curs 7:

Emulgatori

Emulsiile sunt sisteme disperse formate din dou lichide nemiscibile: faza dispersat se gsete sub form de picturi lichide cu dimensiuni cuprinse ntre 0,05 i 10 m (faz intern) iar faza de dispersie este sub form lichid-continu (faza extern). Prin utilizare de ap i ulei sau grsime se pot obine dou tipuri de emulsii: UA i AU.

Emulgatorii sunt compui chimici din categoria substanelor tensioactive (surfactani), care promoveaz i stabilizeaz emulsiile i spumele prin modificarea tensiunii superficiale.

Emulgatorii sunt formai dintr-o parte hidrofob (lipofil, nepolar) i o parte hidrofil (polar), de aceea sunt adeseori denumii compui amfifilici. Partea hidrofob a emulgatorilor alimentari este asigurat de catena linear a acizilor grai naturali consitueni ai grsimilor. Partea hidrofil poate fi neionic (reprezentat de propilen glicol, glicerin, sorbitol), anionic (acid carboxilic sub form de sare, cum ar fi stearoil lactilat de sodiu) sau amfoteric (fosfatidil colina, constituent al lecitinei).

Stabilizarea unei emulsii se face prin prevenirea fenomenului de coalescen, pe baza urmtoarelor mecanisme:

-adugarea unui emulgator ionic, ce formeaz o pelicul la interfaa particulelor de ulei, ce devin astfel ncrcate cu sarcin electric de acelai semn i se resping.

-utilizarea unor emulgatori la care partea hidrofil este voluminoas, de exemplu emulgatori polietoxilai (polisorbai). Acetia se fixeaz cu partea hidrofob la suprafaa picturii de ulei, dar sunt puternic hidratai i formeaz o pelicul stabil de ap n jurul particulei, prevenind contactul ntre particule, i astfel, coalescena.

-mpiedicarea steric: unii emulgatori au tendina de a forma un film solid la interfaa apulei, care mpiedic particulele de grsime s fuzioneze. Acest gen de stabilizare se obine la adugarea unor polimeri naturali, gume sau proteine hidrosoluble

-pentru a preveni ecremarea (aglomerarea particulelor de grsime i deplasarea lor la faza superioar a emulsiei) pot fi adugai n faza apoas ageni de ngroare care mresc vscozitatea i micoreaz viteza de deplasare a particulelor de grsime prin faza apoas

-formarea de mezofaze sau stri de cristal lichid n filmul de emulgator la contactul cu apa

Principalele funciuni ale emulgatorilor n alimente:

-formarea i stabilizarea emulsiilor prin micorarea tensiunii superficiale la interfaa ulei/ap

-formarea de complexe insolubile cu componentele amidonului, ceea ce ntrzie retrogradarea acestora - la rcirea produselor de panificaie proaspt scoase din cuptor se produce retrogradarea (precipitarea) amilozei, ceea ce confer textura i caracteristica acestor alimente. Acest proces poate fi ncetinit prin adugarea de emulgatori care ptrund n helix-ul format de macromolecula de amiloz

-formarea de complexe cu proteinele-emulgatorii pot interaciona cu proteinele din alimente, pentru a le conferi structurale mbuntite. Astfel, complexarea cu glutenul din fin mrete tolerana la frmntare, stabilitatea la dospire i coacere, reduce aderena, mrete capacitatea de reinere a gazelor

-aerarea i stabilizarea spumelor-emulgatorii au rolul de a ameliora capacitatea de spumare i de a favoriza creterea triei, a stabilitii i a volumului spumei (n ngheate, produse lactate de imitaie, fric, creme). Coeziunea spumei este datorat aglomerrii particulelor de grsime, care formeaz o reea rigid n interiorul spumei, mrind stabilitatea

-lubrificarea: introducerea emulgatorilor n produsele pe baz de amidon ce se prelucreaz prin extrudere (paste) duce la un mai bun control al procesului

-modificarea formelor cristaline: reorganizarea formelor cristaline ale cristalelor de grsime n formele cristaline mai compacte, (cristale triclinice sau prisme obilice cu baza paralelogram) i (cristale ortorombice)

-umectare: emulgatorii acioneaz prin micorarea tensiunii superficiale ntre lichide i suprafaa solidului, cea ce uureaz dispersarea n ap a unor creme, cereale, sucuri instant, fric pentru cafea, nuc de cocos, legume uscate.

-solubilizarea: emulgatorii mbuntesc dispersarea unor colorani i arome

Emulgatorii pot fi clasificai dup urmtoarele criterii:

-tipul sarcini electrice: emulgatori anionici (formeaz n ap, la pH alcalin, ioni ncrcai negativ, fiind ageni activi de suprafa), cationici (formeaz n domeniul de pH acid ioni ncrcai pozitiv, fiind ageni activi de suprafa), amfoteri (formeaz ioni ncrcai pozitiv i negativ, n funcie de pH, fiind fiind ageni activi de suprafa n ambele domenii de pH, cu excepie zonei izoelectrice) i neionici (nu formeaz ioni n ap i activitatea lor este dependent de pH)

-dup proprietile de dizolvare: emulgatori hidrofilici (polari, solubili n ap) i lipofilici (nepolari, solubili n ulei)-din punct de vedere al raportului ntre gruprile hidrofile i lipofile, s-a introdus raportul sau balana HLB, cu valori cuprinse ntre 0 i 20:

HLB = masa molecular a prii hidrofile/masa molecular total sau HLB = partea hidrofil/ 5.

Astfel, la HLB cuprins ntre 3 i 6, ntlnim formatorii de emulsii A/U (emulgatori lipofilici precum monogliceridele, glicerol lactopalmitatul, propilenglicol monostearatul).

La HLB cuprins ntre 7 i 9, ntlnim n principal umectanii i mai puin emulgatorii.

La HLB cuprins ntre 8 i 14, ntlnim formatorii de emulsii U/A, care sunt hidrofilici (detergeni i ageni de dizolvare a grsimilor). n aceast categorie sunt ncadrai esterii sucrozei, lecitina, esterii polioxietilen sorbitanului. La HLB cuprins ntre 15 i 18, ntlnim ageni de solubilizare a materiilor grase

Lecitina se gsete n glbenuul de ou, ns, comercial se folosete lecitina din soia (unde aceasta se gsete n proporie de 2,5-3,2%) sau din alte surse vegetale cum ar fi uleiul de porumb, rapi, floarea soarelui. Emulgatorii amfoterici prezeni n lecitin sunt fosfatidil colina, fosfatidil serina, fosfatidil etanolamina, fosfatidil inozitolul, acidul fosfatidic. Metoda de preparare industrial a lecitinei implic presarea uleiului brut sau extracie cu hexan, rafinarea acestuia prin extracia uleiurilor i acizilor grai liberi cu aceton, ce conduce la obinerea unui produs cu un coninut ridicat de fosfolipide (95%) cu hidrofilicitate crescut i proprieti de emulgator mbuntite. Acesta poate fi fracionat prin extracie cu etanol. Fracia solubil n etanol este mbogit n fosfatidil colin (60%) i are un indice HLB cuprins ntre 14 i 15, pretabil pentru emulsii U/A. Fracia insolubil n etanol conine compui mai hidrofobi, n principal fosfatidil inozitol i acid fosfatidic i este potrivit pentru emulsii A/U.

Lecitine chimic modificate: modificarea chimic a lecitinei de uz alimentar poate fi fcut prin acetilare, hidroxilare i hidroliz enzimatic.

Lecitinele acetilate pot fi obinute prin tratara lecitinei hidratate cu anhidrid acetic i neutralizarea produsului obinut cu NaOH sau Ca(OH)2 pn la o valoarea de pH de 6,5-8,0. Reacia de acetilare are loc la gruparea amino primar din structura fosfatidil etanolaminei, ce se transform din compus amfoter n unul anionic cu modificarea solubilitii i a proprietilor de emulgator pentru emulsii U/A.

Fosfatidil colinaLecitinele hidroxilate sunt obinute prin aciunea apei oxigenate (n prezena acidului acetic sau lactic) asupra dublelor legturi din structura acizilor grai nesaturai i, n unele cazuri asupra gruprilor amino din structura fosfatidil etanolaminei. Operaia are drept scop mbuntirea proprietilor de emulgator pentru emulsii U/A. Astfel, lecitinele hidroxilate sunt utilizate n sisteme n care este necesar o bun dispersabilitate n ap, n special n produse de panificaie, pentru dispersia mai bun a grsimii i ncetinirea nvechirii pinii.

Lecitinele hidrolizate se obin prin hidroliz enzimatic, n prezena unor fosfolipaze. Procedeele enzimatice sunt preferate hidrolizei n mediu acid sau bazic, deoarece sunt selective i scindeaz un singur rest de acid gras din molecula lecitinei.

Lecitinele parial hidrolizate sunt mai hidrofile i stabilizeaz emulsii U/A n prezena ionilor de calciu sau magneziu i de aceea sunt utilizate n diferite forme de lapte praf de substituie, mbuntind emulsificarea i digestibilitatea grsimilor. Reacile de hidroliz enzimatic pot conduce i la hidroliza restului fosfat din structura lecitinei, sub aciunea fosfolipazelor, ceea ce conduce la creterea coninutului de acid fosfatidic, emulgator anionic, i, n consecin la o scderea a hidrofilicitii produsului.

Lecitina este utilizat ca emulgator, antioxidant, umectant i agent de lubrifiere n panificaie i patiserie, la fabricarea ciocolatei, bomboanelor, margarinei.

Mono i digliceridele acizilor grai sunt cei mai utilizai emulgatori neionici, lipofilici (HLB cuprins ntre 3 i 4). Partea hidrofil a moleculei este asigurat de gruprile hidroxil neesterificate ale glicerinei iar partea hidrofob de catenele hidrocarbonate ale acizilor grai. Monogliceridele pot fi esterificate n poziiile i iar digliceridele n poziiile , , respectiv i . Monogliceridele sunt cei mai activi emulgatori.

Principala metod de preparare a mono- i digliceridelor este interesterificarea grsimilor, reacie de transesterificare a grsimilor, cu glicerin, n prezena unui catalizator alcalin, la 220-240oC. Materiile prime sunt untura hidrogenat, seul de vit, uleiurile hidrogenate de soia, floarea soarelui i bumbac.

Principalele monogliceride utilizate n industria alimentar sunt: gliceril-1-monolauratul, gliceril-1-monomiristatul, gliceril monopalmitatul, gliceril-1-monooleatul, gliceril-1-monostearatul.

Monogliceridele hidratate sunt indicate la fabricarea granulelor instant de cartofi, prjituri, produse de patiserie, paste. Monogliceridele pot fi folosite fr activare n diferite amestecuri pulbere, ca mix-urile pentru ngheate, pentru panificaie.

Mongliceridele nesaturate sunt mai hidrofile i mai utilizabile n emulsii de tip A/U, prevenind inversia de faz. Sunt folosite n margarin tartinabil la rece, preparate tartinabile cu un coninut sczut de grsime, margarin pentru prjituri i aluaturi fragede. Monogliceridele saturate se utilizeaz n primul rnd n emulsii tip U/A pentru aerare, margarin pentru prjit i grsimi emulsionate pentru gtit, margarin pentru prjituri i aluaturi fragede, margarin pentru produse de patiserie.

MonogliceridDigliceridEsterii monogliceridelor cu acizii organici sunt utilizai mai mult ca i coemulgatori i stabilizatori ai emulsiilor preparate cu un emulgator clasic. Pentru esterificare se utilizeaz acizii citric, tartric, acetic, succinic.

Esterii monogliceridelor cu acidul acetic i lactic sunt utilizai pentru controlul formelor de cristalizare a grsimilor i mbuntirea proprietilor de aerare, n aluaturi de tip chec i diverse creme aerate.

Esterii monogliceridelor cu acidul citric asigur proprietile funcionale bune ale margarinei pentru gtit i prezint capacitatea de a forma chelai cu metalele grele.

Esterii monogliceridelor cu acidul tartric i diacetiltartric sunt utilizai n panificaie, deoarece interacioneaz cu glutenul din fin, mbuntind retenia de CO2 i tolerana la frmntare. Sunt utilizai i pentru mbuntirea capacitii de udare a nlbitorilor de cafea.

Esterii monogliceridelor cu acidul succinic sunt emulgatori lipofilici neionici, obinui prin tratarea monogliceridelor cu anhidrid succinic. Sunt utilizai ca emulgatori pentru shortening-uri i pentru produse de panificaie pe baz de drojdie, datorit capacitii de a forma complexe cu amidonul i proteinele.

Sucroesterii sunt esteri ai zaharozei cu acizi grai (lauric, palmitic, stearic, oleic). Metoda de preparare a acestor compui const n nclzirea zaharozei cu esteri metilici ai acizilor grai, n prezena unui catalizator alcalin.

Monoesterii zaharozei cu acizii grai sunt utilizai n special pentru emulsii de tip U/A, n timp ce diesterii sunt mai potrivii pentru emulsiile A/U. Sucroesterii sunt utilizai n produse de patiserie, paste finoase, analogi de produse lactate, ngheate, tratamentul de suprafa al fructelor proaspete, gum de mestecat.

Sucrogliceridele sunt amestecuri de sucroesteri i mono sau di- gliceride, obinute prin transesterificarea grsimilor cu zaharoz. Utilizrile sunt similare celor pentru sucroesteri.

Esterii acizilor grai cu poliglicerolul sunt emulgatori neionici la care partea hidrofil este reprezentat de oligomeri ai glicerinei. Sinteza acestora are dou etape: polimerizarea glicerinei i apoi esterificarea oligomerilor cu acizi grai. Sunt utilizai n produse pe baz de ou, emulsii de grsime, gum de mestecat, analogi de lapte i smntn.

Esterii acizilor grai cu propilenglicolul sunt emulgatori neionici, puternic hidrofobi (HLB 1,8). Acizii grai utilizai pentru sinteza lor sunt acidul lauric, miristic, palmitic, stearic, oleic dar i esteri ai propilen glicolului cu acizi grai eseniali.

Propilen glicol monostearatEsterii acizilor grai cu polietilen glicolul sunt emulgatori neionici hidrofili, pentru emulsii UA, obinui prin reacia direct a polietilen glicolului cu un acid gras. Produii comerciali rezultai sunt monoesteri sau diesteri. Se utilizeaz ca inhibitori de cristalizare pentru uleiuri vegetale.

Polietilenglicol stearat

Derivai de sorbitan

Esterii acizilor grai cu sorbitolul reprezint o clas de emulgatori neionici lipofili (HLB cuprins ntre 3 i 6) a cror parte hidrofil este asigurat de sorbitol i eterii ciclici obinui prin eliminarea unei molecule de ap ntre gruprile hidroxil din poziiile 1, 4 (sorbitan) i respectiv dou molecule de ap ntre gruprile hidroxil din poziiile 1, 4 i 3, 6 (izosorbit) din molecula de sorbitol.

Sorbitolul este un hexitol natural izolat prima dat din fructele de Sorbus aucuparia L, dar care este prezent n majoritatea fructelor (mere, prune, piersici). Materia prim este reprezentat de glucoz, hidrolizat de amidon sau zahr invertit. Se poate obine prin reducerea glucozei cu amalgam de sodiu sau hidrogenare catalitic. Formeaz n soluie chelai cu metalele grele, inhibnd capacitatea prooxidant a acestora

.

Sorbitol

Sorbitan

Eterii ciclici derivai de la sorbitol (sorbitanul i izosorbitul) se obin prin deshidratarea acestora n prezen de acizi (HCl, H2SO4).

Cei mai importani emulgatori din aceast categorie sunt derivaii sorbitanului obinui prin esterificare cu acizi grai: sorbitan monostearat, sorbitan tristearat, sorbitan monolaurat, sorbitan monooleat, i, respectiv, sorbitan monopalmitat.

Esterii sorbitanului sunt utilizai ca emulgatori, ageni de aerare i lubrifiere n smntn, produse zaharoase, analogi de lapte i smntn, emulsii grase pentru patiserie, gume de mestecat, margarin.

Esterii polietoxilai ai sorbitanului cu acizii grai sunt emulgatori neionici hidrofili (HLB=10-17), cunoscui sub numele de Polisorbat. Creterea hidrofilicitii este realizat prin polietoxilarea grupelor hidroxil cu ajutorul oxidului de etilen, urmat de esterificarea cu acid gras. Se lucreaz la rapoarte molare oxid de etilen/ester de sorbitan, astfel nct molecula s conin n medie 20 de uniti de oxid de etilen.

Cel mai utilizat emulgator din aceast categorie este Polisorbatul 60, monostearatul de sorbitan polietoxilat, folosit pentru mrirea rezistenei aluaturilor de panificaie. Este utilizat n combinaie cu propilenglicol monostearatul sau monoglicerololeatul pentru shortening-urile utilizate n patiserie.

Polisorbat 60

Emulgatorii anionici derivai din alcooli grai sunt esterii acidului fumaric i citric cu alcoolul stearilic (1-octadecanol).

Alcoolii grai se obin din hidrogenarea catalitic a grsimilor, acizilor grai liberi sau esterilor metilici ai acestora.

Stearil fumaratul de sodiu este utilizat pentru mbuntirea proprietilor mecanice ale aluatului.

Laurilsulfatul de sodiu este utilizat ca agent de batere pentru spumele pe baz de albu de ou, deoarece faciliteaz modificarea proteinelor la interfaa aer/ap i stabilizarea spumelor formate.

Stearil fumaratul de sodiu

Lauril sulfatul de sodiuEsterii acidului lactic i tartric cu acizii grai sunt obinui prin esterificarea grupelor carboxil din acizii grai cu grupele hidroxil ale hidroxiacizilor. Cei mai utilizai sunt stearoil 2-lactilatul de sodiu i stearoil 2-lactilatul de calciu.

Stearoil lactilat de sodiuCurs 8

Aromatizani i potenatori de arom

Aromatizanii sunt substane chimice singulare sau n amestec, de origine natural sau de sintez, ce confer o anumit arom unui aliment sau modific aroma preexistent.

Aromatizanii pot fi clasificai n trei categorii principale:

-aromatizani constitutivi (confer arom unui produs care nu posed arom iniial)

-aromatizani complementari (sunt adugai pentru a restabili aroma iniial a produsului, care s-a pierdut n timpul prelucrrii, de ex. sucurile de fructe)

-aromatizani suplimentari (sunt adugai pentru a modifica aroma de baz, n scopul obinerii unui produs nou

Dup provenien, pot fi clasificai n:

-aromatizani naturali, care sunt fie materii prime naturale aromatice, utilizate ca atare (condimente, ierburi, oet, sucuri de fructe), fie aromatizani naturali extrai din materiile prime aromatizante (e.g. citralul obinut prin distilare din uleiul de lemongrass)

-aromatizani identic naturali, obinui prin sintez (e.g. citralul obinut prin sintez de la metilheptenon)

-aromatizani sintetici, neidentificai n surse naturale i obinui exclusiv prin sintez

-aromatizani de prelucrare termic (obinui prin tratament termic, din unul sau mai muli precursori, cum ar fi aroma de carne procesat, obinut din aminoacizi i zaharuri reductoare, prin reacii tip Maillard)

Potenatorii de arom sunt substane care nu au arom proprie, dar au proprieti sinergetice n combinaie cu alte ingrediente din produsul alimentar.

Precursorii de arom sunt compui prezeni n aliment nainte de prelucrarea tehnologic (termic sau enzimatic), care n cursul acestor procedee sufer transformri cu formarea unor componente de arom.

Intensificarea, respectiv formarea aromei produselor alimentare, n decursul diferitelor tratamente termice este rezultatul:

-aciunii directe asupra proteinelor: ncepnd cu temperatura de 300C, se iniiaz degradarea proteinelor, ntre 55 i 800C are loc coagularea majoritii proteinelor, la temperaturi de peste 800C gruprile SH (tiol) sunt oxidate la grupri disulfurice S-S- iar la temperaturi de peste 900C se elibereaz H2S

-reaciilor de mbrunare (reacii ce conduc la formarea de substane macromoleculare de culoare brun): reacii Maillard (reacii ntre zaharurile reductoare, inclusiv acid ascorbic i aminoacizi, peptide sau proteine), caramelizarea zaharurilor la temperaturi ridicate (1400C) produii finali fiind compuii carbonilici, reacia chinonelor (formate prin oxidarea polifenolilor) cu aminoacizi sau amine, reacia dintre produii de autooxidare a lipidelor polinesaturate (respectiv produii secundari de autooxidare) cu aminoacizi, peptide, aminoderivai, reacia polifenolilor i a altor componente cu metale grele, nsoit de schimbarea aromei

-reaciilor de mbrunare ce sunt nsoite de formarea substanelor de arom; componentele de arom sunt formate din produse intermediare obinute prin reacii secundare, cum ar fi ciclizarea derivailor oligosubstituii, aminelor, tiolilor, derivailor carbonilici i carboxilici, condensarea derivailor carbonilici volatili cu aminele, degradarea Strecker a aminoacizilor (aminoacizii, n prezena compuilor -dicarbonilici cum ar fi diacetilul, dehidroreductonele, aldehida piruvic, sunt transformai n final n aldehide cu un atom de carbon mai puin dect aminoacidul de la care s-a plecat i n -aminocetone)

-degradrii termooxidative a grsimilor, ce d: produse uor volatile, cu un caracter acid (acizi grai, acizi aromatici), produse uor volatile cu un caracter neutru (hidrocarburi saturate i nesaturate, alcooli, esteri, lactone, aldehide saturate i nesaturate, cetone, compui aromatici), compui nevolatili (monomeri rezultai n urma ciclizrii unui acid gras, monomeri, dimeri, trimeri formai prin condensare Diels-Alder i oxidri).

Degradarea Strecker a aminoacizilor

Reacia Maillard

Aromatizani naturali

Condimentele i aromele din plante pot proveni din frunze (ment, mrar, ptrunjel, leutean, busuioc, dafin, oregano), muguri (cuioare), fructe (nucoar, piper, ardei iute, coriandru), semine (mutar), bulbi (ceap, usturoi), rizomi (hrean), scoar (scorioar).

Condimentele i ierburile aromatice trebuie s ndeplineasc anumite norme de puritate, i de aceea, nainte de utilizare, sunt supuse currii de impuriti mecanice prin trecerea prin separatoare gravimetrice i sterilizrii prin tratare cu oxid de etilen sau prin iradiere cu radiaii gamma sau microunde.

Extractele sunt aromatizani naturali obinui din diferite surse prin extracie cu alcool sau ap, produsul obinut dup evaporarea solventului fiind utilizat ca atare, cu zahr sau sare.

Tincturile sunt obinute prin tratarea materialului natural mrunit cu ap cald sau rece (infuzie) sau alcooli (etanol, alcool izopropilic, propilen glicol, glicerin).

Extractele de fructe se obin din fructe aromate (zmeur, banane, cpuni), prin tratare cu amestec de alcool etilic i ap.

Extractele de carne se obin prin extracia cu ap la 900C a crnii tocate sau libere de grsime, soluia obinut fiind filtrat i concentrat sub vid.

Extractele din pete i molute se pot obine prin extacia materiilor prime mrunite cu ap la presiune atmosferic sau sub presiune.

Extractul de drojdie, sucul celular concentrat, poate fi utilizat att ca potenator de arom (conine o serie de 5-nucleotide), ct i ca aromatizant. Se obine prin autoliz (hidroliz sub aciunea enzimelor proprii) i plasmoliz (soluii concentrate de sare sau zahr). Este utilizat n tocturile i pastele de carne, conserve de carne, sosuri de friptur, supe concentrate.

Extractul de hamei este utilizat prin tratarea hameiului cu etanol, urmat de evaporarea la vid a solventului, cu obinerea unui produs siropos, verde nchis. Extractele de hamei sunt utilizate la fabricarea berii, obinndu-se produse de calitate superioar.

Infuziile n ap pot fi preparate pornind de la materiile prime naturale diverse (ceai, cafea, caao) i sunt utilizate pentru aromatizarea buturilor rcoritoare, a dulciurilor, a produselor de panificaie sau pentru unele preparate farmaceutice.

Tincturile alcoolice sunt preparate din diverse condimente i ierburi aromatice, dar i din alte surse vegetale i sunt utilizate pentru aromatizarea buturilor rcoritoare i alcoolice, crora le confer arom i componente de gust ce not pot fi date de uleiurile esteniale obinuite.

Uleiurile eseniale reprezint principiile aromatice active din plante, coninute sub forma unor mici saci de ulei distribuii n diverse pri ale plantei. Pot fi obinute prin urmtoarele procedee: antrenare cu vapori (ce separ componentele volatile, antrenabile cu vapori, componentele nevolatile rmnnd n vasul de antrenare), hidrodistilare (asemntoare cu antrenarea cu vapori, ns materialul vegetal este n contact cu apa la fierbere), presare la rece (folsit n mod special n uleiurile de citrice) sau distilare uscat (procedeu aplicat rar, mai ales n cazul izolrii unor exudate sau balsamuri).

Dup aceste procedee, poate urma purificarea prin distilare simpl sau rectificare.

Utilizarea uleiurilor eseniale are dou direcii: conferirea aromei lor caracteristice produsului finit (ex., uleiul de ment) i respectiv imitarea altor arome naturale, ce nu pot fi obinute direct, din cauza concentraiei mici a aromatizantului n materia prim.

Oleorezine: oleorezinele naturale sunt exsudate ale plantelor, obinute din condimente i plante aromatice, prin extracie cu un solvent organic, urmat de evaporarea solventului. Pot fi utilizai solveni de tipul hidrocarburilor, derivailor clorurai, alcoolilor, eterului etilic, cetonelor, esterilor.

Se prepar oleorezine de uz alimentar din condimente i plante aromatice precum ardeiul, piperul, mrarul, ptrunjelul, busuiocul, folie de dafin, ceapa, usturoiul, ghimbirul, mentei, portocalei, vaniliei.

Olerorezinele i uleiurile eseniale se prezint sub forma de lichide dispersabile n uleiuri. Ele sunt condiionate cu soluii de glicerin, propilen glicol, ulei vegetal, la care este adugat emulgator, Polisorbat 80 ceea ce mbuntete dispersabilitatea n ap, prin emulsionare n ap n prezen de gum arabic, prin depunere pe un suport solid comestibil (sare, dextroz, amidon, lactoz, zer uscat, n proporie de maxim 10% pentru a pstra proprietile de curgere ale suportului), ncapsulare n pelicule de hidrocoloizi de origine vegetal sau animal (oleorezinele sunt omogenizate n ap cu adaos de amidon sau gume vegetale).

Hidrolizate proteice i arome de fermentaie

Hidrolizatele proteice se obin prin hidroliza acid, enzimatic sau combinat a proteinelor de natur vegetal (soia, gluten) sau animal (cazein, albumina din albuul de ou). n funcie de gradul de hidroliz se pot obine hidrolizate proteice cu grad de hidroliz ridicat, cu grad de hidroliz mediu, sau cu grad redus de hidroliz.

Hidrolizatele proteice sunt utilizate pentru concentrate de supe, pentru aromatizani granulai, sosuri i alte produse i preparate din carne sau ca surse de aminoacizi pentru aromele de prelucrare termic.

Aromele de fermentare se obin prin procedee enzimatice pornind de la drojdie, lapte degresat, zer, grsimi.

Aromatizantul cu arom de unt este utilizat n margarin, shortening-uri pentru panificaie, ngheat. Se obine prin fermentarea laptelui degresat sau a zerului cu microorganisme de tipul Leuconostoc citrovorum, ce transform acidul citric n diacetil, acetoin, acetaldehid sau Lactoccocus lactis, Streptoccocus thermophilus care produc doar acid lactic, acetaldehid i etanol. Diacetilul, acetoina, acetaldehida i acidul lactic sunt considerai principalii compui ce definesc aroma de unt.

Aromatizanii cu arom de brnz sunt utilizai pentru diverse sosuri, produse de panificaie, umpluturi, snacks-uri i pentru diverse sortimente de brnzeturi vegetale. Aroma de brnz se datoreaz acizilor inferiori (butiric, propionic), acizilor saturai cu catene medii (acid caprilic C8 i caprinic C10), lactonelor i metilcetonelor (2-pentanon, 2-heptanon), ce se obin prin aciunea enzimelor prezente n lapte. Aroma de brnz Cheddar este dat i de prezena compuilor cu sulf (mercaptani, rezultai din degradarea aminoacizilor cu sulf) dar i de prezena unor pirazine substituite (e.g. acetilpirazin) rezultate n urma proceselor fermentative, de exemplu de Penicillium.

Aromatizanii cu arom de pine se obin din zer prin fermentaie cu bacterii lactice de tip Streptoccocus i Lactobacillus, urmat de fermentare cu drojdii de tip Saccharomyces.

Aromatizanii cu arom de fructe de obin prin cultivarea unor i drojdii i mucegaiuri pe terciuri de fructe i sunt utilizate pentru aromatizarea buturilor rcoritoare, a ngheatei, a lactatelor.

Aromatizanii sintetici pot fi singulari sau amestecuri, n care predomin o anumit substan de miros. Utilizarea aromatizanilor sintetici n locul celor naturali prezint marele avantaj al unei caliti i cantiti constante a produsului de aromatizare (indiferent de anotimp i variaii ale recoltelor). Calitatea constant a aromatizanilor sintetici permite standardizarea aromelor.

Aromatizanii sintetici sunt:

-aromatizani identic naturali, identificai n diverse surse naturale (uleiuri eseniale, oleorezine, aromatizani de fermentaie, aromatizani de prelucrare termic), dar care sunt preparai prin sintez chimic

-aromatizani artificiali, compui ce nu au fost identificai n surse naturale, de exemplu etilvanilina

Pentru a putea obine aa numitele arome identic naturale, trebuie cunoscui compuii chimici ca confer aroma natural i proporia lor n amestec. Metodele de analiz utilizate sunt cromatografia de gaze i cromatografia de lichide de nalt performan.

Principalele substane de aromatizare sintetice sunt descrise n continuare.

Acetatul de geranil (3,5 dimetil-2-trans, 6 octadienil acetatul) se gsete n uleiurie eseniale (cel de Daucus carota sau Eucalyptus macarthurii). Sintetic se obine din geraniol, anhidrid acetic i acetat de sodiu. La om, doza zilnic acceptat necondiionat este de 0-5 mg/kg corp.

Acetatul de geranil

Anetolul (trans-p-propenilanisolul) se gsete n uleiurile eseniale de anis i fenicul.

Anetolul

Doza zilnic acceptabil la om, condiionat este de 0-1,25 mg/kg corp.

Aldehida benzoic (benzaldehida) intr n compoziia amigdalinei (cianoglicozid ce se gsete n smburii de caise, piersici, n uleiul esenial de migdale amare). Pe cale sintetic se poate obine prin hidroliza clorurii de benziliden sau prin oxidarea toluenului cu aer, n prezen de oxizi de molibden, vanadiu, zinc sau crom. La om, doza zilnic acceptat necondiionat este de 0-5 mg/kg corp.

Acetatul de benzil (benzil acetatul) se gsete n uleiuri eseniale din flori. Pe cale sintetic se obine prin fierberea alcoolului benzilic cu anhidrida acetic, n prezena acetatului de sodiu anhidru.

Acetatul de benzil

Acetatul de etil se obine industrial din acetaldehid n prezen de alcoolat de aluminiu sau din acid acetic i alcool etilic, n prezen de acid sulfuric. Se utilizeaz pentru obinerea de arome sintetice de fructe, pentru aromatizarea unor buturi, lichioruri.

Este absorbit cu uurin din tractul intestinal, fiind solubil n plasma sanguin. Este hidrolizat de ctre esterazele din plasm i ficat, precum i de ctre lipaza pancreatic la alcool etilic i acetat. Alcoolul etilic este excretat prin urin i respiraie, restul fiind metabolizat. Doza zilnic acceptat necondiionat este de 0-25 mg/kg corp.

Acetatul de etil

Acetatul de linalil se gsete n numeroase uleiuri eseniale. Pe cale sintetic se obine prin esterificarea linalolului cu anhidrida acetic, n prezena acetatului de sodiu anhidru i a H2SO4.

Linalil acetatul

Aldehida cinamic sau cinamalul intr n compoziia a numeroase uleiuri eseniale (n special n cel de scorioar), de unde se extrage prin distilare n curent de vapori. Sintetic se obine prin condensarea benzaldehidei cu acetaldehid, n prezen de NaOH concentrat sau prin reducerea clorurii de acid cinamic.

Aldehida cinamicAldehida nonilic sau pelargonic este constituent al uleiului esenial de mandarine i lemon grass. Sinteteic, se obine din aldehid nonolic i acid formic, reacie catalizat de TiO2. La om, doza zilnic acceptabil necondiionat este de 0-0,1 mg/kg corp.

Aldehida nonilic

Aldehida octilic sau caprilic se gsete n uleiul esenial de citronella, lemon grass i trandafir. Sintetic, se obine din octanol, prin dehidrogenare, n prezen de cromit de zinc, la 4000C sau din acid caprilic i acid formic, prin nclzire la 3000C, n prezen de TiO2. Doza zilnic admisibil necondiionat la om este de 0-0,1 mg/kg corp.

Aldehida octilica

Aldehida piperonilic respectiv piperonalul sau heliotropina este component al unor uleiuri eterice, cum ar fi cele de Spirea ulmaria sau Robinia pseudoacacia. Sintetic, se obine prin oxidarea izosafrolului cu bicromat de potasiu.

Aldehida piperonilica

Butiratul de etil se obine prin esterificarea acidului butiric cu alcool etilic, n prezen de H2SO4 concentrat. Acest ester este hidrolizat de ctre lipaza pancreatic, cu formare de etanol i acid butiric. Doza zilnic acceptabil necondiionat este de 0-15 mg/kg.

Butiratul de etil

Butiratul de geranil se obine din acid butiric anhidru i geraniol.

Butiratul de linalil se gsete n uleiul esenial de lavand. Se obine i prin sintez din acid butiric i linalool.

D carvona i L carvona (D-2-metil-5-izopropenil-2-ciclohexenona i, respectiv 1,2-metil-5-izopropenil-2-ciclohexenona. n natur se gsete sub form activ, ct i racemic. Forma dextrogir se gsate n cantitate mai mare n uleiul de chimen i de anason, reprezentnd 50-60% din totalitatea uleiului esenial. Forma levogir se gsten uleiul esenial de ment crea. Racemicul se gsete n uleiurile eseniale de ghimbir i ment. D-carvona se obine prin distilarea fracionat sub vid sau vapori de ap a uleiului de chimen. L-carvona se obine din uleiul esenial de chimen, cu bisulfit de sodiu i H2S.

Carvona

Cinamatul de etil (3-etil fenilpropenoatul) se obine prin adugarea lent aldehidei benzoice, n acetat de sodiu, n prezen de acetat de etil n exces. Se mai poate obine din acid cinamic i alcool etilic, n prezen de acid sulfuric.

Cinamat de etilSe utilizeaz pentru reproducerea unor arome diferitelor arome de fructe, n special de prune i piersici. Se mai utilizeaz pentru aromatizarea produselor de caramelaj.

Citralul sau geranialul (3,7-dimetil-2,6 octadienalul) este componentul principal al unor uleiuri eseniale (lmie, lemon grass, portocale, mandarine). Produsul natural este un amestcec de citral a i citral b. Industrial, se obine din uleiul esenial de lemon grass (ce conine 70-90% citral). Sintetic, se obine din oxidarea geraniolului, nerolului sau linalolului cu acid cromic. La om, doza zilnic acceptabil condiionat este de 0-1 mg/kg corp.

Citral

Citronelolul sau dihidrogeraniolul se obine din uleiuri eseniale de geranium, trandafiri. Sintetic, se obine prin reducerea citronelalului cu amalgam de sodiu. La om, doza zilnic acceptabil condiionat este de 0-0,25 mg/kg corp.

Citronelol

Diacetilul se gsete n produsele lactate de fermentaie, contribuind la aroma lor. De exemplu, n untul fabricat din smntna de fermentaie se gsete 1 mg/kg diacetil, ce se formeaz din citrai, sub aciunea Streptoccocus lactis, Streptoccocus diacetilactis i Leuconostoc citrovorum i paracitrororum. Se obine pe cale sintetic din metilceton prin conversie n izonitrozoceton cu HNO2, urmat de o descompunere n diacetil, prin hidroliz cu HCl. Este folosit pentru aromatizarea untului, margarinei, oetului, cafelei, mierii.

Diacetil

Etil antranilatul (etil-o-aminobenzoatul; 2- aminobenzoatul de etil) se obine prin reacia acidului antranilic cu acetat de etil n prezen de alcool etilic. Este utilizat pentrun aromatizarea produselor de caramelaj i a vinului.

Etilbenzoatul se obine prin tratarea unui curent de HCl ntr-o soluie de acid benzoic n alcool etilic. Se utilizeaz la aromatizarea unor buturi i a tutunului.

Etilbenzoatul

Etil fenil acetatul (fenilacetatul de etil) se obine prin esterificarea acidului fenilacetic cu alcool etilic foarte pur. Se utilizeaz la aromatizarea tutunului cu gust de miere i pentru unele produse alimentare.

Fenilacetatul de etilEtilvalerianatul se obine prin esterificarea valerianatului de sodiu cu alcool etilic, la 85-96oC, n prezen de acid sulfuric. Se utilizeaz la fabricarea aromatizanilor cu miros de ananas, banane i alte fructe exotice.

Etilvalerianatul

Etilvanilina se obine din eterul monoetilic al pirocatehinei sau prin etilarea aldehidei protocatehinice. Pentru om, doza zilnic admisibil necondiionat este de 0-10 mg/kg corp.

Etilvanilina

Eugenolul (4-alil-2-metoxifenolul; p-alil-guiacolul) se extrage din uleiurile eseniale, n special cele de cuioare. Pentru om, doza zilnic admisibil condiionat este de maximum 5 mg/kilocorp.

Eugenol

Fenilacetatul de geranil se obine prin barbotare de HCl gazos ntr-o soluie de geraniol i acid fenilacetic. Se utilizeaz la obinerea aromatizanilor n industria alimentar.

Fenilacetatul de geranilFenil-etil-acetatul se obine prin reacia dintre acetatul de sodiu anhidru i alcool feniletilic, n prezen de anhidrid acetic. Se utilzeaz n numeroase preparate de aromatizani cu utilizare n industria alimentar.

Fenil etil acetatulFenil-etil-antranilatul se obine prin esterificarea alcoolului feniletilic cu acid antranilic, n prezen de H2SO4. Are miros floral, de violete.

Fenil etil antranilatul Fenil-etil-benzoatul se obine prin esterificarea acidului benzoic cu alcool feniletilic, n prezen de H2SO4. Are miros floral de liliac, trandafir, narcise.

Fenil-etil-benzoatulFenil-etil-formiatul se obine din alcool feniletilic i acid formic, n prezen de mici cantiti de H2SO4. Are miros floral de liliac, trandafir, narcise. Se utilizeaz la aromatizarea produselor de caramelaj.

Fenil-etil-formiatulFenil-etil-izobutiratul se obine din reacia acidului izobutiric cu alcoolul feniletilic, n prezen de H2SO4 concentrat sau HCl gazos. Reacia n prezen de H2SO4 fiind tumultoas, necesit rcirea recipientelor. Are miros floral de trandafir, crizantem. Se utilizeaz n produse de caramelaj i cofetrie.

Fenil-etil-izobutiratulFenil-etil-salicilatul se obine din acid salicilic foarte pur, alcool feniletilic i H2SO4 concentrat. Se utilizeaz n produse de caramelaj.

Fenil-etil-salicilatulFenil-etil-valerianatul se obine prin reacia valerianatului de sodiu cu alcoolul feniletilic, n prezen de H2SO4. Confer arom de piersici, pere, ananas.

Fenil-etil-valerianatul

Formiatul de geranil se obine din acid formic anhidru i geraniol. Are miros caracteristic de trandafir.

Formiatul de geranil

Izovalerianatul de geranil se obine din reacia izovalerianatului de sodiu cu geraniolul, n prezen de H2SO4 concentrat. La aromatizanii alimentari, vine cu o arom de fructe pe baz de mere, pere, banane, ananas.

Izovalerianatul de geranil

Formiatul de etil se obine din acid formic i etanol, n prezen de acid sulfuric sau din monoxid de carbon (CO) i alcool absolut, n prezena etoxidului de sodiu. Doza zilnic, acceptabil la om condiionat este 0-5 mg/kg corp. Este utilizat ca aromatizant pentru esene de rom, ananas, banane.

Formiatul de etil

Geraniolul (3,7-dimetil-2,6-octadien-1-ol) este un terpen extras din uleiul de trandafir, citronella sau lemon grass. Sintetic, se obine din linalol i citral. Este izomerul linalolului i are arom de trandafir.

Geraniolul

-Ionona se gsete n uleiul de Boronia megasitigma. Sintetic, se obine prin ciclizarea pseudoiononei cu H2SO4 60%. Se obine un amestec de i ionon, cu predominan izomer . Pentru separarea celor doi izomeri, soluia lor bisulfitic se distil sub vid. Are miros floral, de violete. La om, doza zilnic acceptabil condiionat este 0-0,1 mg/kilocorp.

-Ionona

Lauratul de etil se obine prin trecerea unui curent gazos de HCl printr-o soluie de acid lauric n alcool etilic. Are miros de fructe i flori. Se utilizeaz ca aromatizant n produse de panificaie i biscuii i la obinerea de brandy artificial.

Lauratul de etil

Linalolul (3,7-dimetil-1,6-octadien-3-ol) se gsete n uleiurile eseniale de linaloe mexican, de lemn de trandafir brazilian, lavand, bergamot, salvie. Se obine prin distilarea repetat a uleiului esenial de linaloe. Pe cale sintetic se obine din aceton, sodiu i acetilen, produii intermediari fiind dimetilvinil carbinolul, esterul vinilacetic, metilheptenona, dehidrolinalol, linalol. La om, doza zilnic acceptabil necondiionat este 0-0,25 mg/kilocorp. Intervine cu o not de fructe, piersici, prune, mere, pere, fragi.

LinalolulMetilantranilatul se gsete n numeroase uleiuri eseniale, iar pe cale sintetic se obine prin esterificarea acidului antranilic cau alcool metilic. La om, doza zilnic acceptat condiionat este de 0-1,5 mg/kg corp.

MetilantranilatulSalicilatul de etil se obine prin fierberea timp de 7 ore n recipiente prevzute cu condensator cu reflux, a unui amestec de salicilat de sodiu i etanol (95-960C) i H2SO4 concentrat. Se utilizeaz la obinerea aromatizanilor alimentari, la care particip cu mirosul su specific de fragi, garoafe, tuberoze.

Salicilatul de etilSalicilatul de metil intr n compoziia unor uleiuri eterice, cum ar fi cele de mesteacn, tuberzegaroafe, Wintergreen. Sintetic, se obine din acid salicilic, n prezen de H2SO4 la fierbere. La om, doza zilnic acceptabil este de 0-0,5 mg/kg corp.

Salicilatul de metil i - Lactonele se gsesc n grsimea din unt, grsimea de vac, de porc, precum i n mere, pere. - lactonele sintetice sunt -octolactona (C8), -nonalactona(C9), -decalactona(C10), -undecalactona (C11), -dodecalactona (C12), -tetradecalactona (C14). Adaosul de - lactone se impune n cazul produselor cu un coninut caloric sczut, produselor cu un coninut mare de acizi grai polinesaturai, produselor cu un coninut ridicat de proteine vegetale. La aceste produse, nivelul de grsimi de origine animal este sczut, deci este sczut i coninutul n -lactone naturale. Pentru meninerea caracteristicilor senzoriale, se adaug -lactone. Produsele la care se recomand -lactonesunt urmtoarele: margarin, shortening-uri, lapte i smntn simulate, brnzeturi, produse pe baz de proteine din soia.

Printre -lactonele utilizate i evaluate toxicologic de FAO i OMS se numr -nonalactona i -undecalactona.

-nonalactona are arom de nuc de cocos. La om, doza zilnic acceptabil necondiionat este de 0-1,25 mg/kg corp.

-nonalactona

-undecalactona are miros de fructe, amintind pe cel de pere, mai ales cnd este diluat. La om, doza zilnic acceptabil necondiionat este de 0-1,25 mg/kg corp.

-undecalactonaVanilina (4-hidroxi-3 metoxibenzaldehida) se obine din vanilie, benzoina de Siam i sintetic din eugenol i guaiacol. Este afectat de lumin. La om, vanilina este transormat n ficat n acid vanilic, excretat prin urin. Doza zilnic admisibil necondiionat pentru om este de 0-10 mg/kilocorp.

Aromatizani sintetici n amestecuriAromatizani cu arom de fructe i vegetale

-cu arom de cpuni:

amestec de 1 (prop-1'-enil)-3; 4,5 trimetoxibenzen

amestec de substane coninnd 2,5 dimetil-3-hidroxi-4-oxo-4,5-dehidrofuran

-cu arom de flori:

Amestec de substane coninnd cis-3-hexen-1-al precum i un reprezentant al , , -iononelor i al esterilor , , metilici ai iononei

Amestec de substane coninnd 4-(2,6,6 trimetil-1,3 ciclohexan-1-il)-2-butanol i/sau 4-(6,6 dimetil-2-metilen-3-ciclohexen-1-il)-2-butanol

Amestec de substane coninnd 2-(4-hidroxi-4-metil pentil) norbornadien sau amestec de substane coninnd piroli N-substituii

-cu arom de citrice:

Amestecuri de substane ce conin acetali i semiacetali ai 2-hexoxiacetaldehidelor

Amestecuri de substane ce conin amide ale acidului butiric

-cu arom de caise:

Amestecuri de substane ce conin nerol, geraniol, -undecalactona, -terpineol, linalol

-cu arom de piersici:

Amestecuri de substane care conin -deltalactone i 3-cis-hexen-1-ol

-cu arom de nuc:

Amestecuri de substane ce conin 2-metil-6 etoxipirazina fixate pe gum arabic

-cu arom de cartofi fieri:

Amestecuri de substane coninnd 2-acetil-3-etilpirazine

Amestecuri de substane ce conin trimetiloxazol i diacetil

Aromatizani cu arom de brnz-amestecuri coninnd 8-nonen-2-ona i metilcetone (arom de brnz Cheddar)

-amestecuri ce conin 1-octon-3-ol i 2-alcanone (arom de brnz cu past albastr)

-amestecuri coninnd 1-octen-3-ol i cinamat de metil (arom de brnz Camembert)-amestecuri coninnd calciu -2-metilbutanoat (arom de brnz Gouda)

-amestecuri de lactone, acizi grai i fenoli (arom de brnz Cheddar)

-amestecuri ce conin pirazine biciclice (arom de brnz Cheddar)

Aromatizani cu arom de untur-amestec de 2,4-nonadienal, 2,5-dimetil-3-etilpirazin, tetrametil pirazin i acid pirolignos

Aromatizani cu arom de nuc, cacao, arahide, floricele de porumb

Aceti aromatizani pot conine:

-2-etoxi-3-metilpirazin sau amestec de izomeri 2-metil-3-metoxipirazin i 2-metil-5 i 6-metoxipirazin pentru aroma de arahide prjite.

-dihidrometilfuropirazin sau dihidrotienopirazin pentru aroma de nuc

-pirazine triciclice pentru aroma de cacao i nuc

-2-acetilpirazine, 2-acetil-6-metilpirazine i 2-acetil-5-metilpirazine pentru aroma de floricele de porumb

-furani i derivai tiofenici, tiazoli, derivai pirimidinici pentru aroma de nuc

Aromatizani cu arom de cafeaPot include diveri compui din categoria difenililor, naftalenelor substituite, hidrocarburilor furanice, tiofenice, pirolice, piridinice, pirazinice, alcooli alifatici i aromatici, esterilor furanici, eterilor tiofenici, alcoolilor tiazolici, alcoolilor i eterilor piridinici, cetonelor pirolice, compuilor carboniltiazolici, compuilor carbonilpiridinici, -dicetonelor pirolice, esterilor furanici, esterilor piridinici, compuilor aromatici cu sulf, compuilor furanici cu sulf, alcoolilor i eterilor pirazinici, compuilor carbonilici benzofuranici, aldehidelor tiofenice, aldehidelor pirolice, compuilor carbonilpirazinici, cetonelor aromatice i alifatice, cetonelor furanice, compuilor tiofenici cu sulf, compuilor piridinici cu sulf, compuilor pirolici cu sulf, compuilor pirazinici cu sulf, fenolilor i eterfenolilor, oxoalcoolilor alifatici.

Aromatizani cu arom de cacao i ciocolat

Pot include 3-fenilpentanali, 4 i 5-fenilpentanali, 5-metil-2-fenil-hexanal, acid 2-etilpiromeconic, acid 2-vinilpiromeconic, sulfizi, pirazine, oxazoline alchilsubstituite, compui tiazolidinici, compui aldiminici

Aromatizani cu arom de ceai

Aroma ceaiului negru este mult mbuntit dac se adaug 1-oxo-8-oxo-2,6,10-10 tetrametilspiro-6-decen, ce se poate folosi n combinaie cu 2,6,6-trimetil-2-hidroxi-ciclohexiliden-1-lactona

Aromatizani cu arom de carne

Din aceast categorie fac parte:

-compuii tiolici (e.g. derivai alcanitiolici) i ali compui cu sulf (derivai ai dialchildihidroditianului, derivai furanici cu sulf)

-compui heterociclici cu azot (ciclopentanpirimidine, dehidropiperazine)

-compui furanonici (derivai dihidrofuranonici)

-compui tiazolici

-aldehide

Aromatizani de prelucrare termic

Aromatizanii de prelucrare termic sunt produi care se formeaz sub influena tratamentului termic, n prezena sau n absena zaharurilor reductoare. n cazul reaciilor termice n care sunt implicate glucide i aminoacizi sau proteine, aroma se formeaz prin reacii tip Maillard.

Foarte sensibile la reacia Maillard sunt ovoalbumina, lactoglobulinele, hemoglobinele, lactalbuminele. Puin sensibile la reacia Maillard sunt cheratinele, glutelinele, gelatinele. Reacia Maillard poate conduce la pierderea unor aminoacizi eseniali, n special lizin, la formarea de legturi enzimorezistente, ceea ce nseamn pierderea digestibilitii proteinelor.

Aromatizanii de prelucrare termic pot fi:1. Cu arom de pine

-produse ale reaciei dintre prolin i dihidroxiaceton

-produse ale reciei dintre prolin i sorbitol2. Cu arom de carne

-produse ale reaciei cistein-tiamin

-produse ale reaciei ribonucleotid glutamat monosodic

-produse ale reaciei dintre mercaptani i ale ingrediente

-produse ale reaciei nucleotid-aminoacizi cu sulf

-produse ale reaciei dintre taurin, tiamin i alte ingrediente, cum ar fi shortening-uri vegetale , sare, acid glutamic, cistein glicin, -alanin, inozinat disodic sau glutemat disodic

-produse ale reaciei dintre taurin i un hidrolizat proteic, plus zaharuri reductoare i glutamat monosodic

-produse ale reaciei termice dintre diferite hidrolizate proteice vegetale i amestec de alte ingrediente, cum ar fi xiloz + taurin + ribonucleotide sau guanilat de sodiu + acid malic + xiloz Dup cum se vede, hidrolizatele proteice constituie componentele de baz ale multor arome de prelucrare. Materiile prime pentru obinerea acestor hidrolizate sunt urmtoarele: materii prime de origine vegetal, cum ar fi rot de soia, gluten de gru i porumb, drojdie de bere sau de panificaie i de origine animal, casein, carne, jumri, pete, subproduse de abator. Din considerente economice, atenia productorilor este ndreptat spre materiile prime de origine vegetal. Pentru obinerea hidrolizatelor se folosete fie hidroliza acid, fie cea enzimatic.Hidrolizatele proteice pot constitui unul din componentele urmtoarelor categorii de produse: cuburi pentu supe sau pentru bulion, concentrate alimentare tip super, ciorbe, produse tip Maggi (n amestec cu glutamat monosodic, inozinat disodic i guanilat disodic).

Potenatori de arom

Potenatorii de arom sunt substane care nu posed, ele nsele, gust i miros, dar au proprieti sinergetice n combinaie cu alte ingrediente ale produsului alimentar, fiind foarte activi chiar la concentraii reduse. Glutamatul monosodic se poate obine din hidroliza unor produse de origine vegetal, prin sintez chimic sau biosintez.

n cazul primei metode se pot folosi glutenul din gru, proteinele din porumb, soia, alga Laminaria Japonica. Hidroliza se poate realiza pe cale acid, alcalin sau enzimatic.

Pe cale chimic glutamatul se obine din acrilonitril.

Procedeul de biosintez este cel mai economic. Mediile de cultur coninnd glucide, compui cu azot, microelemente, vitamine, se fermenteaz cu Micrococcus glutamicus.

Glutamatul este un component important al proteinelor de origine vegetal i animal, fiind semnalat prezena lui n stare liber. Se prezint ca o pulbere alb, cu miros de pepton i cu gust de extract de carne atunci cnd se gsete n soluie diluat.

Glutamatul sub form liber se gsete n snge, ficat, rinichi, creier, muchi. Glutamatul monosodic este un constituent permanent al unor alimente precum lapte, ou, brnzeturi, carne, tomate, mazre, porumb, spanac.

n industria alimentar se utilizeaz pentru a conferi aroma de carne sau pentru a intensifica aroma de carne natural n cazul hidrolizatelor vegetale, al supelor, sosurilor bulionurilor, aromatizanilor, conservanilor. Glutamatul de sodiu ntrunete i calitile unui potenator de arom, acionnd asupra receptorilor de gust din cavitatea bucal.

Dup FAO/OMS, doza zilnic admisibil este de 0,15 g/kilocorp.

Glutamatul monosodic este foarte repede absorbit de ctre tractul intestinal. Consumul de acid glutamic a fost asociat cu aa numitul sindrom al restaurantului chinezesc, manifestat prin migrene, alergii i hiperactivitate la copii, obezitate. Intolerana la glutamat se poate manifesta i printr-o accentuare a simptomelor astmatice. Avnd n vedere faptul c glutamatul este un foarte important neurotransmitor n creierul uman, cu rol important n memorie i nvare, importante cercetri au fost consacrate efectelor neurotoxice ale acestui aditiv. La o ntlnire a Societii de Neurologie n 1990, delegaii au prezentat opinii separate asupra problemei efectelor neurotoxice ale aminoacizilor prezeni n anumii aditivi, cum ar fi glutamatul de sodiu.

Glutamatul de sodiuGlutamatul de magneziu este utilizat ca nlocuitor de sare i potenator de arom. Se prezint sub form de cristale albe sau pulbere alb, cu gust caracteristic, este solubil n ap, dar insolubil n alcool etilic.

5-Nucleotidele sunt comercializate sub forma 5-inozinatului disodic i 5-guanilatului disodic. Cele dou nucleotide acioneaz sinergetic cu glutamatul monosodic. Inozinatul i guanilatul disodic se adaug n raport 1/10-1/100 fa de glutamat. Ambele nucleotide sunt stabile la cldur, rezistnd o or la 1000C, la pH = 4-6.

5-inozinatul disodic

5-guanilatul disodic

Nucleotidele se folosesc n proporie de 0,005-0,03% la aromatizarea sosurilor, supelor, salamurilor de carne, semiconservelor.

La om, doze mai mari de 2000 mg/zi fac s creasc nivelul de acid uric n snge i excreia urinar de acid uric. Avnd n vedere datele toxicologice i biochimice, la nivelurile existente n produsele alimentare sau dozele adugate, 5-nucleotidele nu prezint nici un pericol, astfel c pentru aceste produse nu este specificat doza zilnic admisibil.

Maltolul poate fi izolat din acele de brad sau din coaja de zad. Se formeaz la prjirea malului. Se prezint ca o pulbere alb, cristalin, cu miros caracteristic de caramel i cu arom de cpune. Maltolul este solubil n ap i etanol. Este eficace n intensificarea sau modificarea aromei unor buturi rcoritoare pe baz de extracte, sucuri de fructe, gemuri, jeleuri.

Edulcorani

Edulcoranii sunt acele produse sau substane care au un gust dulce i care sunt utilizate pentru ndulcirea alimentelor. Edulcoranii au fost utilizai din cele mai vechi timpuri pentru satisfacerea necesitii native a oamenilor pentru gustul dulce. Puterea de ndulcire a unui edulcorant este cu att mai mare cu ct se obine gustul dulce cu o cantitate ct mai mic de ndulcitor.Exist mai multe moduri de a clasifica edulcoranii.

n funcie de aportul caloric pe care l aduc, edulcoranii pot fi clasificai dup cum urmeaz:

a) edulcorani nutritivi, care sunt n general zaharuri naturale sau derivai ai acestora (zaharoz, glucoz, fructoz, miere, sirop de arar, melase, zahr invertit, izosirop, maltodextrine, lactoz, trehaloz, diferite oligozaharuri etc.);

b) zaharuri alcool sau polioli, substitute de zahr macronutriente, categorie de edulcorani cu coninut caloric redus, dar cu proprieti funcionale asemntoare zahrului. n aceast categorie sunt inclui poliolii obinui prin reducerea zaharidelor: sorbitol, manitol, xilitol, izomal, maltitol, lactitol;

c) edulcoranii nenutritivi sau cu putere mare de ndulcire sunt compui care imprim gustul dulce la concentraii mult mai mici dect cele necesare n cazul zaharozei, i care, fie nu sunt metabolizai de ctre organism, fie nu contribuie la aportul energetic al alimentelor i buturilor. Cei mai muli edulcoranii cu putere mare de ndulcire sunt produse sinetice.

n funcie de modul de obinere, edulcoranii pot fi clasificai n:

- zaharuri naturale, care se extrag din diferite surse naturale i care se prelucreaz mai mult sau mai puin;

- edulcorani de sintez, care se obin prin sintez chimic i care au putere mare de ndulcire.n funcie de structura moleculei, ndulcitorii pot fi:

- edulcorani cu structur de hidrai de carbon;

- edulcorani cu alte tipuri de structuri i care se obin exclusiv prin sintez.n funcie de gradul de metabolizare, pot fi:

- cu asimilare rapid, cum sunt monozaharidele (glucoz, fructoz) i dizaharidele; menionm c singurele monozaharide care se gsesc n snge sunt glucoza i zaharoza(glucoz + fructoz);- cu resorbie lent cum sunt polizaharidele (amidon, glicogen, inulina);

- fr resorbie (oligozaharidele).

a) Edulcoranii nutritivi sau edulcoranii naturali calorici reprezint o categorie de ingrediente care sunt asimilate de ctre om i care asigur cea mai mare parte din energia necesar organismului. Astfel, prin catabolizarea unui gram de glucoz se degaj cca 4 kcalorii. Edulcoranii naturali au un tip de structur comun, de hidrat de carbon. Hidraii de carbon nu au aceeai putere de ndulcire iar din punct de vedere al asimilrii de ctre organism pot fi considerai ca:

- hidrai de carbon cu asimilare rapid, cum ar fi monozaharidele (glucoza, fructoza, galactoza);

- hidrai de carbon cu asimilare lent, cum ar fi polizaharidele (amidonul, glicogenul, inulina).

Zahrul

Din punct de vedere chimic, zahrul este un diglucid format dintr-un rest de glucoz i unul de fructoz. Diglucidul poart numele de zaharoz sau sucroz. Se consider c este cel mai utilizat ingredient pentru ndulcire. Se obine din trestia de zahr sau din sfecl (care poate conine zaharoz pn la 23%) prin extracie cu ap, purificarea soluiei, concentrarea acesteia i cristalizarea zaharozei.

Structura moleculei de zaharoz

n stare pur (peste 99%) este o substan solid, alb, solubil n ap, insolubil n alcool etilic. Nu are proprieti reductoare. Este o substan optic activ rotind planul luminii polarizate spre dreapta (substan dextrogir). Pe baza acestei proprieti zaharoza pur poate fi determinat prin metoda polarimetric. Prin descompunere termic se caramelizeaz. Zaharoza hidrolizeaz rezultnd un amestec echimolecular de glucoz i fructoz, amestec care este levogir datorat fructozei care este puternic levogir. Inversarea sensului de rotaie a planului luminii polarizate n urma hidrolizei a fcut ca hidroliza zaharozei (a zahrului) s fie denumit i inversie sau invertire. Hidroliza zaharozei se poate face n mediu acid sau sub aciunea enzimei invertaz. Zaharoza dac nu este invertit, cnd trece n fluxul sanguin, se dovedete a fi un compus inert, eliminndu-se ca atare prin urin. Produii de hidroliz (glucoza i fructoza) au proprieti chimice specifice gruprii carbonil.

Zahrul, ca ingredient, se mai poate prezenta sub form de zahr brun, caz n care cristalizarea s-a fcut din soluii mai puin pure sau sub form de zahr invertit, denumit i miere artificial.

Mierea artificial este o soluie ce conine glucoz, fructoz i zaharoz nehidrolizat obinut prin hidroliza industrial a zaharozei cu acizi slabi (citric, lactic, tartric). Zahrul invertit, nenatural, se absoarbe n organism i conduce la creterea glicemiei i la ngrare. Aceast soluie dulce nu este sntoas. Soluiile nenaturale (artificiale) de zahr invertit sunt utilizate n industria alimentar, consecinele sale negative asupra sntii, nefiind de neglijat. Zahrul invertit care este mai dulce dect zahrul (zaharoza) din care provine (prin prezena liber a fructozei, care este 2 ori mai dulce dect zahrul i dect glucoza), se utilizeaz la fabricarea siropurilor, ndulcitorilor, nlocuitorilor de miere, ngheatei, rcoritoarelor, bomboanelor, lichiorurilor, etcn natur exist i zahr invertit natural n miere, n fructele supracoapte, n unele plante (ienupr, tuia, etc.) i n unele legume. Astfel de surse naturale, prin zahrul invertit din compoziie, nu duneaz n nici un fel sntii. Cea mai accesibil i mai valoroas surs de zahr invertit este mierea natural.

Siropurile

Seva unor palmieri sau seva ararului pot fi folosite, dup prelucrare, ca siropuri edulcorante. Coninutul n zaharoz din seve este mai redus ca cel al sfeclei sau trestiei de zahr i ca urmare sunt necesare concentrri succesive. Astfel, seva de arar conine cel mult 3% zaharoz.

Siropuri, cu concentraie mai mic de zaharoz i cu o puritate redus, se pot obine i din trestie de zahr sau sfecl. Siropurile de acest tip poart numele de melas, dar cu observaia c melasa din sfecl nu se folosete ca ingredient alimentar ci pentru obinerea alcoolului etilic. Se mai folosesc ca ingrediente edulcorante siropul de mal, siropul de porumb, siropul de orez brun, siropul de porumb cu coninut sporit n fructoz etc.

Siropurile utilizate ca ingredient pot avea un coninut de pn la 20% de glucoz i fructoz. Siropurile se ntrebuineaz la fabricarea produselor de cofetrie, de patiserie, bomboanelor, lichiorurilor etc. Trebuie precizat c produsele edulcorante existente sub diferite forme de siropuri au o asimilare rapid i provoac o cretere direct a glicemiei.Mierea de albineMierea de albine este un produs alimentar al albinelor melifere fiind cel mai vechi edulcorant utilizat de omenire. Albinele, pornind de la nectarul florilor sau de la secreiile plantelor, le recolteaz, le transform, le combin cu materii specifice proprii, le nmagazineaz i le las s se matureze n fagurii stupului. Nectarul florilor recoltat de albine sufer n corpul acestora transformri, n special inversia zaharozei. Compoziia mierii este deosebit de complex: levuloz, zaharoz, dextrin, substane proteice, acizi organici, sruri minerale, enzime, vitamine etc. Compoziia, i caracteristicile senzoriale depind de surs (de salcm, de floarea soarelui, poliflor, de man etc).

Conform standardelor UE i Codex Alimentarius, cantitatea de zahr direct reductor, exprimat n zahr invertit, (%, g/g), trebuie s fie minim 65g, zaharoza maximum 5g (cu excepia mierii de man care poate avea 10-15g) iar coninutul de ap nu trebuie s depeasc 21g.

Mierea se poate consuma ca atare sau se utilizeaz la produse de patiserie, la fabricarea bomboanelor i a altor produse zaharoase. Se prelucreaz industrial prin fermentaie alcoolic obinndu-se hidromelul. Din miere se obine i oetul de miere.

Indulcitori obinui din amidonAmidonul este un amestec de doi homopolimeri, amiloza i amilopectina, compui din uniti de glucopiranoz, cu formula general (C6H10O5)n.

Amidonul se obine din cartofi (coninut n amidon de cca 18%), gru (coninut n amidon de cca 65%), porumb (coninut n amidon de cca 60%) i orez (coninut n amidon de cca 75%) prin extracie cu ap, prin procedee specifice.

n cursul digestiei, moleculele de amidon se disociaz n lanuri liniare de glucani care la rndul lor disociaz n molecule de glucoz, asimilabil de ctre sistemul digestiv.

Amilaza prezent n saliv ca i n sucul pancreatic hidrolizeaz amidonul n dextrine, maltoz i glucoz. n intestin, maltaza i izomaltaza desvresc hidroliza dextrinelor i a maltozei n glucoz.

Digestia este cu att mai rapid cu ct proporia de amilopectin este mai mare, deoarece forma elicoidal a amilozei nu favorizeaz accesibilitatea enzimelor. Ca urmare, obinerea i utilizarea amidonurilor cu coninut mare de amiloz permite producerea de alimente care nu favorizeaz diabetul.

Prin hidroliza acid industrial a amidonului se obin dextrinele, siropurile de glucoz i glucoza. Produii de hidroliz ai amidonului se clasific n funcie de gradul de hidroliz al amidonului. Acesta se exprim n echivaleni de glucoz i de aici clasificarea n dextrine, sirop de glucoz i glucoz. Dextrinele au un echivalent n glucoz de pn la 20%, siropurile de pn la 65% iar glucoza de 100%. Dextrinele sunt amestecuri de glucozide liniare n care unitatea este molecula de glucoz legat 1,4. Cea mai simpl dextrin este izomaltoza, compus din dou molecule de glucoz.

Alte tipuri de dextrine sunt:

- ciclodextrinele, obinute prin hidroliza enzimatic a amidonului de ctre Bacillus macerans. Ciclodextrinele au o structur ciclic format din 6-8 molecule de glucoz legate ntr-un ciclu.

Structura unei ciclodextrine

- maltodextrine, rezultat al hidrolizei amidonului, ce conine diferite zaharuri: glucoz, maltoz, malotrioz, oligozide i poliozide.

Proporia acestora depinde de gradul de hidroliz care se msoar n "echivalent de glucoz" (EG). Un EG egal cu zero arat o compoziie format exclusiv din amidon, adic amidon nehidrolizat. Un EG de 100 arat o hidroliz total, deci o compoziie format exclusiv din glucoz, adic un amidon total transformat. Cu ct EG este mai mare i se apropie de 100 cu att hidroliza este mai avansat i proporia de zaharuri simple, cu lan scurt, este mai mare. Limita inferioar a EG pentru maltodextrine este de 20, de aici ncepnd ca produsul s se numeasc sirop de glucoz.Maltodextrinele se prezint sub form de sirop concentrat sau de substan solid rezultat din uscarea siropului. Este un ndulcitor folosit ca alternativ la zaharoz. Maltodextrinele se utilizeaz ca ingrediente pentru produse zaharoase, produse din lapte (iaurt, ngheat etc), produse de panificaie, buturi etc. Maltodextrinele pot avea i funcii de mbuntire a texturii sau de suport pentru unele arome.

MaltodextrinaProdusul hidrolizei totale a amidonului este glucoza. Din punct de vedere chimic, glucoza este o monozaharid (hexoz) care se gsete n natur fie cu structur aciclic, fie cu structur ciclic.

Glucoza structur aciclic

Glucoza structur ciclic piranozicGlucoza pur este o substan solid, cristalizat, incolor i foarte solubil n ap. Punctul su de topire este foarte ridicat, deoarece ntre numeroasele sale grupri hidroxil se formeaz puni de hidrogen i de aceea, prin nclzire se descompune nainte de a se topi (proprietate comun tuturor monozaharidelor). Glucoza are 75% din puterea de ndulcire a fructozei (care este luat ca unitate). Dintre izomerii optici ai glucozei, n numr de 16, cei mai importani sunt galactoza i manoza.Produsele industriale obinute din hidroliza amidonului la glucoz se prezint sub form de:

- sirop de glucoz, cu urmtoarea compoziie: 32-40% glucoz, cca 40% dextrine i 18-20% ap. La cantiti egale, are o putere de ndulcire la jumtate fa de zahr.

- glucoza solid, numit i zahr de amidon.

Glucoza se folosete ca ndulcitor n patiserie i cofetrie, n industria conservelor, mrind consistena i luciul marmeladei, la fabricarea buturilor, a unor umpluturi i a gumei de mestecat, a unor produse energizante. De asemenea previne zaharisirea i reduce gustul prea pronunat de dulce.

Fructoza (levuloza) este tot o monozaharid din clasa hexozelor, fiind o cetohexoz. De asemenea este monomerul inulinei. Se gsete n fructe i miere n stare liber sau sub form de polizaharid. Este cel mai rspndit zaharid din natur dup glucoz.

Este o substan solid, cristalizat n form de ace, solubil n ap i n metanol. Este cea mai dulce monozaharid i are o putere de ndulcire superioar zahrului cu 20-40%. S-a constatat pe oareci c un consum ridicat i permanent poate conduce la insulinorezisten, la obezitate i la o mrire a presiunii arteriale. De asemenea, un comsum mare de fructoz conduce la alterri hepatice.

Fructoza se obine prin izomerizarea enzimatic a glucozei sub aciunea glucozizomerazei (fosfoglucozo izomeraz). Industrial se obin siropuri care se utilizeaz la fabricarea buturilor rcoritoare sau alcoolice, n produse de patiserie i cofetrie, compoturi, gemuri, ngheate, ketchup etc.

Lactoza este o zaharid care se gsete n lapte, iar n laptele uman poate ajunge la o concentraie de 7%. Din punct de vedere chimic este o dizaharid format dintr-o molecul de galactoz i una de glucoz. Se obine din laptele de vac (ce conine pn la 4,7% lactoz) prin schimb ionic. Lactoza se poate prezenta sub form de soluie sau solid, monohidrat sau anhidru. Este mai puin solubil ca zaharoza. Are proprieti reductoare. Se utilizeaz la fabricarea unor creme, a unor produse lactate, de patiserie etc. Rolul lactozei n produsele alimentare este complex, contribuind la ndulcire, la consisten i textur i la acoperirea suprafeelor.

LactozaTrehaloza ete un dizaharid format prin condensarea a dou molecule de glucoz, legate ntre ele ,-1,1 sau altfel spus, 1,1--glicozidic. Se gsete n plante, ciuperci etc. Se obine prin procedee enzimatice. Este o substan solid, alb, inodor. Puterea de ndulcire este cca 50% din cea a zahrului. Este foarte puin higroscopic, mai stabil chimic i termic ceea ce o face apt, n afara folosirii ca ndulcitor, pentru prelungirea duratei de conservare a alimentelor pulverulente ca lapte, supe sau a unor produse de patiserie i cofetrie.

TrehalozaOligozaharidele sunt reprezentate de poliglucidele ce au n structur de la 2 pn la 10 molecule de monozaharide i care se gsesc n fructe, legume, lapte i miere. Au proprietatea de a nu fi digerate i ca urmare sunt utilizate ca ndulcitori fr aport caloric dar i ca fibre dietetice. Ele au o capacitate mare de reinere a apei i contribuie la conservare. Printre reprezentaii acestei categorii putem enumera: lactuloza, fructo-oligozaharidele (cu lanuri scurte de fructoz), galacto-oligozaharidele (cu lanuri scurte de galactoz) etc. O parte dintre oligozaharide au fost definite ca oligozaharide prebiotice, definite ca fiind ingrediente nedigestibile i care stimuleaz creterea sau/i activitatea unor de bacterii din colon (bifidobacteriile). Se utilizeaz n special n produsele dietetice.

Toate substanele prezentate n categoria de edulcoranii nutritivi sau edulcoranii naturali calorici nu sunt aditivi alimentari ci sunt ingrediente alimentare.

b) zaharuri alcool sau polioli reprezint o categorie de edulcorani cu structur i compoziie chimic nrudit cu cea a zaharurilor. Utilizarea zaharurilor alcool este determinat de faptul c nu produc efect asupra glicemiei i nu favorizeaz cariile dentare. Principalul dezavantaj al zaharurilor alcool este efectul lor laxativ sau apariia altor tulburri digestive (balonri, diaree).

Sorbitolul, E420, este un poliol natural care se gsete n regnul vegetal (scoru, mere, pere, caise etc) i este produs prin fotosintez. Molecula sa are o caten cu ase atomi de carbon i ase grupe OH (alcool). Este o substan solid, alb, higroscopic, uor solubil n ap i mai puin solubil n alcool etilic sau metilic.

SorbitolSe utilizeaz ca nlocuitor al zahrului n produse alimentare dar are o putere de ndulcire de dou ori mai slab ca cea a zahrului. Un gram de sorbitol produce 2,6 calorii. Sorbitolul este metabolizat n acelai mod ca glucoza, dar nu crete glicemia, putnd astfel fi folosit la obinerea produselor pentru diabetici. Are o mare capacitate de a reine apa, apa fixat neevaporndu-se. Astfel are o aciune conservant dar contribuie i la realizarea unei consistene moi, plastic i flexibil a produsului fiind un emolient. ntrzie cristalizarea zaharozei n produsele de ciocolat. Pe scurt, pe lng rolul de edulcorant are rol de stabilizant, umectant i chiar de sechestrant. Se utilizeaz n patiserie, cofetrie i suplimente alimentare. Excesul de dulciuri ce coni sorbitol produce tulburri gastrice.Manitolul, E421, este un poliol natural, similar sorbitolului, care se gsete n secreiile unor arbori, n fructe, flori, licheni etc. Este o substan solid, alb, inodor,

Manitol

higroscopic, solubil n ap, puin solubil n alcool. Puterea de ndulcire este de cca 70% din cea a zaharozei. Se utilizeaz ca edulcorant n produse de cofetrie i patiserie dar i ca umectant i agent de textur i antiaglomerant n sosuri, mutar, gemuri, jeleuri etc. Este utilizat cu precdere la ndulcirea produselor destinate diabeticilor.

Dozele excesive, care depesc 15-20 de grame pe zi determin apariia tulburrilor gastro-intestinale.

Izomalul, E953, este o dizaharid format din glucoz i manitol. Se obine din zaharoz. Este o substan solid, alb, care conine pn la 5% ap de cristalizare. Puterea de ndulcire este de cca 50% fa de cea a zaharozei.

Izomal

Se utilizeaz n produse de cofetrie i alte produse ndulcite (marmelade, gemuri, jeleuri etc) n produse de panificaie, sosuri, mutar etc. ngerat n cantiti mari produce efecte diareice.

Lactitolul, E966, este un poliol care nu se gsete n natur, obinndu-se din lactoz. Este o substan solid, alb, solubil n ap.

Este utilizat ca edulcorant, cu o putere de ndulcire de cca 40% din cea a zaharozei, dar i ca laxativ.

LactitolSe utilizeaz ca ndulcitor n deserturi i produse similare (gemuri, jeleuri, marmelade etc), produse de cofetrie, sosuri, mutar, produse de panificaie, gum de mestecat i suplimente alimentare dietetice. Lactitolul mbuntete textura unor produse i contribuie la mrirea duratei de pstrare a produselor de patiserie. Doza este quantum satis.Xilitolul, E967, se gsete n natur n prune, fragi, conopid, cpuni, n scoara de mesteacn. Industrial se obine prin hidroliza xilanilor (polizaharide, polimeri ai xilozei, care se gsesc n celulele lignificate ale lemnului, n paie etc) i hidrogenarea produsului de hidroliz care este xiloza. Este o substan solid alb, solubil n ap. Are o putere de ndulcire egal cu cea a zaharozei dar gustul dulce este asociat i cu senzaia de rece. Puterea caloric este redus. Este utilizat ntr-o gam larg de produse dulci, cu valoare energetic redus: gemuri, marmelade, jeleuri. Se ntrebuineaz n diferite produse de cofetrie, de panificaie, gum de mestecat, sosuri, mutar etc. Doza este quantum satis dar la doze mari produce tulburri digestive.

XilitolMalitolul, E965, este o dizaharid care se produce industrial prin hidrogenarea maltozei obinut din amidon. Se obine ca substan solid sau sub form de sirop. Malitolul este foarte solubil n ap i gradul de ndulcire este de cca 50% din cel al zaharozei,

Maltitol

Este utilizat ca ndulcitor n produsele de cofetrie i patiserie, n preparatele din fructe, n mutar, sosuri etc. Doza este quantum satis dar la doze mari produce tulburri digestive.c) edulcoranii nenutritivi sau edulcoranii intensivi sunt compui chimici care nu aparin grupei hidrailor de carbon i care prezint o putere de ndulcire mult superioar celei conferite de zahr dar fr nicio valoare nutritiv sau cu o valoare nutritiv foarte mic. Edulcoranii de acest tip se utilizeaz n special sub form de pudr sau de comprimate .

Edulcoranii nenutritivi sunt consumai pentru:

- satisfacerea nevoii/plcerii pentru gustul dulce prin nlocuirea zahrului;- scderea valorii energetice al produsului;- un control mai bun al glicemiei;

- lupta mpotriva cariilor dentare, prin faptul c nu sunt degradai de enzimele salivare.Reprezentaii acestei clase de edulcorani, prezentai n ordimea cresctoare a numrului E, sunt:

Acesulfam K, E950, este sarea de potasiu a 6-metil-1,2,3,-oxatiazin-4-on-2,2-dioxid, obinut prin sintez chimic. Este o substan solid, alb, foarte solubil n ap, higroscopic i stabil la cald. Puterea sa de ndulcire este de cca 200 de ori mai mare ca cea a glucozei dar nu are aport caloric. Se utilizeaz la ndulcirea buturilor rcoritoare carbonatate sau nu, nectaruri, fr valoare energetic, la fabricarea produselor de patiserie i cofetrie, n unele buturi alcoolice (rachiu pere, cidru etc), n unele conserve i semiconserve, n sosuri i mutar, n produse dietetice pentru diabetici sau obezi sau n suplimente alimentare.

Acesulfam KAcesulfamul are efect sinergetic dac este utilizat mpreun cu ali ndulcitori de sintez ca ciclamatul de sodiu. Se elimin rapid din organism (dup 24 de ore, 98%) dar doza zilnic nu trebuie s depeasc 15 mg/kilocorp.

Aspartamul, E951, este esterul metilic al unei dipeptide formate din doi aminoacizi naturali: acidul L-aspartic i L-fenilalanina. SE obine prin sintez chimic i se prezint sub form solid, alb, solubil n ap i n alcool etilic, cu un gust dulce de cca 200 de ori mai mare ca cel conferit de glucoz.

Aspartam

Se folosete la fabricarea buturilor nealcoolice, a sucurilor, produse de cofetrie, de patiserie, n buturi alcoolice, gemuri, marmelade, anumite tipuri de conserve, produse dietetice i suplimente alimentare, avnd un aport energetic nul.

Acidul ciclamic i ciclamaii, E952, sunt compui de sintez. Din punct de vedere chimic, acidul ciclamic (E952I) este acid ciclohexilaminosulfonic. Este o substan solid, alb, solubil n ap. Puterea de ndulcire este de cca 30 de ori mai mare dect cea a zaharozei dar are un gust remanent metalic.

Acid ciclamicSe ntrebuineaz n buturi nealcoolice, buturi alcoolice (rachiuri), produse de cofetrie, preparate din fructe (gemuri, jeleuri etc), produse pentru diabetici, mpreun cu zaharina cu care manifest efect sinergetic.

Doza zilnic stabilit de Comitetul tiinific al Directoratului de Sntate i Protecia consumatorului al U.E n anul 2000 (SCF/CS/EDUL/192 final, 13 March 2000) este de 7 mg/kilocorp. Este un compus cu potenial cancerigen prin ciclohexamina format n urma metabolizrii acidului ciclamic sau a ciclamailor.Srurile de sodiu i de calciu, E952II i respectiv 952III, (ciclamaii de sodiu i de calciu) sunt substane solide, albe solubile n ap, stabili la temperaturi de pn la 500oC, cu putere de ndulcire similar cu cea a acidului ciclamic.

Ciclamat de sodiuCiclamaii sunt utilizai n aceleai tipuri de produse ca acidul ciclamic i au acelai potenial cancerigen.

Zaharina i srurile sale de sodiu, calciu i potasiu, E954, sunt produi de sintez. Zaharina, care este o imid a acidului o-sulfobenzoic, (E954I) este o substan solid, alb, solubil n ap, solubil n alcool etilic, cu o putere de ndulcire foarte mare, de 300-500 ori mai mult dect zaharoza.

Zaharina

Prezint un gust rezidual amar n special la concentraii mari, gust ce se corecteaz utiliznd un amestec cu ciclamaii sau cu aspartam.

Srurile, denumite zaharinai, zaharinatul de sodiu (E954II), de calciu (E954III) i de potasiu (E954III), au aceleai proprieti ca zaharina. Se ntrebuineaz n produse de tipul: produse de cofetrie, produse de patiserie, buturi rcoritoare, buturi instant, unele produse lactate, gum de mestecat, conserve de fructe, gemuri, jeleuri, budinci, ngheate, produse destinate diabeticilor, obezilor, tablete edulcorante etc.Dei nu se metabolizeaz, au proprieti carcinogene, modific echilibrul hormonal i perturb funciile digestive, modific glicemia. Doza maxim zilnic pentru E954 (Zaharina si sarurile ei de sodiu, potasiu, calciu) este de 2,5 mg/kcorp.Sucraloza, E955, este un produs sintetic obinut pornind de la zaharoz, creia i s-au nlocuit trei grupri oxidril cu clor, fiind o triclorozaharoz. Este o substan solid, alb, solubil n ap i alcool etilic. Puterea de ndulcire este de 500-600 de ori mai mare ca cea a zaharozei i de 2 ori mai mare ca cea a zaharinei i de 4 ori mai mare ca cea a aspartamului. Este stabil la cald putnd fi folosit n produse alimentare pregtite la cald.

Sucraloza

Se utilizeaz n produse de cofetrie, n diferite deserturi, buturi rcoritoare, gum de mestecat, mutar, sosuri, suplimente alimentare. Este considerat un compus netoxic, necarcinogen i nemutagen dei exist opinii care consider sucraloza c provoac diabet i probleme metabolice. Doza zilnic admis este de pn la 15 mg/kilocorp.Taumatina, E957, este un edulcorant natural, obinut prin extracia cu ap din fructele plantei Thaumatococcus danielli din Africa. Din punct de vedere chimic este un amestec de dou proteine cu gust dulce, fapt nentlnit la proteine. Are o putere de ndulcire foarte mare, de cca 3000 de ori mai mare ca cea a zaharozei. Taumatina este solubil n ap i manifest efect sinergetic cu ndulcitorii sintetici (acesulfam K, zaharin).

Se ntrebuineaz n acelei tipuri de produse ca indulcitorii artificiali dar cu observaia c nu este disponibil n cantiti mari. Este un produs considerat a fi fr riscuri, dei n cantiti mari poate produce alergii i edeme. Doza zilnic nu este specificat.

Dihidrocalcona neohesperidinei, E959, este un produs de sintez obinut prin hidrogenarea neohesperidinei care se gsete n coaja de citrice. Din punct de vedere chimic, este un heterozid, compus din dou oze (glucoz i manoz) ataate la un polifenol. Se prezint ca o substan solid, alb, solubil n ap cald. Are o putere de ndulcire de cca 1800 de ori mai mare dect cea a zaharozei. Se utilizeaz n produse de cofetrie, deserturi, buturi rcoritoare i alcoolice (rachiuri, cidru), n conserve dulci de fructe, sosuri, mutar etc.

Este considerat un compus ce nu prezint riscuri pentru sntatea omului. Doza zilnic este de 5 mg/kilocorp.

Tabel Unele caracteristici ale unor edulcorani

EdulcorantGradul de ndulcire raportat la zaharoz

%Impactul asupra zahrului din snge i secreiei de insulinValoare energetic

kcal/gMaterie prim

Manitol50 - 70mic1.6fructoz

Sorbitol50 - 70mic2.6glucoz

Sorbitol Sirop25 50

(depinznd de coninutul de sorbitol )mic3porumb, gru, amidon din cartofi

Xilitol100mic3D-xiloz

Maltitol90mic3Sirop de

Maltitol Sirop25 50(depinznd de coninutul de maltitol)mic3porumb, gru, amidon din cartofi

Lactitol30 - 40mic2lactoz

Isomal45 - 65mic2sucroz

Eritritol60 - 80mic0.2glucoz

Polidextroz0mic1glucoz, sorbitol i acid citric

Substane formatoare de spum, de stabilizare i control al spumrii. Substane antispumare

Spuma este definit ca o dispersie de bule de gaz ntr-o faz lichid/solid care constituie faza continu. Pentru formarea spumei este necesar agitarea mecanic, cu dublu scop.

-s introduc aerul n faza lichid-s reduc mrimea bulelor de aer

La realizarea spumei trebuie s se aib n vedere urmtoarele considerente:

-coninutul n substan uscat, n special glucide, al mediului ce se transform n spum

-vscozitatea sistemului (vscozitatea excesiv influeneaz negativ capacitatea de spumare)

-pH-ul

-temperatura n timpul aerrii,

-concentraia agentului de spumare.

Dac se introduc substane aromatizante n produsele pe baz de spum, este necesar ca acestea s nu interfere n procesul de spumare.

Substanele de spumare joac un dublu rol:

-nlesnesc formarea spumelor prin micorarea tensiunii superficiale-intr n alctuirea membranelor protectoare ale bulelor de gaz, stabiliznd astfel spuma format

Substanele de spumare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

-s fie acceptabile pentru industria alimentar i economice din punct de vedere al preului de cost

-s fie solubile n ap sau, pentru unele cazuri, n soluii concentrate de zahr, iar aceast solubilitate s se manifeste ntr-un domeniu larg de pH

-s aib capacitate mare de spumare (vitez mare de formare a spumei i volum mare de spum)

-s fie eficace ntr-un interval larg de temperatur

-spumele obinute s fie stabile chiar n prezena lipidelor

Substane de spumare de origine neproteic

Extractul de ciuin (decoctul) se folosete la fabricarea halviei i se prepar din radcinile uscate de ciuin alb (Gypsophila paniculata) sau rou (Saponaria officinalis), cu umiditate de maximum 13%.

Rdcinile de ciuin alb conin aproximativ 20% saponine, cu schelet triterpenic n combinaii glicozidice. Rdcinile de ciuin rou conin cca 5% saponine. Saponinele au proprietatea de a forma cu apa spum abundent.

Extractul de lemn dulce (Glycyrrhiza glabra). Lemnul dulce sau rdcina dulce este o plant peren cu rizom puternic, din care se dezvolt stoloni. De la aceast plant se folosesc rdcinile i rizomii, care conin 5-10% glicirizin, ce prin agitare cu apa d o spum abundent.

Acid glicirizic

Emulgatorii: emulgatori de tipul esterilor propilenglicolului, monogliceridelor lactate sau acetilate favorizeaz aerarea emulsiilor (e.g. frica).

Substane de spumare de origine proteic

n majoritatea cazurilor, ca ageni de spumare se utilizeaz proteine de origine vegetal, ca atare sau n stare modificat. Spumele proteice constau din bule de gaz ncapsulate ntr-un film lichid, coninnd proteine solubile ca ageni tensioactivi. Proteinele, ca ageni tensioactivi, scad tensiunea de la interfaa gaz-ap, facilitnd deformarea lichidului i expansiunea.

Formarea i stabilizarea spumelor proteice este condiionat de urmtorii factori:

-vscozitatea stratului de la suprafaa bulelor de aer

-concentraia proteinelor n stratul de la suprafaa bulelor de aer-stratul dublu electric, determinat de ionii de semn contrar din soluie-pH-ul fazei disperse. La pH aproape de pH-ul izoelectric, teoretic, stabilizarea realizat de proteine este maxim

-agenii tensioactivi suplimentari-alte proteine i polizaharide care pot contribui la mrirea stabilitii spumelor

-prezena materialului lipidic, care cauzeaz destabilizarea materialului proteic-agenii denaturani-denaturarea limitat a proteinelor ajut la stabilizarea stratului proteic. Astfel nclzirea suspensiei proteice la 70-80oC mbuntete capacitatea de spumare i stabilizeaz spuma, prin mrirea tendinei polipeptidelor de a se deplia la interfa i facilitarea formrii asociaiilor hidrofobice, rezultatul fiind formarea unui strat adeziv mai gros

-efectul Marangoni, ce reprezint capacitatea agentului tensioactiv de a se concentra rapid n stratul proteic

Proteine vegetale nemodificate:

Derivatele proteice din soia prezint capaciti de spumare diferite, izolatele comportndu-se superior finurilor i concentratelor. ntruct prezena materialului lipidic n derivatele proteice cauzeaz reducerea capacitii de spumare i micoreaz stabilitatea spumelor, acestea se trateaz cu alcool, care ndeprteaz lipidele polare.

Proteine animale nemodificate:

Albumina din lapte: la o concentraie de 11%, albumina din lapte are o capacitate de spumare comparabil cu cea a albuului de ou, dar spuma obinut cu albumina din lapte este mai sensibil dect cea obinut cu albuul de ou. Dac n mediul de dispersie se gsete zahr (raport protein/zahr = 1/1), capacitatea de spumare i stabilizare scad cu 50%.

Albumina din plasm: proteinele din plasm au o capacitate de spumare bun, spumarea maxim fiind nregistrat la o concentraie de 1,7 g protein / 100 ml i la pH = 6,0.

Globina eritrocitar: prezint o bun capacitate de spumare la o concentraie de 1,7 g protein / 100 ml i la pH = 6,0.

Albuul de ou: albuul oului conine 88,5% ap, 10,5% proteine, 0,5% glucide, 0,02% lipide i 0,5% substane minerale. Albuul proaspt recoltat are o bun capacitate de spumare, dac omogenizarea este blnd, condiii n care ovomucina se distribuie uniform n toat masa albuului.

Proteinele albuului, n marea lor majoritate, sunt solubile n ap, cca 2% din materialul albuului (alaze i stratul alaziform) fiind insolubil.

Acidifierea albuului prin fermentaie lactic sau prin adaos de acid mbuntete capacitatea de spumare. pH-ul albuului de ou crete de la 7,0-7,2 la 9,0 n timpul pstrrii, din cauza eliminrii CO2, condiii n care are loc lichefierea albuului dens, datorit modificrii proteinelor lizozim i ovomucin. Prin desfacerea complexului ovomucin-lizozim datorat creterii pH-ului, capacitatea de spumare scade.

Prin adaos de sruri minerale este afectat de asemenea structura complexului ovomucin-lizozim. Prin adaos de CaCl2, se micoreaz capacitatea de spumare, deoarece ionii de calciu se leag de sarcinile negative ale proteinelor i stabilesc puni ntre dou lanuri polipeptidice. Astfel se modific structura spaial a proteinelor albuului. Adaosul de sruri de sodiu, n special pirofosfatul i hexametafosfatul, mrete densitatea spumei i stabilitatea acesteia.

Capacitatea de spumare este mbuntit dac se adaug ageni auxiliari de spumare, cum ar fi laurilsulfatul de sodiu sau trietil citratul.

Tratamentul termic al albuului mbuntete de asemenea capacitatea de spumare, prin desfacerea complexului dintre gliceridele care impurific albuul i ovomucina.

Produsul Hyfoama pe baz de proteine din lapte este un foarte bun nlocuitor al albuului de ou (un kilogram de produs este echivalent cu 180-220 albuuri). Se obine din lapte degresat, care se concentreaz pn la 25-30% substan uscat. La acest lapte degresat se adaug Ca(OH)2, astfel nct pH-ul s ajung la 9,8-10. Amestecul se las n repaus 3-4 h, dup care se usuc prin pulverizare. Produsul final se prezint sub forma de praf alb sau alb-glbui, cu o solubilitate bun n ap. Are urmtoarele caracteristici: umiditate 4%, substane minerale 10,56%, substane grase 0,57%, substane proteice 27,83%, lactoz 38,8%, aciditate (ca acid lactic) 2,2%.

Proteine vegetale i animale modificate

Proteinele modificate sunt acele proteine care printr-o tehnic adecvat capt proprieti funcionale superioare. Astfel sunt mbuntite i anumite funciuni: solubilitatea, capacitatea de spumare, sau emulsionare.

Modificarea chimic a proteinelor se realizeaz n principal prin reacii de acilare, ce implic adiia direct a unei grupri chimice (grupare electrofil), la o grupare funcional aminic (nucleofil). Acest tip de modificare a fost studiat pe diverse proteine (albu de ou, gluten, proteine din zer, miozin, proteine din soia sau din drojdie), ca ageni de acilare utilizndu-se in principal anhidrida acetic sau cea succinic.

Acetilarea proteinelor

Succinilarea are trei efecte principale asupra proprietilor fizice ale proteinelor

-creterea sarcinii electrice negative nete

-modificarea conformaiei

-creterea capacitii de a se disocia n subuniti i creterea solubilitii

Prin succinilare, gruparea amino fiind nlocuit cu gruparea carboxil negativ, se ajunge la o repulsie electrostatic ntre gruprile carboxil apropiate, ceea ce favorizeaz deplierea lanurilor polipeptidice i creterea solubilitii.

Prin folosirea unor reactivi capabili s rup limitat legturile disulfurice intrapolipeptidice (sulfii, tioli) se favorizeaz deplierea proteinelor din soia i formarea de filme la interfa.

Modificarea enzimatic a proteinelor implic utilizarea unor enzime proteolitice ce hidrolizeaz parial proteina iniial n componente cu mas molecular mai mic, ce posed att solubilitate ct i proprieti funcionale superioare.

Hidroliza parial a proteinelor se aplic la proteinele din pete, proteine din carnea de vit, proteine din soia. Acestea din urm dau o capacitate bun de spumare atunci cnd sunt hidrolizate parial cu o enzim proteolitic: pepsin, tripsin, papain, ficin, proteaze microbiene. Parametrii de hidroliz enzimatic ce trebuie controlai sunt pH-ul, temperatura, concentraia substratului i a enzimei, timpul. Enzimele care au o activitate optim la pH acid (2-4,5) conduc la obinerea de produse care au capacitatea optim de spumare, n comparaie cu enzimele care au activitatea optim la pH cuprins ntre 5 i 8.

Substane stabilizatoare de spum:

Firma Enyzmes et Derivates comercializeaz un produs denumit Foam Aid (PGA-Powder) care este un stabilizator de spum pe baz de alginat de propilenglicol. Gradul de esterificare al gruprilor acide din acidul alginic este de 82%. Capacitatea produsului este de a induce formarea de spum i de a menine spuma format. Produsul se prezint sub form de pulbere ivoriu deschis, uor solubil n ap, cu care formeaz soluii vscoase. Produsul se utilizeaz sub form de soluie 1,2%. Soluia Foam Aid se adaug n tancul de bere dup prima filtrare sau chiar nainte de filtrarea final. Doza de utilizare este de 2-8 g/hl.

Substane pentru controlul spumrii:

Firma Enyzmes et Derivates comercializeaz produsul ASSAF-100, un aditiv ce se folosete pentru controlul spumrii n vasele de fermentare a mustului. Se prezint ca o pulbere crem-cafenie. n soluie 1%, produsul are pH-ul 7,0. Doza de utilizare este de 1-4 g/hl de must.

Substane antispumare:

La aceast categorie sunt inclui polisorbaii, sorbitanii, acizii grai i uleiurile vegetale.

Derivai de sorbitan

Esterii acizilor grai cu sorbitolul reprezint o clas de emulgatori neionici lipofili (HLB cuprins ntre 3 i 6) a crui parte hidrofil este asigurat de sorbitol i eterii ciclici obinui prin eliminarea unei molecule de ap ntre gruprile hidroxil din poziiile 1, 4 (sorbitan) i respectiv dou molecule de ap ntre gruprile hidroxil din poziiile 1, 4 i 3, 6 (izosorbit) din molecula de sorbitol.

Sorbitolul este un hexitol natural izolat prima dat din fructele de Sorbus aucuparia L, dar care este prezent n majoritatea fructelor (mere, prune, piersici). Materia prim este reprezentat de glucoz, hidrolizat de