Аромат пищевого продукта — интегральный фактор, обусловленный присутствием в нем сложной смеси органических соединений, содержавшихся ранее в сырье (I), образовавшихся под влиянием ряда факторов в ходе технологического потока (II) и специально внесенных при его получении ароматизаторов (II, III) (рис. 1).

На аромат и вкус готового продукта влияют большое число факторов: состав сырья, характер и количество содержащихся в нем ароматообразующих 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 меланоидинообразования), вносимые ароматизаторы, вкусовые и ароматообразующие вещества, «оживители» 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.

Рис. 1. Формирование вкуса и аромата пищевых продуктов в ходе технологического потока

Большую роль играют «ключевые» соединения; примерами их, определяющих основной «тон» аромата пищевого продукта, могут служить: в лимонах — цитраль, в малине — n-гидроксифенил-3-бутанон, в чесноке — аллилсульфид, в тмине — карвон, в ванили — ванилин. В табл. 1 приведены сведения о химической природе и количестве отдельных ароматообразующих веществ, идентифицированных в пищевых продуктах и определяющих их аромат.

Содержание и состав ароматообразующих веществ меняются по мере созревания растений, в ходе ферментативных и тепловых процессов, при разрушении плодов и ягод (например, обработка кофе, ферментация чая, созревание сыров, выпечка хлеба и т. д.). В то же время при хранении, в ходе отдельных технологических операций происходит частичная потеря аромата и вкуса. Все это делает необходимым внесение в пищевые продукты ароматизаторов.

Пищевой ароматизатор — вкусоароматическое вещество, вкусоароматический препарат или термический технологический ароматизатор, коптильный ароматизатор или предшественники ароматизаторов или их смесь (вкусоароматическая часть), предназначенные для придания пищевой продукции аромата и (или) вкуса (за исключением сладкого, кислого, соленого), с добавлением или без добавления пищевых добавок и пищевого сырья.

Таблица 1. Количество ароматообразующих веществ в некоторых пищевых продуктах (М. Pome, 1978)

Пищевые ароматизаторы обычно не употребляются человеком непосредственно в пищу. Пищевые ароматизаторы — микронутриенты, по современным представлениям не входят в группу пищевых добавок и являются самостоятельной группой, им не присваивается трехили четырехзначный порядковый номер.

В сочетании с другими веществами, обладающими запахом, входящими в состав пищевых систем, они придают готовому продукту специфический (привычный или особенный) аромат.

К ароматизаторам не следует относить соки, сиропы, вина, пряности, так как они могут использоваться в качестве пищевого продукта, хотя их использование может оказать большое влияние на вкус и аромат продуктов питания.

Пищевые ароматизаторы могут содержать только натуральные компоненты и компоненты, полученные методом синтеза (химического, микробиологического). Различают ароматизатор коптильный (смесь веществ, выделенная из дымов, применяемых в традиционном копчении путем фракционирования и очистки конденсатов дыма) и ароматизатор термический технологический (смесь веществ, полученная в результате нагревания в определенных условиях пищевых или не используемых в пищу ингредиентов, один из которых должен быть аминосоединением, а другой — редуцирующим сахаром при определенных технологических условиях).

Вкусоароматическое натуральное вещество — продукт, выделенный с помощью физических, ферментативных или микробиологических процессов (методов) из сырья растительного или животного происхождения. Основными потребителями ароматизаторов являются производства безалкогольных напитков, мороженого, ликероводочных изделий, жевательной резинки, широкого ассортимента кондитерских изделий; ароматизаторы добавляют в сухие кисели, маргарины, сиропы, мучные кондитерские изделия, молочные продукты, пудинги и мясопродукты и т. д.

Широкий ассортимент ароматизаторов, их различная природа, разнообразие источников получения, их химический состав (большинство из них используется в виде многокомпонентной смеси соединений), многообразие сочетаний отдельных компонентов ставят очень сложные задачи при их гигиенической оценке. Необходимость определения безвредности (безопасности) отдельных компонентов и их смесей, определение перечня продуктов (или групп продуктов), в которых они могут быть использованы, строгое соблюдение требований к чистоте отдельных компонентов — все это привело к тому, что ароматизаторы не включены в классификатор пищевых функциональных добавок.

Источники получения ароматических веществ, применяемых в пищевой промышленности: эфирные масла и настои, пряности и продукты их переработки, химический и микробиологический синтез.

Получаемые ароматообразующие вещества в большинстве случаев представляют собой смесь соединений (природных или полученных искусственно), и только в отдельных случаях это индивидуальные соединения. Создание ароматообразующих композиций может быть осуществлено различными способами. Учитывая, что в большинстве случаев это сложные смеси соединений, они требуют особых подходов к гигиенической оценке. Остановимся на основных источниках получения ароматообразующих соединений и химических соединений, которые входят в их состав.

1. Эфирные масла и душистые вещества

Эфирные масла — пахучие жидкие смеси летучих органических веществ, вырабатываемые растениями и обусловливающие их запах. Эфирные масла — многокомпонентные смеси с преобладанием одного или нескольких ключевых компонентов. Всего из эфирных масел выделено более тысячи индивидуальных соединений.

Химический состав эфирных масел непостоянен. Содержание отдельных компонентов меняется в широких пределах даже для растений одного вида и зависит от места произрастания, климатических особенностей, стадии вегетации и сроков уборки сырья, особенностей послеуборочной обработки, длительности и условий хранения сырья, технологии их выделения и переработки.

Химическая природа соединений, входящих в состав эфирных масел, весьма разнообразна и включает вещества, относящиеся к разным классам: углеводы, спирты, фенолы и их производные, кислоты, простые и сложные эфиры.

Основу их составляют терпеноиды — терпены и их кислородсодержащие производные различного строения.

Алифатические терпеноиды

Ароматические и гетероциклические соединения

Моноциклические терпеноиды

Дитерпеноиды; полициклические изопреноиды

Содержание перечисленных, а также других химических компонентов в составе эфирных масел может быть различным, что зависит, в частности, от способа их выделения из растений.

Основными способами выделения эфирных масел из исходного сырья являются:

• отгонка с водяным паром;
• холодное прессование;
• экстракция органическими растворителями с последующей их отгонкой (олеорезины);
• поглощение свежим жиром («анфлераж») или мацерация;
• СО₂ -экстракция.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки и существенно влияет на состав полученных продуктов. При выборе метода выделения учитывают содержание и состав эфирных масел, особенности сырья. Для выделения эфирных масел используют сырое (цветы лаванды, зеленую массу сирени), подвяленное (мята), высушенное (ирис), подвергнутое ферментативной обработке (цветы розы) сырье. Широкое распространение в последнее время получили экстракты пряных растений, содержащие нелетучие вкусовые вещества и пигменты.

Эфирные масла — бесцветные или окрашенные (зеленые, желтые, желто-бурые) жидкости. Плохо растворимы или нерастворимы в воде, хорошо — в неполярных или малополярных органических растворителях. На свету и под действием кислорода воздуха легко окисляются. Содержание эфирных масел в растениях меняется от 0,1 (цветы розы) до 20 % (почки гвоздики). Для анализа жирных масел в настоящее время используются методы газожидкостной и жидкостной хроматографии.

Широкое развитие органической химии и химического синтеза в XX в. позволило осуществить получение многих компонентов эфирных масел, сделать их более доступными и дешевыми, создать большое разнообразие ароматических смесей и комбинаций, часто с использованием природных эфирных масел.

Получение и применение эфирных масел имеют многолетнюю историю. В Древнем Египте, странах Востока, Японии умели выделять эфирные масла, применяя их для получения благовоний, в косметике, медицине. Свои названия эфирные масла получили по названию растений, из которых они были выделены, иногда по содержанию основного компонента.

Эфирные масла являются важным компонентом пищевых ароматизаторов, их качество зависит от состава, способа выделения и очистки.

2. Пищевые ароматизаторы, идентичные натуральным

Пищевые ароматизаторы, идентичные натуральным, — сложные композиции душистых веществ (природного, идентичного природному, в том числе синтетического, происхождения) в соответствующем растворителе или смешанные с твердыми носителями: крахмалом, лактозой, белками, поваренной солью и т. д.

В их состав может входить до 20–30 компонентов различной химической природы.

Применение только природных ароматсодержащих источников для получения ароматизаторов нерационально, поскольку требует большого количества исходного материала, а выделяемые продукты характеризуются нестабильностью аромата (за исключением эфирных масел). Наиболее эффективно применение ароматизаторов, включающих натуральные и идентичные натуральным компоненты. Производство идентичных натуральным ароматических веществ экономически целесообразно, по своему строению они отвечают природным соединениям, а их композиции позволяют получить комбинации веществ, отличающиеся стабильностью, заданным ароматом. Они удобны в использовании.

Искусственные ароматизаторы (включающие компоненты, не имеющие природных аналогов) требуют специального изучения и гигиенической оценки, они отличаются высокой стабильностью, интенсивностью аромата, дешевизной.

Химическая природа ароматизаторов, учитывая набор компонентов, входящих в их состав, широту источников, которые были использованы для их получения, является весьма разнообразной и может быть представлена эфирными маслами, альдегидами, спиртами, сложными эфирами и другими классами органических соединений.

Сложный химический состав ароматизаторов, включающий компоненты различной природы, формирует разнообразные запахи. Остановимся на некоторых наиболее важных компонентах.

Изопреноиды и их производные: цитраль и цитронеллаль — обладают запахом лимона; цитронеллилформиат — придает продуктам приятный фруктовый запах; линаллилформиат — обладает запахом кориандра; цитронеллилацетат — обладает запахом кориандра; линалилацетат — придает продуктам бергамотный запах.

Ароматические соединения

Ванилин — кристаллическое вещество. Содержится в стручках ванили, в перуанском и толуанском бальзамах, в бензойной смоле. Ограниченно растворим в воде — 10 г/л (20 °С).

Выбор ароматизатора для получения конкретного пищевого продукта определяется физико-химическими свойствами пищевых систем, технологией производства, характером получаемого готового изделия.

Внесение ароматизаторов не усложняет технологию. Растворители: спирт, масло, пропиленгликоль (Е1520), триацетин (Е1518), вода. В мясные изделия, сыры, соусы ароматизаторы добавляют с солью, в кремы, сухие напитки — с сахарной пудрой. Внесенный ароматизатор должен быть равномерно распределен по всей пищевой системе. Информация о внесенном ароматизаторе должна быть на этикетке.

3. Пряности и приправы

Пряности и другие вкусовые добавки объединяют вещества, компонентами которых являются соединения, влияющие на вкус и улучшающие аромат пищи (перец, лавровый лист, гвоздика, корица), и приправы (горчица, хрен, поваренная соль).

К пряностям относятся растительные продукты, отличающиеся своеобразием вкусовых и ароматических свойств, обусловленных присутствием в них эфирных масел, гликозидов, алкалоидов и некоторых других соединений. Применение пряностей в пищевых продуктах для придания им аромата, остроты вкуса, особых вкусовых ощущений, иногда для «исправления» запаха пищи имеет многовековую историю.

Использование пряностей не только улучшает органолептические свойства пищи, но и повышает ее усвоение организмом. В качестве пряностей обычно употребляют высушенные, а иногда и размолотые части растений, в которых в наибольшей степени накапливаются вещества, обладающие вкусом и ароматом.

В соответствии с научным определением пряности не являются пищевыми добавками, но они нашли широчайшее применение в питании, при промышленном производстве пищевых продуктов, на предприятиях общественного питания, в домашней кулинарии. Значение и масштабы использования определяют необходимость рассмотрения этой группы улучшителей вкуса и аромата.

В настоящее время известно более 150 видов пряностей, но наиболее широко в качестве вкусовых веществ местного действия применяются около 40. В зависимости от того, какую часть растения используют в пищу, их делят на несколько групп. Классификацию пряностей можно представить в следующем виде:

1. Семенные: горчица, мускатный орех, кардамон.
2. Плодовые: анис, бадьян, тмин, кориандр, перец, ваниль, фенхель, перец красный стручковый (стручки).
3. Цветочные: гвоздика, шафран.
4. Листовые: лавровый лист, донник (цветы и листья), мята перечная.
5. Коровые: корица китайская, корица цейлонская.
6. Корневые: имбирь, дягиль, куркума, зеодания, калчан, петрушка.
7. Вся трава: майоран, душица, укроп, петрушка, полынь, эстрагон.

В связи с переходом на крупномасштабное производство, с расширением ассортимента продуктов питания и изменением технологии их получения за последние годы произошли значительные изменения в производстве пряностей. Традиционная технология использования в пищу молотых пряностей и трав уступает место новым подходам и решениям. Это связано с необходимостью точной количественной дозировки вносимых пряностей, стабильностью их вкуса и аромата вне зависимости от географического места происхождения, времени года, изменения качества при хранении, наличия ненужных тканей и волокон, высокой степени механического и микробиологического загрязнения. Существовавшие ранее методы обработки не устраняют этих недостатков. Предлагаемые новые методы переработки дают возможность получить широкую гамму продуктов высокого качества и стабильного состава (рис. 2).

Реализация этой технологии позволяет получить широкий спектр стабильных по качеству продуктов, которые используются в современном крупномасштабном пищевом производстве с использованием ароматизаторов. Следует также отметить, что отдельные пряности обладают фармакологической активностью, что широко используется в медицине.

Рис. 2. Переработка пряностей (по данным фирмы „Bush Boake Allen“)