Скачать (8,35 Кб)

Чем пахнет еда. Об ароматах и имитациях

Кандидат химических наук Н. Д. Трейгер
Химия и Жизнь №2, 1979 г., с. 77-80

Чем пахнут жареное мясо, свежезаваренный чай, мягкий хлеб? Определенно ответить можно так: мясом, чаем, хлебом... У каждого кушанья свой аромат, по которому мы можем узнать его с закрытыми глазами. Иногда аромат еды дополняют специи: перец, тмин, лавровый лист, ваниль и т. д. В восьмом номере "Химии и жизни" за 1978 г. мы говорили о теориях запаха. Но собственный запах пищи, как и запах приправ, обусловлен веществами, которые придают еде не только аромат, но и вкус. Разделить эти ощущения нельзя; у англичан есть даже особое слово flavour, обозначающее вкус и запах, в отличие от слов aroma - запах и taste - вкус.

Между прочим, собственного вкуса и запаха пищи мы зачастую не знаем - ведь редко кто сейчас ест сырое мясо или рыбу. А запахи жареного или вареного мяса, рыбы и картошки, запахи пива и хлеба появляются в результате ферментативных процессов, во время которых некоторые аминокислоты или сахара частично разрушаются до низших спиртов и альдегидов. А у них свои запахи...

Об аромате и вкусе приправ говорить легче хотя бы потому, что они явно выражены. Мяту, петрушку, укроп люди добавляют в еду со времен античных, а может быть, и доантичных. А по-настоящему пряности стали известны европейцам после их знакомства с Востоком во времена крестовых походов и особенно после открытия морского пути в Индию. Мореплаватели доставляли в Европу корицу, гвоздику, мускатный орех, имбирь, перец. Знаменитый ликер "бенедиктин", который изготовляли монахи ордена бенедиктинцев, включал настой мускатного ореха, гвоздики, семян кардамона, листьев мяты, кожуры апельсина, корня дягиля и многое другое.

Говорить о приправах легче еще и потому, что большая часть веществ их вкуса и запаха хорошо изучена. Еще в XVIII веке эти вещества удалось выделить, перегоняя приправы с водяным паром. При этом поверх водного дистиллята скапливался слой эфирного масла, в котором они были сконцентрированы. Некоторые из них, например ментол мяты, анетол аниса, лина-лоол кориандрового масла, были выделены и изучены в конце XIX - начале XX века. А сейчас запах и вкус имбиря, гвоздики и перца изучают методами газовой хрома-тографии, инфракрасной спектроскопии и масс-спектрометрии...

Но зачем, собственно, нужно знать, какие именно вещества создают аромат и вкус? Затем, чтобы воссоздать их; но далеко не всегда это удается. Скажем, ванилин давно уже получают не из плодов ванильного дерева. А вот апельсиновое и лимонное масла пока еще выжимают из кожуры апельсинов и лимонов. Что поделаешь, если нет иного выхода...

Ну а как быть, например, с малиной? Ее заготовляют немного, и почти всю - сушеную - продают в аптеках как лекарство. Но как же тогда приготовить ликер "Малиновый" или карамель "Малина"?

Или черная смородина. Ее аромат можно бы "извлечь" из смородиновых почек (на Руси издавна настаивали на них водку), но в современных промышленных масштабах этого делать нельзя. Если оборвать с куста почки, то на нем никогда уже не будет ни листьев, ни ягод. Значит, нужно имитировать запахи черной смородины и малины, а для этого надо знать, какими веществами эти запахи обусловлены. Сказанное относится не только к ягодам. Право, ароматные яблоко или грушу лучше съесть, чем добывать из них отдушку для карамели или мармелада...

Отдушки нужны не только кондитерам. Искусственное мясо или искусственную черную икру приходится ароматизировать, чтобы придать им мясной или рыбный запах. Да и маргарин с ароматом сливочного масла намного приятнее.

Для того чтобы синтезировать вещества, создающие запах пищевых продуктов, нужно прежде всего их выделить и исследовать. Сложность в том, что в продуктах в отличие от растений-приправ эти вещества составляют ничтожные доли процента. Изучение таких веществ началось лишь около тридцати лет назад, после появления метода газовой хроматографии, которой позволяет их анализировать в сложной смеси. Но какая именно смесь веществ определяет истинный запах?

В колбу, закрытую тонкой резиновой пробкой, поместим кусочек сыра. Некоторое время спустя вещества, создающие запах сыра, перейдут в воздух, и возникает равновесие системы "сыр - воздух". Проткнем резиновую пробку иголкой шприца, наберем воздух из колбы и введем его в газовый хроматограф. Самописец прибора начертит пики некоторых низкокипящих веществ, альдегидов и спиртов (иногда и низших эфиров). Если бы у сыра был аромат ванили, то мы почувствовали бы его носом. Но пика ванилина в этом случае на диаграммной бумаге мы не увидим, так как это довольно высококипящее вещество: из сыра ванилин перешел бы в воздух в количествах, не улавливаемых прибором.

Заметим, кстати, что наш нос примерно в десять раз чувствительнее самого точного хроматографа. Однако в отличие от прибора запах некоторых веществ (того же ванилина) он улавливает при их ничтожной концентрации в воздухе, а других (например, этилового спирта) - только при сравнительно большом их количестве.

Можно, конечно, сконцентрировать вещества запаха и другими методами, например отгоняя их из продукта при пониженном давлении и собирая в охлаждаемые ловушки. Но тогда в них соберутся высококипящие вещества, а низкокипящие, наоборот, пролетят мимо.

Можно собрать дистиллят, полученный при нормальном или пониженном давлениях, проэкстрагировать каким-либо растворителем, а потом отогнать растворитель. И вещества запаха жидких продуктов (пива, вин, коньяков) тоже можно экстрагировать растворителем. Но в зависимости от метода получения концентрата запаха, от растворителя, от соотношения водорастворимых и жирорастворимых веществ в исходном продукте, в дистилляте, в экстракте конечное соотношение веществ в нем окажется различным.

В общем, пока неясно, какой метод дает результат, наиболее близкий к истине.

В концентратах запаха почти всех продуктов (жареных, вареных, перебродивших) найдены одинаковые низшие спирты и альдегиды - продукты распада аминокислот и Сахаров. Но ведь жареное мясо и рыба пахнут неодинаково. Значит, их аромат зависит от разного соотношения разных аминокислот и Сахаров в исходном продукте. Запах мяса был получен при нагревании тиамина с полипептидами, содержащими серу, или с ацетилмеркаптопропанолом; японские исследователи получили тот же запах при нагревании аминокислот с сахарами в присутствии жиров или жирных кислот. (в частности, содержащих фосфор). А запах, напоминающий шоколад, появился при нагревании валина с восстанавливающими сахарами в присутствии эпикатехина.

Вещества, найденные в концентратах запаха, в разных сочетаниях пахнут по-разному. Если к одному пахнущему веществу прибавить другое, в принципе возможны четыре варианта: запах первого вещества усилится; запах второго вещества подавит первый; два запаха дадут в сумме новый, третий запах; запахи обоих веществ взаимно уничтожатся.

А как быть, если в концентратах запаха кофе, рома и черной смородины найдено по 150-300 компонентов? Полностью просчитать все варианты влияния на суммарный запах их сочетаний не в силах и самая современная ЭВМ. Однако с ее помощью исследователи, сопоставляя вещества, придающие аромат чаю, кофе или коньяку, установили зависимость между качеством (или характером) аромата и содержанием тех или иных веществ в концентрате запаха. Обнаружено, например, что запах копченой консервированной говядины связан с определенным соотношением 2-метил-тиофена, 2-метилпропаналя и 2-метилбутаналя, а "зеленая резко травяная" нота в запахе черной смородины находится в определенной зависимости от логарифма отношения содержания лимонена и бета-феландрена.

И все-таки синтезировать нужный аромат по расшифрованному качественному и количественному составу естественного концентрата запаха пока обычно не удается. Американская исследовательница Э. Вик однажды заметила, что синтезировать запах по расшифровке значит водрузить Шалтая-Болтая на стенку, с которой он свалился...

Научные сложности - сами по себе, а промышленность между тем давно производит ромовую, вишневую, сливочную и многие другие эссенции. Нам нравится маргарин со вкусом и запахом сливочного масла. И в СССР уже выпускают ароматизатор для маргарина, который включает масляную и капроновую кислоты, и сливочную эссенции. Разработаны рецептуры и более тонких, совершенных по запаху, ароматизаторов. Сейчас пищевая промышленность использует 54 ароматические пищевые эссенции; из них 38 идут на нужды кондитеров, 8 - для ароматизации табачных изделий и 8 - для безалкогольных напитков. Многие из этих эссенций разработаны в Ленинградском отраслевом научно-исследовательском институте пищевой промышленности.

Создание эссенций аромата в чем-то сродни работе парфюмера. Однако эссенцию сделать труднее чем духи. Не так уж много духов, имитирующих запах тех или иных цветов, и гораздо больше духов так называемого фантазийного направления. Примерами же фантазийных эссенций могут быть только те, с помощью которых делают "Крем-соду" или "Кока-колу". Все остальные эссенции должны как можно точнее имитировать аромат природных продуктов: фруктов, ягод, кофе, орехов. И если духи "Лесной ландыш" и "Серебристый ландыш" пахнут по-разному, то эссенции "малина" или "черная смородина" должны для всех пахнуть именно малиной или черной смородиной.

Создание любой фруктовой или ягодной эссенции начинается с общего фруктового фона. Для него берут амилацетат и другие сложные эфиры, в основном уксусной, масляной и валериановой кислот. Затем в зависимости от того, какая эссенция нужна, на фруктовый фон накладывают дополнительные мазки. По мнению одного исследователя, вишневая эссенция не будет пахнуть вишней без бензальдегида или его гомологов, персиковой эссенции нужны лактоны, малиновой - иононы и гидроксифенилбутаноны. Но сколько людей, столько и вкусов. У другого создателя аромата ощущение запаха тех же фруктов или ягод может быть иным, а значит, он выберет еще какие-либо вещества для имитации их аромата.

В любом случае запах мысленно разбивают на нюансы и подбирают вещества для их воссоздания. Исследователю нужно помнить запахи десятков возможных компонентов, знать силу каждого запаха, их сочетаемость, чтобы добавка не убила нужный запах. И - уже в конце работы - добавить чуть-чуть какого-либо вещества, может быть неожиданного, чтобы придать запаху нужную полноту и живость. Кстати, автор эссенции может оценить свою работу только на готовом кондитерском изделии. Сварит, скажем, карамель, попробует - не понравилось, приготовит новый вариант эссенции, куда добавит новое вещество или, наоборот, уменьшит количество чего-либо из прежних, снова сварит карамель, снова пробует. И тек несколько раз, пока аромат и вкус конфеты понравятся и самому создателю эссенции, и его коллегам, и дегустационному совету.

Наши вкусы стали тоньше и разборчивее. И если раньше можно было сделать имитацию аромата фруктов с помощью одного-двух веществ (для грушевой эссенции брали амилацетат, ананасной - амилбутират), то сейчас потребитель легко почувствует некоторую неестественность такого запаха, привкус химии. Чем сложнее композиция, тем тоньше аромат.

Однако и здесь свои сложности. Парфюмерные фабрики выпускают духи "Красная Москва", в которых около шестидесяти компонентов; а производство пищевой ароматической эссенции даже из 20 веществ заводу невыгодно. Завод требует уменьшить число компонентов. Почему? Да хотя бы потому, что за духи платит сам покупатель, и, чем сложнее состав, тем дороже стоит флакон. А потребитель эссенции - кондитерская фабрика. И как бы ни была дорога малиновая эссенция, малиновая карамель все равно должна быть дешевле шоколадных конфет. Значит, эссенция не должна быть слишком дорогой.

И все-таки аромат эссенций все время улучшается. Была, например, эссенция "вишня" - появилась более сложная и, стало быть, более выразительная "вишня владимирская". Есть эссенция "ананасная" и "ананасная новая", "клюквенная" и "клюквенная подснежная". Недавно лаборатория Ленинградского пищевого института разработала сливовую эссенцию, сейчас заканчивается создание новой - вишневой, с более современным ароматом.

Автору эссенции обязательно надо знать ее будущее. Карамель ароматизируют при температуре свыше 100°С. Поэтому в эссенцию для нее входят высококипящие эфиры высших кислот или спиртов, которые дополнительно играют роль фиксаторов, удерживая в смеси легколётучие эфиры низших кислот и спиртов. А последние вводят в рецептуру в несколько большем количестве, так как часть их при нагревании неизбежно улетит. Для тортов и пирожных пропорции компонентов эссенции того же названия должны быть другими, для мармелада - третьими, для безалкогольных напитков - четвертыми. Однако заводу невыгодно каждый раз перестраивать технологию выпуска одной и той же эссенции разного назначения, поэтому производство требует от разработчиков их унификации, но, конечно, не за счет аромата. Так что создателям эссенций приходится нелегко…

И еще одна сложность. В зависимости от состава эссенций их добавляют в кондитерские изделия или напитки в виде спирто-водных растворов разной концентрации. И естественно, заводу выгодно, чтобы эссенция была концентрированной - ведь ее посылают в разные города, зачем же перевозить на большие расстояния лишние спирт и воду. А для технолога концентрированная эссенция неудобна - можно легко нарушить дозу, нужную для оптимального аромата.

И наконец, последнее, но очень важное обстоятельство. Пищевые эссенции должны быть абсолютно безвредными. Рецептуру каждой новой искусственной эссенции рассматривает Институт питания АМН СССР и утверждает Главный санитарный врач Министерства здравоохранения СССР.

Итак, интерес к расшифровке запахов продуктов - не праздное любопытство. Колоссальный дефицит белка в нынешнем мире, все большее использование морских организмов, сои, перспективы развития микробиологической промышленности - все это придает проблемам ароматизации пищи невиданную ранее актуальность. Человечеству свойствен в еде некоторый консерватизм, и к полезным, но необычным продуктам люди часто относятся с предубеждением. Значит, нетрадиционным блюдам, которые предлагает кулинария сегодня, надо постараться придать традиционный вкус и запах. Современная пищевая промышленность нуждается в новых ароматических эссенциях, в имитациях запаха самых разных продуктов, и над их созданием работают исследователи у нас в стране и за рубежом.

...В одном из номеров "Journal of Gas Chromatography" рядом помещены две статьи одних и тех же авторов - первая посвящена анализу лунного грунта, привезенного экипажем "Аполлона-11", а вторая - исследованию веществ запаха сыра чеддер.