Коптильные и пряно-коптильные пищевые добавки Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

664.8/.9.034

КОПТИЛЬНЫЕ И ПРЯНО-КОПТИЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ

С.В. ЗОЛОТОКОПОВА

Астраханский государственный технический университет

Влияние на вкус и аромат пищи является одним из важных направлений в пищевой промышленности, что предполагает применение широкого ассортимента пищевых добавок высокого качества. Пищевые добавки в небольших количествах улучшают органолептические достоинства продуктов, возбуждают аппетит и способствуют лучшему усвоению пищи. Для ароматизации применяют пищевкусовые добавки в виде семян, цветков, листьев, эфирных масел, экстрактов и т. п. Используют и продукты органического синтеза.

Недостаток растительных пряно -вкусовых пищевых добавок - низкий коэффициент их использования - 10-45%. Применение экстрактов более эффективно. В последнее время наиболее распространены способы экстрагирования сжиженными газами, в частности диоксидом углерода. Особенностью этого процесса является получение экстрактов практичес ки нативных компонентов при температуре окружающей среды.

Нами исследовано получение коптильных и пряно-коптильных экстрактов с помощью диоксида углерода.

Неполярные свойства жидкого диоксида углерода (диэлектрическая постоянная равна 2,6) позволяют экстрагировать дифильные молекулы, имеющие низкий гидрофильно-липофильный баланс (ниже 6). Такие молекулы являются эмульгаторами второго рода, стабилизирующими эмульсии типа «вода в масле», т. е. их следует использовать в пищевых продуктах с большим содержанием липидов (консервы в масле, маргарин, майонез и т. п.).

Учитывая высокую селективность диоксида углерода и его неполярность, мы предложили при первоначальных исследованиях три способа производства коптильных и пряно'-коптильных экстрактов: из твердого, жидкого и газообразного сырья.

В качестве твердого сырья использовали гидролизную древесину (обработка при р 2-12 МПа, t 200-350°С, х 8-15 мин), шрот пряностей после экстракции диоксидом углерода, отходы коптильного производства - шкура, плавники осетровых пород рыб и т. п.

При экстракции диоксидом углерода пиролизной древесины получили экстракт с коптильным ароматом.

Добавление к пиролизной древесине шрота пряностей (лавровый лист, перец душистый, перец черный горький) в количестве 10-20% придало экстрактам пряно-коптильный аромат. Шрот пряностей интенсифицирует процесс экстракции. Общий выход экстрагируемых веществ увеличивается на 20-30% по сравнению с суммой выходов из отдельных составляющих исходной смеси. Проявляется ярко выраженный синергетический экстракционный эффект.

При экстрагировании отходов коптильного производства получили СО2-экстракты с ароматом копченой деликатесной рыбной продукции.

Смолоподобная масса, стекающая с обрабатывае -мой коптильным дымом продукции в поддон, служила жидким сырьем для экстракции жидким диоксидом углерода. Собирали такую жидкость в коптильной камере при производстве скумбрии холодного копчения. Коптильный СО2-экстракт был обогащен ароматом копченой рыбы.

Газообразным сырьем при получении коптильных СО2-экстрактов выбрали коптильный дым, прошедший через камеру с обрабатываемой рыбной продукцией. При прохождении через слой продукции часть коптильного дыма сорбируется на ее поверхности и диффундирует внутрь тканей, а другая часть (около 90-95%) коптильного дыма проходит мимо продукта, увлекая десорбированные ароматические вещества копченой рыбы. Коптильный дым улавливали фильтрами с растительными адсорбентами. Наилучшие результаты получены при использовании в качестве адсорбента тростника обыкновенного, обладающего высокой пористостью и большой удельной поверхностью сорбции, что обеспечивает высокую эффективность адсорбции коптильного дыма. Предварительно тростник измельчали до частиц размером 0,1-0,2 мм. Экстрагируя тростниковый адсорбент, получили коптильные СО2-экстракты. Добавляя к такому тростнику шрот пряностей, получили пряно-коптильный СО2-экстракт. На процесс экстракции жидким диоксидом углерода влияют время, температура, давление, степень измельчения сырья, скорость перемешивания, свойства сырья. Результаты лабораторных экспериментов по способам оптимальной экстракции жидким

Таблица 1

Сырье Размер час -тиц, мм Температура экстракции, °С Давление, МПа Время экс -тракции, мин Выход экстракта к сырью, %

Пиролизная древесина 0,12-0,18 20—22 5,7—6,0 120 1,3—1,5

Пиролизная древесина и шрот пряностей 0,10-0,18 20—22 5,7—6,0 120 2,0—2,5

Шкурки, плавники осетровых пород рыб 1,0—1,2 18—20 5,4—5,7 90 3,0—3,5

Смолистая масса из коптильной камеры - 15—18 5,0—5,4 90 1,2—1,5

Тростник из фильтра в коптильной камере 0,1 —0,2 20—22 5,7—6,0 120 2,5—3,0

Таблица 2

Концентрация Тест-организмы

СО2-экстракт из сырья экстракта в питательной среде, мкг/мл Staph. Aures Staph 209 P E. Proteus vulgaris Bac. subtilis Bac. mesen- tericus Bac. megate- rium

Пиролизная древесина 250 + + + + + + +

500 + + + + + + -

1000 + + + - - - -

2000 - - - - - - -

Пиролизная древесина

и шрот пряностей 250 + + + + + + +

500 + + + - - + -

1000 - - - - - - -

2000 - - - - - - -

Коптильный дым 250 + + + + + + +

500 + + + + + + +

1000 + + + - - - -

2000 - - - - - - -

Отходы коптильного производства осетро-

вых пород рыб 250 + + + - + + +

500 + + + - + - -

1000 - - - - - - -

2000 - - - - - - -

Смолистая масса из

коптильной камеры 250 + + + + + + +

500 + + + + + + -

1000 опт - - + - - - -

диоксидом углерода различного исходного сырья приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, размер частиц сырья колеблется в пределах 0,1-1,2 мм, температура экстракции от 15-22°С, давление 5,0-6,0 МПа, время экстракции 90-120 мин. Выход экстракта от 1,2 до 3% от исходного сырья.

Влияние концентрации СО2-экстрактов на жизнедеятельность микроорганизмов представлено в табл. 2.

Наибольшим бактерицидным действием обладают СО2-экстракты из пиролизной древесины и шрота пряностей, отходов коптильного производства (шкурки, плавники и т. п.) и смолистая масса из коптильной камеры. Бактерицидное действие полученных СО2-экс-трактов можно объяснить их химическим строением. Все они содержат обладающие дифильными свойствами поверхностно-активные вещества, которые, попадая на поверхность микроорганизмов, гидрофобизиру-ют их, прекращая доступ воды и растворенных в ней питательных веществ. Чем разветвленнее неполярная составляющая компонентов СО2-экстрактов, тем сильнее проявляются гидрофобизирующие свойства, тем быстрее погибают микроорганизмы.

Так как большинство компонентов коптильного дыма и пряностей содержат много полярных группировок и имеют гидрофильно-липофильный баланс больше 6, провели процесс извлечения гидрофильных компонентов из пиролизной древесины и шрота пря-

ностей сатурированной диоксидом углерода водой (концентрация 1,23 г/л) в горизонтальном экстракторе с периодическим отжимом экстрагента.

Оригинальность конструкции экстрактора заключается в организации периодического отжима экстракционного материала в рабочих секциях экстрактора. Пройдя первую секцию экстрактора, сырье, пропитанное экстрагентом, отжимается с помощью специальных приспособлений и пружин, а отжатая мисцелла сливается в общий приемный лоток. Подобный этап обработки сырья повторяется в других секциях экстрактора. После получения экстракт концентрировали в вакуум-выпар-ном аппарате. Коптильный водорастворимый концентрат содержит 12% сухих веществ, 3% органических кислот, 2,7% фенольных соединений.

Полученные экстракты высококонцентрированы, хорошо хранятся, легко дозируются, экономичны в употреблении. Наличие экстрактивных ароматических веществ в экстракте близко к их содержанию в исходном сырье.

Получение коптильных и пряно-коптильных СО2-экстрактов позволяет решить проблемы защиты окружающей среды от выбросов коптильного дыма, а также утилизации отходов коптильного и экстракционного производства.

Кафедра органической, биологической и физколлоидной химии

Поступила 30.09.04 г.