Введение

Пищевое химическое соединение. Жидкий дым – это водорастворимая жидкость жёлтого до красноватого цвета, используемая в качестве ароматизатора для придания вкуса, аналогичного продуктам, приготовленным на древесном дыме. Его можно использовать для ароматизации любого мяса или овощей. Он доступен в виде чистого конденсированного дыма, полученного из различных пород дерева, а также в виде производных составов с добавками.

История

Пиролиз или термическое разложение древесины в условиях низкого содержания кислорода возник в доисторические времена для производства древесного угля. Конденсаты паров со временем стали изготавливаться и оказались полезными в качестве консервантов. На протяжении веков водные конденсаты древесного дыма широко назывались «деревянным уксусом», вероятно, из-за его использования в качестве пищевого уксуса. Плиний Старший в одном из десяти томов своей «Естественной истории» упоминает об использовании древесного уксуса в качестве бальзамирующего средства, считая его превосходящим другие применяемые им методы. В 1658 году Иоганн Рудольф Глаубер описал способы получения древесного уксуса при производстве древесного угля. Кроме того, он описал использование нерастворимой в воде смолистой фракции в качестве древесного консерванта и задокументировал замораживание древесного уксуса для его концентрирования. Термин «пиролигневая кислота» для обозначения древесного уксуса появился к 1788 году. В 1895 году в Соединенных Штатах Э. Х. Райт положил начало эпохе коммерческого распространения пиролигневой кислоты под новым названием – «жидкий дым». Среди инноваций Райта были стандартизация продукта, маркетинг и сбыт. Wright's Liquid Smoke, с 1997 года принадлежащая B&G Foods, и ее современные последователи всегда были предметом споров об их составе и производстве, но в 1913 году Райт выиграл федеральное дело о неправильной маркировке. Судья Ван Валкенбург написал:

«Правительство, пытаясь доказать, что это не дым, полученный в результате сгорания, показало, что он производится точно тем же способом, который указан на этикетке. Дело в том, что они получили здесь продукт, который, по их словам, обладает вкусом и свойствами, схожими с целебными свойствами дыма; они получают его из дерева путем дистилляции, и оказывается, что это вещество похоже, если не идентично, пиролигневой кислоте. Никто не может быть обманут, полагая, что это именно то, в чем их обвиняют. Это продукт, который производится таким образом, с использованием применяемых в нем искусства и методов, что применение термина «дым» к нему представляется уместным и применимым, а не вводящим в заблуждение, и он не вводит в заблуждение в том смысле, который подразумевает этот закон». Исторически все продукты пиролигневой кислоты, продукт Райта и многие другие конденсаты производились как побочные продукты производства древесного угля, который имел большую ценность. Из этих конденсатов были выделены и проданы такие химические вещества, как метанол, уксусная кислота и ацетон. С появлением более дешевых источников ископаемого топлива сегодня эти и другие химические вещества, полученные из древесины, занимают лишь небольшие ниши. Сегодня во всем мире существует множество производственных площадок, большинство из которых подвергают древесину пиролизу главным образом для получения конденсатов, которые затем перерабатываются для производства сотен производных продуктов. Теперь они реже называются продуктами жидкого дыма, а вместо этого – ароматизаторами дыма, вкусовыми добавками дыма и натуральным конденсированным дымом.

Производство

Конденсированные продукты разрушительной дистилляции древесины называются "жидким дымом" или "пиролизной кислотой". Нет установленных стандартов качества, предписанных методов производства или тестов, позволяющих различить жидкий дым и пиролизную кислоту; их можно считать одним и тем же продуктом. Однако многочисленные факторы, изменяемые в процессе пиролиза, приводят к широкому разнообразию составов конденсатов. Кроме того, применение множества дополнительных этапов обработки, таких как концентрирование, разбавление, дистилляция, экстракция и использование пищевых добавок, привело к появлению сотен различных продуктов на мировом рынке. Древесина, особенно твердые породы, является наиболее распространенным видом биомассы, используемым для получения жидкого дыма. Коммерческие продукты производятся как периодическим, так и непрерывным способами. Для производства коммерческой продукции используются различные типы реакторов, включая роторные кальцинаторы, нагретые шнеки, периодические печи для древесного угля и реакторы быстрого пиролиза. Тип процесса и условия обработки оказывают большее влияние на различия между конденсатами, чем различия между используемыми видами древесины. Такие переменные, как скорость подачи сырья, время пребывания паров, размер частиц, проникновение кислорода и температура, могут существенно влиять на выход и состав конденсатов. В научной литературе описан широкий диапазон химического состава, и без указания процесса и условий проведения эксперимента, ценность таких результатов ограничена. Коммерческие производители стремятся контролировать параметры производства для стандартизации состава продукции. Вода добавляется либо во время конденсации, либо после нее для разделения на три фракции. После добавления воды водная фаза становится самой большой и наиболее полезной фракцией. Она содержит химические соединения, полученные из древесины, с более высокой химической полярностью, такие как соединения, относящиеся к классам карбоновых кислот, альдегидов и фенолов. Совокупность этих соединений отвечает за вкус, цвет, антиоксидантные и антимикробные свойства дыма и жидкого дыма. Наименьшая конденсированная фракция – верхняя фаза с наименьшей полярностью, представляющая собой смесь фитостеролов и других маслянистых, воскообразных веществ. Нижняя фаза обычно называется дегтем. Это смесь средней полярности, состоящая из фенольных полимеров, вторичных и третичных продуктов реакции, а также некоторых водорастворимых полярных соединений, распределение которых определяется индивидуальными коэффициентами распределения, водой и основной массой полициклических ароматических углеводородов. Древесный деготь использовался в качестве консерванта, водоотталкивающего средства и антисептика. Деготь из березы производился в больших масштабах в Северной Европе как товарный продукт. Сегодня коммерческие продукты жидкого дыма по-прежнему готовятся из этой фазы. Конденсаты жидкого дыма производятся в коммерческих масштабах для мировой мясной промышленности в США и Европе и регулируются государственными органами. Жидкий дым до сих пор называют древесным уксусом, и он производится и используется традиционным способом в таких странах, как Япония, Китай, Индонезия, Малайзия, Бразилия и Юго-Восточная Азия.

Еда

Применение жидкого дыма в пищевой промышленности расширилось до широкого спектра методов, использующих тысячи коммерческих составов по всему миру. Жидкий дым широко применяется для поверхностной обработки в качестве замены традиционному копчению древесиной. Помимо вкуса, достигаются эффекты изменения цвета, антимикробного действия и изменения текстуры путем поверхностного нанесения с последующей термической обработкой. Погружение продуктов в разбавленные растворы или выдерживание в рассолах, содержащих жидкий дым, с последующим нагревом практиковалось задолго до современной индустриальной эпохи с использованием жидкого дыма Райта и предшественников – пиролигнеиновой кислоты. Аллен запатентовал метод регенерации дыма с помощью воздушной атомизации, который до сих пор является ведущей технологией для обработки копченых мясных продуктов, сыров, рыбы и других продуктов в периодических коптильнях. По мере консолидации мясоперерабатывающей промышленности развивались непрерывные процессы, и непосредственное нанесение растворов жидкого дыма с помощью оросительных или пропиточных систем, установленных на непрерывных линиях, стало обычным методом применения. В Северной Америке более тридцати пяти предприятий по переработке мяса используют большие резервуары для приема цистерн с жидким дымом для поверхностной обработки в качестве альтернативы традиционному копчению древесиной. Также используется поверхностное нанесение путем пропитки волокнистых, ламинированных и пластиковых оболочек; мясные продукты набиваются в эти оболочки и подвергаются термической обработке. Использование натуральных конденсированных дымовых препаратов непосредственно в пищевых продуктах – еще один способ придания вкуса дыма, применяемый, когда другие технологические функции дыма не требуются в готовом продукте. Это можно сделать непосредственно, добавляя в фарш или другие продукты, или вводя в цельные куски мяса. Ароматизаторы дыма также могут быть включены в соусы, такие как барбекю, или сухие приправы. Водные растворы дыма также могут быть экстрагированы в масло, распылительной сушкой с использованием носителей мальтодекстрина или нанесены в виде покрытия на продукты питания и пищевые ингредиенты, такие как солодовая мука, дрожжи или соль.

Непродовольственные

Сообщается о многочисленных данных о полезном применении пиролигнистой кислоты в растениеводстве для стимуляции прорастания семян, борьбы с вредителями и микробами, а также для укрепления структуры растений. Отмечены преимущества для животноводства, такие как антимикробная сохранность кормов и улучшение усвояемости питательных веществ, и другие подобные утверждения. Научные сельскохозяйственные исследования, подтверждающие эти данные, можно найти в рецензируемых журналах, однако многие сельскохозяйственные преимущества, такие как улучшение качества почвы, более быстрое прорастание семян и более здоровая листва, широко продвигаются без указания источника. Встречаются широкие заявления о медицинских преимуществах для людей при расстройствах пищеварения, зубных инфекциях, заболеваниях печени, сердца, кожи, ушей и глаз, но в научной литературе отсутствуют общепризнанные исследования, подтверждающие подобные утверждения, основанные на отзывах.

Безопасность

Первая государственная оценка жидкого дыма была проведена Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в 1981 году. Комиссия, сформированная FDA для оценки информации о продуктах, заключила, что нет данных, свидетельствующих о том, что данные продукты представляют опасность для населения при их текущем использовании. В настоящее время эти продукты признаны общепризнанно безопасными (GRAS) в Соединенных Штатах и могут использоваться в количествах, необходимых для достижения желаемых технических эффектов. Производственные предприятия, где производится жидкий дым, находятся под контролем и инспекцией FDA. В 2003 году Европейский Союз разработал процедуры оценки безопасности и авторизации ароматизаторов дыма, используемых или предназначенных для использования в пищевых продуктах или на их поверхности. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) было уполномочено оценить информацию о первичных ароматизаторах дыма-конденсата. EFSA оценила информацию о двенадцати продуктах, представленных десятью заявителями, и опубликовала заключения по всем двенадцати продуктам. Рассматриваемые продукты были теми, которые каждый заявитель считал своим основным продуктом до какой-либо дальнейшей обработки или получения производных. Все двенадцать продуктов показали положительный результат на генотоксичность при использовании методов in vitro, но при оценке методами in vivo EFSA пришла к выводу, что десять из них не вызывают опасений. Результаты оценки продукта AM 01 были признаны неубедительными, а FF B – слабогенотоксичным. На основании определения NOAEL для каждого продукта и дополнительной информации, предоставленной некоторыми производителями, были установлены пределы использования для большинства продуктов, которые производители доводят до сведения потребителей. Большинство этих первичных продуктов и их производных продолжают использоваться в коммерческих целях. Только продукты, которые были подвергнуты этим оценкам, разрешены к использованию в торговле в пределах ЕС.