Пищевая добавка E418 (гелановая камедь)

Описание

Гелановая камедь (пищевая добавка E418) — почти белый порошок, который производят не растения, а бактерии. Большинство камедей добывают из семян или сока деревьев. Гелановую же камедь производит бактерия Sphingomonas elodea (ранее её называли Pseudomonas elodea). Для пищевой добавки используют только один её штамм, ATCC 31461. Это природный штамм, его гены не изменяли. Впервые способ получения камеди с его помощью был запатентован в 1982 году. [источник]

Производство напоминает брожение. Бактерии растут в стерильных чанах, где для них есть сахар, источник азота и минеральные соли. Пока они живут и размножаются, они выделяют в жидкость камедь. Затем её осаждают спиртом, высушивают и измельчают. Если перед этим обработать жидкость щелочью, камедь теряет часть своих боковых «хвостиков» — небольших химических групп, прикреплённых к основной цепочке. Так получают две основные разновидности:

• Высокоацильная камедь. Боковых групп в ней много, и она даёт мягкие, упругие желе.
• Низкоацильная камедь. Боковых групп мало или вовсе нет, а желе из неё получаются твёрдыми и ломкими. Эту разновидность дополнительно могут фильтровать, чтобы удалить остатки бактерий и белка. [источник]

По структуре гелановая камедь — сложный углевод. Её длинная цепь состоит из одинаковых звеньев, и каждое звено — это четыре простых сахара: две молекулы глюкозы, рамноза и глюкуроновая кислота. В состав порошка входят также влага (2–14 %) и небольшое количество белковых веществ. Может присутствовать и примесь, которую бактерии накапливают в качестве запаса энергии, — полигидроксибутират. В зависимости от разновидности камеди её доля колеблется от менее 1% до 25%. [источник]

Технологам гелановая камедь интересна несколькими свойствами:

• Застывает в желе. Камедь растворяют в горячей воде, и при охлаждении раствор превращается в желе. Если его снова нагреть, оно разжижается. Кальций, калий, натрий и магний делают желе более прочным.
• Устойчива к высоким температурам и кислотам. Готовое желе не разрушается при температуре до 90 °C и в диапазоне кислотности pH 3,5–8.
• Работает в очень малых количествах. Обычно его добавляют в доле от 0,1% до 1%. А чтобы кусочки не оседали на дно напитка, достаточно и сотых долей процента: в шоколадном молоке — 0,03%, в напитках с семенами базилика — 0,02%. В ходе проверок такие напитки сохраняли свой вид от месяца до полугода.
• Усиливает действие других загустителей. В сочетании с камедью коньяка гелановая камедь образует более прочное желе, чем каждая из них в отдельности. [источник]

Применение

В Европейском Союзе использование гелановой камеди регулируется Регламентом (ЕС) № 1333/2008 и Регламентом (ЕС) № 1129/2011. Она входит в группу I — добавок, разрешенных «в необходимом количестве» (quantum satis). Числового ограничения здесь нет: производитель добавляет столько камеди, сколько необходимо для достижения нужной консистенции, и не больше, при этом покупатель не должен быть введён в заблуждение. [источник] Таким образом, камедь разрешена в 67 категориях продуктов, среди которых:

• Молочные продукты и заменители молока. Кисломолочные продукты, сливки, плавленые и свежие сыры (кроме моцареллы), растительные напитки и сливки для кофе.
• Десерты, мороженое и сладости. Конфеты, жевательная резинка, глазури и начинки. Шоколад — только с пониженной калорийностью или без добавления сахара.
• Напитки. Ароматизированные напитки, овощные соки и нектары, сидр, фруктовые вина, медовуха, крепкие напитки (кроме виски).
• Соусы, супы и приправы. Горчица, уксус, салаты, пасты для бутербродов.
• Хлеб, выпечка и крупы. Хлеб и булочки, сдобная выпечка, сухие завтраки, лапша. Сухие макароны — только безглютеновые или для диет с пониженным содержанием белка.
• Мясо, рыба и яйца. Переработанные мясные продукты (кроме фуа-гра), рыбные продукты, переработанная икра, яичные продукты.
• Специальное питание и диетические добавки. Продукты для людей с непереносимостью глютена, для контроля массы тела, специальное медицинское питание. [источник]

Еще в четырёх категориях действуют отдельные правила. В подсластителях, жидких и в порошке, камедь также разрешена без количественного ограничения. В джемах, желе, мармеладах и подобных фруктовых и овощных пастах её содержание не должно превышать 10 000 мг на килограмм, то есть 1%. Этот предел является суммарным: гелановая камедь вместе с альгинатами, агаром, карагинаном, гуаровой, ксантановой камедью и камедью рожкового дерева не должны превышать его в сумме. [источник]

Существуют и запреты. Камедь нельзя добавлять в продукты для младенцев и детей раннего возраста. Под запретом также находятся желейные мини-конфеты в полутвердых капсулах, которые выдавливают в рот и проглатывают за один раз. [источник] Отдельно гелановая камедь разрешена в ароматизаторах, ферментных препаратах и смесях добавок.

В магазине её чаще всего можно увидеть на растительных напитках. По данным базы новых продуктов, с 2013 по 2018 год гелановая камедь была указана на этикетках 1194 товаров в Европе, и 457 из них представляли собой растительные альтернативы молоку. В этой группе камедь содержалась почти в каждом пятом продукте (21,9 %). Далее следуют фруктовые напитки и нектары, желейные и жевательные конфеты, коктейли-заменители пищи, десерты и ароматизированное молоко. [источник]

Помимо пищевых продуктов камедь используют в фармацевтике в качестве вспомогательного вещества. Из неё делают основу для таблеток с пролонгированным высвобождением лекарства, а также добавляют в капсулы, глазные и назальные препараты. Она не является действующим веществом ни одного лекарственного средства в ЕС. [источник]

Польза для организма

В отличие от некоторых родственных загустителей, например камеди тары, гелановую камедь тестировали и на людях. Правда, исследовали прежде всего безопасность, а не пользу, и участников было мало. В одном исследовании пять мужчин и пять женщин в течение недели принимали по 175 мг камеди на килограмм веса, а затем ещё 16 дней — по 200 мг/кг. Для человека весом 70 кг это около 14 г камеди в день. [источник]

• Не усваивается. В экспериментах на крысах камедь метили радиоактивной меткой, чтобы проследить её путь в организме. Почти вся метка вышла с калом, в кровь попадали лишь крохи. Гелановая камедь проходит через кишечник, не всасываясь. [источник]
• Кишечные бактерии её почти не потребляют. Когда бактерии толстой кишки сбраживают клетчатку, выделяется водород, и его можно измерить в выдыхаемом человеком воздухе. У добровольцев, употреблявших гелановую камедь, уровень водорода не изменился. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) сделало из этого вывод: заметного брожения камеди в кишечнике человека не происходит. В пробирке с бактериями человеческого кишечника камедь всё же сбраживалась, а в экспериментах на крысах результаты различались. [источник] Этим она отличается от камеди тары (E417), которую бактерии, вероятно, частично сбраживают.
• Увеличивает объем кала. У всех пяти мужчин и у четырёх из пяти женщин объём кала увеличился. А вот скорость, с которой пища проходила по кишечнику, менялась по-разному: у четырёх человек она замедлилась, у шести — ускорилась. [источник]
• Холестерин — слабый сигнал. Общий холестерин в крови участников снизился в среднем на 12–13%. У большинства из них с калом стало выделяться больше желчных кислот, которые печень вырабатывает из холестерина. Впрочем, исследование было небольшим, отдельной контрольной группы не было, а статистическую проверку авторы провели по менее строгим критериям, чем обычно принято. «Хороший» холестерин и жиры в крови не изменились. [источник] У крыс, которые четыре недели питались кормом с 5% содержанием камеди, уровень холестерина был таким же, как у контрольных животных. [источник]
• Уровень сахара в крови не изменяется. Уровни глюкозы и инсулина в крови добровольцев до и после трёх недель приёма камеди были одинаковыми. [источник]

Эти эффекты наблюдались при дозе, которую невозможно получить с пищей. Взрослый человек потребляет в среднем до 5 мг камеди на килограмм веса в день, то есть в десятки раз меньше, чем участники исследования. [источник]

Вред для организма

Серьезных проблем со здоровьем из-за гелановой камеди не описано. Ее переносимость проверяли не только на животных, но и на людях, хотя группы были небольшие.

• Слабительное действие при приеме в больших дозах. Международный экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) признал камедь безопасной, но предупредил: если употреблять её в больших количествах, она может действовать как слабительное. Это следует учитывать при добавлении её в пищу. [источник] У добровольцев, которые в течение трёх недель получали около 14 г в день, нежелательных реакций не наблюдалось, однако кал становился более объёмным. [источник]
• Аллергии не выявили. У двух мужчин из первого исследования в крови возросло количество эозинофилов — клеток, количество которых увеличивается, в частности, при аллергии. Поэтому исследование повторили на 20 добровольцах, в том числе и на этих двух. На этот раз ни у кого из участников такой реакции не наблюдалось. [источник] В крови 10 добровольцев искали также антитела, которые организм вырабатывает при пищевой аллергии, и не обнаружили ни одного, направленного против камеди. Сообщений об аллергии на гелановую камедь в научной литературе нет. [источник]
• Бактерии-производители безопасны. С тех пор как штамм ATCC 31461 начали использовать, не описано ни одного случая, чтобы он вызвал инфекцию у человека. В процессе производства камедь пастеризуют и обрабатывают спиртом, и живых бактерий в готовом порошке производители не обнаруживали. Однако EFSA хочет, чтобы их отсутствие было закреплено в требованиях к добавке. [источник]
• Желейные мини-конфеты. В 2004 году Европейская комиссия приостановила продажу желейных конфет в маленьких капсулах. Среди загустителей в них была и гелановая камедь. Эксперты пришли к выводу, что любые желейные изделия такого размера и консистенции создают риск удушья. [источник] Проблема здесь заключается в форме конфеты, а не в самом веществе.
• Взаимодействие с лекарствами не изучено. Данных о том, влияет ли камедь из пищи на усвоение лекарств, нет.

Испытания на животных проводились с использованием очень больших доз. Однократно крысы получали более 5000 мг камеди на килограмм веса, и это их не убило. Крысы три месяца, а собаки целый год ели корм, в котором содержание камеди составляло 6%, и вреда не было. Обезьяны четыре недели ежедневно получали по 3000 мг/кг. Мыши и крысы почти два года питались кормом с камедью, и она не вызывала рака. Не влияла она и на способность к размножению и развитие плода, не повреждала гены. Один лабораторный тест сначала показал тревожный результат, но оказалось, что камедь просто вступила в реакцию с реактивом. [источник]

Мелкие находки тоже были. У крыс, получавших самые высокие дозы, кал на некоторое время становился более влажным. При вскрытии у них заметили лёгкое покраснение слизистой желудка, но под микроскопом его не подтвердили. В двухлетнем эксперименте самцы крыс, которые питались камедью, выживали хуже контрольных, а самки — наоборот, лучше. Самцы на двух самых низких дозах во второй половине эксперимента весили немного меньше. Изменений в органах, связанных с камедью, не обнаружили. Еще одно замечание: ни в одном из этих исследований не указано, сколько в образцах было примеси полигидроксибутирата. [источник]

Регулирование

В Европейском Союзе гелановая камедь (E418) разрешена в качестве добавки группы I в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1333/2008. [источник] В Украине она включена в перечень разрешенных пищевых добавок с 1999 года (постановление Кабинета Министров Украины № 12) под названием «Гелановая камедь». [источник] Действующие требования к пищевым добавкам устанавливает приказ МЗ Украины от 08.01.2024 № 45. [источник]

Научный комитет ЕС по пищевым продуктам в 1990 году, а JECFA — в 1991 году признали, что для гелановой камеди не требуется числовое допустимое суточное потребление (ДСП). Так называют количество вещества, которое человек условно может ежедневно получать с пищей в течение всей жизни без вреда для здоровья. Когда вещество настолько малотоксично, что нет смысла устанавливать предельное значение, ДДС считается «неопределённым». [источник]

Последняя переоценка EFSA была утверждена 17 мая 2018 года и опубликована 20 июня 2018 года (EFSA Journal, том 16, выпуск 6, статья 5296, doi: 10.2903/j.efsa.2018.5296). Вывод тот же: числовой ДДС не требуется, а при нынешнем использовании камедь не представляет угрозы. Эксперты подсчитали, сколько камеди потребляют различные возрастные группы. За основу взяли людей, которые постоянно покупают одни и те же напитки с наибольшим содержанием камеди. Ниже — средние значения и, после косой черты, уровень тех 5 %, кто потребляет больше всего (в мг на килограмм веса в день):

• Младенцы от 12 недель до года — до 4,3 / до 25,2 мг/кг.
• Дети 1–3 лет — до 18,5 / до 72,4 мг/кг.
• Дети 3–9 лет — до 21 / до 54,3 мг/кг.
• Подростки — до 13,3 / до 33,9 мг/кг.
• Взрослые — до 4,7 / до 17,1 мг/кг.
• Люди старше 65 лет — до 1,8 / до 7,5 мг/кг.

Больше всего камеди поступает с ароматизированными напитками и соусами. У детей, которые к тому же принимают диетические добавки с камедью, поступление достигает 11,7 мг/кг. [источник] Даже максимальное значение в 72,4 мг/кг почти втрое меньше дозы, которую взрослые добровольцы три недели принимали без вреда для здоровья. А крысы в течение двух лет без каких-либо последствий получали в 20 раз больше.

Оценка имеет слабые места. Производители сообщили, сколько камеди добавляют, только для 7 из 71 разрешенной категории, хотя на этикетках она встречается чаще. Кроме того, камедь обнаружили в семи соевых напитках для детей 1–3 лет и пяти детских соках, хотя в продуктах для малышей она не разрешена. Поэтому EFSA предложила Европейской комиссии уточнить требования к добавке:

• Один штамм. Указать, что камедь можно производить только с помощью штамма ATCC 31461 без генетических изменений.
• Отдельные требования для разновидностей. Описать высоко- и низкоацильную, фильтрованную и нефильтрованную камедь отдельно.
• Чистота. Закрепить отсутствие живых бактерий-производителей, ограничить содержание полигидроксибутирата и остаточную активность бактериальных ферментов.
• Тяжёлые металлы. В настоящее время камедь может содержать до 3 мг/кг мышьяка, 2 мг/кг свинца, по 1 мг/кг ртути и кадмия. EFSA рекомендует пересмотреть эти пределы, чтобы камедь не вносила заметную долю этих металлов в рацион. [источник]