Co to jest kwas propionowy (E280) w żywności i jego zastosowania?

Źródło | Produkcja | Mechanizm | Zastosowania | Bezpieczeństwo | Skutki uboczne

Kwas propionowy, znany również jako kwas propanowy, to naturalnie występujący trójwęglowy kwas karboksylowy, który może być stosowany jako konserwant w żywności z europejskim dodatkiem do żywności o numerze E280. Ten składnik służy do hamowania rozwoju pleśni w wypiekach i serach.

Źródło naturalne

Można go znaleźć naturalnie w produktach mlecznych, takich jak masło i ser (). W naszym organizmie powstaje z rozpadu aminokwasów i utleniania kwasów tłuszczowych. Kwas propionowy występuje również w pocie i u niektórych osób ma zapach podobny do octu. ()

Jak powstaje kwas propionowy?

Kwas propionowy może być wytwarzany na drodze syntezy chemicznej lub fermentacji bakteryjnej. Poniżej przedstawiono pięć głównych procesów produkcyjnych, w których główny nurt syntezy przemysłowej jest prawie zdominowany przez procesy petrochemiczne 1. ()

1. Synteza z etylenu (na bazie ropy naftowej), tlenku węgla i pary. Poniżej znajduje się schemat blokowy:

   

2. Etylen poddaje się reakcji z mieszaniną tlenku węgla i wodoru w celu uzyskania aldehydu propionowego i dalszego utleniania aldehydu propionowego. Oto równanie reakcji:

   

3. Reakcja etanolu z tlenkiem węgla przy użyciu trifluorku boru jako katalizatora.
4. Fermentacja mikrobiologiczna z użyciem propionibacterium, ale jest droga do przejścia, zanim ta metoda biosyntezy zostanie zastosowana na dużą skalę w celach komercyjnych. ()
5. Produkt uboczny pirolizy drewna.

Jak kwas propionowy działa jako konserwant?

Mechanizm konserwacji kwasu propionowego jest podobny do kwasu benzoesowego i kwasu sorbinowego. Optymalny zakres pH dla jego skuteczności przeciwdrobnoustrojowej wynosi od 2,5 do 5,5.

Jest to niezdysocjowana forma kwasu propionowego o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Niezdysocjowany kwas propionowy wnika w błonę komórkową drobnoustrojów i wnika do cytoplazmy.

A następnie kwas propionowy gromadzi się i dysocjuje podatne, co obniża wewnętrzne pH drobnoustrojów i ostatecznie zapobiega wzrostowi drobnoustrojów, a nawet je zabija. ()

Specyfikacja

Właściwości

Jest kwasem lotnym. W przeciwieństwie do soli, propionianu potasu, sodu i propionianu wapnia w postaci proszku lub granulek, jest to oleista ciecz o lekko ostrym i zjełczałym zapachu.

Struktura

Grupa funkcjonalna

• Kwas karboksylowy jest aktywny w wytwarzaniu pochodnych estru, bezwodnika, amidu i chlorku odpowiednio w reakcji estryfikacji, estryfikacji wewnętrznej, reakcji aminy i reakcji podstawienia.
• Alfa-c kwasu karboksylowego:halogenowanie może nastąpić w przypadku bromu.

Rozpuszczalność

• W wodzie:mieszalny z wodą.
• W rozpuszczalnikach organicznych:mieszalny z etanolem i rozpuszczalny w większości rozpuszczalników organicznych.

PH

Kwas propanowy jest słabym kwasem, który podczas reakcji z wodą dysocjuje H3O+ i CH3CH2COO- (zasada sprzężona). Jego wartość PKa wynosi 4,88, mniej kwasowości niż kwas benzoesowy i kwas sorbinowy.

Poniżej znajduje się równanie dysocjacji w wodzie.

H3CCH2CO2H(aq) +H2O(l)⇌H3CCH2CO−2+H3O+

Jego wartość pH 3,96 przy stężeniu 1 nmol/L. ()

Jakie są zastosowania kwasu propionowego?

Kwas propionowy jest stosowany przede wszystkim jako inhibitor pleśni w żywności i paszy. A dzięki aktywności kwasu karboksylowego i alfa-c kwasu karboksylowego w cząsteczce, można go wytwarzać z różnych pochodnych, które mają szerokie zastosowanie w barwnikach, tekstyliach, tworzywach sztucznych, pestycydach, perfumach, kosmetykach i farmaceutykach. Chiny wyeksportowały około 7200 MT w 2019 r., z kwotami 9 mln USD.

Jedzenie

Kwas propionowy jest stosowany przede wszystkim jako inhibitor pleśni, który jest raczej fungistatyczny niż grzybobójczy. Jest skuteczny przeciwko pleśniom o stężeniu od 0,05 do 0,25%. Jednak mniej skuteczny w hamowaniu wzrostu bakterii i bez wpływu na wzrost drożdży.

Kwas propionowy klasy spożywczej może być używany do produkcji jego soli, propionianu wapnia i propionianu sodu, które są powszechnie stosowane jako konserwant w następującej żywności:

• Chleb
• Tortille
• Sery
• Ciasta

Jest również surowcem do produkcji witaminy E.

Pasza dla zwierząt

Kwas propionowy na rynku jest głównie przetwarzany na propionian amonu, który jest stosowany jako środek konserwujący w paszach dla zwierząt i zbożach ze względu na to, że jest mniej korozyjny dla sprzętu rolniczego niż kwas propionowy.

Może go zawierać lub propionian amonu ():

• ziarna o wysokiej wilgotności, takie jak owies, kukurydza, jęczmień
• Siano
• Woda pitna dla bydła i drobiu 

Propionian amonu nie jest dodatkiem do żywności, może być wytwarzany przez częściową neutralizację kwasu propionowego amoniakiem lub wodorotlenkiem amonu.

Czy kwas propionowy jest bezpieczny do spożycia?

Tak, został zatwierdzony jako bezpieczny składnik przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) oraz Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). a także Wspólny Komitet Ekspertów FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności (JECFA).

FDA

Kwas propionowy jest ogólnie uznawany za bezpieczny (GRAS), gdy jest stosowany jako środek przeciwdrobnoustrojowy i środek aromatyzujący w żywności i bez ograniczeń innych niż obecna dobra praktyka produkcyjna (). Tymczasem jest to również GRAS, gdy pełni funkcję chemicznego konserwantu w paszach. ()

EFSA

Kwas propionowy (E280) jest wymieniony w rozporządzeniu Komisji (UE) nr 231/2012 jako dopuszczony dodatek do żywności i jest sklasyfikowany w kategorii „Dodatki inne niż barwniki i substancje słodzące” ().

Zatwierdzone zastosowania

Jego zastosowanie jest wymienione razem z propionianem sodu (E281), propionianem wapnia (E282) i propionianem potasu (E283) z maksymalnymi dozwolonymi poziomami (MPL) od 1000 do 3000 mg/kg w żywności. ()

Ponowna ocena bezpieczeństwa w 2014 r.

EFSA stwierdził, że nie ma obaw w odniesieniu do genotoksyczności i rakotwórczości w przypadku stosowania kwasu propionowego jako dodatku do żywności. I nie ma obaw o bezpieczeństwo z autoryzowanego maksymalnego użytkowania. Jednak ADI nie zostało przydzielone ze względu na dostępną bazę danych toksyczności. ()

Brytyjska Agencja ds. Standardów Żywności

W kategorii „Inne” ()

Standardy żywności Australia Nowa Zelandia

Jest zatwierdzonym składnikiem w Australii i Nowej Zelandii o numerze kodu 280. ()

JECFA

Klasa funkcji:dodatki do żywności, środek aromatyzujący, konserwant. () 

Dopuszczalne dzienne spożycie:ADI „nieograniczone” ustanowione w 1973 r. ()

Jakie są możliwe skutki uboczne kwasu propionowego?

Kwas propionowy jest ogólnie bezpiecznym składnikiem, ale mogą wystąpić następujące skutki uboczne:

• Podrażnienie oczu, nosa i gardła, a nawet oparzenia skóry i oczu. ()
• Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD) ()
• Inne możliwe zagrożenia dla zdrowia:ból głowy, nudności, wymioty, biegunka i ból brzucha. ()

Wniosek

Teraz możesz mieć wiedzę na temat konserwantu – kwasu propionowego (E280), z następujących aspektów:

• Pięć procesów produkcyjnych
• Zastosowania w żywności i paszy
• Bezpieczeństwo
• Możliwe skutki uboczne

Jeśli masz jakieś pytania lub uwagi dotyczące tego dodatku, daj mi znać w komentarzach.