Энциклопедия продуктов

Яйца

В качестве индекса свежести яиц в работе [32] было предложено использовать содержание в них фурознпа. Для изучения естественной вариативности содержания фурознпа в свежих яйцах, а также образования фурознпа в течение хранения при 5, 20, 30 и 38 °С использовались свежие яйца от несушек различных пород и метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Содержание фурозпна в белке свежих яиц, составлявшее около 10 мг/100 г белка, увеличивается в зависимости от температуры хранения и после 40 сут хранения при 20 °С достигает уровня около 100 мг/100 г белка. Изменение содержания фурознпа в желтке при храпении в этих температурных условиях минимально. Таким образом, содержание фурозпна в белке может использоваться в качестве весьма надежного показателя свежести яиц.

Маточное молочко

Маточное молочко — это вязкое вещество, выделяемое гипофарипгальными и ман-дибулярными железами пчелиных маток (Apis mellifera L.), которое является нищей для личинок. С позиций современной нутрициологии использование маточного молочка как продукта здорового питания весьма актуально, особенно для потребителей, предпочитающих натуральную н здоровую пищу. При оценке качества и свежести маточного молочка авторы работы [43J в качестве маркера использовали фурозпп. Его начальное содержание (50-80 мг/100 г белка) через 10 мес. выросло почти в 10-16 раз (до 500 мг/100 г белка). Это свидетельствует о том, что основную проблему при храпении маточного молочка, характеризующегося высоким содержанием редуцирующих Сахаров и свободных аминокислот при сравнительно низкой активности воды, представляют продукты реакции Майяра.

Потемнение

Одним из основных последствий реакции Майяра является потемнение пищевых продуктов. Основной вклад в формирование цвета во время обработки пищевого продукта вносят мелапопднны — полимерные вещества, структура которых до сих пор научена недостаточно. Потемнение в процессе хранения создает определенную проблему, особенно для тех пищевых продуктов, для которых необходим «внешний вид не подвергнутого обработке продукта», а также для фруктовых соков, фруктовых и овощных пресервов, а также для молочных продуктов. Что касается сроков хранения, важно отметить, что потемнение в процессе храпения пагубно влияет на качество пищевых продуктов, по вкус их становится неприемлемым гораздо раньше, чем происходит заметное изменение цвета.
Кинетика неферментативпого потемнениия глюкозных сиропов изучалась в течение 13-недельного периода хранении при 23,35,45, 55 °С и прпрН 4,0,4,5 и 5,0. Изменения при хранении при 25 и 35 "С были весьма незначительными, тогда как более высокие температуры ухудшали внешний вид глюкозных сиропов 116]. Предложенная кинетическая модель позволила рассчитать предельный допустимый срок храпения при любой температуре.
Потемнение белого шоколада при хранении рассмотрено в работе [56|. Такое потемнение считается одной из основных проблем потери качества кондитерских изделий, при изготовлении которых используется белый шоколад или его заменители, поскольку ограничивает сроки храпения. Во всех случаях потемнение наблюдается главным образом па поверхности продукта. При сравнении показателей липпдпого окисления (перекпепое число, кислотное число п индекс непасыщенпостп жирных кислот) и показателей реакции Майяра (потемнение, флуоресценция и содержание ГМФ) оказалось, что основной причиной потемнения как белого шоколада, гаки его заменителей, является реакция Майяра, интенсивность протекания которой зависти' от условий окружающей среды в течение всего периода храпения.

Антиокислительная активность продуктов реакции Майяра

Одной пз наиболее значимых для качества пищевых продуктов при храпении являются реакции разложения липпдов в результате их самоокисления [14]. При этом образуются активные промежуточные соединения, в основном ненасыщенные или насыщенные альдегиды пли кетоны, а также глпоксаль, мети.тглпоксаль (подобно реакции Майяра) и малоновый диальдегпд. Альдегидами, образующимися пз олеиновой кислоты, чаще всего являются октаналь и нонапаль.
Антиоксиданты ингибируют самоокисление липидов. Общая антиокислитель-пая активность пищевого продукта складывается из согласованного участия всех присутствующих в нем антиоксидаптов. В сырьевых материалах основной вклад в антиокпслптельпую активность вносят аскорбиновая кислота и полифенолы (токоферолы, флавононы и функциональные производные коричной кислоты). В случае обработанных продуктов необходимо также учитывать продукты реакции Майяра, несмотря на тот факт, что некоторые полифенолы при тепловой обработке разрушаются.
Действительно, некоторые соединения, образующие в результате реакции Май-яра, обладают антиокислитсльпыми свойствами. Образование некоторых из них изучали на модельных системах, например, па моделях «сахар/аминокислоты» [39] и «мед/лпзпн» [7]. Результаты этих экспериментов по установлению взаимосвязи между формированием цвета и антпокнелителыюп активность приведены в работе [42]. Известно, что высокая аптнокислительпая эффективность обычно связана с образованием коричневых меланоидипов.
Наиболее интересные работы выполнены для продуктов, подвергнутых тепловой обработке при различных температурно-временных условиях. — томатного сока [5], солода [59] и макаронных изделии [6]. Для этих продуктов установлена положительная корреляция между цветом и антиокислительными свойствами. Следует отметить, что такая корреляция установлена в отношении пищевых продуктов, для которых этот феномен является единственным или доминирующим свойством. Это обычно справедливо для пищевых продуктов при полном отсутствии пли низком содержании аитиоксидаптов естественного происхождения (например, для макаронных изделий) или для продуктов, в которых естественные антиоксиданты очень стабильны (например, в томатах). В таких случаях изменения аптиокпелитсльных свойств носче обработки продукта обусловлено образованием термопндуцируемых аитиоксидаптов.
Во многих пищевых продуктах при технологической обработке происходят более сложные химические превращения, особенно это касается продуктов с высоким содержанием полнфенолов или продуктов, подвергаемых длительному обжариванию (например, кофейные зерна). В течение первых минут обжаривания аптнокислительпая активность (измеряемая по степени разрушения полнфенолов) возрастает вплоть до достижения цвета, характеризующего среднюю степень поджаривания, н снижается при дальнейшем обжаривании [46]. Следовательно, в таких случаях прямая взаимосвязь между цветом и антиокислительной активностью отсутствует. Этот экспериментальный факт объясняется частичным пиролизом полифенолов и, возможно, продуктов реакции Майяра.

Влияние реакции Майяра на микробиологическую порчу пищевых продуктов

В литературе встречаются немногочисленные данные о возможной роли реакции Майяра в ингибировании роста микроорганизмов в пищевых продуктах. Так, авторы работ [18, 19] изучали непосредственную антибиотическую активность продуктов реакции Майяра относительно патогенных и вызывающи порчу пищевых продуктов микроорганизмов, включая Lactobacillus, Proteus, Salmonella, Streptococcus faecalis и др. Продукты реакции Майяра были получены путем дефлегмации растворов, содержащих либо аргинин и ксилозу (АК), либо гистидин и глюкозу (ГГ). Экспериментальные растворы разделяли на фракции пли частично очищали посредством диализа через мембрану с отсечкой в 1000 дальтон. Полученные М1С-зпачения (MIC — минимальная подавляющая концентрация) свидетельствуют о том, что ин-гпбирующее действие продуктов реакции Майяра зависит как от их разновидности, так и вида бактерий. Лаг-фаза роста удлинялась пропорционально увеличению концентрации продуктова реакции Майяра. При проверке на Bacillus subtilis, Escherichia coil и Staphylococcus aureus фракции с высокой молекулярной массой (> 1000 даль-гон) оказывали более активное ингибпрующее воздействие по сравнению с низко-молекулярными фракциями (< 1000 дальтон).
Авторы работы [22] выделяли продукты реакции Майяра путем дефлегмации растворов, содержавших аспарагин и ксилозу, и затем испытывали их активность на патогенных и вызывающих порчу бактериях, наиболее часто обнаруживаемых в пищевых продуктах. Отмечен некоторый ингибирующий эффект по отношению к золотистому стрептококку (S. aureus). Обратная тенденция наблюдалась в отношении В. subtilis и Escherichia coli, a Candida tropicalis оказались практически не чувствительными к продуктам реакции Майяра. Авторы работ [4, 26, 47] отмечают, что косвенное влияние на размножение микроорганизмов оказывают меланопдпны, обладающие способностью связывать металлы (медь и цинк).

Краткое резюме

При оценке сроков хранения пищевых продуктов следует учитывать, что реакция Майяра в ходе тепловой обработки продуцирует вещества, обладающие антиок-сидаитпой активностью, которые могут быть полезными для стабилизации легко окисляемых лпппдов при хранении. Вместе с тем в ходе хранения продукты реакции Майяра ухудшают вкусовые и цветовые характеристики и постепенно снижают пищевую ценность целого ряда пищевых продуктов.

Молоко

Информация о химических изменениях, происходящих в ходе храпения молока (включая РМ), а также об их значимости для органолептического восприятия и показателей энергетической ценпости в связи с ведением единых нормативных актов ЕС относительно срока хранения этого продукта приведены в работе [27|. Влияние реакции Майяра па снижение качества сыра и готового фондю при храпении описано в работе.
Две другие работы посвящены исследованиям влияния реакции Майяра на качество детского питания при хранении. В работе в течение 9 мое. изучалось жидкое и сухое молоко для детей с использованием в качестве маркеров 2-фуранкарбок-сиальдегида, 5-гпдроксиметпл-2-фуранкарбоксиальдегпда (ГМФ) и доступного лизина. Доступный лизин — очень важный критерий оценки этого вида пищевых продуктов, поскольку такие продукты являются единственным источником лизина для грудных детей [20]. Тенденция изменения изучаемых показателей: даже при 20 °С свидетельствует о постепенном ухудшении качества белков. Но основании полученных данных можно получить уравнение для прогнозирования сроков хранения таких продуктов.
В работе [28] в качестве основного показателя для количественной оценки реакции Майяра в ходе хранения двух различным образом обработанных образцов жидкого молока для детей наряду с фурфуролом и ГМФ использовали фурозшг Кроме того, по оптической плотности при 284 п 420 им измеряли интенсивность потемнения продукта. Фурозпп как косвенный показатель белково-связаппого лакту-лозпл-лпзина [20| служит полезным индикатором термической деградации молока, которая усиливается при длительном нагревании или неправильном хранении. Технология изготовления образца Л включала нормализацию, пастеризацию, распылительную сушку, восстановление, упаковку и стерилизацию в роторном автоклане, а образца В - нормализацию, УВТ-обработку, упаковку и стерилизацию в роторном автоклаве. Целью работы являлось установление корреляционных зависимостей между условиями обработки и ухудшением характеристик молока при хранении (одним из условий было исключение доступа кислорода). Образец В оказался менее подвержен изменениям при обработке и храпении.

Изменение цвета

Ухудшение вкуса, несомненно, является одной из основных причин озабоченности производителей пищевых продуктов, хотя значительный интерес представляют и другие аспекты реакции Майяра, — например, потемнение и потеря пищевой ценности. Структурные формулы основных молекулярных маркеров, использующихся для количественной оценки глубины протекания реакции Мапяра, приведены.

Кофе

Еще один яркий пример таких продуктов дает нам кофе. В работе [17] изучалась скорость ухудшения вкусо-ароматическпх характеристик жареного и молотого кофе при различных температурах после вскрытия упаковки. Была сделана попытка выявить корреляцию наиболее значимых химических показателей (выбранных по результатам дпекрнмннаптпого анализа) с оргаполептичеекпмп. Среди химических соединении, являющихся продуктами реакции Мапяра, определяли Н2S, метантп-ол, 2-метилпропаналь, дпацетпл, 2-бутапон, 2-метилфуран, 3-метпл- и 2-метплбута-наль, 3-метилфураптпол и 2-фурфурилтиол. Было отмечено заметное снижение количества сернистых соединений, начинавшееся сразу после вскрытия упаковки, несмотря па то что соединения, образующиеся в результате разложения лпппдов, появились только через несколько дней. Аналогичные результаты были получены при исследовании аромата сваренного кофе, изменяющегося после приготовления очень быстро. Аналогичные наблюдения были сделаны и при производстве быстрорастворимого кофе, при тепловой стерилизации кофейных напитков, а также при выдерживании свежезаваренного кофе в термосе.
Результаты недавних исследований, в которых применяли методику инструментального анализа, комбинированную с офлактометрической оценкой, при приготовлении и храпении кофейных напитков показали быстрое снижение концентрации душистых тиолов [35]. Результаты исследовании свидетельствуют, в частности, о значительном снижении концентраций основных одорантов кофе — 2-фурфурилтпола и 2-метил-З-фурантила, что приводит к резкому ослаблению сернистого «жареного» запаха в общем аромате ['М ]. Экспериментально доказано [35|, что добавление выделенных из кофейного порошка мелапоидпнов к водному ароматическому рекомбпнату, приготовленному с использованием 25 ароматических соединений кофе в тех же концентрациях, что и в исходном кофейном напитке, снижает интенсивность сернистой «жареной» поты па ароматограммах. Особенно нестойкими оказались 2-фурфурилтиол, З-мсркаито-3-метилбутилформиат и З-метил-2-бутсп-1-тпол, считающиеся ключевыми тнолами кофейного аромата. Возможно, что это свидетельствует о том, что данные тиолы были ковалентно связаны с меланоидпнами благодаря производным пнразиновых соединений, являющихся продуктами реакции Мапяра и образующихся как продукты окисления 1,4-/т-(5-амино-5-карбоксп-1-пеитил) пиразиновых остатков катионов. Схема этой реакции согласно [34] приведена. Это впервые доказывает тот факт, что изменение вкусо-ароматических свойств пищевых продуктов может происходить не только вследствие потерн основных одораитов, образования запаха прогорклости пли нежелательных продуктов реакции Мапяра, но и в результате связывания некоторых соединений с меланоидпнами пли другими полимерами пищевых продуктов.

Жареный арахис

Одним из примеров пищевых продуктов, которые требуют обязательной тепловой обработки, являются жареные орехи и семечки. Проблема приобретения посторонних привкусов молотым жареным арахисом, в настоящее время являющаяся одной из проблем кондитерского производства, рассмотрена в работе [57]. Снимая аромате) граммы продукта в упаковке в течение 3-х мес, авторы определяли содержание некоторых пиразинов (метилпиразипа, 2,6-диметилпиразина и 2,3,5-трпметилпира-зипа), представляющих собой основные соединения, формирующие вкус жареного арахиса, а также некоторых альдегидов, образующихся при самоокислении липидоз (пептапаля, гексаналя, гептаиаля, октаналя и нопаналя), так как арахисовое масло богато полиненасыщенными жирными кислотами (особенно липолсвоп кислотой), в связи с чем предполагалось образование жирных альдегидов, главным образом гексапаля. Результаты этих исследований показали, что концентрация ииразинов практически не меняется, тогда как концентрация альдегидов pacтeт очень быстро (например, концентрация гексапаля после 68 сут хранения возросла в 10 раз). Орга-полептический анализ полностью подтвердил мнение о преобладающей роли самоокисления лпппдов в формировании постороннего привкуса арахиса. Полученные данные могут быть использованы для описания процессов формирования посторонних привкусов и у других жареных орехов в ходе хранения.