Производство вкусов и запахов, или из чего состоит аромат

Содержание статьи:

Происхождение
Роль в составе
Ароматизаторы - какие они бывают?
Натуральный и идентичный натуральному – в чем разница?
Как получают ароматизаторы?
В чем особенности производства добавок?
Технология экстракции сжиженными газами
Дезинтеграторы клеточных структур
Циклодекстрины
Как получают натуральные ароматизаторы?
Применение ароматизаторов
Ароматизаторы в питании: интересные факты
Еще пара фактов об ароматизаторах

Помните детское стихотворение: «У каждого дела запах особый, в булочной пахнет тестом и сдобой»? Особое значение запах и вкус имеют для пищевых продуктов, именно они привлекают покупателя. Поэтому современная пищевая промышленность не может обойтись без ароматизаторов. И с этой точки зрения отвлеченные понятия «вкус» и «запах» превращаются во вполне определенную систему различных веществ, которые привносят в продукты комплексное восприятие вкуса и запаха, то, что и называют «ароматом пищевого продукта».

Происхождение

Промышленные ароматизаторы для пищевых продуктов обычно представляют собой сложные смеси натуральных и искусственных составляющих, разработанные так, чтобы соответствовать требованиям конкретного пищевого продукта (мороженое, спиртные напитки, хлебобулочные изделия и пр.)

Вещества, используемые для производства ароматизаторов как правило идентичны соответствующим веществам, встречающимся в природе. Натуральное происхождение сырьевого компонента вовсе не означает его большую безопасность для потребителя.

Искусственные вкусоароматические вещества составляют около 20 % от перечня разрешенных для использования душистых веществ и хотя по степени безопасности они ничем не отличаются от идентичных натуральным, производители пищевых продуктов, следуя тенденциям рынка, стараются избегать использования ароматизаторов, содержащих искусственные вещества (то есть искусственных ароматизаторов). Синтетические вещества, используемые для производства искусственных ароматизаторов, нередко идентичны одноименным веществам, встречающимся в природе.

Однако натуральное происхождение сырьевого компонента вовсе не означает его большую безопасность для потребителя.

Производители синтетических душистых веществ нередко отстаивают мнение, что ароматизаторы, составленные из ситетических компонент более безопасны, благодаря более жестким стандартам чистоты и отсутствию примесей.

Натуральное сырье, наоборот, может содержать токсичные компоненты, попавшие из природного источника в процессе извлечения натурального душистого вещества, синтетическое вещество же, как правило, более чистое и подвергается более жесткому контролю на стадии проверки его как готовой продукции.

С другой стороны, основные компоненты натуральных летучих ароматных веществ в целом лучше изучены с точки зрения токсикологии, имеют длительный период активного использования, во время которого были эмпирически установлены их основные преимущества и недостатки.

Роль в составе

Ароматизаторы предназначены для придания пищевым продуктам вкуса и аромата и для усиления имеющегося вкуса и аромата.

Ароматизаторы вводятся в пищевые продукты в таких количествах, чтобы содержание вкусоароматических веществ примерно соответствовало их содержанию в соответствующих не подвергшихся переработке продуктах.

При заметном превышении этих количеств органолептические свойства пищевого продукта ухудшаются и потребительские качества продукта теряются. Не допускается использование ароматизаторов для устранения изменения аромата пищевых продуктов, обусловленного их порчей или недоброкачественностью сырья.

Ароматизаторы всё шире и шире применяются в пищевой промышленности. Рост спроса на ароматизаторы вызван развитием современных технологий получения пищевых продуктов на основе глубокой переработки сырья.

После такой переработки, целью которой является получение стандартизованных концентратов белков, жиров и углеводов, пищевые продукты почти полностью освобождаются от «балластных» веществ, в том числе и от летучих ароматных веществ, определяющих их аромат (соевое масло, другие рафинированные масла, соевый белок, мука, крахмал, сахар, белково-витаминный концентрат и др.).

Аналогичным образом промышленность научилась не только извлекать аромат из натурального сырья, но и синтезировать его в ходе химических процессов.

Существование целого ряда продуктов обусловлено наличием ароматизаторов, в их числе безалкогольные напитки, кондитерские изделия, пищевые концентраты.

Ароматизаторы - какие они бывают?

Жидкие ароматизаторы - самая широкая группа этих веществ. В нее входят эссенции, экстракты, эфирные масла, а также сокосодержащие. В эту группу входят концентрированные соки, пюре, топ-нота. К жидким относятся также ароматические эмульсии, которые не только придают аромат, но и вкус продукции.

Сухие ароматизаторы. Сюда относятся дегидратированные кусочки овощей и фруктов, порошки, гранулы, полученные из натуральных веществ. А также порошкообразные носители (мальтодекстрин, декстроза, соль, сахар с добавлением ароматических соединений), ароматизаторы, полученные по технологии «спрей-драй», когда ароматические вещества заключены в специальную капсулу. Ее помещают в емкость при приготовлении продукта. Под воздействием влаги капсула разрушается, высвобождая аромат. Еще один вид сухого ароматизатора -компаунды. Это многокомпонентные соединения, которые подбираются в соответствии с типом продукта.

Натуральный и идентичный натуральному – в чем разница?

Ароматизаторы бывают трех типов: натуральные, идентичные натуральным и искусственные. Чем же они отличаются друг от друга?

Натуральные ароматизаторы получают из природных компонентов, например, ароматизаторы трав, фруктов. И в отличие от идентичных натуральным, этот тип получают физическими методами – например, настойки, концентрированные соки, эфирные масла.

Идентичные натуральным полностью синтезируются в химической лаборатории, но в отличие от искусственных их химическая формула полностью повторяет формулу натурального ароматизатора.

Как получают ароматизаторы?

Натуральные пищевые ароматизаторы получают физическими методами – дистилляция, прессование, экстракция, дегидтратирование (сушка). В результате физических превращений получают экстракты, эссенции, эфирные масла.

Эссенция представляет собой спиртовое соединение, получаемое из трав, цветов, фруктов. В процессе приготовления ее разбавляют водой.

Экстракт - вещество, извлеченное из растительной или животной ткани с помощью растворителя и сгущенное затем путем выпаривания; вытяжка.

Эфирное масло – соединение, извлекаемое из ароматных трав, цветов, которое на воздухе испаряется.

Коптильные ароматизаторы чаще всего являются результатом экстрагирования водой очищенного коптильного дыма с последующим концентрированием экстрактов. Их получают в несколько этапов. Сначала оптимизацией ферментивных процессов созревания мяса получают значительное количество предшественников мясных ароматов. Затем нагреванием (по аналогии с варкой и жарением) предшественники превращаются в мясные ароматы. Интенсивность у подобных продуктов в 20-50 раз выше, чем у получаемых традиционным способом мясопродуктов.

Дегидратирование (сушка). При этом процессе в сушилке происходит удаление воды из ягод, фруктов, овощей. Затем их измельчают и получают порошок, также можно изготовить гранулы.

Идентичные натуральным ароматизаторы – это череда сложных химических процессов, которые происходят в колоннах синтеза на химических производствах.

Так как получение натуральных ароматизаторов – процесс достаточно трудоемкий, с высокой себестоимостью, в производстве используются вещества, идентичные натуральным.

В чем особенности производства добавок?

Очень важно обеспечить наиболее подходящие для производства условия, оградить от попадания патогенной микрофлоры. Если касаться технологии изготовления пищевых добавок, хочется рассмотреть технологию, связанную с перепадом давления. Чтобы усовершенствовать этот метод, ученые предложили ее модификации. Например, сочетания давления и ударной волны. Таким образом достигается максимальная добыча необходимых веществ из изначального сырья.

Технология экстракции сжиженными газами

Еще одна технология, которая получила последнее время широкое применение – процесс экстракции продукта сжиженными газами. При этом газ может быть в жидком и сжатом виде.

Сжиженные газы обладают завидными преимуществами в качестве экстрагентов, так как:

Низкая температура кипения и высокая способность к летучести приводят к тому, что дистилляция мисцеллы (раствор жира или растительного масла) происходит в некритических и простых к воспроизводству температурных условиях. Это приводит к получению экстрактов высокого качества из эфиромасличного или пряно-ароматического сырья.
Сжиженные газы имеют широкий ассортимент, что позволяет получать экстракты с самыми разными свойствами.
Высокая внутренняя энергия и прочие характеристики приводят к возможности создания эффективных схем экстракции в энергетическом отношении. Более того, некоторые сжиженные газы могут являться ингибиторами процесса горения, в результате чего производство масложировой продукции можно проводить в пожаробезопасных условиях.
Высокое давление сжиженных газов позволяет влиять на капиллярнопористые растительные материалы, включая их измельчение.

Наиболее перспективным в данном контексте является углекислый газ СО2. Его низкая температура парообразования ведет к снижению затрат при его использовании для процесса экстракции.

Производство пищевых добавок
Если процессы получения компонентов обусловлены высокой ценностью (например, при получении кофеина из кофейных зерен) или включает многоступенчатость (получение масла и его рафинация), экстракция сжиженными газами всегда получается экономически выгодней, чем традиционные методы.

Дезинтеграторы клеточных структур

Большое распространение получил способ изготовления пищевых добавок с помощью дезинтеграторов клеточных структур. Его основные действующие элементы – экструзия сырья с помощью центробежной силы и пропуск его через сопло. Следующим шагом в этом процессе идет ударение получаемой струи об отражатель. Режим завершается при зафиксированном разрушении в сырье клеточных структур.

Чтобы эти самые структуры разрушались быстрее, а одна порция сырья обрабатывалась меньшее количество времени, необходимо получить существенное давление струи. Кроме того, высокое давление помогает и частицам сырья увеличить свою скорость, быстрее проходить через сопло и ударятся с отражателем. Для разного сырья порядок скоростей должен быть на уровне 150-400 м/с. Так как размер отверстий в тракте очень мал, давление струи должно быть на уровне 200 атм. Такое давление лучше всего достигается подключением к процессу импульсного воздействия с помощью газогидродинамики взрывов в различных условиях.

Рабочим агентом может быть один из целого ряда веществ:

сжатый воздух;
горючие вещества;
испаряемые вещества;
растворы щелочей.

Электровзрывной реактор может быть и для водных рабочих агентов. В этом случае реактор будет иметь такую конструкцию, которая сильно активизирует воду. А она, активизированный водный агент, уже способствует повышению эффективности выделения ценных материалов из сырья.

Сейчас популярными становятся новые тенденции и новые технологии переработки сырья. Среди них можно отметить несколько направлений:

использование плоских поперечных сечений линейных трактов;
изобретение возможностей создание круговых плоских струй;
использование реакторов цилиндрической формы.

Циклодекстрины

Циклодекстрины (ЦД) углеводы, получаемые из крахмала, которые способствуют снижению гигроскопичности кондитерских изделий, устранять нежелательные привкусы, останавливать рост плесени в упакованных продуктах и стабилизировать пищевые эмульсии. Пищевая добавка, содержащая отруби или муку и циклодекстрин не меняет свою влажность более, чем десять дней.

В последние годы основное направление создания пищевых добавок направлено на подробное изучение их, и создание исключительно безопасных их видов. Сейчас, например, широко рассматриваются варианты получения необходимых ингредиентов из дикорастущих лекарственных растений.

Как получают натуральные ароматизаторы?

Вновь название дает ответ на вопрос, хоть и в общем смысле. Натуральные пищевые добавки получают из природного растительного и животного сырья. В частности, могут использоваться фрукты, овощи, травы, мясные изделия и т.д. Натуральность в данном случае будет предполагать и применение экологически чистых технологий обработки сырья. Например, могут задействоваться процессы экстракции, дистилляция, прессование и т. д.

Применение ароматизаторов

Искусственные, натуральные и идентичные натуральным ароматизаторы используются при производстве кондитерских изделий, напитков и различных блюд, так как это позволяет:

восстановить аромат и вкус, полностью или частично утерянный при переработке или хранении продуктов (пастеризации, замораживании, концентрировании, консервировании);
создать на основе однотипной продукции большой ассортимент продуктов, которые значительно отличаются по вкусу и аромату;
стандартизировать ароматные и вкусовые характеристики пищевой продукции, чтобы они не зависели от колебаний качества исходного сырья;
придать аромат продукции, которая лишена его, но обладает ценными свойствами в питательном отношении (например, продуктам переработки сои);
усилить натуральный аромат и вкус, имеющийся у продуктов;
придать изысканный аромат продукции, которую изготавливают с помощью технологических процессов, но во время которых не происходит естественное образование аромата (к примеру, приготовление пищи в микроволновой печи);
избавить продукцию от неприятных привкусов.

Пищевые ароматизаторы запрещено применять для маскировки ароматических свойств испорченных продуктов и неприятных вкусовых качеств блюд, изготовленных из некачественного сырья.

Ароматизаторы в питании: интересные факты

Ароматизаторы, более сложные по своему составу, позволяют продуктам питания намного быстрее вызывать чувство насыщения у человека. Такой вывод сделали голландские ученые. Для этого было проведено исследование, в ходе которого группе добровольцев предлагали съесть два разных клубничных йогурта. В одном йогурте для придания клубничного вкуса использовался простой однокомпонентный ароматизатор, во втором — вещество, состоящее сразу из 15 компонентов. Именно второй йогурт намного быстрее вызывал чувство сытости у человека.
Американскими учеными установлено, что диацетил, входящий в состав многих пищевых ароматизаторов, усиливает негативное влияние бета-амилоидного белка, связанного с развитием болезни Альцгеймера. Диацетил способен проходить сквозь гематоэнцефалический барьер. Кроме того, данное вещество препятствует работе глиоксалазы-I-протеина, защищающего нервные клетки.
Исследователи из Университета Бургундии пришли к выводу, что запах свежих груш помогает людям справиться со своими вредными вкусовыми пристрастиями. Наиболее действенным такой метод оказался при выборе десертов. Так, по мнению ученых, запах свежих груш способен стимулировать даже заядлого сладкоежку отдать предпочтение полезному фруктовому десерту.

Еще пара фактов об ароматизаторах

Это неправда, что синтетические или идентичные натуральным ароматизаторы хуже очищены. Во-первых, в природе вещества, вопреки нашим ожиданиям, тоже не находятся в чистом виде. В живой клетке происходит не одна реакция по производству ароматического вещества банан/яблоко/перец, а сотни. Но растениям это никто не вменит в вину.

Во-вторых, чистота конечного вещества — такой же важный параметр на производстве, как вкус продукта или его цвет. Неужели вы думаете, что производители настолько дурни, что не могут очистить продукт и сделать его безопасным? Давайте включим логику. Намеренно не до очищенный ароматизатор будет слабее и хуже по качеству, чем у конкурентов. Он может в продукте (сгущенке, пирожном, чипсах и т.д.) выдать непредсказуемый результат. Кому нужно делать плохого качества неработающее вещество, которое второй раз никто не купит?

Есть также миф, что синтетические ароматизаторы якобы могут навредить нам. Это же ненатуральное! Тут сразу несколько ошибок. Во-первых, логическая ошибка «апелляция к природе»: якобы все натуральное хорошо, а все синтетические плохо. Во-вторых, синтетические ароматизаторы изучены так же хорошо, как натуральные. Ив пищу допускаются только те, которые не показали себя опасными товарищами.

Позволим себе процитировать Сергей Белкова: «Ароматизатор — это не еда, он служит для придания аромата, но непищевой ценности. Карамель, сделанная на натуральных красителях и ароматизаторах, для организма несет не больше пользы, чем сделанная на синтетических».

Компот, сваренный из натуральных яблок и сахара сточки зрения витаминов (уничтоженных приварке), не полезнее сладкой газировки с ароматизатором. Вопрос здорового питания не связан с употреблением синтетических ароматов, ожирение и сердечно-сосудистые заболевания вызываются недушистыми веществами.

Источники: