1. Аромати живої природи
2. Ароматизатори, яких немає
3. Коли не можна втекти
4. неотруйний аромат
5. навчити нюхати
6. непостійна природа
7. Про користь ...
8. ... і шкоду
9. Флейворісти і парфумери

У нашому сприйнятті їжі важливі не тільки поживні якості і смак, але і запах. Чи здатні синтетичні ароматизатори замінити натуральні аромати продуктів харчування?

Насправді, коли людина вперше додав у м'ясо запашні трави, перець, гвоздику або інші прянощі, він зробив це не для додання нового смаку або аромату. Він вирішував просту дилему: або м'ясо зіпсується через пару днів, або пряністю буде зіпсований смак і запах, але продукт збережеться довше. Так що перші застосування природних ароматизаторів були пов'язані з погіршенням натурального смаку на догоду термінами зберігання. Пізніше, коли використання прянощів міцно увійшло в культуру споживання, нам почали здаватися приємними «неприродні» смак і аромат.

Аллілізотіоціанат - діюча речовина таких приправ, як гірчиця, хрін і васабі. Вони призначені для додання харчовим продуктам невластивого і абсолютно неприродного смаку.

З появою кулінарії ми почали цілеспрямовано змінювати смак і аромат нашої їжі на новий, часом непередбачуваний. Прянощі і разом з ними взагалі все, що незвично пахне, стали використовувати в якості ароматизаторів. Могутність цілих імперій грунтувалося на торгівлі натуральними ароматизаторами - шафраном, чорним перцем, гвоздикою і корицею. І зовсім не в пошуках нових земель або знань, а саме за прянощами відправлялися в свої морські походи Васко да Гама, Колумб і Магеллан. Кожне нове відкрите рослина з незвичайним ароматом люди додавали в свою їжу, не звертаючи уваги на хімічний склад (про який, втім, в ті далекі часи мали досить невиразні уявлення).

Набагато пізніше наукова революція принесла розуміння того, що запах - це не якась чарівна субстанція, а цілком конкретні хімічні речовини. Їх зовсім необов'язково вирощувати на плантаціях Індії або Нового Світу. Якщо рослина вміє синтезувати речовину, то що заважає людині відтворити цей процес? Якщо в запаху яблука міститься суміш відомих сполук, що заважає змішати їх штучно і отримати той же результат? Навіщо плавати за моря, піддаватися нападам піратів і конкурентів, якщо будь-який смак можна створити в буквальному сенсі в пробірці?

Аромати живої природи

Аромати квітів, ягід, фруктів, овочів настільки гармонійні, що часом нам здається, що природа створила все це спеціально для нас. Саме цю думку лежить в основі багатьох напрямків альтернативної медицини (типу ароматерапії) і наших побутових уявлень. Тим часом це далеко не так.

Будь-які сполуки, в тому числі відповідальні за запах, так звані запашні речовини, рослина синтезує з конкретними цілями. Продукти рослинного метаболізму досить чітко можна розділити на два типи. Первинні метаболіти (білки, жири, вуглеводи, вітаміни) - це речовини, необхідні рослині для його життєдіяльності. Саме ці сполуки і складають харчову цінність нашої їжі.

Ароматизатори, яких немає

Багато речовин, які ми традиційно беремо за аромат натуральних смачних і корисних продуктів, спочатку взагалі не присутні в рослині
Так, наприклад, ваніліну, як окремого хімічної сполуки, в стручках відомої орхідеї просто немає. У них синтезується так званий глюкованілін - глікозид, основна функція якого полягає в захисті рослини від поїдання шкідниками. Для отримання ароматної субстанції з запахом ванілі потрібно ще зруйнувати глікозид, для чого проводиться досить складний і тривалий процес ферментації, що зумовлює високу ціну. У харчовій промисловості ванілін (значно чистіший і набагато дешевший) отримують з гваякола або лігніну.
Ще більш цікавий приклад - гірчиця, яка навчилася захищатися за допомогою найпотужнішого хімічної зброї - сльозогінного аллілізотіоціанат (АІТЦ), токсичного для багатьох живих організмів. А оскільки для самої гірчиці він теж небезпечний, рослина не синтезує його в готовому вигляді, а зберігає в своїх тканинах два абсолютно нешкідливих окремо компонента: глікозінат синигрин і фермент мірозінази. Тварина або комаха, яке вирішило поласувати рослиною, пошкоджує його тканини, що призводить до змішання компонентів, при цьому фермент (реакція протікає у водному середовищі) «відрізає» від синігрину глюкозу, утворюючи токсичний АІТЦ, або нітрил. Таке бенкет дорого обходиться вредителю. Цей же механізм дозволяє «зачистити» територію від інших рослин і мікроорганізмів: в відслужили своє і розкладаються стеблах і листках утворюється АІТЦ, «стерилізуючи» грунт. У сухому ж гірчичному порошку пекучого речовини просто немає, тому він набуває аромат тільки при додаванні води, причому не відразу (з цієї ж причини гірчичники «жгутся» тільки після замочування). Для потреб харчової промисловості (наприклад, для виготовлення майонезу) використовують синтетичний АІТЦ, повністю ідентичний натуральному.

Вторинні метаболіти, частина яких представлена ​​запашними речовинами, служать зовсім для інших цілей. Традиційно вважається, що рослини навчилися синтезувати леткі речовини в результаті коеволюції з обпилювачами або переносниками насіння. Це лише одна, причому досить незначна сторона питання. До складу природного аромату входять сотні летючих речовин, навіщо ж рослині так ускладнювати свою біохімію? Адже синтез кожного з'єднання рослина змушене здійснювати на шкоду своїм розвитком, відриваючи цінні ресурси від виробництва важливих продуктів, коли для залучення запилювачів вистачило б і однієї-двох різновидів летючих молекул.

Коли не можна втекти

Якщо первинні метаболіти рослини є тим самим, заради чого ми їмо фрукти і овочі, то вторинні зазвичай служать для зовсім протилежної мети - щоб рослина не з'їли.

Вивчивши склад ароматообразующіх речовин будь-якої квітки або плода, ми виявимо величезна кількість сполук, які мають антибактеріальні та протигрибкові властивості, речовин, що відлякують або вбивають шкідників (і не тільки комах). Склад цих ароматів непостійний. У відповідь на зовнішній вплив рослини коректують свій метаболізм, в результаті змінюючи склад запаху. У багатьох експериментах було показано, що слідом за ушкодженням листа або квітки відбувається перенаправлення ресурсів рослини на синтез вторинних метаболітів. Чому? Тому що в разі загрози рослина не може втекти - воно перемикається з росту на захист.

Запах скошеної трави (відмінний від запаху недоторканою галявини) - один із прикладів такої реакції. Речовини, що входять до цей аромат, є вторинними метаболітами рослини і призначені для захисту від шкідників, зазіхнули на соковиту м'якоть, а також від бактерій і грибків, жадібних до пошкоджених тканин. Ці ж самі речовини - найважливіші компоненти аромату ягід суниці або яблук.

Серед механізмів захисту бувають і більш незвичайні. Є багато прикладів того, як рослини використовують свої аромати для ворогів своїх ворогів. Скажімо, як відповідна реакція на пошкодження тканини гусеницею рослини виділяють летючі речовини, які залучають паразитичних ос - природних ворогів комахи. Це теж в якійсь мірі відпрацьований еволюцією взаємовигідне співробітництво, але більш складне, ніж просто взаємодія рослина-запильник.

Ще одна сфера застосування запашних речовин - це спілкування. Рослини можуть «спілкуватися» один з одним і з іншими організмами. Не так, як ми, не звуками і не знаками, єдиний доступний для них спосіб - це обмін молекулами. Летючі речовини, що виділяються, наприклад, при зараженні грибком, сигналізують знаходяться поблизу родичам про небезпеку, попереджаючи про близькість ворога і викликаючи перемикання метаболізму на синтез «протигрибкових» реагентів. І навіть власну життєдіяльність рослини регулюють за допомогою запашних речовин: гормони рослин - летючі молекули - представляють собою один з важливих компонентів звичних ароматів. Жасмонової кислота і її похідні, що визначають запах дуже багатьох квітів, є рослинним гормонами.

неотруйний аромат

У 1830 році з кісточок гіркого мигдалю (Prunus amygdalus var. Amara) було виділено речовину амигдалин (від грецького ἀμυγδάλη, мигдаль). Пізніше це сполука була виявлена ​​в кісточках рослин роду слива (Prunus) - абрикоса, персика, вишні, сливи, яблук.
Як і більшість інших ціаногенних глікозидів (з'єднань глюкози), амигдалин синтезується рослиною як хімічна зброя проти ворогів. Сам по собі амигдалин досить нешкідливий, що дозволяє рослині накопичувати його в тканинах в значній кількості. Однак варто вредителю спробувати насіння рослини на смак, що міститься в рослині фермент глюкозидаза починає розщеплювати амигдалин, в результаті утворюється надзвичайно токсична синильна кислота (глюкозидаза міститься не тільки в рослині, але і в травній системі людей, птахів і комах, так що ковтання мигдалю «Не розжовуючи »не рятує). Потрапляючи в організм, синильна кислота необоротно блокує дію ряду ферментів, що призводить до кисневого голодування тканин, летальна доза цієї речовини становить 3,7 мг / кг (близько 0,3 г для дорослої людини). Така кількість міститься менше ніж в 100 г гіркого мигдалю, а для дитини всього 10 горішків можуть стати смертельними.
Амігдалин грає важливу роль в утворенні мигдального аромату. Справа в тому, що синильна кислота ... не пахне мигдалем! Саме на цьому частенько проколюються автори детективів, що визначають причину отруєння по запаху. За характерний аромат несе відповідальність бензальдегід - речовина, що утворюється в процесі перетворення амигдалина в синильну кислоту (втім, якщо отруїти людини не синильною кислотою, а амігдалин, то запах дійсно буде присутній). Саме бензальдегід і деякі інші ароматичні альдегіди використовуються в якості ароматизаторів із запахом мигдалю, абрикоса, вишні, яблука - всіх тих продуктів, які містять амигдалин. При цьому в ароматизированном печиво зміст бензальдегида (повністю синтетичного) набагато менше, ніж в натуральному мигдалі, а отруйної синильної кислоти там не міститься зовсім.

Втім, механізми захисту не ідеальні, еволюція завжди знаходить в них вразливе місце. Черв'яки їдять яблука, але не завдяки, а всупереч наявності в них отруйних для них речовин, оскільки навчилися боротися із захистом плодів. Проти переважної більшості інших бажаючих поласувати солодким фруктом цей захист залишається ефективною. Люди ж їдять яблука зовсім не завдяки запашним речовин, а тому, що в них є цукор і вітаміни. Складові аромату приносять нашому організму швидше проблеми. Організм яблуні витрачає цінні ресурси на синтез речовин, призначених для того, щоб її не з'їли, а наш організм витрачає свої ресурси на нейтралізацію цієї захисту.

За характерний аромат мигдалю відповідає бензальдегід, що утворюється в процесі перетворення амигдалина в синильну кислоту. Сама синильна кислота має зовсім інший запах.

навчити нюхати

Так чому ж нам приємні аромати «хімічної зброї» рослин? Справа в тому, що наш нюх - відчуття швидше культурне, ніж вроджене. Новонароджена дитина не розрізняє між поганими або хорошими запахами, для нього вони все досить нейтральні. Пізніше під впливом навчання він починає пов'язувати запах з іншими якостями харчових продуктів: запах апельсина стає приємним, тому що апельсин солодкий і смачний, а запах тухлої риби - неприємним, тому що нею можна отруїтися.

Навчання нюху - процес дуже гнучкий і швидкий. Багато традиційні страви чужої культури, та й просто несподівані поєднання смаків, сприймаються як дивні і часом неприємні, але досить швидкоплинного знайомства, як дивина ця йде, і вже через деякий час продукт сприймається як нормальний. Наш мозок швидко вибудовує і руйнує асоціацію між ароматом і продуктом. Насправді прямого взаємозв'язку між запахом продукту і його харчовою цінністю не існує. Одні і ті ж запашні речовини можуть міститися в різних продуктах, а один і той же продукт може дуже сильно відрізнятися за якісним і кількісним складом ароматообразующіх з'єднань.

непостійна природа

Будь-аромат, природний або синтетичний - це суміш запашних речовин. Це одні й ті ж речовини. Різниця в тому, що рослини синтезують їх для своїх цілей, а ми - для своїх. Для тих же, з якими додаємо в суп лавровий лист, а в бородинський хліб - насіння коріандру. Тільки при використанні натурального рослини складу суміші слабо передбачуваний, а в разі синтетичного аромату ми знаємо абсолютно точно, скільки в ній компонентів, які вони, на що перетворяться в процесі зберігання і як вплинуть на організм.

Якісний і кількісний склад синтетичного ароматизатора, звичайно, відрізняється від складу натурального продукту. При створенні яблучного ароматизатора не використовуються всі ті сотні речовин, виявлених в яблуці, і часто використовуються речовини, яких в початковому фрукті взагалі немає. Але це нічого не змінює. До того ж склад природного аромату теж непостійний, він може змінюватися в залежності від ступеня зрілості яблука, від оточення, наявності або відсутності шкідників на рослині або поблизу і інших чинників. Навіть на одній яблуні годі й шукати двох ідентичних за запахом яблук, не кажучи вже про різні сорти і про те, що аромат швидко (протягом хвилин) змінюється після розрізання фрукта.

Про користь ...

Вважається, що продукт, зроблений з використанням синтетичного ароматизатора, не несе ніякої користі. У цьому твердженні є одна серйозна логічна помилка. Ароматизатор - це не продукт для вживання в їжу. Він служить для додання аромату, але не харчової цінності. Речовини в складі ароматизаторів здатні лише роздратувати рецептори в носі. Різні біологічно активні речовини, такі як туйон, або кумарин, або сафрол (які входять до складу щодня споживаних натуральних продуктів), взагалі не використовуються при виробництві синтетичних ароматизаторів через їх потенційної шкоди.

Карамель, зроблена на натуральних барвниках і ароматизаторах, принесе не більше користі, ніж зроблена на синтетичних. Компот, зварений з натуральних фруктів і цукру, корисніше солодкої газованої води з синтетичним ароматизатором (адже вітаміни при варінні не зберігаються). Питання здорового харчування не пов'язаний з вживанням синтетичних ароматів, ожиріння і серцево-судинні захворювання викликаються не запашними речовинами.

... і шкоду

Чи можуть синтетичні ароматизатори бути шкідливі? Навколо цього питання існує величезна кількість міфів. Найтиповіший аргумент подібних «страшилок» полягає в тому, що отримання надчистих речовин - процес дуже дорогий, так що ароматизатори можуть містити безліч домішок. Насправді зовсім не важливо, чи є домішки в кінцевому продукті. Важливо знати, чи можуть вони зашкодити здоров'ю людини. Про це замислюються не тільки противники «хімії», які прагнуть донести страшну правду до громадськості.

Флейворісти і парфумери

Для створення харчових ароматів сьогодні в світі дозволено до використання більше 4000 індивідуальних речовин. Однак, на відміну від парфумерів, флейворісти (фахівці з харчовим ароматів) значно більше обмежені в своїй творчості. На відміну від парфумерної, в харчовій промисловості принцип верхніх, середніх і нижніх нот не працює. Замість цього комплексний аромат розбивається на набір простих, званих дескрипторами, з яких, як з конструктора, методом проб і помилок, збирається потрібний продукт. Однак це тільки початок: адже потрібно, щоб ароматизатор зберіг свої властивості, скажімо, при випіканні печива (між тим, температура в цьому процесі може перевищувати температуру кипіння компонентів ароматизатора). А після цього ароматизатор повинен зберігати свої властивості ще протягом всього терміну зберігання харчового продукту. Існує ще ряд проблем, пов'язаний з тим, що харчові продукти найчастіше представляють собою емульсії (майонез, молоко), а ароматизатори складаються з жиро-і водорозчинних компонентів, що призводить до нерівномірного розподілу аромату.

Наприклад, ізоаміл ацетат, який використовується в якості ароматизатора із запахом груші і одержуваний етерифікацією ізоамілового спирту і оцтової кислоти, може містити невеликі домішки обох реагентів. Однак і у фруктах, що містять абсолютно натуральний ізоаміл ацетат, ці два реагенту точно так само присутні. Синтетичний ванілін, вироблений з гваякола, буде містити його домішка. Але це ж речовина присутня і в складі натурального екстракту ванілі, багатьох ягід, служить основним компонентом натурального копчення.

Насправді домішок в будь-якому натуральному продукті набагато более, чем в синтетичне. Можна, звичайно, думати, що ферментативна реакція, що проходить в живій клітині, селективно призводить до синтезу чистого речовини. Однак варто врахувати, що в клітці одночасно відбувається безліч реакцій, і аромати компонуються з величезної кількості з'єднань (наприклад, в ароматі ананаса їх більше 900). Так що говорити про селективності в природних процесах можна лише досить умовно. Хімічний синтез в цьому відношенні набагато більш перспективний: сучасні методи синтезу дозволяють не тільки селективно отримувати потрібні запашні речовини (як правило, це нескладні молекули), але і контролювати склад домішок. Складні молекули, прямий синтез яких утруднений, зазвичай виробляються біотехнологічними методами, і тому, відповідно до харчового законодавства, вважаються абсолютно натуральними.

У роботі по синтезу харчових ароматизаторів немає нічого нового - вона по суті своїй нічим не відрізняється від роботи кулінара, нарізає яблуко в рибний салат. В кінцевому рахунку будь-який смак і аромат обумовлений конкретними хімічними речовинами, і для нашого організму не має значення, взялися вони з вирощеного на гілці фрукта або з колби в лабораторії.

Автор статті - хімік, флейворіст, керівник відділу з розробки харчових ароматизаторів.

Стаття «З запахом їжі» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №6, червень 2012 ).