Zapach jest bowiem bratem oddechu. Zapach wnika do ludzkiego wnętrza wraz z oddechem i ludzie nie mogą się przed nim obronić, jeśli chcą żyć. I zapach idzie prosto do ludzkich serc i tam w sposób kategoryczny rozstrzyga o skłonności lub pogardzie, odrazie lub ochocie, miłości lub nienawiści. Kto ma władzę nad zapachami ten ma władzę nad sercami ludzi.” -spodobało mi się to więc wstawiłam :D

• Zapach

  • to wszelkie wrażenia zapachowe

• Aromat

  • to określenie stosowane w celu określenia pożądanej jakości zapachu

• Smakowitość

  • to kompleksową reakcją zmysłów: smaku, zapachu i dotyku

Lotne substancje zapachowe, które działają jak bodźce za środowiska zewnętrznego, są przejmowane przez receptory nosa i odbierane jako wrażenia zapachowe. Jakość i charakter wielu produktów są oceniane na podstawie na podstawie zapachu

Aromat -Naturalne aromaty produktów spożywczych są skomplikowanymi mieszaninami kilku do kilkuset związków organicznych. O aromacie produktu decyduje kilka związków zapachowych (z całej mieszaniny) lub jeden o specyficznym zapachu

Związki odpowiedzialne za zapach i smak żywności tworzą się:

• w naturalnych procesach dojrzewania przypraw, ziół, owoców i warzyw

• przez drobnoustroje (procesy fermentacji)

• z prekursorów w różnych procesach produkcji żywności: w reakcjach Malliarda, karmelizacji, degradacji cieplnej i utleniania lipidów

Substancje zapachowe

Procesy wyodrębniania związków zapachowych z surowców naturalnych są:

• trudne

• mało wydajne (zwykle ich stężenie jest bardzo małe)

• towarzyszą im niekorzystne zmiany chemiczne (np. utlenianie aldehydów, hydroliza estrów)

wrażenie smaku wywołują substancje

-nielotne

-rozpuszczalne w wodzie

Smak słodki-cukry, środki słodzące, niektóre aminokwasy

Substancje zapachowe- Choć konsument preferuje aromaty naturalne to pożądane substancje aromatyczne otrzymywane są najczęściej syntetycznie. Wrażenie smakowitości jest odbierane dopiero wtedy, gdy lotne cząsteczki uwolnione z żywności w czasie jedzenia wywołują wrażenia węchowe. Przeciętny człowiek jest w stanie odróżnić ok. 10 000 zapachów Zapach jest podstawowym wyróżnikiem pozwalającym na:

• ocenę jakości żywności

• rozróżnienie rodzajów żywności

Smak gorzki- glikozydy, peptydy, alkaloidy

Smak kwaśny- kwasy organiczne, nieorganiczne

Smak słony- NaCl, sole sodowe kwasów organicznych

Smak umami- glutaminian sodu

Na smakowość wpływają substancje, które w jamie ustnej wywołują efekty:

• -Pseudotermiczne-wrażenie gorąca wywołuje kapsaicyna (czarny pieprz, chilli) - wrażenie zimna wywołuje mentol

• wzmacniające smak: - glutaminian sodu, - nukleotydy

Fizjologia odbierania wrażeń węchowych

1. opuszka węchowa

2. nabłonek węchowy

3. jama nosowa

Substancja mająca wywołać wrażenie zapachu musi być w fazie gazowe i rozpuścić się w śluzie otaczającym receptory zapachowe

• wiązanie zapachu z receptorem -Wdychane z powietrzem cząsteczki substancji zapachowej 1 natrafiają na nabłonek węchowy i wiążą się z wyspecjalizowanymi białkami receptorów węchowych 2 osadzonymi w błonie komórkowej jego rzęsek

• wysyłanie sygnału elektrycznego -Związanie lotnych substancji zapachowych z receptorami inicjuje sygnał elektryczny i przekaz sygnału w komórce 3, aktywując cytoplazmatyczne białka G

• przekazywanie sygnału wzdłuż aksonów do opuszki węchowej mózgu 4- Aksony skupiają się w miejscach zwanych kłębuszkami 5 w grupy liczące ok. 10000 aksonów

• wysyłanie przez aksony informacji z kłębuszków 5 do kory węchowej i analiza wrażenia zapachowego 6

Zapach jest podstawowym wyróżnikiem pozwalającym na:

• ocenę jakości żywności

• rozróżnienie rodzajów żywności

Wpływ temperatury na odbierane wrażenia zapachowe

• wyższa temperatura w gardle – przyspieszenie wydzielanie się lotnych substancji z fazy wodnej

• wraz ze wzrostem temperatury rośnie wyczuwalność zapachu (im niższa temperatura masła tym jego smakowitość jest słabiej lub zupełnie niewyczuwalna, ogrzewane zwiększa a ochładzanie zmniejsza odbieranie wrażenie zapachu i smaku składników wino)

• ogrzane składniki żywności w czasie jedzenia stają się bardziej lotne i składniki zapachowe są silniej wyczuwane przez powonienie niż przez narządy smaku (aromat kawy)

Wpływ stężenia na zapach

Związki chemiczne różnią się wartościami stężeń, przy których są wykrywalne i rozpoznawalne

• Próg rozpoznawania zapachu - najniższe stężenie substancji zapachowej w powietrzu lub wodzie, przy którym zapach zaczyna być wyczuwalny

• Próg wyczuwalności -najniższe stężenie związku, przy którym można zidentyfikować jego zapach

• Wartości progu rozpoznawania zapachu i progu wyczuwalności zależą od rozpuszczalności związków w wodzie i tłuszczu

• Najczęściej wartości progowe różnych związków oznacza się w wodzie

• Wartości progowe substancji zapachowych są podstawowymi wyróżnikami w ocenie jakości związków odpowiedzialnych za zapach różnych produktów

• stężenie, przy którym zapach każdego związku jest wykrywalny, służy jako punkt odniesienia do ustalenia jego jakości

• Jakość zapachu poszczególnych związków zmienia się wraz z ich stężeniem

• Jednostka zapachu żywności U- To iloraz stężenia związków zawartych w żywności lub w mieszanie C i progu wrażliwości zapachu substancji tych T

U=C\T

Gdy U>1 wówczas zapach badanego związku ma duży udział w aromacie żywności

Wpływ interakcji składników zapachowych z innymi składnikami żywności na zapach i aromat

• W procesach wytwarzania żywności często następuje zmiana lub utrata smaku i aromatu produktu

• Właściwości lotnych substancji zapachowych są związane bezpośrednio z wzajemnym oddziaływaniem z makrocząsteczkami białek, lipidów i sacharydów

1. Białka- wiążą odwracalnie lotne substancje: słabymi siłami van der Waalsa, wiązaniami kowalencyjnymi i elektrostatycznymi, oddziaływaniami hydrofobowymi lub hydrofilowymi – Zanik zapachu

2. Sachcarydy- zmieniają względną lotność związków zapachowych w odniesieniu do wody. Pektyny, algininy, celuloza, cyklodekstryny – zwiększają lotność substancji zapachowych

3. Lipidy- są prekursorami i lotnych substancji zapachowych ,stabilizują substancje zapachowe (zapewniają długi okres uwalniania) , regulują uwalnianie lotnych substancji podczas jedzenia

Wpływ budowy związku na właściwości zapachowe

• Jak dotąd nie udało się ustalić ścisłej zależności między zapachem a budową chemiczną i przestrzenną związków chemicznych oraz ich aktywnością chemiczną i właściwościami osmicznymi

• Wiele substancji o podobnej budowie może mieć bardzo różny zapach i odwrotnie

• Izomeria cis i trans

• zmiana grupy funkcyjnej

• zmiana połozenia grupy funkcyjnej

• wpływ konfiguracji centrum chiralności

• nośnik aromatu karmelowego

Analiza aromatu

1. destylacja (np. z parą wodną) ekstrakcja

2. rozdział (kwaśne, zasadowe, obojętne

3. chromatografia gazowa (GC), cieczowa (HPLC), spektroskopia mas (MS)

Prekursory lotnych substancji zapachowytch

• białka

• aminokwasy

• karotenoidy

• sacharydy

• triacyloglicerole i ich pochodne

• witaminy (np. B₁)

• kwas mewalonowy

• ligniny

• substraty w reakcjach Maillarda

Naturalne substancje zapachowe owoców i warzyw

• terpeny-są składnikami większości roślinnych substancji zapachowych owoców cytrusowych, ziół, przypraw (zwane są zwykle olejkami eterycznymi)

• seskwiterpeny

• Produkty enzymatycznych reakcji utleniania nienasyconych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych w czasie dojrzewania owoców lipooksygenazy utleniają nienasycone kwasy tłuszczowe powodując wytwarzanie charakterystycznego aromatu dojrzałych owoców

Enzymatyczne reakcje powstawania aldehydów i alkoholi z nienasyconych kwasów tłuszczowych

Lotne związki aromatyczne powstające w procesie oksydacji kwasów tłuszczowych

Tworzenie związków zapachowych z aminokwasów w procesie dojrzewania owoców

• Estry- składniki aromatu owoców

• Laktony –obecne w produktach mlecznych i pieczywie, napojach alkoholowych

Powstawanie laktonów z kwasów tłuszczowych

Naturalne substancje zapachowe roślin z rodziny Cruciferae Do rodziny Cruciferae należą:

• chrzan

• rzodkiew

• rzepa

• brukselka

• kapusta

• kalafior

mają charakterystyczny zapach u niektórych ostry, kłujący wywołujący łzawienie

• Lotne substancje zapachowe powstają w reakcjach enzymatycznych po rozerwaniu tkanki przez cięcie, gryzienie lub w trakcie ogrzewania (w warzywach gotowanych powstają związki siarki o nieprzyjemnym zapachu)

• Typowym enzymem rozkładającym glukozylany jest mirozynaza (tioglikozydaza)

Substancje zapachowe roślin z rodziny Cruciferae

Związki o charakterystycznym ostrym smaku i zapachu (przyprawy o ostrym smaku)

Lotne związki siarkowe roślin z rodziny Allium, należą do nich:

• cebula

• por

• Czosnek mają silny penetrujący zapach

Lotne związki zapachowe powstają w reakcjach enzymatycznych po mechanicznym rozerwaniu tkanki, który umożliwia bezpośredni kontakt enzymu z prekursorem

Dlaczego płaczemy obierając cebulę?

Mechanizm powstawania związków smakowitości czosnku

• Substancje zapachowe grzybów-W różnych gatunkach grzybów występuje stosunkowo mało (ok. 120) związków zapachowych. W czasie suszenia 90% 1-okten-3-olu ulega odparowaniu

Substancje zapachowe powstające podczas ogrzewania żywności

• Ogrzewanie żywności powoduje powstawanie charakterystycznego zapachu i smakowitości

• w wielu termicznych procesach powstają pierścieniowe związki heterocykliczne odpowiedzialne za aromat i smakowitość

Substancje zapachowe powstające podczas ogrzewania żywności

-aromat kawy

-aromat karmelowy

Substancje zapachowe w mięsie

• Podczas żucia włókien surowego mięsa nie czuje się zapachu i smaku są one pozbawione smakowitości

• Sok otrzymany z surowego mięsa wykazuje małe natężenie smaku słodko-słonego

Zapach mięsa i typowa jego smakowitość kształtują się dopiero podczas ogrzewania i zależą od:

-temperatury

-rodzaju operacji cieplnej

Prekursory podstawowych związków zapachowych mięsa :

• lotne związki siarkowe (cysteina, tiamina)

• związki karbonylowe (utlenianie triacylogliceroli)

• azotowe i tlenowe związki heterocykliczne (reakcje Malliarda)

• Związki siarkowe- Przypisuje się im istotny udział w tworzeniu profilu zapachowego mięsa. Mają bardzo intensywny i charakterystyczny zapach oraz niski próg zapachowy Ilość uwalnianego siarczku wodoru H₂S w czasie ogrzewania mięsa wzrasta wraz z temperaturą, czasem jej działania oraz pH. W surowym mięsie drobiu ilość H₂S – 35 mg/g

Podczas gotowania, prażenia i smażenia ilość H₂S wzrasta do 180-730 mg/g

-Gotowana wołowina

-pieczona wołowina

Rozkład tiaminy podczas obróbki cieplnej mięsa

-aromat mięsa wołowego

• Azotowe i tlenowe związki heterocykliczne substancje zapachowe w mięsie

-pirazyny

-pirymidyny

-furanony

• Związki karbonylowe substancje zapachowe w mięsie

• Związki karbonylowe mają różnorodne, charakterystyczne zapachy, z których jedna tworzą pożądany aromat, a inne wnoszą nieprzyjemną nutę zapachową

• W większości związki karbonylowe biorące udział w smakowitości mięsa są produktami utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych C18

• Składniki zapachowe mięsa drobiowego

• Składniki zapachowe mięsa wieprzowego

• Składniki zapachowe mięsa wołowego

Związki karbonylowe o nieprzyjemnym intensywnym zapachu w mięsie

-są odpowiedzialne za pogorszenie pożądanego aromatu mięsa

- tworzą się podczas autooksydacji lipidów

Związki zapachowe ryb

-Decydującym wskaźnikiem jakości ryb surowych i gotowanych jest zapach

-Składniki zapachowe świeżo złowionych ryb

-niepożadany zapach ryb: tranowy

Intensywny zapach rybi

Zapach kiszonej kapusty

Substancje lotne powstające w procesach fermentacji

• Fermentacja mlekowa

• Fermentacja alkoholowa-Lotne związki zapachowe powstają w procesach transaminacji i dekarboksylacji. Wśród lotnych składników różnych gatunków piwa zidentyfikowano ponad 550 związków chemicznych, ale tylko ok. 30 z nich ma decydujący udział w aromacie piwa.

Defekty aromatu (off-flavors) w żywności

• -Żywność pochodzenia roślinnego -Zanieczyszczenia środowiska, Środki ochrony roślin

• Żywność pochodzenia zwierzęcego- karma

• Przetwarzanie żywności- Ogrzewanie, Konserwowanie (pasteryzacja, sterylizacja), Dezynfekcja, Procesy fermentacyjne ,Stosowanie konserwantów

• Przechowywanie żywności-Działanie mikroorganizmów, Reakcje między składnikami żywności, Pochłanianie aromatów z innych produktów żywnościowych lub opakowań

Przykłady defektyów aromatu (off-flavors) w żywności

Co może służyć do nadania żywności aromatu? Środki aromatyzujące aromaty to produkty

1. nieprzeznaczone do bezpośredniego spożycia, dodawane do środków spożywczych w celu nadania im aromatu lub smaku lub zmiany ich aromatu lub smaku

2. wytworzone z produktów lub zawierające produkty z następujących kategorii: substancje aromatyczne, preparaty aromatyczne, środki aromatyzujące z przetworzenia termicznego, środki aromatyzujące dymu wędzarniczego, prekursory środków aromatyzujących lub inne środki aromatyzujące albo ich mieszanki

Czego nie można dodawać do żywności?

-w sumie 15 związków

Naturalne preparaty aromatyczne

• -olejki eteryczne Są to substancje zapachowe łatwo lotne o konsystencji oleju otrzymywane z roślinnych. Pod względem chemicznym to mieszaniny różnych związków alifatycznych, aromatycznych i terpenów. Otrzymywane są z odpowiednich części roślin przez: - destylację z parą wodną, ekstrakcję przy użyciu rozpuszczalników lotnych i nielotnych (najczęściej tłuszczów roślinnych i zwierzęcych) - wytłaczanie. Większość jest otrzymywana z owoców zwłaszcza cytrusowych: pomarańcze, grejpfruty, mandarynki i cytryny zawierają powyżej 3 % olejków eterycznych.

• Przyprawy- Są to wysuszone części roślin (kora, korzenie, liście, kwiaty, owoce) o charakterystycznym aromatycznym zapachu. Poszczególne przyprawy różnią się przede wszystkim rodzajem i zawartością aktywnych sensorycznie substancji małocząsteczkowych: lotnych składników zapachowych, olejków eterycznych oraz bezzapachowych substancji smakowych. Aromatyczność przypraw zależy od zawartości olejków eterycznych

Aromaty syntetyczne

• stosowane są w przemyśle żywnościowym i w przygotowywaniu posiłków w domu

• mają jakość aromatu tak doskonałą, że nie jest możliwe odróżnienie ich od aromatów naturalnych

• Wiedza o naturalnych składnikach żywności umożliwia syntezę związków chemicznych, które imitują najlepszy aromat naturalnych surowców i produktów