Коптильные препараты как пищевые добавки

Химический состав коптильных препаратов определяется видом древесины, способом и температурой пиролиза, а также типом растворителя, используемого для конденсации дыма. В зависимости от количества сконденсированного дыма препараты могут иметь окраску от светлой до темно-вишневой, а величину pH — от 1,8 до 4,7. В случае использования для конденсации дыма органических растворителей препараты могут содержать повышенные количества смолистых соединений и отрицательно воздействовать на вкус, запах и безопасность продукта. Водные конденсаты дыма оказываются более безвредными, т.к. смолистые вещества в воде практически не растворяются и их можно отделять путем фильтрации сразу после получения конденсата, а также после хранения его в течение нескольких дней. Вместе со смолой удаляются и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Химический состав коптильных препаратов характеризуется в основном суммарным количеством основных коптильных компонентов — фенолов, кислот и карбонильных соединений.

На рынке США представлено большое число коптильных препаратов и ароматизаторов. При этом следует отметить, что предпочтение отдается препаратам, полученным на основе натурального дыма. Например, фирма «Ред Эрроу» («Red Arrow») производит жидкие и сухие препараты для копчения, отличающиеся ароматом натурального дыма и являющиеся высококачественными продуктами, безопасными в использовании и обеспечивающими получение воспроизводимых результатов. Эти препараты соответствуют санитарным нормам США.

Коптильные препараты «Смоукс» («Smokez»), «Смоукс сьюприм» («Smokez supreme») и др., выпускаемые фирмой «Ред Эрроу», представляют собой водные растворы коптильных компонентов, содержащихся в дыме при сжигании определенных пород древесины. В состав коптильных препаратов могут входить эмульгаторы, которые предотвращают образование смол при хранении препаратов, а также позволяют разводить их до любой концентрации перед обработкой продукта распылением или погружением.

При производстве сухих коптильных препаратов твердую основу (мальтодекстрин, дрожжи торула, кукурузную муку, ячменный солод) обрабатывают натуральным дымом и высушивают, например распылением. Для предотвращения их спекания иногда добавляют пищевой диоксид кремния. Такие препараты можно использовать в тех случаях, когда введение влаги нежелательно, например, в приправах, салатах, соусах и супах.

Во Франции компания «Софаром» разработала и запатентовала метод получения натуральных ароматизаторов копчения торговой марки «Тра-дисмоук». Серия ароматизаторов «Традисмоук»:

• «Традисмоук ХП 1» — ароматизатор дыма в виде порошка;

• «Традисмоук И Макс» — жидкий дым с нейтральным значением pH;

• «Традисмоук ХШ 1» — растительное масло с ароматом дыма;

• «Традисмоук А Макс» — жидкий дым для атомизации.

• «Традисмоук Д 2» — жидкий дым, растворимый в воде в соотношении от 1 : 1 до 1 : 5 соответственно (используется для орошения и окунания продукта);

В нашей стране в I960-1970-е годы было создано несколько коптильных препаратов — МИНХ, «Вахтоль», ВНИИМП, КП-72 и КП-74.

В рыбной промышленности некоторое время применяли коптильные препараты МИНХ и «Вахтоль», изготовлявшиеся из отходов канифольно-экстракционного производства. При этом «Вахтоль» представлял собой фракцию наиболее летучих компонентов, а МИНХ — упаренную часть древесной пирогенной смолы.

Различия в технологии изготовления указанных препаратов проявились в разнице их химического состава. В отличие от препарата «Вахтоль» в состав препарата МИНХ входило большое количество соединений, не отгоняемых с водяным паром и высококипящих. Соотношение кислот, фенолов и карбонильных соединений в препаратах «Вахтоль» и МИНХ отличалось от их пропорции в коптильном дыме.

В 1970-1980-е годы были проведены исследовательские работы по использованию коптильных препаратов МИНХ и «Вахтоль» для производства рыбы холодного и горячего копчения, консервов «Шпроты в масле», ароматизированных пресервов [Лапшин и др., 1976; Курко, 1984; Ким, 1998]. Эти препараты нашли в свое время небольшое применение в промышленности, например на Мосрыбокомбинате и Астраханском рыбокомбинате.

Однако опыт использования этих коптильных препаратов в рыбной отрасли был неудачным, и связано это было в первую очередь с неудовлетворительным качеством коптильных препаратов МИНХ и «Вахтоль», поскольку их состав отличался от состава коптильного дыма. Продукция горячего и холодного копчения по качественным признакам отличалась от рыбы традиционного копчения. Для усиления признаков копчености рыбы требовалось совместное использование этих препаратов, например добавление препарата «Вахтоль» в тузлук при посоле рыбы и поверхностная обработка препаратом МИНХ. При этом в процессе хранения копченой продукции цвет и аромат копчености значительно ослабевали. Это вызвало негативную реакцию на нее производителей и потребителей и на некоторое время затормозило развитие технологии копчения с использованием коптильных препаратов [Применение коптильного препарата …, 1995].

В середине 1980-х годов был получен коптильный препарат «ВНИРО» на основе водных конденсатов дыма. ВНИРО совместно с Дальрыбвту-зом и КБ ООО «Эсмар» были разработаны опытные установки по производству коптильного препарата из дымовых выбросов и конденсатов из дыма, получаемых при сжигании ели и дуба. Экспериментальная партия таких конденсатов была получена путем пропускания коптильного дыма через слой воды с помощью подвижной шаровой насадки на экспериментальном оборудовании.

Поскольку по содержанию основных коптильных компонентов экспериментальные партии конденсатов дыма, полученного при сжигании ели и дуба, были близки к натуральному дыму, вырабатываемая с их использованием копченая продукция по качеству аналогична рыбе традиционного дымового копчения. Экспериментальные образцы конденсатов были апробированы в промышленных условиях при производстве рыбы горячего и холодного копчения, консервов «Шпроты в масле».

По сравнению с существовавшими в те годы коптильными препаратами МИНХ и «Вахтоль» полученные конденсаты по химическому составу были более сбалансированными, и их применение позволяло получать копченую продукцию, по основным показателям соответствующую продукции традиционного дымового копчения.

В начале 1990-х годов на экспериментальной базе ВНИРО был усовершенствован способ получения коптильного препарата «ВНИРО», отработаны режимы его получения, определен оптимальный химический состав. Технологические свойства коптильного препарата «ВНИРО» были исследованы при изготовлении копченой продукции. В 1994 г. разработано и утверждено Извещение № 1 об изменении ТУ 15-1046-89 «Коптильный препарат «ВНИРО», согласно которому по химическому составу усовершенствованный препарат существенно отличался от исходного по основным показателям.

За последние годы в нашей стране разработано несколько коптильных препаратов на основе водных конденсатов дыма: «Технос», «Амафил», «Сквама», «Ароматизатор коптильный» и др.

Для получения препарата «Амафил» пиролиз древесины ведется в водной среде в автоклаве при низких температурах. Такой процесс пиролиза обеспечивает вполне определенный, специфический состав коптильных компонентов. В препарате «Амафил» обнаружено относительно высокое содержание фурфурола, что отрицательно отражается на свойствах препарата, а также на аромате и вкусе готового продукта. По данным И.М. Титовой, по составу коптильных компонентов «Амафил» беднее препарата «ВНИРО», что определяет различие в качестве вырабатываемой продукции [Титова, 1994]. «Амафил» может выполнять лишь функции коптильного ароматизатора, но не обеспечивает окрашивания кожного покрова рыбы.

Разработанный специалистами Мурманского государственного технического университета (МГТУ) коптильный препарат «Сквама-2» получают путем абсорбции водой коптильного дыма от фрикционного дымоге-нератора. Препарат представляет собой жидкость желто-коричневого цвета с приятным запахом дыма, массовая доля фенолов в нем составляет 0,05-0,90 %, общая кислотность — 0,7-1,0 % (в пересчете на уксусную кислоту), массовая доля остатка от испарения — 2,0 %, бенз/а/пирена — 0,01 мкг/кг, нитрозодиметиламина — 0,0014 мкг/кг [Технология рыбы …, 2006]. Коптильный препарат «Сквама-2» используется в качестве вкусоароматической добавки при выпуске пресервов и консервов.

Коптильный препарат «Ароматизатор коптильный» (ТУ 9199-004-55482687-05), выпускаемый под торговыми марками «Коптекс» и «Дели-карома», является одним из наиболее стабильных по химическому составу коптильных препаратов. Он производится путем контролируемого пиролиза древесины твердых пород, конденсат проходит многоступенчатую систем)’ растворения дыма в воде, после чего осуществляются первичная очистка и освобождение от канцерогенных соединений, а затем — многоуровневая фильтрация и настаивание жидкого дыма до созревания. Препарат выпускается ЗАО «Виртекс» (г. Новосибирск). В настоящее время производственные мощности предприятия позволяют производить до 10 т коптильного препарата в сутки.

Коптильный препарат «Ароматизатор коптильный» обладает всеми свойствами дыма и используется для изготовления рыбной и мясной копченой продукции, а также в качестве ароматизатора при производстве консервов и пресервов.

Во ВНИИКОПе разработана технология производства экологически чистых коптильных препаратов типа натуральных ароматов копченостей, основанная на селективном извлечении легколетучих фракций коптильного дыма жидкой двуокисью углерода [Касьянов и др., 1995].

Из всех перечисленных выше коптильных препаратов, согласно проведенным сравнительным исследованиям, наиболее универсальными свойствами обладают коптильные препараты «ВНИРО», «Контекс» и «Деликарома». Они могут использоваться для производства рыбы горячего и холодного копчения, а также в качестве ароматизаторов при производстве разнообразной рыбной и мясной продукции, копченых сыров. На их основе могут быть получены различные модифицированные препараты, например такие как жидкость коптильная «ФИТО».

Источник

Для устранения недостатков и решения проблем, связанных с применением коптильного дыма, особый интерес представляет использование для обработки пищевых продуктов коптильных препаратов и жидкостей. Применение коптильных препаратов и жидкостей позволяет:

· интенсифицировать процесс обработки;
· получить однородную по качеству копченую продукцию;
· избежать накопления в продукте канцерогенных веществ;
· автоматизировать технологический процесс;
· ограничить загрязнение окружающей среды коптильными компонентами. [20]

Коптильные препараты и жидкости. Препараты представляют собой концентраты коптильных компонентов, требующие перед использованием предварительной подготовки, а жидкости – это, как правило, растворы коптильных компонентов, готовые к употреблению.

Коптильные препараты могут быть классифицированы по способу их получения на две основные группы:

· жидкости, полученные из парогазовых продуктов термолиза древесины путем селективной конденсации коптильных компонентов дыма или путем улавливания компонентов дыма водой;
· синтетические коптильные препараты. [22]

Препараты первой группы находят в последнее время широкое применение для поверхностной обработки большого числа пищевых продуктов. Коптильные компоненты из конденсатов дыма могут быть растворены в воде, извлечены органическими растворителями или адсорбированы пряностями, сахаром, крахмалом, солью, жиром и другими веществами. Снижение содержания канцерогенных веществ в коптильных препаратах до возможно минимальных концентраций достигается различными приемами в процессе их приготовления.

Синтетические коптильные препараты получают путем смешивания отдельных химических соединений, используя при этом накопленные знания об их роли в создании аромата и вкуса копчености, а также об их антиокислительном и бактериостатическом действии. В препаратах этой группы полностью отсутствуют канцерогенные вещества. Как правило, синтетические коптильные препараты предназначены для введения внутрь продукта, в частности в фарш при производстве копченых колбасных изделий, поэтому эти препараты могут быть скорее отнесены к коптильным ароматизаторам (КА), таким как «ВНИИМП-1», «Жидкий дым» и другие.

К группе коптильных ароматизаторов, как правило, предъявляются более высокие санитарно-гигиенические требования, так как эти препараты не наносят на поверхность продукта, а вводят внутрь посредством шприцевания и другими способами.

Отсюда следует, что коптильные ароматизаторы могут использоваться для приготовления в основном фаршевых изделий: полукопченых колбас, рыбных фаршей и так далее.

В настоящее время в Казахстане, России, Англии, Польше, США, Франции и других странах для целей бездымного копчения предлагается большое количество разнообразных по технологическим свойствам, химическому составу и способам применения коптильным препаратов и коптильных жидкостей (в том числе ароматизаторов) с самыми разными названиями и индексами:

Аромат копчения, Вахтоль, ВНИРО, Вобеоль, ВНИИМП и ВНИИМП-1, Геркосеф-1, Геркосеф-2 и Геркосеф-3, Жидкий дым-062, Жидкий дым-063, КП-74, Концентрат 8027, Коптильная соль, Коптильное масло, МИНХ, ПДВ, Смоуктекс, Хекосеф, Фюмаром жидкий, Фюмаром жирорастворимый, Чарзол и др.

Способы изготовления коптильных препаратов. Основными источниками для производства коптильных жидкостей, коптильных препаратов или концентратов коптильного дыма, предназначенных для замены обычного (дымового) копчения, являются органические соединения, получаемые при медленном или форсируемом термолизе древесины при условии неполного окисления (горения) органической массы древесины. При этом используют преимущественно древесину лиственных пород, лишь в отдельных случаях применяют древесину хвойных пород, которую при этом подвергают специальной обработке. В отдельных разработках предлагается использовать не древесину, а специфические источники сырья, например, лигнин или целлюлозу.

Крайне нежелательно использовать в качестве основного источника подсмольную воду, образуемую при сухой перегонке древесины любых пород, из-за содержания в этом случае среди продуктов термолиза веществ, несвойственных натуральному коптильному дыму – полимерных соединений, фенолов и других веществ, обладающих иными сенсорными и токсикологическими свойствами по сравнению с аналогичными соединениями, образующимися при неполном окислении (горении) древесины.

В качестве ингредиентов синтетических коптильных препаратов могут быть применены как отдельные фракции и соединения, найденные в натуральном коптильном дыме, так и отдельные чистые реактивы при условии соблюдения гигиенических требований (отсутствие токсических свойств).

Обилие коптильных препаратов, коптильных жидкостей и коптильных эссенций, а также иных коптильных средств, которые предлагаются промышленными и торговыми фирмами в различных странах мира для изготовления пищевых копченых продуктов, прежде всего необходимо каким-то образом классифицировать. Это можно сделать, учитывая и технологию приготовления соответствующего коптильного средства, и основной источник исходного сырья для их производства, и способ применения.

Так как лучшим исходным сырьем для производства коптильных жидкостей и коптильных препаратов являются конденсаты древесного дыма, получаемые при определенных условиях пиролиза древесины и подвергаемые соответствующей обработке, нецелесообразно при классификации коптильных препаратов исходить из природы сырья, из которого они вырабатываются.

Чрезмерное разнообразие технологических приемов, используемых при изготовлении коптильных препаратов, также не позволяет принять в качестве основы классификации технологию их производства. Поэтому все имеющиеся коптильные препараты было бы правильно подразделить на следующие основные категории:

· коптильные препараты, изготавливаемые из конденсатов древесного дыма, предназначенные для обработки пищевых продуктов с поверхности. Пригодны для производства свинокопченостей, сырокопченых и полукопченых колбас и т.п.;
· коптильные препараты, изготавливаемые из конденсатов дыма и преимущественно используемые для целей копчения путем введения их в продукт на различных стадиях технологического процесса его производства. Рекомендуются при производстве различного рода формованных и структурированных изделий из рыбы и мяса, консервов различных видов, пастеризованной ветчины в банках и др.;
· коптильные препараты, которые изготавливают из сырья, полученного иным способом, нежели при образовании коптильного дыма при пиролизе древесины, а также путем неполного горения (т.е. так же, как и древесный дым, но не из целой древесины, а из составных частей древесины – лигнина, целлюлозы или другого материала). Для определения области их применения требуются специальные технологические эксперименты;
· прочие коптильные средства, точнее, добавки, придающие продуктам (изделиям из мяса, рыбы, плавленому сыру, суповым приправам, соусам, томатной пасте и т.п.) аромат и привкус копчения.

Для получения продуктов пиролитического разложения древесины могут быть применены любые процессы, обеспечивающие образование продуктов термического распада органической массы древесины, аналогичных или близких к продуктам, получаемым при естественном неполном сгорании (тлении) древесных опилок.

Оптимальными условиями, обеспечивающими максимальный выход полезных коптильных веществ при ограниченном количестве вредных (типа канцерогенных полициклических соединений) и не желательных (балластных) компонентов, являются условия, при которых одновременно происходят умеренные процессы термического разложения лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы древесины и частичного (неполного) окисления возникающих продуктов термического разложения. Указанные условия обеспечиваются в первую очередь температурными параметрами деструкции органической массы древесины и скоростью отвода образующихся коптильных компонентов из зоны термолиза и окисления.

Коптильные препараты, которые производят, растворяя в воде химически чистые реагенты, имеют обычно сравнительно простой состав из ограниченного количества компонентов. В одном из таких препаратов под названием «Составы для придания мясным продуктам вкуса и аромата копчености» содержится всего16 компонентов.

Технология производства такого рода коптильных составов является сравнительно простой и сводится к растворению в воде или 1 %-ном водном растворе этилового спирта указанных химически чистых реагентов в необходимой пропорции и последующей фасовке (розливу) в стеклянные емкости. [22]

Методы использования коптильных препаратов и ароматизаторов. Различают два метода придания мясу и прочим пищевым объектам свойств копченой продукции: путем обработки в дымовоздушной среде (обычное копчение) и обработка коптильным препаратом (бездымное копчение).

Основным методом копчения мяса в настоящее время является дымовое копчение. При этом методе обработки эффект копчения достигается за счет попадания на поверхность под действием многочисленных факторов, например, центробежных сил, седиментации, броуновского движения, конденсации паров, абсорбции в поверхностном слое влаги и пр., коптильных компонентов дыма и дальнейшего их проникновения в толщу, сопровождающегося специфическими реакциями взаимодействия с химическими составляющими продукта. Отличительными чертами обычного копчения являются длительность термической обработки и достигаемые при этом ярко выраженные свойствакопченого продукта – интенсивная окраска поверхности, приятные дымовые вкус и аромат копчености.

Бездымное копчение основано на применении коптильных препаратов. Оно может осуществляться либо путем погружения продукта в раствор коптильной жидкости с последующей термической обработкой, либо в процессе термической обработки средой из мелкодиспергированной или парообразной коптильной жидкости. В первом случае попадание коптильных компонентов в продукт происходит диффузионным путем, во втором – по аналогии с обычным дымовым копчением.

В зависимости от типа используемых коптильных препаратов (раствор коптильных компонентов в воде, концентрат веществ, обладающих ароматом копчения и т.д.), вида изготавливаемого продукта (изделия холодного или горячего копчения из мяса или рыбы, сыр, консервы и др.), а также характера взаимодействия коптильного средства с обрабатываемыми продуктами могут быть применены следующие технологические приемы:

· добавление коптильного препарата непосредственно в продукт;
· выдерживание предварительно подготовленного изделия в коптильной жидкости;
· инъекция коптильного препарата в толщу продукта;
· орошение поверхности изделий раствором коптильного препарата;
· обработка продукта в коптильной камере тонкодиспергированным препаратом;
· обработка продукции в коптильной камере в парах коптильного препарата. [21]

Развитие технологии бездымного копчения с помощью рафинированных конденсатов дыма, очевидно, более перспективно по сравнению с другими типами коптильных препаратов, потому что, во-первых, способ получения конденсатов дыма является наиболее экономичным, а во-вторых, препараты такого рода могут в максимальной степени воспроизводить эффект копчения, т.е. придавать обрабатываемым продуктам характерные вкусовые свойства, цвет (что особенно важно для копченых изделий) и способность противостоять быстрой порче. По-видимому, нельзя называть «коптильным препаратом» препарат, лишенный части этих свойств.

К несомненным преимуществам новой прогрессивной технологии бездымного копчения по сравнению с устаревшими способами изготовления копченых продуктов, когда используется древесный дым, относятся:

– увеличение производительности и улучшение санитарно-гигиенических условий труда работающих на коптильных предприятиях;
– возможность сравнительно простого решения экологических проблем, неизбежно возникающих при изготовлении копченостей по старой технологии;
– ликвидация дымогенераторных подразделений при ощутимой экономии электроэнергии и древесины;
– повышение рентабельности коптильных производств;
– реальные возможности быстрого расширения ассортимента разнообразных копченых изделий из мяса и рыбы по простой, поддающейся полной механизации технологии (например, при введении специализированных коптильных препаратов в полуфабрикаты, при изготовлении консервов, структурированных и формованных продуктов сыра и др.);
– возможность использования принципа малоотходной технологии в коптильном производстве и т.д. [22]

А также возможность производить копченую продукцию, не отличающуюся посвоим свойствам от продуктов дымового копчения, но не содержащую вредных примесей (канцерогенные и токсичные вещества).

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%.

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.

Представление о соотношении этих основных групп органических компонентов в отдельных зарубежных коптильных препаратах и коптильных жидкостях можно получить из данных таблицы 5.

Таблица 5 – Соотношение основных групп органических компонентов в коптильных препаратах и жидкостях [24]

Препарат	Общее содержание	Соотношение
Фенолов г/кг	Кислот мг/г	Карбонильные соединения мг/г
Коптильная жидкость на основе дыма из американского орешника	5,54	32,66	15,8	1:5,9:2,9
Коптильная жидкость 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 дымогенератора	< 1,00	30,13	84,3	1:30:84
Эстром 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	–

Результаты изучения и сравнительные исследования свидетельствуют о весьма широком варьировании химического состава и свойств различных коптильных препаратов, предназначенных для бездымного копчения. [19]

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 мясной промышленности нашли применение коптильные препараты МИНХ и Вахтоль, предназначенные для поверхностной обработки продукции.

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.

Источник