Коптильный дым

Основы кулинарии  /  Технология копчения
Теги: копчение технология приготовления

Процесс образования коптильного дыма чрезвычайно сложен и включает многочисленные химические реакции. Образованию дыма предшествуют следующие основные химические и физикохимические явления: — изменение агрегатного состояния органической массы древесины; — разложение основных составных частей древесины с образованием летучих и нелетучих органических веществ — первичных продуктов распада древесины, химическая природа которых зависит от вида и состояния древесины, степени и быстроты ее нагрева и других факторов; — взаимодействие первичных продуктов распада с кислородом воздуха, при котором образуются новые органические вещества. Количество их и принадлежность к тому или иному классу соединений зависит от степени их окисления; — протекание вторичных реакций (помимо реакций частичного окисления): взаимодействие органических веществ одного с другим, распад сложных соединений на более простые, полимеризация и конденсация; — унос с потоком воздуха части неизмененных органических соединений — первичных продуктов распада составных частей древесины или измененных в результате вторичных реакций в паро- или газообразном состоянии из зоны с высокой температурой в более холодные зоны, конденсация высокомолекулярных веществ в виде капелек. Согласно известным публикациям, состав коптильного дыма существенно зависит от вида древесины, влажности исходного сырья, степени его предварительного измельчения. Определяющее значение для формирования того или иного состава коптильного дыма имеют условия его получения — температура горения, степень и скорость подачи окислителя (кислорода воздуха) в зону горения и скорость отвода получаемого дыма (Соколов А. А., 1965; Курко В. И., 1969; Potthast К., Eigner С., 1988). Химический состав получаемого при этом дыма чрезвычайно разнообразен и практически не поддается регулированию. В нем идентифицировано более 300 химических соединений, выполняющих различные функции в процессе создания эффекта копчения. Анализ и систематизация данных в работах Н. Д. Горелова и др. (1996); В. И. Курко (1996); К. Potthast (1998) позволили обобщить сведения относительно влияния температуры горения древесины на преимущественный фракционный состав коптильного дыма Показано, что в состав коптильного дыма, являющегося источником для производства большинства коптильных препаратов, входят: органические кислоты (алифатические и ароматические), альдегиды и кетоны, фураны, спирты, фенолы и их производные, сложные эфиры, основания, циклические ароматические углеводороды и многие другие химические соединения. Согласно результатам исследований (Курко В. И., 1969; Tilgner D., 1958), оптимальным, с точки зрения качества получаемого дыма, является температурный интервал 250—300°С. В этом случае образуется дым с высокими технологическими свойствами, содержащий до 20 % органических соединений к сухой массе древесины. При более низких температурах дым не обладает необходимыми функциональными свойствами. Превышение температуры 350“С способствует снижению доли активных компонентов и интенсивному распаду лигнина с преимущественным образованием ПАУ, тогда как при температуре 300—350°С эти соединения практически отсутствуют (Грецкая О. П., 1962; Садовский Б. Ф., 1974). По данным К. Potthast (1978), даже при 400°С образуется значительное количество фенолов, имеющих решающее значение для вкусо- и ароматообразования продуктов. При создании коптильных препаратов основными условиями выступают: максимальное сохранение компонентов, имеющих значение для формирования эффекта копчения, отсутствие балластных веществ и опасных для человека соединений типа ПАУ, а также органолептическая приемлемость создаваемых препаратов (Курко В. И., 1984; Родина Т. Г., 1992). В последнее время практически все, наиболее совершенные в отношении химического состава и свойств, коптильные препараты стали производить из конденсатов дыма или продуктов, близких к ним . Для улавливания необходимых составных частей коптильного дыма используют различные устройства, применяемые для очистки и улавливания газовых, пылевых, аэрозольных выбросов промышленных предприятий в атмосферу: например, различного рода скрубберы, сорберы, устройства типа ротоклонов, в которых вместо специальных абсорбирующих химически активных растворов используют воду, специальные установки для осаждения специальной фазы выбросов — так называемые электрофильтры  Влияние температуры горения древесины на состав коптильного дыма Температура горения, С Процесс термолиза Выделяемые вещества и фракции дыма 100-110 Начало термолиза Вода, смолистые вещества 200-260 Начало распада целлюлозы Соединения алифатического ряда (ацетон, уксусная кислота, одноатомные фенолы), вода 260-310 Преимущественное разложение целлюлозы Основное количество активных коптильных компонентов: фенолы, карбоксильные соединения, карбоновые кислоты, кетоны, альдегиды Распад гемицеллю­лоз, начало распада лигнина Фуран и его производные, вещества ароматического строения с низкой температурой кипения Свыше 400 Активное окисление древесины (появле­ние пламени) Вода, углекислый газ, диацетил, уменьшенное количество функцио­нальных компонентов, образование основного количества ПАУ Преимущественный распад лигнина Вещества ароматического ряда с высокой температурой кипения Свыше 600   Некоцценсируемые газы (оксид и ди­оксид углерода, метан, водород и др.) Для уяснения механизма и химизма явлений, происходящих при образовании коптильного дыма, представляют интерес результаты исследований И. Зандермана и В. Аугустина, которые применили метод дифференциального термоанализа для оценки степени разложения, древесины при ограниченном доступе воздуха, т. е. в  к медленному сгоранию (тлению). Компоненты органической массы древесины расщепляются в такой последовательности: гемицеллюлозы (200—260‘,С), целлюлоза (240—350°С), лигнин (250—350°С). В начале процесса незначительно изменяются масса древесины, содержание метоксильных и ацетильных групп, но заметно уменьшается количество пентозанов. В ходе дальнейшего разложения обнаруживается сравнительно большое количество фенольных веществ, в том числе ароматических альдегидов — ванилин, сиреневый, коннфериловый, 4-окси-3,5-диметоксикоричный. Этот факт свидетельствует о термическом расщеплении лигнина при сравнительно невысоких температурах (206—245°С). Следующий этап разложения древесины (245—275°С) характеризуется сильным расщеплением пентозанов и отщеплением ацетильных групп. Период пиролиза (275—310°C) отличается самым быстрым уменьшением массы древесины, вызванным тем, что помимо продолжающихся химических изменений гемицеллюлоз в этот период происходит распад значительной части целлюлозы. В конце эндотермического процесса (около ЗЗ0 С) целлюлоза оказывается полностью расщепленной.

Автор:  Елена Челнокова

Показать все статьи