Материал: А26875 Колодязная В. С., Пищевая химия

Все ароматические вещества подразделяются на три категории:

 экстракты из растений и органов животных (препараты);

 эфирные масла растительного происхождения;

 отдельные химические соединения, полученные из простых при- родных соединений или синтетическим путем.

Эфирные масла и душистые вещества. Запах растительных продуктов и некоторых продуктов животного происхождения обусловлен наличием в них летучих веществ, главную группу которых составляют эфирные масла. На основе естественных эфирных масел со второй половины 19-го века начала постепенно развиваться промышленность синтетических душистых веществ. Из эфирных масел и синтетических душистых веществ составляются отдушки, эссенции и композиции для придания определенного запаха пищевым продуктам. Вначале эти вещества  ароматизаторы  применялись в ликероводочном и кондитерском производствах, а затем и в других отраслях  для замены пряностей.

Некоторые натуральные и синтетические ароматические вещества могут быть ядовитыми, поэтому проводится токсикологическая оценка.

Состав эфирных масел сложен: в них обнаружены терпеновые и гетероциклические углеводороды, фенолы, алкоголи, альдегиды, кетоны, кислоты, лактоны, эфиры, оксикислоты и перекиси.

Природные эфирные масла обычно получают перегонкой с водяным паром, простым отжатием (из кожуры цитрусовых), экстракцией эфирных масел из растений летучими органическими растворителями, например, спиртом, эфиром, жирами или парафинами.

Эфирные масла плохо растворяются в воде, легче в спирте, хло- роформе, эфире, жирных маслах. При нагревании эфирные масла улетучиваются без остатка, однако небольшое количество смолистых веществ допускается.

В настоящее время применяется более 50 видов эфирных масел. Например: анисовое, горько-миндальное, аирное, тминное, гвоздичное, ромашковое, укропное, фенхелевое, лавровое, мелиссовое, горной южной и сибирской сосны, лавандовое французское, мятное, мускатного ореха, душицы, полынное, лимонное, розовое, шалфейное, горчичное, валериановое, имбирное, можжевельниковое, мандариновое, кипарисовое.

Эссенции. Они представляют собой сложные композиции, в состав которых входит до 1015 ингредиентов. По концентрации компонентов в растворе эссенции подразделяют на одно-, дву- и четырехкратные. Для улучшения запаха эссенции в них, наряду с синтетическими душистыми веществами вводят натуральные эфирные масла, настои, плодово-ягодные соки. Однократные ароматические эссенции применяют для кондитерских изделий (пастила, шоколад, мармелад, конфеты и т.п.) в концентрации до 4 мл/кг. При использовании дву- и четырехкратных эссенций их количество соответственно уменьшается в два и 4 раза. Применяют эссенции при производстве мороженого, безалкогольных и ликероводочных напитков, маргаринов, сухих киселей, сиропов.

В нашей стране не допускается ароматизация синтетическими ду- шистыми веществами натуральных пищевых продуктов для усиления их естественного, свойственного им аромата, например, молока, хлеба, фруктовых соков и сиропов, какао, чая, пряностей и т.п. Не разрешается также введение ароматизаторов в пищевые продукты, предназначенные для детского питания.

Эссенциями разрешено ароматизировать кондитерские и ликеро-водочные изделия, безалкогольные напитки и сиропы, мороженое и сухие кисели. Ванилин разрешено применять для ароматизации некоторых видов хлебобулочных изделий из сдобного теста и некоторых видов молочных продуктов, например, творожных сырков, кремов, желе и мороженого. Ванилин также применяется в кондитерской, ликероводочной и безалкогольной промышленности. Для ароматизации маргарина используют диацетил, придающий маргарину приятный молочный аромат.

Напитки и сухие кисели, изготовленные с применением эссенций, не могут называться "фруктовыми", на этикетках или упаковках должно быть обязательно указано, что эти продукты изготовлены с добавлением ароматических эссенций.

Перечислим основные душистые вещества, входящие в состав эс-сенций для ароматизации пищевых продуктов и напитков (35 веществ, из них 9  для безалкогольных напитков, остальные  для кондитерской промышленности): альдегид ананасный, амилацетат, анисацетилат, амилобутират, амиловалерианат, бензальдегид, бензиловый спирт, ванилин, коричный альдегид, фенилацетальдегид, фенилуксусная кислота, цитраль, этилформиат, этилкаприлат, этилсалицилат, этилацетат, этилбутират, этилвалерианат.

Количество синтетических душистых веществ для безалкогольных напитков ограничено (всего 9) по сравнению с кондитерскими изделиями и ликероводочными напитками.

Для изготовления ароматических эссенций, предназначенных для пищевых продуктов и безалкогольных напитков, наиболее часто используются следующие натуральные душистые вещества:

 эфирные масла (анисовое, апельсиновое, гераниевое, лимонное, мандариновое, розовое, мятное, мускатного ореха, шалфея;

 соки натуральные: малиновый, вишневый и др.;

 настои натуральные: гвоздики, корицы, какао, кофе, фиалкового корня, почек черной смородины, малины, мускатного ореха, апель-синового масла, лимонного масла;

 экстракты: черники, фруктово-ягодные.

Промышленность выпускает ароматические эссенции, представляющие собой концентраты душистых веществ естественного или искусственного происхождения в соответствующем растворителе. Используются также твердые носители душистых веществ, например, крахмал, молочный сахар, поваренная соль и др.

Натуральные эссенции получают путем экстракции или настаивания фруктов или растений. Например, из цитрусовых, тмина, аниса, фенхеля выделяют ароматические вещества в виде эфирных масел.

В искусственных эссенциях синтетические ароматические вещества содержатся в растворенном виде. По своим свойствам они приближаются к концентрированным натуральным эссенциям. К искусственным также относятся эссенции, приготовленные из синтетических ароматических веществ идентичных натуральным.

Для токсикологической оценки ароматических экстрактов и других препаратов, приготовленных из растений и животных, а также эфирных масел, полученных с помощью физических методов обработки, учитывается не только биологическая активность основных компонентов, но и токсикологические характеристики растворителей и сопутствующих им веществ  загрязнителей. При оценке токсикологической безопасности учитывается также возможность употребления ароматизированных продуктов детьми в повышенном количестве.

Ароматические вещества и ароматизированные продукты не должны содержать вредных для здоровья людей веществ. Для применения искусственных и приравненных к ним токсичных натуральных ароматических веществ (например, кумаринов) требуется разрешение министерства здравоохранения. Применение искусственных ароматических веществ до сих пор осуществляется на основе специальных разрешений. Экстракты должны быть обозначены по названию фруктов или частей растений, из которых они были приготовлены.

Согласно нормативам ограничивается суммарная добавка эфирных масел до 0,05%, других ароматических веществ  до 0,1%, эссенций  до 1,5% [26].

Для жевательной резинки допускается десятикратное превышение добавки ароматических веществ, а применение искусственных ароматических веществ для готовых блюд, безалкогольных напитков и продуктов для детского питания запрещено в ряде стран (Чехия, РФ, Германия и др.).

Установлены требования к чистоте эссенций. Так, например, со-держание сложных эфиров не должно превышать 12%, синильной кислоты в миндальной эссенции  не более 0,4 мг/л, во всех других эссенциях наличие синильной кислоты недопустимо.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ по пищевым добавкам установил ПСП для многих индивидуальных ароматических веществ, разрешенных в качестве ароматизаторов пищевых продуктов.

Ниже (табл. 8) приведены наиболее распространенные ароматические вещества и ПСП для них.

Таблица 8

Ароматические вещества

4.4. Подсластители

В последнее время с учетом современных требований науки о пи- тании, расширения производства низкокалорийных пищевых продуктов, а также продуктов для людей, страдающих различными заболеваниями, увеличивается выпуск заменителей сахара как природного происхождения (нативных или модифицированных), так и искусственных.

Вещества неуглеводного характера, обладающие большей сла- достью, чем сахароза, относятся к сладким веществам. К ним также принадлежат многоатомные спирты: сорбит, ксилит и маннит.

Сладкие вещества играют важную роль в диетическом питании, рекомендуются для больных диабетом и другими видами "сахарной непереносимости".

В качестве пищевых добавок применяются синтетические и нату- ральные сладкие вещества. К синтетическим сладким веществам относятся сахарин, многоатомные спирты: сорбит, ксилит и маннит, цикламаты, сукралоза  трихлоргалактосахароза и др.

Сахарин   это о-сульфимид бензойной кислоты. Широко распространен как подслащивающее вещество во многих странах мира. Сахарин применяется в форме натриевых и кальциевых солей. Как правило, выпускается в смеси с бикарбонатом натрия в виде таблеток, в этом случае один грамм смеси соответствует примерно 110 г сахарозы, а один грамм сахарина по сладости соответствует примерно 550 г сахарозы. Он применяется в производстве печенья, лимонадов, различных сладостей для диабетиков с обязательным указанием о его наличии на этикетке. При концентрациях выше 0,035% сахарин имеет выраженный горький привкус. При варке, особенно кислых блюд, сахарин медленно разлагается с образованием о-сульфобензойной кислоты, имеющей неприятный привкус фенола. К чистоте сахарина и препаратов на его основе предъявляются следующие основные требования:

 содержание основного вещества должно быть не менее 95%;

 тяжелых металлов  не более 0,005%;

 п-сульфоаминобензойной кислоты  не более 4%;

 о-толуолсульфонамид не допускается, так как он загрязняет продукт при синтезе сахарина.

С токсикологической точки зрения установлено, что в организме человека сахарин не подвергается биохимическим превращениям и практически полностью выводится в неизмененном виде, поэтому нет оснований опасаться накопления этого вещества в крови и тканях. Однако большие дозы сахарина вызывали у мышей повышение частоты летальных мутаций.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ по пищевым добавкам рекомендует в качестве ПСП для сахарина и его натриевой и кальциевой солей в общем случае не более 2,5 мг на один килограмм массы тела человека.

Сорбит  сладкий многоатомный спирт. Сладость сорбита соста-вляет 60% от сладости сахарозы. Сорбит полностью усваивается организмом, причем вначале окисляется до фруктозы, затем до СО₂ и Н₂О. Сохраняет в организме витамины группы В, способствует росту кишечной микрофлоры, но при большом количестве (2040 г в день) увеличивает выделение тиамина, рибофлавина и никотинамида. ПСП не установлено.

Ксилит  сладкий пятиатомный спирт. Быстро усваивается и не оказывает влияния на содержание сахара в крови. Для диабетиков ре-комендуется в диетических кондитерских и хлебобулочных изделиях, безалкогольных газированных напитках. Обладает желчегонным действием, положительно влияет на состояние зубов. ПСП нет.

Цикламаты  это натриевые, калиевые и кальциевые соли цикла- гексиламино-N-сульфоновой кислоты. Относительная сладость цикламатов значительно ниже, чем у сахарина, но в 30 раз выше, чем у сахарозы. Цикламаты имеют приятный сладкий вкус без привкуса горечи даже при высоких концентрациях. Они устойчивы к высоким температурам; при варке и выпечке хорошо сохраняются. Однако установлено, что при длительном употреблении или употреблении в высоких концентрациях они действуют на нервную систему и могут вызвать раковые опухоли. Было показано, что в цикламатах присутствуют следы используемого при синтезе токсичного циклогексиламина и что в организме возникают многочисленные продукты его превращения, в том числе, дициклогексиламин, циклогексанол, циклогексанон и циклогексилглюкуронид. Показано, что в организме человека цикламаты могут частично превращаться в циклогексиламин под влиянием определенной микрофлоры кишечника.

Продукты, содержащие цикламат, не должны употреблять беременные и кормящие женщины, а также маленькие дети. Поэтому использование цикламатов в производстве безалькогольных напитков и мороженого запрещено во многих странах. Цикламат натрия разрешен для производства компотов, мармеладов и шоколада, предназначенных для лиц, страдающих диабетом, в количестве не более 0,14%, причем на этикетке должно быть указано наличие цикламата. Для того, чтобы уменьшить количество потребляемого цикламата, рекомендуется применять цикламат натрия вместе с сахарином в соотношении 10:1.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ установил временное ПСП для цикламатов до 4 мг на один килограмм массы тела. Содержание циклогексиламина в циклогексилсульфаминовой кислоте не должно превышать 20 мг/кг, дициклогексиламина и амина  один милиграмм на килограмм, а в натриевых и кальциевых солях  10 мг/кг.

Природные сладкие вещества. В природе встречаются различные сладкие вещества, по сладости в 1007000 раз превышающие сахарозу. Однако не все природные сладкие вещества являются безвредными для человека.

Известен лакричный корень или корень солодки (Glycyrrhiza galbra), содержащий сапонин глицирризин, который в 100 раз слаще сахарозы, но вызывает побочное действие в организме человека. Поэ- тому употребление его ограничено.

Красные ягоды тропического растения Dioscoreophyllum cuminsii содержат гликозид, в 1500 раз более сладкий, чем сахароза. Это бэрри  сладость или серендипитибэрри  сладость известна также как монеллин. Используется как подслащивающее средство и в качестве лекарства. Токсикологическое действие не установлено.

Листья куста Kebadianum eupatorium содержат гликозид  стевиозид, в 300 раз более сладкий, чем сахароза. Это вещество токсикологически безвредно и предполагают, что оно найдет широкое применение в пищевой промышленности.

Дигидрохальконы получают из натуральных флавоноидов путем перевода в хальконы с последующим гидрированием; отличаются высокой сладостью, в 3007000 раз превышающую сладость сахарозы. Эти сладкие вещества можно вырабатывать из горьких гликозидов  прунина, неогеспередина и нарингина, имеющихся в коре цитрусовых. Дигидрохальконы токсикологически безопасны, что дает возможность применять их без ограничения.

Дипептиды обладают различной сладостью в зависимости от структуры и наличия аминокислот, различных групп и других соединений. Наиболее распространены метиловый эфир l-аспарагил-l-фе-нилаланин (АФМ), известный под названием аспартам. Это вещество в зависимости от концентрации слаще сахара в 180 раз. Оно обладает приятным сахароподобным вкусом и устойчиво к повышенной температуре. В воде аспартам растворяется слабо. Отличается низкой стабильностью в кислой среде, что делает его непригодным в производстве лимонадов. При производстве АФМ в качестве побочного продукта образуется дикетопиперазин (ДКП), который может быть в организме, как метаболитом, так и продуктом разложения in vitro. Токсикологическое действие ДКП пока не установлено. В некоторых странах его использование разрешено в качестве пищевой добавки без особых ограничений.

Экспертный комитет ФАО-ВОЗ по пищевым добавкам установил ПСП для аспартама до 40 мг, для ДКП как посторонней приме- си  до 7,5 мг на один килограмм массы тела.

Сладкие аминокислоты. Такие кислоты, как глицин и l-аланин, D-изомеры аспарагина, тирозина и валина, D,L-триптофан и D,L-ала-нин обладают сладким вкусом. L-глютаминовая кислота оказывает комплексное вкусоусиливающее действие. D,L-триптофан имеет почти такую же сладость, как и цикламат. Однако применять аминокислоты в качестве сладких веществ не рекомендуется, так как это может нарушить баланс аминокислот в организме человека.

Известны и другие сладкие вещества: дульцин (п-фенейолкарба- мид), ультрасладость (1-пропокси-2 амино-4 нитробензол, в 3100 раз слаще сахарозы), суозан (п-нитрофенилкарбамидопропионовая кислота, в 300 раз слаще сахарозы), п-метокси-о-бензоилбензокислый натрий (в 150 раз слаще, чем сахароза), син-5 (бензил-2-фурфураль-доксим, в 690 раз слаще, чем сахароза) и другие. Однако эти вещества в настоящее время не получили широкого распространения в качестве пищевых добавок, так как являются небезопасными для здоровья человека.

Глутаминовая кислота и глутаматы (соли L-глутаминовой кисло- ты)  "оживители", "усилители" вкуса. При добавлении в пищевые продукты усиливают их природные вкусовые свойства, а также восста- навливают, "освежают" эти свойства, ослабленные в процессе хранения пищевого продукта. Глутаминовую кислоту и ее соли добавляют в готовые блюда и кулинарные изделия, в концентраты и консервы. "Глутаминовый эффект" сохраняется в продукте после тепловой обработки, замораживания или консервирования.

Глутамат натрия обладает антиокислительными свойствами. Для детских продуктов не допускается. В нашей стране разрешено применение глутаминовой кислоты, глутамата натрия. В странах ЕС разрешено применение глутамата калия, глутамата кальция и магния.