А р о м а т и з а т о р ы технологический поток

На вкус и аромат готового продукта влияет целый ряд факторов:

1. состав сырья, характер и количество содержащихся в нем ароматобразующих веществ (эфирных масел);

2. особенности технологии его переработки: температура, время, наличие и активность ферментов, химизм процессов и характер образующихся соединений, вносимые ароматизаторы, «оживители вкуса» и т.д.;

3. вкус и аромат готового продукта – суммарный результат (1) и (2). Он создается наличием сотен гармонизирующих друг с другом соединений и оценивается с помощью «сенсорного анализа» и аналитических методов.

Из продуктов питания выделено более 5000 различных аромато- и вкусообразующих веществ. Это углеводороды, гетероциклические и карбонильные соединения, спирты, фенолы, кислоты, эфиры и др.

В цитрусовых обнаружено более 150 ароматообразующих веществ, в хлебе – более 170, в пиве – более 180, в какао – 200, в кофе – 370. При этом их суммарное содержание в продуктах составляет доли процента. Среди тысяч летучих компонентов пищевых продуктов лишь немногие являются «ключевыми», т.е. определяющими основное направление запаха.

В аромате лимона важнейшим является цитраль. В аромате малины наиболее важным является n-гидроксифенил-3-бунанон (так называемый «кетон малины»), в чесноке основной «тон» определяет аллилсульфид, в ванили – ванилин.

Ароматы многих натуральных продуктов нестойки, быстро исчезают или изменяются при хранении или в ходе технологической обработки. Кроме того, основное сырье ряда пищевых продуктов, например леденцовой карамели, жевательной резинки, продукции на основе сои, не имеет собственного аромата. Это обусловливает необходимость применения пищевых ароматизаторов.

Ароматизаторы (ароматические вещества) – вся гамма веществ, обладающих запахом (ароматом). В сочетании с другими веществами они придают готовому продукту специфический (привычный или особенный) аромат.

Пищевой ароматизатор (по строгому определению) - это смесь вкусоароматических веществ или индивидуальное вкусоароматическое вещество, вводимые в пищевые продукты как пищевая добавка с целью улучшения органолептических свойств продукта.

Не следует относить к ароматизаторам концентрированные плодово-ягодные соки, натуральные экстракты, настои, фруктовые подварки, сиропы и т.п., так как указанное сырье может применяться как пищевой продукт и, следовательно, его нельзя отнести к пищевым добавкам.

Ароматизаторы принято подразделять на натуральные, идентичные натуральным и искусственные.

Натуральные ароматизаторы могут включать только натуральные ароматические компоненты.

Натуральные ароматические компоненты - это химические соединения или их смеси, выделенные из натурального сырья с применением физических или биотехнологических методов.

Для получения ароматических компонентов могут использоваться плоды, кора, ветки, листья, цветы и корни.

Индивидуальные натуральные ароматические компоненты выделяют из натурального сырья (растительного или животного) методами экстракции, дистилляции, прессования, вымораживания или другими щадящими способами Спиртовые и водные вытяжки ароматических веществ из растительного сырья представляют собой пищевые эссенции. Индивидуальные натуральные ароматические компоненты и их смеси получают также с использованием ферментов и микроорганизмов (методами биотехнологии).

Производство пищевых продуктов с использованием только натуральных ароматизаторов невозможно из-за высокой стоимости исходного сырья, ограниченности сырьевых ресурсов и слабости или недостаточной стабильности существующих натуральных ароматов.

Идентичные натуральным ароматизаторы представляют собой смеси ароматических веществ, которые имеют в своем составе минимум один компонент, идентичный натуральному, а также могут содержать натуральные компоненты. Идентичные натуральным ароматические компоненты - это химические соединения, идентифицированные в сырье растительного или животного происхождения, но полученные химическим синтезом или выделенные из натурального сырья с применением химических методов.

Для большинства идентичных натуральным ароматизаторов характерна высокая стабильность, интенсивность и относительная дешевизна. Например, ванилин, идентичный натуральному, полностью соответствует ванилину, содержащемуся в стручках ванили. При этом на ароматизацию продукта требуется в 40 раз меньше ванилина, чем дорогостоящей ванили. Кроме того, потребность в ванильном аромате столь велика, что в природе отсутствует необходимое количество этого растения. Наконец, идентичный натуральному ароматизатор может быть безвреднее ароматизатора, полученного из природного сырья. Так, коптильные ароматы намного безопаснее для здоровья, чем коптильный дым, богатый канцерогенными соединениями.

Искусственные ароматизаторы – это смеси ароматических веществ, которые имеют в составе минимум один искусственный компонент, которого в природе не существует, а также могут содержать натуральные и идентичные натуральным компоненты.

Искусственные (синтетические) ароматические компоненты - это химические соединения, не идентифицированные до настоящего времени в сырье растительного или животного происхождения и полученные путем химического синтеза.Они отличаются высокой стабильностью, интенсивностью и дешевизной.

Количество разрешенных для применения синтетических (идентичных натуральным и искусственных) ароматических веществ составляет около 1500. Это альдегиды, ацетали, кетоны, кислоты, лактоны, спирты, сложные эфиры, фураны, пиразины, серосодержащие и другие соединения.

Получаемые ароматобразующие вещества в большинстве случаев представляют собой смесь соединений (природных или полученных искусственно), и только в отдельных случаях – это индивидуальные соединения.

Пищевые ароматизаторы могут содержать более 100 согласованных между собой индивидуальных компонентов (натуральных, идентичных натуральным, искусственных).В настоящее время нет научных доказательств предпочтительности с токсиколого-гигиенической точки зрения натуральных ароматизаторов по сравнению с идентичными натуральным или искусственным.

Эфирные масла и душистые вещества

Эфирные масла известны с древних времен. Некоторые из них Египтяне умели получать из растений еще за 6000 лет до нашей эры. Позднее в странах Древнего Востока, Японии научились выделять эфирные масла и применять их для получения благовоний, в косметике, медицине.

Эфирные масла являются важнейшим компонентом пищевых ароматизаторов.

Эфирные масла представляют собой многокомпонентные пахучие жидкие смеси летучих органических веществ непостоянного состава с преобладанием одного или нескольких ключевых соединений, вырабатываемых растениями и обусловливающие их запах.

Эфирные масла – бесцветные или окрашенные (зеленые, желтые, желто-бурые) жидкости, плохо растворимые в воде и хорошо – в неполярных органических растворителях. Они легко окисляются на свету и под действием кислорода воздуха. Содержание в них эфирных масел составляет от 0,1 % (цветы розы) до 20 % (почки гвоздики).

Эфирные масла или в виде гликозидов содержатся в листьях, стеблях, цветках, корнях, семенах и древесине. Содержание отдельных компонентов меняется в широких пределах в зависимости от многих факторов (вида растений, климатических условий, сроков уборки, особенностей обработки, продолжительности и условий хранения сырья, технологии его переработки).

Для получения эфирных масел используют сырое (цветы лаванды, зеленую массу сирени), подвяленное (мята), высушенное (ирис), подвергнутое ферментативной обработке (цветы розы) сырье.

Всего их эфирных масел выделено более 1000 индивидуальных веществ. Их химическая природа очень разнообразна и включает соединения различных классов (спирты, кислоты, эфиры, ароматические, алициклические, алифатические карбонильные соединения и др.)

Моноциклические терпеноиды	Дитерпеноиды	Ароматические соединения
С10Н20О	С10Н18О	С9Н8О
ментол	эвкалиптол	коричный альдегид

Основные способы выделения эфирных масел:

- отгонка с водяным паром;

- экстракция органическими растворителями с последующей их отгонкой;

- поглощение свежим жиров («анфлераж»);

- СО₂ – экстракция;

- холодное прессование.

Каждый из этих способов существенно влияет на состав полученного продукта. Поэтому при выборе метода извлечения эфирных масел учитывают их содержание и состав, а также особенности сырья.

Ароматические эссенции

Ароматические эссенции – сложные композиции душистых веществ (природного, идентичного природному и синтетического происхождения) в соответствующем растворителе или смешанные с твердыми носителями: крахмалом, лактозой, белками, поваренной солью.

Различают 3 группы ароматических эссенций:

• фруктово-ягодные: лимонная, апельсиновая, земляничная, малиновая, вишневая, ананасовая и др. (употребляются чаще всего);

• винно-ликерные: ромовая, коньячная;

• прочие: ванильная, мятная, кофейная, сливочная, медовая (для кондитерских изделий).

Для приготовления эссенций используют разнообразные душистые вещества. При этом высокую ценность имеют эфирные масла – апельсиновое, мандариновое, лимонное, мятное, гвоздичное, розовое, анисовое. В состав эссенций входят также спиртовые настои кофе, почек черной смородины, клубники, малины. Количество компонентов в эссенции может достигать 20-30.

В зависимости от концентрации различают одно-, двух- и четырехкратные растворы эссенций. В эссенции с наибольшей концентрацией содержание душистых веществ доходит до 50 %.

Ароматические эссенции получают из растительных или животных объектов (фрукты, ягоды, лепестки и листья растений и др.) с помощью физических методов извлечения (отгонка с водяным паром, экстракция с последующим удалением растворителя

Получение ароматических эссенций с использованием только природных ароматсодержащих источников не рационально, т.к. требует большого количества дорогостоящего и дефицитного сырья (лепестки роз, стручки ванили), а выделенные продукты характеризуются нестабильностью или слабостью аромата (за исключением эфирных масел).

Наиболее эффективно применение эссенций, включающих натуральные и идентичные натуральным компоненты. По строению они соответствуют природным соединениям и позволяют создавать композиции, характеризующиеся стабильностью и заданным ароматом. Они экономически выгодны и удобны в использовании.

Химическая природа ароматических эссенций, учитывая большой набор компонентов и разнообразие источников получения, может быть представлена эфирными маслами, альдегидами, спиртами, сложными эфирами и другими классами органических соединений. Сложный химический состав ароматических соединений формирует разнообразные запахи.

Некоторые наиболее важные компоненты ароматических эссенций:

1. Соединения алифатического ряда. Изопреноид цитраль С₁₀Н₁₆О обладает запахом лимона. Многие сложные эфиры, образуемые жирными или ароматическими кислотами и спиртами, имеют плодовый или винный запах: этиловый эфир муравьиной кислоты НСООС₂Н₅ имеет ромовый запах; изоамиловый эфир уксусной кислоты СН₃СООС₅Н₁₁ грушевый; этиловый эфир масляной кислоты С₃Н₇СООС₂Н₅ – ананасный.

2. Ароматические соединения. Бензальдегид С₆Н₅СНО обладает запахом горького миндаля; фенилэтиловый спирт С₈Н₁₀О – запахом розы; ванилин С₈Н₈О₃ имеет характерный запах ванили.

Назначение пищевых ароматизаторов

Пищевые ароматизаторы (в т.ч. ароматические эссенции) предназначены для придания аромата пищевым продуктам, комбинации пищевых добавок, а также табачным изделиям.

Применение ароматизаторов позволяет:

- создать широкий ассортимент пищевых продуктов, отличающихся по вкусу и аромату, на основе однотипной продукции: леденцовой карамели, мармелада, безалкагольных и слабоалкогольных напитков, желе, мороженого, йогуртов, жевательной резинки и др.;

- восстановить вкус и аромат, частично утерянный при хранении или переработке - замораживании, пастеризации, консервировании, концентрировании;

- стандартизовать вкусоароматические характеристики пищевой продукции вне зависимости от ежегоджных колебаний качества исходного сельскохозяйственного сырья;

- усилить имеющийся у продуктов натуральный вкус и аромат;

- придать аромат продукции на основе некоторых ценных в питательном отношении, но лишенных аромата видов сырья (например, продуктов переработки сои);

- придать аромат продукции, получаемой с использованием технологических процессов, при которых не происходит естественного образования аромата (например, приготовление пищи в микроволновых печах);

- избавить пищевую продукцию от неприятных для потребителя привкусов.

Не допускается использование ароматизаторов для устранения изменения аромата пищевых продуктов, обусловленного их порчей или недоброкачественностью сырья.

Консерванты (Е 200 – Е 299)

Консерванты – это вещества, продлевающие срок хранения продуктов. С помощью введения химических консервантов удается замедлить или предотвратить развитие микрофлоры: бактерий, плесневых грибов, дрожжей и других микроорганизмов, или замедлить обмен веществ в них, а следовательно, продлить сохранность продуктов питания. Антимикробные вещества могут оказывать бактерицидное действие (убивать бактерии) или бактериостатическое (останавливать, замедлять рост и размножение бактерий, не уничтожая их полностью), фунгистатическое (угнетающее грибы) или фунгицидное (убивающее грибы) действие. Их эффективность и способы применения зависят от их химической природы, концентрации, рН среды.

Консервирование, и особенно химическое, вызывает настороженное отношение потребителей, поскольку всегда существует сомнение относительно безвредности используемых методов, в частности консервантов. Однако надо помнить, что неконсервированные продукты представляют гораздо большую опасность, чем любые разрешенные консерванты.

При нарушении санитарных правил обработки пищи создаются условия для развития болезнетворных бактерий. Эта опасность может быть снижена путем микробиологической стабилизации, что обеспечивает защиту продукта даже после вскрытия упаковки. Использование консервантов может создать дополнительный защитный барьер благодаря снижению уровня микробов в пище.

Однако консерванты не могут компенсировать низкое качество сырья и нарушение правил производственной гигиены. Если продукт сильно бактериально загрязнен или начал портиться, консерванты уже бесполезны.

Наиболее широко используемыми консервантами в настоящее время являются поваренная соль, этиловый спирт, углекислый газ (Е 290), уксусная (Е 260), сорбиновая (Е 200), бензойная (Е 210), пропионовая (Е280), сернистая (Е 220) кислоты и некоторые их соли (Е 202, 203, 211, 221-228, 261-262, нитриты (Е 249, 250), нитраты (Е 251, 252). Сахарные сиропы приобретают консервирующие свойства, начиная с концентрации примерно 60-70 %.

Основные виды консервантов и их свойства

Поваренная соль. Синонимы: хлорид натрия, хлористый натрий, соль

Соль как пищевая добавка (культового характера) упоминается уже в Ветхом завете. В качестве консерванта для продуктов питания она была хорошо известна в Древнем Египте, на Ближнем Востоке и Древнем Риме. Поваренная соль была приправой и необходимым компонентом для приготовления продуктов питания. В средние века соль была важным предметом торговли в Центральной и Северной Европе. В течение столетий соль была важнейшим (если не единственным) консервантом, особенно для мяса, рыбы и овощей, хотя еще 200 лет назад она стоила вдвое дороже говядины.

В настоящее время соль также используется для сохранения продуктов питания, но редко в одиночку - чаще в сочетании с другими консервантами.

В продажу поступает поваренная соль различной степени измельчения, так как в зависимости от целей применения предпочтение отдается товару грубого или тонкого помола. По происхождению различают соль морскую, каменную и выварочную. Поваренную соль получают из каменной соли или морской воды. Разные виды соли содержат различные количества примесей. Каменная соль обычно недостаточно чиста для пищевых целей. Для получения продукта пищевого качества каменную соль растворяют в воде и выпаривают очищенный рассол на больших противнях (выварочная соль). В теплых странах морскую воду выпаривают на солнце в садочных бассейнах, причем разные соли кристаллизуются из морской воды по очереди.

Поваренная соль NaCl представляет собой бесцветные и не имеющие запаха кубические кристаллы соленого вкуса. Температура плавления 801 С. Растворимость при комнатной температуре составляет около 36 г на 100 г воды.

Токсиколого-гигиеническая оценка

Острая токсичность. При пероральном введении концентрированного водного раствора поваренной соли голодным красам LD₅₀ составляет 3,75 г на 1 кг массы тела. Доза в 35-40 г соли вызывает острое отравление у человека. Такие отравления неоднократно случались, когда соль ошибочно принимали за сахар.

Субхроническая токсичность. При скармливании концентрированного водного раствора поваренной соли голодным крысам в течение 100 дней (примерно 1/10 продолжительность жизни) LD₅₀ составила 2,7 г на 1 кг массы тела. У неголожных крыс эта величина возрастает до 6,14 г, что можно объяснить соли кормом и замедлением ее всасывания. При добавлении соли в корм животные переносили существенно более высокие концентрации. Соль не тератогенна и не оказывает мутагенного влияния на дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae Salmonella typhimurium.

Хроническая токсичность. Поваренная соль влияет на осмотическое давление биологических жидкостей и жизненно необходима как источник натрия. При повышенной концентрации она может оказывать токсическое действие: в первую очередь, - на пищеварительный тракт; во вторую, - почти на все органы. Благодаря хорошей растворимости в воде соль сравнительно быстро выводится из организма. Поваренная соль противопоказана человеку при некоторых заболеваниях сердца, системы кровообращения и почек. В таких случаях используют солезаменители, которые консервантами не являются.

Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах. Поваренная соль, как жизненно необходимая составляющая пищи и вещество, столетиями применяющееся в пищевой технологии, вряд ли подлежит законодательным ограничениям, в том числе и в части предельно допустимого содержания в пищевом продукте. Исключение составляют диетические продукты (бессолевые или с пониженным содержанием соли). В Германии законодательство не относит соль к пищевым добавкам.

Действие на микроорганизмы. Общие критерии. Поваренная соль снижает активность воды, ухудшая тем самым условия существования микроорганизмов. Ее действие сравнимо с обезвоживанием, поэтому использование соли называют «химическим высушиванием». Одной только солью невозможно надежно защитить пищевой продукт от всех микробных поражений, даже превысив все мыслимые вкусовые ограничения. Активность воды даже в насыщенном растворе поваренной соли достаточно велика (а_w = 0,75), и некоторые микроорганизмы в таких условиях развиваются.

Для консервирования пищевые продукты помещают в более или менее концентрированный раствор соли (рассол) или добавляют к ним сухую соль. При этом происходит осмотическое обезвоживание продукта и снижение активности воды в нем; степень снижения зависит от количества добавленной соли.

По устойчивости к действию соли различают слабогалофильные, средне- и сильногалофильные микроорганизмы. Первые лучше растут в среде с содержанием поваренной соли 1-5%, вторые переносят 5-20% соли, а третьи - до 30%.

Антимикробное действие поваренной соли нельзя объяснить только снижением активности воды. Так, например, некотрые бактерии рода Clostridium в присутствии поваренной соли растут при активности воды не менее 0,96, а в присутствии глицерина - до 0,93. При пониженной активности воды бактерии усиленно накапливают некоторые аминокислоты, вследствие чего замедляется их рост. Поваренная соль снижает растворимость кислорода в воде, поэтому в сильносоленых продуктах микроорганизмам (аэробам доступно меньшее количество кислорода, чем в слабосоленых.

Начиная с концентрации 2% поваренная соль усиливает действие других консервантов. Минимальная концентрация, при которой сорбиновая кислота оказывает действие на дрожжи и плесени в присутствии 4-6% поваренной соли в 2-3 раза ниже, чем без соли, а в присутствии 8% соли - в 4 раза ниже. Это особенно четко прослеживается в кислых средах в отношении дрожжей и бактерий рода Clostridium.

Большое практическое значение имеет использование поваренной соли в сочетании с физическими способами консервирования, прежде всего с хранением на холоде и высушиванием. Благодаря осмосу поваренная соль повышает устойчивость к нагреванию плесневых грибов и бактерий. Противоположный эффект описан для бактерий рода Clostridium.

При засолке некоторых пищевых продуктов происходит их естественное сквашивание. В этом случае соль подавляет часть дикой микрофлоры, что благоприятствует развитию молочнокислых бактерий.

Антимикробное действие поваренной соли вряд ли можно объяснить ее непосредственным тормозящим влиянием на ферменты. Существуют ферменты, активность которых при небольших концентрациях поваренной соли даже повышается.

Спектр действия. Так как влияние поваренной соли связано главным образом с уменьшением активности воды, спектр ее действия определяется чувствительностью различных микроорганизмов к этому фактору.

Среди микроорганизмов, переносящих повышенную концентрацию соли, следует назвать дрожжи рода Torulopsis и рода Torula, род Oospora, отдельные виды стафилококков и молочнокислых бактерий.

Некоторые микроорганизмы галофильны в буквальном смысле - они не только переносят высокие концентрации поваренной соли, но и лучше растут в ее присутствии. Однако такие бактерии не имеют большого значения как возбудители порчи пищевых продуктов.