Класифікація речовин для посилення смаку і аромату

   Класифікація  речовин для посилення  смаку і аромату.

       Харчовими добавками називають речовини, які  додають, до продуктів у процесі  виробництва з метою надання  їм певних якісних показників.

       Харчові добавки за походженням поділяють  на 3 групи:

• Природного походження;
• Аналоги природних речовин;
• Синтетичні. 

       Останнім  часом збільшується використання харчових добавок синтетичного походження. Імпорт в Україну харчових добавок із зарубіжних країн сприяє поширенню  їх використання в різних галузях  харчової промисловості.

       Розрізняють харчові добавки, які:

1. Поліпшують консистенцію та органолептичні показники продуктів (барвники, ароматизатори, смакові речовини та ін.);
2. Підвищують стійкість продуктів при зберіганні та подовжують термін їх зберігання (протимікробні засоби, антиоксиданти та ін.);
3. Поліпшують технологію виробництва продуктів (прискорювачі, розпушувачі тіста, фіксатори гемоглобіну та ін.).

       Харчові добавки в харчовій промисловості  використовують з метою:

• Збереження поживних властивостей продуктів;
• Надання продуктам більш привабливого вигляду;
• Збільшення терміну зберігання продуктів;
• Полегшення технологічної обробки продовольчої сировини;
• Здешевлення та скорочення технологічного процесу.

Використання  харчових добавок  не дозволяється:

• Якщо воно веде до неправильної технологічної обробки продовольчої сировини;
• Якщо веде до фальсифікації харчових продуктів;
• Якщо веде до значної втрати харчової та біологічної цінності продуктів;
• Якщо можна досягти бажаного технологічного результату за допомогою інших методів;
• Якщо воно не гарантує безпеки для споживачів.

        Розрізняють 30 функціональних класів харчових добавок: барвники, консерванти, антиоксиданти, емульгатори, загусники, желюючі речовини, стабілізатори, посилювачі смаку, речовини, що використовують для  змащення пекарських форм та листів, підкислювачі, регулятори кислотності (буфери), підсолоджувачі, розпушувачі, піно гасителі, глазурі, солі-плавителі, поліпшувачі борошна, отверджувачі, регулятори вологи, наповнювачі, газивитискачі (для продуктів в аерозольній упаковці), модифіковані крохмалі та ін.

        Для охорони здоров’я населення та з метою обмеження надходження харчових добавок до організму людини для кожного з них введена допустима добова доза – ДДД (ДДС – допустиме добове споживання або ПНД – прийняте добове надходження). Крім того, регламентовано перелік продуктів, до яких доцільно додавати харчові добавки, а також гранично допустимі рівні (ГДР) їх у готових продуктах.

        При введенні харчових добавок  у продукти слід додержуватись таких  вимог:

1. Додавати в мінімально необхідних для досягнення мети кількостях і не перевищувати встановлені законодавством ГДР;
2. Додавати лише за умови,  якщо мета не може бути досягнута іншим способом;
3. Харчові добавки не повинні бути токсичними і не збільшувати ризик захворюваності населення;
4. Харчові добавки повинні мати високу ступінь чистоти (встановлюється технічними умоваими).

        При оцінці харчових продуктів особливу увагу споживач приділяє їх смаку та аромату. Велику роль тут відіграють традиції, звички, відчуття гармонії, які виникають в організмі людини при споживанні харчових продуктів з визначеним смаком і ароматом. Неприємний, не типічний смак часто і справедливо пов’язують з низькою якістю продукту. Фізіологія харчування розглядає смакові та аромоутворюючі речовини як важливі компоненти їжі, що покращують травлення за рахунок активізації секреції перетравлюючих залоз різних відділів шлунково-кишкового тракту, підвищення ферментної активності виділених перетравлюючи соків і в підсумку покращують процес перетравлення та засвоєння їжі. За сучасними представленнями смакоароматичні речовини сприяють оздоровленню мікрофлори шлунку, зменшуючи дисбактеріоз у представників різних груп населення. В той же час надмірне вживання гострих приправ та продуктів, що містять ефірні масла, призводить  до порушення функції підшлункової залози та печінки. Гострі та солодкі страви – прискорюють процес старіння організму.

       Сприйняття  смаку – досить складний, маловивчений процес, пов’язаний із взаємодією молекул, що обумовлюють смак речовини, з відповідним рецептором. У людини сенсорна система має декілька типів смакових рецепторів: солоний, кислий, гіркий та солодкий. Вони містяться на язиці і реагують на різні речовини. Рецептор має здатність приєднувати (реагувати) молекули реагенту  конкретної будови та конфігурації, яка визначає міцність утвореного комплексу; при цьому виникає біологічна реакція. Окремі смакові відчуття можуть впливати одне на одне, особливо при одночасному впливі декількох зв’язків. Сумарний ефект залежить від природи зв’язків, які обумовлюють смакові відчуття, і від концентрації використаних речовин.

       Не  менш важлива реакція організму  на аромат (запах) харчових продуктів. Запах – це особлива властивість речовини, що сприймається органами відчуття, які розміщені у верхніх відділах носової порожнини. Рецептори, що сприймають запах, так як рецептори смаку, мають білкову природу. Молекули речовин, що мають запах, вступають в контакт з рецептором при вході та виході. В харчовій промисловості аромат є одним з найважливіших факторів, що визначають популярність продукту на сучасному ринку.

       Смак  та запах продуктів харчування визначаються багатьма факторами, ось деякі з них:

• Склад сировини, наявність в ньому конкретних смакоароматичних компонентів.
• Смакові речовини, що спеціально додаються в харчові системи в ході технологічного процесу, в тому числі в готові продукти. Серед них:
• Підсолоджувачі;
• Ефірні масла, духмяні речовини, харчові есенції;
• Кухонна сіль;
• Харчові кислоти;
• Підсилювачі смаку і аромату.
• Речовини, що впливають, а інколи ті які визначають смак і аромат готових виробів
• Речовини, що впливають, а іноді й визначають смак і аромат готових виробів і виникають у результаті різноманітних хімічних, біохімічних і мікробіологічних процесів, що протікають при отриманні харчових продуктів під впливом різних факторів.
• Добавки, спеціально внесені в готові вироби (сіль, підсолоджувачі, спеції, соуси і т.д.).

АРОМАТИЗАТОРИ

      Ароматизатори – це хімічно чисті речовини з ароматичними властивостями. Їх одержують шляхом вилучення з натуральної сировини або шляхом синтезу. Ароматичні субстанції поділяються на:

• Одержані із натуральних джерел (містять тільки натуральні компоненти, тобто хімічні сполуки або їх суміші, що були виділені із натуральної сировини із застосуванням фізичних або біотехнологічних методів);
• Ідентичні природнім субстанція (містять у своєму складі мінімум один компонент, ідентичний натуральному, але отриманий штучним (синтетичним) шляхом, і також можуть містити натуральні компоненти);
• Штучні – синтезовані хімічним шляхом (містять мінімум один штучний компонент, тобто сполуки, не ідентифіковані до нашого часу в сировину рослинного або тваринного походження, отримані синтетичним шляхом).

       Характерною особливістю ароматизаторів є те, що вони використовуються в малих  технологічно ефективних кількостях. Крім того, їх застосування обмежується органолептичними властивостями.

       Для надання харчовому продукту специфічного аромату як ароматизатори використовують натуральні екстракти та настої, соки, сиропи, ароматичні харчові есенції.

       Ароматичні  есенції виготовляють за різною рецептурою. За концентрацією компонентів вони бувають одно-, дво- і чотирикратні. При використанні ароматичних есенцій особливу увагу звертають на властивості і чистоту інгредієнтів, які їх складають.

       Не  дозволяється ароматизація синтетичними ароматичними речовинами молока, хліба, фруктових соків і сиропів, какао, чаю, прянощів, а також продуктів дитячого харчування.

       Для кондитерських виробів використовуються однократні ароматичні субстанції відповідно до рецептури (до 4 мг/кг). При використанні дво- і чотирьохкратних есенцій їх кількість відповідно зменшується в 2 і 4 рази (для морозива – до 0,3 мг/кг, для безалкогольних напоїв – не більше 16 мг/кг, для маргаринів – до 0,34 мг/кг).

         До синтетичних ароматичних есенцій відносяться: цитраль, цитронеллаль – мають аромат лимону; цотронелліформіат, метилформіат – фруктовий аромат; ізоамілпропионат – аромат бергамоту; ізоамілацетат – аромат груші, етилббутират – аромат анансу та ін.

       Із  синтетичних речовин в харчовій промисловості широко використовують ванілін (метаметоксипараоскибензойний альдегід). Його одержують шляхом синтезу із гваяколу або евгенолу. Синтетичний ванілін повинен мати ванільний запах без сторонніх домішок і добре розчинятися у воді. Вміст хімічно чистого ваніліну має становити не менш як 98%. Його додають у кондитерські вироби, морозиво, лікеро-горілчані вироби, сиропи, желе, варення, тощо.

       Подібні до ваніліну ароматичні властивості  має арованілон (етилванілін). Його використовують у виробництві морозива, кондитерських виробів, борошняних напівфабрикатів (до 40 мг/кг).

       У молочно-жировому, маргариновому виробництві  та виробництві сиру використовують діацетил. Він утворюється в кисломолочних продуктах під впливом життєдіяльності бактерій.

       Із  натуральних ароматичних речовин  в харчовій  промисловості широко використовують ефірні масла (апельсинове, лимонне, трояндове, анісове, м’ятне та ін.), настої (гвоздика, кориця та ін.), соки (малиновий, вишневий), екстракти фруктово-ефірні.

       До  натуральних ароматичних речовин  належить ваніль. Це спеціально оброблені стручки тропічної орхідеї. Вміст ваніліну у ванілі становить 1,2 – 2,8%.

       Здебільшого ароматизатори – це складні суміші, які хімічно не можуть бути сталими, проте хімічний склад деяких з  них точно встановлений.

       У країнах ЄС використовується 400 ароматичних  субстанцій різної природи двох категорій. До категорії А належать ароматичні речовини, які можуть використовуватися для ароматизації харчових продуктів, до  категорії Б – які потребують подальших досліджень або додаткової інформації відносно їх безпеки для організму людини. 

       СМАКОВІ РЕЧОВИНИ

     В Україні використовують як смакову  речовину глутамінову кислоту та її моно натрієву сіль – ϒ-глутамінат натрію. При додаванні до харчових продуктів вона посилює природні смакові властивості їх. А також відновлює їх при ослабленні в процесі зберігання. Його додають у консерви та концентрати, але не для виробництва дитячого харчування. Також він має антиоксидантні властивості. Максимальний смаковий ефект досягається при додаванні 0,1 – 0,3 глутамінату натрію від маси продукту. ДДД для дорослих 1,5 г на добу, для підлітків (до 16 років) – не більш як 0,5 г на добу.

     При виробництві харчових продуктів  у багатьох випадках виникає потреба  підкислити їх або, навпаки, підлужнити, щоб надати їм більш приємного смаку. З цією метою використовують органічні кислоти (оцтову; лимонну – в кондитерській промисловості, при виробництві б/а напоїв рибних консервів; яблучну - також у в кондитерській промисловості та при виробництві б/а напоїв; молочну – у виробництві б/а напоїв та пива, частково у виробництві кондитерських виробів та кисло вершкового масла; ортофосфатну – у виробництві б/а напоїв; бетаоксиглутарову; адипінову та її солі – для десертів, жувальних гумок, розчинних порошкових напоїв; янтарну – для підкислення супів, десертів, розчинних порошкових напоїв). Більшість із цих кислот є компонентами натуральних харчових продуктів. Оцтова, молочна і яблучна кислоти є продуктами проміжного обміну речовин і беруть у обміні речовин у циклі три карбонових кислот (цикл Кребса). Тому суворе нормування цих речовин в продуктах недоцільне. 

     ЗАМІННИКИ ЦУКРУ

     Замінники цукру, як природного, так і синтетичного походження, повинні відповідати  таким основним вимогам:

• Не мати енергетичної цінності або мати малу енергетичну цінність;
• Мати чистий солодкий смак без стороннього присмаку;
• Бути фізіологічно інертними і не шкідливими для здоров’я людини;
• Бути добре розчинними у воді;
• Бути стабільними в широкому діапазоні температури і рН середовища;
• Бути зручними при дозуванні;
• Бути економічно вигідними.

     Для харчової промисловості запропоновано  багато нових замінників цукру, однак ні один із них поки що не зможе повністю замінити цукор. Багато з них має послаблюючу дію (маніт, сорбіт, ксиліт, палатиніт), значну енергетичну цінність (фруктоза, глюктозофруктозні сиропи та ін.), сторонній, не характерний для цукру присмак (сахарин), не стійкі при нагріванні (ацесульфам К та ін.), надто довго відчувається солодкий смак після вживання ( стевіозид та ін.).

     Основним  показником замінника цукру є його ступінь солодкості. Він визначається за кількістю сахарози (в грамах), розчиненої у воді за умови, щоб її розчин мав такий самий солодкий смак, як і розчин, в якому розчинено 1 г підсолоджувача. Солодкість сахарози прийнято за одиницю. Солодкість замінників цукру коливається від менше 1 до кількох сотен і навіть тисяч.

     Замінники цукру поділяють на 3 групи: природні, аналогічні природним і солодкі  речовини хімічного синтезу.

     Сахарин – підсолоджувач  синтетичного походження, білий кристалічний порошок, у 300 разів солодший за цукор, злегка гіркий. Добре розчиняється у воді, в лужних розчинах, частково – в етиловому спирті.  Сахарин не метаболізує в організмі, а видаляється із сечею (80%). Шлунково-кишкове всмоктування сахарину становить 85%.

     Фруктоза – моносахариди, у 1,7 разу солодший за цукор. Для перетворення не потребує інсуліну, тому використовується як замінник цукру в харчуванні хворих на цукровий діабет. За енергетичною цінністю не відрізняється від цукру. Одержують шляхом кислотного   або ферментного гідролізу сахарози.

     Ксиліт і сорбіт за хімічною будовою є п’яти- та шестиатомні спирти. Ксиліт виготовляють із відходів сільськогосподарської сировини (кукурудзяних качанів). Це – білі кристалічні речовини, солодкі на смак, із сильним охолоджуючим ефектом. Солодкість сорбіту близька до солодкості цукру (0,5 – 0,7), а солодкість ксиліту така сама, як  і цукру. Ксиліт і сорбіт добре розчиняються у гарячій воді. Ксиліт використовують при виготовленні компотів, кондитерських виробів (шоколад, печиво), призначених для хворих на цукровий діабет. Енергетична цінність ксиліту і сорбіту майже така сама, як цукру.

     Аспартам – за хімічною будовою є метиловим ефіром L-аспартил-L-фенілаланіну. Це – білий кристалічний порошок без запаху, у 200 разів солодший за цукор, що дає змогу використовувати його в мінімальних дозах. Ас партам має солодкий смак без неприємного металічного або іншого стороннього присмаку, що вигідно відрізняє його від інших замінників цукру синтетичного походження. Недоліками аспартаму є нестабільність до дії високої температури, тому його використовують лише для продуктів які не потребують тривалої теплової обробки.

     Ацесульфам  К – штучний підсолоджував, у 200 разів солодший за цукор. За хімічною будовою є похідним оксатіацинондіоксиду. Стійкий до дії високих температур, швидко всмоктується  і виділяється із організму в незмінному вигляді переважно з сечею (95 – 98%). Враховуючи, що ця сполука є типовим ксенобіотиком, обмежують використання ацесульфаму К в харчуванні дітей дошкільного віку (7 років).

     Цикламати кальцію і натрію в 50 разів солодші за цукор. В Україні циклам ати вживати заборонено, оскільки є дані про їх здатність викликати утворення пухлин.

     Стевіозид – це гідро алкалоїд, який одержують із рослини стевії. Стевіозиид стійкий до впливу кислот і високої температури. В Україні із стевії  одержують сахарол, який використовують як замінник цукру в багатьох продуктах харчування.

     Отже, група замінників цукру (підсолоджувачів) включає цілий ряд речовин – від продуктів, які можна розглядати як продукти харчування, до речовин синтетичного походження, які завдяки інтенсивному солодкому смаку дають очікуваний ефект. Загальноприйнятим є поділ підсолоджувачів не вуглеводної природи на 2 типи: об‘ємні та інтенсивні. В основу такого поділу покладено їх солодкість відносно сахарози. Підсолоджувачі, рівень солодкості яких близький до сахарози, називають об’ємними підсолоджувачами (сорбіт, ксиліт та ін.). До інтенсивних підсолоджувачів не вуглеводної природи належать ацесульфам К, аспартам, цикламова кислота та її солі, гліциризин, монелін, сахарин, стевіозид, тауматин та ін.

     У багатьох країнах помічена тенденція  контролю за споживанням цукру. Це дуже важливо не тільки для хворих на цукровий діабет, а й для осіб з надмірною масою тіла. Альтернативою є використання не вуглеводних підсолоджувачів. Наприклад, поліоли мають майже таку саму енергетичну цінність, як і сахароза, але вони не всмоктуються і не розкладаються організмом, тому енергетична цінність більшості з них менша сахарози. Жоден із інтенсивних підсолоджувачів не підвищує енергетичну цінність продуктів харчування, оскільки додають їх у мізерній кількості. Поліоли пригнічують процес розкладання крохмалю бактеріями ротової порожнини і таким чином гальмують розвиток карієсу зубів.

     Об’ємні підсолоджувачі викликають осматичну діарею (проносні явища та метеоризм). Це відбувається в наслідок зміни процесі осмосу крізь стінку кишок. Кількість підсолоджувача, яка спричиняє осмотичну діарею,  залежить від підсолоджувача, дози, індивідуальних особливостей, віку людей та ін.

     Деякі об’ємні’підсолоджувачі (ксиліт, сорбіт, маніт) мають від’ємну теплоту розчинення, тобто для їх розчинення потрібна теплота. Тому при розчиненні підсолоджувача в ротовій порожнині  має місце ефект «холоду в роті». Завдяки цій властивості об’мні підсолоджувачі використовуються у виробництві безалкогольних напоїв як зволожувачі, а також для зменшення процесу карамелізації. Об’ємні підсолоджувачі використовують також при виготовленні деяких видів морозива, щоб запобігти утворенню зернистої структури внаслідок можливої кристалізації при низьких температурах зберігання.

     Інтенсивні  підсолоджувачі знижують вміст вуглеводів у харчових продуктах,  чим поліпшують структуру деяких з них. Наприклад, освіжаючий ефект  безалкогольних напоїв можна досягти завдяки використанню інтенсивних підсолоджувачів. Тенденції до злипання та виникнення поверхневої кристалізації морозива, виготовленого на основі води з високим вмісто сахарози, можна запобігти частковою заміною сахарози інтенсивним підсолоджувачем. До деяких концентрованих безалкогольних напоїв додають інтенсивні підсолоджувачі для підсилення ступеня солодкості та збереження колоїдності.

     Оскільки  використання деяких харчових добавок  може перевищувати ДДД, тому необхідний постійний контроль за вмістом їх у готовій продукції, особливо консервантів, нітритів, фосфатів, барвників, смако-ароматичних речовин (есенції та ін.). доведено, що вживання харчових добавок вище ДДД може негативно впливати на стан здоров’я населення (псевдо алергії, відкладання кальцію в судинах – фосфати, імуномоделюючий ефект та ін.).

     Харчовими добавками не вважаються:

1. Продукти, які містять пектин;
2. Основи жувальної гумки;
3. Білий та жовтий декстрин, декстринова ний крохмаль, модифікований крохмаль;
4. Хлорид амонію;
5. Плазма крові, їстівна желатина, гідролізати білка;
6. Амінокислоти та їх солі, за винятком глутамінової кислоти, гліцину, цистеїну та цистину (та їх солей), які не виконують ніяких додаткових функцій.