Prof. Dr Midhat Jašić
Tehnološki fakultet, Tuzla
Tel.: +387 61 721060; +387 35 320745
E-mail: jasic_midhat@yahoo.com
E-mail: midhat.jasic@untz.ba
.
.
Aromatske materije u hrani nastaju sinergističkim djelovanjem komponenti nosioca mirisa i okusa. Mirisi su hemijski spojevi različite strukture, a okus formiraju različiti spojevi: ugljični hidrati, aminokiseline, proteini, lipidi, kiseline, soli i drugi spojevi. Za svaku aromatsku komponentu odgovoran je odredjeni hemijski spoj, a ukupna aroma je rezultat kompozicije utjecaja više spojeva koji čine aromatski kompleks.
Aroma je karakteristično svojstvo hrane koje je čovjek prepoznao i počeo koristiti još u prahistoriji. Riječ aroma je grčkog porijekla i ima značenje mirodija, biljka koja ima miris. Aroma i miris nisu isti fenomen. Miris se osjeti čulima (receptorima) koji su smješteni u nosu dok se aroma manifestira kao ukupan organoleptički osjećaj koji nastaje prilikom unošenja hrane u usta. Aroma se može definirati kao senzorni utisak hrane, prepoznat senzibilnošću receptora na okus i miris. Ipak, osnovni faktor koji determinira aromu hrane je miris. Okus hrane je ograničen na osnovne percepcije: slatko, slano, kiselo, gorko i umami , dok miris omogućava daleko širi spektar. U engleskom jeziku postoji izraz “flavour“ koji opisuje značenje nosioca arome ili karakterističnog okusa proizvoda. Ukus je svojstvo koje može nastati utiscima okusa, aroma i trigeminala. Specifičan iritant na usnama ili grlu je trigeminal, osjećaj koji daje, na primjer, ljuta paprika ili aroma peperminta te njima slične tvari.
Aromatične tvari su složenog hemijskog sastava o kojima ovise okus, miris kako svježe tako i prerađene hrane. Prilikom žvakanja, hrana se mehanički dezintegrira, intenzivira se proces oslobađanja aromatskih tvari, a ujedno započinje proces probave. Pri tome aroma daje zadovoljstvo prilikom žvakanja i gutanja tako da se može promatrati kao rezultat osjećaja ukusa, modificiranih osjećaja mirisa i kinestetičkih osobina. Miris hrane se često može razlikovati od njegovog okusa. Dobar primjer za to su neke vrste tropskog voća neugodnog mirisa (durian ) ali veoma ugodnog općeg dojma pri konzumiranju.
Aromatične tvari su rasprostranjene u svim namirnicama biljnog i animalnog porijekla. Ove tvari se u hrani nalaze u relativno malim koncentracijama, koja se izražava u ppm . Maksimalna osjetljivost nosa je na koncentracije mirisa do 10-17 g, dok je osjetljivost najboljih instrumenata na mris 10-13 g.
Plinska kromatografija je najčešće korištena instrumentalna metoda za separaciju sastojaka arome iz analizirane smjese, a spektrometar masa se koristi kao detektor za identifikaciju sastojaka smjese neposredno tokom provedbe analize. Danas se za identifikaciju okusa koriste instrumenti kao što je elektronski jezik, a za identifikaciju mirisa elektronski nos.
Arome u hrani imaju primarno organoleptičku, a ne nutritivnu funkciju. Mirisi koji se koriste u prehrani vrlo su slični mirisima u kozmetici i parfemima.
Tabela 4.6.1. Primjeri hemijskih spojeva i njihovih mirisa u voću
| Hemijski spoj | Miris |
| Izoamil acetat | Banana |
| Cianamični aldehid | Cimet |
| Etil propionat | Voćni |
| Limonen | Narandža |
| Alil heksanoat | Ananas |
| Etil maltol | Šećer |
Prirodni mirisi u umjerenim količinama su zdravstveno sigurni. Za razliku od njih sintetskih mirisi mogu biti toksični te moraju biti provjereni prije nego što se stave na tržište.
Ukupna aroma hrane 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, umami). Pojedine vrste hrane 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 je posljedica njegove hemijske strukture nego koncentracije. Spojevi u tragovima se ponekad ističu kao nositelji karakteristične arome za pojedine vrste hrane. 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 te arome. Postoje velike razlike u pragu osjetljivosti između pojedinih aromatičnih tvari.
Tabela 4.6.2. 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 koeficijent udjela tvari u namirnici i njenog praga osjetljivosti:
Cx – udio spoja x u namirnici, a 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.
Tabela 4.6.3. Primarni standardi mirisa
| R.b | Naziv mirisa | Hemijski spoj | prag |
| 1 | Eterični | 1.2 dikloretan | 800 ppm |
| 2 | Kamforski | 7,7-trimetil-biciklo(2,2,1)heptan | 10 ppm |
| 3 | Mošusni | pentdekonolakton | 1 ppm |
| 4 | Cvijetni | 1-fenil-3-metil-3-pentol | 300 ppm |
| 5 | Mentol | mentol | 6 ppm |
| 6 | Papren | mravlja kiselina | 50 ppm |
| 7 | Miris truleži gnjio | dimetildisulfid | 0.1 ppm |
Hemijski spoj u hrani 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). Naziva se smrad ako ima 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 isparljive, teže isparljive, teško i izrazito teško isparljive. Lako isparljive tvari arome imaju nisko vrelište te se lako kvantitativno izdvoje već kod niskog stupnja isparavanja dok teže hlapljive tvari arome imaju višu tačku vrelišta i teže isparavaju.
Aromatični kompleksi u hrani 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. To 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 eterična i esencijalna ulja. Uljna struktura arome sadrži različite spojeve tipa izotiocijanata, tioalkohola, disulfida, itd. Aromatični kompleksi hrane mogu biti opći aromatični kompleks i aromatični kompleks karakterističan za vrstu hrane.
Arome u hrani mogu nastati prirodnim putem ili termičkim procesom tokom tehnološkog postupka. Prirodne arome su uglavnom sekundarni metaboliti živog tkiva i nastaju u prirodnom ciklusu rasta živog organizma djelovanjem enzima. Arome nastaju i termičkom degradacijom i oksidacijom raznih sastojaka namirnica. Vrsta aromatskog efekta hrane 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.
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 glicina, soli guanilinske kiseline (nukleotid koji se obično koristi u konjugaciji sa glutaminskom kiselinom), soli inozinske kiseline (nukleotidna sol) koje se takođe koriste u konjugaciji sa glutaminskom kiselinom i druge tvari.
Tabela 4.6.4. Primarni standardi okusa i tipične tvari koje ih iniciraju
| R.br. | Okus | Formula | Naziv |
| 1. | kiselo | CH3COOH | sirćetna kiselina |
| 2. | slano | NaCl | natrijev klorid |
| 3. | slatko | C6H1206 | saharoza |
| 4. | gorko | kinin | |
| 5. | umami | glutaminska kiselina |
So, šećer, umjetni zaslađivači, zamjene za sol mogu se nazvati tehničkim “flavorima“- davaocima okusa. Kiseo okus potiče od kiselina: jabučne, vinske, limunske, sirćetne, mliječne (u fermentiranim proizvodima) i drugih kiselina.
Sladak okus hrani daju uglavnom šećeri, a ponekad i drugi prirodni spojevi slatkog okusa (alkoholi-polioli, amino kiseline) kao i sintetski zaslađivači. Određene neutralne baze mogu mijenjati aromatičnost, a same nemaju aromatični dojam.
.
Ključni pojmovi
- Tvari arome su prirodno prisutne u hrani i obično su produkti sekundarnog metabolizma biljaka, životinja ili mikroorganizama.
- Najčešće su lako isparljive komponente različitog hemijskog sastava: alkoholi, esteri, aldehidi, ketoni, laktoni, eterična ulja, terpeni, kiseline, različiti heterociklički spojevi
- Tehnički definirani standradi mirisa su: eterični, kamforski, mošusni, cvijetni, mentol, papren, miris truleži i gnjio.
- Primarni standrdi okusa su: slatko, slano, kiselo, gorko i umami.
- Ovi okusi potiču od tačno određenih hemijskih konstituenata hrane.
.
Literatura
Spisak korišćene literature možete naći u Literatura – Hemija hrane.