CARACTERIZAREA SENZORIALĂ A EXTRACTELOR DE DROJDIE
CARACTERIZAREA SENZORIALĂ A EXTRACTELOR DE DROJDIE
CARACTERIZAREA SENZORIALĂ A EXTRACTELOR DE DROJDIE UTILIZATE CA POTENŢIATORI DE AROME,
OBŢINUTE PRIN ULTRASONARE
Drd. xxx. Xxxxxx XXXXXXXXX,
Universitatea „Dunărea de Jos”, Galaţi
Absolventă a Facultăţii de Ştiinţa şi Ingineria Alimentelor, Universitatea „Dunărea de Jos” – Galaţi (2002), specializarea biotehnologii. În prezent este doctorand fără frecvenţă, înmatriculat la 1 noiembrie 2002 laFacultatea de Ştiinţa şi Ingineria Alimentelor, conducător ştiinţific xxxx.xx.xxx. Xxxxxxxxxx Xxxx.
REZUMAT
Extractele de drojdie sunt folosite în principal ca potenţiatori de arome sau chiar ca arome. Alte autolizate de drojdie pot masca gustul amar sau acru, pot mări gradul de aromă şi pot servi ca agenţi de colorare sau antioxidanţi. În lucrare sunt prezentate profilurile de aromă dezvoltate de extractele de drojdie obţinute la nivel de laborator.
ABSTRACT
Yeast extracts are used mainly as aroma enhancers or even as aromatisants. Other yeast extracts can be utilised for hiding bitter or sour/acid taste, can enhance the aroma degree and also can be used as colorants and antioxidants. The paper presents the aroma’s profiles of yeast extracts obtained experimentaly in laboratory.
1. INTRODUCERE
Extractele de drojdie sunt folosite în principal ca potenţiatori de arome sau chiar arome. Alte autolizate de drojdie pot masca gustul amar sau acru, pot mări gradul de aromă şi pot servi ca agenţi de colorare sau antioxidanţi.
În cadrul experiment ului au fost create unele dintre condiţiile necesare desfăşurării reacţiilor maillard, care au contribuţie majoră la gustul, aroma şi culoarea alimentelor prin componentele volatile şi nevolatile ce se formează.
Sursa de aminoacizi a constituit-o autolizatul, respectiv autolizatul-hidrolizatul de drojdie bogat în aminoacizi şi alţi compuşi cu azot cu masă moleculară mică, iar sursa de hidraţi de carbon a constat din zaharurile reducătoare din extractul de drojdie, suplimentat cu glucoză, care a fost adăugată la nivel de 1g pentru 100 g substanţă uscată.
2. MATERIALE ŞI METODE
Materiale. Materiile prime utilizate în cadrul cercetării experimentale au fost procurate din magazinele comerciale cu profil alimentar şi din piaţa liberă a Galaţiului.
● Drojdia de panificaţie comprimată a fost de tip
„Hirondelle”;
● Glucoză monohidrată – Merck, Germania.
Substanţele chimice (HCl, NaOH, acidul citric, acidul ascorbic, sulfit de sodiu, alcool etilic 96º) au fost reactivi chimic puri.
Enzimele select ate pentru experiment au fost:
● Papaina – de la firma „Gammazyme”, România;
● β-glucanaza-200L utilizată în industria berii.
Tratamentul ultrasonic s-a efectuat în regim piezo- electric pe o instalaţie de laborator la frecvenţa de 1 MHz, timp de 5, 10, 15, 20, 25 minute.
Au fost realizate următoarele partide experimentale:
1. Autoliza 24 ore la temperatura de 50ºC şi pH = 5,0- 6,0, urmată de hidroliză enzimatică cu papaină (0,16 g papaină pentru 100 g drojdie) la pH = 5,0 şi temperat ura 55ºc, timp de 24 ore (martor Ma);
2. Plasmoliză, urmată de hidroliză enzimatică cu
papaină în aceleaşi condiţii de la varianta 1 (martor Mp);
3. Tratament ultrasonic (5, 10, 15, 20, 25 minute), autoliză 24 ore în aceleaşi condiţii de temperatură şi pH cu proba martor A, urmată de hidroliza cu enzimă proteolitică – papaina (0,16 g papaină pentru 100 g drojdie) la pH = 5,0 şi temperatura de 55ºC, timp de 24 ore;
4. Plasmoliză, tratament ultrasonic (5, 10, 15, 20, 25 mi- nute), urmate de hidroliză enzimatică cu papaină (0,16 g pentru 100 g drojdie) la pH = 5,0 timp de 24 ore;
5. Hidroliză enzimatică cu β-glucanază (2,0 g/100 g drojdie) şi papaină (0,100 g/100 g drojdie) la pH = 5,0,
temperatura de 45ºC, 24 ore, urmată de hidroliză la
pH = 3,5, temperatura de 50ºC, timp de 24 ore.
3. REZULTATE ŞI DISCUŢII
Produsele analizate s-au prezentat sub formă de paste vâscoase, omogene, de culoare brun de nuanţe diferite în funcţie de natura probei, nuanţele mai închise fiind ca- racteristice probelor obţinute în urma hidrolizei enzimatice cu enzime exogene.
În apa rece probele au prezentat o bună solubilitate, soluţiile au fost în general limpezi, o uşoară opalescenţă constatându-se la autolizate (proba martor).
Mirosul predominant al tuturor pastelor a fost uşor de caramel, în general fin, plăcut, dar cu note de miros şi aromă mult diferenţiate, în funcţie de natura probei.
Gustul plăcut, foarte uşor sărat este rezultatul unui ansamblu de componente bine armonizate, constituit din aminoacizi liberi, peptide, nucleotide, nucleozide, baze azotate libere şi compuşilor de degradare, glucide şi alţi constituenţi de aromă.
În general, modificările biochimice induse autolitic şi hidrolitic drojdiei (proteoliză extensivă, degradarea acizilor nucleici şi hidroliza hidraţilor de carbon) sunt procesele responsabile pentru creşterea nivelului de compuşi cunoscuţi a fi precursori importanţi ai aromelor de carne (aminoacizi liberi, riboză, ribozo-5-fosfat şi glucoză). Aceşti compuşi pot fi degradaţi termic sau în timpul stadiilor de concentrare în vederea obţinerii extractelor de drojdie concentrate sau sub formă de paste.
Constituenţii de aromă ai extractelor de drojdie pot fi grupaţi în patru categorii:
(1) Componenţi biosintetizaţi de drojdie;
(2) Compuşi derivaţi din zaharuri şi/sau aminoacizi în timpul tratamentului termic;
(3) Substanţe care provin din degradarea/oxidarea lipidelor;
(4) Compuşi rezultaţi prin degradarea termică a ti- aminei.
Majoritatea compuşilor volatili derivă din precursori nevolatili ai extractului de drojdie, care sunt fie com- ponenţi naturali ai drojdiei, fie sunt formaţi în timpul autolizei şi/sau hidrolizei enzimatice.
Modificările biochimice pe care le-a suferit drojdia au depins de natura enzimei, de condiţiile de hidroliză, de natura tratamentului termic aplicat.
Conform datelor din literatura de specialitate, în timpul proceselor termice pot avea loc piroliza şi degradarea tip Xxxxxxxx x aminoacizilor, care sunt cunoscute ca reacţii deosebit de importante în formarea extractelor concentrate de drojdie.
Au fost identificaţi nouă produşi de piroliză ai unor aminoacizi (valina, leucina, izoleucina, cisteina, metionina, serina, treonina, tirozina şi fenilalanina). 3-metilbutanalul
şi fenilacetaldehida sunt componente majore, ele repre- zentând 35% şi respectiv 17% din compuşii totali volatili. Acidul 2-metilpropionic, 3-metilbutanoic şi acidul fenil- acetic sunt produşii corespunzători aldehidelor xxxxxxxx care se formează prin oxidare termică în timpul evaporării extractelor de drojdie pentru concentrarea acestora până în stadiul de paste.
O contribuţie apreciabilă la aroma extract elor de drojdie o au reacţiile Maillard şi de degradare termică a zaharurilor în urma cărora rezultă compuşi heterociclici (hidroximetilfuranonă, maltol, izomaltol, 5-hidroximaltol, derivaţi furanici, derivaţi tiofenici), piroli şi derivaţii lor, tiazoli, oxazoli, imidazoli, compuşi piridinici şi pirimidinici, pirazone diferit substituite.
Conţinutul de lipide al drojdiei de panificaţie, respectiv al extractului de drojdie este relativ scăzut, fapt care explică rolul minor al degradării/oxidării lipidelor în producerea de arome, în comparaţie cu reacţiile care implică aminoacizii şi/sau zaharurile.
Prin degradarea termică a tiaminei se formează acid formic, 3-metilfuran, 2-metil-3-tiol, 2-metiltiofen, 2-metil- tetrahidroxi- 3-onă.
Extractul de drojdie este o sursă naturală de furali cu sulf, care posedă proprietăţi de miros de carne şi care au fost identificaţi în aroma naturală de carne.
H2S este un reactant important în producerea aromei de carne. El este eliberat din cisteină, cistină şi glucation când carnea este tratată termic.
Concomitent cu eliberarea aminoacizilor din molecula de proteină a drojdiei au loc şi procesele de dezaminare şi decarboxilare ale aminoacizilor cu formare de NH3, CO2, acizi organici şi amine.
Această afirmaţie este susţinută de evoluţia crescătoare a azotului uşor hidrolizabil şi a celui aparţinând bazelor azotate volatile în timpul hidrolizei enzimatice sau autolizei. Bazele azotate volatile sunt constituite în special din amo- niac, acesta reprezentând 86% din bazele azotate volatile.
Amoniacul împreună cu H2S formează sulfuri ciclice cum ar fi alkil-1,3,5-ditiazine şi alkil-1,3,3-tiodiazine cu aromă asemănătoare de carne.
Participarea amoniacului la diferite reacţii în timpul tratamentului termic este confirmată de reducerea nive- lului acestuia în extractele de drojdie tratate termic.
Aminoacizii cu sulf pot forma cu glucoza din mediu furani, carbonili, tiazoli, tiofeni, pirazioli, polisulfuri ciclice, compuşi cu note distincte de miros.
Carbonilii şi furanii se pot produce şi prin carameli- zarea sau degradarea zaharurilor.
Furanii care nu conţin sulf au un miros de nuci, fructe, asemănător caramelului, şi nu au notă de carne.
Pirazinele rezultate din reacţiile aminoacizi-carbonili prezintă aromă de prăjire şi de fum.
Studiul nostru nu şi-a propus cercetarea componentelor de aromă a extractelor de drojdie, diferenţele de miros, gust şi culoare pot fi depistate numai organoleptic.
CARACTERIZAREA SENZORIALĂ A EXTRACTELOR DE DROJDIE
Profilul de aromă al probelor efectuate în cadrul cer- cetărilor noastre este prezentat în tabelul 1.
Tabelul 1. Profilul de aromă al extractelor de drojdie obţinute în câmp ultrasonic
Proba | Profilul de aromă |
Ma | Miros de drojdie |
A5 | Miros slab de drojdie |
A10 | Miros slab de ciuperci şi alcool |
A15 | Miros alterat datorat condiţiilor improprii de procesare |
A20 | Miros slab de ciuperci şi alcool |
A25 | Miros foarte fin de ciuperci |
Mp | Miros tipic de drojdie |
P5 | Miros slab de ciuperci |
P10 | Miros de ciuperci |
P15 | Miros de carne |
P20 | Miros de carne prăjită |
P25 | Miros de drojdie şi alcool (probă fermentată) |
Mβ-glucanază | Miros de drojdie, uşor caramelizat |
Legendă :
Ma – martor obţinut prin autoliză;
A5 – A25 – extracte de drojdie obţinute prin autoliză şi ultrasonare cu durata de la 5 la 25 minute;
Mp – martor obţinut prin plasmoliză;
P5 – P25 – extracte de drojdie obţinute prin plasmoliză şi ultrasonare cu durata variind de la 5 la 25 minute;
Mβ-glucanază – extract de drojdie obţinut enzimatic prin folosire de β-glu- canază.
Închiderea la culoare a extractelor în timpul fierberii şi uscării este dovada desfăşurării reacţiilor maillard, când se formează compuşi de aromă închişi la culoare şi de caramelizare, cu participarea zaharurilor din extract, nivelul acestora scăzând substanţial.
Xxxxxxxxx, X.X. (1998) prezintă precursorii de aromă din alimente formaţi în timpul diferitelor procese bio- tehnologice şi exemple de structură chimică a compuşilor de aromă formaţi. Astfel, pentru aroma de ciuperci, com- puşii formaţi sunt alcooli cu următoarea structură chimică [(R)-(–) -1-octen-3-ol ] :
OH
În cazul aromei de carne, compuşii formaţi au structură aldehidică (3-(metiltio)-propanal) sau structură tiazolică (5-hidroxietil-4-metil-tiazol):
S
Pentru arome de friptură, compuşii formaţi au structură pirazinică (2,3,5-trimetilpirazină) sau tiaziolică (2-acetil- tiazol):
N
N
Unii aminoacizi au aromă proprie distinctă, iar alţii acţionează ca intensificatori de aromă. Astfel, glutamatul de sodiu, utilizat pe scară largă în industria alimentară ca potenţiator de aromă, este prezent în cantităţi relativ ridicate în produsele de aromă din drojdie. Proprietăţile de aromatizare ale glutamatului de sodiu sunt potenţate de prezenţa 5’-nucleotidelor, presupuse a fi prezente în extractele de drojdie, peptide şi produşi de reacţie. Efectul de amplificare a aromei se realizează printr-o stimulare cont inuă a receptorilor din mugurii gustativi. În privinţa gustului, concentraţia iniţială a glutamatului este de 100- 300 ppm, a 5’- inozinatului şi a 5’-guanilatului este 120 ppm, respectiv 35 ppm (testate în soluţii apoase). Se afirmă că 5’-nucleotidele în combinaţie cu acidul glutamic şi ciste- ina contribuie la aroma de carne.
Există, în literatura de specialitate, date suficiente care evidenţiază degradarea hidrolitică a macromoleculelor de acizi nucleici, catalizată de ribonucleaze endogene, în timpul autolizei drojdiei şi/sau hidrolizei, cu formare de nucleotide şi alţi compuşi de degradare, 5’-nucleotidele (adenozin 5’-monofosfat, cistidin-5’-monofosfat, guanozin 5’-monofosfat, uridin-5’-monofosfat) fiind principalii potenţiatori de aromă.
4. CONCLUZII
Din punct de vedere chimic, aromatizantele de drojdie parţial concentrate obţinute au o compoziţie chimică complexă, având conţinuturi ridicate de proteine globale, conţinuturi reduse de grăsimi şi zaharuri.
În extractele de drojdie azot ul total este reprezentat în principal de azot ul neproteic, care cuprinde o cant itate în- semnată de aminoacizi liberi. Aceştia, alături de vitaminele drojdiei eliberate în timpul autolizei şi/sau hidrolizei enzimatice, asigură extractelor de drojdie o valoare nutri- tivă ridicată.
Substanţele purtătoare de aromă şi miros ale extractelor de drojdie justifică utilizarea lor largă la fabricarea produselor alimentare pentru simularea aromei de carne.
N
S
O BIBLIOGRAFIE
1. Xxxxxx, X. ş.a. Biotehnologia şi tehnologia drojdiilor, , vol. I, Editura Tehnică,1989.
2. Xxxx X. ş.a. Aditivi şi ingrediente pentru industria alimentară,
OH Editura Tehnică, Bucureşti, 2000.
3. Xxxx X. ş.a. Biotehnologii în industria alimentară, Editura Tehnică, Bucureşti, 2000.
4. Xxxx X., Xxxx X., Xxxxxxx X., Xxxxxx X. Îmbunătăţirea tehnologiei de obţinere a autolizatelor de drojdie utilizate ca potenţiatori sau adjuvanţi de gust în industria alimentară. Contract de cercetare ştiinţifică nr. 130,1987.
5. Xxxx X. ş.a. Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, II, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996, 2000.
6. Xxxx X., Xxxxxxxxx X. ş.a. Bioingineria proteinelor, Universitatea
„ Valachia” Târgovişte.
7. Bremner D.H. Ultrasonics sonochemistry, 1, 2, 1994, p. S119 S124.
8. Xxxxxx X., Xxxxx X., Xxxx Xx., Xxxxxx X., Xxxxxx X. Ultrasunete de mari energii, Ed. Academiei, Bucureşti, 1983.
9. Xxxxxxx X., Xxxx X. ş.a. Biotehnologia aditivilor alimentari
Aplicaţii şi control analitic, Ed. Evrika, Brăila, 2001.
10. Xxxxxxx T., Xxxxxx X. Ultrasonics Sonochemistry, 1, 1994, p. S 13.
11. Xxxxxxxx E.A. Advances in Sonochemistry, 1, 1990, p. 39.
12. Xxxxx X.X., Xxxxxxx X.X. Xxxxxxxxxxxxx, theory, applications and uses of ultrasound in chemistry, 1988, Xxxxx Xxxxxxx, London.
13. Xxxxxx X. ş.a. Tehnologia produselor de biosinteză, Editura Tehnică, 1978.
14. Xxxxx X. ş.a. Biotehnologii moderne, Editura Tehnică, Bucureşti, 1990.
15. Xxxxx Xxxx x.a. Procedee de îmbunătăţire a calităţii şi stabilităţii
produselor alimentare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1982.
16. Xxxxx Xxxx x.a. Metode moderne privind îmbogăţirea valorii nutritive a produselor alimentare, Editura Ceres, Bucureşti, 1987.
17. Xxxxx Xxxx x.a. Tehnologia produselor alimentare de protecţie,
Editura Ceres, Bucureşti, 1991.
18. Sinisterra J.V. Ultrasonics, vol. 30, No 3, 1992.
19. Xxxxxxxx X., Xxxxxx X., Xxxxxx X. Al 4-lea Congres al Societăţii Europene de Sonochimie, Blaukerberge, Belgia, 1994.
20. Xxxxxxxxx Xxx X. Food Technology, vol. 52, nr. 2, 1998, p. 40-
46.
21. * * * Enciclopaedia of Food Science, Food Technology and Nutrition, Academic Press, London, 1993.
22. Xxxxxx X. ş.a. Bioingineria preparatelor enzimatice microbiene,
Editura Tehnică, Bucureşti.