О дыме без огня

Сергей Белков, химик, флейворист, ООО «Керри»

Копчение – один из универсальных способов обработки мясных продуктов. Коптильный дым слегка подсушивает мясо, убивает бактерии и предотвращает их размножение. Образуется он в результате медленного горения дров или древесных опилок при недостатке кислорода.Вкус, аромат и цвет конечного продукта зависят от породы дерева, которое было использовано в качестве топлива для коптильни, а также от степени сухости дров или опилок. Вместе с тем в процессе горения образуются сотни различных полициклических углеводородов, в частности бензпирен, являющийся самым известным из них и наиболее изученным в связи доступностью методов контроля, однако в долгосрочной перспективе способный вызывать развитие раковых заболеваний. В статье рассматриваются преимущества использования при приготовлении мясных изделий коптильного ароматизатора, называемого также«жидкий дым».

- Реклама -

В жаркой дымной Африке

Давным-давно, когда на планете еще не было Homo Sapience, но уже в изобилии бродили по Африке какие-то другие Homo, ими был изобретен огонь. Если честно, изобретения, конечно, не было. Как и в случае многих других гениальных «изобретений», была очень удачная находка, одна из первых удачнейших попыток приручения опасных сил природы и использования их в своих интересах. Огонь дал тепло и возможность расселиться по планете. Огонь, возможно, обеспечил защиту от хищников. А еще и это, возможно, самое главное – огонь навсегда изменил нашу еду и сделал нас такими, какие мы есть.

В современной науке уверенно закрепилась гипотеза, согласно которой термическая обработка пищи (нагревание ее на огне) оказала влияние на наш внешний вид, отразилась на строении зубов и кишечника. Огонь быстро и навсегда стал своеобразным «внешним желудком», он позволил получать из одной и той же пищи намного больше калорий, чем можно было бы получить в его отсутствие,за счет превращения трудноусваиваемых компонентов еды в более легкие. Возможно даже именно этот «избыток» калорий сыграл свою роль в развитии того органа, которым мы, современные Homo, отличаемся от остального животного мира, –мозга, структуры крайне энергозатратной и невыгодной в условиях дефицита энергии.

Огонь стал важнейшим элементом пищевой безопасности, так как именно температура пламени и некоторые химические компоненты дыма позволили не только обеззаразить пищу от паразитов и микроорганизмов, но и сохранить ее в относительно безопасном виде в течение продолжительного времени. И еще огонь стал одним из первых добавленных в еду ароматизаторов. Разумеется, не сам огонь. Но продукты неполного окисления древесины, образующиеся в процессе горения и оседающие на пище при контакте с дымом или пламенем,изменили саму роль огня в деле пропитания.

Вряд ли изначально сохранение в продукте запаха дыма, копчения являлось самоцелью. Скорее, он был побочным продуктом применения огня. Но с трансформацией нашей еды из «просто калорий» в элемент культуры, с появлением и развитием кулинарного искусства, с развитием технологий консервации еды этот запах все чаще начинает играть самостоятельную роль. Копченые продукты начинают употреблять не потому, что они безопаснее или лучше хранятся – это все сегодня достижимо и без копчения. Еду начинают коптить только для запаха. Гурманы начинают отличать нотки копчения на древесине яблони от бука, а в многочисленных потребительских телевизионных шоу не менее многочисленные «эксперты» начали учить понимать разницу между «натуральными полезным» копчением  и«вредным химическим».

Что в дыме тебе моем?

Позволю себе разбавить лирику тезисами, базирующимися на достижениях естественной науки.

Как уже было сказано выше, дым– это продукт неполного сгорания древесины. Состав дыма можно разделить условно на два«компонента»: химию и физику.

Физика в основном представлена частицами сажи и аэрозолями воды и нелетучих (а значит, и не имеющих запаха) смол, образующихся в процессе неполного сгорания. Это то, что делает дым непрозрачным, вредным для вдыхания и совершенно точно не приносит никакой пользы.

Химия дыма возникает непосредственно из реакций окисления.

Если вы не прогуливали в школе химию, то должны помнить, что конечными продуктами горения органической материи в предельном случае являются вода, углекислый газ и азот. Это все газы без цвета и запаха, и как мы знаем из собственного опыта, отношения к ароматам копчения не имеющие. Дело в том, что идеальные продукты горения появляются лишь в идеальных условиях. В реальных условия коптильни или костра окисление никогда не происходит полностью, а состав продуктов очень и очень сложен.

Перечислять все сотни или даже тысячи соединений нет решительно никакого смысла, как, наверное, и не стоит расписывать химию процесса.Но, сильно упростив картинку, я попробую разделить все образующиеся продукты на несколько групп, которые нам будут важны для дальнейшего повествования в разрезе пищевой химии:

1. Летучая органика: альдегиды, кетоны, кислоты, спирты, алифатические и ароматические;
2. Полициклические углеводороды и их производные;
3. Гетероциклические соединения, в том числе гетероциклические амины;
4. Прочая страшная и нестрашная химия.

Запах копчения

Если говорить о дыме как о ароматизаторе, то речь идет главным образом о первой группе. В основном самые незамысловатые легко летучие молекулы дают нам ощутить этот запах, сладкий и приятный. Для иллюстрации выделю несколько ароматных «героев», но напомню, что это лишь единичные представители из сотен продуктов неполного сгорания (см. таблицу).

Таблица. Продукты неполного сгорания древесины

Вещества эти в чистом виде, конечно, не сильно полезные. Я не стал бы никому рекомендовать пить уксус или намазываться гваяколом. Но, учитывая их мизерное содержание, реальное влияние на здоровье они не оказывают, обеспечивая продукту лишь запах и не являясь полезными или вредными.Неслучайно все эти вещества присутствуют в списке безопасных веществ для производства пищевых ароматизаторов.

Не запах копчения

Вещества из второй группы – это совсем другая история. Они не являются летучими, не пахнут и пахнуть не могут, и на вкус продукта не влияют. Но в еду они попадают в основном с аэрозолями и частицами сажи (но могут образовываться и в самом продукте, что является отдельной причиной сомневаться в безусловной полезности всего натурального). Будучи в высшей степени липофильными, они активно растворяются в жире и проникают внутрь продукта и гарантированно попадают внутрь организма.

Наиболее известный представитель второй группы – это бензпирен. Типичный полициклический углеводород (рис. 1).

Рис. 1. Структурная формула бензпирена

Отмечу, что в процессе горения образуются сотни различных полициклических углеводородов. Бензпирен просто является самым известным из них в связи с наилучшей изученностью и доступностью методов контроля. Бензпирен и сопутствующие ему вещества, образующиеся совершенно натуральным образом в процессе совершенно натурального классического копчения, обладают тремя важными свойствами.

Первое можно заметить невооруженным взглядом, просто посмотрев на формулу и сравнив ее, например, с формулой любого из пахнущих веществ дыма. Это очень крупная молекула, лишенная каких-либо функциональных групп, за которые могли бы зацепиться ферменты, чтобы расщепить ее и утилизировать. Бензпирен, несмотря на естественное происхождение, считается ксенобиотиком – совершенно чужеродным для организма веществом.

Второе важное свойство – исключительная гидрофобность и липофильность. Бензпирен очень хорошо растворяется в жировой ткани, и его невозможно достать оттуда никаким методами. Фактически однажды съеденный или вдохнутый с дымом бензпирен остается в вашем организме до самой смерти.

Третье свойство– самое плохое. В силу особенностей своего химического строения молекула бензпирена (и других полициклических углеводородов), связываясь с ДНК, нарушает клеточный механизм ее копирования в процессе деления клетки, провоцируя множество ошибок и повреждений. А чем больше ошибок происходит при копировании ДНК, тем выше шанс получить, возможно, самое страшное заболевание –рак. Это абсолютно не шутка – даже в самых мизерных количествах он и подобные ему вещества способны вызывать необратимые эффекты. Максимально избегать потребления подобных молекул, какое бы натуральное происхождение они ни имели, – в наших с вами интересах.

Сравнима по опасности и третья группа веществ, образующаяся в процессе горения – это гетероциклические амины. Например, MeIQx – один из наиболее изученных представителей класса гетероциклических аминов (рис. 2).

Рис. 2. Структурная формула гетероциклического амина MeIQx

Вещество печально известно своей способностью вызывать рак у лабораторных животных и является одним из компонентов дыма, а значит, и продуктов копчения. И оно тоже есть в дыме. И оно тоже попадает в продукт.

Дело – табак?

Можно сколько угодно шутить про то, что «все вкусное вредно» и что «жить вообще вредно», но факт остается фактом: в современном виде ароматизация продуктов питания путем копчения натуральным дымом является доказанным вредным процессом и негативно отражается на здоровье потребителя.

Так что же делать? Может, пришла все-таки пора нам всем отказаться от копчения? Мне, как химику, видится это решение не лишенным смысла. Но как это объяснить потребителю, привыкшему ко всему пикантненькому, жирненькому и копчененькому? Как объяснить технологу предприятия, что его технология на производстве, несмотря на всю натуральность и традиционность, по факту методично разрушает здоровье его же потребителей?

Может, все-таки есть выход – и вкус сохранить, и здоровью не навредить?Есть!

Поможет нам его понять модное нынче явление – электронные сигареты. Изобретатели этой технологии реализовали достаточно логичную вещь (ранее, впрочем, уже обкатанную изобретателями никотиновых пластырей и жевательных резинок). Они отделили главную цель курения (потребление никотина) от потребления массы сопутствующих вредных веществ, образующихся в процессе горения. Тем самым они, конечно, не победили вредную привычку, но хотя бы сделали ее значительно менее вредной.

Так и в копчении. Нам всего лишь нужна промежуточная технология, которая встанет посредником между собственно сжиганием древесины и попаданием продуктов неполного сгорания в пищу. Эта технология должна быть способна разделить безобидные вещества дыма, которые пахнут, от вредных веществ, которые не пахнут.

Такая технология существует не первый год. В техническом регламенте таможенного союза ей даже есть свое название: «ароматизатор коптильный», а в простонародье она известна под термином «жидкий дым».

Работает все это достаточно просто. Специально подобранное растительное сырье (это может быть и древесина, и крахмалы, и декстроза – все, что способно к пиролизу) нагревается в недостатке кислорода с целью обеспечить максимальный выход продуктов неполного окисления. То есть тех самых душистых веществ, обеспечивающих аромат копчения. Полученный «концентрированный дым» очищается физически от аэрозолей и частиц сажи, уже на этом этапе становится возможным избавиться практически полностью от нелетучих полициклических углеводородов и гетероциклических аминов. Далее «дым» дополнительно может очищаться, например, путем пропускания через водную фазу. Нерастворимые в воде остатки смол образуют на поверхности пленку и физически удаляются. В результате получается концентрированный раствор только тех веществ дыма, которые дают желаемый запах. И уже этот раствор можно перевести в сухую форму, нанеся на носитель, или сделать жирорастворимым и под любое производство: рыбы, колбасы, деликатесы и т.д. Из него можно выделить какие-то фракции, обеспечивающие преимущественно цвет или обладающие свойствами консерванта. Можно менять условия пиролиза, подбирая итоговый химический состав аромата по желанию. Можно делать все, и при этом не наносить вред конечному потребителю, который всегда будет хотеть привычного копчененького.

Заключение

Я ни в коем случае не хочу сказать, что такой продукт полезен и оказывает положительное влияние на здоровье. Конечно, нет. Это, по сути, просто ароматизатор, а ароматизатор не может быть вредным или полезным – он безвредный и просто придает аромат. Но мне совершенно понятно, что современные технологии пищевых ингредиентов на голову выше тех кустарных методов, которыми пользовались наши предки. Мне совершенно очевидно, что очищенный от вредных примесей продукт всегда лучше, чем неочищенный.Мне только непонятно, зачем нам по телевизору, в прессе, в социальных сетях люди, представляющиеся «экспертами» пищевого и врачебного сообщества, говорят обратное. Зачем они учат нас правильно выбирать продукты «натурального копчения» и избегать – с «жидким дымом»? Зачем они утверждают то, что противоречит и науке, и просто здравому смыслу?Нужны ли нам такие эксперты?