Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология отрасли формирование цвета, вкуса и запаха пищевых продуктов из растительного сырья (теория и практика). Учебное пособие
.pdf
91
лабораторный воздух после длительной вентиляции. Для установления различий в содержании и природе легколетучих соединений в равновесной газовой фазе над образцами сбивных кондитерских изделий сравнивали величины откликов всех выбранных
сенсоров в массиве (табл. 5).
Таблица 5
Отклики сенсоров (Fi, Гц) и площадь «визуального
отпечатка» сигналов сенсоров в РГФ над пробами
№
S1 -
S2 -
про-
ПВП
ПЭГ-
бы
1 84 13 14 5 10 11 19 12 1035 362
2 80 11 10 4 9 9 14 10 785 254
3 104 12 12 4 9 11 17 12 1100 345
4 80 11 11 4 9 9 19 12 914 330
2000
S3 -
ДЦГ1
8К6
S4 -
ДН
Ф
S5 -
ТОФ
О
S6 ТХ100
S7 -
ПДЭ
ГС
S8 -
SУ,
Гц.с
S
У
без
ПВП
Установили различное содержание легколетучих органических соединений в равновесной газовой фазе над пробами. Большую интенсивность запаха имели пробы 3 и 1, наименьшую –
проба 2. Установлено, что количественный состав РГФ над пробами в представленной выборке различен по содержанию основных классов соединений. Так, в РГФ над пробой 4, по сравнению
с пробой 1 больше аминов, но состав РГФ наиболее близок из
всех проб к стандарту (проба 1). Наибольшее отклонение по количественному составу от стандарта у пробы 3 (по всем классам
соединений, кроме серосодержащих и кислот). Все пробы значительно отличаются по составу РГФ от пробы-стандарта. По форме фигуры «визуального отпечатка» максимальных откликов
всех сенсоров в массиве были установлены незначимые различия
в химическом составе равновесной газовой фазы над пробами
(в большей степени по интенсивности аромата).
Для установления различий в качественном и количественном составе легколетучей фракции запаха проследили изменение
общего содержания легколетучих компонентов в РГФ над пробами (рис. 6).
92
Рис. 6. «Визуальные отпечатки» максимальных сигналов сенсоров
в РГФ над пробами
93
Для установления тонких различий из массива отключили
отклики сенсора 1 с наиболее активным покрытием (ПВП), что
позволяет сравнить различия в содержании других соединений,
кроме сильнополярных и воды. Проследили изменения в качественном составе РГФ над пробами и появление/исчезновение соединений легколетучей фракции, с помощью параметра А
, пока-
i/j
зывающего постоянство соотношения концентраций отдельных
классов легколетучих соединений в РГФ (табл. 6).
Соотношение сигналов нескольких сенсоров в матрице
ПДЭГС/
ПВП
Проба 1 0,23 0,14 0,93 0,38 0,13 0,91
Проба 2 0,18 0,12 1,10 0,36 0,11 1,00
Проба 3 0,16 0,12 1,00 0,33 0,11 0,82
Проба 4 0,24 0,15 1,00 0,36 0,11 1,00*
* Отмечены параметры с максимальным отклонением от стандарта
(контроля).
Twееn/
ПВП
для тестируемых проб
Показатель стабильности ароматаПробы
ПЭГ-
2000
ДНФ/
ПЭГ-2000
ТХ100/
ПВП
Таблица 6
ТОФО/
ТХ100
Установлено, что по качественному составу легколетучей
фракции аромата к пробе стандарту близки пробы 3 (со свекловичным порошком) и 4 (с лимонной цедрой), хотя и отличаются
по количественному содержанию веществ. Максимально отличается от стандарта проба 2 (с тыквенным порошком).
4. ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА, ВКУСА И АРОМАТА В ПРОЦЕССЕ
СОЗРЕВАНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ
ПЛОДООВОЩНОГО СЫРЬЯ
4.1. Химический состав плодов и овощей
Накопление химических веществ в растениях происходит
в результате фотосинтеза. Зеленые части растений поглощают
солнечную энергию, под действием которой из углекислого газа
и воды образуются углеводы. В плодах и овощах содержится
65-95 % воды. Остальное составляют сухие вещества, количество
94
которых во фруктах колеблется в пределах 10-20 %, в овощах –
от 4 до 10 %. Основную часть сухих веществ составляют углеводы (сахара, крахмал, клетчатка, пектин). Из сахаров, главным образом, содержатся глюкоза, фруктоза, сахароза. Они хорошо усваиваются организмом человека. Порог сладости (минимальная
концентрация, при которой ощущается сладкий вкус) составляет
для фруктозы 0,25, для глюкозы 0,55 и для сахарозы 0,38 %.
Вкусовые ощущения зависят не только от количества сахара, но и от содержания в растительном сырье кислот, дубильных
веществ и некоторых других соединений. Для оценки вкусовых
качеств плодов и овощей определяют сахарокислотный индекс,
под которым понимают отношение процентного содержания сахара к процентному содержанию кислоты.
Крахмал – углевод, который не имеет присущего сахарам
сладкого вкуса. В организме человека превращается в глюкозу.
Целлюлоза (клетчатка) как и крахмал относится к полиса-
харидам. В основе ее молекул лежит глюкоза. Однако ферментами организма человека целлюлоза не осахаривается и поэтому не
усваивается. Повышенное содержание целлюлозы в клеточных
оболочках делает пищу грубой.
Пектиновые вещества. К пектиновым веществам относит-
ся протопектин, содержащийся в недозрелых плодах. Он не растворяется в воде, но по мере созревания плодов частично распадается, образуется растворимый пектин. Этот процесс происходит под действием ферментов, но может быть вызван искусственно – нагреванием сырья в кислой среде. Растворимый пектин
содержится в клеточном соке. В присутствии сахаров и кислот
пектиновые вещества обладают способностью образовывать
студни (желе), что используют при выработке повидла и джема.
Азотистые вещества. В плодах и овощах из азотистых
веществ содержатся в основном белки, необходимые для построения тканей организма и служащие источником энергии.
Жиры – ценный источник энергии. В мякоти плодов и овощей их практически нет. Растительные масла откладываются в
семенах, их количество достигает 20-40 %.
Органические кислоты содержатся в плодах и овощах в
свободном виде и в виде солей. Наиболее распространены яблоч-
95
ная, лимонная, винная. Встречаются щавелевая, муравьиная, янтарная, бензойная и др. Они существенно влияют на вкусовые
качества сырья и на технологический процесс его переработки.
Свежее сырье всегда имеет кислую среду.
Дубильные вещества обладают Р-витаминной активностью,
придают терпкий, вяжущий вкус плодам и овощам. Они подразделяются на гидролизуемые (например, танин) и конденсированные (катехин). В присутствии кислорода воздуха дубильные вещества под действием ферментов окисляются и образуют темноокрашенные соединения – флобафены. Плоды могут темнеть изза химического взаимодействия дубильных веществ с солями
окиси железа, при этом гидролизуемые дубильные вещества дают
черную окраску с синим оттенком, а конденсированные – с зеленым оттенком. Реагируя с солями олова, дубильные вещества
приобретают розовую окраску. При длительном нагревании наблюдается конденсация дубильных веществ и образование высокомолекулярных соединений с красным оттенком. Дубильные
вещества хорошо растворяются в воде. С белками дают нерастворимые соединения – танаты.
Глюкозиды – вещества, состоящие из углеводов, соединенных с различными химическими веществами – спиртами, альдегидами, дубильными, кислотами и др. Многие из них придают
сырью специфический цвет, вкус и аромат.
Красящие вещества (пигменты). Хлорофиллы придают
растительному сырью зеленую окраску. В состав молекулы хлорофилла входит магний. При нагревании в кислой среде магний
хлорофилла замещается водородом и образуется феофитин бурого цвета. В воде хлорофилл не растворяется.
Антоцианы окрашивают плоды в синий, фиолетовый, красный цвета. Они растворены в клеточном соке кожицы или мякоти. Из антоцианинов (красных, синих и фиолетовых красящих
веществ) черешня, вишня, слива, малина, ежевика, бузина и
красная смородина содержат в основном гликозиды цианидина.
Клубника окрашена, прежде всего, за счет пеларгонидин-α-3глюкоида (содержание около 300 мг/кг), черная смородина – за
счет 3-гликозидов цианидина и 3-рутинозидов дельфинидина и
цианидина. Черника и виноград красных сортов содержат боль-
96
шое количество 3-гликозидов цианидина, дельфинидина, пеонидина, петунидина и мальвидина. В черешне, вишне и сливах
встречаются также гликозиды пеонидина, а в черешне и малине –
гликозиды пеларгонидина. При длительном нагревании эти вещества разрушаются и теряют цвет. Этим объясняется обесцвечивание земляники, черешни, вишни, свеклы. В то же время нагревание мало влияет на антоцианы черной смородины.
В присутствии металлов антоцианы некоторых плодов меняют окраску. Олово придает черной смородине синий, а вишне и
черешне – фиолетовый оттенок. Алюминий вызывает появление
фиолетового оттенка у вишни и черешни, но не влияет на цвет
красного винограда. Окраска красного винограда меняется в присутствии олова, меди, железа.
Каротиноиды придают плодам и овощам окраску от желтой до красной. Наиболее распространены из них каротин –
оранжевое красящее вещество моркови, ликопин – красный пигмент томатов и ксантофилл – желтое красящее вещество. Каротины нерастворимы в воде, растворяются в жирах, стойки к действию щелочей, но очень чувствительны к окислителям и кислотам. Содержание каротиноидов меняется в зависимости от сорта,
степени зрелости плода, климата, почвы и других факторов. Как
правило, фрукты содержат смесь различных каротиноидов –
β-каротина, лутеина, виолаксантина, цеаксантина, лутеоксантина
и неоксантина. Общее содержание каротиноидов в яблоках, грушах, землянике, винограде, красной смородине, лимонах и бананах составляет до 0,15 мг/ 100 г сырой массы (до 0, 02 мг), в желтой черешне, крыжовнике, черной смородине, чернике и киви –
от 0, 20 до 0,40 мг/100 г (до 0,03), от 0,50 до 1,00 мг/100 г – в сливах (0,12), вишне (0,40), ежевике (0,13) и апельсинах (0,01). В абрикосах содержание каротиноидов составило 2,63 (0,90), в
грейпфрутах – 3,64 (0,59), в мандаринах (сорт Clement in en) – 1,20
(0,03), в папайе – 3,83 (0,38) мг/100 г сырой массы. Основным
каротиноидом в ягодах является лутеин.
Зеленая окраска обусловлена наличием хлорофиллов, представляющих собой пиррольные красители со сложной структурой
(с магнием в качестве нейтрального атома).
97
Эфирные масла концентрируются, главным образом, в кожице плодов и овощей, обладают сильным ароматом, придают
сырью определенные вкусовые качества и способствуют выделению пищеварительных соков в организме, поэтому повышается
усвояемость пищевых продуктов. Масла представляют из себя
смеси альдегидов, кетонов, спиртов, терпенов и др. соединений.
Минеральные вещества частично связаны с высокомолекулярными органическими соединениями, а частично находятся в
виде солей различных кислот. Имеют большое физиологическое
значение для обмена веществ.
Витамины важны для нормальной жизнедеятельности человека. Растения обладают способностью синтезировать витамины, многие плоды и овощи – источник их получения. Многие витамины, особенно С, А, В
нестойки к действию О
1
воздуха.
2
Фитонциды – растительные антибиотики. Особенно активны фитонциды лука, чеснока.
Ферменты – катализаторы биохимических реакций обмена
веществ, с которыми связана жизнедеятельность растительной
ткани, а значит и изменения химического состава плодов и овощей при созревании. Деятельность ферментов строго специфична. Активность ферментов зависит от температуры. Для большинства из них оптимальная – 40оС.
Ароматообразующие вещества фруктов. Приятный аромат
фруктов определяют, помимо сахаров и кислот, летучие соединения, которые, как правило, начинают формироваться лишь в период созревания. Первично они образуются из своих предшественников (например, спирты и альдегиды – из аминокислот и
жирных кислот) или из нелетучих предшественников с гликозидными связями, а вторично формируются из других ароматообразующих веществ. Летучие вещества представляют собой сложные
смеси почти всех органических веществ.
Современные методы анализа (газовая хроматография и
масс-спектрометрия) позволяют идентифицировать сотни отдельных соединений, составляющих аромат фруктов, причем в
плодах ароматообразующие вещества содержатся в очень низкой
концентрации. Так, смесь всех летучих веществ составляет при-
98
мерно 10-100 мг/кг, причем концентрация отдельных соединений
может составлять всего 10-10-5 мг/кг.
Насколько различна химическая структура этих веществ,
настолько различны и их характерные концентрации. Зачастую
они отличаются друг от друга в миллион раз и более. Если два
соединения соотносятся как 1:1000 , то это свидетельствует о том,
что 1 мкг интенсивного ароматобразующего вещества действует
так же, как 1 мг менее интенсивного. Отсюда следует, что фактический аромат формируют только летучие вещества, причем в
наиболее низкой концентрации.
Спектр ароматообразующих веществ отдельных видов
фруктов во многом зависит от их сорта, а также от климата, региона произрастания, степени зрелости и условий хранения. Так,
например, у различных сортов яблок аромат одних определяется
преимущественно эфирами, а других – спиртами. Иногда невозможно определить, какие именно из многочисленных летучих
веществ отвечают за аромат того или иного вида.
Из спиртов в плодах широко распространены первые десять членов гомологичного ряда n-спиртов (метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, гептанол, октанол, нонанол,
деканол). Кроме того, были обнаружены в основном вторичные
низшие спирты с гидроксильной группой ОН
-
у углерода (например, 2-пентанол), низшие ненасыщенные спирты (например,
1-гексанол), а также 2-метил-1-пропанол, 2- и 3-метил-1-бутанол
и терпеновые спирты (линаоол, гераниол, β-терпинеол).
Из кислот часто встречаются насыщенные и ненасыщенные
кислоты, содержащие около 18 атомов углерода; также стоит
упомянуть 2-метилпропановую и 2-метилбутановую кислоты.
Среди сложных эфиров, присутствующих в большом количестве в отдельных видах фруктов, доминируют спирты, содержащие от 1 до 6 атомов углерода.
Из альдегидов и кетонов распространены первые представители гомологичного ряда – n -альдегиды, а также (Z)-3- и (Е)-2гексенал, а также 2-кетоны, содержащие от 3 до 10 атомов углерода. Не следует забывать и о некоторых лактонах, а также о серосодержащих соединениях.
99
В аромате яблок содержатся около ста различных эфиров,
концентрация которых во многом зависит от сорта фрукта. На их
долю может приходиться до 90 % концентрации всех летучих
веществ. К следующей группе, наиболее важной для концентрации и количества компонентов, относятся спирты, хотя интенсивность аромата больше зависит от альдегидов, чем от спиртов.
Анализ 40 сортов яблок показал, что, помимо β-дамасценона и
6-метил-5-гептен-2-она, на состав аромата влияют лишь эфиры.
Из основных эфиров это этил- и гексилбутаноат. Возможно влияние на аромат этилгексаноата, а также бутил- и гексилацетата.
Основная часть летучих веществ в грушах также приходятся на эфиры. В грушах сортов Williams, Christ помимо n-спиртов
с 2-8 атомами углерода, эфиров уксусной кислоты всех n -спиртов
с 1-8 атомами углерода и метиловых и /или этиловых эфиров
жирных кислот, содержащих 8, 10, 12, 14, 16 и 18 атомов углерода, содержится множество метиловых и/или этиловых эфиров
четных, частично высоконенасыщенных жирных кислот, содержащих 8-1 8 атомов углерода , но эфиры бутановой и гексановой
кислот не встречаются. Для аромата этого сорта и сортов с похожим ароматом характерны повышенные концентрации метиловых и этиловых эфиров (Е, Z)-2,4-декадиеновой кислоты. Сорта с
незначительным ее содержанием имеют слабый аромат.
Помимо распространенных в плодах спиртов, альдегидов
(гексанал, (Е)-2-гексенал и бензальдегид) и эфиров γ- и
δ-лактонов, абрикосы и персики содержат γ-декалактон и
γ-додекалактон, от которых может зависеть аромат. Различия свя-
заны с концентрацией других сильных ароматообразующих соединений – например, различных эфиров и монотерпенов (линалоола, β-терпинеола, терпин-1-ен-4-ола и, частично, бензальдегида), а также β-ионов.
У слив роль ароматообразующих веществ выполняют многочисленные эфиры, а также альдегиды, спирты, γ-лактоны и некоторые терпены. Типичный сливовый аромат определяют, в основном, бензальдегид, линалоол, γ-окталактон и γ-декалактон.
Аромат сортов черешни и вишни в основном определяется
бензальдегидом, а также (Е)-2-гексеналом, гексаналом, эвгено-
100
лом, фенилацетальдегида и (Е,Z)-2,6-нанадиеналом, а вишни –
также и линалоолом.
В клубнике встречается свыше 350 летучих веществ, среди
которых почти 100 являются эфирами. Согласно проведенным
исследованиям, помимо 2,5-диметил-4-метокси-3(2Н)-фуранона
(фуранеол), аромат определяют такие эфиры, как метиловые и
этиловые эфиры бутановой и гексановой кислот, а также
(Е)-2-гексенал, линалоол и γ-декалактон. Концентрации отдельных эфиров сильно варьируют в зависимости от сорта. Определенную функцию выполняют также сернистые соединения.
В малине содержится более 200 летучих веществ. Аромат
определяют 4-(4-оксифенил)-бутан-2-он (кетон малины) совместно с α- и β-ионами, некот орые терпеновые спирты, встречающие-
ся в повышенной концентрации (гераниол, линалоол, нерол и
β-терпинеол).
В черной смородине ароматообразующие вещества представлены терпенами, эфирами, альдегидами и спиртами. Эфиры
отвечают за букет, но при приготовлении сока или нектара их
концентрация снижается. Типичный черносмородиновый аромат
определяется содержанием метил- и этилбутаноата, эквалиптола,
диацетила и 4-метокси-2-метилбутан-2-тиола. Аромат также зависит и от других терпеновых спиртов.
Типичными ароматообразующими веществами черники являются метиловые и этиловые эфиры 2-окси- и 3-окси-2метилбутановой кислот. В культурной чернике содержатся такие
терпеновые спирты, как линалоол, гераниол, оксицитронеллол и
другие типичные соединения.
В букете винограда сортов Riesling, Traminer, Rulander,
Muller-Thurgau, Scheurebe, Optima, Rieslaner обнаружено 225 веществ (81 углеводород, 48 кислот, 31 спирт, 23 альдегида, 18 кетонов, 11 эфиров и 13 других веществ).
В масле кожицы основных видов цитрусовых содержится
около 90 % монотерпенов, 65-95 % которых приходится только
на D-лимонен. Значительная часть ароматообразующих веществ
цитрусовых соков также состоит из терпенов. Содержание спиртов, альдегидов и эфиров существенно выше, нежели в маслах
кожуры. Важную роль при формировании специфического цит-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]