''Chemia na talerzu'' (''Chemia w Szkole'' 2-2008 r.).pdf

Kształcenie nauczycieli chemii

Chemia na talerzu

ALICJA CZARNECKA, ANNA FLOREK

liczącego 70 lat, życia przeciętny

człowiek zjada aż 80 ton żywności

wzbogaconej różnymi dodatkami: barwni-

kam, konserwantami itd. Dodatki do żyw-

ności budzą w ostatnich latach wiele emo-

cji. Ich stosowanie utożsamia się często

zchemizacją żywności i pogarszaniem

przez to jej jakości zdrowotnej. Obawy te

spowodowane zostały w dużej mierze przez

reklamę i publikacje prasowe. Autorzy tych

sensacyjnych doniesień twierdzą, że sub-

stancje wzbogacające żywność są odpowie-

dzialne za wyzwalanie wszelkich nie-

szczęść, np. raka, ślepoty, czy zaburzenia

koncentracji. W prasie spotyka się mnó-

stwo katastroficznych tytułów, takich jak:

„Konserwant to przyjaciel czy płatny mor-

derca?”, „Groźne dodatki” czy „Produkty

light to szatański wynalazek”, nie mówiąc

już o treściach tych artykułów, zawierają-

cych często fałszywe informacje. Konsu-

menci, także uczniowie stawiają wiele py-

tań dotyczących problemów produkcji

żywności czy zdrowego odżywiania, np.

1. Czy dodatki do żywności to wymysł

ostatnich lat?

2. Czy współcześnie możliwa jest produk-

cja żywności bez dodatków?

3. Czy wszystkie sztuczne dodatki są szko-

dliwe, a naturalne – zdrowe?

4. W jaki sposób dodatki do żywności

wpływają na nasze zdrowie?

5. Na jakiej podstawie polskie prawo dzie-

li dodatki do żywności na dozwolone

iniedozwolone?

6. Skąd wzięła się litera E w nazwach do-

datków do żywności?

W tym artykule przedstawione zostaną

wybrane fakty, które mogą być pomocne

wposzukiwaniu odpowiedzi na postawione

wyżej pytania.

1. Czy dodatki do żywności to wymysł

ostatnich lat?

Człowiek od momentu pojawienia się na

Ziemi zastanawiał się nad przyczynami psu-

cia się żywności. Od czasów prehistorycz-

nych wynajdował rozmaite sposoby w celu

przedłużenia jej trwałości i osiągał istotne

wyniki pomimo faktu, że batalia ta prowa-

dzona była bez znajomości szkodliwych dla

żywności czynników, mówiąc inaczej – mi-

kroorganizmów i enzymów, a jedynie na

podstawie obserwacji i doświadczeń. Pier-

wotni ludzie wykorzystywali między innymi:

promienie słoneczne, wiatr, wędzenie oraz

metodę chemicznej konserwacji za pomocą

wody morskiej i sproszkowanej soli. Stoso-

wanie soli wydaje się rozpowszechnioną me-

todą utrwalania żywności już od IX wieku

p.n.e., jednak to już starożytni Egipcjanie

rozwinęli handel solonymi/wędzonymi pro-

duktami. Wykorzystywali oni azotan(V) so-

du (E 251) do peklowania mięsa, kwas octo-

wy (E 260) i tlenek siarki(IV) (E 220) do

konserwowania owoców i warzyw [4, 5].

Konserwowanie jaj za pomocą moczenia

ich w roztworze szkła wodnego jest już

od wieków stosowane przez Chińczyków.

Szczególnie okres wojen sprzyjał poszukiwa-

niu nowych, lepszych metod konserwowania

żywności. Władcy wyznaczali wysokie nagro-

dy dla tych, którzy wynajdą odpowiedni spo-

sób na to, by zapewnić jego żołnierzom zdat-

ną przez długi czas do spożycia żywność [5].

Barwienie żywności stosowano także

przed tysiącami lat. Prawdopodobnie po-

czątkowo czyniono to w celach rytualnych.

Później, szczególnie wXVdoXVIIIwie-

ku, w celach dekoracyjnych. Atrakcyjna

barwa to według Konfucjusza jedna z cech,

jakie winny charakteryzować potrawę chiń-

ską. Używano do tego barwników pocho-

dzenia naturalnego. Pliniusz pisze o bar-

Chemia w Szkole

Z badań wynika, że w ciągu swojego,

Kształcenie nauczycieli chemii

wieniu chleba i wina za czasów Cesarstwa

Rzymskiego owocami jagód. Widać zatem,

że dodatki do żywności stosowane były

od wieków i nie jest to wymysł ostatnich lat.

dzie, niższej zawartości tłuszczu, cholestero-

lu, łatwych do przyrządzania oraz o długim

czasie przechowywania. Producenci, z myślą

ozysku, za wszelką cenę starają się spełnić

oczekiwania konsumentów [6]. Substancje

dodatkowe stosuje się współcześnie w celu:

1) przedłużenia trwałości produktu, po-

przez ograniczenie lub zapobieganie nie-

korzystnym zmianom powodowanym

przez drobnoustroje, utlenianie składni-

ków żywności, reakcje enzymatyczne

inieenzymatyczne oraz zapewnienie tzw.

bezpieczeństwa poprzez zahamowanie

rozwoju drobnoustrojów chorobotwór-

czych (np. konserwanty w napojach);

2) zapobiegania niekorzystnym zmianom

jakościowym, w tym organoleptycznym

(zmiany smaku, barwy itp.);

3) zwiększenia atrakcyjności konsumenc-

kiej (np. barwniki w wyrobach cukierni-

czych) oraz ułatwienia stosowania lub

wykorzystania produktu;

4) utrzymania stałej i powtarzalnej jakości

produktów;

5) ochrony składników kształtujących war-

tość odżywczą produktów (np. witamin);

6) ułatwienia produkcji oraz zwiększenia

jej efektywności poprzez, między inny-

mi, ograniczenie ubytków;

7) podniesienia wydajności produkcyjnej;

8) otrzymania nowych produktów (np.

emulgatory w margarynach i lodach);

9) zachowania lub podniesienia wartości

odżywczej (dodatek białek, witamin,

składników mineralnych) [6] [[7].

2. Czy stosowane dawniej dodatki

do żywności były szkodliwe

dla zdrowia człowieka?

Stosowane dawniej dodatki stwarzały

niewątpliwie zagrożenie dla zdrowia czło-

wieka i jego życia. Wynikało to głównie

zówczesnej niewiedzy w zakresie toksyko-

logii żywności. Najlepszym tego przykła-

dem może być stosowany jeszcze w począt-

kach XIX wieku dodatek ołowiu do wina,

wcelu wzmocnienia barwy i zwiększenia je-

go słodkości. Obecnie wiadomo, że ołów

jest trucizną ogólnoustrojową, działa szko-

dliwie na układ nerwowy, nerki. Wpływa

hamująco na rozwój psychiczny dzieci oraz

może wywoływać uszkodzenia mózgu. Zali-

czany jest do jednych z najbardziej szkodli-

wych substancji dla zdrowia człowieka [7].

Ludzie, jak wynika z badań, zawsze reago-

wali emocjonalnie na kolor, dlatego jednym

zwarunków zbytu przetworzonej żywności

był jej atrakcyjny wygląd. Producenci już

od dawna, szczególnie w XVIII i XIX wieku,

nadużywali barwnych substancji do fałszo-

wania artykułów spożywczych, najczęściej,

aby upozorować świeżość albo większą za-

wartość wartościowych składników. Świado-

mie lub nieświadomie barwili żywność nastę-

pującymi toksycznymi substancjami:

minią (Pb 3 O 4 ) zabarwiano paprykę,

chromianem ołowiu(II) (PbCrO 4 ) za-

barwiano karmel,

4. Czy wszystko, co sztuczne jest

szkodliwe, a naturalne – zdrowe?

Aktualnie obowiązujące Rozporządzenie

Ministra Zdrowia z dnia 23 kwietnia 2004

roku w sprawie dozwolonych substancji do-

datkowych i substancji pomagających w prze-

twarzaniu [Dz. U. z 2004 Nr 94, poz. 933 zm.

Dz. U. z 2005 r. Nr 79, poz. 693] w yróżnia 27

funkcji technologicznych dozwolonych sub-

stancji dodatkowych, klasyfikując je w gru-

py, między innymi, takie jak: barwniki,

substancje konserwujące, słodzące, przeciw-

utleniacze itd.

solami miedzi nadawano trwałe zielone

zabarwienie kwaszonym ogórkom.

Tego rodzaju praktyki oczywiście należą

już od dawna do przeszłości i nie mają nic

wspólnego z dzisiejszymi sposobami wyko-

rzystywania dodatków do żywności [3].

3. W jakim celu dzisiaj producenci stosują

dodatki do produktów spożywczych?

Obecnie konsumenci poszukują produk-

tów atrakcyjnych smakowo, o ładnym wyglą-

2/2008

cynobrem (HgS) zabarwiano sery i karmel,

Kształcenie nauczycieli chemii

Dodatki do żywności można jeszcze po-

dzielić na:

jest obojętny lub nawet pożyteczny, w więk-

szych może powodować utratę zdrowia,

awdużych dawkach nawet śmierć. Bardzo

dobrze widać to na przykładzie jednego

znajbardziej popularnych związków che-

micznych – chlorku sodu, czyli soli kuchen-

nej. Jest ona wręcz niezbędna do życia. Jed-

nak konserwowanie żywności za pomocą ob-

fitego solenia powoduje chorobę nadciśnie-

niową oraz jest przyczyną przedwczesnej

śmierci ogromnej liczby ludności. Zjedzenie

naraz 40 g soli oznacza w 50% ryzyko śmier-

ci [8]. Ponadto, obecnie na skutek ogromne-

go rozwoju biotechnologii, która sprawia, że

na rynku pojawiają się nowe dodatki, otrzy-

mane na drodze biosyntezy enzymatycznej

lub mikrobiologicznej, granica między tym,

co jest naturalne a co syntetyczne, jest często

umowna i trudna do określenia [7].

Czy wszystko, co naturalne jest napraw-

dę naturalne, a sztuczne – naprawdę

sztuczne? Karmel (E 150) ( glukoza

C 6 H 12 O 6 )uważany jest za barwnik natural-

ny. Tradycyjnie jest to cukier poddawany

ogrzewaniu do wysokiej temperatury. Na

skalę przemysłową jest otrzymany na dro-

dze kontrolowanego oddziaływania związ-

ków chemicznych (np. amoniaku) na wę-

glowodany .

Kwas benzoesowy (E 210) (C 6 H 5 COOH)

to chemiczny konserwant, choć w stanie

naturalnym występuje między innymi

w czarnych jagodach, borówkach, malinach

oraz żurawinie.

Koszenila (E 120) (C 22 H 20 O 13 ) , czer-

wony barwnik, uznany został za naturalny,

mimo że nie występuje bezpośrednio w po-

żywieniu człowieka, a pozyskiwany jest na

drodze ekstrakcji z wysuszonych żeńskich

owadów koszenili ( Dactilopius coccus ), ży-

jących na meksykańskich kaktusach [2, 7].

Pozostaje jeszcze jedno pytanie. Czemu

producenci pozyskują dodatki do żywności

na drodze syntezy chemicznej, mimo że

mogliby często uzyskać je z produktów na-

turalnych?

Dobrym przykładem jest tu jeden z naj-

bardziej popularnych związków zapacho-

wych – wanilina (4-hydroksy-3-metoksy-

syntetyczne, identyczne z naturalny-

mi – tj. takie, które mają identyczną bu-

dowę i właściwości, jak związki występu-

jące w przyrodzie, ale zostały otrzymane

inną metodą niż z surowca naturalnego;

syntetyczne, sztuczne – tj. takie, które

zostały otrzymane na drodze syntezy

chemicznej i nie występują w przyro-

dzie [7, 2].

Okazuje się, że ten właśnie podział bu-

dzi najwięcej emocji wśród konsumentów.

Utarło się bowiem w potocznych ocenach,

że chemiczne substancje syntetyczne do-

dawane do żywności są bardzo „nieekolo-

giczne”, w domyśle – szkodliwe dla zdro-

wia”. Natomiast substancje „naturalne”,

tzn. pochodzenia roślinnego czy zwierzę-

cego bądź otrzymane na drodze hodowli

tkankowych, fermentacji lub innych proce-

sów biologicznych, są dobre i bezpieczne.

Czy zatem wszystko, co „sztuczne” jest

szkodliwe? Jednak podział na: „zdrowy”,

„szkodliwy” nie pokrywa się z podziałem

na: naturalny, sztuczny (w sensie wyprodu-

kowania, tzn. syntezy chemicznej). Nie jest

ważne, jak substancja została wyproduko-

wana, ale jakie ma właściwości, czy ma

właściwe stężenie dozwolonych domie-

szek. Gdy idziemy do sklepu i kupujemy

produkt spożywczy wzbogacony dodatka-

mi, ważny jest nie sposób jego produkcji,

nie jest też ważne, jakimi metodami pozy-

skano substancję dodawaną do żywności,

lecz czy zapewnia ona konsumentowi,

z punktu widzenia toksykologicznego, bez-

pieczeństwo zdrowotne [1, 7].

Na postawione pytanie: Czy linia podzia-

łu pomiędzy „zdrowym” i „niezdrowym”

w pełni pokrywa się z podziałem na produk-

ty „syntetyczne” i „naturalne”? najlepiej od-

powiedzieć słowami średniowiecznego al-

chemika Paracelsusa: „dla każdej substancji,

wszystko zależy od wielkości dawki”. Każdy

związek chemiczny, który w małych ilościach

Chemia w Szkole

naturalne – tj. takie, które występują

w przyrodzie w surowcach roślinnych

bądź zwierzęcych;

Kształcenie nauczycieli chemii

benzaldehyd). Kilogram naturalnej wanili-

ny wyekstrahowanej z owoców Vanilla

plantifolia , rośliny z rodziny storczykowa-

tych, rosnącej w Ameryce Południowej

i Środkowej, kosztuje około 4000 dolarów.

Natomiast kilogram waniliny otrzymanej

na drodze syntezy chemicznej o budowie

i właściwościach identycznych z tą, która

występuje w strąkach rośliny, kosztuje tyl-

ko 12–15 dolarów. Jeszcze bardziej opłacal-

na jest produkcja sztucznej etylowaniliny

(3-etoksy-4-hydroksybenzaldehyd), gdyż jej

siła aromatyzowania żywności jest 3,5 razy

większa od waniliny [2].

Poza tym zdarza się, że izolacja natural-

nych dodatków z surowca prowadzi do po-

wstania niepożądanych związków ubocz-

nych. W przypadku uwalniania naturalnego

aldehydu benzoesowego z glikozydu amyg-

daliny, obecnego w nasionach wiśni i more-

li, konkurencyjnie tworzą się niewielkie ilo-

ści związków toksycznych.

Czas zatem uświadomić sobie, że więk-

szość chemicznych związków naturalnych

jest bardziej trująca i „śmiercionośna” niż

to, co chemicy zsyntezują w laboratoriach.

Od początków cywilizacji znana jest cykuta

( Cicuta virosa ), trucizna muchomora ( Ama-

nita muscaria ) i inne naturalne preparaty.

Amało kto wie, że tak ulubiona przez nas

kofeina, obecna w nasionach kawy, liściach

herbaty jest trująca dla owadów. „Wiele na-

turalnych barwników, stosowanych od nie-

pamiętnych czasów jako naturalne, czyli

nieszkodliwe, nie było nigdy badanych

pod kątem toksyczności, rakotwórczości

i teratogenności tak dokładnie jak związki

syntetyczne. Ostrożnie więc z tą „naturalno-

ścią”, gdyż coraz częściej wśród produktów

naturalnych chemicy wykrywają trucizny,

przedtem uznawane za „całkowicie bez-

pieczne” [8].

stwem żywności, powołany 11 czerwca 2003

roku w Państwowym Zakładzie Higieny.

Rodzaj i dawkę substancji dodatkowych,

jakie można stosować, określa w Polsce

Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia

23 kwietnia 2004 roku w sprawie dozwolo-

nych substancji dodatkowych i substancji

pomagających w przetwarzaniu [Dz. U.

z 2004 Nr 94, poz. 933 zm. Dz. U. z 2005 r.

Nr 79, poz. 693]. Ustawodawstwo polskie

w tym zakresie jest zgodne z przepisami

Unii Europejskiej. Kontrole żywności

pod względem substancji dodatkowych

przeprowadzają Państwowa Inspekcja Sa-

nitarna oraz Inspekcja Weterynaryjna.

Na świecie istnieje bardzo duże zróżni-

cowanie dotyczące prawnych uwarunko-

wań z zakresu substancji dodatkowych do

żywności. Obecnie szacuje się, że w USA

około 2800 różnych substancji dodatko-

wych jest dozwolonych do stosowania,

z których 1600 znajduje się na liście ogól-

nie uznanych za bezpieczne, tzw. GRAS

(ang. Generally Recognized as Safe ) [6]. In-

teresujące jest, że liczba tych substancji,

stosowanych w Europie, jest znacznie

mniejsza i wynosi około 400. Poza tym Dy-

rektywy Unii Europejskiej pozostawiają

ostateczną decyzję państwom członkow-

skim na zasadzie, że nie muszą one przyjąć

wszystkich, ale jednocześnie nie mogą pro-

ponować innych. Obowiązujące w Polsce

rozporządzenie dopuszcza stosowanie

w produkcji żywności 32 barwników, 14

substancji słodzących oraz 261 substancji

dodatkowych innych niż barwniki i sub-

stancje słodzące.

Uporządkowanie legislacji w odniesieniu

do dodatków miało również wpływ na usto-

sunkowanie się konsumentów do tych

składników żywności. Obawa przed szkodli-

wością konserwantów i innych dodatków

uległa znacznemu obniżeniu. W opinii kon-

sumentów stają się one coraz bardziej bez-

pieczne wskutek wprowadzania odpowied-

nich regulacji prawnych, opartych na

opiniach najwyższej klasy ekspertów na-

ukowych oraz systematycznej kontroli sto-

sowania. Konsument, widząc, że jest chro-

5. Na jakiej podstawie polskie prawo

dzieli dodatki do żywności

na dozwolone i niedozwolone?

WPolsce oceną bezpieczeństwa sub-

stancji dodatkowych zajmuje się zespół ds.

oceny ryzyka związanego z bezpieczeń-

2/2008

Kształcenie nauczycieli chemii

niony regulacjami prawnymi, które są jasne

iprzestrzegane, czuje się bezpieczny [5].

tów z dużą ilością E. Tymczasem to właśnie

duża liczba symboli E dowodzi uczciwości

producenta, ponieważ dodatki do żywności

opatrzone symbolem E są najbardziej prze-

badaną grupą składników spożywczej żyw-

ności [7]. Należy także pamiętać, że przez

dodanie konserwantów, bezpieczeństwo

ijakość produktu ulega polepszeniu, a nie

pogorszeniu. Nie należy zatem mieć zaufa-

nia do etykiet bez E, ponieważ nie wiado-

mo, jakich dodatków użył producent.

Programy nauczania chemii w szkołach

ponadgimnazjalnych, obok podstawowych

zagadnień chemii wielkocząsteczkowych

związków organicznych (białka, węglowoda-

ny, tłuszcze), zawierają propozycje realizacji

tematyki związanej ze składnikami produk-

tów żywnościowych, zasadami zdrowego

odżywiania się, a niekiedy procesów zacho-

dzących w organizmach związanych z po-

bieraniem substancji odżywczych i energii.

Jednakże najczęściej zagadnienia chemii

żywności proponowane są jako tematy nad-

obowiązkowe i głównie dla profilu rozsze-

rzonego. Taka sytuacja może powodować

u uczniów trudności z łączeniem podstawo-

wej wiedzy o budowie i właściwościach ma-

krocząsteczek organicznych z zagadnienia-

mi właściwej diety, rozumienia procesów

biochemicznych, związanych z pozyskiwa-

niem składników pokarmowych i energii

przez organizmy żywe i przez człowieka.

Istotny wpływ na aktywność poznawczą

uczniów i efektywność nauczania może

mieć wykorzystanie eksperymentu i dobór

tematyki problemów eksperymentalnych.

Warto w tym przypadku zwrócić uwagę

na nauczanie w kontekście problemów co-

dziennego życia 1 . Dlatego na zakończenie

chcemy przedstawić propozycje dwóch eks-

perymentów uczniowskich. Są to ekspery-

menty, które uczniowie mogą wykonywać

samodzielnie na przygotowanym stanowi-

sku pracy, zgodnie z instrukcją, w obecno-

ści nauczyciela.

6. Skąd wzięła się litera E w nazwach

dodatków do żywności?

Substancje dodatkowe do żywności

oznakowane są symbolem E (jak Europa)

i liczbą zgodną z międzynarodowym syste-

mem numerycznym – INS ( ang. Internatio-

nal Numbering System ) [5]. Koncepcja ta

ma na celu ułatwić wymianę towarową

między poszczególnymi krajami, uporząd-

kować nazewnictwo substancji dodatko-

wych, a także ułatwić rozpoznanie substan-

cji niezależnie od kraju i alfabetu.

Symbole E umieszczone na opakowaniu

są deklaracją producenta, że substancje

dodane do żywności zostały użyte w ilości

odpowiadającej przeznaczeniu i pochodzą

zlisty zatwierdzonej przez władze Wspól-

noty Europejskiej, oraz że, zgodnie z obec-

nym toksykologicznym stanem wiedzy, nie

są szkodliwe dla zdrowia przy właściwym

ich stosowaniu [6]. Widać zatem, że lista

dodatków „E” nie jest żadnym tajnym spi-

skiem. Jest tylko uporządkowaniem spra-

wy, która umożliwia konsumentowi dowol-

nej narodowości zorientować się, co

naprawdę spożywa.

Obawa przed dodatkami jest spowodowa-

na głównie tym, że przeciętny konsument nie

zna klucza do oznaczeń substancji dodatko-

wych. U wielu osób wręcz zgrozę budzą, ko-

jarzące się z czymś zupełnie innym, nazwy

dodatków, takie jak: kurkumina, antocjany,

tokoferol, kwas askorbinowy, karoten, żela-

zocyjanek wapnia. A są to konserwanty, za-

gęstniki, barwniki, a nawet witaminy, np. to-

koferol (E 307) jest witaminą E, kwas

askorbinowy (E 300) – witaminą C, beta-ka-

roten (E160) – prowitaminą A, czy też anto-

cjany (E 163), które są barwnikami natural-

nymi uzyskiwanymi z czarnych winogron [7].

Wielu konsumentów uważa, że należy

powstrzymywać się od kupowania produk-

1 Model nauczania po raz pierwszy zaproponowany przez Jean Lave i Etienne Wenger, (Lave J., and Wenger E.,

(1991) Situated Learning. Legitimate peripheral participation, Cambridge: University of Cambridge Press.

Chemia w Szkole

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: