Ingrediente sintetice ale aromatizantilor
4.1 Aspecte generale
4.1.1 Introducere , definitii si documentatii
Necesitatea prepararii componentelor aromelor pe cale sintetica reiese din faptul ca in timpul pastrarii alimentelor se face o pierdere inevitabila de arome . Aceste pierderi pot fi compensate prin adaugarea unor produsi sintetici componentelor aromelor .Pe langa acestea ,componentele aromelor sintetice au marele avantaj fiind disponibile cantitativ si calitativ , independente de cultura sau sezon .
O calitate
Intr-o descriere a acestui vast domeniu cateva definitii sunt esentiale . Toate substantele adaugate alimentelor se numesc ingrediente , arome , coloranti , emulgatori , sare , etc. Distingem ingredientele sintetice fata de cele naturale dupa originea lor .In acest capitol ne vom concentra numai pe arome sau ingrediente sintetice si mai precis pe substante sintetice . Pentru a circumscrie util acest subiect sunt definitiile ale IOFI
( Organizatia Internationala a industriei Aromelor ) pentru natural , identic natural
( sintetic ) si prelucrarea aromelor . Anticiparea noii linii de ghid a EEC va fi deasemenea de o mare importanta pentru viitoarele definitii ale aromelor . ( vezi subcapitolul 4.3) .
Pentru a ilustra relatia dintre perceptia senzoriala asemenea aromei , gustul pe o singura "mana"si parametrii relatati la structura chimica ca volatilitatea si marimea moleculara a altora , cateva exemple de ingrediente sunt listate in tabelul 4-1 . In acest capitol ne vom concetra numai pe volatilitatea componentelor aromelor , astfel omitand ingredientele polare si non-volatile care sunt responsabile de gust .
Tabelul 4-1 Clasificarea a ingredientelor alimentelor
Volatilitatea Functia organoleptica Marimea moleculara Exemple
Ridicata Aroma , gustul < 150 esteri , cetone ,
Joasa aroma , gust <250 acid
carbonic , amide
fara volatilitate gustul 50 - 10,000 zahar , aminoacizi , sare ,
acizi nucleici ,
organoleptici >5000 amidon , peptide
necunoscuta >10,000 biopolimeri , melanoide
Sunt astazi cateva mii de componenti de arome cunoscuti si descrisi intr-o multitudine de carti , documente , brevete , etc. si o metoda eficienta de documentare este asadar obigatorie . Pentru a acoperii diferitele nevoi de utilizare , a fost creat un sistem special de documentare . Majoritatea "uneltelor" valoroase sunt Componentii volatili din alimente , o combinare de aproape 5500 de compusi gasiti in 255 de produse alimentare . Aceasta lista editata de TNO , Compartimentul de Nutritie , si Cercetarea alimentelor este actualizata anual de catre un volum suplimentar (van Straten si Maarse , 1988 ) .
O alta actualizare este asa numita lista - GRAS , o lista larga de referinte cu materiale folosite in alcatuirea aromelor si aromele cu sursele alimetelor ale statutului legislativ a fiecarui component ( Asociatia Surselor Chimice , 1989 ) .
Un numar al cartilor clasice listand arome si compusi de arome , folosirea si descrierea lor poate fi deasemenea mentionata si aici . Aceasta lista , prin nici un mijloc complect , contine nume cunoscute asemenea ca Arctander (1969) , Fenaroli(1975) , Gildemeister si Hoffmann (1968) si Guenther (1952 ) . In anii mai recenti mai multi autori au protejat domeniul ingredientelor si compozitiei intr-o maniera cuprinzatoare
( Birch si Lindley , 1986 ; Ziegler , 1982; Heath , 1978, 1981 ; Heath si Reineccius , 1986) .
O alta sursa de informare despre componentele sintetice ale aromelor este catalogul producatorilor compusilor de aroma ( o lista care poate fi gasita in Asociatia Surselor chimice , 1989 ). In completarea informatiilor din acest catalog a ceea ce stim si rezultatele cercetarii poate fi extrase din brevetele companiilor apropiate . Brevetele pot fi gasite in literatura cartii Chimical Abstract , un system de documentare care va fi explicat in amanunt in viitor .
O revedere a muncii , acopera o gama larga de rezultate relevante, este editata de CRC Press . Intr-un ziar intitulat Inspectia Critica in Stiinta alimentelor si Nutritiei , in fiecare an o duzina de articole rezuma un subiect din domeniul indicat (Clydesdale , 1989) . De mai bine de 40 de ani , Bedoukian (1989) a scris o consecinta anuala a unei revederi a unui articol despre parfumerie si arome .
Un sistem foarte extins de informatie (inclusiv copierea , microfilme sau stocari de date pe cale electronica ) este oferita de Serviciul Abstract Chimical . Este posibil sa recuperezi pe o cale ne eficienta , date specifice privind rezultate sintetic , analytic sau
psihic . cautarea oate sa inceapa cu formule chimice , cuvinte cheie , nume sau autori , date de publicatie , etc . Posibilitatea combinarii acestor intrebarii poate sporii valoarea datelor din system (chemical Abstract Service , 1989) .
In plus exista o gama larga de ziare care acopera zona stiintifica la fel ca si marketing-ul si intrebarile legate de alimente .
4.1.2 Generarea aromelor
Pentru a castiga o buna perspicacitate in aromatizanti este important sa intelegem crearea de arome pentru alimente .Pot fi distinse patru metode de formare :
Enzimatic
Non-enzimatic
Fermentativ
Autooxidate
In capitolul 4.2.3 cateva un exemple din fiecare tip acopera mai multe detalii
o privire mai generala este suficienta . In formarea enzimatica este important de stiut in prima instanta din ce ciclu metabolic vin compusii aromelor . In acest context cel mai important ciclu metabolic este acela a acidului oleic , aminoacizi , carbohidrati (cel din urma corespunde celui de-al doilea metabolit ) . Cateva exemple generale vor explica pe viitor situatia .
Biosinteza acidului oleic incepe cu acidul acetic in forma activa . Catena alungita este afectat 17417u209r a de actiunea enzimatica intre acidul oleic complexul sintetic , adaugand un C2 unit in fiecare ciclu astfel producand un numar de catene de carbon . Hidroliza si decarboxilarea a intermediarului βceto esterul generat , coresunzator metil cetolei ramasa cu un singur carbon (figura 4.1a). Aceste cetone pot fi materialul de inceput pentru alcooli secundari coresunzatori , care apoi pot fi esterificati . Acidul gras este in general aceptat ca fiind originea a acestor componente active de aroma (Schultz si altii , 1967; Tressl si altii , 1970 ) .
O transformare simpla si generala care apare a aminoacizilor la aldehide cu un singur carbon ramas este asa numita degradare Strecker . Aceasta reactie are nevoie de un compus carbonic ca omolog transaminarii . α-dicetona este in special adecvata acestei succesiuni si da riscul α-aminocetonei care in loc ultimul produs de reactie (figura 4-1b).
La nivel radioactive relatiile intre aldehida formata si amino acidul poate fi dovedit si explicat in capitolul 4.2.3.5 . Asa numita aldehida Strecker este o componenta foarte importanta , fiecare insusi ca si constituent volatile sau ca reactive intermediar pentru o transformare mai indepartata .
O foarte mare si buna cercetare in domeniu formarii aromelor enzimatice este aceea a biosintetizarii a terpenelor . dificiul de baza al blocurilor pentru sutele de terpenoide cunoscute sunt unitatile izoprenice aratate in figura 4-2. Aceste unitati de carboni 5 sunt generate de acidul melanoic , care la randul sau este format din trei unitati de acid acetic care la fiecare pas este catalizat de o enzima specifica . Forma activata a carbonului 2 inceputul este un tioester al acidului acetic cu conzima A(nu este aratat in figura ).Aceasta este similar de la punctul de inceput al biosintezei acidului gras . OPP este activatorul "vietii in grup"pentru gruparea OH folosita . Decarboxilarea acidului mevalonic duce la reactii la unitatea nesaturata de carbon 5 care sufera usor o reactie mai indepartata . Fuzionarea a doua sau trei astfel de unitati cap-coada , acest mod da o marire a catenei de carbon impreuna cu grupul extra metil . Modelele lor pot fi gasite in surplusul de monoterpene si sesquiterpenes , aciclice sau ciclice , oxygenate sau reduse cum sunt cunoscute de la generatii de chimisti "guvern izopren "(Wallach , 1914 ; Ruzicka , 1953 ) .
Figura 4-1 Generarea de compusi de aroma prin diferite moduri metabolice : a) din acizi grasi (Schultz si al. 1967; Tressl si al. 1970); b) din aminoacizi (degradarea Strecker ) (Belitz si Grosch , 1987) .
Figura 4-2 . Primii pasi in biogeneza terpenelor . Enzima E sau sistemul enzimatic OPP , pirofosfatii .
Pe langa aceste "terpene regulate" sunt formati o serie de compusi atipici de catre Wagner-Meerwein tipuri reamenajate sau formate prin fuziune de unitati carbon 5 prin alta cale decat legate cap-coada . In sectia 4.2.3.3 , 4.2.3.4 si 4.2.3.5 si in figurile 4-14,
4-15 si 4-20 sunt prezentate cateva din modelele comune de biosinteza a terpenoidelor .
Este dincolo de sfera de aplicare a prezentului articol de a da o imagine despre biochimia terpenelor si trimitera la unele articole generale este suficienta (Solomons,1988; Schreier, 1984 ; Manitto , 1981) .
Producera compusilor de aroma de catre o reactie Maillard (sau o caramelizare) este descrisa ca fiind o formare non-enzimatica . Reactia Maillard este caracterizata ca fiind o reactie termica , reactie de reducere a unui zahar cu un aminoacid.
Totusi un numar coplesitor de substante este format . gama lor acopera produsii simpli de degradare cum ar fi H2O,NH3,H2S, impreuna cu compusii de aroma tipici ca si furanul si pyrazines la fel a si complexe extreme pigmenti maro cunoscuti sub numele de melanoide.
Caracteristica acestui tip de reactie este varietatea bogata de substante formate ( o varietate legata de clasele chimice la fel ca si seriile omoloage ) si o concentratie scazuta de compusi singuri ( de obicei in gama de parti per million ) .
La formarea de substante prin procese termice de a lungul unei reactii non enzimatice singurele reactii care decurg sunt cele generale considerate in sensul chimic ca fiind simple (reducere , aditie , izomerizare ) . Instructiunile de mai sus pot fi de ajutor pentru a explica formarea mai multor compusi de aroma dar nu sunt adecvate ca un ghid practic pentru pregatirea lor.Motivul principal este specificitatea scazuta a reactiei termice a zaharului . Sintezele chimice sunt in mod normal asteptate ca sa fie extinse pentru a proceda intr-un fel in care randamentele sunt cu ordine de magnitudine mai mari decat in modul indirect a acestor procese termice .
Cercetarea a celor mai abundente reactii de imbrunare merge pana in 1912, cand
Maillard a investigat aceaste procese . De atunci multi cercetatori au lucrat pe aceasta reactie si s primii pasi īn zilele noastre sunt destul de bine cunoscuti, dar in acelasi timp asteptam pasii pe mai departe (Eriksson,1981;Waller si Feather , 1983; Ledl si altii , 1986 ) . In figura 4-3 sunt date cateva exemple si o schema generala a lui Mills si Hodge (1976) . Functia aminelor a produsilor prolinei cu functia carbonil a glucozei si rearajarea a compusilor Amadori 1dezoxi1prolin-fructoza . In acest model de sistem de reactie a putut fi identificat un numar de cicluri , toate continand scheletul glucozei .
Este usor de imaginat ca mai multe complexe cu un amestec de materii prime (de mai multe tipuri de zahar si de amino-acizi) sau īn conformitate cu o temperatura mai mare de reactie, poate fi formata o gama foarte larga de produsi ,in parte printr-o degradare mai indepartata de fragmente , in pare prin incorporarea a unor heteroatomica azot si sulful .
Mai putin bine-cunoscute, dar, totusi, o parte importanta a produsilor Maillard sunt compusii de aroma "meta stabili " . Timpul lor de viata restrictionat reflecta familiaritatea dependintei lor de timp cresterea si descresterea aromelor in timpul coacerii si asa mai departe . Reactia de caramelizare este transformarea zaharurilor sau carbohidratiilor printr-un tratament termic foarte puternic . Componentele volatile sunt foarte importante pentru arome pe langa substantele non volatile din imbrunare .
Figura 4-3 Reactia Maillard : schema generala si exemplu (Mills si Hodge,1976) .
Structura si formarea de produsi responsabili de efectele dorite ale aromei si culorii sunt foarte bine studiate (Houminer , 1973; Belitz si Grosch , 1987) .
Gruparile fermentative acopera procesele clasice cum ar fi maturarea branzei , fermentarea vinului si biotehnologi moderne . Vechile procesari erau bazate pe experienta veche de preparare si probabil de asemenea pe probe si erori . Procesarile moderne in biotehnologi au dat totusi produse cu valoare ridicata intr-un mod foarte specific . Biotehnologia este o stiinta cu o ascensiune foarte rapida cu influenta in prepararea alimentelor in viitor si creerea de arome (Moo-Young , 1985;Rehm si Reed, 1989) .
Autooxidarea este in general nedorita deoarece mareste pierderile de arome . Acestea sunt adesea inlaturate din alimentele deteriorate si sunt de fapt un semn impotriva consumului . Chimic , radicalii cu oxigen iau locul si produc un lant scurt carbixilic , aldehide si cetone responsabile de nota de ranced . Aceste reactii decurg in special cu acizi grasi polinesaturati ca substrat ( Porter si altii , 1981;Bemelmans si Noever de Brauw al zecelea ) .
4.1.3 Analizele aromelor
Analiza chimica este stiinta de baza pentru a elucida noilor compusi de aroma . Identificarea a unor noi compusi are succes intr-o instalatie de izolare care este aratata schematic in figura 4-4 . Depinde de priceperea analistului de a arata conditiile optime de concentrare , separare si izolare a unei noi substante fara a o distruge . Poate fi o aventura fascinanta de a incerca un nou compus la inceputul analizei pana la final la aroma pana la spectoscopie la un exempu simplu de izolat si deasemenea elucidareastructurii chimice .
Relevanta unui nou compud de aroma poate fi noutatea structurii chimice sau impotranda datorita mirosului (impact chimic ) . Pentru mai multe descrieri a procedurii de separatie cititorului ii sunt recomandate mai multe monografe ( Maarse si Belz , 1985; Schreier , Tehnica analizelor , 1984 , Analiza volatilitatii , 1984). Mai multe referiri la metode instrumentale sianalize ale aromelor in industria alimentara sunt deasemenea listate ( Macleod , 1973; Adda , 1985 ; Berger si altii , 1985 ) .
O metoda deosebit de eficienta pentru varianta de cercetare este 'tehnica headspace' combinata cu GLC-MS . Īn acest fel este posibil sa se colecteze destul material volatil dintr-o mana de flori pentru a determina constituentii . A fost mai ales o combinare de spectometrie masica (MS) cu lichid cromatografic (GLC) care a dus la o crestere in sensibilitatea detectarii in anii 1970 .
O "prima revolutie " in analiza compusilor volatili a fost cam prin 1950 de catre departamentul GLC-ului . Utilizānd acest instrument a fost posibila separarea si izolarea unei cantitati mici de substante . Este exinsa procedura deoarece , in aceasta tehnica separarea este imbunatatita prin folosirea unor cantitati foarte mici . (Pentru separarea prin distilare, Este adevarat.) . Tehnica de imbunatatire a atins un nivel impresionant īn ultimii 40 de ani . Un aparat echipat cu o coloana scurta (3 m ×5 mm) si un detector termic a avut o limita de detectare practica īn intervalul de miligrame pana la micrograme ( 1×10-3 la 1 ×10-6g) . Succesorul sau modern echipat cu o coloana capilara ( 40 m ×0.3 mm) si un detector de ionizare a flacarii ( sau un detector sensibil la azot sau sulf ) detecteaza urme īn intervalul de picogramului (1×10-12g) .
O alta dezvoltare din anii 1980 este cromatografia de lichide de inalta performanta (HPLC), care face posibila separarea la temperaturi normale de componentele labile termic īntr-un mod care este independent de volatilitate si de polaritate . Fiecare metoda are propriile sale metode complementare valoare īn cadrul repertoriului de procedura analitica .
Dezvoltarea moderna a echipamentelor si interpretarea rezultatelor nu ar putut fi posibila fara stocarea datelor pe cale electronic ape baza de manipulare si pastrare . De exemplu spectre de masa, masurate dintr-o substanta pot fi comparate intr-un timp scurt cu mii de spectre de referinta facānd posibila o analiza corectta ('90%) īn termen de cāteva zile.Analizele aromelor sunt facute usor de universitati (departamentele de stiinta alimentara, nutritie, Agricultura pe andso) sau īn cele din alimente si industrie a aromelor.
Domenii de cercetare universitare sunt deobicei mai mult de natura academica si fundamentala si rezultatele sunt publicate in jurnale stiintifice, de cercetare industriala īntrucāt este adesea aplicate si rezultatele sunt brevetate sau cateodata oprite temporar, uneori, de a mentine " sti cine" . Continuatrea activitatii de cercetare analitica duce la o ferma cunostiinta despre constituentii din toate tipurile de produse alimentare . Numarul componentilor volatili din alimente este publicat de TNO ( van Straten si Maarse , 1988) totalizand 800 in 1967, triplandu-se in 2400 in anul 1974 si intinzandu-se la 5500 in 1988 ( vezi figura 4-55) . Datorita noilor tehnici de analiza si metode instrumentale nu exista īn acest scop de dezvoltare, dar eforturile de a identifica noi si valoroase impacturi chimice devin din ce īn ce mai mari si mai mari .
4.1.4 Produsi de aroma
Exista trei metode principale pentru a obtine materiale de aroma: pentru a obtine substantele din surse naturale prin metode fizice, cum ar fi de extractie, distilare cu ajutorul aburului , asa mai departe; pentru a produce un produs chimic de sinteza; sau de a obtine o reactie de aroma . Un numar de criterii determina care metoda este aplicabila in o anumita situatie.
Pentru producerea unui compus sintetic ar trebui sa fie urmatoarele conditii :
a) Structura chimica al componentului aromei dorit trebuie sa fie cunoscuta . Elucidarea structurii compusilor de aroma va fi targetul analizei aromei si in multe cazuri aceasta munca va fi publicata (van Straten si Maarse , 1988) . Dar in cazul unor concentratii reduse de compusi de aroma datorita unui prag scazut de valori in cazul unui echilibru al catorva compusi de aroma identificarea impactului chimic real poate fi extreme de scump si dificil . Totusi, acest lucru este īn continuare cel mai bun mod de a elucida structuri a unor note valoroase de arome , deoarece pe de o parte experienta pura si eroarea sunt chiar mai laborioase si pe de alta parte exista inca generarea unei ccorelatii intre structura si aroma . De aceea dizainul moleculei impreuna cu proprietatile olfactive nu este inca in vedere . Exista exemple de compusi care asculta aceasta regula ( comform teoriei moleculare a gustului de dulce propusa de Kier in 1972) si sunt mai degraba exceptia in relatia activitate - structura in simtul olfactiv uman (Amoore, 1982 ) .
b) Costul de achizitie al materialului de aroma nu trebuie sa depaseasca o anumita limita.Mai specfic, este utilizarea de cost (de exemplu, pretul pe kilogram a dozei utilizate), care este important. Īn piata libera fiecare miros sau gust are o gama de pret īn functie de materialul de aroma disponibil.O noua substanta trebuie sa fie introduse īn acest pret favorabil īn structura pentru a putea fi luata in considerare .
c) Situatia legislative trebuie sa fie clara . Reglementarile nationale trebuie luate in considerare . In mai multe tari este mai usor sa introduca un compus de aroma sintetic daca a fost identificat in unul sau mai multe produse alimentare de catre argumentul de admisie a alimentului unei observatii toxicologice .
d) Nu in ultimul rand, consumatorul in sfārsit acceptand produsul trebuie sa-l cumpere. Īn cazul īn care consideratiile de mai sus sunt toate īn favoarea producerii aromei sintetice, atunci munca īn sens mai strict poate īncepe.Chimia substantelor sintetice este o stiinta asa cum stim , si doar cāteva cunostiinte sunt prezentate aici. Cunostinte teoretice, experientele practice si rezistenta sunt esentiale pentru o sinteza de succes. Īn mod normal, sunt effectuate trei faze : faza de laborator ( prepararea la scara gram) la instalatia pilot ( scara de kilograme) si in faza de productie (pana la scara de tone) . Fiecare etapa are propriile sale probleme si dificultati, dar sa ne asumam aceast component de aroma dorit este produs si īn final este acum la dispozitia producatorului .
Se estimeaza ca aproximativ 80% din toati aromatizanti vānduti contin cel putin un comus sintetic , si acest lucru indica importanta ingrediente sintetice pentru arome .
4.1.5 Componenta si formularea
Dezvoltarea de tehnici puternice , cum ar fi: GC, cuplat cu GC-MS si HPLC īn ultimele doua decenii, a dus la identificarea a sute de arome individuale a componentelor din produse alimentare si bauturi. . Activitatea producatorilor de arome este departe de abordare traditionala , abordarea compozitiei de imaginatie si interpretarea subiectiva a a ingredientelor la curent utilizarea de formulare, si īn viitor de design. Amestearea ingredientelor aromelor pentru a crea o aroma satisfacatoare ramāne īnca un proces extrem de sofisticat bazat pe o experienta de lunga de practica cuplata cu o foarte profunda cunoastere a subiectului . Chimisti si producatorii de arome trebuie sa colaboreze foarte strāns pentru a atinge o crestere deplina a aromelor , capabile de a īntruni toate conditiile cerute de prelucrare.
Pentru a veni in intampinarea cererilor specifice, adaptate aromelor poat aparea la unele doar azi de a fi o chestiune de curaj a cumparari materiei prime; pentru a atinge acest obiectiveste efectiv de mult de lucru pentru . Substantele identificate īn produsele alimentare trebuie sa fie evaluate, singure sau īn amestec īn functie de nivelul lor de prag, din punct de vedere toxicologic testedand corect sintetiza īntr-un mod economic. Mai multe urme de impact se gasesc īn produsele naturale au fost sa fie caracterizate si identificate.
Pāna cānd acest lucru se face producatorii de arome vor continua sa resolve problemele globale folosind ingredientele astfel cum sunt simple ingrediente sau in combinatii macar varianta asistata de creere pe calculator (CAFCR) . Īn viitor multe si multe arome sintetice vor juca un rol foarte important .
4.2 Ingredientele aromelor sintetice
4.2.1 Clasificare
Majoritatea motivelor pentru folosirea ingredientelor aromelor sintetice sunt bazate pe aceeasi baza pe care sunt folosite insusi aromele (cresterea, īnlocuirea, pretul mic , varietatea , rotunjirea, mascarea , etc.)
Figura 4-5 Creerea aromei
Targetul aromei
Cererile clientilor
Creerea
Compozitie
Imitate
Imaginare
Materii prime
Evolutia senzoriala
Experienta
Analiza
Aspecte economice
Legislatie
Asigurarea calitatii
Aplicare
Evaluarea produsului si specificatii
Stabilitate
Pastrare
Prezentare
Producere
Aspecte tehnice
Reproducere
Manevrare
Ingredientele aromelor sintetice , de exemplu, natura produse identice, acopera o gama larga de substante organice, dar evident nu a fost stabilita relatia dintre structura si aromei si proprietatile acesteia . Unele componente ale structurii similare au in linii mari mirosuri similare, dar exista multe exceptii. Experienta din mai multor flavorists'in domeniul 'este destul de descurajanta, pentru ca aceeasi molecula poate fi perceputa diferit de la diferite concentratii .
Una din multe feluri de a descrie substante de aroma sau ingredientele utilizate īn procesul compozitiei aromei este de a le clasifica īn grupuri cu caracteristici asa cum este prezentat īn Figura 4.6 (varianta roata). Acelasi component care apartine unui grup tipic poate fi utilizat īn diferite arome. Acest lucru nu este īntotdeauna reprezentant pentru arome pentru ca fiecare are propriile sale perceptii, varianta de note, dar experienta arata ca acest fel de compozitii realizeaza in acest fel īntotdeauna rezultatele globale similare.
Despre 2000 de ingrediente sintetice unice sunt cunoscute pentru a fi utilizate īn diferite compbinatii de arome , cele mai multe dintre ele au fost identificate īn materiale naturale. Un numar mic nu au fost gasite īn natura, dar care sunt recunoscute ca sigure si, prin urmare, sunt premise in cele mai multe tari (de exemplu, etil vanilinei, etil maltol). Alte 3000 de substante care decurg de la noi materii prime, cum ar fi procesarea in domeniul biotehnologiei aromelor sunt folosite ca etaloane . Asa cum am mentionat mai sus, note de arome nu necesita sa specifice neaparat structurilor din clase chimice. Pentru flavorists, clasificarea dupa proprietati senzoriale este mai important, iar noi discutam despre diferite ingrediente ingrediente de arome sintetice īn functie de proprietatile lor, asa cum este prezentat īn Figura 4-6.
4.2.2 Roata aromelor
Roata aromelor este o ilustratie a unor relatii a aromelor de baza . In centrul este matricea aromei care reprezinta corpul din care este creata aromea . Contine toate ingredientele pentru a sprijini, dilua, īmbunatati si proteja componente singure ale aromei , care nu pot fi aplicate īntr-o stare pura .
Īn functie de aplicatie, diferite suporturi (solide, lichide, polare, nepolare) si mariri (dulce, sarat), precum si intermediarea rotunjirii compusilor (extrase, construind blocuri) sunt utilizate pe scara larga. Īn jurul matricei aromei , segmentele sunt dispuse īn functie de notele individuale ale aromei si ilustrate de cateva exemple tipice. Secventa de segmente este aleasa in asa fel incat notele aromei sunt adiacente la caracteristcile comparabile in ordinea spectrelor culorilor . Īn principiu, o perceptie globala a aromei poate fi impartita intr-un numar de note de arome pure si rearanjate dupa compozitie intr-o proportie corecta in apropiere matricei aromei . Teoretic o descriere a uni profil corect al aromei este o reteta pentru reconstructia aromei . Roata aromelor ne da unele descoperiri īn iar cea mai timportanta observa posibilitatea lor de reactie. Acest lucru poate fi util pentru chimisti dar nu au scopul de a īnlocui experienta si creativitatea de flavorists.
Sectiunile care trateaza notele aromelor din 4.2.3.1 la 4.2.3.16 da o descriere generala scurta fiecarei arome , unele informatii despre aparitia si compusi de origine componentele de origine ale aromelor si exemple de utilizarea lor. Alineatele si schemele de la biogeneza si sinteza si de exemple specifice concluzioneaza fiecare segment de aroma .
4.2.3 Diferite note de arome
4.2.3.1 Aroma de iarba verde
Aroma de iarba verde este descrisa ca un miros de iarba proaspat taiata sau frunze macinate si plante verzi . Substantele tipice care reprezinta acesta clasa sunt aldehidele si alcoolii ca trans -2-hexanul si cis -3-hexanolul . Esterii si heterociclulire ca substituentii alchil tiazolii si alcooxidul pirozina au o aroma foarte scazuta apartin acestei clase (figura 4-7) .
Figura 4-8 arata bine cunoscuta cale biogenetica de formare a carbonului 6 nesaturat a aldehidelor si alcoolilor (Tressl si altii,1981). Cis-3-Hexenal, trans-2-hexenal, cis-3-hexenol sunt foarte importante īn impactul substantelor in multe fructe si legume
( mere, rosii , struguri , etc.) . Formatiunea enzimatica a tiazolilor si pirozinei vine de la aminoacizi , dar calea lor biogenetica nu a fost clarificata .
Mai multi compusi ca si esterii , acizii si terpenele pot fi introduse in acest grup ca fiind note verzi"rotunjite" ( hexan 2-metil-butan , α-pirene). Doar trans-2-hexan si cis-3-hexanol sunt folosite in coponentele aromelor datorita stabilitatii si comercializarii lor . 2-izobutil tiazolul este folosit doar in note specifice ( rosiile ) . Figura 4-9 arata caile de preparare a cis-3-henanolului si 4,5-dimetil-2-pentantiazolului.sinteza a cis-3-hexanolului (figura 4-9a) este clara , pasii importanti fiind selectia hidrogenazei la izomerul cis (Kerr si Suckling , 1988) . Se cunosc diferite moduri de preparare . prima metoda introdusa in anii 1960 a inceput cu o "perioada verde" in industria aromelor . Consumul anual in lume a " frunzelor " de alcool este estimat la 40 de tone ( Bedoukian , 1986 ) .
Sinteza tazolului urmeaza o procedura dupa Dubs si Stussi (1976) , incepand cu materiale apropiate cum arata in figura 4-9b . Aceeasi procedura poate fi folosita pentru a prepara alti substituenti alchili tiazolului , folosind o productie buna . Multi dintre acesti alchili inlocuiesc aroma de proaspat in numeroase "nuante" .
4.2.3.2 Esterii de fructe - ca note de aroma
Esterii de fructe ca si note de arome sunt caracterizati ca avand un miros dulce apar in general in fructele coapte ca banane , pere , pepene etc . Ingredientele tipice reprezentative pentru acest grup sunt esterii si lactozele , dar chetonele , esterii si acetalii sunt deasemenea implicate ( figura 4-10 ) . fructele tropicale sunt cunoscute continand sulf responsabil pentru notele exotice tipice ( esterii metil si etil ai acidului 3-metiltiopropionic ) .
Izometilacetatul este responsabil de caracterul "dulce" in aproape toate notele fructelor . Esterul acidului 2,4-decadienic este substanta gasita in perele Bartlett (Jennings si Tressl , 1974) .Ananasul este caracterizad de esterii acidului 3-metilpropionic . Aceste componente sunt deasemenea utilizate impreuna cu alte arome pentru a da un caracter special . Alti compusi cu caractere non specifice de fructe descrise in general ca fiind dulci si proaspeti ( ca lactoza , aldehide aromatice si terpenoide ) pot fi deasemenea folosite pentru a imbunatati arma de fructe .
Formarea esterilor a 3-metitiopropionic poate incepe de la degradarea Strecker a metioninei urmata de oxidare si esterificare . Figura 4-11 arata formarea acidului trans-2, cis-4-decadienic esterului etil gasit in para , mar si strugure . Jennings si Tressl (1974) propun o schema interesanta pentru a explica constatarile lor dea lungul depozitarii si maturarii perelor Bartlett . Acidul linoleic este degradat de β-oxidaze , aceasta degradeaza ciclul scurtand catena a doi carboni . Degradarea poate fi explicata folosind aceleasi enzime a acidlui gras , fiecare enzima catalizand reactt care pot avea loc in mai multe directii .
Figura 4-12a demonstreaza prin exemplul cu δundecalactone , sinteza simpla si eficienta a 6 membrii ai lactozei cu variatia unei catene in pozitia 5 ( Ijima si Takahashi , 1973 ) . In figura 4-12b , o explicatie a lui Claisen la rearanjarea este aplicata pentru prepararea "esterului para " . Conditiile reactiei si pasii izomerizarii sunt cruciali pentru o buna productie a 2-trans , 4-cis (Oberhansli , 1976) . Alti posibili izomeri sunt mai putin doriti datorita grasimilor si notelor aromelor de proaspat .
4.2.3.3 Notele aromelor de citrice
Citricul ca si nota de aroma este caracterizat ca o nota tipica care apare in citrice si in plante ( lamaie , portocala , grapefruit) dar deasemenea cateva terpenoide pot aparea in acest grup . Una dintre cele mai importante componente cu un impact puternic in miros este citral ( o mixtura de geranial si neral ) care poate izolata din materiale naturale (lamaie ) sau sintetizate ( figura 4-13) . Un alt component terpenic cu un caracter foarte mare este nootkatone care este o substanta cu un impact foarte mare gasita in grapefruit . Aldehidele simple alifatice cu catena medie sau lunga dar deasemenea aldehida nesaturata cu carbon 15 si unii esteri ai alcoolilor monoterpenici ( acid linalic) sunt folosite pentru a imbunatatii aceste note .
In figura 4-14 sunt aratate trei cai reprezentative ale biogenezei structurii terpenoidelor si precursorilor comuni , acidul mevalonic si unitatile izoprenice . Formarea poate fi usor explicata de catre o oxidare a pirofosfatului , care la randul sau este regular cap-coada care adera la doua unitati izoprenice ca in figura 4-2 . α- sinensal este o terpena formata din pirofosfatul farnesyl ( continoarea cap-coada a pirofosfatului) , continuarea oxidarii ia locul "capului" moleculei . Intrucat citralul si α- sinensalul sunt exemple de acicluri regulate , nootkatone trebuie sa se fi format prin doi pasi de ciclizare si schimbarea 1-2 metilului care se termina cu izoprena neregulata .
In afara de citricul natural care este preferat cel mai frecvent pentru armonia sa citricul sintetic se foloseste in general cand este nevoie de costuri scazute . Citricul este un ingredient sintetic important care consuma 100 de tone in 1985 pentru arome , si cateva mi productie anuala in Statele Unite (Bedoukian , 1986) . Figura 4-15b arata o sinteza tehnica a citricului (Nissen si altii, 1981 ) si una dintre sintezele publicate a trans-α-sinensal (b) este aratata in figura 4-15 b (Helmlinger si Naegeli , 1976;Buechi si Wuest, 1974 ) . Sinteza citricului este foarte eleganta si scurta deoarece temperatura necesara pentru eliminarea a doua consecutive cai de reactie mareste produtia . Datorita importantei citricului alte proceduri sintetice la scara industriala au fost brevetate (Andrews si Hindley , 1973;Brueninger,1980) .
Comparand figura 4-14 cu 4-15 este bine de remarcat asemanarea dintre traiectoria biogenetica si sinteza chimica ; in ambele cazuri o unitate de carbon 5 nesaturat pare a fi cel mai potrivit . Acest fapt poate fi observat adesea si reactivitatea chimica a componentului .
4.2.3.4 Aroma de menta
Aroma de menta este descrisa ca un impact mentolat avand dulceata , prospetime si o senzatie de racorire . In general compusii sunt l-mentolul , pulegone , /-carvylacetate,
/-carvone and camphor, dar borneol, eucalyptol (=cineol), si fenchone participa la mirosul familiar traditional (figura 4-16) . Notele de menta sunt folosite in general pentru improspatarea notelor cu efecte de racorire in special arome si sunt aplicate la guma de mestecat , obiecte de toaleta si bauturi efervescente .
Din acest grup cel mai important economic ingredient este l-mentolul , este principalul folosit in alimente . Cele mai importante componente mentolate sunt monoterpenele oxigenate si sunt formate comform figurii 4-2 . Asa cum arata in figura 4-17 formarea mentolului poate fi explicata prin ciclizarea cationului liniar urmat de grupurile functionale (incepand hidrogenaza hidroxilului la dublele legaturi ) . Formarea fenchone este gandita ca sa actioneze ca enzima la marginea cationului deoarece nu sunt implicati intermediari in cataliza de catre enzima a sintezei l-endofenchol (forma izolata ) (Croteau si altii , 1980) . Oricum este evident ca rearanjarea scheletului carbonului trebuie sa se intample deoarece fenchone apartine monoterpenelor neregulare . Efectul de stereotipie reiese din secventele reactiei ( este firmat un singur enantiomer ) este in concordanta cu controlul enzimatic a fiecarui pas pana la finalitatea produsului .
In cele mai multe aplicatii ale l-mentolului este preferat alcoolul metilic . In figura 4-18 este aratata o sinteza industriala care produce izomerii specifici doriti . Pasul cel mai important este izomerizarea selectiva a aminelor dietilice cu cataliza rodiului . O alta preparare industriala include descompunerea unei mixturi de mentol , neomentol si izomentol ( Fleischer si altii ,1972 ) . Pentru a face asta si alte sinteze cu succes
l-mentolul trebuie sa fie la un pret redus disponibil in mai multe calitati .
4.2.3.5 Note de arome de parfum floral
Nota florala poate fi definita ca mirosul emanat de flori si contine parfum , prospetime , apetisant si caractere erbacee . Nu sunt ingrediente tipice , dar gama de substante apartinand diferitelor clase chimice (figura 4-19) . Phenylethanol, geraniol, β -ionone si unii esteri (acetatul de benzil , acetatul linalic) sunt produsi importanti in aceasta clasa . Toti acesti compusi sunt de origine vegetala .La concentratii mari multenote florale sunt insotite de un parfum nedorit pe care il imprima .
Formarea β-ionone(figura 4-20a) include degradarea si formarea β-carotenului . Formarea este un alt exemplu a biogenezei terpenelor, doua farnesyl pyrophosphate fiind fuzionate cap la cap pentru a da coponenta schelet C30-. Mai mult pasii de formare enzimatica a β-carotenului , care este o oxidare , o dezintegrare , in fragmente mai mici ca β-ionone si alte substante , mai tarziu in procesul de maturizare (Schreier , Studii cromatografice , 1984) .
Motivul pentru care o planta genereaza si metabolizeaza terpene superioare ca
β-carotenul nu este foarte bine inteles . Degradarea oxidative se poate intampla ca parte a procesului de maturizare enzimatica sau dupa recoltare( fotooxidarea sau autooxidarea) .
Formarea a 2-phenylethanol (figura 4-20b) este un exemplu a degradarii Strecker a acidului amino phenylalanine ( cf. figurii 4-1b) . Tressl si altii (1975) au Arafat ca coaja de banana L-[2-14C]phenylalanine poate fi gasit doar dupa 5 ore de incubare in 2-phenylethanol.
Exemplele din figura 4-19 sunt volumul cel mai mare de articole din industria aromelor . Consumul de acetat de linalyl pe piata U.S este estimate annual la 500 de tone (Bedoukian,1986) .
Figura 4-21 prezinta procedurile sintetice de obtinere a acetatului de linalyl si a β-ionone bazate pe metilpeptone care sunt deasemenea un volum mare de marfa . In procesul acetilenei dehydrolinalool (DLL) este prima procedura , apoi acetilarea si hidrogenarea partiala (Figura 4-21a) (Bedoukian, 1986; Mayer & Isler,
1971). Alungirea DLL-ului cu o unitate de C3 modifica rearanjamentul Claisen (Saucy si Marbeth, 1967).Izomerizarea sistemului allenic si ciclizarea acidului catalytic incheie sinteza β-ionone ( figura 4-21b) .
In afara acestor abordari sintetice alte fabricarea incepe de la surse naturale , de exemplu , pirenele sunt transformate in acetate de linalyl si aetati generali (Bay,1962).
4.2.3.6 Arome picante de erbacee
Arome picante de erbacee sunt comune pentru ierburi si condimente, cu toate nuantele lor . Aceste arome sunt cu siguranta cele mai vechi ingrediente alimentare utilizate de catre umanitate . "Picantele" au fost deosebit de dorite nu numai ca aperitive dar de asemenea, ca produse alimentare conservate .Aldehidele aromatice , alcooli si derivati fenolici sunt constituenti tipici cu puternica lor aroma si efecte fiziologice (de exemplu, bacterii-statice) . Multe au impact chimic anetol (anason), cinnamaldehyde (scortisoara), estragole (estragon), eugenol (clove), J-carvone (marar), thymol (thyme), etc (figura 4.22).Datorita tariei lor multe dintre ele sunt folosite doar in cantitati mici . Sunt utilizate frecvent specii sau extracte din acestea . Gama de aplicare este foarte cuprinzatoare si include produse de panificatie si bauturi alcoolice, precum si pasta de dinti , guma de mestecat si chiar si arome de tip oriental . Cea mai mare aplicatie este cinnamaldehyde, care este, de asemenea, produsa sintetic in cantitati considerabile .
Constituirea cinnamaldehyde, anetol, estragole si eugenol este legatade metabolismul phenylpropanoid, adica, de transformare fenilalaninei in acid cinamic si in derivatii ei hidroxilati (Figura 4.23).Formarea fenilalaninei este legata de glucidele metabolice . La plantele superioare, caile ,fenilpropanoidului sunt extrem de importantante si da nastere la o serie de compusi īn concentratii relativ mari (Schreier, Studii cromatografice , 1984). Timolul isi are originile intr-o monoterpena derivata p-menthane , de exemplu , pulegone . Sinteza cinnamaldehyde se face de catre condensarea unui aldol a benzaldehidei ci acetaldehida , o procedura care merge bine in ultimul secol (Figura 4-24a) (Peine, 1884).
Estragole pot fi sintetizate de la p-chloronisole de catre o reactie Grignard cu clorura de sodiu . Izomerizarea bazei catalizate la dubla legatura ofera un trans anethole (Figura 4-24b) (rezultate nepublicate).
Figura 4-23 Biogeneza cinnamaldehyde si relatarea structurii fenilpropanoidului (Schreier, Chromatographic Studies, 1984).
Mirosul de lemn
Mirosul de lemn este caracterizat de cativa compusi si substituenti fenolici (guaiacol, etc), derivati metilati (methylionone),si intr-un mod exceptional de cateva aldehide (trans-2-nonenal īn concentratie foarte scazuta), care au, mirosuri , respectiv, cald , de lemn , dulce si de fum (figura 4.25).
Methylionones sunt exemple de ingrediente sintetice care nu au fost gasite in structura alimentelor desi acestea sunt foarte similare cu cele de degradare a produsilor carotenoidici , ionones. De methylionones sunt considerate ca find sigure (Asociatia Surselor chimice , 1989) si pot fi utilizate īn produsele alimentare ca arome, īn multe tari.
Notele de lemn si de fum sunt considerate in general ca ne facand parte din compusii native ai aromelor , sunt formate īn timpul stocarii si al tratamentelor cu caldura. Acesti compusi pot fi folositi doar in combinatii cu note de arome cu o imbunatatire necesara a organismului . In concentratii ridicate ele sunt percepute ca fiind non-arome .
Desi fenoli sunt īn general disponibili de la preparate prelucrate de arome (de exemplu, prin distilare uscata , rumegus),sunt sintetizati individual derivatii ionici. Formarea derivatilor fenolici poate fi explicata prin degradarea termica a ligninei (a se vedea procesele de fumat), sau de catre oxidari fermentative ( comform boabelor de vanilie ) a precursorilor fenilpropanoidului ( figura 4-26 , vezi figura 4-23) (Belitz si Grosch, 1987). Sinteza furfurylpyrrole incepe de la amina furfuryl si 2,5-dimethoxy-tetrahydrofuran intr-o larga procedura (Figura 4-27a) (Elming si Clauson-Kaas, 1952). Condensare de cyclocitral cu butanone ofera un amestec de methylionones. Valoarea olfactorie depinde de compozitia amestecului, care poate fi modificata prin variatia conditiilor de desfasurare a reactiei bazice (Figura 4-27b) (Givaudan Index, 1962). Sinteza trans-2-nonenal este prezentata īn Figura 4-42
. Aroma de prajit
Aroma de prajit este in general asociata cu termenul de 'pyrazine', care este īn linii mari adevarata, deoarece pyrazines sunt īn masura sa acopere īntreaga gama de arome de aest tip . Ele sunt in predominanta din clasa de produse chimice prajite. Substituirea de catre alchil , acil si combinatii ale acestora induce o mare varianta de impresii; atat de arse, prajita, verde, pamantos si note de mucegait . Īn acest grup de arome de ars se constata ca , alchilul si substituentul acetil al pirazinei sunt cele mai importante (figura 4.28).
Mai multe mecanisme si precursori au fost propuse pentru a explica multitudinea de forme a pirozinei constituite īn alimente tratate termic (figura 4.29) (Rizzi, 1988). Condensarea a doi amino-acizi duce la o 2,5-diketopiperazine, care este continuarea deshidratarii pirozinei .O alta condensare īncepe de la un-aminoketones, "latura a produsului " a degradarii Strecker a aminoacizilor (a se vedea figura 4-lb). O reactie de deshidratare a doi derivati 1,2-aminoalcooli ( de exemplu theronine) a fost deasemenea propusa pentru a forma pirozine .
Rolul predominant al pirozinelor ca arome chimice este reflectat de numeroase publicatii sau brevete din descoperiri analitice (B altes & Bochmann, 1987) si sinteze (Masuda si al., 1981; JA Pat. 6 0258 168, 1984; Flament , 1979) . Doua exemple a procedurii de sinteza a alchilului si a substituentilor acetil ai pirazinei sunt aratate in figura 4-30 (Masuda si Mihora, 1986; Mookherjee si al., 1974).
Figura 4-29 Formarea pirozinei (Rizzi, 1988).
Figura 4-30 Sinteza a (a) 2-metil -3-etil pirazinei (Masuda si Mihora, 1986) si (b) 2-acetil-3-etil pirazinei (Mookherjee si al., 1974). BNS, N- bromosuccinimide .
Aroma de caramel cu nota de nuca
Aroma de caramel cu nota de nuca este descrisa ca fiind produsa la temperaturi inalte , produsele alimentare continand zahar . Mirosul de ars si usor aerb de nuci prajite reprezinta completarea acestui tip de aroma . In afara corylone , maltozei , furanolului , etc (figura 4-31 ) , un tip special de compusi ca vanilina , etilvanilina , benzaldehida , acidul fenilacetil , alcoolul cinamic dehydrocoumarin , trimetil pirozina apartin deasemenea acestui grup . Exemplele din figura 4-31 sunt caracterizate printr-o structura comuna si anume sistemul ciclic , si deasemenea de un profil comun al aromei . Aceste cicluri sunt cele mai valoroase componente pentru impactul puternic al caracterului lor si pentru efectele sporite ale diferitelor arome . Acesti compusi pot I aplicati in toate sorturile de arome caramel si de asemenea aromelor de prajit si in procesarea fructelor .
Compararea a structurii a 18 cicluri enolones si valorilor de prag confirma o relatie structura-activitate foarte interesanta . Substiuentii superiori paterni de exemplu , mai multe grupari metil sau etil in loc de metil , scad valorile lor de prag semnificant (Wild , 1988) .
Formarea corylone , maltozei sau furanolului se face in timpul tratamentului termic intr-o gama larga a alimentelor care contin glucide . In figura 4-32 , formarea anticipata a furanolului de la rhamnose este conturata (Hodge , 1963 ) . Acest exemplu este oarecum un caz special al reactiei Maillard , deoarece aminoacidul este inlocuit de piperidina si acidul acetic , si randamentului produsului final este aproape 20 % , o marire exceptionala .
Caile sintetice posibile in industria procesarii homofuranolului si corylone sunt aratate in figura 4-33 ( Huber si Wild , 1977; Wild , 1986) . Conceperea sintetica a furanolului permite variatii usoare de la materiile prime , deci cu aceeasi reactie pot fi preparati alti omologi . Sinteza corylone incepe cu folosirea transferului de faza chimica conditiilor catalitice (PTC) . Folosirea diferitelor cloroacetone alchilate da o marire de corylonea alchilate ( vezi figura 4-31 ca exemplu) .
Aroma de bulion HVP
Aroma de bulion nu este o nota de aroma distincta bazata pe reprezentanti tipici , dar este descrisa mai degraba ca fiind proaspata , sarata si o senzatie picanta asociate cu extract de carne . Singurele ingrediente ale aromei sunt mai putin importante decat reactiile globale ale aromei , care sunt responsabile pentru gustul de baza ( asa numitul "corp") . Oricum unii compusi sunt folositori pentru sporire ( conform figurii 4-34) .
Ca note de top , sunt descrise 5-metil-4-mercapto-tetrahidrofuran-3-one si 2-metil-tetrahidrotiopren-3-tiol (Ouweland si Peer , 1977) , doi compusi care sunt legati chimic la degradarea produsilor sulfurici ( vezi deasemenea figura 4-38) . Exemplele din figura 4-34 prezinta diferite clase chimice folosite pentru aceste note de arome care este cel mai reprezentativ . 5-etil-4-metil-3-hidroxi-2-[5H]-furanol ("emoxifuranol") a fost gasit in HVP . Aceasta formare a treoninei poate fi explicata cum arata in figura 4-35a (Sulser si altii , 1967) . Mirosul acestor hidroxibutenoide aminteste de leustean , care a fost identificat ca fiind precursorul acidului α-ketobutiric . 4-metil-5-hidroxietil tiazol (sulfurol) este descries ca fiind un produs de degradare tiaminica (figura 4-35b) (Hartman si altii , 1984) .
Sulfurol este un exemplu ale observatiilor curioase care irita adesea specialisti in arome si specialisti chimistii . Intrucat sulfurolul pur este un component slab "batran" incercarile arata o imbogatire si un miros puternic a supei de vita . Chiar si in ziua de azi "impuritatile" responsabile de parfum nu pot fi detectate instrumental .
Figura 4-36 arata practice sintza emoxifuranolului (Roedel si Hempel , 1974) si thialdine(Hwang si altii , 1986) .
Note de arome de carne animala
Notele de arome de carne animala este unul dinte cele mai complexe care trebuiesc descrise Friptura de vita , arome diferite , de exemplu , de la aceasta la gratar sau simpla fierbere . Cruda , negatita ( in sange) carnea este slab aromata si cu resturi de sare , gust de amine . Notele de amine ale aromei pot aminti de o concentratie scazuta a aminei n-butilica sau piperinei . Compusii doriti ai aromelor sunt in general doar pe durata procesarii si la inceputul reactiei Maillard . Compusii care contin sulf (mercaptanii,tiazolii,tioprenele,etc) la fel ca heterociclurile nitrogenului ( pirozine , pirene , piridine , oxazoles) predomina in efectul aromelor . Figura 4-37 arata cativa compusi ai aromei .
Depinzand de clasa de grasime continuta sau folosita , un numar mare de carboni alifatici ( aldehide si cetone) amplifica si influenteaza rezultatele efectelor aromei . Derivatii non volatili ale nucleotidelor si peptidelor la fel a mineralele sunt pesemne responsabile pentru gustul tipic de carne . Cercetarile folosesc modele de sisteme care arata o multitudine de compusi formati , dar doar o mica cantitate din ei sunt intradevar arome semnificative in concentratii mici (MacLeod , 1986) . O reconstituire perfecta a aromei de carne cu toate nuantele ei pare a fi practice imposibila . Asa se prelucreaza "baza" aromei de carne sau extractul , sunt de preferat blocurii pentru compozitie .
Bis-(2-metil-3-furyl)-disulfide este descries ca avand valoare critica foarte mica (Buttery si altii , 1984) . O posibila formare poate fi explicate de catre descompunerea tiaminei (figura 4-48) (Hartman si altii , 1984) . Investigarea mecanismului degradarii tiaminei si analiza produsilor de reactie este inca un domeniu de cercetare (Sugimoto si Hirai , 1987) . Figura 4-39 arata sinteza chimica a 2-metil-3-mercapt furan (Evers si altii , 1976) si a 3-dimetilamino propantiol (Huber , 1977) , reprezentand diferentele totale de perceptie a aromei .
Nota de aroma de grasime ranceda
Cel mai concret exemplu de nota de grasime ranceda sunt acizii butyric si izobutiric , care este descrisa ca fiind neplacuta , acra si repulsive . Acidul capronic este mai slab ca branza mucegaita . Metilul catenei laterale ramifica acidul gras ca 4-metil octanoic si acidul nonanoic este responsabil de non arma a seului de oaie .
Acizii grasi sunt perceputi pe toata lungimea catenei ca fiind uleiosi , cerosi si alunecosi . Aldehidele amintite in figura 4-40 cu notele lor specifice contribuie la perceptia de grasime ranceda depinzand de concentratia lor in diferitele aplicatii . Aceeasi concentratie de cis-4-heptanol poate fi evvaluata diferit in grasimi si fructe .
Figura 4-41 arata formarea unor aldehide si a unor acizi grasi generate dupa degradarea oxidative a acidului linoleic si respective linolenic (Tressl si altii , 1981) . Acelasi produs poate fi format enzymatic , de exemplu , in fructe sau legume , unde ei au efectele de arome dorite . In figura 4-42 este subliniata o sinteza standard a unei aldehide α-β nesaturate trans-2-nonenal .
Notele aromelor de unt
Notele aromelor de unt variaza de la note de unt ( diacetil , acetoin , pentantion) la note dulci de ferment cremos ( acetol-acetat , δ-decalactone , γ-octalactone) . Figura 4-43 arata cativa comonenti reprezentativi ale acetui tip de arome . Este deasemenea conoscut faptul ca cateva aldehide alifatice si acizii generate din reactia de oxidare a lipidelor contribuie la intreaga senzatie a aromei . Polioxigenarea catenei lungi a precursorului acidului gras la fel ca si a degradarii proteinelor se presupune a fi responsabile de gustul "gras" care apare la procesarea untului .
Figura 4-44 arata biogeneza acetoin si diacetilului , rezultati asa cum stim din metabolismul acidului gras . Sinteza δ-lactonei a fost deja mentionata ( Sectia 4.2.3.2).
γ-lactona poate fi sintetizata in mod repetat conform figurii 4-45 (Ohloff , 1969) .
Nota aromei de ciuperci de pamant
Nota aromei de ciuperci de pamant este reprezentata mai ales de 1-octen-3-ol , care aminteste de o aroma tipica de ciuperci , si geosmin reprezentant partea din pamant . Un studiu al constituentilor aromei din ciuperci au aratat ca in afara de 1-octen-3ol , o seri de mai multi componenti C8 , alcooli saturati si nesaturati si carbonili sunt responsabili de aroma tpica de ciuperici (Tressl si altii , 1982) .
Alte ingrediente sintetice ca 2-octen-4-one si 1-pentyl pyrrole sunt cunoscute ca au note ale aromei de ciuperci (figura 4-46) . 4-terpinenol , 2-ethyl-3-methylthiopyrazine si resorcinol dimethy ether cu mici diferente structurale au deasemenea caractere ale aromei "de pamant" . Figura 4-47 arata alea biogenetica conducand la -octen-3-ol , care a fost clarificata partial (Tressl si altii , 1981) . Degradarea oxidative-enzimatica a acidului linoleic in compusi C8 si C10 este observata doar in ciuperci . Figura 4-48 arata o sinteza specifica a geosmin(Kaiser si Nussbaumer , 1990 ) .
Supa cu note ale aromei de telina
Supa cu note ale aromei de telina este descrisa ca fiind un miros cald , aromat , evocator in supa concentrata . Componentii tipici sunt aratati in figura 4-49 (butylidene phthalide , butyl phthalide , 4,5-dimethyl-3-hydroxy-2-[5H]-furanone , dihdrojasmone sic is-jasmone ) . Aceste note sunt diferite de cele descrise la sectia 4.2.3.10 . Dar au un aracter persistent marit . Distinctia pentru a fi facuta este aceea ca notele de telina sunt associate cu utilizarea legumelor , intrucat notele de bulion sunt apropiate cu aroma de carne .
Caracterul lui 4,5-dimethyl-3-hydroxy-2[5H]-furanone este in comparatie cu 5-ethyl-4-methyl-3-hydroxy-2[5H]-furanone(figura 4-49) . cis-jasmone si dihydrojasmone reprezinta partea dulce a aromei de telina . Figura 4-50 arata una din primele propuneri pentru formarea biogenetica a cis-jasmone (van der Gen , 1972) . Investigatiile au dus la ideea potrivit careia un acid gras polinesaturat este prima data ciclizat in oxidul propandiena la fel ca o activare intermediara si in al doilea rand scurtarea propriei lungimi de catre β-oxidaza (Hamberg , 1989) . Figura 4-51 arata caile sintetice de obtinere a dihydrojasmone si 3-n-butyl phtaline dupa Ho(1974) si Canone si altii (1988).
Note de sulfurice ale aromei de praz
Notele sulfurice ale aromei de praz sunt note specifice legumelor , care sunt in general usor de recunoscut . Efectul mirosului pleaca de la mercaptanii neplacuti ( metil-mercaptan) prin catena scurta nesaturata a compusilor usturoilui si cepei (alil-mercaptan, bialil bisulfide ) pentru a clarifica nuantele compusilor heterociclici . Exemple asadar sunt 1,2,4-trithiolane pentru sparanghel , lenthionine pentru ciuperi si 2-methyl-4-propyl-1,3-oxathianes pentru fructul pasiunii .
Componentele care contin in general sulf reprezinta o clasa foarte importanta a aromelor cu valoare de prag extreme de scazuta . Au nevoie de un tratament special deoarece ei arata adesea instabilitate ( de exemplu oxidarea) si reactii cu alti compusii din mixture de arome . Experienta despre comportamentul lor este suficienta pentru aplicarea lor corecta . Folosirea precursorilor corespunzatori este asadar adesea preferata . Componentii aromelor care contin sulf sunt in general formati in timpul tratamentului termic al plantelor si materiilor alimentare . Figura 4-53 arata formarea componentilor alifatici si ciclici ai sulfului . Degradarea Strecker a metioninei duce la metional si la tratament termic la metil-mercaptan si derivati relativi (figura 4-53a) .
Precursorul biogenetic al acidului asparagic a fost dovedit a fi acidul izobutiric (Parry si altii , 1985) . 1,2-dithiole si acidul 1,2,3-trithiane-5-carbonic , care contribuie la aroma de sparanghel , se presupune ca ar fi formati prin degradare termica (figura 4-53b).Sinteza methional , diallyldisulfide si allylisothiocyanate sunt subiliate in figura 4-54 ca exemple tipice a chimiei organice a sulfului (Pedersen si Becher , 1988) .
Ingredientele sintetice si viitorul aromelor
Ingredientele sintetice ale aromelor vor ramane cu siguranta indispensabile si vor continua a fi folosite din mai multe motive , mai mult in viitor decat in trecut . Figura 4-55 arata crestera numarului componentilor unei singure arome identificat in alimente si bauturii in ultimii 40 de ani . Cea mai mare crestere se observa intre 1965 si 1985 datorita progreselor in noi tehnici analitice performante ca GC si GC-MS-DS , HPLC , etc .
Folosirea acestor compusi (curba A) ca potentiali agenti de arome depinde de cunoasterea proprientatilor lor senzoriale , disponibilitatea lor comerciala si comportatrea lor toxicologica . Acesta este unul dintre motivele pentru care doar un numar mic dintre ele este asteptat sa se foloseasca in industria aromelor ( sectiunea I ) . Pe de alta parte numarul lor este in continua crestere , acestea nu vor atinge niciodata potentialul maxim ( sectiunea II ) , care reprezinta aproximativ doua treimi din intreaga gama de arome cunoscute actual . O intelegere mai buna a comportamentului lor si interactiunile ( singure sau in mixtura , incluzand mirosul , gustul , stabilitatea , sinergismul , etc) sunt apparent esentiale si cruciale pentru viitor .
In acelasi timp folosind un limbaj precis , comun termenilor specifici ai aromelor ( considerand nu doar mirosul dar si gustul , valorile de prag ) pentru a descrie profilul aromei este nevoie de intreaga lume pentru a facilita dialogul dintre cei implicatii in creare , aplicare si marketingul aromelor si clientilor lor .
Un numar mare de substante de arma interesante vor ramane inacceptabile economic sau interzise din motive de siguranta . Unele dintre ele pot fi considerate inedited (sectiune III )
Stiinta si cercetarea in domenilu aromelor se va concentra pe subiecte speciale cum ar fi precursorii aromelor nonvolatile , biotehnologiilor si generarea compusilor de aroma prin reactii Maillard ( sau baze ) care pot fi folosite ca ingrediente singure sau ca inlocuitor pentru imbunatatirea valorilor notelor de arome .
Crearea aromelor este un process dinamic care evolueaza constant cu progrese in chimia aromelor . Trebuie sa se faca eforturi considerabile astazi pentru a detecta si identifica caracterul impactant al unei singure substante . Copusii cu sulf continuti de arome cu miros foarte scazut ramane cea mai interesanta sfera pentru compozitia viitoarelor arome . Pentru a le folosi optim trebuie sa intelegem nu doar biogeneza lor dar si efectele lor fiziologice in perceptie si senzatie organoleptica . In aceasta sfera ramane de facut multa munca deoarece suntem intr-o crestere a ariei . Se stiu foarte putine despre relatiile dintre aromele chimice si stimulariile care apar . Diferite modele de sisteme si mecanisme moleculare (Cagan si Care , 1981) au fost propuse dar nu au fost inca confirmate . Selectarea ingredientelor aromelor sintetice vor putea juca rolul pentru care au fost facute doar intr-o zi , folosind cantitatea si calitatea in acelasi fel ca si cum ar fi fost formate natural .
La varsta de proiectare a aromei sau postulate ingineresti ale aromelor la inceputul anilor 1960 dupa aspectul cromatografiei poate incepe doar atunci cand munca preliminara este complecta (unele companii bine cunoscute sunt pe cale de atingere a acestui scop). Selectiea asistata de calculator a ingredientelor sintetice poate ajuta aromatizantii in compozitia si formularea lor pentru a salva timp si bani pentru a evita "lovirea -ratarea " incercarile care sunt cauzate adesea de graba de a termina cererile marketingului , pentru a satisface nevoile de noi produse de viata scurta observate pe piata de azi si de viitor .
Chiar daca tendinta actuala continua sa fie pentru ingrediente naturale , componentele sintetice ale aromelor se vor īmbunatati continuu cu privire la calitate, aspectele comerciale ecologice. Mai multe anchete pe componente minore par a fi evitate in folosirea "blocurilor" cu toate riscurile pe care le pot include .O clarificare si simplificare alegislatiei privind ingredientele aromelor sintetice fi de ajutor īn viitor. Primii pasi īn aceasta directie au fost deja initiati īn Europa, cu o noua directie a CEE (Muerman, 1989), dar corespunzator reglementarilor de baza sunt solicitate īn īntreaga lume sa se armonizeze nevoile tuturor consumatorilor si aromelor si de industriile alimentara.
|
