Коптильный дым

Коптильный дым — это аэрозольная система, состоящая из взвешенных в газовой среде твёрдых частиц (сажи) и капель жидких продуктов неполного сгорания и пиролиза древесины, образующаяся при controlled термическом разложении (тлении) древесных материалов и используемая для обработки пищевых продуктов с целью придания им специфических органолептических свойств (вкуса, запаха, цвета) и увеличения срока хранения.

Химический состав и физические свойства

Коптильный дым представляет собой сложную многокомпонентную смесь, насчитывающую, по разным оценкам, от нескольких сотен до нескольких тысяч различных химических соединений. Основу дыма составляют продукты неполного сгорания целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина — основных компонентов древесины.

Основные группы веществ

• Фенолы и их производные (гваякол, сирингол, крезолы, пирокатехин, эвгенол). Отвечают за характерный «копчёный» запах и вкус. Фенолы обладают антиоксидантными и антимикробными свойствами, что способствует консервации продукта.
• Карбонильные соединения (формальдегид, ацетальдегид, фурфурол, ацетон, метилглиоксаль). Участвуют в образовании цвета копчёных продуктов (взаимодействуя с белками и аминами по реакции Майяра) и формировании вкуса.
• Органические кислоты (уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная). Влияют на вкус, снижают pH на поверхности продукта, что подавляет рост микроорганизмов.
• Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Образуются при неполном сгорании органики, особенно при высоких температурах. Некоторые ПАУ, такие как бенз(а)пирен, являются канцерогенами. Их содержание в коптильном дыме строго нормируется.
• Спирты (метанол, этанол, пропанол). Влияют на растворимость других компонентов дыма.
• Твёрдые частицы (сажа). Состоят в основном из углерода. Придают копчёным продуктам тёмный оттенок и матовость.

Физические параметры

Размер частиц коптильного дыма варьируется от 0,1 до 5 мкм. Температура дыма в момент генерации может достигать 300–400 °C, однако для копчения её обычно охлаждают до 20–80 °C, чтобы избежать термической деструкции продукта. Плотность дыма, его влажность и скорость осаждения частиц зависят от породы древесины, температуры тления и способа подачи.

Способы получения

Коптильный дым получают путём пиролиза (термического разложения без доступа кислорода) или неполного сгорания древесины. Выделяют два основных способа генерации:

• Традиционное тление (дымогенерация). Древесные опилки, щепа или стружка тлеют в специальном устройстве — дымогенераторе. Процесс идёт при температуре 250–400 °C с ограниченным доступом воздуха. Этот метод даёт «живой» дым с максимальным набором ароматических веществ, но его состав трудно контролировать.
• Трение (фрикционный метод). Древесный брусок прижимается к вращающемуся металлическому диску. За счёт трения древесина нагревается, обугливается и выделяет дым. Метод используется реже, в основном для горячего копчения в небольших производствах.

Виды коптильного дыма по способу применения

В зависимости от того, как дым взаимодействует с продуктом, различают несколько технологических подходов:

• Естественный (аэрозольный) дым. Непосредственно подаётся в коптильную камеру. Осаждается на поверхности продукта за счёт адсорбции и конденсации. Используется при горячем (60–120 °C) и холодном (20–40 °C) копчении.
• Конденсированный дым (дымовые ароматизаторы). Получают путём конденсации и очистки дыма. Представляет собой жидкий экстракт (так называемый «жидкий дым»), который наносят на продукт распылением, окунанием или добавляют в маринад. Состав и концентрация ПАУ в таких препаратах строго контролируются.
• Сухой дым (порошковый). Высушенный и измельчённый конденсат дыма. Используется как добавка в колбасные изделия, снеки, соусы.

Влияние на пищевые продукты

Органолептические свойства

• Вкус и запах. Фенолы и карбонильные соединения придают продукту характерный «копчёный» букет. Интенсивность и оттенок зависят от породы древесины (ольха, вишня, яблоня, дуб, бук, можжевельник).
• Цвет. Взаимодействие карбонильных соединений с аминогруппами белков (реакция Майяра) и полимеризация фенолов образуют на поверхности плёнку от золотисто-жёлтого до тёмно-коричневого цвета.
• Консистенция. При горячем копчении дым способствует коагуляции белков и обезвоживанию поверхностного слоя, образуя корочку.

Консервирующее действие

Коптильный дым обладает бактерицидными и бактериостатическими свойствами. Фенолы, формальдегид и органические кислоты подавляют рост гнилостных бактерий, плесневых грибов и дрожжей. Это позволяет увеличить срок хранения копчёных продуктов в 2–4 раза по сравнению с сырыми или варёными аналогами.

Регулирование и безопасность

Содержание канцерогенных ПАУ в коптильном дыме и готовых продуктах регламентируется санитарными нормами. В Российской Федерации действуют:

• Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011). Устанавливает предельно допустимые уровни бенз(а)пирена в копчёных продуктах (не более 1 мкг/кг для большинства видов).
• ГОСТ Р 53600-2009 «Коптильные препараты. Технические условия». Нормирует показатели качества и безопасности жидких дымов.
• СанПиН 2.3.2.1078-01. Содержит гигиенические требования к содержанию ПАУ в продуктах питания.

Для снижения риска образования ПАУ в дыме рекомендуется:

• Использовать древесину лиственных пород (ольха, бук, дуб, плодовые). Хвойные породы (ель, сосна) дают много смол и ПАУ.
• Поддерживать температуру пиролиза не выше 350–400 °C.
• Применять фильтрацию дыма (например, через водяную завесу или электрофильтры).

Применение в пищевой промышленности

Коптильный дым используется для производства:

• Рыбных продуктов (сельдь, скумбрия, лосось, шпроты).
• Мясных изделий (колбасы, окорока, грудинка, бекон).
• Сыров (копчёный сулугуни, чеддер, гауда).
• Овощей и фруктов (чернослив, паприка, баклажаны).
• Соусов и приправ (копчёная паприка, соусы барбекю).

Интересные факты

• В древности копчение было не столько способом придания вкуса, сколько методом консервации мяса и рыбы на длительный срок (до нескольких месяцев) без холодильников.
• Аромат копчёного продукта во многом определяется соотношением гваякола и сирингола. Дым из древесины с высоким содержанием лигнина (например, дуба) даёт больше сирингола и более мягкий, сладковатый запах.
• «Жидкий дым» был впервые запатентован в США в 1895 году. Его промышленное производство началось в 1930-х годах.
• В некоторых странах (например, в Германии) существуют строгие ограничения на использование жидкого дыма — он допускается только для некоторых видов колбас, а для традиционных копчёных продуктов требуется только естественный дым.
• Исследования показывают, что при правильном контроле температуры и состава древесины уровень ПАУ в копчёных продуктах может быть ниже, чем в жареном на углях мясе.

Источники

1. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011).
2. ГОСТ Р 53600-2009 «Коптильные препараты. Технические условия».
3. СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».
4. Позняковский В. М. «Экспертиза мяса и мясопродуктов. Качество и безопасность». — Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007.
5. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. «Технология мяса и мясных продуктов». — М.: КолосС, 2009.
6. Leroi F., Joffraud J. J. «Smoked fish: science and technology». — Wiley-Blackwell, 2010.