Интенсификаторы (усилители) вкуса и аромата

Создано большоеколичество синтетических усилителей флевора, часть из которых находит широкое применение. Гигиенические исследования для таких веществ должны быть очень тщательными, так как в ряде случаев они не содержатся в естественных продуктах.

Одним из наиболее простых примеров усиления аромата и вкуса является поваренная соль. Прибавленная в небольших количествах, сенсорно не ощущаемых, к апельсиновому прохладительному напитку соль увеличивает интенсивность характерных вкусоароматических свойств апельсина. Незначительные добавки поваренной соли при приготовлении натурального кофе усиливают аромат напитка.

В качестве усилителя вкуса и аромата продуктов, особенно мясных, широко используется L-глутаминовая кислота и ее аммонийные, кальциевые, калиtвые и натриевые соли; ПСП кислоты на 1 кг массы тела человека составляет до 120 мг. Глутаминовую кислоту и се соли применякот в рецептурах мясных консервов, пищевых концентратов первых и вторых блюд. В странах Юго-Восточной Азии эта вкусовая приправа распространена наравне с поваренной солью. Глутаминовая кислота присутствует в пище, которую мы едим ежедневно, имеет слабый вкус, но при добавлении усиливает аромат и вкус других веществ. Излишнее употребление глутаминовой кислоты и ее соли может вызвать, например, головную боль, рвоту, другие симптомы, называемые синдромом китайского ресторана. По-видимому, большое количество мононатриевой соли глутаминовой кислоты, используемый в китайских супах, которые поглощаются, как правило, на голодный желудок, оказывает максимальное действие

За рубежом в качестве улучшителей вкуса применяют изомеры рибонуклеиновых кислот и их диннатриевые соли. Инозинат натрия, динатрийинозинат являются производными 5 -инозиновой кислоты, интенсивность усиления вкуса в 45 раз выше, чем a-глутамината натрия. Гузнилат натрия имеют вкусовой эффект почти в 200 раз выше.

Эстрагол является производным анизола, за рубежом применяется в качестве улучшителя вкуса. Допустимое суточное потребление для него не разработано. В опытах на животных установлено канцерогенное действие при потреблении 500 мг в сутки в расчеты на 1 кг массы тела мышей. Суточнос потребление для человека ло 1 мг/кг канцерогенного риска не представляет.

Вкусовые вещества.Восприятие запаха пищи неразрывно связано с ощущением вкуса. Выделяют четыре основных вида вкуса: кислый (винная, молочная, лимонная, яблочная и другие кислоты); сладкий (сахара, сахарин, некоторые аминокислоты): соленый (поваренная соль); горький (хинин, кофеин, соли калия, магния, кальция).

Между химическим составом вещества и вкусовым ощущением отмечена взаимосвязь. Известно, что все сахара — сладкие, кислоты — кислые, соли — соленые или горькие. Однако вещества разного строения могут вызывать одинаковые вкусовые ощущения и наоборот. Например, сладкий вкус имеют сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза) и вещества иной химической природы: сахарин (о-сульфимид бензойной кислоты), дульцин (н-фенетолкарбамид), цикламаты (соли циклогексиламино-М-сульфоновой кислоты), некоторые аминокислоты (глицин, L-аланин, D-изомеры аспарагина, тирозина и валина, D- и L-формы триптофана и аланина), некоторые дипептиды (например, аспартам), высокомолекулярный белок туаматин, многоатомные спирты сорбит, ксилит и маннит. Многие из этих соединений используются в питании в качестве подслащивающих веществ. К разным классам относятся соединения с горьким вкусом: алкалоиды (хинин и кофеин), многие нитросоединения, некоторые аминокислоты, пептиды, фенолы, многие минеральные соли. Вещества одинаковой химической природы могут иметь разный вкус. По вкусу различаются и соли: соленый — хлорид натрия (поваренная соль) и горький — йодид калия, солено-горький — бромид калия. Неодинакова интенсивность сладкого вкуса сахаров. Если сладость сахарозы принять за 1, то для фруктозы этот показатель равен 1,73, глюкозы — 0,74, лактозы (молочного сахара) — 0,16.

Пороговая концентрация вкуса составляет обычно (%): для сахарозы 0,2 — 0,4, поваренной соли 0,1 — 0,2, винной кислоты-0,010 — 0,015, кофеина — 0,004. Пороговая концентрация зависит также от индивидуальных особенностей людей и температуры растворов веществ. Вкусовое ощущение от горячих растворов более слабое. При температуре ниже 30^оС сладкий вкус проявляется быстрее, чем соленый или горький.

Вкусовые вещества широко применяют в пищевых производствах. Поваренная соль и пряности служат основными вкусовыми добавками в продуктах животного происхождения. Пряности способствуют лучшему выделению слюны, пищеварительных соков и благотворно влияют на усвоение пищи.

Вкусовые свойства кондитерских изделий могут быть обусловлены не только сырьем, но и добавлением подслащивающих веществ и пищевых кислот. В диетическом питании большое значение имеют сладкие неуглеводные вещества, обычно превышающие сладость сахарозы. На протяжении более 100 лет применяется сахарин, который в 250 — 550 раз слаще сахарозы. При массовой доле более 0,035% сахарин приобретает горький привкус, что предупреждает опасность передозировки. Высказываются опасения, что сахарин участвует в метаболических процессах. Сахарин относится к синтетическим подсластителям, обычно употребляется в виде натриевой соли, сладость которой в 500 раз превосходит сахарозу. Сахарин не усваивается организмом, 98 % его выводится с мочой. Временное ПСП составляет 2,5 мг на 1 кг массы тела человека. Ежедневное использование нежелательно.

К искусственным подсластителям кроме сахарина относятся цикламаты (натриевая, калиевая и кальциевая соли цикламовой кислоты), дипептид аспартам (метиловый эфир и-аспартил-а-фенилаланина), производное сахарозы сукралоза (трихлоргалактосахароза), ацесульфам калия (оксатиацинопдиоксид).

Относительная сладость цикламатов в 30 раз выше сахарозы. Аналогично сахарину применение цикламатов в большинстве стран допускается с ограничением. ПСП составляет 11 мг на 1 кг массы тела. Эти соединения с приятным вкусом, без горечи, хорошо растворимы в воде, устойчивы при термической обработке изделий, используются для напитков и кондитерских изделий.

Аспартам в 160 — 200 раз слаще сахарозы (ПСП 40 мг/кг), применяется для подслушивания кремов, мороженого и других изделий, не требующих тепловой обработки. В присутствии кислот, при повышении температуры, а также по мере хранения продуктов аспартам трансформируется в производное дикетопиперазина, но ощущение сладости при этом снижается. ПСП дикетопиперазина 7,5 мг/кг. Многие фирмы выпускают аспартам под названием Нутра Свит. Известен синоним Сладекс. Распространены подсластители Свитли (в 75 раз слаще сахарозы) и Сусли. В связи с широким применением аспартама проводятся дополнительные фармакологические исследования аспартама и обсуждается вопрос о его безвредности.

Трихлоргалактосахароза (ТХГС), известная под названием сукралозы, является низкокалорийным подсластителем, ее ПСП 0 — 15 мг/кг (ранее установленное временное ПСП составляло 0 — 3,5 мг/кг).

Натуральные безэнергетические подсластители менее известны, чем искусственные. К ним относятся туаматин и менее изученные миракулин, монелин, стевиозид, дигидрохалконы. Туаматин — вещество белковой природы, сладость в 80 — 100 тыс. раз превышает сахарозу, стабилен в кислой среде (рН 2,5 — 5,5) и при повышении температуры. Выпускается в виде производного под названием Falune (Англия). Миракулин является высокомолекулярным гликопротеидом, в состав которого входят 373 аминокислоты, а углеводная составляющая представлена остатками глюкозы, фруктозы, арабинозы, ксилозы и других моноз. Монелин — высокомолекулярный белок, состоящий из двух полипептидных цепей, в 1500 — 3000 раз слаще сахарозы, получают из ягод африканского растения, стабилен при рН 2 — 10, но при повышении температуры и особенно при других значениях рН исчезает его сладкий вкус.

Стсвиозид — смесь гликозидов, выделенных из растительного сырья африканского происхождения, в 300 раз слаще сахарозы, стабилен в кислой среде.

Многоатомные спирты полиолы — сорбит, ксилит, маннит, мальтит и лактит — используют в качестве сахарозаменителей в изделиях, предназначенных для больных диабетом и для уменьшения потребления рафинированных сахаров, которые способствуют нарушению баланса витамина В,, а также для предупреждения кариеса зубов и некоторых других заболеваний. Сладость ксилита составляет 0,85 сладости сахарозы, для сорбита этот показатель 0,6. Многоатомные спирты практически полностью усваиваются организмом. Ксилит выполняет также функцию влагоудерживающего вещества, стабилизатора и эмульгатора.

Мальтит и мальтитный сироп наряду с подсластителями служат стабилизаторами и эмульгаторами. Лактит применяется в качестве подсластителя и текстуратора.

В пищевой промышленности расширяется производство и применение сладких продуктов, получаемых в результате частичного или полного гидролиза крахмала с последующей модификацией некоторых продуктов гидролиза. При неполном гидролизе крахмала выпускают следующие патоки: низкоосахаренную, карамельную, мальтодекстрины, мальтозную, высокоосахаренную, глюкозно-мальтозную и др. К продуктам полного гидролиза крахмала относятся моногидратная и ангидридная глюкоза, или декстроза, фруктоза, или левулеза, глюкозные и глюкозно-фруктозные сиропы. Из зернового сырья получают зерновые сиропы и другие углеводные добавки без предварительного выделения-крахмала.

В кондитерском производстве и для продуктов детского питания применяют солодовый экстракт, представляющий собой водную вытяжку из ячменного солода и содержащий моно- и алигосахариды ~глюкозу, фруктозу, мальтозу, сахарозу), белки, минеральные вещества, ферменты. Массовая доля сахарозы в нем составляет 5 %.

Лактозу, или молочный сахар, используют для продуктов детского питания и кондитерских изделий специального назначения.

Регуляторы кислотности. Для того чтобы придать определенные вкусовые свойства фруктово-ягодным кондитерским изделиям и безалкогольным напиткам, при их производстве применяют пищевые кислоты: адипиновую, винную (виннокаменную), лимонную, молочную, триоксиглутаровую, о-фосфорную, яблочную, угольную. Для маринадов широко используют уксусную кислоту, которая выполняет одновременно функцию консерванта.

Лимонная кислота имеет ПСП 0 — 60 мг/кг, с приятным кислым вкусом, не раздражает слизистую оболочку пищеварительного тракта. Получают ее из сахаров в процессе лимоннокислого брожения либо из махорки (в этом случае лимонная кислота содержит 5 — 7 % цитрата кальция). Из 1 т лимонов можно получить 25 кг лимонной кислоты.

Винную кислоту вырабатывают из отходов виноделия, ее ПСП составляет О — 6 мг/кг. Адипиновую кислоту получают из фенола, иногда применяют вместо лимонной или винной, но она хуже растворяется в воде и имеет менее выраженный кислый вкус. 0-фосфорная (фосфорная) кислота и ее соли также служат регуляторами кислотности. ПСП О-фосфорной кислоты О — 5 мг/кг. Угольная кислота представляет собой сжиженный углекислый газ (диоксид углерода), применяется для газирования напитков. Молочная кислота Е 270 образуется при молочнокислом брожении сахаров. Кроме кондитерского и безалкогольного производства применяется в производстве некоторых сортов пива и для подкисления сливочного масла. Яблочную кислоту получают в результате синтеза фенола, промежуточным продуктом является малеиновая кислота, которая имеет токсические свойства, поэтому ее примеси ограничены. Яблочную кислоту не рекомендуется использовать в производстве продуктов для детского питания. Фумаровая кислота, обладая токсическими свойствами, имеет ПСП до 6 мг/кг. Регуляторами кислотности являются также фумараты натрия, калия, кальция, аммония, соли лимонной и других пищевых кислот, янтарная кислота. Наиболее широко распространено применение в пищевых производствах уксусной кислоты.

Подщелачивающие вещества вносят при производстве сухих шипучих напитков, печенья (в качестве разрыхлителя), для снижения кислотности некоторых продуктов, в частности сгущенного молока. Подщелачивающими веществами служат карбонаты натрия и аммония.

Флевор копченостей.Высокое качество копченостей можно получить, обрабатывая продукты дымом специального состава, а также с помощью коптильных препаратов и ароматизаторов, разработки которых интенсивно ведутся за рубежом и в нашей стране. Определенные успехи достигнуты в США, Польше, во Франции, в Японии, Англии, Югославии, Болгарии, Венгрии, ряде других стран. Коптильные препараты получены в виде водных растворов, смолоподобных густых жидкостей, а также порошков. Разработаны эти препараты на жировой основе. Немецкая коптильная соль-поваренная соль, пропитанная дымом.

Производство коптильных препаратов основано на использовании двух принципиальных подходов: фракционирование конденсатов дыма или других продуктов термолиза древесины или составление композиций из индивидуальных химических веществ.

Применение коптильных препаратов контролируют органы государственного санитарного надзора. Препараты, содержащие смолы и являющиеся, по существу, имитаторами дымовых коптильных агентов, разрешают применять для поверхностной обработки мясных и рыбных продуктов в целях окрашивания и придания копченостям специфических вкуса и запаха. Коптильные ароматизаторы, свободные от балластных и вредных для здоровья человека веществ, служат пищевыми добавками.

Препараты и ароматизаторы позволяют повысить культуру и экологическую чистоту коптильного производства, управлять качеством и прежде всего санитарно-гигиеническими свойствами копченых продуктов. Известно, что дым и продукты дымового копчения являются факторами риска в отношении нитрозаминов и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), в том числе бенз(а)пирена (БП) и др. Массовая доля БП в рыбе холодного копчения составляет от 1 до 10 мкг/кг, в рыбе горячего копчения колеблется от 1 до 20 мкг/кг в зависимости от способа получения коптильного дыма и свойств продукта. Содержание нитрозосоединений в копченой рыбе достигает 40 — 50 мкг/кг. Канцерогенные свойства БП и нитрозаминов доказаны. Смолы, как правило, служат носителями ПАУ, поэтому при разработке бездымных коптильных агентов стремятся предельно уменьшить смолистую составляющую.

В Российской экономической академии им. Г. В. Плеханова (Москва) совместно с Центральным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом лесохимической промышленности (Нижний Новгород) разработан рафинированный коптильный ароматизатор, обеспечивающий хорошие сенсорную характеристику и гигиеническое состояние копченых продуктов. Ароматизатор можно изготавливать на водной и масляной основах и использовать для колбасных изделий, рыбных консервов и пресервов, плавленого сыра, пищевых концентратов.

Перспективны новые отечественные коптильные препараты. Коптильный препарат ВНИРО предназначен главным образом для обработки рыбных продуктов. Коптильный препарат «Российский», полученный на основе конденсата дыма, можно применять длябездымного копчения мясных и рыбных продуктов, сыров, а также в качестве антиоксиданта, например для мороженой рыбы, направляемой в дальнейшем для производства копченой, вяленой, кулинарной продукции, пресервов или стерилизованных консервов.

Коптильный препарат «Российский» имеет хорошие экономические и технологические показатели. Его получают при фракционировании конденсата от дымогенерации древесины лиственных пород. Выпускают в двух формах: концентрированной, удобной для транспортирования, и в виде коптильной жидкости с оптимальной окрашивающей и ароматобразующей способностью в зависимости от продукта копчения.

Другие флеворобразующие соединения.Сложный процесс восприятия вкусового ощущения не ограничивается сочетанием четырех основных элементов вкуса. В полости рта пища воздействует на разные рецепторы, вызывая смешанные ощущения вкуса, запаха, температуры и консистенции. Ощущение острого вкуса возникает при ожоге слизистой оболочки ротовой полости, а частичная денатурация белка под действием дубильных веществ создает восприятие вяжущего вкуса. Ощущения в полости рта, дополненные зрительными, слуховыми и восприятиями органов обоняния, определяют аппетит.

Обжаривание зерен кофе, кулинарная обработка мяса и рыбы, выдержка вин и коньяков, ферментация чая, выпечка хлеба, созревание сыров и многие другие технологические приемы сопровождаются развитием характерных свойств флевора (вкуса + аромата) высококачественной продукции. Процессы флеворобразования могут быть энзиматического (ферментативного) и неэнзиматического характера. К неферментативным относится карбониламинная реакция, называемая также реакцией Майяра, впервые опубликовавшего свои наблюдения во Франции в 1912 г. Карбониламинная реакция формирует вкусоароматические свойства большинства продуктов растительного и животного происхождения, которые подвергались термической обработке или хранению. При взаимодействии карбонильных групп углеводов с аминогруппами аминокислот, пептидов, белков или продуктов их деструкции (аминов и аммиака) образуются промежуточные низкомолекулярные вещества, играющие большую роль в технологических процессах, в развитии положительных или отрицательных свойств многих видов пищи. Существуют описания около 500 веществ, образующихся в результате карбониламинной реакции и влияющих на запах и вкус продуктов. Гетероциклические соединения участвуют в аромате кофе, какао, хлеба, продуктов, приготовленных из картофеля, мяса. Реакция Майяра наиболее интенсивно протекает при температуре 100 — 140 С и рН 3 — 10, но медленнее идет при других условиях. Конечные продукты реакции — меланоидины с молекулярной массой от 1000 до 5000 — имеют темную окраску и могут обусловливать нежелательное потемнение, например, овощных, фруктовых и молочных консервов. Известный коричневый пигмент (колер), образующийся при карамелизации сахаров, служит типичным примером меланоидинобразования. В зарубежной и отечественной литературе большое внимание уделяется значению карбониламинной реакции в технологии пищевых производств.

При брожении сахаров, созревании соленой рыбы и других ферментативных процессах образуются вкусовые и ароматобразующие вещества, являющиеся основными либо побочными продуктами разных реакций. Широко применяемые в пищевых производствах молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, которая участвует в формировании вкуса кисломолочных продуктов (простокваши, кефира, сметаны, творога и др.), сыров, хлеба и квашеных овощей. Спиртовое брожение служит основой бродильных технологий. Продукт реакции — этиловый спирт — является вкусовым и физиологически активным компонентом ликероводочных изделий, коньяков, вин и пива. Хорошо выраженная пористость пшеничного хлеба образуется за счет пузырьков диоксида углерода, которые выделяются при спиртовом брожении в тесте. Пропионовокислое брожение наряду с молочнокислым играет важную роль при созревании сыров. В результате маслянокислого брожения возникает горький вкус, появляющийся при порче молока, квашеных овощей, консервов и сыров. Уксуснокислое брожение вызывает скисание вина, кваса и пива. Наряду с основными продуктами брожений накапливается много других низкомолекулярных соединений, влияющих на вкус и запах пищи. Например, диацетил относится к наиболее важным составляющим аромата сметаны, кислосливочного масла, диетических кисломолочных продуктов.

Сенсорные свойства черного байхового чая формируются в результате сложных биохимических процессов гидролитического и окислительного характера, протекающих при ферментации завяленного и скрученного чайного листа. В результате ферментации изменениям подвергаются хлорофилл, дубильные вещества, углеводы и белки. Исчезает зеленая окраска, образуются ароматические соединения и вкусовые компоненты.

Активный комплекс протеолитических и липолитических ферментов мышц и внутренних органов определенных видов рыбы, созревающих при посоле (сельдевых, лососевых, анчоусовых и некоторых других), осуществляет частичный гидролиз белков и липидов соленой рыбы. В результате гидролиза накапливаются свободные жирные кислоты, гидрооксиды, альдегиды и кетоны, свободные аминокислоты. Формирование специфического аромата созревшей соленой и вяленой рыбы, пресервов объясняется в значительной степени образованием аминокислотно-липидных комплексов, что доказано модельными опытами. Частичный протеолиз белков способствует разрушению структуры тканей, создавая условия для перераспределения липидов. При этом мышечная ткань рыбы приобретает нежную консистенцию.

Гнилостная порча белковых продуктов (мясных, рыбных и др.) при участии ферментов микрофлоры сопровождается глубоким протеолизом и накоплением различных веществ (индола, скатола, меркаптанов, сероводорода, аммиака и др.) с неприятным запахом и в ряде случаев токсичных. Отдельные летучие вещества или группы соединений служат индикаторами качества, прежде всего свежести. Для того чтобы судить о степени свежести, в продуктах животного происхождения определяют массовую долю сероводорода, аммиака и солей аммония, летучих жирных кислот.

При обработке и консервировании продуктов стремятся избежать потерь ароматических веществ и нежелательных изменений запаха. В связи с тем, что летучие вещества являются наиболее лабильной частью продукта, применяют приемы отделения и концентрирования ароматобразующих веществ. На заключительной стадии технологического процесса эти вещества вводят в продукт. Для ароматизации применяют искусственные вещества, чтобы придать или усилить натуральный запах. Дозировку устанавливают с точки зрения органолептики и гигиены. Разработка новых приемов в пищевой технологии должна предусматривать максимальное сохранение природных вкусовых и ароматических веществ.