XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

В целом, пищевая промышленность является именно той сферой экономики, в которой стабильно применяются различные прогрессивные химические технологии, происходит интенсивный рост новейших технологий при максимально строгом контроле безопасности. Применение различных веществ, улучшающих органолептические показатели – один из важнейших вопросов пищевой промышленности, который часто требует постоянного контроля и использования модернизированных технологий.

Традиционно, в качестве базовых веществ для улучшения вкусовых и обонятельных характеристик пищевых продуктов, применяются различные пищевые добавки, которые более ищвестны в быту как «пищевые ароматизаторы». Пищевые ароматизаторы – это группа веществ, которые используются для придания вкуса и/или определённого аромата в продуктах питания. В свою очередь, согласно ГОСТ 32049-2013, выделяют несколько групп пищевых ароматизаторов, в том числе: коптильные, термические технологические, синтетические и натуральные. В связи с появлением и возрастающей популярностью устойчивого тренда на «натуральность», вопрос натуральных и синтетических ароматизаторов в пищевых продуктах кажется особенно актуальным.

Ароматизатор натуральный – это ароматизатор, вкусоароматическая часть которого содержит только вкусоароматические препараты и/или натуральные вкусоароматические вещества [1].

Синтетический ароматизатор – это ароматизатор, вкусоароматическая часть которого содержит синтетические вкусоароматические вещества.

Рассмотрим наиболее аткуальные проблемы современной пищевой промышленности. В первую очередь, это непосредственное промышленное получение натуральных и синтетических ароматизаторов. Наиболее популярными и применяемыми методами являются непосредственный синтез или экстракция из растительного сырья. При этом, важно учитывать множество производственных нюансов, например, чистота итогового продукта, практические выходы, уровень потребления энергии, этапы очистки и дериватизации, потенциальное негативное влияния производства на окружающую среду. Данные вопросы всегда остаются открытыми в любом производстве. Одним из перспективных современных методов, отличных высокой химической селективностью и удовлетворяющих принципы «зелёной химии» [2], является биокатализ.

Наиболее часто используемыми биокатализаторами [3] являются гидролазы (EC 3.1.1.3) – ферменты, катализирующие гидролиз ковалентной связи. Особое место выделяется липазам, так как множество ароматизаторов имеют сложноэфирную природу (например, как показано на рис.1., на котором изображён ароматизатор с запахом мёда). Кроме того, именно липазы отличаются высокой стабильностью и возможностью сохранять свою активность даже в жёстких условиях.

Рис.1. 2-фенилацетат

2-фенилацетат, как и многие другие ароматические эфиры, получают путём переэтерификации и этерификации соответствующих природных спиртов и кислот. Применение ферментативного процесса в синтезе данного ароматизатора позволяет получать его из натуральных компонентов в температурных интервалах от 20 до 50 ̊С. При этом, реакция ферментативной этерефикации и переэтерефикации отличается региоселективностью и позволяет проводить процессы в неводных средах.

Рис.2. Схема синтеза 2-фенилацетата

Соответственно, технически представляется представляется возможным производить 2-фенилацетат непрерывным синтезом в системе без растворителей посредством катализируемой иммобилизованной липазой переэтерификации этилацетата 2-фенэтиловым спиртом (рис.2.) [4]. При этом, для синтеза по данной схеме могут применяться вещества, полученные из натуральных экстрактов.

Не смотря на кажущуюся безопасность всего «натурального», хотелось бы отметить, что последние руководства группы экспертов Ассоциации производителей ароматизаторов и экстрактов (FEMA) предоставляет всестороннюю оценку всех родственных групп и компонентов, которые составляют большую часть состава эфирного масла. Общая цель руководства состоит в том, чтобы систематизировать и расставить приоритеты по химическим компонентам эфирного масла, чтобы никакие разумно возможные значительные риски, связанные с потреблением эфирного масла, не были недооценены [5]. Именно эфирные масла считаются одним из основных источников природных ароматизаторов, многие из которых представилось возможным исследовать на безопасность в контексте данных по абсорбции, метаболизму и токсикологии, и проклассифицировать только в последние годы.

Список литературы

ГОСТ 32049-2013. Ароматизаторы пищевые. Общие технические условия // М.: Стандартинформ, 2014

Paul, Anastas Green Chemistry: Principles and Practice / Anastas Paul. // pubs.rsc : [сайт]. — URL: https://pubs.rsc.org/--/content/articlehtml/2010/cs/b918763b (дата обращения: 25.01.2021).

Natural flavor ester synthesis catalyzed by lipases / Bayout Ikram [и др.]. // Flavour and Fragrance Journal. — 2019. — № 00. — С. 1-10.

Continuous Production of 2-Phenylethyl Acetate in a Solvent-Free System Using a Packed-Bed Reactor with Novozym® 435 / S-M Huang [и др.]. // Catalysts. — 2020. — № 10 (6). — С. 714.

A procedure for the safety evaluation of natural flavor complexes used as ingredients in food: essential oils / R. L. Smith [и др.]. // Food and Chemical Toxicology. — 2005. — № 43 (6). — С. 345-363.