Сырьё для получения ароматизаторов

Современная рецептура ароматизатора – это сложная концентрированная смесь индивидуальных ингредиентов натурального и/или искусственного происхождения в заданном соотношении, растворённая в инертном растворителе или нанесённая на инертный носитель. В состав ароматизатора могут входить эмульгаторы, стабилизаторы, загустители, красители.

В рецептурах ароматизаторов используют только компоненты, включённые Европейским Советом в список разрешённых душистых веществ, или входящие в список Ассоциации изготовителей ароматизаторов и экстрактов США (FEMA-Gras). Перечень вкусоароматических химических веществ, разрешенных для производства пищевых ароматизаторов в РФ дан в приложении 19 ТР ТС 029/2012.

В настоящее время для выпуска ароматизаторов применяют около 2000 наименований вкусоароматических компонентов, которые по способу их получения делят на натуральные и искусственные. Большая их часть (около 1,5 тысяч) приходится на долю веществ, полученных методами органического синтеза. Это различные алифатические и ароматические альдегиды, кетоны, лактоны, ацетали, сложные эфиры, спирты, фураны, пиразины и др. соединения.

Натуральные компоненты ароматизаторов – это эфирные масла, олеорезины, терпены, дистилляты, экстракты и вытяжки из растений и животных, которые получают при переработке натурального сырья (плодов, листьев, цветов, корней, коры и т.д.) путем применения физических и механических методов, а также вкусоароматические вещества, полученные методами биотехнологии.

В качестве потенциальных источников натуральных компонентов ароматизаторов разрешено использовать более 400 наименований.

Экстракты растительного сырья получают извлечением вкусоароматических веществ из сырья различными растворителями. Наиболее распространёнными являются водноспиртовые растворители. Экстракты, полученные при помощи органического растворителя или смеси органических растворителей называют олеорезинами. Экстрагенами могут быть и сжиженные пищевые газы, среди которых предпочтение имеет диоксид углерода, который проявляет свойства неполярного селективного растворителя. Получаемые CO₂-экстракты наряду с сохранением естественного аромата обогащены ценными биологически активными веществами и обладают бактерицидными свойствами. Однако на сегодняшний день CO₂-экстракты в производстве ароматизаторов не получили широкого применения.

Дистилляты получают путём перегонки при атмосферном давлении летучих веществ растительного сырья, предварительно выдержанного в водноспиртовом растворителе. При этом испаряющиеся летучие компоненты удаляются вместе с парами. Параметры перегонки зависят от специфики используемого сырья.

В производстве ароматизаторов достаточно широко используют эфирные масла. Они представляют собой многокомпонентные жидкие смеси летучих органических веществ, вырабатываемые особыми клетками различных органов растений и обуславливающие их запах.

Секрет отделения ароматных масел был открыт более 5000 лет до н.э.

В Месопотамии при раскопках поселения, датированного этим временем, археологи нашли сосуды для дистилляции масел Около 1800 лет до н.э. В Вавилоне асептические свойства лимонного масла, обусловленные большим соединением терпенов, использовали для дезинфекции помещений храмов. Эфирные масла исторически привлекали внимание учёных, врачей, парфюмеров. Докторская диссертация выдающегося русского химика Н. М. Бутлерова была посвящена именно эфирным маслам.

По внешнему виду эфирные масла – прозрачные или окрашенные (жёлтые, зелёные, бурые) жидкости с плотностью ниже единицы. Они хорошо растворимы в органических растворителях и практически нерастворимы в воде. Из всех известных эфиромасличных культур (примерно 3000 видов растений) промышленное значение имеют не более 200 видов., большинство из них – тропические и субтропические растения. В средней полосе культивируют ограниченное количество эфироносов (тмин, кориандр, мята, лаванда, анис, базилик, укроп, шалфей и др.).

Эфирные масла получают из растительного сырья:

- перегонкой с водой или водяным паром (например, анисовое, бархатцевое, ирисовое, укропное);

- холодным прессованием (например, лимонное, апельсиновое);

- сухой перегонкой (например, можжевеловое);

- экстрагированием летучих растворителей с последующей отгонкой (например, жасминовое).

В составе различных эфирных масел идентифицировано свыше 1000 соединений, среди которых терпены, терпеноиды, вещества ароматического и алифатического ряда. В каждом эфирном масле один или несколько компонентов содержатся в большем количестве и определяют направление запаха и ценность эфирного масла.

Химический состав эфирных масел непостоянен. Содержание отдельных компонентов меняется в широких пределах даже для растений одного вида в зависимости от возраста растения и стадии вегетации, времени года, сроков сбора, климатических условий, технологии выделения и других факторов.

Хранят эфирные масла при температуре не выше 20ºС, вне зоны действия солнечных лучей. Однако, не смотря на все предосторожности (максимальное заполнение тары, применение азотной подушки и др.), эфирные масла имеют ограниченный срок хранения.

Продуктами переработки эфирных масел являются конкреты, абсолюты, резиноиды, "кратные" и бестерпеновые эфирные масла, индивидуальные вкусоароматические вещества – лимонен, цитраль и др. Из эфироносов при экстракции петролейным эфиром, бензолом, толуолом или другими легкокипящими растворителями получают вытяжки экстрактивных веществ, из которых после отгонки растворителя получают воскообразную массу, называемую конкретом.

После обработки конкрета этанолом с последующими охлаждением (до 16-18ºС, иногда до 0ºС), фильтрации от балластных веществ и удаления этанола получают абсолютное масло или абсолют. Продукты, вырабатываемые при экстракции некоторых смол, бальзамов, камедей и др. метанолом, этанолом, петролейным эфиром или ароматическими углеводородами часто называют резиноидами. В отличие от истинных конкретов они наряду с летучими веществами содержат значительные количества смолистых продуктов и представляют собой вязкие массы.

Продуктами переработки цитрусовых эфирных масел являются также натуральные вкусоароматические вещества: линалоол, нонаналь, октаналь, гамма-терпинен, цитраль и др. Из высокоментольных мятных масел выделяют натуральный ментол, из анисового масла – натуральный анетол.

В рецептурах пищевых ароматизаторов наиболее часто используются следующие эфирные масла:

- масло полыни – (основной компонент даванон 40 %) используют для производства натуральных ароматизаторов фруктово-ягодного направления, особенно малиновых;

- масло анисовое – (основной компонент ацетол 85 %) применяют в составе вишнёвых ароматизаторов, а также в хлебопекарном, кондитерском, ликероводочном производстве в качестве индивидуальных ароматизаторов;

- бергамотовое масло – (основные компоненты линалоол и линалилацетат суммарно 55 %) используют как компонент фруктовых ароматизаторов, особенно цитрусовых и абрикосовых;

- масло горького миндаля – основной компонент бензальдегид 97,5 %) используют в производстве натуральных миндальных и вишнёвых ароматизаторов;

- сладкое апельсиновое масло – (основной компонент лимонен, до 97%) используют как индивидуальный натуральный ароматизатор, а также в рецептурах ананасовых, абрикосовых, персиковых ароматизаторов;

- лимонное масло – (основные компоненты лимонен – 80 %, β-пинен – 14 %, терпинен – 10 %) используют как натуральный ароматизатор, а также в составе ароматизаторов банана, ананаса;

- ирисовое масло – (основной компонент миристиновая кислота до 85%) используют в рецептурах ароматизаторов ягодного направления.

.Ряд компонентов для ароматизаторов получают с помощью биотехнологии.

Основными биотехнологическими методами получения исходных компонентов для ароматизаторов является модификация натуральных субстратов микроорганизмами и ферментами.

Микроорганизмы в процессе жизнедеятельности продуцируют отдельные ароматобразующие соединения или смеси вкусоароматических веществ, которые формируют хлебный, сырный, молочный и другие ароматы; их используют как составляющие компоненты ароматизаторов. К методам биотехнологии прибегают в тех случаях, когда удаётся проводить направленный микробиологический синтез или получить уникальные соединения, которые сложно или невозможно выделить другими методами. Микробиологическим синтезом получают различные лактоны, кетоны, диацетил, масляную и изовалериановую кислоты.

В биотехнологических методах получения ароматобразующих соединений важное место занимают технологии с применением ферментных препаратов. В отличие от химических синтезов ферментативные реакции протекают с высокой специфичностью и в мягких условиях. С помощью ферментов осуществляют гидролиз клеточной оболочки фруктов и растений и тем самым значительно увеличивают эффективность извлечения вкусоароматических веществ. При создании ароматизаторов для получения гидролизатов, содержащих аминокислоты и сахара, которые далее используются в реакциях карамелизации и Майяра, широко применяют гидролитические ферменты – протеазы и амилазы. С помощью эстераз осуществляют синтез многих сложных эфиров, необходимых для получения

К микробиологическим методам получения ароматических веществ относится культивирование клеток и тканей пряно-ароматических растений. Этот метод позволяет иметь источник экологически чистых натуральных эфирных масел, независимых от сезона возделывания.

К числу наиболее популярных ароматов относится ванильный. Его придают пищевым изделиям ванилин, этилванилин и приготовленные на их основе экстракты и ванильные ароматизаторы.

Натуральная ваниль – стручки (бобы) являются плодами орхидеи Vanilla Planifolia и Vanilla Tahitensis. В Европу ваниль завезена из Мексики в начале

XVI века. В настоящее время ванильную орхидею возделывают по обе стороны экватора, где круглогодично поддерживается температура 24-30ºС и влажный климат, при этом высота над уровнем моря не должна превышать 800 м. В процессе обработки стручков по специальной технологии происходит ферментативное разложение глюкозидов ванилина с выделением свободного ванилина, который может выкристаллизовываться на поверхности товарных стручков, имеющих тёмно-коричневый цвет. В аромате ванили идентифицировано около 300 компонентов – альдегиды, спирты, кетоны, углеводороды, различные эфиры, воски, смолы.

Ключевым компонентом, формирующим специфический аромат, является ванилин. Наряду с основным ароматом, в зависимости от страны происхождения, качества бобов, условий ферментации, экстракции и концентрирования, продукты экстракции натуральной ванили могут придавать пищевым продуктам цветочные, сливочные, фруктовые, ореховые, карамельные оттенки. Без потери качества ванильные бобы хранятся как минимум, два года.

Натуральную ваниль и экстракты из неё в массовом производстве пищевых изделий используют редко, ввиду высокой цены и небольших объёмов поставок. В основном используют ванилин, полученный химическим синтезом из лигнина или гваяколы. Допустимое суточное

поступление ванилина – 10 мг/кг массы тела. фруктовых ароматов, а также получают ряд терпеновых соединений. Для получения ароматизаторов используется около 30 различных ферментов Искусственным аналогом натурального ванилина является этилванилин (синонимы ванилаль, бурбональ), который получают химическим синтезом из пирокатехина. ДСП для этилванилина – 10 мг/кг массы тела. Этилванилин придаёт пищевому изделию более резкий аромат, чем ванилин. Для достижения интенсивности аромата аналогичному при применении ванилина, этилванилина требуется в 2-4 раза меньше.

Большинство ароматизаторов, присутствующих на рынке, относятся к категории композиционных.

Слайд 4

Композиционные или смесевые ароматизаторы представляют собой специально подобранные смеси вкусоароматических и/или вкусоароматических препаратов в растворителе (для жидких форм) или в носителе (для сухих форм).

Создание такого ароматизатора основывается на объективных научных знаниях и творческих способностях разработчика флейвориста. Научной базой для разработки является информация о составе вкусоароматических веществ пищевых продуктов, фруктов и овощей и порогах их ощущений.

Компонентный состав ароматов, который формируют летучие органические соединения, у большинства пищевых продуктов, фруктов и ягод, пряностей, трав, морепродуктов расшифрован. Как правило, он достаточно сложен. Так, в пиве идентифицировано более 1300 соединений, в кофе – более 1000, в клубнике, чае, цитрусовых, хлебе – более 300, в варёной креветке – более 100 соединений, в винах – около 400, яблоках – около 200.

Есть так называемые "ключевые" соединения, определяющие запах соответствующего продукта. Например, ключевыми компонентами в запахе чеснока являются диаллилди- и трисульфиды, в луке – пропилпропенил- ди- и трисульфиды, в мясе – 3-меркаптозамещенные фураны и тиофены, в черной  смородине  –  4-метокси-2-метил-2-бутен-тиол,  в  кофе  – фурфурил-меркаптан, в абрикосе – гамма-декалактон, в груше – изоамилацетат, в лимоне – цитраль, в малине - 4 (n – гидроксифенил) 2 - бутанон и т. д. Однако только ключевые соединения не могут обеспечить полноценный аромат продукту. Высококачественные ароматизаторы должны содержать как ключевые соединения, так и ряд одор-активных, т.е. дополняющих веществ, что обеспечивает формирование полноценного запаха.

Важнейшие ароматобразующие соединения принадлежат к различным классам органических веществ. Это - алифатические и ароматические альдегиды, кетоны, спирты, кислоты, эфиры, оксиды, меркаптаны, моно- и полисульфиды, замещенные пиразины, тиазолы, оксазолы, фураны, тиофены, насыщенные и ненасыщенные алифатические и гетероциклические соединения.

Специалисты по разработке ароматизаторов классифицируют вещества не только по химическим классам, но и по их вкусоароматическим характеристикам.

В качестве растворителей вкусоароматических веществ используют: этиловый спирт, 1,2-пропиленгликоль, триацетин и воду.

Физико-химические свойства растворителей даны на слайде 5