Наиболее полно исследована роль (в процессе придания продукту специфических свойств) трех групп органических веществ: фенолов, кислот и карбонильных соединений.
Фенольные соединения дыма способствуют в основном формированию аромата и вкуса копчености у обрабатываемого продукта.
Установлено, что выразительность аромата копчености на 66% связана с присутствием в продукте фенолов, тогда как роль карбонильных соединений в этом ограничивается: 14 и 20% приходится на все остальные коптильные компоненты.
Среди многочисленных фенолов исследователи выделяют отдельных представителей этого класса, по их мнению, наиболее активно способствующих образованию аромата и вкуса копчености.
Считается, что такими «активными компонентами» из фенольных соединений являются гваякол, 4-метилгваякол и 2,6-диметоксилол (сирингол). Однако аромат композиции, составленный только из этих трех фенолов, смешиваемых в тех же пропорциях, в каких они выделены из конденсата дыма, лишь весьма отдаленно напоминал дымовой аромат исходного конденсата.
Помимо гваякола, метилгваякола и сирингола в процессе формирования аромата продукта принимают активное участие такие фенольные соединения, как эвгенол, крезолы, ксиленолы и ряд других веществ.
В копченой рыбе, обработанной дымом или коптильным препаратом, доминируют метилгваякол, затем гваякол, фенол и крезолы. Постоянное присутствие гваякола в копченых изделиях, по мнению ученых, делает возможным использовать его в качестве «индекса копчения».
Тем не менее, запах растворов, приготовленных из фенолов, ранее идентифицированных в конденсатах дыма, отличался от исходных дымовых конденсатов по оттенкам и интенсивности. Это дает основание считать, что для полного воспроизведения аромата необходимы помимо фенолов другие химические соединения, способствующие в какой-то мере формированию запаха копчености.
Аромат копчения усиливается и приобретает наиболее выразительный характер при добавлении к фенольной композиции карбонильных соединений и других химических веществ. Установили, например, что активное участие в образовании аромата копчения принимают такие органические вещества, как фураны и лактоны, а также создающие специфический запах оксиметилциклопентанол и мальтол. Сочетание фенольных соединений обуславливает хорошо выраженный аромат копчения без каких-либо посторонних оттенков. В случае сочетания фенольной фракции с карбонильными соединениями возникает отчетливо выраженный аромат копчения с пряными оттенками. Так же сильно выражен аромат копчения с оттенками жженого сахара при соединении в одну композицию фенолов, карбонильных и некарбонильных веществ.
Карбонильные соединения усиливают отчасти аромат копчености, но основная их роль в процессе копчения заключается в образовании характерной окраски. Механизм цветообразования представляется серией неферментных реакций, подобных реакциям Майара, с той лишь разницей, что продукты реакций, дегидрированные эфирные углероды, возникающие в процессе генерации дыма, пригодны для прямого контакта с аминогруппами белков продуктов.
Карбонильные соединения, преобладающие в коптильном дыме и вступающие во взаимодействие с белком, - это формальдегид, глиоксаль, фурфурол, ацетон, оксиацетон, диацетон, гликолевый альдегид и метилглиоксаль, причем два последних характеризуются как активно участвующие в реакции цветообразования. Установлено также, что глиоксаль и кротоновый альдегид при взаимодействии с растворами аминокислот способствуют возникновению интенсивной окраски, диоксиацетон и ацетоальдегид умеренно активны, а формальдегид и ацетон вообще не принимают участия в данной реакции.
Сравнительно недавно в дыме при помощи масс-спектрометра идентифицированы кониферовый и санапалевый альдегиды. Данные химические вещества реагируют с белком продукта, придавая ему оранжевый оттенок, характерный для копченых изделий. Развитие окраски продукта связано с ростом карбонильных групп, вступающих во взаимодействие с белком продукта. Интенсивность окраски зависит от ряда факторов, таких, как, например, рН среды, t и т.д. Окраска продукта усиливается под действием света и кислорода, с изменением рН среды в щелочную сторону, с повышением температуры рабочей среды и продолжительностью ее воздействия на исследуемый объект.
Реакция покоричневения под действием карбонильных соединений сопровождается и нежелательным эффектом – деградацией (разрушением) аминокислот белка. Отмечено уменьшение количества аминокислот, и в частности лизина в белке продукта, выкопченного дымом или обработанного коптильными препаратами.
Летучие кислоты (С1-С6), присутствующие в дыме и коптильных препаратах, играют в основном вспомогательную роль, способствуя в комплексе с фенолами и карбонильными соединениями созданию у обрабатываемого продукта определенных вкусовых свойств.
Свойства коптильных препаратов
Химический состав.
Внутригрупповой состав коптильных препаратов весьма разнообразен, например состав только 12 препаратов, содержащих воду, может колебаться в весьма широких пределах:
Вода – 11-92%, Фенолы – 0,2-2,9%, Кислоты – 2,9-9,5%, Карбонильные соединения – 2,6-4,6%.
Представление о соотношении этих основных групп органических компонентов в отдельных зарубежных коптильных препаратах и коптильных жидкостях можно получить из данных табл.1:
Соотношение основных групп органических компонентов в коптильных препаратах и жидкостях
| Препарат | Общее содержание | Соотношение | ||
Феноловг/кг | Кислотмг/г | Карб.со- ед, мг/г | ||
| Копт. жидк. на основе дыма из американского орешника | 5,54 | 32,66 | 15,8 | 1:5,9:2,9 |
| То же на основе концентрата дыма другой древесины | 4,06 | 3,73 | 7,4 | 1:0,9:1,8 |
| Жидкий дым – 062 | 57,54 | 10,56 | 168,0 | 1:0,2:2,9 |
| Жидкий дым – 063 | 4,62 | 6,44 | 15,6 | 1:1,4:3,4 |
Конденсат дыма из дымоген-раЭстром | <1,00 | 30,13 | 84,3 | 1:30:84 |
| 70-ФХ-03 | 48,18 | 20,98 | 3,4 | 1:0,4:0,07 |
| Коптильное масло-1 | 219,46 | 103,68 | 107,9 | 1:0,5:0,5 |
| Коптильное масло-2 | 21,37 | 54,85 | 9,8 | 1:2,6:0,5 |
| Фюмаром водорастворимый | 49,91 | 37,49 | 9,5 | 1:0,7:0,2 |
| Фюмаром жирорастворимый | 123,41 | 0,55 | 5,8 | 1:0,004:0,05 |
| Фюмаром-Cerelose | -- | 4,60 | 2,8 | -- |
| Фюмаром-Sel | -- | 3,22 | 1,0 | -- |
Сравнение содержания в различных видах коптильных препаратов, которые предлагаются для изготовления копченых продуктов, таких компонентов, как фурфурол, метиловый спирт, сложные эфиры, нелетучие вещества, а также расшифровка отдельных фракций, например фракций кислот, выявили существенные различия в их составе.
Результаты изучения и сравнительные исследования свидетельствуют о весьма широком варьировании химического состава и свойств различных коптильных препаратов, предназначенных для бездымного копчения.
Новым следует признать появление исследований, в которых осуществлена практически полная качественная и количественная расшифровка основных компонентов коптильных препаратов, однако эти данные получены для сравнительно узкого круга коптильных препаратов (состоящих преимущественно из фенольной фракции дыма).
Особого внимания заслуживает характеристика коптильных препаратов по содержанию фенолов. Их количество в различных препаратах колеблется в весьма широких пределах – от 0,08 до 30%.
Более того, в одних коптильных препаратах обнаруживается большое разнообразие фенольных соединений, в других – только два вещества этого класса.
В отечественной рыбной промышленности нашли применение коптильные препараты МИНХ и Вахтоль, предназначенные для поверхностной обработки рыбы.
Они обладают хорошо выраженными антиокислительными, бактериостатическими и фунгицидными свойствами.
Препараты МИНХ и Вахтоль вырабатывают из проэкстрагированной щепы – отходов канифольно-экстракционного производства.
Препарат Вахтоль получается при упаривании водного экстракта водорастворимых веществ при одновременном производстве кубового остатка или препарата МИНХ.
Отличительной особенностью препарата Вахтоль, вытекающей из характера производства, является содержание в нем в основном легколетучих фракций химических веществ, в том числе фенолов, кислот и карбонильных соединений.