(Process Flavours Process Flavouring Definition podle EU Flavours Directive 88/388/EEC "Produkt záh řevu směsi složek, které samy o sobě nemusí vykazovat aroma. Jedna složka obsahuje amino dusík a druhá je redukující cukr. Zahřívá se na teplotu nepřesahující 180°C v čase který nepřesahuje 15 minut". Nižší teplota umožňuje prodloužit dobu záhřevu. "The Maillard Reaction" Zdroje Amino sloučeniny: bílkovinné hydrolyzáty, masové extrakty atd., koncentráty rostlinných proteinů -přírodní složky Cukry: dextrosa, glucosa, xylosa - přírodní složky Reakce Maillardovy reakce jsou základním krokem tvorby flavour -tyto reakce jsou běžné při zpracování potravin Maillardovy reakce probíhají přirozeně při pokojové teplotě nebo i nižší a rovněž v lidském těle Závěr Process flavours nejsou syntetická aromata a jsou více přirozené než přírodně identická aditiva Použití process flavours • Chuťové přísady • Směsná aromata • Směsná ochucovadla a kořenící přípravky Základní složka pro výrobu: Bujónů Instantních polévek Omáček Masových šťáv..... Maillardovy reakce a zpracování potravin Maso - smažení, pečení, grilování, vaření Chléb a pečivo - pečení, toastování Výrobky ze sladu - pivo, whisky, cukrovinky Bramborové chipsy Zelená káva, kakao, ořechy - pražení Sušené mléko Ovoce a zelenina - sušení Crackery apod. - extruse atd. Reakce neenzymového hnědnutí Reakce volné karbonylové skupiny s amino skupinou (nebo amonným iontem) Tvorba sloučenin nazývaných Schiffovy base CO +R2 NH0 ^ C N R2 "2 R1 R1 Následné reakce: Amadoriho přesmyky, kondensace, oxidace atd. Maillardovy reakce Amino sloučeniny Aminokyseliny (volná amino skupina) Proteiny (volná koncová £-amino skupina vázaného lysinu) Proteins (volná koncová a-amino skupina) malá reaktivita Proteiny (volná thio SH- skupina cysteinu) Amoniak NH3 nebo amonný ion NH4+ Karbonylové sloučeniny Redukující cukry (s volnou karbonylovou skupinou) Neredukující cukry (např. sacharosa) po hydrolýze na monosacharidy Cukry: v potravinách např. glucosa, lactosa, maltosa Další karbonylové sloučeniny: Glykolaldehyd 0=CH-CH2-OH nebo glyoxal 0=CH-CH=0 (degradace cukrů, např. v HVP) Aldehydy ze silic Ascorbová kyselina Aldehydy tvořené během oxidace tuků - velmi důležité sloučeniny Tvorba aldehydů během oxidace tuků R1—CH=CH-CH-R2 fatty acid radical initiation R1—CH=CH-CH-R2 O—OH fatty acid hydroperoxid R1—CH-CH=0 + R2—CH=0 aldehyd oxo-carboxylic acid R2—OH + R1—CH=CH-CH=0 hydroxy-carboxylic acid aldehyd Aldehydy s lineární molekulou - velmi reaktivní sloučeniny Přispívají k aroma a chuti process flavourings (smažená nebo trávová chuť a aroma, ale také přinášejí nepříjemnou žluklou chuť) Produkty Maillardovy reakce Vzniká velké množství různých sloučenin, které mají vliv na sensorickou a nutriční jakost produktu BAREVNÉ LÁTKY Melanoidiny • Barevné vysoko-molekulární (polymerní) produkty • Barevné odstíny od světle žluté do tmavě hnědé • Mírná anti-oxidační aktivita • Množství vznikajících produktů silně závisí na reakčních podmínkách Aromatické sloučeniny Typy a množství závisí na reakčních podmínkách a typu výchozí suroviny Príklad typických dusíkatých heterocyklů R substituted pyrrol-carbaldehydes pyridiniumbetains imidazoles dihydropyrazines Další aromatické sloučeniny Alifatické aldehydy R_c_c^° H2 H Různé typy heterocyklů ^x w X, Y, Z = Kyslík, Dusík, Síra atd. Další produkty (nebo reaktivní meziprodukty) Degradační produkty cukrů (glyoxal atd.), reduktony, aminy, premelanoidiny atd. Mnohé jsou velmi reaktivní meziprodukty Mohou reagovat s další amino skupinou nebo karbonylovou skupinou - řetězové reakce Ale, Při nižší rychlosti reakce (např. za nízké teploty) mohou zůstávat v reakční směsi Reduktony jsou velmi účinné antioxidanty redllktony - pffklad vyznamnych reduktonu R C=0 I c=o oxidated and forms of linear reductones R C—OH C—OH R' reduced OH CH. cyklic reduktone R C-C-R' NH-R NH-R' R.Vs/C. aminoreduktone cyklic aminoreduktone Další aromatické sloučeniny HVP jako zdroj aminokyselin Těkavé aroma sloučeniny vznikající při výrobě HVP Hlavně degradační produkty cukrů v kyselém prostředí a dusíkaté heterocykly (viz výše) Degradační produkty cukrů • furanové deriváty (2-furaldehyd, 5-hydroxymethyl-2-furaldehyd a další), • laktony (např. Maggi lakton, a- a (3-angelicalaton), • maltol, isomaltol • a další Další aromatické sloučeniny furfural 2-acetylfuran isomaltol maltol H H3C_ OH _ R "Maggi lactone" a-angelicalactone ft-angelicalactone 2,5- dioxopiperazines a kost produktu Průběh reakce, typy a množství reakčních produktů výrazně závisí na podmínkách reakce a výchozích surovinách Faktory, které ovlivňují průběh reakce Teplota Obsah vody - maximální rychlost v rozpětí 30 - 70 % Přítomnost světla - • urychlení některých reakcí; • ale zvyšuje se rozsah oxidace tuků - vzniká žluklá chuť, která má velmi negativní dopad na kvalitu Velmi vysoké teploty Teplota přesahující 120°C má negativní vliv : • intensita barvy je velmi vysoká • intensita karamelizace cukrů se výrazně zvyšuje -negativní změny profilu aroma, vznik hořké chuti • množství jen některých aroma sloučenin je příliš vysoké - aroma a chuť je potom jednostranná a prázdná positivní sensorické vjemy - správně vedená technologie • masová • sladová • chlebová - pečená chlebová kůrka • karamelová - v žádném případě nesmí být dominantní • smažená - měla by být velmi jemná, doplňková • pražená • kávová Obecné požadavky • Podíl jednotlivých chutí a aroma by měl být vyrovnaný a harmonický • Žádný chuťový ani pachový vjem by neměl být příliš dominantní • Velmi jemné trávové a čokoládové aroma a velmi jemná kyselá chuť jsou přijatelné Při splnění těchto požadavků má produkt plnou, harmonickou chuť a aroma Negativní vjemy aroma Nevhodné podmínky výroby 1. Palčivá, ostrá chuť a aroma - volný akrolein (CH2=CH-CH=0), malá množství vznikají z methioninu, větší dehydratací glycerolu při přepálení tuku 2. Spálené aroma - vysoká teplota nebo příliš intensivní oxidace tuku 3. Hořká chuť - velmi vysoká teplota - nadměrná karamelizace cukrů 4. Cibulová chuť a aroma; zelné aroma - výchozí materiál obsahující mnoho sirných sloučenin 5. Žluklá chuť a aroma - vysoká oxidace tuků a současně nízká reakční rychlost a příliš brzké ukončení reakce 6. Pach po rozpouštědlech, sladká chuť - mohou vznikat při nízké reakční rychlosti a příliš brzkém ukončení reakce Poznámka: 5 a 6 - Toto může být hlavně problém process flavourings vyráběných za nízkých teplot AROMA A CHUŤ Výroba při nižších teplotách Výhody • Teplota < 100°C = nízká tvorba toxických sloučenin (nitrosaminy, PAH ...) • Characteristické flavour s vysokou opakovatelností • Aroma sloučeniny s negativním sensorickým vnímáním nebývají přítomny - štiplavá, spálená, hořká atd. • Žluklá chuť a aroma, sladká chuť a pach po rozpouštědlech jsou kritické negativní vjemy Minimální doba použitelnosti je 18 měsíců Obvykle používané suroviny Zdroje proteinů a aminokyselin • Proteinové hydrolyzáty (HVP) • Extrakty z masa - vepřové, hovězí, skopové nebo drůbeží - kapalné nebo práškové • Koncentráty kvasničných proteinů • Koncentráty rostlinných proteinů - hlavně ze soji • Extrakty z masa mořských živočichů Cukry • Glukosa a častěji dextrosa, ale také xylosa Tuky • Nepoužívají se vždy, ale při jejich použití je chuť a aroma produktu jemnější a plnější • Rostlinné tuky a oleje; živočišné tuky včetně rybího oleje • Rybí olej a částečně i rostlinné oleje - může být vysoký rozsah oxidace - technologie musí být vedena velmi opatrně Obvykle používané suroviny Další obvykle používané přísady • Sodium glutamate (MSG) - velmi jemná "glutamátová" chuť, může ale dojít k nežádoucí unifikaci chuti u řady různých produktů • Nucleotidy: Nejčastěji Inosin monofosfát (IMP), který slouží jako silný intenzifikátor masové chuti Další přísady • Okyselující látky - kyselina mléčná, citrónová, jablečná, vinná, jantarová nebo fumarová • NaCI - dává produktu slanou chuť a působí jako nosič aroma a plnidlo • Plnidla - Arabská guma, silikagel, uhličitany • Nosiče funkčních aromatických substancí -škrob, modifikované škroby, maltodextriny