CC BY
73
2008
Известия ТИНРО
Том 152
УДК 577.1:664.951.3.041
Э.Н. Ким, Е.В. Глебова
Дальрыбвтуз, г. Владивосток [email protected]
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОВРЕМЕННЫХ КОПТИЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Анализ физико-химических свойств промышленных партий коптильных препаратов "ВНИРО", "Жидкий дым", "Scansmoke PB 2110", "Scansmoke PB 1145", "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9" свидетельствует о существенных их различиях. Отмечена значительная разность в содержании сухого остатка, этот показатель колеблется в довольно широких пределах, от 0,20 до 49,86 %. Содержание основных групп коптильных компонентов изменяется в следующих пределах: фенолов 1,48-13,25 %, органических кислот 2,30-17,45, карбонильных соединений 0,53-24,81 %. Для уточнения роли коптильных компонентов в образовании специфических свойств копченых продуктов методом газожидкостной хроматографии идентифицированы индивидуальные вещества эфирораствори-мых фракций исследуемых коптильных препаратов. На основании сенсорной оценки запаха и результатов идентификации индивидуальных веществ рассчитаны суммарные индексы ароматичности фенольных фракций исследуемых коптильных препаратов.
Kim E.N., Glebova E.V. Studies on chemical composition and technological properties of modern smoking preparations // Izv. TINRO. — 2008. — Vol. 152. — P. 356-362.
Physical and chemical properties of industrial smoking preparations as "VNIRO", "Liquid smoke", "Scansmoke PB 2110", "Scansmoke PB 1145", "Smoke EZ Supreme Poly C", and "Smoke EZ PN 9" are tested. Significant difference of solid residue content is found: it varied from 0.2 to 49.9 %. Content of the basic smoking components varied in the limits: phenols from 1.48 to 13.25 %, organic acids from 2.30 to 17.45 %, carbonil compounds from 0.53 to 24.81 %. Chemical agents of their ether-soluble fractions are identified by gas-liquid chromatography for understanding the role of smoking components in formation of smoked products specific properties. General indices of fragrance are calculated for phenolic fractions of the smoking preparations on the basis of sensory smell evaluation and results of chemical agents identification.
Благодаря последним научным достижениям на российском рынке появился широкий ассортимент различных коптильных препаратов. Так, например, для изготовления копченой рыбы рекомендуются коптильные препараты "ВНИРО", "Сквама", "Амафил", "Жидкий дым", препараты серии "Scansmoke" (PB 1060, PB 1110, PB 1130, PB 1145, PB 2060, PB 2110, PB 2060 4.8), "Smoke EZ Supreme C&H", "Smoke EZ LFG Supreme C&H-6" (Булдаков, 1996; Ким, 1998; Мезенова, 1998). Все коптильные препараты различаются как по назначению, так и по физико-химическим и технологическим свойствам.
Анализ химического состава ряда отечественных и зарубежных коптильных препаратов позволил установить довольно широкие колебания отдельных классов и индивидуальных веществ. Вариабельность химического состава известных препаратов, а также разнообразие способов их применения предполагают влияние параметров процессов копчения на формирование качественных показателей готовой продукции.
Исходя из этого целью настоящей работы является оценка химического состава и технологических свойств современных коптильных препаратов, включающая анализ их физико-химических свойств, обосновывающих эффективное использование определенного коптильного препарата в конкретном технологическом процессе, а также сенсорных характеристик, свидетельствующих о способности коптильных препаратов придавать готовой продукции специфический вкус и аромат копчености.
В качестве объектов исследований использовали следующие коптильные препараты: "Scansmoke PB 2110", "Scansmoke PB 1145", "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9", "ВНИРО", "Жидкий дым".
Анализ физико-химических свойств коптильных препаратов показал значительную разницу в содержании сухого остатка, этот показатель колеблется в довольно широких пределах, от 0,20 до 49,86 %. Содержание основных групп коптильных компонентов изменяется в следующих пределах: фенолов 1,4813,25 %, органических кислот 2,30-17,45, карбонильных соединений 0,5324,81 %.
Соотношение указанных групп коптильных компонентов в препаратах также различно, что можно объяснить разнообразием свойств сырья и способов их получения. Так, коптильные препараты "Scansmoke PB 2110" и "Scansmoke PB 1145", "ВНИРО" и "Жидкий дым" представляют собой водные конденсаты отходов древесины твердых пород, "Smoke EZ PN 9" и "Smoke EZ Supreme Poly C" — водные конденсаты дыма, полученные путем контролируемого пиролиза древесины твердых пород с добавлением эмульгаторов, витаминов и других веществ.
Соотношение основных коптильных компонентов (фенолов, кислот и карбонильных соединений) в коптильных препаратах (рис. 1) показывает их неоднородность, что затрудняет прогнозирование их влияния на формирование качества готовой продукции.
Такое разнообразие химического состава сравниваемых коптильных препаратов по содержанию и соотношению основных коптильных компонентов должно проявиться в их различных технологических свойствах.
Сведения об оптимальных соотношениях рассматриваемых групп весьма разнообразны (Baltes, Dange, 1979; Курко, 1984; Toth, 1985; и др.), поэтому практический и теоретический интерес представляют сведения о сравнительных значениях компонентов, обычно присутствующих в фенольных фракциях коптильных препаратов.
Для уточнения роли коптильных компонентов в образовании специфических свойств копченых продуктов методом газожидкостной хроматографии идентифицированы индивидуальные вещества эфирорастворимых фракций исследуемых коптильных препаратов, результаты представлены в таблице.
Анализ данных таблицы показал, что фенольные фракции коптильных препаратов представлены большим количеством индивидуальных веществ. Из одноатомных фенолов были идентифицированы фенол, о-, м- и п-крезолы и ксилено-лы. Фенол и крезолы имеют специфический карболовый запах, с пряными оттенками, а ксиленолы напоминают по запаху пресный хлеб или пивное сусло (Заго-роднов, 1986). В коптильных препаратах "Scansmoke PB 2110", "Scansmoke PB 1145", "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9" количественные содержания этих компонентов очень близки, в то время как в препаратах "ВНИРО" и "Жидкий дым" они значительно ниже.
Рис. 1. Соотношение основных групп органических соединений коптильных препаратов: 1 — фенолы; 2 — кислотные соединения, 3 — карбонильные соединения, %
Fig. 1. A parity of the basic groups of organic connections smoke preparations: 1 — the maintenance of phenols; 2 — the maintenance of acid connections; 3 — the maintenance of carbonil connections, %
Из двухатомных фенолов в каждом коптильном препарате был обнаружен наиболее часто встречающийся гваякол (метиловый эфир пирокатехина), имеющий фенольный запах с приятным пряным ароматом, и 3-метилгваякол, обладающий пряным гвоздичным ароматом. Наибольшее содержание этого вещества было определено в коптильном препарате "ВНИРО", а самое низкое — в "Scansmoke PB 1145".
К группе диолов относятся обнаруженные в "Scansmoke PB 2110", "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9" гидрохинон и его производные — диме-тиловый эфир гидрохинона, обладающий карболово-крезоловым ароматом с оттенком цветочного (Загороднов, 1986). Идентифицированные производные пирокатехина: 3-метилпирокатехин, 4-метилпирокатехин, 3-изопирокатехин — имеют сложные пряные ароматы с цветочно-карболово-сладким оттенком и оттенком копченого мяса (Загороднов, 1986). Относящийся к группе диолов 4-этилре-зорцин идентифицирован в "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9", "ВНИРО", "Жидкий дым", данное вещество имеет пряно-цветочный аромат.
Из представителей многоатомных фенолов были идентифицированы сирин-гон и его производные ацетосирингон и пирогаллол. Данные вещества имеют сложные карболово-крезоловые, дымные запахи копченой продукции с ванильно-цветочными оттенками.
Кроме этого, были идентифицированы представители фенолальдегидов и фенолкетонов, являющиеся производными гваякола: ванилин и ацетованилон, — а также производные сирингона: ацетосирингон и сиреневый альдегид. Данная группа веществ была идентифицирована в каждом коптильном препарате, они обладают сладким, ванильным запахом.
Для определения роли индивидуальных фенольных веществ в образовании аромата копчения на основании литературных источников (Baltes, Dange, 1979; Курко, 1984; Загороднов, 1986; и др.) собраны данные сенсорных характеристик чистых веществ, компонентов фенольных фракций исследуемых коптильных препаратов. Следует отметить, что компоненты эфирорастворимой части коптильных препаратов обладают весьма разнообразными оттенками, характерными для копченых мясных или рыбных продуктов.
Однако ни одно индивидуальное вещество не обладает возможностью обеспечивать полную гамму аромата копчения; данное утверждение основано на анализе научных работ, в которых изучались возможности коптильными препаратами придавать пищевым продуктам специфический аромат, свойственный копче-
^ KB
31%
31%
«Smoke EZ PN 9» «Smoke EZ Supreme Poly C»
1 1
7% 24%^.—— 2°%
3^% Ö
67% -^ 2
56%
«Жидкий дым» «ВНИРО»
1 1
8% 8%
3 \ з5% 3 ( \ ) 2
57% \ \ / 53% у \ /39%
«Scansmoke PB 2110» «Scansmoke PB 1145»
Идентификация фенольных фракций коптильных препаратов Identification phenolic fractions smoke preparations
Фенольный компонент "Smoke EZ PN 9" "Smoke EZ Supreme Poly C" "Scan smoke PB 2110" "Scan smoke PB 1145" "ВНИРО" "Жидкий дым"
1. Фенол 7,0061 2,5638 1,1788 0,3807 1,8707 3,6418
2. Циклотен 6,9036 2,3874 - - 0,8180 0,6182
3. О-крезол 2,0523 11,6208 13,2855 14,9690 1,9964 1,6305
4. П-крезол 0,2062 0,6530 1,8911 - 4,6528 -
5. М-крезол 3,0613 1,1312 2,1559 1,0227 2,7760 2,9606
6. Гваякол 6,4836 2,1384 2,6369 1,3201 8,2146 4,8343
7. 2,6-диметил-
фенол - 0,7414 0,9206 2,7799 1,2564 0,9635
8. О-этилфенол 0,3140 0,4686 - - - -
9. Веротрол 0,1231 1,4585 2,4254 3,2498 2,7913 0,1711
10. 2,5-ксиленол 0,3807 0,1956 - - 0,8565 0,1157
11. 2,6-ксиленол 0,6271 1,0949 2,5110 0,2064 1,2915 0,6089
12. Диметиловый
эфир гидрохинона - 1,0960 0,3268 0,5772 0,7895 0,2171
13. 2,4-диметил-
фенол - 0,1136 - - 0,4568 0,3082
14. 2,4-ксиленол 0,1154 0,4149 - - 0,8457 0,4015
15. 3,5-ксиленол 3,0167 1,1111 0,8104 0,5143 4,2568 5,2206
16. Фуран 4,8285 20,8200 9,4208 18,9477 6,7116 7,0771
17. 3,4-ксиленол 0,1426 0,0959 0,1468 - 0,7790 0,1336
18. 3-этил 5-
метил-фенол 0,1862 0,2894 0,5058 - 0,9871 0,8838
19. 3-метилпиро-
катехин 1,1038 0,5052 0,9158 3,8956 5,2132 2,2014
20. Гидрохинон 0,7890 0,8400 1,8222 - - -
21. 2,3,5-триме-
тил-фенол 0,3957 0,9971 1,2382 2,8752 2,0801 0,4995
22. 3-метокси-
2-метилфенол 0,6922 0,4049 - - 1,8839 0,9570
23. Тимол 0,2620 0,9600 - - 0,5499 0,6585
24. 2,3,4-триме-
тил-фенол 0,2152 0,4829 - - 0,5942 0,3840
25. 4-метилпиро-
катехин 0,0851 0,1404 - - 0,3896 0,1400
26. Сирингон 28,8890 3,6837 8,5944 5,0264 2,1839 25,0097
27. Цис-, транс-
изоэвгенол 0,2966 0,5787 - - 0,8849 0,5912
28. Эвгенол 0,1319 0,1644 0,6345 0,3546 0,3312 0,1552
29. Ванилин 1,0621 4,1213 1,7371 1,7831 4,8915 2,4331
30. 3-изопиро-
катехин 1,0215 0,2699 0,7279 - 0,7658 0,1503
31. Изоэтилэвгенол 0,1602 0,2648 1,4662 0,5694 0,3998 0,3773
32. 4-этилрезорцин 9,0783 0,7489 - - 2,3794 19,7251
33. Ацетованилон 0,2196 1,8992 1,6670 2,0365 0,8231 0,2839
34. 2,4-бутилфенол 0,3750 1,7375 2,8120 - - -
35. Сиреневый
альдегид 2,3177 0,5295 1,3882 5,8954 2,3794 5,0428
36. Бензальдегид 0,2162 0,2720 - - 1,8778 -
37. Р-нафтол 0,8653 0,9616 1,0406 0,7899 2,1357 -
38. Ацетосирингон 2,4103 5,0325 5,7306 3,5485 1,6927 1,0738
39. Пирогаллол 0,3104 5,1425 6,9861 5,4887 7,4807 0,6794
40. 2-ацетилфуран 0,7558 - 1,1788 0,5132 0,7584 0,5432
Всего, % 87,1000 78,1315 76,1554 76,7728 81,0459 90,6919
ной продукции (Курко, 1984; Загороднов, 1986; Ким и др., 2001). Это подтверждает сделанное ранее предположение, что аромат копчения является результатом сочетания ряда факторов, среди которых определяющим является суммарное воздействие отдельных компонентов коптильного препарата с ярко выраженными оттенками запаха, наличие пахучих компонентов самого обрабатываемого продукта, а также продуктов взаимодействия компонентов дыма и обрабатываемого сырья (Курко, 1984; Загороднов, 1986; Ким, 1998).
На основании сенсорной оценки запаха (Курко, 1984; Загороднов, 1986; Ким, 1998) и результатов идентификации индивидуальных веществ были рассчитаны суммарные индексы ароматичности ИАс фенольных фракций исследуемых коптильных препаратов:
ИАС ,
с t1 ПР.
где С. — концентрация вещества фенольной фракции препарата, %; ПР — пороговая концентрация вещества препарата, %; n — количество значимых веществ фенольной фракции препарата; i — номер значимого вещества фенольной фракции препарата.
Результаты расчетов приведены на рис. 2.
Рис. 2. Значение суммарного индекса ароматичности: 1 — "Scan-smoke PB 2110"; 2 — "Scansmoke PB 1145"; 3 — "Smoke EZ Supreme Poly C"; 4 — "Smoke EZ PN 9"; 5 — "ВНИРО"; 6 — "Жидкий дым"
Fig. 2. Value of a total index of fragrance: 1 — "Scansmoke PB 2110"; 2 — "Scansmoke PB 1145"; 3 — "Smoke EZ Supreme Poly C"; 4 — "Smoke EZ PN 9"; 5 — "VNIRO"; 6 — "Liquid smoke"
7000-1
6000
и ю ч S 5000-
и о
S « £ с I 4000-
I & £ 3000-
й S
S с
S ^ & 2000
о
1000
Коптильный препарат
Коптильный препарат "ВНИРО" имеет самый высокий суммарный индекс ароматичности, отличающийся от индексов ароматичности других коптильных препаратов в 1,2-5,2 раза. Ароматобразующая составляющая коптильного препарата "ВНИРО" представлена наибольшим числом индивидуальных веществ (16 веществ), которые имеют индекс ароматичности больше единицы, а следовательно, играют важную роль в образовании и придании аромата копчения. Наименьший суммарный индекс ароматичности имеет коптильный ароматизатор "Жидкий дым", его ароматобразующая составляющая представлена двенадцатью индивидуальными веществами, индекс ароматичности которых больше единицы.
Рассчитанные индивидуальные индексы ароматичности позволили определить группы веществ исследуемых коптильных препаратов, оказывающие наибольшее влияние на образование аромата копчения:
— "Smok EZ PN 9" — м-крезол, гваякол, п-крезол, о-крезол, циклотен, о-этилфенол, ванилин;
— "Smok EZ Supreme Poly C" — м-крезол, о-крезол, п-крезол, ванилин, о-этилфенол, гваякол;
— "Scansmoke PB 2110" — м-крезол, о-крезол, ванилин, гваякол, п-крезол;
— "Scansmoke PB 1145" — м-крезол, о-крезол, ванилин, гваякол;
— "ВНИРО" — м-крезол, о-крезол, ванилин, гваякол, п-крезол;
— "Жидкий дым" — м-крезол, о-крезол, ванилин, гваякол.
Эти данные не противоречат полученным ранее сведениям об образовании аромата при копчении целых рыб (Курко, 1984; Загороднов, 1986; Ким, 1998).
Следует отметить, что такие вещества, как м-крезол, о-крезол, ванилин, гваякол, были идентифицированы во всех исследуемых коптильных препаратах. Рассчитанные для них индексы ароматичности имеют высокие значения, количественное содержание этих компонентов также велико по сравнению с другими веществами. Можно предположить, что именно эти вещества и являются основными компонентами, ответственными за образование аромата копчения исследуемыми коптильными препаратами.
Согласно плану экспериментальных работ, нами был проведен анализ сенсорных свойств коптильных препаратов, позволяющий провести количественное профилирование ароматических композиций различных коптильных препаратов. Для исследования ароматической композиции был использован профильный метод дегустационного анализа, основанный на качественном и количественном преобладании запаха.
Для выполнения сенсорного анализа профильным методом был создан описательный стандарт эталона аромата копчения, позволивший разложить аромат на отдельные составляющие.
Результаты проведенного анализа сенсорных свойств коптильных препаратов представлены на рис. 3.
Установлено, что структуры запахов коптильных препаратов значительно отличаются от эталона, а также различаются между собой. В коптильных препаратах "Smoke EZ Sup-reme Poly C", "Scansmoke PB 2110" преобладание желательных оттенков аромата особенно очевидно. Это указывает на возможность использования их путем непосредственного внесения в продукт, что будет усиливать свойственные копченому изделию оттенки аромата и вкуса.
Рис. 3. Профилограммы запаха коптильных препаратов (баллы): I — копчености; II — древесные угли; III — дымный; IV — резкий; V — горелый; VI — кислый; VII — пряный; VIII — химический оттенок запаха
Fig. 3. Profilogramm a smell smoke preparations: I — smoked products; II — charcoal; III — smoky; IV — sharp; V — burnt; VI — sour; VII — spicy; VIII — chemical shades of a smell
«Жидкий дым» I
VIII
VII
«Scansmoke PB 1145»
VIII
III VII
«ВНИРО»
I
«Scansmoke PB 2110»
I
VIII VII
«Smoke EZ PN 9»
«Smoke EZ Supreme Poly C»
Проведенные исследования химического состава современных коптильных препаратов позволили выявить существенные различия в сенсорных и физико-химических свойствах современных коптильных препаратов "Scansmoke PB 2110", "Scansmoke PB 1145", "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9", "BH№ PO", "Жидкий дым". Содержание основных групп коптильных компонентов колеблется в следующих пределах: фенолов 1,48-13,25 %, органических кислот 2,30-17,45, карбонильных соединений 0,53-24,81 %.
B фенольных фракциях идентифицировано до 40 индивидуальных компонентов, основными из которых являются м-крезол, о-крезол, ванилин, гваякол, п-крезол.
Данные, полученные при исследовании физико-химических и сенсорных свойств современных коптильных препаратов с учетом рассчитанных индексов ароматичности, позволили предположить их значительные различия в формировании специфических свойств копченого продукта при обработке рыбы разными способами. B соответствии с этим экспериментальные и промышленные испытания технологических свойств позволили определить целесообразность применения коптильных препаратов в определенном технологическом процессе: "Scansmoke PB 1145", "BHOTO", "Smoke EZ PN 9" — для холодного копчения иммерсионным способом; "Scansmoke PB 2110", "Scansmoke PB 1145", "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9", "BHOTO", "Жидкий дым" — для холодного копчения дисперсионным способом, "BHИPO", "Жидкий дым", "Scansmoke PB 2110" — для горячего копчения дисперсионным способом, "Smoke EZ Supreme Poly C", "Smoke EZ PN 9", "BHOTO" — для ароматизации масла при производстве пресервов с ароматом копчения.
Спи^к литературы
Булдамв A.C. Пищевые добавки. Справочник. — СПб.: "Ut", 1996. — 240 с.
Зaгopoднoв В.П. Методические основы исследования химической природы аромата копчения // Исслед. по технол. рыб. продуктов. — M.: BHOTO, 1986. — С. 61-69.
Ким Э.Н. Oснoвы бездымного копчения гидробионтов. — Бладивосток: Дальрыб-втуз, 1998. — 180 с.
Ким Э.Н., Лаптева Е.П., Семиряж^ Ю.А. №вое в теории и практике бездымного копчения // Изв. TOHPO. — 2001. — T. 129. — С. 1-14.
Кур^ В.И. Oснoвы бездымного копчения. — М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1984. — 232 с.
Meзeнoвa О.Я. Oснoвные зависимости в технологиях бездымного копчения рыбы в части формирования и взаимодействия жидких коптильных сред // Совершенствование пищевых производств с использованием холода. — Калининград: КГТУ, 1998. — С. 140-144.
Baltes W., Dange I. The detection aromas smoke flavoring in foodstaffs // Fure a. Appl. Chem. — 1979. — Vol. 49, № 6. — P. 262-266.
Toth L. Chemie der Räucherung. — Verlag: Chem., 1985. — 331 p.
Поступила в редакцию 24.01.08 г.
