Curs 3. Atributele senzoriale si rolul lor in analiza senzoriala a

produselor alimentare. Aroma.

1

2

Alimentele sunt evaluate si, in final, acceptate de catre

consumatori pe baza caracteristicilor lor psiho-senzoriale.

Caracteristicile senzoriale ale alimentelor se evalueaza cu

ajutorul simturilor si a unui sistem de legatura

informationala cu care omul este dotat.

Caracteristicile senzoriale generale sunt:

- aspect, miros, gust, consistenta si textura, aroma, sunet

etc.

Exista si caracteristici specifice unor grupe de produse:

- Limpiditatea (pentru produse lichide)

- Suculenta pulpei

- Turgescenta si starea de prospetime pentru fructe si

legume

3

ASPECTUL:

Pentru evaluarea acestui atribut senzorial, in functie de

produsul analizat, trebuie urmarite si apreciate urmatoarele

caracteristici: culoarea, marimea si forma particulelor, suprafata

si orientarea particulelor, claritatea.

Culoarea are un rol foarte important in aprecierea calitatii

produselor alimentare deoarece consumatorul vine prima data

in contact cu aceasta caracteristica. Reactia consumatorului la

culoarea alimentelor depinde de cinci efecte sau functii ale

acesteia: perceptie, motivatie, emotie, experienta

consumatorului si modul lui de gandire.

Perceptia. Culoarea usureaza aprecierea calitatii alimentelor si

alegerea lor, chiar si atunci cand toate celelalte caracteristici

psihosenzoriale sunt corespunzatoare.

Motivatia. Culoarea alimentelor sau a mediului in care sunt

etalate poate influenta dorinta consumatorilor, reprezentand o

motivatie in decizie.

4

Emotia. Atractivitatea cromatica determina acceptarea produselor, culoarea specifica

alimentelor facandu-le placute si acceptate.

Experienta. Consumatorii isi exprima preferintele pe baza experientei si pot stabili

care culori sunt firesti, naturale.

Gandirea. Alimentele noi sau cumparate pentru prima data pot fi acceptate de catre

consumatori in urma explicarii proprietatilor

acestora si constatarii efectelor personale.

5

Marimea si forma particulelor sunt caracteristici geometrice care descriu

produsul prin aprecieri ca: pulbere, grauntos;

grisat; grosier.

Suprafata si orientarea particulelor- sunt caracteristici geometrice care descriu

produsul prin aprecieri ca: fibros, coagulat,

pulpos, celular, uniform.

Claritatea este o caracteristica care exprima gradul de opacitate sau prezenta

particulelor solide (vizibile) in lichidele

transparente.

6

Mirosul Calitatea senzatiei creata de unele substante volatile, percepute via organul olfactiv situat in cavitatea nazala (British Standard Institute)

Gustul Simtul gustului poate fi definit ca simtul care poate discerne gusturile substantelor lichide sau dizolvate (in apa sau saliva).

Dupa valoarea gustativa, substantele pot fi impartite in:

- sapide (cu gust)

- insipide (fara gust)

Consistenta si textura orice produs alimentar este definit in ultima instanta din punct de vedere reologic prin textura si consistenta.

Textura se refera la caracteristicile produsului ce confera rezistenta la forte exterioare de compresie, forfecare, taiere, tensionare, deci include

aproape toate caracteristicile mecanice;

Consistenta se refera la caracteristicile ce confera produsului rezistenta la curgere.

Aceste doua caracteristici sunt percepute cu ajutorul pipaitului si al organelor de masticatie. Caracteristicile reologice ale produselor

alimentare (mecanice si geometrice) sunt descrise in anumiti termeni

uzuali care sunt prezenti in tabelul urmator.

7

Proprietati principale Proprietati secundare Denumire uzuala

A. Caracteristici mecanice

- Fermitate Moale, ferm, tare

- Coezivitate Fragil, sfaramicios,

crocant

- Vascozitate Friabilitate Subtire, gros, vascos

- Plasticitate Elastic, plastic

- Adezivitate Masticabilitate Lipicios, cleios

Gumicitate Fraged, mestecabil,

rezistent

Pastos, gumos

B. Caracteristici

geometrice

- Marimea si forma

particulelor

Pulbere, graunte, grisuri,

grosier, bucati

- Aspectul si orientarea

particulelor

Fibros, coagulat, pulpos,

celular

Mitelut si altii, Siguranta alimentara si analiza senzoriala, Ed. Printech, 2007

8

Fermitatea (rigiditatea) este forta necesara pentru a compresa un produs intre dintii molari pentru solide sau intre limba si cerul gurii pentru

semisolide, la o penetratie sau deformatie data.

Coezivitatea este gradul in care poate fi deformat un material inainte de rupere.

Vascozitatea este forta necesara pentru a trage un lichid dintr-o lingura pe limba.

Elasticitatea este gradul de revenire de la o forta de deformare, respectiv viteza cu care un produs alimentar deformat revine la conditiile initiale

dupa ce forta de deformare a fost indepartata.

Friabilitatea este forta cu care o proba se sfarama sau se sparge.

Masticabilitatea se cuantifica prin marimea timpului sau numarului de mestecari necesare pentru a mastica un aliment solid pana la forma

pregatita pentru inghitire.

Gumicitatea se caracterizeaza prin compactitate, densitate care persista im timpul masticarii; este energia necesara pentru a dezintegra un produs

semisolid in forma buna de inghitit.

9

Marimea si forma particulelor: pulbere (zahar farin, faina de cereale, lapte praf, cafea pulbere); grauntos (unele paste fainoase); grisat (gris,

malai); grosier (faina de ovaz); bucati mari (branza telemea etc.)

Aspectul si orientarea particulelor: fibros (piept de pui); coagulat (pasta coagulata in cazul iaurtului, branza de vaci); pulpos (sectiune prin citrice);

celular (mere, prajituri); aerat (inghetata, creme, bezele); cristalin (zahar

cristalin).

Aroma

Aroma se dezvolta in urma actiunii mecanice a dintilor si solubilizarii

substantelor sapide in saliva, la intersectia analizatorului gustativ si olfactiv.

Mirosul si gustul nu trebuie sa se confunde cu aroma, care este o combinare

a acestora. Aroma se elibereaza in timpul masticatiei cand are loc

solubilizarea substantelor de gust si se elibereaza substante volatile.

Caracterizarea acestui atribut se realizeaza numai prin analiza senzoriala.

Definirea aromei include analiza compusilor perceputi in cavitatea bucala via

tractul retronazal. Este o combinatie intre perceptia gustativa (dulce, sarat,

acru si amar) a substantelor solubile in cavitatea bucala si senzatia chimica

care stimuleaza terminatiile nervoase ale mucoaselor din cavitatea bucala si

nazala (astringenta, caldura datorata condimentelor, aroma metalica,

umami).

Sunetul

Este un atribut minor dar nu lipsit de importanta.

Simtul auzului este mai putin luat in seama in comunicatia dintre alimente si parametrii umani, dar

pentru o apreciere senzoriala complexa a

produselor alimentare, nu trebuie neglijata

senzitivitatea auditiva a consumatorului.

Proprietatile sonore ale alimentelor sunt mijloace indirecte de evaluare a calitatii lor.

10

Aroma produselor alimentare Dintre toi termenii internaionali folosii n domeniul aromei, cel mai vechi

cuvnt este aroma. Termenul vine din greaca veche i a fost la nceput identificat cu senzaia de miros produs de condimente. Mai trziu, toate senzaiile de miros plcute au fost rezumate sub acest termen, cum ar fi acelea produse, de exemplu, de ierburile mirositoare, condimente i alte mirodenii. Patria acestor condimente este continentul asiatic. Grecia,

datorit dezvoltrii culturii sale timpurii i a lrgirii comerului pe mare, a fost prima dintre rile Europei care a venit n contact cu ierburile aromatice i condimentele importate din Asia.

Termenul de arom este cunoscut n cele mai multe limbi, dar nu a avut ntotdeauna aceeai semnificaie.

Dac la origine termenul a fost folosit pentru mirodenii i efectul lor, mai trziu acesta a fost asociat cu uleiurile eseniale sau ingredientele lor. El a fost extins apoi la percepia total plcut a mirosului produs n timpul consumului alimentului. Astfel, n prezent, aroma este folosit pentru toate mirosurile alimentare plcute i caracteristice indiferent dac sunt intense sau la un nivel mai sczut. Se poate discuta nu numai de aroma cafelei, a ciocolatei sau a concentratelor citrice, ci i de aroma pinii, a laptelui sau a legumelor, care sunt caracterizate de o intensitate mai sczut a aromei. 11

Termenul de off-flavour este un termen standardizat internaional ca reprezentnd aroma neplcut.

Aroma neplcut cuprinde toate acele forme de deviere de la calitatea normal a alimentelor, care produc o impresie de arom anormal.

Aroma neplcut poate fi generat de o singur substan care n mod normal nu este prezent n produs. Exist diferite tipuri i cauze ale aromelor neplcute.

Rncezirea, amreala, aciditatea puternic i mucegirea aparin acestor tipuri de arome neplcute. Acestea pot fi nsoite de arome neplcute de fermentaie cauzate de reacii metabolice microbiene nedorite. Acest grup include arome neplcute de tipul ester-, diacetil- sau sulfuroas.

Anumite efecte poluante reprezint surse de arome neplcute. Pesticidele i ierbicidele n doze mari, necontrolate, provoac uneori arome strine. Impuritile de clorofenol pot produce efecte putenice. Uneori n depozitele de marf, n fabrici de prelucrare i depozitare a alimentelor se gsesc arome neplcute legate de prezena clorofenolilor n fungicide, ambalaje din lemn i substane agrochimice.

12

Potentarea si modificarea aromelor

Poteniator de arom sau ntritor de arom definete un grup special de componeni activi contribuind indirect la senzaia total de arom, numai prin prezena lor.

Poteniatorii de arom nu posed o activitate de aromatizare proprie dar sunt capabili s ntreasc aroma sau gustul aromatizanilor speciali.

Acetia se gsesc n cteva alimente naturale i au fost identificai pentru prima dat de K. Ikeda n 1912 n alga marin japonez.

Pe lng cteva alimente tipice Asiei de Est, sosul de soia fermentat, produsele de carne, brnzeturile i ciupercile sunt principalele alimente din nutriia modern care conin aceste substane n cantiti ridicate.

n ultimii ani, poteniatorii de arom au fost dezvoltai n una din cele mai importante grupe de aditivi de aromatizare. Dintre acetia, glutamatul monosodic i 5-nucleotidele sunt aditivii cu cea mai mare rat de producie din lume. Glutamatul monosodic i 5-ribonucleotidele mbuntesc i ntresc aroma tipic de carne coninut n produse ca: sup, snacks-uri, conserve de carne precum i aroma unor produse vegetale i din lapte.

Testele fiziologice efectuate pe pisici i obolani arat c acest efect este datorat stimulrii receptorilor de gust din interiorul gurii. 13

Alimente Modificari sau faze

noi de productie

Avantaje

economice sau

tehnologice

Efecte asupra

aromei

Lapte Sterilizare la

temperatura inalta

Utilizare rationala

de energie

Cresterea stabilitatii

Modificari ale

aromei

Branza,

salamuri crude

Scurtarea procesului

de maturare

Micsorarea

capacitatii de

depozitare

Reducerea aromei

Vin, spirt de

calitate inalta

Scurtarea timpului de

maturare

Micsorarea

capacitatii de

depozitare

Pierderea

buchetului de

depozitare

Paine Scurtarea fazei de

fermentare

Reducerea dospirii

aluatului

Reducerea aromei

de fermentatie

Paine Scurtarea procesului

de coacere

Utilizarea rationala

a energiei

Aroma

patrunzatoare de

ars

Cafea, ceai Instantizare Reducerea greutatii Modificari ale

aromei

Sucuri de fructe

concentrate

Transformare in faza

uscata

Utilizarea rationala

a energiei

Reducere si

modificari ale

aromei 14

Componenii aromei alimentare

Din cele trei milioane de substane organice curent cunoscute, cele mai multe au un miros activ, n special cele cu mas molecular sczut i medie.

Dac mrimea molecular depete o anumit limit, volatilitatea scade.

n alimente, buturi i stimulani, ca de exemplu cafeaua, ceaiul, tutunul, au fost identificai aproape 4500 componeni de arom. Numrul total al componenilor de arom este evaluat la 5000-10000. Printre compuii identificai esterii predomin n numr de aproximativ 450, urmai de compuii carbonil i terpene fiecare cu cte 300 de reprezentani cunoscui.

Analiza calitativ a aromelor alimentare singulare a fost principalul el cnd s-a introdus gaz cromatografia acum aproape 30 ani. Numrul de compui identificai a crescut rapid. Dar, odat cu acumularea de cunotine, a devenit evident c conceptul original al limitrii numrului componenilor de arom ntr-o singur arom alimentar este greit. Spectrul de arom simplu este rar i se gsete n principal n anumite mirodenii ca: vanilie, migdale amare, scorioar sau ment. n acest caz, un component de arom este prezent ntr-o concentraie att de mare nct adugat n cantiti foarte mici mncrurilor transmit aroma tipic.

15

Tabel cu numrul compuilor de arom identificai n diferite alimente i distribuia lor n clase chimice

To

tal *1

Te

rpe

ne

*2

Hid

roca

rb

uri

Alc

oo

li

Ald

eh

ide

Ceto

ne

Este

ri

La

cto

ne

Ace

tali

Fura

ni

Am

ine

*3

Alte

ba

ze

Pira

zin

e*4

Com

pu

i

cu

su

lf

Mere 329 11 34 42 25 14 129 19 3 4 - 3

Cpuni 351 13 29 56 18 20 139 20 8 1 - 7

Banane 228 1 - 48 10 14 100 - - 8 1 -

Portocale 245 77 51 53 35 14 53 2 1 - - 5

Sparanghel 137 - - 25 15 16 5 - 7 5 17 32

Varz 96 - - 9 24 7 - - 1 14 - 37

elin 142 59 25 23 18 11 18 - 1 - 1 2

Ceap 85 1 1 5 8 3 - - 2 1 1 61

Cartofi 126 9 24 22 22 11 1 1 6 5 4 23

Cartofi prjii 252 7 52 22 35 18 17 3 9 6 46 8

Roii 324 20 31 46 54 34 43 3 21 10 5 20

Alune prjite 365 7 51 27 48 27 19 1 18 17 54 38

Pine alb 280 1 11 18 40 33 25 4 20 37 47 18

Brnz Cedar 161 4 33 12 12 14 29 - - 14 - 6

Brnz Elveia 120 2 16 8 10 12 20 - - 8 6 2

Carne vit, prjit 611 2 85 46 54 54 45 2 36 31 67 139

Cacao 387 21 44 27 24 29 62 6 16 19 84 18

Cafea 628 4 66 18 25 62 38 1 83 81 96 91

Bere 439 29 14 56 39 36 96 1 12 37 30 32

Vin 493 12 24 57 28 19 189 8 12 23 1 14

Scorioar 89 35 24 10 9 4 9 - - - - -

Piper 110 74 38 27 3 11 10 - - 8 - -

16 (dup S.van Straten i H. Maarse, 1983)

Compui de arom considerai ca fiind ,,componeni cheie n aromele alimentare

17

Chimia i biochimia formrii aromelor

Complexitatea i neomogenitatea aromelor alimentare conduce la presupunerea c componenii singulari de arom trebuie s se formeze prin mecanisme de reacie diferite i specializate.

Comparnd lista compuilor volatili din alimente, poate fi surprinztor de exemplu c anumii componeni de arom foarte simpli au fost identificai practic n toate produsele alimentare. Aceasta este valabil pentru toi alcooli saturai, aldehide i amine cu pn la ase atomi de carbon, acizi grai cu lan scurt i mediu, precum i primii membri ai seriilor omoloage: aceton, 2-butanon, 2,3-butandion (diacetil), metil format, metil i etil acetat sau metil mercaptan.

Pn acum au fost identificai n alimente aproximativ 4500 compui volatili, dar acesta reprezint un numr relativ mic comparnd cu faptul c n fiecare aliment examinat n detaliu au fost gsii ntre 100-600 compui.

Un spectru larg de terpene este caracteristic majoritii uleiurilor eseniale i mirodeniilor, iar recent astfel de compui au fost gsii i n fructe i legume ca fiind de tip cheie (de exemplu coacze, afine, morcovi i elin).

18

O cantitate mare de componeni volatili cu sulf pare s fie tipic nu numai pentru ceap sau varz, dar i pentru produse din carne prjit sau cafea prjit.

Esterii volatili, care sunt tipici pentru fructe, au fost gsii i n alimente i buturi n care fermentarea a avut un rol dominant n fabricaie: brnz, cacao, pine.

n toate produsele la care procesul tehnologic include tratament termic, un numr mare de compui de baz se pot gsi n spectrul substanelor volatile identificate (cafea, cacao, fulgi de cartofi, alune prjite, pine, carne prjit). Cnd alimentele tratate termic conin grsimi n cantitate mare, au fost gsite chiar serii de 2-alchenali i 2,4-alcadienali cu un lan lung de 3-12 precum i metilcetone cu C3-C9.

Principiile de formare a aromei pot fi clasificate conform schemei din figur (M.Rothe, 1974). Acest aranjament mparte domeniul aromei n trei pri:

- mecanisme de formare enzimatic,

- mecanisme de formare termic

- mecanisme de formare oxidativ.

19

20

Formarea enzimatic a aromei

Apare n multe alimente de origine vegetal, n timpul perioadei de cretere i maturare, cnd are loc formarea compuilor de arom prin biosinteza i degradarea nutrienilor ca glucidele i proteinele.

n domeniul larg de formare enzimatic a aromei, reaciile secundare sunt de mare importan n metabolismul plantei. Asemenea efecte sunt deseori implicate cnd are loc o ntrerupere mecanic sau termic a structurii celulelor n timpul prelucrrii alimentelor. n cazul cepei i usturoiului, producerea aromei este direct legat de degradarea celulei. Formarea compuilor cu sulf volatili cu arom intens i caracteristici lacrimogene ncepe n momentul tierii sau omogenizrii.

n cazul fructelor, formarea i degradarea aromei sunt cauzate de distrugerea mecanic a celulelor. Un grup mare de esteri este sintetizat n fructe odat cu -oxidarea acizilor grai.

Piureurile din fructe proaspete sufer o degradare a aromei, intensitatea aromei scade direct proporional cu timpul de depozitate i temperatura, din cauza activitii enzimelor hidrolitice.

Fructele congelate prezint numai efecte mici de degradare imediat dup decongelare, dar biosinteza de arom este inhibat.

21

Formarea aromei de ctre enzime nu se ntlnete doar la fructe i legume ci reprezint una dintre principalele metode de producere a aromei n timpul prelucrrii alimentelor.

Procesele de fermentare cu influen enzimatic sunt implicate n producerea de pine, a preparatelor de lapte, a buturilor alcoolice precum i a unor salamuri i cacao.

n timpul fermentrii, compuii de arom cu eficacitate mare se formeaz ca produi ai metabolismului microbian. n acest mod se pot forma acizii grai cu lan scurt sau mediu, diacetilul, alcoolii mai mari, esterii i metilcetonele.

22

Cile de formare a metilcetonelor de ctre Penicillium roqueforti

Formarea termic a aromei

O alt categorie important a tehnologiilor alimentare de producere a aromelor o reprezint procesele termice, utilizate la fabricarea alimentelor.

Cel mai important mecanism implicat este reacia de mbrunare neenzimatic (cunoscut ca reacia Maillard), dup cercettorul francez care a descoperit-o i examinat-o n 1912).

Reaciile de mbrunare se ntlnesc n operaii tehnologice ca: preparare, prjire, coacere i uscare. Acestea se caracterizeaz prin culoarea brun a polimerilor compleci, definii ca melanoidine, ce se formeaz din aminoacizi liberi sau peptide simple pe de o parte i zaharuri pe de alt parte.

Coacerea este un exemplu; cea mai mare parte a compuilor de arom ai pinii se pare c se formeaz prin reacii de mbrunare neenzimatic.

23

24

Reactia Maillard

n timpul coacerii au loc i reacii de caramelizare pe baza zaharurilor. Spre deosebire de reaciile de mbrunare neenzimatic care pot avea loc i la temperaturi mai sczute, caramelizarea are loc numai la temperaturi nalte.

n pine temperaturile peste 100C se ating doar n straturile exterioare ale cojii pinii.

Un important grup de substane de arom format n timpul prjirii la temperaturi nalte sunt derivai de pirazin.

25

Diferite ci de transformare a aminoacizilor n compui de arom

26

Aldehidele sunt principalele produse ale degradrii aminoacizilor n timpul reaciei Maillard. Unii dintre aminoacizii liberi sunt

precursori ai reaciei de degradare Strecker.

Conform schemei, aminoacizii n prima faz reacioneaz cu grupri dicetonice rezultate din njumtirea zaharurilor. La sfaritul lanului de reacie aminoacizii sunt transformai via dezaminare oxidativ n aldehide cu un atom de carbon mai puin.

Formarea aromei pe cale oxidativ

n acest domeniu, oxidarea lipidelor este principala reacie.

Este interesant faptul c vechea opinie privind influena negativ a produilor de degradare oxidativ a grsimilor asupra aromei alimentelor s-a schimbat n ultimii ani. Aroma neplcut n urma oxidrii lipidelor reprezint doar o parte a aromei obinut pe cale oxidativ.

Astzi se tie c alchenalii, alcadienalii i metilcetonele n majoritatea cazurilor au un rol pozitiv n unele alimente.

Peroxizii, ca precursori ai aromei, particip la unele reacii speciale tip Maillard.

Astfel, se pare c aroma de pui i cea de pete prjit se formeaz n urma unei reacii secundare dintre peroxizi i produi ai hidrolizei proteinelor.

27

28

Aspecte nutriionale ale aromei alimentare

Influena calitii aromei alimentului asupra gradului de consum poate fi demonstrat de cantitatea de produse dietetice consumate de pacienii suferinzi de boli speciale. Astfel de alimente se caracterizeaz n cele mai multe cazuri printr-o arom de slab calitate. n consecin, muli pacieni folosesc produsele alimentare obinuite (bogate n grsime, n zahr sau sare).

De aici devine evident c aroma i savoarea stimuleaz mult consumul de alimente. n consecin, n rile puternic dezvoltate, se observ o tendin ctre alimente caracterizate de o calitate ridicat a aromei. Pentru consumator, o cretere a standardului de via este egal cu o cerin pentru mai mult diversitate a aromei n diet i astfel o cretere a consumului de alimente mbogite n arom.

n consecin, o mbuntire sau o intensificare a calitii aromei pot influena semnificativ spectrul de nutriie al consumului alimentar zilnic.

29