KURZUS: Élelmiszer-kémia

MODUL: VI. modul

6. lecke: Színezékek, íz- és aromaanyagok

| Azokat az anyagokat, amelyek a természetben előforduló növényi és állati szervezetek színét adják, természetes színezőanyagoknak nevezzük. Ide tartoznak a karotinoidok, kinonok, flavonoidok és a pirrolszínezékek.
karotinoidok A növények lipidjeiben oldva található, sárgától a vörös színen át az ibolyáig előforduló vegyületek. Többségük 40 szénatomos, konjugált kettős kötést tartalmaznak és transz konfigurációjúak. Az izoprén vázból vezethetők le. Összetételük alapján megkülönböztetünk karotinoid-szénhidrogéneket (likopin - C40H56) és oxigéntartalmú karotinoidokat (xantofillek - xantofill vagy lutein C40H56O2). Ide tartozik a β-karotin, az A1-vitamin porvitaminja.
izoprén váz
kinonok Aromás vegyületekből származtatható szerves vegyületek. Elnevezésük az aromás szénhidrogén alapján történik (benzol esetén "benzo-", naftalinnál "nafto-", antracénnél "antra-" stb. kinon). Naftokinonok közül a juglon a diófa zöld részeiben, antrakinonok közül az alizarin a rebarbarában, benzokinonok közül a metoxi-benzokinon a búzacsírában található. A nagy molekulatömegű polifenoloknál nagyobb a lehetőség a kinoidális szerkezet kialakítására, így a színtelen polifenolokból sötétebb árnyalatok is létrejöhetnek. Ilyen mechanizmussal megy végbe egyes gyümölcsök, növények sérült felületein az ún. polifenolos barnulás.
1,4-Benzokinon
1,4-naftokinon
9,10-antrakinon
flavonoidok Fenil-kromán alapvázú vegyületek, melyek két- vagy háromértékű fémionokkal komplexeket tudnak képezni. Ide sorolhatók az antoxantinok, antocianidinek, auronok és a kalkonok. A flavonoid fémkomplexek élénk színű vegyületek, amelyek nemkívánatos elszíneződést okozhatnak. A gyümölcsök kénezése során az antociánvegyületek gyors elszíneződésen mennek keresztül. Az antoxantinok közé tartozik az apigenin, a luteolin, a kvercetin, melyek mind a sárga valamely árnyalata. A kalkonok közé tartozik a butein, az auronok közé az aureuzidin, szintén sárga színűek. Az antocianidinek közé tartozik a vörös színű apigenidin, a vörösbarna cianidin és a sötétbarna malvidin. pirrolszínezékek Gyűrűs és lineáris tetrapirrol szerkezeteket különböztetünk meg, melyek szinte minden szín előállításában részt vesznek. A fémtartalmú tetrapirrol vegyületek porfinvázas és forbinvázas vegyületek csoportjára oszthatók. Alapjuk a porfin váz. Ide tartozik a hemoglobin, melynek központi ionja a vas. A mioglobin kialakulásakor kovalens kötések jönnek létre, amelyek szép, piros árnyalatú hússzínek kialakításához vezetnek, mivel az oximioglobin világospiros színű. Ezzel ellentétben a metmioglobin barna színű vegyület, amely rontja a hús érzékszervi tulajdonságait. Összefoglalva tehát, a friss húsok színét három színezék, a mioglobin, az oximioglobin és a metmioglobin befolyásolja. A forbinvázas vegyületek képviselői a klorofillok. A klorofill-a molekula központi atomja a magnézium.
porfin váz
Az egyéb természetes színezékek közé tartoznak a melaninok, amelyek az állatok szőrének, tollának, a bőrnek barna vagy fekete színét adják. Sárga színű a betaxantin, vörös színű a betacianin vegyületek. A tanninok a tölgy barkájában található színtelen, sárga vagy barna színű vegyületek.

| Önellenőrző kérdések I.
1. Mely nem színezőanyag?
| karotinoidok
| kinonok
| flavonoidok
| niacinok
2. Melyik nem karotinoid?
| xantofill
| lutein
| kalkon
3. Minek a képlete?
| izoprén
| kinon
| profin

| 1. Íz- és aromaanyagok
A szaglás és az ízlelés egymást befolyásolja; az együttes észlelésből keletkezett érzetet zamatnak hívjuk. Azt a legkisebb koncentrációt, amelyet még észlelni tudunk, ingerküszöbnek nevezzük. Négy alapízt különböztetünk meg: az édes, a keserű, a savanyú és a sós ízeket.
Az édes ízt adó vegyületek ízadó egységére vagy íztényezőjére felállították az ún. AH/B-elméletet, amely szerint az ízadó egység egy hidrogénkötést létesítő proton és egy a protontól kb. 0,3 nm távolságban lévő elektronegatív, kovalensen kötődő atom.
A természetes édesítőanyagok közé tartoznak a szénhidrátok, a cukoralkoholok (D-mannit), de édes ízű a glicerin is, amelyet édesítőszerként nem használnak. A triterpén típusú édesítőanyagok enyhén csípős, édes ízhatást adnak. Mesterséges édesítőszereket is kifejlesztettek (szacharin).
Meghatározzák az édességi fokot, mely az az abszolút szám, amely megadja, hogy hány gramm szacharózt kell adott térfogatú vízben feloldani, hogy azonos ízhatást adjon, mint a vizsgált édesítőszer egy grammjának hasonló térfogatú oldata.
Az édességi egység kifejezi az édesítőszer édesítőképességét 1 kg szacharózra vonatkoztatva.
A keserű ízhatást egy poláros és egy apoláros csoport jelenléte okozza, hasonlít az édeshez, mely a molekula térbeli elhelyezkedésével magyarázható. Aminosavak esetében a D-izomerek édesek, az L-izomerek pedig keserűek. A kreatin egyes levesek keserű ízét adja, a kinin alkaloid a keserű ízérzékelés alapvegyülete, de szintén a keserű ízhatásért felel a koffein és a teobromin is.
A sós íz a NaCl-nak köszönhető, amelyhez nagyon hasonló a LiCl. A többi só már komplex ízű.
Savanyú ízhatást az élelmiszer-ipari gyakorlatban leginkább elterjedt különböző savak, a citromsav, az ecetsav és a tejsav okoznak.
Ízfokozók közé tartozik a Na-L-glutamát, maltol.
A fanyar ízérzet általában akkor keletkezik, ha a tanninok vagy polifenolok fehérjékkel kapcsolódva a nyálban csapadékot vagy aggregátumokat képeznek.
Valamely élelmiszer ízét legtöbbször nem egy, hanem több ízanyag vagy más, ízhatást befolyásoló anyagok együttes fellépése és egyéb külső körülmények (pl. hőmérséklet) is befolyásolják. A NaCl kiemeli a fehérjék ízét, ugyanakkor az édes, vagy savanyú ízeket keserűbbé teszi.
Ipari feldolgozás (füstölés, pörkölés) során is kialakulnak zamatanyagok.
Aromaanyagoknak vagy illatanyagoknak nevezzük azokat a vegyületeket, amelyek az élelmiszerek vagy élelmiszer-nyersanyagok szagérzetét keltik.
Zöld-földes érzetet váltanak ki a metoxi-alkil-pirazin-származékok, linolénsavból lipoxigenázhatására a friss paradicsom és uborka jellegzetes aromaanyagai képződnek, banán jellegzetes illatanyaga az izoamil-acetát, a diacetil a vaj jellemző aromaanyaga, a hal jellegű aroma alapvegyülete a trimetil-amin, trimetil-amin-oxid és a dimetil-amin, az aldehidek és a ketonok faggyús, zsíros és fémes, kellemetlen ízeket okoznak, a sertéshúsban nagy mennyiségben vannak jelen laktonok, amelyek nagy valószínűséggel a hús édeskés ízét okozzák. A fokhagyma szagáért az allicin felelős, valamint a hagymák illatának kialakulásában és könnyeztető hatásában a kéntartalmú anyagoknak van szerepe.
Illatreverzió a szójaolajban és más, linolsavat tartalmazó olajokban fordul elő. A kellemetlen zamatkomponens nyersbab- vagy fűízű, ami a linolsav autooxidációja révén kis peroxidszám-értékeknél fejlődik ki.
2. Érzékszervi bírálat
Az élelmiszer minőségének elbírálásánál döntő jelentőségűek az érzékszervi tulajdonságok. Az íz ebben az értelemben a zamattal azonos, amely az aromát is magában foglalja. Az alapízeket a szájüregben érezzük, melyek kiegészülhetnek elektromos, fémes, aromás stb. ízekkel. Néhány anyag hő- és fájdalomérzetet is kelt, például a mentol, piperin, kapszaicin. Külső tényezők is befolyással vannak az ízekre. Az élelmiszer hőmérséklete gyengíti vagy erősíti az adott hatást. 60 év fölött az ízérzet csökken. A nők édesre és sósra, a férfiak a savanyúra érzékenyebbek. A dohányzó személy a keserű ízre másként reagál. A fáradt személy érzékelési küszöbe alacsonyabb, míg az éhes személyé magasabban van. Egy betegség is változtathat az ízek érzékelésén. Az ízlelő és a szagló funkció szorosan összefügg egymással. Jellegzetes szagok: ammónia - istállószag, benzaldehid - keserű mandula, vajsav - izzadtságszag, fenol - kórház, acetofenol - narancs, anetol - kömény.
Elvégzendő gyakorlatok
1. Lila káposzta pH-indikátorként
Szükséges eszközök: kémcső, cseppentő, pipetta, főzőpohár, Bunsen-égő, indikátorpapír
Anyagok: lila káposzta, ételecet, hypo, mosópor, szappan, csapvíz, almalé, 5%-os sósav, 0,1M NaOH
Végrehajtás: Tépkedje apró darabokra a lila káposzta leveleit, majd tegye vízzel teli főzőpohárba és forrásig hevítse. Hagyja állni 10 percig, majd szűrje le. A kapott oldat lesz az indikátor. A kémcsövekbe pipettázzon rendre 2 ml ételecetet, hypot, mosóport, szappant, vizet, almalevet, NaOH-t, sósavat. Mindegyik kémcsőhöz cseppentsen lila káposztalevet. Indikátorpapírral nézze meg a sósav és a NaOH pH-értékét, majd a többi anyagét ezek alapján becsülje meg.
Beadandó: Fényképezze le a kémcsöveket! Táblázatosan jegyezze fel az eredményeket! Magyarázza meg a színváltozások okát (milyen anyag okozza és hogyan)!
2. Likopin jelenléte
Szükséges eszközök: kémcső, mérőhenger, pipetta
Anyagok: paradicsomlé, brómos víz
Végrehajtás: Hígítsa a paradicsomlevet vízzel 1:1 arányban. Kémcsőbe tegyen 7 cm3-t, majd adjon hozzá 1-2 cm3 brómos vizet. Figyelje meg a színváltozást!
Brómos víz elkészítése:
Beadandó: Fényképezze le és magyarázza meg a színváltozás okát!
3. Klorofill vizsgálata
Szükséges eszközök: kémcső, mérőhenger, pipetta, dörzsmozsár, zárható üvegcse, szűrőpapír, főzőpohár
Anyagok: Zöld levelek (muskátli, spenót stb.), narancs, citrom, sárgarépa, paradicsom, lila káposzta, 10%-os ecetsav, 10%-os NaOH, homok, 96%-os etil-alkohol, KOH, benzol, petroléter
Végrehajtás: 1. Tépjen apróra 2-3 zöld levelet és dörzsmozsárban homokkal dörzsölje el, majd adjon közben hozzá 10 cm3 etil-alkoholt. Miután kioldódott a klorofill, szűrje le a szűrőpapír segítségével. A papírcsíkra húzzon egy start vonalat az aljától 1 cm-re, ennek közepére cseppentsen a klorofill-oldatból, majd hagyja megszáradni. Az üvegcsébe pipettázzon 5 ml-t petroléter és aceton 1:1 arányú elegyéből, ebbe állítsa bele a papírt, majd fedje le és hagyja állni, míg a folyadék szint a papír felső részétől 1 cm-re felfut.
Színanyag | Jellemző szín
klorofill-a | kékeszöld
klorofill-b | sárgászöld
karotin | élénk sárga
xantofill | fakó sárga
2. Óraüvegre cseppentsen 10 csepp klorofill-oldatot, majd cseppentsen hozzá pár csepp ecetsavat a szín megváltozásáig!
3. Kémcsőbe pipettázzon 1 ml klorofill-oldatot, majd ugyanennyi benzollal rázza össze! Hagyja 1 percig állni. Ezután ugyanehhez tegyen KOH-ot, rázza össze alaposan, majd hagyja állni.
4. Darabolja apró darabokra a lilakáposztát! Tegyen az óraüvegekre egy-egy darabkát. Egyikre csepegtessen ecetsavat, másikra csepegtessen NaOH-t!
Beadandó: 1. Ragassza be a papírcsíkot! Számítsa ki az Rf értéket! Állapítsa meg, mely színanyagok találhatók a mintában!
4. Érzékszervi vizsgálat
Szükséges eszközök: kis zárható üvegek, vegyszeres spatula
Anyagok: növényi minták
Végrehajtás: A sorszámozott üvegeket egyesével nyissa ki, majd szagolja meg. Érzékszerveire hagyatkozva állapítsa meg melyik üvegben mi található.
Beadandó: Táblázatosan az üvegekben található anyagok megnevezése, valamint az adott szagot/illatot okozó vegyület neve.

| Önellenőrző kérdések II.
1. Milyen ízhatást ad a teobromin?
| sós
| keserű
| savanyú
| édes
2. Milyen szag az acetonfenol?
| narancs
| alma
| szegfűszeg
| istálló