Состав коптильного дыма

Распространенное ныне копчение предполагает использование в процессе тепловой обработки в качестве рабочей среды дыма (дымо-воздушной смеси). Дым — типичный аэрозоль, образующийся в результате частичной конденсации газообразных продуктов термического разложения различного древесного материала. Как всякий аэрозоль, дым состоит из двух частей: капельно-жидкой (дисперсной) фазы и газа (дисперсионная среда). При этом к капельно-жидкой фазе, как правило, относятся достаточно крупные частицы смолы и сажи, а также летучей золы. Присутствие в дыме дисперсной фазы делает его видимым, газообразная среда выступает в роли носителя фазы частиц. Физическим аналогом дыма в природе может являться туман или пар. Для обработки рыбных и мясных продуктов применяют так называемый "технологиче­ский дым" — дым, обладающий определенными физическими, физико-химическими и химическими характеристиками. Качество дыма можно определить путем оценки качества готовой продукции. Однако это кос­венная оценка, так как влияние на качество готовой продукции оказы­вают также химический состав сырья и технологические режимы (пара­метры) обработки.

Технологические свойства дыма зависят от его химического состава и прежде всего от степени насыщения ароматическими веществами. Во время копчения многочисленные компоненты дыма попадают в обраба­тываемый продукт и обеспечивают его консервацию, ароматизацию и нужную окраску. Предполагается, что в этих процессах должны прини­мать участие лишь 10 % из 5000 компонентов, регистрируемых в ды­ме.

В настоящее время идентифицировано более 200 химических соеди­нений дыма, участвующих в процессе копчения. К ним относятся в ос­новном коптильные компоненты фенольной группы, карбонильные сое­динения (альдегиды и кетоны), кислоты, производные фурана, лактонов, полициклических ароматических углеводородов, спиртов и эфиров.

Наиболее полно исследована роль (в процессе придания продукту специфических свойств) трех групп органических веществ: фенолов, кислот и карбонильных соединений.

Фенольные соединения дыма способствуют в основном формированию аромата и вкуса копчености у обрабатываемого продукта.

Получена хорошая корреляция между описанием дегустаторами аромата "копчения" и количеством проникающих в продукт фенолов. Установлено, что выразительность аромата копчености на 66 % связана с присутствием в продукте фенолов, тогда как роль карбонильных соединений в этом ограничивается: 14 и 20 % приходится на все остальные коптильные компоненты.

Среди многочисленных фенолов исследователи выделяют отдельных представителей этого класса, по их мнению, наиболее активно способствующих образованию аромата и вкуса копчености.

Считается, что такими "активными компонентами" из фенольных соединений являются гваякол, 4-метилгваякол и 2,6-диметоксилол (сирингол). Однако аромат композиции, составленный только из этих трех фенолов, смешиваемых в тех же пропорциях, в каких они выделены из конденсата дыма, лишь весьма отдаленно напоминал дымовой аромат исходного конденсата.

Помимо гваякола, метилгваякола и сирингола в процессе формиро­вания аромата продукта принимают активное участие такие фенольные соединения, как эвгенол, крезолы, ксиленолы и ряд других веществ.

Изучение летучих компонентов дыма и копченого мяса лосося совре­менными методами газо-жидкостной хроматографии — масс-спектрометрии позволило определить состав химических соединений, обусловли­вающих запах копченого мяса лосося. В дыме и обработанном им лососе обнаружено 32 соединения, в числе которых идентифицировано 16 фе­нолов. При этом исследователи указывают на то, что основными компо­нентами, обусловливающими запах копченого лосося, являются гваякол, 4-метилгваякол, 4-этилгваякол, 2,6-диметилоксифенол и 4-метил-2,6-диметоксифенол. Постоянное присутствие гваякола в копченых издели­ях, по мнению ученых, делает возможным использовать его в качестве "индекса копчения".

Тем не менее запах растворов, приготовленных из фенолов, ранее идентифицированных в конденсатах дыма, отличался от исходных ды­мовых конденсатов по оттенкам и интенсивности. Это дает основание считать, что для полного воспроизведения аромата необходимы помимо фенолов другие химические соединения, способствующие в какой-то мере формированию запаха копчености.

Аромат копчения усиливается и приобретает наиболее выразитель­ный характер при добавлении к фенольной композиции карбонильных соединений и других химических веществ. Установили, например, что активное участие в образовании аромата копчения принимают такие органические вещества, как фураны и лактоны, а также создающие спе­цифический запах оксиметилциклопентанол и мальтол. Сочетание фенольных соединений обусловливает хорошо выраженный аромат копче­ния без каких-либо посторонних оттенков. В случае сочетания фенольной фракции с карбонильными соединениями возникает отчетливо вы­паженный аромат копчения с пряными оттенками. Так же сильно вы­пажен аромат копчения с оттенками жженого сахара при соединении в одну композицию фенолов, карбонильных и некарбонильных ве­ществ.

Карбонильные соединения усиливают отчасти аромат копчености, но основная их роль в процессе копчения заключается в образовании характерной окраски. Механизм цветообразования представляется се­рией неферментных реакций, подобных реакциям Майара, с той лишь разницей, что продукты реакций, дегидрированные эфирные углероды, возникающие в процессе генерации дыма, пригодны для прямого кон­такта с аминогруппами белков продуктов.

Карбонильные соединения, преобладающие в коптильном дыме и вступающие во взаимодействие с белком, - это формальдегид, глиоксаль, фурфурол, ацетон, оксиацетон, диацетон, гликолевый альдегид и метилглиоксаль, причем два последних характеризуются как активно участвующие в реакции цветообразования. Установлено также, что глиоксаль и кротоновый альдегид при взаимодействии с растворами амино­кислот способствуют возникновению интенсивной окраски, диоксиацетон и ацетоальдегид умеренно активны, а формальдегид и ацетон вообще не принимают участия в данной реакции.

В дыме при помощи масс-спектрометра иден­тифицированы кониферовый и санапалевый альдегиды. Данные хими­ческие вещества реагируют с белком продукта, придавая ему оранжевый оттенок, характерный для копченых изделий. Развитие окраски продук­та связано с ростом карбонильных групп, вступающих во взаимодейст­вие с белком продукта. Интенсивность окраски зависит от ряда факто­ров, таких, как, например, рН среды, температура и т. д. Окраска про­дукта усиливается под действием света и кислорода, с изменением рН среды в щелочную сторону, с повышением температуры рабочей среды и продолжительностью ее воздействия на исследуемый объект.

Реакция покоричневения под действием карбонильных соединений сопровождается и нежелательным эффектом - деградацией (разруше­нием) аминокислот белка. Отмечено уменьшение количества амино­кислот, и в частности лизина в белке продукта, выкопченного дымом или обработанного коптильными препаратами.

Летучие кислоты (C₁ -C₆), присутствующие в дыме и коптильных препаратах, играют в основном вспомогательную роль, способствуя в комплексе с фенолами и карбонильными соединениями созданию у об­рабатываемого продукта определенных вкусовых свойств.

Способность к приобретению специфической окраски, вкуса и аро­мата копченого продукта в немалой степени зависит от состояния сырья, его физических и биологических особенностей, а также от условий его обработки. Известно, что при копчении одним и тем же дымом различ­ных объектов получают продукты, обладающие различными вкусовыми и ароматическими свойствами. В связи с этим высказывается предполо­жение, что образование аромата и вкуса происходит не только за счет коптильных компонентов, но и за счет веществ, образующихся при их взаимодействии с составными частями продукта.

Важным фактором, вытекающим из результатов исследований, ко­торый следует учитывать при изучении аромата и вкуса копчения, - концентрация "активного начала" (т.е. количество коптильных компонентов) в образцах. По мере увеличения содержания коптильного препарата в пробе залах у образца усиливается и от приятного аромата копчения приобретает оттенки нежелательного характера.

Наличие большого количества влаги в готовом продукте обычно способствует восприятию аромата копчения, тогда как большое содержание жира маскирует это явление (величина пороговой концентрации ароматических веществ повышается примерно на один порядок). Для оптимального восприятия эффекта копчения в продуктах с большим содержанием жира общее содержание коптильных компонентов в них должно быть увеличено.

В процессе обработки дымом помимо веществ, придающих эффект копчености, в продукт попадают нежелательные химические соединения, обладающие канцерогенными свойствами. Канцерогенными представи­телями химических соединений в копченой рыбе являются полицикли­ческие ароматические углеводороды (ПАУ) и нитрозоамины (НА). ПАУ образуются в дыме из термических генерируемых радикалов метилена и легко накапливаются на поверхности обрабатываемого продукта при традиционных способах копчения. В свежей рыбе 3,4-бензпирен обнару­живали в виде следов (или он полностью отсутствовал).

Концентрация полициклических ароматических углеводородов в копченых продуктах составляет от 1 до 58 мкг/кг, причем уровень бензпирена в копченых рыбопродуктах был выше, чем в копченых изделиях из мяса.

Особенно в больших количествах 3,4-бензпирена накапливается в рыбе горячего копчения, чему способствует высокая температура ис­пользуемого при копчении дыма. Помимо 3,4-бензпирена в копченых продуктах обнаружено еще 18 полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), содержание которых может в 5—8 раз превышал концентрацию самого 3,4-бензпирена. Количество проникающих в про­дукт полициклических ароматических углеводородов зависит от многих факторов, включая метод генерации дыма, форму использования дыма, а также продолжительность и температуру процесса копчения.

В ФРГ на основании исследований в области копчения введено ограничение на содержание ПАУ, согласно которому количество 3,4-бенз­пирена в продукте не должно превышать 1 мкг/кг.

Вторую группу канцерогенных соединений копченых продуктов со­ставляют нитрозоамины, которые образуются в процессе копчения либо в результате прямого воздействия окиси азота с вторичными аминами продукта, либо при образовании нитратов или нитритов на поверхности продукта.

Дата добавления: 2013-12-12