Aromatične tvari voća i povrća

Autor: prof. dr Midhat Jašić
Kontakt: midhat.jasic@untz.ba

Ukupna aroma voća i povrća rezultat je interakcije svih spojeva od kojih je sastavljena. Na nju tako utječu i prisutne masti, ugljikohidrati , bjelančevine i voda. Ipak specifičnost arome rezultat je prisutnosti drugih brojnih vrsta spojeva kao što su:

alkoholi, esteri, aldehidi,ketoni,
laktoni,
eterična ulja, terpeni
kiseline
različiti heterociklički spojevi (pirazini, piroli, piridini) i dr.

Nehlapljivi aromatični sastojci mogu biti inertni kao što je celuloza ili mogu biti nosioci oralne senzibilnosti (slano, slatko, kiselo, gorko). Pojedine sorte i vrste voća i povrća međusobno se razlikuju po čulnom utisku mirisa i okusa zbog različitih koncentracija i količinskih odnosa pojedinih sastojaka arome koji formiraju ukupnu aromu. Koncentracija nije mjerilo i aromatične dominantnosti jer neki spojevi prisutni u manjim udjelima mogu da utiču mnogo više na ukupnu aromu nego spojevi prisutni u većim udjelima. Dominantnost nekog spoja u aromi više posljedica njegove hemijske strukture nego koncentracije. Spojevi u tragovima se ponekad ističu kao nositelji karakteristične arome za pojedino voće. Na osnovu te spoznaje učinak prisustva određenog spoja na ukupnu aromu nekog proizvoda ne može se prosuditi samo na osnovu količine u kojoj se nalazi, već je potrebno znati i vrijednost praga osjetljivosti. Prepoznatljivi prag osjetljivosti definira se kao udio nekog spoja, najmanja koncentracija neke tvari arome koja je dovoljna za prepoznavanje tog istog. Postoje velike razlike u pragu osjetljivosti između pojedinih aromatičnih tvari.

Tablica 5. Prag osjetljivosti mirisa tvari arome u vodi pri 20 oC

Hemijski spoj	Prag osjetljivosti	Hemijski spoj	Prag osjetljivosti
Etanol	100 mg/L	Trans-2-heksenal	17 ppb
Maltol	35 mg/L	Etilacetat	5000 ppb
Heksanol	2,5 mg/L	Butilacetat	66 ppb
2-metilpropanol	0,001mg/L	Etilbutirat	1 ppb
Heksanal	4,5 ppb	Izoamilacetat	66 ppb

Vrijednost arome – aromatičnost (Ax) definira se kao kvocijent udjela tvari u namirnici i njenog praga osjetljivosti

Ax = Cx/ax

Cx – udio spoja x u namirnici

ax – prag osjetljivosti mirisa spoja x u namirnici

Ako je vrijednost navedenog omjera veća od jedan tada je određeni aromatični spoj prisutan u namirnici iznad svog praga osjetljivosti te pridonosi aromi. Zbog toga što je većina tvari voćnih aroma nestabilna podložna je raznim promjenama tokom berbe, transporta, prerade, skladištenja, djelovanja mikroorganizama itd. Tako nastale promjene nazivaju se greške u aromi, a predstavljaju promjene udjela pojedinih aromatičnih tvari ili njihov gubitak uslijed čega namirnica poprima neprijatna aromatična svojstva. Gubitci i promjene aromatičnih tvari mogu nastati i kao posljedica hidrolitičkih i oksidacijskih promjena što rezultira stvaranjem sekundarnih spojeva također neprijatnih aromatičnih svojstava.

Tabela 6. Neki primjeri različitih mirisa u voću i povrću

Naziv	Spoj
1 Jabuka metil	butanoat
2 Ananas etil	butanoat
3 Kruška propil	etanoat
4 Banana pentil	etanoat

Prirodne voćne arome su vrlo osjetljive i lako hlapljive pri povišenim temperaturama, te mogu biti promjenjene ili izgubljene tokom procesa prerade.U svježim proizvodima kao su što su voće i povrće broj aromatskih komponenata u namirnicama je od nekoliko desetina do nekoliko stotina sastojaka, dok je u namirnica koje su prošle toplinski ili enzimski tretman taj broj veći. Aromatski profil voća i povrća čini cijela grupa spojeva ali najčešće samo mali broj medu njima ima signifikantan uticaj na prepoznatljivu aromu. Primjer takvog sastojaka je 2-izobutiltijazol u paradjzu.

: 2-izobutiltijazol

Aromatične tvari nastaju tokom zrenja i dozrijevanja voća i povrća iz prekursora arome. Taj se proces odvija u stanju fiziološkog funkcioniranja bez oštecenja, ali i nakon oštećenja tkiva, kada nastupaju enzimske reakcije. Aroma je sastavni dio biodinamičke ravnoteže unutar tkiva-homeostaze i preko enzima prekursora ima utjecaja na održanje kompaktnosti texture voća i povrća. Arome se razvijaju i tokom tehnološkog postupka ili termičke obrade kao što su pasterizacija i sterilizacija. Mogu nastati i kao rezultat manje ili više slozenih enzimskih procesa u voću i povrću. Izvor prirodnih prehrambenih aroma i njihovih prekursora nalazi se u biljnom tkivu voća i povrća. To znači da istraživački rad na području izolacije i identifikacije aroma podrazumijeva naučnu i stručnu multidiscipliniranost.

Aromatične tvari voća i povrća raspoređene su u različitim dijelovima organa kao što je : plod, cvijet, sjeme, podzemno stablo, korijen, listovi i sl. Neka tkiva su bogatija sadržajem aromatskih spojeva, a neka siromašnija. Arome nisu podjedako rasporedjene u biljci.Naprimjer kod karfiola alil izotiocianat bogatije je zastupljen u vanjskim dijelovima lista nego u unutarnjim. Kod luka aromatičnost raste idući od vanjskih dijlova lista ka podzemnom stablu i korijenu, a kod mrkve terpeni su vise koncentrirani u kruni mrkve nego u sredisnjem dijelu i vrhu. Ne samo da se mijenja intezitet aroma u različitim dijelovima biljke nego se mijenja i njihov profil .Na intezitet arome ima utjecaja molekulska masa, što nije izričito pravilo, ali je hemijska struktura opredjeljujuća. Koncentracija nije mjerilo aromatičnosti, nego intezitet tvari koja može dati podražaj na perceptivne organe.

Sadržaj aromatičnih tvari ovisi o vrsti i sorti voća i povrća. Aromatičnost je takodje jedan od faktora prepoznatljivosti i identifikacije sorte voća ili povrća. Prepoznatljivost neke arome u smislu pobuđivanja osjeta mirisa, može biti posljedica njene aromatske note koju čini samo jedan od njenih sastojaka. Tako, aromatsku notu vaniliji daje: 4- hidroksi-3-metoksibenzaldehid (vanilin), ili 3-fenil-2-propenal (cimetaldehid) cimetu.

: Vanillin

Vanilla je aroma , čista forma poznata kao vanilin, ekstrahuje se od orhideja iz roda vanila. Između mnogih komponenti koje se nalaze u ekstraktu vanile predominantnu funkciju u formiranju karakteristićne arome ima vanilin. Esencija vanile dolazi u dvije forme: stvarni ekstrakt sjemenki i sintetske esencije – koja u osnovi ima rastvor vanilina (4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid). Aaromatsku notu cimetu daje cimetaldehid.

: Cimetaldehid

Korištenje karakterističnih aroma u razvoju željenih procesa može se postići da proizvod postane ukusniji ili pikantniji. Neke vrste začinskog povrća, zbog svojih aromatskih komponenti se mogu koristiti i za konzerviranje, zbog prisustva mikrobicidnih komponenti. Začini su poznati kao prirodni konzervansi hrane Naprimjer luk je korišten u količini od 20 % za konzerviranje mesa od kamile, te je na taj način sprečavano kvarenje mesa. Još prihvatljivije je korištenje ulja od maslinovih sjemenki, antioksidanta iz voća i povrća kao i većine začina koji imaju antimikrobna svojstva. Ovi fenomeni se mogu koristiti u organskoj preradi voća i povrća gdje nije dozvoljno korištenje sinteskih konzervansa.

Klasifikacija i podjela aromatičnih tvari voća i povrća

Hemijski spoj u voću i povrću može da posjeduje karakterističnu aromu, ugodni miris ili neugodni smrad. Za odorante – smrdljive tvari neugodnog mirisa može se reći da su ponekad znakovi upozorenja na opasnost ( pokvarena hrana).Miris je predmet percepcije osjećaja za njuhom, a nazivaju se još i smradovi ako imaju neugodnu percepciju. Izraz smrad (smradež) ili zadah-vonj se koristi da opiše neugodan miris . Termini ( fragrance ) ili aroma se primarno koriste za hranu i kozmetiku, a opisuju ugodne mirise. Mirisi odgovaraju stvarnim fenomenima hemikalija rastvorenih u zraku, mada, sa drugim osjećajima, psihološki faktori mogu da učestvuju kao dio u percepciji.

Aromatične tvari po osnovu različitih stupnjeva isparavanja pri različitim temperatura su podijeljen u slijedeće skupine:lako, teže teško i izrazito teško isparljive. Lako isparljive tvari arome imaju nisko vrelište te se lako kvantitativno izdvoje već kod niskog stupnja isparavanja. Takav je slučaj kod proizvodnje koncentrata sokova i kaša. Arome se izdvajaju tokom koncentriranja uparavanjem. Teže hlapljive tvari arome imaju višu tačku vrelišta i teže se isparavaju. Takav je slučaj kod voćnih arome koje ispare kod 45-50% -tnog stupnja koncentriranja (arome kruške, šljive, dunje, crne ribizle, grožđa). Teško hlapljive arome se teže izdvajaju zbog visokog vrelišta. Takve arome ispare kod stupnja koncentriranja soka od 65- 70% (arome breskve i marelice). Izrazito teško hlapljive arome potpuno ispare kod 80-85% stupnja koncentriranja soka (kupina, malina, jagoda).

Aromatični kompleksi u voću i povrću mogu biti:poželjni i nepoželjni. Nepoželjni aromatični kompleks čine sekundarno nastali spojevi pri fermentacijama, nepoželjnim biohemijskim i hemijskim procesima prerade i neadekvatnog čuvanja sirovine ili proizvoda. Nepoželjni aromatični kompleksi su spojevi koji nastaju u biohemijskim procesima gdje se pojavljuju nepoželjni čulni utisci, a često su povezani sa kvarenjem proizvoda. Arome se najčešće nalaze u nosaču aroma koji također doprinose senzorskoj percepciji. Tu su lipidi (ulja i masti), voskovi, pektinske supstance, voda i etanol u kojima su otopljene pojedine komponente arome. Najčešće su prisutne uljne strukture aroma koje su u principu etrična i esencijalan ulja. Uljna struktura arome sadrži različite spojeve tipa izotiocijanata, tioalkohola, disulfida, itd. Aromatični kompleksi se također mogu se svrstati u slijedeće grupe:

opći aromatični kompleks
aromatični kompleks karakterističan za vrstu voća i povrća i daju utisak o vrsti voća ili povrća
aromatični kompleks karakterističan za sortu voća i povrća daju utisak o sorti

Opći aromatični kompleks čine aromatične tvari koje daju opći čulni utisak na voće i povrće bez da se tačno može definirati sorta ili vrsta kojoj pripada. To su hlapljive tvari koje čine dopunski dio aromatičnog kompleksa, a zadržavaju se većinom i nakon prerade. Aromatični kompleks karakterističan za vrstu voća i povrćase sastoji se od nekoliko hemijskih spojeva koji zajednički formiraju kompleks arome karakterističan za određenu vrstu. Aromatični kompleks karakterističan za sortu voća i povrća predstavlja prisustvo određenog hemijskog spoja koji daje atribut karakterističan za određenu sortu. Nositelj je utiska te sorte i bez njega se ne postiže odgovarajuća aroma značajna za tu sortu.

Jedan od načina klasifikacija aroma zasniva se na načinu njihovog nastajanja. Arome mogu, tako, nastati prirodnim putem ili termičkim procesom tokom tehnološkog postupka. Prirodne arome su uglavnom sekundarni metaboliti živog tkiva, koji nastaju u prirodnom ciklusu rasta živog organizma djelovanjem enzima, dok su arome nastale kao posljedica termičke obrade rezultat termičke degradacije i oksidacije raznih sastojaka namirnica i njihovih složenih interakcija. Vrsta aromatskog učinka ovisi o uvjetima postupka i vrsti inicijalnih prekursora koji se nalaze u određenoj namirnici. Sastav aroma također se razlikuje ovisno o njihovom nastanku. Tako su napr. arome nastale termičkom obradom namirnica bogatije heterocikličkim spojevima od onih nastalih enzimskom hidrolizom.

Primarni standardi mirisa

Tehnički su definirani primarni standardi mirisa.

Tabela 7. Primarni standardi mirisa

rb	Naziv mirisa	Hemijski spoj	prag
1	Eterični	1.2 dikloretan	800 ppm
2	Kamforski	7,7-trimethilbiciklo(2,2,1)heptan	10 ppm
3	Mošusni	pentdekonolakton	1ppm
4	Cvijetni	1-fenil-3-metil-3-pentol	300ppm
5	Mentol	mentol	6ppm
6	Papren	mravlja kiselina	50 ppm
7	Miris truleži	gnjio dimetildisulfid	0.1 ppm

: Dikloretan

Kamfor je bijela providna voštana kristalna tvar sa jakim prodornim zajedljivim aromatskim mirisom. Od davnina je poznat stanovnicima jugoistočne Azije, koji su ga izdvajali tih biljaka koje prirodno rastu u jugositočnoj Aziji, pogotovo u Indoneziji na otoku Borneu. Zapadnjaci su za kamfor čuli preko Marka Pola, koji je opisao njegovu medicinsku upotrebu. Iako se i danas dobiva iz biljnih izvora, kamfor se uglavnom proizvodi sintetičkim putem iz terpentinskog ulja. Osim u medicinske svrhe, kamfor se koristi u proizvodnji plastičnih masa, u balzamiranju i u pirotehnici. Nalazi se u drvetu kamforove lovorike, Cinnamomum camphora, koje je veliko zimzeleno drvo koje je pornađeno u Aziji. Može da otruje i da uzrokuje zapaljenja, mentalnu konfuziju, razdražljivost i neuromišičnu aktivnost. Na izgled kamfor je bijeli kristalinični prah, ali ima vrlo jak prodirući miris. Kamfor se u medicinske svrhe koristi za lokalno olakšavanje bolova u mišićima i zglobovima.

: Kamfor ( 7,7-trimetil-biciklo(2,2,1)heptan-2-jedan)

Prirodni miris mošusa nastaje iz malih životinja koje žive u mnogim dijelovima Himalaja. Zahtjevi za mošusom u mnogome smanjuje životinje koje proizvode ovaj miris i danas ih je sasvim malo životinja ostalo živo. Zaštita ovih životinja je ustanovljena u vašingtonskom sporazumu za ugrožene vrste. Prirdni mošus nastaje i u drugim životinjama a može se pronaći i u nekim biljkama. Hemičar Albert Baur, 1888 godine je slučajno je pronašao prvi sintetički mošusni miris. Njegovi eksperimenti sa TNT su rezultirali u svježim mošusnim mirisom – Baur mošus.

: Mošus

Mentol je prirodni izoprenoidni fenol. Potječe iz eteričnog ulja metvice (najviše ga ima u eteričnom ulju japanske metvice, ali i u svim biljkama iz porodice mentha) gdje predstavlja najzastupljeniji sastojak. Danas se mentol dobiva industrijskom sintezom iz petrohemijskih sirovina. Mentol ima antiseptički učinak pa se stoga koristi i u pripravcima za liječenje bolesti grla i nosa, ali najveće količine mentola u svijetu se troše u prehrambenoj industriji za izradu „mint“ bombona.

: Mentol – nalazi se u listovima metvice

Mentol ima svojstvo isparavanja sa površine i također djeluje lagano anestezirajuće na bolno mjesto. Utječe i na receptore za osjećaj temperature pa daje osjećaj hlađenja. Ublažava simptome kao što je otok, bol i pregrijanost upaljenog mjesta. Mentol može djelovati opuštajuće na glatko mišićje probavnog trakta. Taj učinak mentola je odavno poznat, pa se čaj od metvice (Mentha sp.) od pamtivjeka koristi za olakšanje grčeva u želucu.

Esencije – osnovna eterična ulja. Botaničari eteričnim uljima nazivaju sadržaje posebnih žlijezda u biljkama. Primjenjivali su se u svim starim narodima (Indija, Kina, Grčka, Rim) jer su ih smatrali izuzetno ljekovitima ali su ih isto tako koristili i u kozmetičke i religijske svrhe. Egipćani su ekstrahirali osnovna ulja iz mirisnih biljaka prije više od 5000 godina presovanjem biljaka ili ekstrahovanjem mirisnih materijala sa palminim ili maslinovnim uljem. Nazivi esencijalna i eterična ulja su temeljeni na srednjovjekovnoj alhemijskoj predodžbi njihova dobijanja.Korištena je destilacije kao postupka razdvajanja eteričnog i esencijalnog od čvrstog i neesencijalnog. Eterična ulja, bez obzira na opće prihvaćeni naziv ulja ne sadržavaju masne komponente. Čista eterična ulja se sastoje samo od hlapljivih sastojaka, bez ikakvih ostataka ili stranih primjesa. Ovisno o načinu dobivanja razlikuju se eterična ulja i esencije. Esencija je tekući proizvod koji se dobiva iz dijelova biljaka, istiskivanjem mehaničkim putem. Najčešće se esencije dobivaju iz kore plodova citrusa. Eterično ulje se dobiva destilacijom esencije iz proizvodnih dijelova aromatskih biljaka. Tokom postupka destilacije zbivaju se hemijske promjene. Zbog toga se eterično ulje razlikuje od primarne esencije nastale u organima biljaka. Veličina promjena zavisi od primjenjenih postupaka destilacije.

Eterična ulja su najčešće ugljikovodici, terpeni, benzenski derivati, alkoholi, aldehidi, esteri ali i drugi spojevi koji pojedino ulje čine specifičnim. Za eterična ulja značajniji su monoterpeni, koji tvore više od 1500 raznih spojeva, te seskviterpeni s oko 1000 spojeva. Fenilpropanski derivati sastavljeni su iz fenolnog prstena i alifatske skupine, koja sadrži hidrokslinu, karboksilnu ili karbonsku skupinu. Većina ugodnih, aromatskih mirisa spada u tu skupinu ili se od nje izvode, a sudjeluju i u izgradnji flavonoida, trjeslovina, alkaloida.

Tabela 8. Neka etrična ulja

Hemijska pripadnost	Naziv
Aciklički monoterpeni:	mircen, cimen,
Aciklički monoterpenski alkoholi:	linalol, nerol, citronelol, geraniol,
Monociklički monoterpeni:	kamfen, karen, limonen, pinen, felandren, sabinen, terpinen, terpinolen,
Monociklički monoterpenski alkoholi:	alkohol, pulegol, terpineol,karveol, mentol, neomentol, perilil,
Biciklički monoterpenski alkoholi:	borneol, mirtenol, sabinol,
Fenol & alkohol:	timol, karvakrol, anetol, eugenol,
Ketoni:	menton, piperiton, karvon, pulegon, tujon, jasmon, fenkon,
Aldehidi, oksidi, peroksidi:	citral ( geraniol, neral ), citronelal, kuminal, safranol, askaridol, eukaliptol ( cineol ),
Biciklički monoterpeni;	pinen, tujen, kamfen,
Monoterpenski ketoni – monociklički:	menton, piperiton, pulegon,
Monotropenski ketoni – biciklički:	kamfor, fenhon, santenon, tujon, verbenon,
Seskviterpeni:	nerolidol, bisabolen, zingiberen, kurkumen,kadinen, kariofilen, kumulen, santalan, selinan (biciklički ),
Seskviterpenski alkoholi – alifatski:	farnesol, nerolidol,
Seskviterpenski alkoholi – biciklički:	kadinol, santalol,
Seskviterpenski ketoni:	jonon, iron,
Diterpeni:	kamforen, kamazulen,
Fenilpropanski derivati:	anetol, metilkavikol, eugenol, apiol,bergapten, cimetni aldehid

Eterična ulja su lako hlapljive tekućine.Najčešće su bezbojne, žućkaste ili tamnosmeđe. Konzistencija većine eteričnih ulja slična je vodi ili alkoholu, ali neke mogu biti ljepljive i viskozne. Eterično ulje ruže gotovo je kruto na sobnoj temperaturi. Eteričnih ulja su topiva u biljnim uljima, alkoholu, eteru i vrlo malo u vodi, zapaljiva su, nemasna i hlapljiva. Prema hlapljivosti dijele se na : lako,srednje i sporo hlapljiva. Funkcija osnovnih ulja kod biljaka nije u potpunosti razjašnjena. Većina od njih zaustavljaju rast bakterija ili ih u potpunosti ubijaju. Važna su za opstanak biljke, koje ih koriste za različite namjene: privlačenje kukaca koji pomažu u oprašivanju, zaštita od mikroorganizama i bolesti, odbijanje grabežljivaca. Eterična ulja dobivaju se isključivo iz biljaka koje ih stvaraju u specijaliziranim tkivim, a a kao „sekundarni metaboliti“.

Metode i tehnologije dobivanja ulja ovise o vrsti ulja ali i namjeni za koju se to ulje koristi. Sastav i kvaliteta ulja može varirati ovisno o podneblju i tlu na kojem je rasla biljka, kao i o genetičkom materijalu varijeteta biljke. Poznao je nekoliko načina dobivanja eteričnih ulja. Hladno presovanje se najčešće koristi kadsu u pitanju ulja iz kore citrusnog voća. Sitnim iglicama usplođe se izbuši, a zatim se podvrgava tiještenju. Tako dobivena ulja ponekad se nazivaju esencijama kako bi ih razlikovali od eteričnih ulja dobivenih destilacijom. Ona nisu potpuno hlapiva kao ulja dobivena destilacijom vodenom parom, pa ostavljaju mrlje na mjestu gdje kapnu nakon što isparljivi dio ispari. Najčešće korišten metoda izdvajanja ulja je destilacija parom. Biljka se uranja u vodu koja ključa ili se ključala voda propušta kroz biljke. Nakon toga ulje i voda prelaze u kondenzator gdje se ulje izdvaja od vodene pare. Načelo metode se sastoji u tome da vodena para prolaskom kroz biljni materijal izvlači i prenosi komponente eteričnih ulja. Takva smjesa se zatim hladi i kao rezultat dobivamo aromatičnu vodu -hidrolat na čijoj površini se nakuplja eterično ulje.

Eterična ulja se mogu da ekstrahiraju i pomoću hladnih otapala kao i pomoću tekućeg ugljičnog dioksida.Utom slučaju, umjesto vodene pare koristi se ugljični dioksid pod visokim tlakom. Postoje metoda ekstrakcije eteričnih ulja upotrebom posebnih novih otapala koji se nazivaju fitosoli. Postoje raličite forme eteričnih ulja kao što su konkreti, rezinoidi, apsolut itd. Konkreti nastaju ekstrakcijom mirisnih komponenti iz svježih ili sušenih biljaka pomoću nekog organskog otapala. Ukoliko se ekstrakcija radi iz biljnih smola onda se tako dobiveni produkt ekstrakcije naziva rezinoid. Ako se konkret ili rezinoid podvrgnu daljnjoj ekstrakciji alkoholom etanolom dobiva se apsolut. Jasmin je primjer biljke iz koje se na ovaj način dobiva skupocjeni apsolut jasmina. U apsolutima uvijek zaostane neka mala količina organskih otapala ili alkohola. Ovisno o biljci eterična ulja količinski znatno variraju. Od 100 kg biljaka može se dobiti od 0,5 – 2,5 kg ulja.

Aromatski spojevi luka. Bijeli i crveni luk i sjeme senfa razlikuju se od drugih osnovnih ulja. U svakom slučaju, dio biljke u kome se nalazi mirisna komponenta mora prvo biti razoren pa da dođe do isparavanja ovih spojeva. Miris bijelog luka i drugih pripadnika roda Allium, kao što su crveni luk, poriluk i dr. rezultat je prisustva organosumpornih komponenti, alicina i dialil disulfida. Ove komponente su istovremeno nosioci karakterističanog mirisa bijelog luka, i biološki aktivne, za zdaravlje korisne tvari. Prije samog lomljenja, nedirnuta ćelija sadrži bezbojnu i bezmirisnu aminokiselinu S-2-propenil-L-cistein ili aliin koja se može pronaći u citoplazmi ćeliji.

: aliin

Unutar ćelijskih vakuola nalazi se enzim poznat kao alinaza. Kada se naruši integritet ćelije osloboađa se alinaza, enzim koji transformira aliin u alicin, jednu od sumpornih komponenti (dialiltiosulfinat ) zaslužnu za karakterističan miris bijelog luka. Ujedno je moćan antibakterijski i antivirusni agens. Alicin je vrlo reaktivna komponenta, slabo rastvorljiv u vodi, više u alkoholu, a razlaže se zagrijavanjem.

: alicin

Dialil sulfid, organosumporna komponenta koja daje bijelom luku jedinstven miris, dokazano je da inhibira transformaciju heterocikličnog amina (PhIP)6 u kancerogene. Bijeli luk može pomoći u zaštiti od mnogih degenerativnih efekata dijabetesaretinopatije, nefropatije i neuropatije koji su prouzrokovani neuravnoteženošću između slobodnih radikala generiranih kada nivo šećera u krvi postane visok i smanjenja utjecaja zaštitnih antioxidanasa u organizmu.

Svježi češnjevi bijelog luka sadrze do 1% aliina. Pod utjecajem fermenta aliin-liaze aliin prelazi u alicin, koji daje karakterističan miris na bijeli luk. Međutim, sam aliin je bez mirisa i topiv u vodi. S druge strane ako želimo dobiti sam alicin, on se može predestilirati pomoću vodene pare. Treba imati u vidu da je alicin nestabilan, pa se razgrađuje na polisulfide. Specifičan i neugodan miris eteričnog ulja bijelog luka dolazi od dialildisulfida i dialiltrisulfida. Bijeli luk je bogat i dugim spojevima koje sadrže sumpor kao što su ditiini među kojima je najviše istraživan ajoen. Ovaj spoj nastaje u kiselo kataliziranoj reakciji dviju molekula alicina. Ajoenu se pripisuju antitrombozni učinci jer inhibira agregaciju trombocita. Zanimljivo je da bijeli luk ima visok sadržaj kalcija , koji je jedan od najviših u svijetu namirnica biljnog poorijekla.Istraživanja pokazuju visoku bioraspoloživost kalcija iz luka pa je to osnov da se može efikasno koristiti u prevenciji i liječenju osteoporoze. Općenito, suzenje očiju je ili posljedica psihičkog stanja koje pobuđuje fiziološke mehanizme plača ili je uzrokovano djelovanjem iritanta iz nekih supstanci. Na svu sreću, češće se susrećemo sa suzenjem tokom rezanja luka. Suzenje uzrokuju isparljivi organski spojevi na bazi sumpornih oksida.U netaknutoj ćeliji sulfoksidi su locirani u citoplazmi, a hidrolitički enzim aliinaza u vakuolama. Enzim počinje djelovati na prekursore mirisa tek kada je narušena struktura tkiva u luku koji prevodi izomer alin poznat kao S-(E)-1- propenil-L-cistein S-oksid u propantial-S-oxid.

CH3CH2CH=S+ –O-

Propantial-S-oxid

Proizvod ove reakcije (propantial-S-oxid) je poznat kao lakrimatorni faktor crvenog luka, jer je ova supstanca prvenstveno odgvorna za stvaranje suza kada se luk siječe. Enzimatska reakcija se odvija u smjeru nastanka intermedijera koji su veoma nestabilni i podliježu kondenzaciji u tiosulfinate, primarne komponente mirisa u luku. Vjerovatno je ovaj efekat nastao tokom evolucije luka, kao njegov odbranbeni mehanizam. Postoji mnoštvo načina da se ukloni uzrok boli i suza. Najjednostavnije je luk zamrznuti, što se naravno radi i i u industrijskim uvjetima prerade luka i konzerviranja u svježem stanju u SAD. Hlađenjem ili smrzavanjem se smanjuju isparavanja lako hlapljivog propanthial-S-oxide. Drugi način je držati komad hljeba u blizini, pri čemu hljeb apsorbuje lako isparljive komponente prije nego dođu do očiju.Treća je mogućnost isplahnuti nož hladnom vodom prije rezanja ili ohladiti luk u frižideru.

Kapsaicin. Hemijski spoj kapsiacin (8-metil-N-vanilil-6- nonenamide) je aktivni sastojak crvene paprike (Capsicum). To je iritant sisavaca uključjući i ljude te stvara iluzije sagorijevanja u ustima. Kapsiacin i nekolicina sličnih spojeva se nazivaju kapsacinoidima a nastaju kao sekundarni metabolit određenih biljaka gena Capsicum-a ( ). Ptice generalno nisu osjetljive na kapsacinoide. Čisti kapscin je lipofilan bez mirisa i boje. Kapsaicin je prirodni alkaloid, tvar zbog kojeg parika ima karakterističan ljuti okus. Razne vrste paprika i feferona sadržavaju različite količine kapsaicina, a najviše kapsaicina sadržava Habanero, malena paprika koja raste na poluotoku Yukatanu u Meksiku. Ona sadržava nekoliko stotina puta više kapsaicina nego kod nas standardna mađarska paprika. Paprike ne sadržavaju samo kapsaicin nego cijeli niz srodnih spojeva koji se jednim imenom nazivaju kapsaicinoidi. Najznačajniji su kapsaicin i dihidrokapsaicin te manje intenzivni kapsaicinoidi nordihidrokapsaicin, homodihidrokapsaicin i homokapsaicin. Kapsaicin je glavni kapsicinoid u crvenoj paprici, iza njeg dolazi dihidrokapsacin. Čist kapsaicin jest bezbojna, kristalinična voštana tvar bez mirisa. Ne otapa se u vodi, ali se lako otapa u alkoholu i uljima. Kapsaicin primjenjen na kožu izaziva osjećaj žarenja i hiperemiju (pojačanu cirkulaciju u tretiranom području) što pomaže u ublažavanju reumatske boli. Mehanizam djelovanja bazira se na vezanju kapsaicina za receptore na senzoričkim neuronima u koži, tzv. vaniloidni receptor To su ionski kanali koji se aktiviraju pri visokoj temperaturi ili hemijskim ili fizikalnim podražajima. Vezanjem kapsaicina na receptor dolazi do izazivanja živčanog signala koji se u mozgu interpertira kao žarenje i osjećaj pečenja. To je isti osjećaj koji izaziva, primjerice, vrela voda. Isti mehanizam djeluje kod konzumiranja ljute hrane7. Vjeruje se da takav učinak u konačnici izaziva lučenje endorfina, unutarnjih analgetskih tvari koji ublažavaju bol. Konzumacija velike količine jako ljute hrane može potaći izuzetno visoku produkciju endorfina što čak dovodi do euforije. Kapsaicin vjerojatno ima i protuupalni učinak. Stoga postoje indicije da sam kapsaicin djeluje poput protuupanih lijekova. Koristi se kao djelotvoran lokalni antireumatik u lokalnim pripravcima u obliku tinktura, krema, masti i gelova koji se utrljavaju u kožu ili u obliku flastera koji se priljepe na bolno mjesto.

Tabela 9. Kapsaicinoidi

Ime kapsacinoida	Tipična relativna količina	Jedinice topline X 106
Kapsiacin ( C )	69%	16
Dihidrokapsicain(DHC)	22%	16
Nordihidrokapsiacin NDHC	7%	9
Homodihidrokapsiacin HDHC	1%	8
Homokapsiacin (HC)	1%	8

Piprein. Piprein je alkaloid odgovoran za okus i miris crnog začinskog bibera. Takođe se koristi u nekim oblicima tradicionlane medicine kao insekticid. Crni biber ima oštru i začinsku aromu.

Najčešća primjena uključuje stimuliranje krvotoka te za bolove u mišićima.

: Piperin se nalazi u biberu (papru)

Biljka biber ( Piper nigrum L .) iz porodice je Piperacea , a potječe od divljih oblika koji i danas rastu na padinama zapadne obale Indije u regiji Malabar. Uz bananu i trsku biber je bio jedna od prvih biljaka kultiviranih na tom području. S obronaka Malabara biber se proširio na malajski poluotok i Indoneziju. Zabilježeno je da se oko 170. godine biber pojavio u Aleksandriji, a oko 1300. godine Marco Polo našao je biber na Javi. Tridesetih godina 20. stoljeća prenesen je u Brazil gdje je počela njegova komercijalna proizvodnja. Brazil je jedan od najvećih svjetskih proizvođača bibera, uz Indiju, Indoneziju i Maleziju. Crni i bijeli biber izrazito su aromatična okusa i mirisa. Crni biber sadrži oko 3% eteričnih ulja, a bijeli oko 1%, Oštar okus daje im alkaloid piperin kojeg je najviše u bijelom biberu koji je zbog toga nešto oštrijeg okusa.

Primarni standardi okusa

Opće je prihvaćeno postojanje četiri primarna okusa: slatko slano, kiselo gorko i umami kao peti bazni okus. Umami je u principu pojačivač okusa, a baziran na aminokiselinama i nukleotidima odnosno njihovim kalijumovim i natrijumovim solima. Umami flavoranti uključuju: glutaminsku kiselinu i njene soli, soli aminokiseline glicin, soli guanilinske kiseline (nukleotid koji se obično koristi u konjugaciji sa glutaminskom kiselinom), soli inozinske kiseline (nukleotidna sol) koje se takodje koriste u konjugaciji sa glutaminskom kiselinom i druge tvari.

Tabela 10. Primarni standardi okusa i tipične tvari koje ih iniciraju

rb	okus	formula	naziv
1	kiselo	HCl	klorovodonična kiselina
2	slano	NaCl	natrijev klorid
3	slatko	C6H1206	Saharoza
4	gorko		kinin
5	umami		glutaminska kiselina

So, šećer, umjetni zasladjivači, zamjene za sol mogu se nazvati tehničkim „flavorima“- davaocima okusa. Kiseo okus potiče od kiselina: jabučna, vinska, limunska,sirćetna, mliječna (u fermentiranim proizvodima) i druge.Kiseline mogu modificirati ili pojačati percepciju okusa drugih tvari arome. Za kiseli okus odgovoran je vodikov ili hidronijum ion (H3O+). Kratkolančane masne kiseline (C2 – C12) značajno pridonose aromi. Na primjer, maslačna kiselina u relativno visokim udjelima snažno pridonosi osjećaju užeglosti. Najčešće primjenjivana tokom prerade voća i povrća je sirćetna kiselina. Odredjene organske kiseline mogu se koristiti kao poboljšivači okusa. Organske i anorganske kiseline često su prisutne u prirodnim sistemima u kojima imaju veliki broj funkcija, od intermedijarnih metabolita do sastojaka puferskih sistema. Jedna od najvažnijih uloga kiselina u hrani je sudjelovanje u puferskim sistemima.

Kiseline i njihovih soli primjenjuju se za:

sprječavanju mikrobiološkog kvarenja (npr. sorbinska i benzojeva kiselina) u konzerviranju namirnica, te kiseline kao
helatna sredstva.
stvaranju pektinskih gelova
kao sredstva za sprječavanje pjenjenja i
emulgatori,

Kiseline poput limunske dodaju se umjereno kiselom voću i povrću kako bi im se pH snizio na vrijednosti niže od 4,5. U proizvodnji konzervirane hrane to omogućuje provođenje sterilizacije u nešto blažim uvjetima, te se, osim toga, sprječava razvoj štetnih mikroorganizama (npr. Clostridium botulinum). Jedna od najvažnijih uloga kiselina u hrani je stvaranje kiselog ili gorkog okusa. Kiseline mogu modificirati ili pojačati percepciju okusa drugih tvari arome. Za kiseli okus odgovoran je vodikov ili hidronijum ion (H3O+). Kratkolančane masne kiseline (C2 – C12) značajno pridonose aromi. Na primjer, maslačna kiselina u relativno visokim udjelima snažno pridonosi osjećaju užeglosti, no u niskim udjelima pridonosi tipičnom okusu sira i maslaca. Veliki broj organskih kiselina može se koristiti u proizvodnji hrane. Neke od najčešće korištenih su:

octena (CH3COOH),
mliječna (CH3-CHOH-COOH),
limunska [HOOC-CH2COH(COOH)-CH2-COOH],
maleinska (HOOC-CHOH-CH2-COOH),
fumarna (HOOC-CH=CH-COOH),
sukcinska (HOOC-CH2-CH2-COOH) i
vinska (HOOC-CHOH-CHOH-COOH).

Tabela 11. Konstante disocijacije nekih kiselina koje se koriste u prehrambenoj industriji pri 25 °C

Kiselina	pKa	Kiselina	pKa
Octena	4,75	Mravlja	3,75
Adipinska	4,43	Fumarna	3,03
Benzojeva	4,19	Sukcinska	4,16
n-Butiratna	4,81	Heksanoična	4,88
Limunska	3,14	Mliječna	3,08
Vinska	3,22	Maleinska	3,40

Fosfatna kiselina (H3PO4) jedina je anorganska kiselina koja se često koristi u zakiseljavanju hrane. Ona je važno sredstvo za zakiseljavanje gaziranih pića, naročito kole. Druge mineralne kiseline (HCl, H2SO4) uglavnom prejako disociraju za namjenu u prehrani, pa njihova primjena može dovesti u pitanje kvalitetu hrane. Sladak okus voću daju uglavnom šećeri, a ponekad i drugi spojevi slatkog okusa ( alkoholi-polioli). Polioli jesu slatki, ali manje od saharoze. Određene neutralne baze mogu mijenjati aromatičnost, a same nemaju aromatični dojam. Povećanjem udjela određenih neutralnih baza mogu se dobiti arome marelice, banane (amiloacetat), i sl.

Tabela 12. Baze koje mogu mijenjati aromatičnost

rb	Naziv	Koncentracija
1	Etilester octene kiseline	420 ppm
2	Amilester octene kiseline	250 ppm
3	Amilesetr mravlje kiseline	250 ppm
4	Izoamilester maslačne kiseline	80 ppm

Tabela 13. Aromatske esterske komponente – spojevi u nekim

	SIROVINA	SPOJ
1	Jabuka	Etil-2-metil butirat
2	Breskva	dekalaktan
2	Krastavac	2.6 -nonadienol

Pentil pentanoat je ester koji se koristi razrijedjenim količinama da odgovara osjetu ugodne arome jabuke a ponekad i anansa , Obično se naziva i pentil valerat ( ako se koristi izvan IUPAC a ).Hemijska formula pentil pentanoata je C10H20O2

Hemijski mehanizmi aroma voća i povrća

Arome u vocu , povrcu i njihovim preradjevinama mogu nastati:

prirodnim putem – primarni aromatski sastojci ili
tokom prerade

Aromatične tvari zrelih, zdravih i neoštećenih plodova voća i povrća nazivaju se primarne tvari arome. Nastaju kao sekundarni produkti metabolizma biljaka a stvaraju se djelovanjem enzima tokom zrenja i dozrijevanja biljnog tkiva iz prekursora arome. Biosinteza tvari arome uključuje metabolizam sinteze i razgradnje tj anaboličke i kataboličke procese u tkivima biljaka. Aromatične tvari koje nastaju tokom transporta, prerade i skladištenja sirovina i gotovih proizvoda, kao posljedica hidrolitičkih i oksidacijskih promjena aromatičnih sastojaka, nazivaju se sekundarne tvari arome i utječu na aromu proizvoda. Kao posljedica mehaničkog oštećenja plodova dolazi do aktiviranja enzimskih sustava koji djelovanjem na prekursore arome daju aromatične tvari. To je vidljivo kod lukovičastog povrća (bijeli luk) gdje se aroma stvara aktivnošću enzima aliinaze na supstrat aliin (derivat Lcisteina) pri čemu nastaje alicin, pirogrožđana kiselina i amonijak. Pirogrožđana i oleinska kiselina su prekursori arome u banani.

Heksanal je proizvod enzimske oksidacije linolenske kiseline, a njegovo prisustvo je povezano za pojavu loše i nepoželjne arome graška. Sekundarno nastali sastojci arome, nositelji specifične arome, mogu se stvarati razgradnjom šećera (fermentacija, karamelizacija) npr. kod proizvodnje alkoholnih pića gdje karakteristična aroma potječe od smjese viših alkohola, nastalih deaminacijom aminokiselina kao prekursora. Sekundarne tvari arome mogu biti nositelji i nepoželjne arome (okusa i mirisa) koji nisu izvorno u svježem voću i povrću. Tako je pirolidon karboksilna kiselina, nastala iz glutamina i glutaminske kiseline kao prekursora, karakteristična jer daje soku nepoželjnu aromu „po kuhanom“ .Nalazi se i u koncentratu pardajza, konzerviranom grašku, kukuruzu.

Termička obrada hrane provedena na visokim temperaturama duže vrijeme može dovesti do stvaranja nositelja promjene arome i boje. Mogu nastati nepoželjni produkti Maillarard-ovih reakcija ili karbonilni spojevi nastali Streckerovom razgradnjom aminokiselina. Tvari arome se nalaze u biljnim plodovima u vakuolama, u voću se nalaze u kori (citrusi), pokožici (jabuka, kruška), dok se u mesu voća nalaze u manjim koncentracijama. Nositelji arome u plodovima su lipidi, voskovi i pektinske tvari. Voda i etanol koji nastaje u toku metabolizma služe kao otapalo za pojedine sastojke arome. Preradom plodova sastojci arome prelaze u sok te se tako razrijeđuju ili enzimski razgrađuju, pa se dobiva utisak smanjenja ukupne arome u odnosu na aromu sirovine.

Prirodne arome nastaju u prirodnom ciklusu rasta živog organizma djelovanjem enzima. Arome koje nastaju kao posljedica termičke obrade su rezultat degradacije i oksidacije raznih spojeva i njihovih složenih interakcija. Inicijalni ili primarni prekursori aroma su polimerne molekule kao što su proteini, polisaharidi, masti i DNA, a koji se hidroliziraju enzimskim djelovanjem stvaraju i pri tome intermedijerne prekursore koji su podložni daljim biotransformacijskim reakcijama normalnog metabolizma. Nastali metaboliti mogu imati specifična aromatska svojstva. S druge strane, intermedijarni prekursori nastali termičkom razgradnjom namirnica prolaze složene transformacije i nove razgradnje da bi konačno dali karakterističnu aromu kuhane namirnice.

Vrsta aromatskog učinka ovisi o uvjetima postupka i vrsti inicijalnih prekursora koji se nalaze u određenoj namirnici. Sastav aroma također se razlikuje ovisno o njihovom nastanku. Tako su naprimjer, arome nastale termičkom obradom namirnica bogatije heterocikličkim spojevima od onih nastalih enzimskom hidrolizom Postoje izvjesne razlike u formiranju arome kod voća i kod povrća. Arome kod povrća se razvijaju tek nakon oštećenja tkiva ka npr : enzimske reakcija , kuhanje , žvakanje i sl.Neoštećeno povrće sadrži vrlo malo hlapljivih tvari. Arome voća stvaraju se u vrijeme relativno kratkog perioda sazrijevanja .

Povrće nema period zrenja kao voće i razvijaja karakterističnu aromu tek nakon oštećenja stanice, kada dođe do kontakta između enzima i supstrata. Samo neko povrće razvija aromu bez oštećenja i to je neuobičajeno. Ti izuzeci su slijedeći:

celer (ftalidi)
asparagus ( 1, 2 ditiolane-4-karboksilne kiseline)
paprika (2-metoksi-3-izobutil pirazin)

Aromatično povrće je povrće koje se koristi za kuhanje ili u proizvodnji začina i začinskih smješa.To su njačešće : mrkva, luk, češnjak , pasternjak , paprika i celer . Glavni metabolični put biosinteze lipida igra značajnu ulogu u formiranju aroma. Različiti enzimi na ovome putu mogu da proizvedu kiseline, alkohole, diketone, ketone kao i estere ovih spojeva. U početku nastaju metil i etil esteri cis-cis (5-8 atoma ugljika). Nastali esteri sa C14 se izomeiriziraju i dalje metaboliziraju do C12 i C10 estera koji su nosioci naprimjer okusa kruške. Lakotni nastaju iz lipida koji su sasvim ugodni spojevi, a koji su odgovorni za glavni okus kokosa, breskve i kajsije. Za laktone u biljkama se smatra da nastaju oksidacijom lipida koja je katalizirana lipooksigenazom. Primarni izvor je linoleinska kiselina. Za aktivnost lipooksigenaza se vjeruje da su glavni izvor aromatičnih komponenti u biljkama. Većina alkohola, kiselina, estera i karbonila koji su nađeni u voću nastaje oksidativnom degradacijom linolne i linoleinske kiseline. Značajno je pomenuti prvenstveno reakcije koje se kataliziraju pomoću lipooksigenaze.

Komercijalni aromatski spojevi u preradi voća i povrća

Industrijske arome. Najveća grupa prehrambenih aditiva su aromatične materije (arome). Većina namirnica dnevno unesenih u naš organizam sadrži arome koje su njihov prirodni sastojak ili nastaju tokom njihove pripreme. Samo manji dio dnevno unesene hrane sastoji se od namirnica koje sadrže dodane arome. Aromatske tvari -industrijske arome tvari poznatog hemijskog sastava, mogu biti:

prirodne aromatske tvari dobivene fizikalnim, enzimskim ili mikrobiološkim postupkom iz sirovina biljnog ili životinjskog porijeka;
prirodno identične arome koje su sintetizirane ili hemijskim postupkom izdvojene iz prirodnih sirovina, a hemijski su identične tvarima prisutnim u prirodnom materijalu biljnog ili životinjskog porijekla
umjetne aromatske tvari dobivene hemijskom sintezom, a koje još nisu nađene u prirodnim sirovinama biljnog ili životinjskog porijekla.

Tehnološka potreba i efekat dodanih aroma mogu varirati od namirnice do namirnice. Postoje namirnice koje jednostavno nije moguće proizvesti bez dodatka aroma kao što su bezalkoholna pića, žele proizvodi, sladoled, slastice, mliječni deserti i dr. Mnogim namirnicama potreban je dodatak karakteristične arome zbog prepoznavanja među ostalim sličnim proizvodima iste grupe namirnica na pr. bezalkoholno piće od limuna, voćni bomboni i sl. Dodatak aroma u nekim je slučajevima neophodan zbog kompenzacije gubitka arome do kojeg dolazi tokom tehnološkog procesa na pr. pasterizacije, zgušćivanja voćnih sokova i sirupa i sl. Upotreba industrijski proizvedenih aroma donosi još jednu definiciju aroma i njihovu drugačiju podjelu prema porijeklu i načinu proizvodnje. Stog aspekta može se reći da su arome koncentrirani preparati, sa ili bez drugih dodataka, koji se dodaju prehrambenim proizvodima radi davanja ili dopunjavanja okusa i mirisa. Ovdje se može napraviti iznimka za tvari koje daju slani, slatki i kiseli okus, jer kao takve nisu namijenjene za konzumiranje.

Prirodne arome mogu biti dobivene posebnim tehnološkim postupcima kao što je termička reakcija aminokiselina s reducirajućim šećerima ( naprimjer Maillardova reakcija). Prirodne arome su i esencijalna ulja, oleorezini, proteinski hidrolizati, destilati ili drugi proizvodi prženja, zagrijavanja ili enzimolize. Prirodne arome često sadrže aromatske komponete dobijene od začina, voća ili voćnih sokova, povrća ili povrtnih sokova, jestivih kvasaca, biljaka, korijenja, listova ili drugih jestivih dijlova biljaka, različitih vrsta mesa, morskih plodova, piletine, jaja, mliječnih proizvoda, fermentiranih proizvoda i sl. Arome dima su koncentrirani preparati koji se upotrebljavaju u tradicionalnim postupcima dimljenja namirnica, a dobivaju se iz prirodnih sirovina. Arome prirodnog dima se proizvede kontroliranom pirolizom raznih vrsta piljevine prirodnog drva. Dobiveni visoko koncentrirani prirodni koncentrati se pročišćavaju i i standardiziraju Arome dima mogu biti : vodene otopine, uljne otopine, otopine topive u salamuri i u praškastom obliku.

Potreba za sintetski dobivenim aromama nastala je prvenstveno zbog mogućnosti njihove upotrebe kod namirnica koje su zbog duljeg skladištenja izgubile svoja aromatska svojstva. Osim toga, sintetski spojevi imaju veliku prednost pred prirodnima s obzirom na njihovu dostupnost u željenim i potrebnim količinama i kvalitetu koja ne ovisi o sezonskom urodu. Ujednačena kvaliteta umjetnih aroma omogućava njihovu standardizaciju, a njihovom primjenom moguće je mijenjati udjele pojedinih tvari i time kreirati novi aromatski profil nekog proizvoda. Ova mogućnost temelj je upotrebe umjetnih aroma u suvremenoj prehrambenoj industriji. Poznato je da se za stvaranje aromatskih kompozicija danas – koristi oko 2.000 sintetski dobivenih aromatskih tvari. Većina od njih dokazana je u prirodnom materijalu. Manji dio među njima još nije nađen u prirodi ali je toksikološki ispitan i uvršten na pozitivne liste mnogih zemalja. Sintetski sastojci aroma sigurno će se upotrebljavati i u budućnosti i to u većem obimu nego u prošlosti. Najveći porast primjene sintetski dobivenih aromatskih tvari uočen je između 1965. i 1985. godine zahvaljujući napretku na polju instrumentalne analitičke tehnike kao što su GC, GC-MS, HPLC. itd.

Mirisna ulja, također poznata kao i aromatična ulja, su mješavine sintetičkih aromatičnih spojeva ili prirodnih osnovnih ulja koja su razrijeđena sa nosiocem kao što je propilen glikol ili ulja iz povrća. To su koncentrirane hidrofobne tekućine koje sadrže isparljive aromatske spojeve ekstrahirane iz biljaka. Ova ulja mogu proizvedena destilacijom ili solventnom ekstrakcijom, a koriste se za aromatiziranje hrane i pića.

Umjetna i druga nenutritivna sladila. Osim prirodnih nutritivnih zasladjivača u preradi voća i povrća mogu se koristiti i umjetna (nenutritivna) sladila kao i sladila dobijena ekstrakcijom iz različitih biljaka. U nenutritivne i niskolaročine zaslađivače ubrajamo široku skupinu spojeva koji daju i pojačavaju osjet slatkoće.

Tablica 14. Relativna slatkoća nekih intenzivno slatkih spojeva

Spoj	Relativna slatkoća
Acesulfam K	200
Alitame	2 000
Aspartam	180 – 200
Ciklamat	30
Monellin	3 000
Neohesperitin dihydrochalcone	1 600 – 2 000
Saharin	300 – 400
Stevioside	300
Sucralose	600 – 800
Thaumatin	1 600 – 2 000

Sladila na bazi ciklamata sporo se oslobađaju pa osjet slatkoće traje nešto dulje nego kod saharoze. Saharin je 300 puta slađi od saharoze kada se koristi u koncentracijama do ekvivalenta 10 %-tne otopine saharoze. Raspon slatkoće je od 200 do 700 puta, ovisno o koncentraciji i matriksu namirnice. Saharin u ustima uzrokuje naknadni gorki okus po metalu, posebno kod nekih pojedinaca, a intenzitet tog okusa raste s porastom koncentracije.

Aspartam sadrži dipeptid koji se nakon unosa u organizam u potpunosti probavlja. Aspartam je nestabilan u kiselim uvjetima i brzo degradira na povišenoj temperaturi. Acesulfam K u 3 %-tnoj otopini i posjeduje metalnu i gorku notu okusa pri većim koncentracijama Sucraloza ima svojstva visoke kristaliničnosti, dobru topljivost u vodi, te visoku stabilnost na visokim temperaturama. Prilično je stabilna i pri pH gaziranih pića, te samo umjereno hidrolizira do monosaharida tijekom njihovog skladištenja. Alitame daje čisti slatki okus sličan saharozi. Dobro je topljiv u vodi, termički i tokom skladištenja je dosta stabilan, no duljim skladištenjem u nekim kiselim otopinama može uzrokovati naknadni okus. Alitame se pripravlja iz aminokiselina L-aspartične kiseline i D-alanina.

Intenzivna istraživanja u svrhu pronalaska novih sladila posljednjeg desetljeća rezultirala su otkrićem velikog broja novih slatkih spojeva. Mnogi se usavršavaju i podvrgavaju studijama sigurnosti kako bi se utvrdilo da li su prikladni za komercijalizaciju. Ovdje se ubrajaju i ßsupstituirane ß-aminokiseline koje su i do 20 000 puta slađe od saharoze i trisupstituirani gvanidini s potencijalom slatkoće i do 170 000 puta više od saharoze. Ovi spojevi se nalaze na velikoj listi manje poznatih ali jako slatkih spojeva. Smjesa glikozida lišća južnoameričke biljke Stevia rebaudiana je izvor slatkih steviozida i rebaudiozida. Čisti steviozid je oko 300 puta slađi od saharoze. U većim koncentracijama ima gorak i nepoželjan naknadni okus, dok rebaudiozid A ima najbolji profil okusa od spojeva u smjesi. Ekstrakti S. rebaudiana koriste se u komercijalnom obliku sladila, a mnogo se primjenjuju u Japanu.

Neohesperidin dihydrochalcone je nenutritivno sladilo koje je 1500 – 2000 puta slađe od saharoze, a dobiva se iz gorkih flavonona citrusa. Polako oslobađa slatkoću i ostavlja dugotrajni naknadni slatki okus u ustima koji pojačava istovremenu gorčinu.

: Slatki neohesperidin dihydrochalcone dobiva se iz gorkih flavonona citrusa

Danas su poznati i neki slatki proteini, a thaumatini I i II izolirani iz tropskog afričkog voća katemfe (Thaumatococcus daniellii). Thaumatini I i II su alkalni proteini molekulske mase oko 20 000. Slađi su od saharoze 1 600 – 2 000 puta. Ekstrakt katemfe voća prodaje se pod trgovačkim nazivom Talin u Ujedinjenom Kraljevstvu, a kao zaslađivač i pojačivač okusa odobren je u Japanu i Velikoj Britaniji. U SAD-u odobren je kao pojačivač okusa u žvakaćim gumama. Talin daje dugotrajnu slatkoću uz blagi okus po gospinoj travi zbog čega je, osim cijene, ograničena njegova upotreba.

: Thaumatococcus daniellii iz koje se dobivaju slatki Thaumatini I i II

Monellin je slatki protein izoliran iz afričkog drveta serendipity berry (Dioscoreophyllum cumminsii diels), molekulske mase oko 11 500. Monellin je oko 3 000 puta slađi od saharoze , ali se prirodna

slatkoća monellina uništava kuhanjem.

Bazični protein miraculin izoliran je iz miracle fruit (Richadella dulcifica) i bez okusa je, ali ima neobičnu sposobnost da kiseli okus mijenja u slatki, što znači da limun čini slatkim. Miraculin je glikoprotein molekulske ma se 42 000. Toplinski je nestabilan i inaktivira se pri niskim pH vrijednostima. Slatkoća koja se osjeti u 0,1 M limunskoj kiselini nakon kušanja 1 μM otopine miraculina ekvivalentna je 0,4 M otopini saharoze. Stoga se računa da je slatkoća miraculina potaknuta 0,1 M otopinom limunske kiseline 400 000 puta veća od otopine saharoze. Učinak miraculina osjeti se 24 sata nakon uzimanja u usta, što ograničava mogućnost njegove upotrebe. 1970-tih godina miraculin se u SAD-u pojavio kao dodatak za zaslađivanje za dijabetičare, no FDA ga je zabranila zbog nepotpune dokumentacije o sigurnosti.

: Miracle fruit (Richadella dulcifica)

Zaključak

Aromatske tvari u voću i povrću nastaju sinergističkim zajedničkim djelovanjem komponenti nosioca mirisa i okusa. Tehnički su definirani su primarni standardi mirisa: eterični, kamforski, mošusni, cvijetni, mentol, papren, miris truleži gnjio, kao i primarni standardi okusa: slatko, slano, kiselo, gorko.Mirisi su hemijski spojevi različite strukture, a okus takodje formiraju različiti spojevi : ugljični hidrati, aminokiseline, proteini, lipidi, kiseline, soli. Za svaku aromatsku komponentu odgovoran je odredjeni hemijski spoj, a ukupna aroma je rezultat kompozicije utjecaja više spojeva koji čine aromatski kompleks. U preradi voća i povrća nastoji se zadtžati izvorna aroma, a tokom prerade dodaju se još i prirodne, prirodno-identične i umjetne arome.

Literatura

1. Peterson, M.S., Johnson, A.H.: Encyclopedia of Food Science. The Avi publishing company, Inc., Vestport, Conneticut, 1978.

2. Paul, P.C., Palmer, H.H.: Food Theory and Applications. Joh

Wiley &Sons, Inc., 1972.

3. Potter, N.N.: Food science. The Avi publishing company, Inc.,

Vestport, Conneticut, 1978.

4. Canjura, F.L., Schwartz, S.J.: Separation of chlorophyll compounds and their polar derivatives by HPLC. J. Agric. Food Chem., 39, 1102-1105, 1991. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

5. Loef, H.W., Thung, S.B.: Ueber den Einfluss von Chlorophyllase auf die Farbe von Spinat waehrend und nach der Verwertung. Z. Lebensm. Forsh., 126, 401-406, 1965. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

6. Schwartz, S.J., Lorenzo, T.V.: Chlorophyll stability during aseptic processing and storage. J. Food Sci. 56, 1056-1062, 1991.

7. Jones, I.D., White, R.C., Gibbs E., Butler, L.S., Nelson, L.A.: Experimental formation of zinc and copper complexes of chlorophyll derivates in vegetable tissue by thermal processing. J. Agric. Food Chem., 25, 149-153, 1977. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

8. Tan, C.T., Francis, F.J.: Effect of processing temperature on pigments and color of spinach. J. Food. Sci., 27, 232-240, 1962.

9. Buckle, K.A., Edwards, R.A.: Chlorophyll: Color and pH changes in HTST processed green pea puree. J. Food Technol. 5, 173-186, 1979. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

10. Gross, J.: Pigments in Vegetables: Chlorophylls and Carotenoids, Van Nostrand Reinhold, New York, 1991. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

11. Perry, A.D., Horgan, R.: Abscisic acid biosythesis in roots: The identification of potential abscisic acid precursors, and other carotenoides. Planta 187, 185-191, 1992. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

12. Peiser, C.Y., Yang, S.F.: Sulfite-mediated destruction of β- karoten. J. Agric. Food Chem. 27, 446-449, 1979. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

13. Ben Aziz, A., Grossman, S., Ascarelli, I., Budowski, P.: Carotenbleaching activities of lipoxygenase and heme proteins as studied by a direct spectrophotometric method. Phytochemistry. 10, 1445-1452, 1971. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

14. Burton, G.W., Ingold, K.U.: Beta-carotene: An unusual type of lipid antioxidant. Science, 224, 569-573, 1984. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

15. Sies, H.: Antioxidant functions of vitamins: Vitamins E i C, betacarotene and other carotenoids. Ann. NY Acad. Sci. 669, 7-20, 1992. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

16. Davies, W.J., Zhang, J.: Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil. Annu. Rev. Mol. Biol. 42, 55-76, 1991. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

17. Huang, A.S., Von Elbe, J.H.: Effect of pH on the degradation and regeneration of betanin. J. Food Sci. 52, 1689-1698, 1987.

18. Francis, F.J.: Antocyanins, Curent aspects of food colorants, CRC Press, Cleveland, OH, pp. 19-27, 1977. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

19. Markakis, P.: Stability of antocyanins in foods, in Antocyanins as Food Colors (P. Markakis, ed.), Academic Press, New York, pp. 163-180, 1982. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

20. Goodman, L.P., Markakis, P.: Sulfur dioxide inhibition of antocyanin degradation by phenolase. J. Food Sci. 130, 135-137, 1965. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996.

21. Pedreno, M.A., Escribano, J.: Correlation between antiradical activity and stability of betanine from L roots under different pH, temperature and light conditions. J. Sci. Food Arric. 81, 627-631, 2001. cit. u Von Elbe, J.H., Schwartz S.J.: Colorants in Fennema, O.R.: Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., New York, 1996

22. . 1. W. Fogarthy and C.T.Kelly, Microbial Enzymes and Biotechnology, Elsevier Applied Science, London and New York, 1990.

23. Biocatalysis in Organic Media, Proceedings of an International Symphosium organized under Auspices of the Working Party on Applied Biocatalysis of EFB, Wageningen, 7-10 Dezember 1986, Elsevier Science

24. W.Bains, Biotechnology from A to Z, Second Edition, Oxford, New York and Tokyo, Oxford University Press, 1998.

25. J.M.S.Cabral, D.Best, L.Boross and J.Tramper, Applied Biocatalysis, Harwood academic publishers, Switzerland, 1994.

26. D.Šubarić: Inhibicija polifenoloksidaze u svrhu sprečavanja enzimskog posmedjivanja,Doktorski rad ,Pregrambeno, 1999

27. http://www.hzjz.hr/zdr_ekologija/priopcenja/arome/podjela.htm

28. http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/410/colour/3_70.html

29. http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/410/colour/4_40.htm

30. http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/410/colour/3_30.htm

31. http://www.botgard.ucla.edu/html/botanytextbooks/generalbotany/shootfeatures/generalstructure/leafcolor/a0896tx.html

32. http://fn.cfs.purdue.edu/bot/VideoConferencePres/Ferruzzi10-29- 02.pdf

33. http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/410/colour/3_22.htm

34. http://metallo.scripps.edu/PROMISE/1MBO.html#Fig

35. http://metallo.scripps.edu/PROMISE/1BBB.html#Fig