Ascorbinezuur en natriumascorbaat

C.V.I. ยง 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

2.

HULPSTOFFEN

2.1

ASCORBINEZUUR EN NATRIUMASCORBAAT

Auteur: Ir. S.J. Mulder 1987

Bij de conversie naar een elektronisch beschikbaar document zijn er kleine tekstuele en inhoudelijke wijzigingen aangebracht. (RedCom).

Maart 2005

blad 1 van 11

C.V.I. ยง 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

INHOUDSOPGAVE 1

INLEIDING....................................................................................................................3

2 ALGEMENE INFORMATIE OVER ASCORBINEZUUR..........................................4 2.1 Isomeren en hun vitamine C werking .........................................................................4 2.2 Fysische en chemische eigenschappen van ascorbinezuur en isoascorbinezuur........5 2.3 Bereiding van ascorbinezuur en iso-ascorbinezuur ....................................................5 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4

ALGEMENE ASPECTEN VAN ASCORBINEZUUR EN NATRIUMASCORBAAT ALS HULPSTOF BIJ DE VLEESWARENBEREIDING ............................................6 Kleurbevorderende werking........................................................................................6 Remmende werking op de vorming van nitrosaminen ...............................................7 Pekels ..........................................................................................................................7 Wettelijke toelating als hulpstof .................................................................................7 Invloed op de bacteriegroei.........................................................................................8 Waarschuwing voor het mengen met andere hulpstoffen...........................................8

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

TOEPASSINGEN VAN ASCORBINEZUUR EN NATRIUMASCORBAAT ALS HULPSTOF BIJ DE VLEESWARENBEREIDING.....................................................9 Drogeworstsoorten ......................................................................................................9 Verhitte vleeswaren uit verkleind vlees......................................................................9 Spuitpekel voor bacon.................................................................................................9 Spuitpekel voor gekookte ham....................................................................................9 Verbetering van de kleurstabiliteit van vleeswaren..................................................10

5

LITERATUUR .............................................................................................................11

blad 2 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

1

INLEIDING

Ascorbinezuur ofwel vitamine C is een organische stof, die in veel planten en dieren in kleine hoeveelheden voorkomt. Voor de mens is ascorbinezuur in de voeding noodzakelijk; een ernstig gebrek kan onder andere de deficiĂŤntieziekte scheurbuik veroorzaken. Dit komt tot uiting in de herkomst van het woord ascorbinezuur: a= niet, scorbut=scheurbuik (3,8).

In groenten en fruit is de hoeveelheid ascorbinezuur relatief hoog, dikwijls 100 tot meer dan 1000 mg/kg. Vers vlees bevat meestal hoeveelheden van 2-20 mg/kg en lever en nieren zelfs 100-300 mg/kg.

Bij de verwerking van vlees mag ascorbinezuur als hulpstof worden toegevoegd. In de praktijk wordt vaak het natriumzout van ascorbinezuur-natriumascorbaat gebruikt. Deze hulpstoffen kunnen de kleurvorming en kleurstabiliteit van vleesproducten bevorderen. De werking berust grotendeels op het reducerend vermogen van ascorbinezuur en natriumascorbaat (5,7).

blad 3 van 11

C.V.I. ยง 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

2

ALGEMENE INFORMATIE OVER ASCORBINEZUUR

2.1

Isomeren en hun vitamine C werking

blad 4 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

Figuur 1 2.2

Fysische en chemische eigenschappen van ascorbinezuur en isoascorbinezuur

Bij drogen van oplossingen van ascorbinezuur en iso-ascorbinezuur ontstaan kristallen. In zuivere vorm zijn de kristallen van beide zuren, evenals de natriumzouten bij kamertemperatuur, stabiel en niet hygroscopisch (4).

TABEL 1 - EIGENSCHAPPEN VAN ASCORBINEZUUR EN ISO-ASCORBINEZUUR eigenschap

ascorbinezuur iso-ascorbinezuur

configuratie kristalvorm smeltpunt (°C) afbraaktemperatuur (°C) oplosbaarheid in water van 25°C (%) oplosbaarheid Na-zout in water van 25°C (%) pH van 0,5% oplossing in water pH van 0,05% oplossing in water pH van 0,5-0,05% oplossingen van het Na-zout in water circa

L platen, naalden 192 192 33 62 3 4

D korrels 174 174 40 16

7,5

In waterige oplossing worden ascorbinezuur en iso-ascorbinezuur snel door zuurstof geoxideerd en ontstaat bijvoorbeeld dehydroascorbinezuur uit ascorbinezuur. De oxidatiereacties worden door keukenzout, ijzer en koper bevorderd evenals door pH-verhoging (boven 6,0). Wanneer na de oxidatie de afgegeven waterstofatomen kunnen worden vervangen ontstaan de oorspronkelijke verbindingen weer (reversibele reactie) maar bij voortgaande oxidatie vallen de verbindingen echter uiteen (irreversibele reactie, figuur 1).

2.3

Bereiding van ascorbinezuur en iso-ascorbinezuur

Sinds 1933 kan ascorbinezuur (vitamine C) chemisch worden vervaardigd. Hierbij wordt van D-glucose of L-sorbose uitgegaan. In de loop der jaren is het productieproces geleidelijk verbeterd. Voor specifieke toepassingen is de winning van ascorbinezuur uit plantaardig materiaal echter op kleine schaal blijven bestaan.

Iso-ascorbinezuur wordt uit sucrose vervaardigd. Het productieproces is iets goedkoper dan dat van ascorbinezuur.

blad 5 van 11

C.V.I. ยง 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

3

ALGEMENE ASPECTEN VAN ASCORBINEZUUR EN NATRIUMASCORBAAT ALS HULPSTOF BIJ DE VLEESWARENBEREIDING

3.1

Kleurbevorderende werking

Ascorbinezuur en natriumascorbaat bevorderen de doorkleuring bij de vleeswarenbereiding.

Dit effect berust op drie werkingen van ascorbinezuur en natriumascorbaat, namelijk: - de reducerende werking, waardoor de restzuurstof uit het vlees(deeg) wordt weggenomen en doorkleuring sneller plaatsvindt; - de reducerende werking, waardoor uit nitriet vollediger stikstofmonoxide wordt gevormd dat met myoglobine tot de vleeswarenkleurstof nitrosomyoglobine reageert; de pH verlaging (alleen bij toepassing van ascorbinezuur) waardoor de reactiviteit van nitriet toeneemt.

De positieve bijdragen van ascorbinezuur voor de doorkleuring tijdens de bereiding van vleeswaren zijn in figuur 2 met extra richtingstekens aangegeven (1).

figuur 2: Chemische reacties tussen myoglobine en nitriet tijdens de vleeswaren-bereiding

Behalve de doorkleuring kunnen ascorbinezuur en natriumascorbaat ook de kleurstabiliteit van vleeswaren bevorderen. Dit berust op de volgende werkingen van de hulpstoffen: - vollediger doorkleuring; vleeswaren met maximale doorkleuring zijn namelijk relatief weinig gevoelig voor verkleuring door luchtzuurstof; - reducerende werking, waardoor luchtzuurstof de vleeswarenkleurstof minder snel aan tast.

blad 6 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

3.2

Remmende werking op de vorming van nitrosaminen

Ascorbinezuur en natriumascorbaat werden reeds lang als kleurbevorderende hulpstoffen bij de vleeswarenbereiding toegepast toen een additionele positieve werking werd vastgesteld. Het bleek namelijk dat de hulpstof in de gebruikelijke dosering de vorming van

nitrosaminen aanzienlijk vermindert. Dit is van belang omdat nitrosaminen verbindingen met carcinogene eigenschappen bevatten. Bij vleeswaren ontstaan de hoogste gehalten aan nitrosaminen in bacon wanneer dit product bij hoge temperatuur wordt gebakken.

3.3

Pekels

Een aantal vleeswaren wordt bij de bereiding in pekel gelegd en/of met pekel geĂŻnjecteerd.

Aan deze pekels wordt naast (nitrietpekel-)zout (en soms fosfaat) ook wel ascorbinezuur of natriumascorbaat toegevoegd. Het bezwaar is dat ascorbinezuur en ascorbaat in water zeer snel door zuurstof en nitriet worden geoxideerd. Leidingwater bevat namelijk 612 mg zuurstof/1, veelal circa 10 mg/1, waarmee meer dan 100 mg ascorbinezuur kan worden geoxideerd. Bij de pekelbereiding wordt zout bovendien met mechanische roerapparatuur opgelost, waardoor nog eens extra luchtzuurstof wordt ingeslagen. De oxidatiereacties met zuurstof en nitriet worden door het zout en de vaak hoge pH van de pekel in sterke mate bevorderd.

De beschreven reacties hebben tot gevolg dat: - toepassing van ascorbinezuur en ascorbaat in legpekels geen zin heeft en vanwege de versnelde nitrietafbraak zelfs negatief kan werken; - toepassing van ascorbinezuur en ascorbaat in spuitpekels alleen bij toediening onmiddellijk voorafgaand aan het spuiten zin heeft.

Het verdient aanbeveling om bij toepassing van ascorbinezuur en ascorbaat in pekels na te gaan of het beoogde effect wel waarneembaar is en of misschien het tegendeel niet het geval is.

3.4

Wettelijke toelating als hulpstof

De Warenwetregeling Gebruik van additieven met uitzondering van kleurstoffen en zoetstoffen in levensmiddelen staat het gebruik van ascorbinezuur als antioxidant toe quantum satis. Een gebruikelijk gehalte is in vleesproducten is 0,05%.

Iso-ascorbinezuur is in Nederland en de andere lidstaten van de EEG - in tegenstelling tot de Verenigde Staten - niet toegestaan.

blad 7 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

TABEL 2 – Regels voor ascorbinezuur en zouten van ascorbinezuur bij toepassing in levensmiddelen Naam E-nummer Formule Chemische omschrijving

L-ascorbinezuur E300 C6H806 3-oxo-L-gulofuranolacton

Molekuulgewicht Uiterlijk

176 wit of enigszins geelachtig kristallijn poeder 189-193°C met lichte ontleding ≥ 99% C6H8O6

Smelttraject Gehalte* Spec. Draaiingsvermogen

a20 = +20,5 – 21°C D (C=10% in water) ≤ 0,4% ≤ 0,1 2,4-2,8 (2% in H2O) Quantum satis

Natrium-L-ascorbaat E301 C6H7O6Na natriumzout van 3-oxo-L-gulofuranolacton 198 wit of enigszins geelachtig kristallijn poeder ≥ 99% C6H7O6Na a20 =103° - 106° D (C=5% in water) ≤ 0,3% ≤ 0,1 6-8 (10% in H2O) Quantum satis

Calcium-L-ascorbaat E302 (C6H7O6)2Ca2H2O calciumzout van 3-oxo-L-gulofuranolacton 426 wit of enigszins grijsachtig kristallijn poeder ≥ 99%(C6H706)2 Ca2H2O a20 = +95 – 97° D (C=5% in water) ≤ 0,3% ≤ 0,1 6-7,5 (10% in H2O) Quantum satis

Vluchtige stof** Sulfaatas*** pH toegestane dosering * hoeveelheid op het product zonder vluchtige stoffen ** gehalte bepaald door drogen bij kamertemperatuur gedurende 24 uur in een excicator met zwavelzuur of fosforpentoxide *** gehalte bepaald door gloeien bij 800°C ± 25°C en toegestane hoeveelheid in het product zonder vluchtige stoffen

3.5

Invloed op de bacteriegroei

In de toegestane dosering heeft ascorbinezuur op zichzelf geen invloed op de groei van bacteriën, noch remmend, noch bevorderend. Wel kan in een niet bufferend milieu enige groeiremming optreden wanneer door het toevoegen van ascorbinezuur de pH daalt. Indirect kan ascorbinezuur wel effect hebben. De hulpstof kan namelijk de remmende werking van nitriet op de groei van Clostridium bacteriesporen in gepasteuriseerde vleeswaren versterken (2).

3.6

Waarschuwing voor het mengen met andere hulpstoffen

In hulpstoffenmengsels mogen ascorbinezuur of natriumascorbaat nooit met nitriet of nitrietpekelzout worden samengebracht. Door de hygroscopische werking van zout kan het mengsel vochtig worden waardoor ascorbinezuur en nitriet met elkaar gaan reageren. Hierbij ontstaan nitreuze dampen die in een concentratie van 10 ppm in de lucht dodelijk kunnen zijn. Het hulpstoffenmengsel verliest bij deze reactie de kleurbevorderende werking.

blad 8 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

4

TOEPASSINGEN VAN ASCORBINEZUUR EN NATRIUMASCORBAAT ALS HULPSTOF BIJ DE VLEESWARENBEREIDING

4.1

Drogeworstsoorten

In droge worstsoorten is de reducerende capaciteit van voor de rijping noodzakelijke micro-organismen veel groter dan die van de toegestane dosering ascorbinezuur of natriumascorbaat.

Vooral entculturen van micrococcen nemen de zuurstof snel weg. Bovendien wordt de doorkleuring bevorderd door de pH-daling tijdens het rijpen. Om deze redenen is het effect van ascorbinezuur en ascorbaat lang niet in alle drogeworstsoorten waarneembaar. Het nut van de hulpstof dient derhalve duidelijk te worden aangetoond. Om de kans op een positief effect van toediening van de hulpstof zo groot mogelijk te maken moet het deeg na het cutteren snel worden gestopt. Hiermee wordt voorkomen dat het ascorbinezuur en ascorbaat tijdens de wachttijd door oxidatie worden geïnactiveerd.

4.2

Verhitte vleeswaren uit verkleind vlees

Bij verhitte vleeswaren wordt natriumascorbaat als kleurbevorderende hulpstof verkozen boven ascorbinezuur vanwege de positieve invloed van een hogere pH op de vochtbinding.

Het reducerend vermogen loopt bij de bereiding relatief weinig terug wanneer de hulpstof zoveel mogelijk aan het einde van het cutterproces wordt toegevoegd. Na het cutteren dient het deeg snel te worden afgevuld om te voorkomen, dat het kleurbevorderende middel tijdens de wachttijd door oxidatie wordt geïnactiveerd. Naast de kleurbevorderende werking kan de hulpstof bij laag- en hooggepasteuriseerde, niet nabesmette vleeswaren ook de remmende werking van nitriet op Clostridium bacteriesporen vergroten (2).

4.3

Spuitpekel voor bacon

Volgens de kwaliteitsregeling voor bacon mag de spuitpekel van bacon maximaal 0,7% ascorbinezuur of 0,8% natriumascorbaat bevatten (zie hoofdstuk PEBa1). Omdat een hogere pH de vochtbinding van bacon bevordert, wordt de voorkeur aan natriumascorbaat gegeven. Om voortijdige oxidatie te vermijden, dient het ascorbaat vlak voor het spuiten in de pekel te worden opgelost (3.3). De toepassing van het ascorbaat wordt niet alleen in verband met de invloed op de kleur aanbevolen maar ook vanwege de remmende werking op de nitrosaminevorming tijdens het bakken van de bacon (3.2).

4.4

Spuitpekel voor gekookte ham

Spuitpekels voor ham bevatten zout, nitriet, fosfaat en soms ascorbinezuur of natriumascorbaat. Om de pH verhoging door fosfaat niet tegen te gaan, verdient natriumascorbaat de voorkeur. Deze hulpstof dient vlak voor het spuiten in de pekel te worden opgelost om inactivering door oxidatie zo veel mogelijk te voorkomen (6).

Desondanks is bij het massageproces van de ham een gedeeltelijke inactivering van het ascorbaat mogelijk. Ook is het niet zeker of de doorkleuring bij de hambereiding met

ascorbaat moet worden gestimuleerd omdat tijdens het langdurig verhittingsproces hoogstwaarschijnlijk toch wel een volledige doorkleuring plaatsvindt. Het nut van de hulpstof dient derhalve wel degelijk te worden aangetoond. Hierbij moet bij ham die in de transportverpakking wordt verhit naast de kleurbevorderende werking ook de vergroting van de remmende werking van nitriet op Clostridium bacteriesporen worden betrokken. blad 9 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

4.5

Verbetering van de kleurstabiliteit van vleeswaren

Naast de gunstige werking van ascorbinezuur en natriumascorbaat op de doorkleuring tijdens de bereiding van vleeswaren kunnen deze hulpstoffen ook de kleurstabiliteit verbeteren (3.1). Dit is echter niet onder alle omstandigheden het geval. Tabel 3 geeft een overzicht (7).

TABEL 3 - Invloed van natriumascorbaat op de kleurstabiliteit van vleeswaren Productgroepen/ Opslagcondities

Verkleuringssnelheid Zonder ascorbaat

Met ascorbaat Eventuele vertraging verkleuring

Geen effect verkleuring

op

Rauwe vleeswaren: In vacuüm en donker

Zeer langzaam

Zeer langzaam

Zeer langzaam

In vacuüm en licht

Vrij langzaam

Met veel nitriet: langzaam

Met weinig nitriet: vrij langzaam

In lucht en donker

Langzaam

Langzaam

Langzaam

In lucht en licht

Snel

met weinig ascorbaat: vrij langzaam

Met veel ascorbaat: vrij snel

In vacuüm en donker

Langzaam

Met weinig nitriet: zeer langzaam

Met veel nitriet: langzaam

In vacuüm en licht

Snel

Snel

Snel

In lucht en donker

Vrij langzaam

met veel nitriet langzaam

Met weinig nitriet vrij langzaam

In lucht en licht

Zeer snel

Met weinig ascorbaat: vrij langzaam

Met veel ascorbaat: vrij snel

Verhitte vleeswaren:

blad 10 van 11

C.V.I. § 2.1 Ascorbinezuur en natriumascorbaat

5

LITERATUUR

1. Forrest, J.C. e.a.

Principles of meat science San Francisco, Freeman and Co., 1975 pag. 198 2. Grever, A.B.G. Onderzoek naar de invloed van natriumascorbinaat op de remming door nitriet van sporevormende bacteriĂŤn in vleeswaren Zeist, Centraal Instituut voor Voedingsonderzoek TNO, 1974.

Rapport Nr. R 4516 3. Machlin, L.J. Handbook of vitamins, nutritional, biochemical and clinical aspects New York, W.C Dekker Inc, 1984 4. Merck en Co. Inc. The Merck Index Rahway H.J., Merck en Co, 10th ed, 1983 5. Moerman, P.C. Hulpstoffen voor vlees en vleeswaren Doetinchem, C. Misset N.V., 1967 6. Olsman, W. Het nut van ascorbinezuur bij de bereiding van hammen en schouders Zeist, CIVO-Instituten TNO, 1983. Rapport Nr. T 83.014 7. Ranken, M.D. The use of ascorbic acid in meat processing In: Vitamin C ascorbic acid, 15th ed.

J.V. Counsell, D.H. Hornig London, Applied Science Publ. 1982 (reprint) 105-122 8. Wintermeyer, U. Vitamin C, Entdeckung, Identifizierung und Synthese - Heutige Bedeutung in Medizin und Lebensmitteltechnologie Stuttgart, Deutsche Apotheker Verlag, 1981

blad 11 van 11