابد و به همین دلیل افزودن مقدار کمی از اسیدهای خوراکی به فرآورده‌های عمل آمده به منظور کاهش میزان ph توصیه می‌شود. در میزان تأثیرات ضدباکتری نیتریت فقط مقدار مصرف آن مؤثر نیست بلکه سایر عوامل محیطی مانند ph، eh میزان aw و درجهٔ حرارت محیط نیز مؤثر است. بیشترین اثر نیتریت در جلوگیری از رشد کلستریدیوم بوتولینوم در ph بین ۵ تا ۵/۵ ظاهر می‌شود.
● منابع نیترات و نیتریت
نیتریت نمکی است که برای نگهداری گوشت، ماهی و مرغ استفاده می‌شود و در بدن انسان نیز از طریق فرایندهای طبیعی و هضم غذاهائی که شامل نیتریت و نیترات هستند تشکیل می‌شود. نیترات ترکیب طبیعی همهٔ میوه‌ها، سبزی‌ها و غلات است. برگ‌های سبز و سبزی‌های ریشه‌ای مانند اسفناج و هویج بیش از ۸۵ درصد نیترات را فراهم می‌کنند که ممکن است طی اعمال گوارش بدن به نیتریت تبدیل شود. نیترات ممکن است مختلف متفاوت و در بعضی مکان‌ها بسیار زیاد است. میزان نیترات موجود در آب آشامیدنی و سبزی‌ها تحت‌تأثیر کودهای نیتراتی‌ای که استفاده می‌شود متغیر است.
● نیتریت به چه غذاهائی افزوده می‌شود؟
غذاهائی که نیتریت به آنها افزوده می‌شود شامل بیکن (گوشت نمک‌زدهٔ خوک)، کالباس تخمیری، هات‌داگ، سالامی، گوشت قرمه شده و دیگر گوشت‌های عمل‌آوری یا دودی شده ماهی و مرغ و... است.
● میزان مجاز نیتریت و نیترات
مقدار مجاز نیترات و نیتریت را قوانین ملی هر کشوری تعیین می‌کند. طبق بررسی‌های انجام شده مقدار این ترکیب از ۱۲۰ تا ۲۰۰ قسمت در میلیون (ppm) متغیر است، البته به‌ندرت ممکن است این مقدار از ۱۵۰ ppm تجاوز کند. سازمان غذا و داروی آمریکا متذکر شده که نباید مقدار نیتریت از ۲۰۰ppm و مقدار نیترات از ۵۰۰ppm بیشتر باشد، به‌طور کلی برای جلوگیری از نشو و نمای باکتری‌های بیماری‌زا ۸۰ تا ۱۵۰ ppm ضروری است. در کشور ما، طبق استاندارد شمارهٔ ۲۳۰۲ (ویژگی‌های سوسیس و کالباس) میزان نیتریت در فراوده‌های نهائی نباید از ۱۲۵ ppm تجاوز کند.
● ترکیبات NOCs
ترکیبات NOCs شامل نیتروزامین‌ها و نیتروزامیدهاست که با فرایند N نیتروزاسیون تشکیل می‌شوند. این فرآیند با حضور نیتریت در معدهٔ انسان انجام می‌شود که البته میزان بالای ویتامین C مانع از واکنش نیتروزاسیون می‌شود. نیتریت بدن و معدهٔ انسان با مصرف غذاهای حاوی این ماده و همچنین از طریق تبدیل نیترات به نیتریت تشکیل می‌شود. در حقیقت نیترات می‌تواند به نیتریت تبدیل شود و نیتریت نیز در واکشن با آمین‌های نوع دوم در معدهٔ انسان به نیتروزآمین تبدیل شود. مقدار آمین‌های نوع دوم اساساً در گوشت کم است، اما باید توجه شود که فعالیت میکروارگانیسم‌ها به‌خصوص انواع بی‌هوازی آنها سبب تولید این مواد می‌شود. اگر چه پیشرفت‌هائی در امر کنترل فرآیند عمل‌آوری صورت گرفته و از میزان نیتریت باقیمانده در گوشت کاسته شده، بهترین اقدام در این جهت اضافه کردن اسیداسکوربیک به مخلوط عمل‌آورنده است، چرا که این اسید نقش سودمند خود را از دو طریق ظاهر می‌کند. اول این‌که به منزلهٔ عاملی احیاکننده عمل می‌کند و مستقیم یا غیرمستقیم سبب افزایش واکنش‌های احیاکنندهٔ اساسی در تشکیل MBNO می‌شود. به این ترتیب می‌توان مقادیر کمتری از نیتریت یا نیترات را در مخلوط‌های عمل‌آورنده به‌کار گرفت. اثر دوم اسیداسکوربیک این است که اساساً از تشکیل نیتروزآمین جلوگیری کند.
● خطرات نیتروزآمین‌ها
در حالی‌که نیترات‌ها و نیتریت‌ها که سال‌ها در صنایع غذائی برای جلوگیری از فساد موادغذائی و تولیدرنگ به‌کار می‌رفتند، از ۱۹۶۰ به‌دنبال مسمومیت کبدی حیوانات اهلی تغذیه شده با پودرماهی کنسروشدهٔ محتوی مقدار زیادی نیتریت سدیم، خطر استفاده از این مواد آشکار شد. در ۱۹۷۰، سازمان غذا و داروی آمریکا در تلاش بود استفاده از نیتریت در فرآورده‌ها را ممنوع کند که به‌دلایلی مختلفی امکان‌پذیر نشد و اکنون این ترکیب به‌صورت صددرصد قانونی استفاده می‌شود.نیتریت‌ها به‌علت فعالیت شیمیائی موادسمی و خطرناکی هستند که در سنتز نیتروزآمین‌ها شرکت دارند. با توجه به خطرات سرطان‌زائی نیتروزآمین‌ها، تحقیقات بسیاری دربارهٔ کاربرد و مقدار نیترات و نیتریت مصرفی در موادغذائی انجام شده است. این بررسی‌ها نشان می‌دهد که بیش از ۹۰ درصد از ۳۰۰ ترکیب نیتروز آزمایش شده در حیوانات آزمایشگاهی باعث بروز سرطان شده‌اند. البته با تحقیقات در مورد انسان تاکنون چنین نتیجه‌ای حاصل نشده است. تحقیقات نشان می‌دهد که ترکیبات نیتروز در داخل بدن نیز می‌تواند تشکیل شود و رژیم غذائی در مقدار و نوع ترکیب نیتروز تشکیل شده اثر می‌گذارد. براساس این تحقیقات، میزان نیتروزآمین تحت‌تأثیر عوامل بسیاری است؛ از جمله مقدار نیتریت افزوده شده در طول فرآیند، غلظت آن در گوشت، نوع و مقدار دیگر ترکیبات استفاده شده در فرآیند، شرایط فرآیند، طول مدت نگهداری (در انبار)، دمای انبار، روش پختن و میزان حرارت در طول فرآیند. در مورد تأثیر حرارت روی محصولات عمل‌آوری شدهٔ گوشتی با نیتریت مشخص شد هنگامی‌که بیکن (گوشت نمک‌زدهٔ خوک) در ۸/۹۸ درجهٔ فارنهایت به مدت ۱۰ دقیقه، ۲۷۵ درجهٔ سانتی‌گراد به مدت ۱۰ دقیقه و ۱۳۵ درجه سانتی‌گراد به مدت ۳۰ دقیقه سرخ می‌شود، انرژی از نیتروپیرولیدین در آن باقی نمی‌ماند. اما هنگامی‌که همین گوشت در ۵/۱۹۰ درجهٔ سانتی‌گراد برای مدت ۶ دقیقه، ۴/۲۰۴ درجهٔ سانتی‌گراد به مدت ۴ دقیقه، ۴/۲۰۴ درجهٔ سانتی‌گراد به مدت ۱۰ دقیقه (حالت سوخته) سرخ شود، میزان نیتروزپیرولیدین به ترتیب ۱۰، ۱۷ و ppb۱۹ می‌شود. شاید این سؤال مطرح شود که آیا غذاهائی که نیتریت و نیترات در آنها به‌کار رفته سالم‌اند یا خیر. در پاسخ باید گفت تحقیقات نشان می‌دهد غذاهائی که نیتریت به آنها افزوده شده یا به‌صورت طبیعی در آنها نیتریت به‌کار رفته برای مصرف انسان سالم‌اند. البته برای پاسخ دقیق به این سؤال تحقیقات گسترده‌ای لازم است.
● جانشین‌های نیتریت
نگرانی از زیان‌بخشی نیتریت در رژیم‌های غذائی موجب شده پژوهش‌هائی به منظور جانشین کردن ماده‌ای به‌جای این افزودنی چندمنظوره در موادغذائی انجام بگیرد. مهمترین نگرانی از وجود نیترات و نیتریت در موادغذائی تشکیل N نیتروزآمین در برخی موادغذائی عمل‌آوری شده در طول فرآیند یا در دستگاه گوارش انسان است. جانشین کردن ماده‌ای به‌جای نیتریت در موادغذائی بسیار مشکل است، زیرا این ترکیب اثرهای مختلفی در موادغذائی دارد. نیتریت دارای نقش ضدمیکربی علیه کلستریدیوم بوتولینوم است، باعث ایجاد رنگ مطلوب در گوشت‌های عمل‌آوری شده می‌شود، به‌عنوان ضداکسیداسیون از تشکیل بوهای نامطلوب جلوگیری می‌کند و در نهایت در عطر و طعم ویژهٔ فراورده‌های عمل‌آوری شدهٔ گوشت و اصلاح بافت آنها مؤثر است. وقتی که مقدار نیتریت مصرفی در گوشت عمل‌آوری شده کم است، بخش اعظم آن با ترکیبات مختلف موادغذائی ترکیب می‌شود و در نتیجه نقش ضدمیکروبی نخواهد داشت. در حال حاضر حدود ۱۲۰ میلی‌گرم نیتریت سدیم در کیلوگرم (۱۲۰ppm) در فرآورده‌های عمل‌آوری شده به منظور اطمینان از فعالیت ضدبوتولیک آن مصرف می‌شود. در حالی‌که کمتر از ۴۰ میلی‌گرم در کیلوگرم برای ایجاد رنگ و عطر و طعم مناسب ضروری است.
نیتریت مهم‌ترین ترکیب ضدمیکروبی است که به‌عنوان نگه‌دارندهٔ ضدمیکروبی به منظور جلوگیری از نشو و نمای کلستریدیوم بوتولینوم در گوشت عمل‌آوری شده استفاده می‌شود. استفاده از سایر نگه‌دارنده‌های ضدمیکروبی به تکمیلآنها با سایر افزودنی‌ها برای ایجاد عطر و طعم و رنگ مشابه فرآورده‌های گوشتی عمل‌آوری شدهٔ سنتی نیاز دارد. مقدار ۲۶۰۰ میلی‌گرم سوربات پتاسیم در کیلوگرم لازم است تا اثر ضدبوتولیک ۱۵۶ میلی‌گرم نیتریت را داشته باشد.
نایسین به مقدار ۷۵ میلی‌گرم در کیلوگرم ترکیب ضدبوتولیک مؤثری است ولی اثر آن در مدت نگهداری فرآورده در سرما به تدریج کاهش می‌یابد تا آنکه می‌رود از بین می‌رود. بوتیل هیدروکسی آنیزول (BHA) به مقدار ۵۰ میلی‌گرم از نشو و نمای کلستریدیوم بوتولینوم جلوگیری می‌کند، ولی متأسفانه در فاز چرب گوشت حل می‌شود. البته، امروز محصولات جدید غذائی در کشورهای پیشرفته ارائه شده که از هیچ نوع نگه‌دارندهٔ شیمیائی در آن استفاده نشده است. به‌طور کلی، یکی از راه‌های مؤثر برای کاهش نگه‌دارنده‌های ضدمیکروبی در محصولات غذائی یا حذف آنها کاهش تعداد میکروارگانیسم‌های آلوده‌کنندهٔ محصول است. آلوده شدن مواداولیه و فرآورده‌های تولیدشده به میکرب‌ها در طول فرآیند و بعد از آن، مسئلهٔ مهمی در کارخانه‌های موادغذائی است. این آلودگی‌ها باعث کاهش ایمنی و زمان ماندگاری فرآورده می‌شود. در پایان یادآور می‌شویم که هیچ افزودنی‌ای وجود ندارد که کاملاً بی‌خطر باشد. آنچه مهم است اینکه میزان فایدهٔ آن افزودنی بیشتر از میزان خطرش باشد. نمونهٔ آن از نیتریت‌ها و نیترات‌های نگه‌دارنده در فرآورده‌های گوشتی هستند.
همان‌گونه که اشاره کردیم نگه‌دارنده‌ها برای از بین بردن باکتری کلستریدیوم و جلوگیری از فساد مادهٔ غذائی استفاده می‌شوند. اما از سوئی تحقیقات نشان داده که ترکیبات نیتریتی در غذا تا درصدی به نیتروزآمین‌ها تبدیل می‌شوند که به‌عنوان ترکیبات سمی و سرطان‌زا در حیوانات شناخته شده‌اند. باوجود این، در قوانین مربوط به موادغذائی مجاز، در مورد غذاهائی مشخص، نیتریت‌ها ترکیباتی بی‌ضرر برای انسان شناخته شده‌اند.

منابع:
۱. www.ofogh.net
۲. www.ag.usak.ca/in_the community/displays/story/foodprc.html
۳. www.appliedozone.com/riskstwo.html
۴. www.alliedkenco.com/data.data_sheets/nitrite_and_nitrate.html
۵. www.inchem.org/documents/jecfa/jecmono/V۳۵je۱۳.html
۶. www.absinthebuyersguide.com/Article/FDA_code__۲۱۰txt
۷. www.extension.amn.edu/distribution/nutrition/Djo۹۷۴.html
۸. فن‌آوری کاهش افزودنی‌های موادغذائی، ترجمهٔ دکتر حسن لامع، انتشارات دانشگاه آزاد
۹. علوم غذائی، سلامت و تغذیه ترجمهٔ دکتر سیدعلی محمودزاده و همکاران، مرکز انتشارات علمی دانشگاه آزاد، چاپ اول، تابستان ۷۸.
شراره انصار

منبع : مجله بهکام