|
|
В составе ароматобразующих веществ
какао обнаружены карбонильные соединения, углеводороды, спирты, эфиры,
ацетали, кислоты, фенолы, фураны, амины, лак тоны, пироли, пиразины, серные и
прочие соединения. Часть этих соединений встречается только в аромате какао,
остальные характерны и для других продуктов.
Можно полагать, что только в какаопродуктах содержатся
вещества, которые играют важную роль в создании специфического аромата!
кетоны, кислоты, эфиры и пиразины. Из 30 видов пиразинов 11 Найдены только в
какаопродуктах. Из 69 гетероциклических соединений в какао бобах встречаются
16.
Наибольшее число соединений й наибольшая доля их в общем
количестве летучих веществ приходятся на сложные эфиры (17,1%), кислоты
(12,2%), углеводороды (11,0%), спирты (9%), пиразины (9,7%), кетоны (8%),
альдегиды (7,1%). Наименьшую долю составляют фенолы (2,2%), лактоны (1,9%) и
амины (2,9%). По числу пиразинов и их количеству аромат какао наиболее близок
к аромату кофе и отливается от аромата обжаренных орехов. В отличие от кофе,
арахиса и орехов в аромате какао отсутствуют пиридины и тиофены. В ряде работ
пиразинам отводится ведущая роль в образовании специфического аромата какао
[76, 79]. Однако сравнение ароматов ряда обжаренных продуктов показало
присутствие одинаковых пиразинов, в то время как для каждого продукта
характерен свой специфический аромат. Это является свидетельством того, что
нельзя преувеличивать значение пиразинов для спецификации ароматов,
образующихся при обжарке. В образовании специфического аромата какао, безусловно,
участвуют многие соединения, способ - ные усиливать и изменять аромат, так
как сами обладают индцви - дуальным ароматом и, кроме того, способны к
образованию комплексных соединений.
Поскольку оценка изменения аромата какао в процессе
техноло - гической обработки какао бобов и какаопродуктов по изменению
отдельных химических соединений (альдегидов, пиразинов и др.) ароматического
комплекса сложна и недостаточно объективна, в данной работе в качестве
основных субстанций приняты те вещества, которые в процессе технологической
обработки какао бобов могут стать источником образования альдегидов,
пиразинов, сернистых и других соединений, входящих в состав ароматического
комплекса какао.
Образование альдегидов может быть результатом
сахароаминной реакции, открытой Майаром в 1922 г. Соответствующий альдегид возникает при разложении аминокислоты, и одновременно выделяются
аммиак и диоксид углерода. Сахароаминная реакция протекает при повышенной
температуре с наибольшей скоростью, но она наблюдается уже при 30-37°С. При
разложении восстанавливающего сахара образуются фурфурол или
оксиметилфурфурол. Альдегиды, обладая определенным запахом, в значительной
степени обусловливают аромат многих пищевых продуктов.
Карамелизация Сахаров наступает при сравнительно
высоких температурах (150-400°С), характерных для пиролиза. При этом
образуется большое число веществ, обладающих вкусом и ароматом. Среди них
следует отметить кроме альдегидов такие соединения, как кетоны, дикетоны,
мальтол, производные фурана-и циклопентана и высокомолекулярные вещества с
характерным горьким вкусом.
По М. Роте, наиболее реакционноспособными продуктами
являются 2-кетоза и фруктоза, которые образуются из соответствующих альдоз
через энол.
Промежуточные стадии реакции меланоидинообразования в
зависимости от условий среды могут идти различными путями, образуя
соответствующие побочные продукты £25, 53].
Большой интерес представляет выяснение возможности
образования из альдегидов и других карбонильных соединений гетероциклических
соединений типа пиразинов, которые сами по себе обладают ароматом. Для них
характерно наличие шестичленного гетероцикла с двумя атомами азота (диазины).
Пиразины являются недостаточно изученными органическими
соединениями. Однако известно, что они представляют собой очень слабые
основания, легколетучие с парами воды. Смешиваются в любых соотношениях с
водой, спиртом, эфиром. При обычных условиях представляют собой бесцветные
кристаллы, температура плавления которых 57°С, кипения - 116°С, плотность
di*= 1,0254, nf)= 1,4953.
Пиразины получают обработкой бромацетальдегида аммиаком,
гидролизом ацеталей аминоацетальдегида или декарбоксилированием
пиразинкарбоновых кислот, дегидрированием пиперазина и обработ - кой ацеталя
иминодиацетальдегида солянокислым гидроксиламином. Ниже приведены схемы
получения пиразинов в промышленности обработкой бромацетальдегида аммиаком и
гидролизом ацеталей аминоацетальдегида. Вполне логично предположить
возможность образования пиразинов в какаопродуктах из альдегидов. При
самопроизвольной конденсации кетонов получаются диалкилдигидропиразины.
В какао бобах и продуктах из них идентифицированы
различные пиразины. В обжаренных бобах с помощью газожидкостной хроматографии
обнаружено девять пиразинов, из них пять содержатся в наибольшем количестве:
тетраметилпиразин, триметилпиразин, 2-этилпи- разин, 2,5-диметилпиразин и
2,6-диметилпиразин, т.е. пиразины, образование которых из кетонов
представлено выше.
В шоколаде со времени первоначального открытия
идентифицировано 30 пиразинов: 2,6-диметилпиразин-тетраметилпиразин, триметилпиразин,
2,5-диметилпиразин, 2-метил-6-этилпиразин, 2-метил - 6-этилпиразин,
2,3-диметил-5-изоамилпиразю1, изопропил-2,5-ди- этилпиразин,
2,5-диметилбутил-З-изобутилпиразин и др.
В -процессе обжаривания какао бобов наблюдалось увеличение
содержания пиразинов. В необжаренных ферментированных бобах был обнаружен
единственный пиразин - тетраметилпиразин, присутствие которого некоторые
исследователи связывают с деятельностью Bacillus subtilis С84] • Этот вид
микроорганизмов представляет особый интерес для ферментации какао бобов, так
как на последних стадиях ферментации он доминирует в микрофлоре. Известно,
что Bacillus subtilis и другие микроорганизмы способны синтезировать в
больших количествах ацетон и аммиак, которые могут быть предшественниками
тетраметилпиразина.
Как было показано выше, в состав ароматического комплекса
какао входят пирролы, относящиеся к пятичленным гетероциклам. Если исходить
из известных способов их получения, можно полагать, что источником
образования пирролов в какао бобах могут служить продукты окисления Сахаров
(слизевая кислота и другие дикарбоновые кислоты). Пиррольный и гидрированный
пиррольный циклы как структурная единица входят в состав важных биогенных
соединений - аминокислот (пролин, оксипролин, триптофан )j алкалоидов и др.
Пиррол и его производные можно синтезировать, действуя аммиаком на
1,4-диоксисоединения по схеме
Таким образом, возникновение разнообразных соединений, входя-
ших в состав ароматического комплекса какао бобов и шоколада, связано со
сложными химическими и биохимическими процессами, происходящими как при
ферментации, так и при дальнейшей технологической обработке бобов. Поскольку
процессы протекают одновре - менно, затруднена их оценка по изменению
содержания многообразных химических веществ. В качестве суммарной
характеристики процессов могут служить те изменения, которые претерпевают
сахара и аминокислоты как вещества, являющиеся источником образования многих
соединений, обнаруженных уже в комплексе аромата какао.
В данной работе изменение содержания Сахаров и аминокислот
в какао бобах и продуктах из них принято за суммарный показатель, отражающий
химические процессы и характеризующий накопление ароматических веществ при
различных технологических операциях. При рассмотрении химического состава
какао бобов уделено внимание веществам, которые также, бесспорно, оказывают
влияние на аромат и вкус какаопродуктов. Это - органические кислоты и
полифенолы. Но прежде чем перейти к рассмотрению экспериментальных данных,
характеризующих изменение отдельных органических соединений какао бобов при
переработке, остановимся на вопросах, связанных со структурой ткани, так как
все изменения происходят на фоне структурных изменений.
|