ВЕЩЕСТВА, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВКУС И АРОМАТ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

ВЕЩЕСТВА, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВКУС И АРОМАТ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

При оценке пищевых продуктов потребитель особое внимание уделяет их вкусу и аромату. Большую роль тут играют традиции, привычки, ощущение гармонии, которое возникает в организме человека при употреблении пищевых продуктов с определенным приятным вкусом и ароматом. Неприятный, нетипичный вкус часто и справедливо связывают с низким качеством продукта. Физиология питания рассматривает вкусовые и ароматобразующие вещества как важные компоненты пищи, улучшающие пищеварение за счет активизации секреции пищеварительных желез различных отделов желудочно-кишечного тракта, повышения ферментной активности выделяемых пищеварительных соков и в итоге улучшающие процесс пищеварения и усвоения пищи. По современным представлениям вкусоаромати-ческие вещества способствуют оздоровлению микрофлоры кишечника, уменьшая дисбактериоз у представителей различных групп населения. В то же время чрезмерное употребление острых приправ и продуктов, содержащих эфирные масла, приводит к нарушениям функции поджелудочной железы и печени. Острые и сладкие блюда, несомненно, ускоряют процесс старения организма. «Люди, — отмечал А. А. Покровский, — которые своевременно начинают заниматься воспитанием своего вкуса и раньше переходят на рациональное, соответствующее возрасту питание, продлевают годы активной зрелости».

Восприятие вкуса — крайне сложный, малоизученный процесс, связанный со взаимодействием молекул, обусловливающих вкус вещества, с соответствующим рецептором. У человека сенсорная система имеет несколько типов вкусовых рецепторов: соленый, кислый, горький и сладкий. Они расположены на языке и реагируют на разные вещества. Рецепторы, реагирующие на сладкий вкус, расположены в передней части языка. По современным представлениям в основе реакции рецептора на сладкий вкус лежит взаимодействие белка, способного образовывать комплексы со сладкими веществами. Рецептор обладает способностью присоединять (реагировать) молекулы реагента определенного строения и конфигурации, последняя определяет прочность образовавшегося комплекса; при этом возникает биологическая реакция. Отдельные вкусовые ощущения могут оказывать влияние друг на друга, особенно при одновременном воздействии нескольких соединений. Суммарный эффект зависит от природы соединений, которые обусловливают вкусовые ощущения, и от концентраций используемых веществ.

Не менее важна реакция организма на аромат (запах) пищевых продуктов. Запах—это особое свойство веществ, воспринимаемое органами чувств (обонятельными рецепторами), расположенными в верхних отделах носовой полости. Этот процесс получил название обоняния. Рецепторы, воспринимающие запах, как и рецепторы вкуса, имеют белковую природу. Молекулы веществ, обладающих запахом, вступают в контакт с рецептором при вдохе и выдохе. Существует несколько теорий рецепции. По мнению специалистов, на этот процесс влияет ряд факторов (химические, биологические и др.). В пищевой промышленности аромат является одним из важнейших факторов, определяющих популярность того или иного продукта на современном рынке. Однако в широком смысле слово «аромат» часто обозначает вкус и запах продукта. Пища, попадая в полость рта, воздействует на различные рецепторы, вызывая смешанные ощущения вкуса, запаха, температуры и другие, которые определяют желание отведать, скушать этот продукт. Вкус и аромат — это часть сложной оценки пищевого продукта, его «вкусности» (flavour) (А. А. Покровский).

Вкус и аромат продуктов питания определяются многими факторами, перечислим некоторые из них.

I. Состав сырья, наличие в нем определенных вкусоароматических компонентов.

П. Вкусовые вещества, специально вносимые в пищевые системы в ходе технологического процесса, в том числе в готовые продукты. Среди них:

подслащивающие вещества;

эфирные масла, душистые вещества, пищевые эссенции;

поваренная соль;

пищевые кислоты и подщелачивающие соединения;

усилители вкуса и аромата («оживители» вкуса).

III. Вещества, влияющие, а иногда и определяющие вкус и аромат готовых изделий и возникающие в результате разнообразных химических, биохимических и микробиологических процессов, протекающих при получении пищевых продуктов под влиянием различных факторов.

IV. Добавки, специально вносимые в готовые изделия (соль, подсластители, специи, соусы и т. д.).

В соответствии с основными функциональными классами (см. табл. 1.1) к пищевым добавкам по строгому определению относятся только некоторые из перечисленных групп вносимых веществ: подсластители, усилители вкуса и аромата, кислоты. Однако на практике все из перечисленных специально вносимых веществ относят к группе добавок, определяющих вкус и аромат пищевых продуктов, поэтому мы остановимся в этом разделе на некоторых из них. Кислоты и подщелачивающие вещества рассмотрены в разделе 3.6 «Регуляторы рН пищевых систем».

ПОДСЛАЩИВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

В пищевой промышленности, кулинарии, при приготовлении пищи в домашних условиях с давних времен широко применяли вещества, обладающие сладким вкусом, — подслащивающие вещества (подсластители). По строгому определению в этот раздел пищевых добавок вошли вещества несахарной природы (см. табл. 1.1, функциональный класс 22), которые придают пищевым продуктам сладкий вкус, однако на практике в эту группу часто включают все сладкие добавки. Существуют различные их классификации: по происхожде- -нию (натуральные и искусственные), калорийности (высококалорийные, низкокалорийные, практически некалорийные), степени сладости (подсластители с высоким и низким сахарным эквивалентом), химическому составу и т. д. Одна из возможных классификаций приведена на рис. 4.1.

По химическомусоставу

Рис. 4.1. Классификация сладких веществ

ПОДСЛАСТИТЕЛИ

В России разрешены 12 интенсивных подсластителей и заменителей сахара и стевия (порошок из листьев и сироп из них). Перечень их приведен в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Глицирриэин (Е958)

Глицирризин (глицирризиновая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в холодной, но хорошо растворимое в горячей воде и этиловом спирте. Выделяется после обработки этиловым спиртом или уксусной кислотой в виде глицирризиновой кислоты, калиевых или аммониевых солей.

Глицирризин в 50—100 раз слаще сахарозы (К_сл = 50—100), но не имеет ярко выраженного сладкого вкуса, обладает специфическим привкусом и длительным послевкусием (лакричный вкус) и запахом. В присутствии сахарозы проявляет синергический эффект. Экстракты из корней сладкого дерева применяются в кондитерской и табачной промышленности.

Неогесперидин дигидрохалкон (Е959). Подсластитель из кожуры цитрусовых. Получают модификацией нарингина, выделенного из кожуры грейпфрутов. Ограниченно растворим в воде, хорошо — в спирте. Высокая степень сладости (К_сл = 1800—2500) неогесперидин дигидрохалкона позволяет использовать его в значительно меньших количествах, чем остальные подслащивающие вещества, применять с другими подслащивающими веществами; при этом его подслащивающая способность значительно возрастает

Рамноза-глюкоза —

Неогесперидиндигидрохалхон (Е959)

Он менее токсичен, чем некоторые синтетические подсластители (сахарин и цикломаты), и рекомендуется для применения в смеси с другими подсластителями. Применяется при производстве алкогольных налитков (50 мг/кг), жевательной резинки (20 мг/кг).

САХАРОЗАМЕНИТЕЛИ

Многоатомные спирты (полиолы) относятся к группе сахарозаме-нителей. Среди них широкое применение в качестве подсластителей (заменителей сахара) нашли полиолы ксилит (Е967), сорбит и лактит (Е966). Их иногда называют сахарными спиртами.

Ксилит (Е967) и сорбит (Е420). Влагоудерживающие агенты, стабилизаторы, обладают эмульсионными свойствами, оказывают положительное влияние на состояние зубов, увеличивают выделение желудочного сока и желчи. Сорбит и ксилит обладают энергетической ценностью 2, 4 ккал/г (энергетическая ценность сахарозы 4 ккал/г). Сладость ксилита и сорбита по сравнению с сахарозой равна соответственно 0, 85 и 0, 6. Они практически полностью усваиваются организмом и не оказывают влияние на процентное содержание сахара в крови. Применяются в кондитерской промышленности, хлебопечении, при производстве безалкогольных газированных напитков и других продуктов диетического и диабетического назначения. Сорбит часто относят не к пищевым добавкам, а к новым видам пищевых продуктов.

Сорбит (Е420) Ксилит (Е967)

Лактит (Е966). Подсластитель, текстуратор. Многоатомный спирт, полученный гидрированием природного молочного сахара — лактозы. Сладость лактата составляет 40 % сладости сахарозы. Хорошо растворим в воде. Обладает чистым сладким вкусом и не оставляет привкуса во рту. Обладает в два раза меньшей калорийностью, чем сахароза, не вызывает кариеса зубов, может применяться при питании больных сахарным диабетом. По своим физико-химическим свойствам он близок к сахарозе и не требует каких-либо изменений при использовании в производстве мучных изделий.

Лактит (Е966)

На этикетки препаратов, содержащих многоатомные спирты (сорбит, ксилит и др.), следует наносить предупреждающую надпись: «Потребление более 15—20 г может вызвать послабляющее действие».

Мальтин и мальтиновый сироп (Е965). Подсластитель, стабилизатор, эмульгатор.

Изомальтит (Е953). Подсластитель, добавка, препятствующая слеживанию и комкованию, наполнитель, глазирующий агент.

Изомальтит (Е953)

СМЕСИ ПОДСЛАСТИТЕЛЕЙ

В последнее время все большее внимание уделяется смесевым подсластителям, представляющим собой смеси различных подсластителей. При составлении смесей учитываются сладость смеси, возможное улучшение вкуса, продолжительность ощущения сладости, синергический эффект, технологические характеристики, количество заменяемого сахара (полное или частичное), цена смеси. В табл. 4.5 приведен один из вариантов сочетания подсластителей (по данным ЗАО «Гиорд»).

Таблица 4. 5

Некоторые варианты сочетания подсластителей

Номер раствора	Состав водных растворов, имеющих сладость 10%-ного раствора сахара, г/л
Ацесульфам	Аспартам	Сукралоза	Сахарин	Цикламаты	Сахар
	—	__	__	__	__
	—	_	—	—	3, 33	—
	—	—	—	0, 25	—	—
	—	—	0, 15	—	_	_
	—	0, 50	—	—	—	—
	0, 50	—	—	_	—	—
	0, 16	0, 16	—	__	—	—
	0, 12	0, 23	—	—	_	—
	0, 18	—	_	—	0, 72	—
	0, 12	0, 12	_	—	0, 40	_
	0, 20	—	—	—	—
	0, 07	0, 07	—	__	—
	0, 13	0, 13	—	__	—
	0, 08	0, 08	—	0, 05	—
	0, 07	0, 07	0, 05	0, 05	_
	0, 20	—	0, 07	—	_	—
	0, 07	0, 07	0, 07	—	_	—
	—	_	0, 05	0, 03	0, 34	_.
	—	—	0, 07	0, 15	—	_
	—	_	0, 08	—	0, 39	—

Количество этих вариантов непрерывно растет, при этом их авторы и производители стараются дать конкретные рекомендации по применению смесей подсластителей для отдельных видов пищевых продуктов.

Производство подсластителей, их ассортимент, в том числе смесей подсластителей, ассортимент продуктов с их использованием непрерывно расширяются. Например, в 1990—1998 гг. он вырос на 46 %. Это связано с тенденциями здорового питания (низкокалорийные продукты), нуждами больных сахарным диабетом, экономическими причинами Продолжаются поиски новых подсластителей.

АРОМАТИЗАТОРЫ

Пищевые ароматизаторы — смесь вкусоароматических веществ или индивидуальное вкусоароматическое вещество, вводимые в пищевые продукты как пищевая добавка с целью улучшения его орга-нолептических свойств. В соответствии с этим определением концентрированные соки, сиропы, строго говоря, не следует относить к ароматизаторам, так как они могут применяться как пищевой продукт. Однако с этой точкой зрения согласны не все специалисты. В сочетании с другими веществами, входящими в состав пищевых систем, они придают готовому продукту специфический, характерный (привычный или приятный) аромат.

Аромат пищевого продукта — интегральный фактор, обусловленный содержанием в нем сложной смеси органических соединений, присутствующих ранее в сырье (I), образовавшихся под влиянием ряда факторов в ходе технологического потока (II), специально внесенных при его получении (II, III) (рис. 4.2).

На аромат и вкус готового продукта влияет большое количество факторов: состав сырья, характер и количество содержащихся в нем ароматобразующих веществ (I), особенности технологического процесса его переработки (II) —продолжительность, температура, наличие и активность ферментов, химизм протекающих процессов и характер образующихся при этом соединений (например, реакция ме-ланоидинообразования), влияние вносимых ароматизаторов, вкусовых и ароматобразующих веществ, «оживителей» вкуса и т. д. Вкус и аромат готового продукта (III) — результат всего вышеперечисленного. Он создается совокупностью большого числа соединений и оценивается с помощью сенсорного анализа и аналитических методов. Большую роль играют ключевые соединения. Примерами таких ключевых соединений, определяющих основной тон аромата пищевого продукта, могут служить: в лимонах — цитраль; малине — 4(n-гидроксифенил)2-бутанон; чесноке — аллилсульфид; тмине — карвон; ванили — ванилин. В табл. 4.6 приведены сведения о химической природе и количестве отдельных ароматобразующих ве ществ, идентифицированных в пищевых продуктах и определяющих их аромат.

Рис. 4.2. Формирование вкуса и запаха пищевых продуктов под влиянием ароматизаторов и в ходе технологического потока

Таблица 4.6

Состав ароматобразующих веществ отдельных пищевых продуктов*

Продукт	Углеводороды	Карбониль-ные соединения	Спирты и фенолы	Кисло-ты и лак-тоны	Эфиры	Серо-содержащие соединения	Другие соединения	Общее количество
норма-льные	гетероциклические
Земляника									__
Цитру-совые			-					—
Помидоры
Обжаре- нные земляные орехи
Кофе
Какао- продукты
Коньяк		—	—					—	—
Пиво
Хлеб
Мясо птицы

*М Pome, 1978 г

Содержание и состав ароматобразующих веществ меняются по мере созревания растений, в ходе ферментативных и тепловых процессов, особенно после разрушения плодов и ягод, при обработке кофе, ферментации чая, созревании сыров, выпечке хлеба и т д В то же время при хранении, в ходе отдельных технологических операций происходит частичная потеря аромата и вкуса Все это приводит к необходимости внесения в пищевые продукты ароматизаторов Основными продуктами, в которых используются ароматизаторы, являются: кондитерские изделия, безалкогольные напитки, мороженое, ли-кероводочные изделия, сухие кисели, маргарин, сиропы, мучные кондитерские изделия, жевательная резинка, молочные продукты, пудинги, мясо и мясопродукты

В настоящее время пищевые ароматизаторы подразделяют на натуральные, идентичные натуральным и искусственные (синтетические).

Натуральные ароматизаторы включают только натуральные компоненты, т. е. химические соединения или их смеси, выделенные из натурального сырья с применением физических или биотехнологических методов

Ароматизаторы, идентичные натуральным, содержат в своем составе минимум один компонент, идентичный натуральному, но полученный искусственным (синтетическим) путем, и могут содержать также натуральные компоненты

Искусственные (синтетические) ароматизаторы содержат минимум один искусственный компонент, т е. соединение, не идентифицированное до настоящего времени в сырье растительного или животного происхождения, полученный синтетическим путем

Не допускается ароматизация синтетическими (искусственными) душистыми веществами натуральных продуктов для усиления свойственного им естественного аромата: молока, хлеба, фруктовых соков и сиропов, какао, кофе, чая и пряностей.

Широкий ассортимент ароматизаторов, их различная химическая природа, разнообразие источников получения отдельных компонентов, их химическая чистота (большинство из них используется в виде сложной смеси соединений), многообразие сочетаний отдельных компонентов приводят к возникновению очень сложных задач при их гигиенической оценке. Необходимо учитывать безвредность отдельных компонентов и их сочетаний, определять перечень продуктов (или групп продуктов), в которых они могут быть использованы, строго соблюдать требования к чистоте отдельных компонентов. Это привело к тому, что ароматизаторы не были включены в 23 класса функциональных добавок. Существует расхождение подхода к детальному контролю ароматизаторов. Отдельные государства хотят иметь разрешенный список, и только внесенные в него ароматизаторы могут быть использованы в пищевых продуктах; другие — предлагают «смешанную» систему, включающую список разрешенных искусственных ароматизаторов и свободное использование природных ароматизаторов и их синтетических аналогов.

В Российской Федерации возможность применения ароматизаторов устанавливается нормативной документацией изготовителя, которая согласовывается при гигиенической сертификации и регистрации с Департаментом Госсанэпиднадзора Минздрава РФ с учетом рекомендаций ЕС «Ravouring substancis and natural sources of flavourings», а также списка безопасных веществ (GRAS) Ассоциации изготовителей ароматизаторов и экстрактов РЕМА (США). Использование ароматизаторов в конкретных пищевых продуктах регламентируется утвержденными в установленном порядке технологическими инструкциями и рецептурами по изготовлению этих продуктов. Количество добавленного в продукт ароматизатора должно быть не более рекомендуемого изготовителем (табл. 4.7). Ароматизаторы, разрешенные для одной группы, при использовании их в других группах должны пройти повторное согласование в органах здравоохранения (при токсикологической оценке следует учитывать специфику каждого соединения). В пищевые продукты, предназначенные для питания детей, вводить ароматизаторы запрещено. Необходимо строго соблюдать правила информации потребителя. На упаковке пищевого продукта следует указывать наличие, характер ароматизатора и его природу.

Таблица 4, 7

АРОМАТИЧЕСКИЕ ЭССЕНЦИИ

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

Процесс производства жидких прозрачных ароматизаторов заключается в растворении ароматических компонентов в 1, 2-пропилен-гликоле, этаноле, триацетине и растительном масле.

Получение эмульсионных ароматизаторов включает ряд операций получения высокостабильной эмульсии. Порошкообразные ароматизаторы получают нанесением ароматической композиции на порошкообразный носитель при перемешивании (способ применим для малолетучих и стойких к окислению ароматических компонентов) или нанесением мелкодисперсной ароматической композиции на носитель с последующим инкапсулированием.

При использовании ароматических эссенций в виде растворов их в зависимости от концентрации подразделяют на одно-, дву- и четырехкратные.

В состав ароматических эссенций может входить до 20—50 компонентов различной химической природы.

Ароматизаторы и ароматические эссенции природного происхождения получают из растительных или животных объектов (фрукты и ягоды, лепестки и листья растений, отходы пищевой промышленности и т. д.) с помощью физических методов извлечения: экстракции, отгонки с водяным паром с последующим удалением растворителя.

Применение только природных ароматизаторов для получения ароматических эссенций обычно невозможно. Для этого требуется

большое количество исходного материала, они отличаются слабостью и нестабильностью аромата (за исключением эфирных масел). Наиболее эффективно применение ароматических эссенций, включающих натуральные и идентичные натуральным компоненты. Их производство экономически целесообразно. По своему строению они идентичны природным соединениям, а их композиции позволяют получить комбинации веществ, отличающиеся стабильностью и заданным ароматом. Они удобны в употреблении. Синтетические эссенции, включающие компоненты, не имеющие природных аналогов, требуют специального изучения и гигиенической оценки.

В нашей стране синтетические продукты, усиливающие аромат, свойственный данному натуральному продукту, не разрешены для применения.

Химическая природа ароматических эссенций, учитывая разнообразие компонентов, входящих в их состав, широту источников, которые были использованы для их получения, может быть различной. Они могут включать большое число компонентов. Среди них эфирные масла, альдегиды, спирты, сложные эфиры и т. д.

Как следует из перечисленных групп соединений, химический состав ароматических эссенций может быть достаточно сложным, а его компоненты могут формировать различные запах и вкус. Остановимся на некоторых наиболее важных компонентах.

Изопреноиды и их производные. К ним относятся:

цитраль, цитронеллаль — обладают запахом лимона;

цитронеллилформиат — придает продуктам приятный фруктовый запах;

линамилформиат — обладает запахом кориандра;

цитронеллилацетат — обладает запахом кориандра;

линаллилацетат — придает продуктам бергамотный запах.

Ароматические соединения.

Бензальдегид обладает запахом свежеизмельченного миндаля.

С₇Н₆О, бензальдегид

Фенилэтиловый спирт обладает запахом розы.

C₈H₁₀O, феннлэтиловый спирт, 2-фенилэтанол

2-Фенилэтилацетат обладает запахами розы, жасмина с фруктовым и медовым оттенками.

С₁₀Н₁₂О₃, 2-фенилэтилацетат

Гелиотропин обладает цветочным пряным ароматом, напоминает

запах цветов гелиотропа.

C₈H₁₀O₃, гелиотропин,

3, 4-метилендиоксибензальдегид

Ванилин обладает сильным характерным запахом ванили. Ванилин — кристаллическое вещество Содержится в стручках ванили, в перуанском и толуанском бальзамах и др Ограниченно растворим в воде (10 г/л) при температуре 20 " С

Фирмы — производители ароматических эссенций для пищевых и безалкогольных напитков используют для их получения: эфирные масла (анисовое, апельсиновое, лимонное, розовое, мятное, мандариновое и др.); натуральные соки (вишневый, клюквенный, малиновый, виноградный); настои пряностей, плодов растений (гвоздика, корица, почки черной смородины, кофе, какао), экстракты ягод (клубника, черная смородина, малина, вишня, виноград), синтетические компоненты (ванилин, цитраль, бензальдегид, ментол и др.).

Состав вкусоароматической добавки, предлагаемый фирмами, относительно постоянен. Выбор ароматизатора для получения конкретного пищевого продукта определяется физико-химическими свойствами пищевых систем, технологией производства, характером получаемого готового продукта. Для безалкогольных напитков применяют ароматизаторы с сильными верхними нотами, для мучных кондитерских изделий — со средними нотами и термостойкие Качество ароматизатора, его вкусовые достоинства могут быть оценены только после дегустации готового продукта, полученного с его использованием

Общая схема получения ароматизаторов приведена на рис. 4.3

Доза внесения жидких ароматизаторов 50—150 г на 100 кг готового изделия, порошкообразных — 200—2000 г на 100 кг готового продукта. Внесение ароматизаторов не усложняет технологию. Растворители — вода, масло, спирт, ароматизируемый жидкий продукт. В некоторые продукты (мясные изделия, сыры, соусы) ароматизаторы добавляют с солью, в кремы, безалкогольные напитки — с сахарной пудрой. Внесенный ароматизатор должен быть равномерно распределен по всей пищевой системе.

Информация о внесенном ароматизаторе должна быть указана на этикетке.

Рис. 4.3. Общая схема получения ароматизаторов

Таблица 4.9

СОЛЕНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Хлорид натрия (поваренная соль). Пищевая добавка, улучшающая вкусовые свойства пищевых продуктов. Консервант. Находит широкое применение во многих отраслях пищевой промышленности. Играет важную роль в поддержании водно-солевого обмена в организме. Потребность организма человека в хлориде натрия составляет 10—15 г в сутки, из них до 5 г организм человека получает с пищевыми продуктами, 5—10 г добавляет в пишу.

Контрольные вопросы

1. Что такое подслащивающие вещества (подсластители)? На какие группы веществ их можно разделить? В чем причина широкого применения интенсивных подсластителей в пишевой технологии?

2. Какие представители интенсивных подсластителей вам известны? Назовите их.

3. Что понимается под смесью подсластителей?

4. Чем определяется аромат пищевых продуктов? Какова роль ароматебразу-ющих веществ в оценке пищевой ценности продуктов питания?

5. Что такое эфирные масла? Назовите основных представителей эфирных масел. Какие химические компоненты входят в состав эфирных масел?

6. В чем отличие натуральных, идентичных натуральным и синтетических ароматизаторов? Какие химические компоненты входят в их состав?

7. Какие вещества относятся к пряностям? Какие пряности используются в пищевой промышленности и кулинарии?

8. Какие пищевые добавки относятся к усилителям и модификаторам вкуса?

9. Каковы основные пути получения и использования ароматизаторов в пищевой промышленности?