Chimica e tecnologia degli aromi

Chimica e tecnologia degli aromi

Distinzione tra aromi e fragranze

Aromi: Sostanze alimentari, che possono essere ingerite.
Fragranze: Non possono essere ingerite, ad esempio nel settore cosmetica e profumi.

Molte volte aroma e fragranza possono anche essere la stessa sostanza.

Destinazione d'uso degli aromi e delle fragranze

• Aromi: Alimenti, integratori alimentari, prodotti erboristici, farmaci.
• Fragranze: Profumi, cosmetici, detergenti, altri prodotti non alimentari come deodoranti per ambiente.

Definizione di aroma

Non si può intendere come unica unità, ma ci sono più elementi:

• Miscela di sostanze aromatizzanti, preparazioni aromatiche, etc.: sostanze ad impatto sensoriale.
• Diluente (solvente secondo la legislazione): liquido o altro che ha attività di diluire l'attività aromatizzante del pool di sostanze aromatizzanti. Senza diluente non si potrebbero dosare le miscele, ad esempio in un impasto. Si parla di aromi a bassa o ad alta resa in base alla capacità di aromatizzare, ma i diluenti servono per dispersione.

I diluenti possono essere liquidi: generalmente miscele idroalcoliche, o per prodotti da forno dove l'alcol etilico è poco gradito (evaporazione in cottura dell'alcol trascinerebbe via l'aroma), ci sono ad esempio glicole propilenico, etc. Ma gli aromi possono anche essere distribuiti su supporto solido come sale o maltodestrine. Esistono anche aromi microincapsulati (per non usare diluente liquido).

Scelta del diluente

Il diluente viene scelto in funzione della destinazione d'uso dell'aroma, ad esempio prodotto che subisce o no trattamento termico, o prodotto destinato ai bambini, o ancora prodotto kosher e così via. Nascono aromi certificati Kosher o Halal. Ma anche in base alla natura della sostanza, ad esempio di sintesi o naturali, destinati a prodotti biologici. Bisogna infine considerare la solubilità del pull di sostanze aromatiche nel diluente.

Classificazione degli aromi secondo le normative

Fino al '92 l'aroma veniva considerato additivo, perché la quantità utilizzata era minima come quella degli additivi (legge del 1962). Dal '92 in poi l'aroma è considerato ingrediente. Prima del '92 non poteva quindi essere sottoposto a controlli riguardanti gli ingredienti. Dopo prende più importanza e viene sottoposto a una serie di controlli come presenza di allergeni, contenuto di metalli pesanti, controlli microbiologici derivanti da controllo analitico molto più approfondito.

Molte volte gli aromi derivano da estrazione da vegetali. Occorre verificare la presenza di sostanze che sono da limitare per effetti nocivi sulla salute. Dal punto di vista merceologico, un aroma è costituito da singola molecola che ha proprietà aromatizzanti o da un insieme di molecole che producono una sensazione olfattiva e gustativa complessa, oppure con arricchimento di estratti di erbe o con arricchimento di singole molecole, o di parti di alimenti come succhi di frutta.

Composizione degli aromi

Un aroma può contenere sostanze che possono derivare da sintesi organica, o da natura: estratti da vegetali, oli essenziali citrici, o oli provenienti da erbe aromatiche, ma anche da vie biotecnologiche che possono essere utilizzate nella preparazione di aromi che possono essere classificati come aromi naturali. A seconda della natura delle sostanze che lo compongono, un aroma acquisisce la denominazione voluta dalla legislazione vigente.

Regolamento 1334/2008

Il regolamento che definisce la classificazione di un aroma è il regolamento 1334/2008. Articolo 16 - pt.2: "Il termine - naturale - può essere utilizzato per descrivere un aroma solo se il componente aromatizzante contiene esclusivamente preparazioni aromatiche e/o sostanze aromatizzanti naturali."

Nel regolamento del '92 si avevano due definizioni, ovvero il consumatore poteva trovare o aroma o aroma naturale. Pt. 4: si aggiunge rispetto al vecchio regolamento: Il termine naturale può essere utilizzato in associazione ad un riferimento ad un alimento, ad una categoria di alimenti o ad una fonte d'aroma vegetale o animale solo se la totalità o almeno il 95% (p/p) della miscela aromatizzante è stata ottenuta dal materiale di base a cui è fatto riferimento. Un altro 5% può derivare da altre fonti, ma comunque naturali.

Etichettatura degli aromi

Si perde il termine naturale quando si aggiungono sostanze di sintesi ad aroma naturale o ad aroma naturale di. In etichetta comparirà solo la dizione aroma. Alla dizione di aroma e di aroma naturale, si aggiunge quindi una terza dizione: aroma naturale di (ad esempio fragola/menta). Sono ammesse quindi tre dizioni: aroma - aroma naturale - aroma naturale di.

Sostanze limitate e sicurezza

Punto 5 poco interessante. Punto 6: prodotti alimentari che non possono essere aromatizzati. Ad esempio spezie, erbe, miscele di tè e tisane. Punto 7: gli aromi sono utilizzati per migliorare o modificare l'odore e/o il sapore degli alimenti a beneficio del consumatore. Gli aromi e gli ingredienti alimentari con proprietà aromatizzanti dovrebbero essere utilizzati solo se sono conformi ai criteri stabiliti dal presente regolamento. Il loro utilizzo deve essere sicuro e taluni aromi andrebbero pertanto sottoposti ad una valutazione del rischio prima che sia autorizzato il loro uso negli alimenti. Questa è una funzione già attribuita al repertorio: esiste un elenco di sostanze aromatizzanti che viene aggiornato.

Controllo delle sostanze indesiderabili

Punto 9: problematiche relative al controllo della presenza e quantità di sostanze indesiderabili. Sostanze naturalmente presenti nel vegetale ma che devono essere ridotte perché non ingeribili in quantità elevate da parte del consumatore. Bisogna stabilire soglie massime che possono essere presenti negli alimenti di destinazione. Il formulatore deve indicare nella scheda tecnica le sostanze limitate e le quantità massime.

Preparazioni aromatiche

Punto 15: le preparazioni aromatiche sono definite aromi, ottenuti mediante appropriati processi fisici, enzimatici o microbiologici da materiali di origine vegetale, animale o microbiologica che si trovano allo stato grezzo del materiale o che sono stati trasformati per il consumo umano.

Precursori degli aromi

Punto 19: precursori degli aromi: aromatizzano alimenti durante reazioni chimiche che si verificano in cottura, ad esempio carboidrati: zuccheri riducenti, amminoacidi. Sono ingredienti che producono, in determinate situazioni, classi di sostanze aromatizzanti. Vengono identificati come aromi caldi, ad esempio creme, aromi di tostato, arrosto. Ci sono reazioni di Maillard. Il dubbio sulla sicurezza deriva dal fatto che la presenza di amminoacidi ad alte temperature può produrre sostanze "not safe". Ci deve essere quindi un controllo accurato delle condizioni operative.

Indicazione naturale

Punto 25: le sostanze aromatizzanti o le preparazioni aromatiche dovrebbero recare in etichetta l'indicazione naturale soltanto se rispettano determinati criteri che garantiscono che i consumatori non siano indotti in errore, criteri dell'articolo 16 quindi. Punto 27: se il sapore di affumicato deriva da aggiunta di aroma è di affumicatura, i consumatori dovrebbero essere informati. Si parla di aromi fumo. L'etichetta non dovrebbe indurre il consumatore a confondere un prodotto affumicato tradizionalmente con fumo fresco oppure con aromatizzanti di affumicatura.

Solubilità e distribuzione degli aromi

Non tutti i pool delle sostanze aromatizzanti sono solubili in tutti i diluenti. Il diluente deve essere anche accettato dalla matrice alimentare. Diluente: sostanza scelta in funzione della destinazione d'uso dell'aroma. Per essere distribuito e utilizzato nella maniera corretta. Molto spesso la destinazione d'uso però non è sempre chiara all'inizio, ad esempio aroma fragola può finire in gelato, ma anche caramelle etc.

Bisogna anche considerare la solubilità del pull di sostanze aromatizzanti: deve essere veicolo di distribuzione nella matrice. Deve quindi anche essere accettato dalla matrice alimentare.

Resa degli aromi

Resa 1: 100000. Resa espressa su scheda tecnica. Un milione di grammi è 1000 kg. 1 g di aroma va ad aromatizzare 1000 kg. Aromi ad alte rese sono aromi utilizzati con estrema cautela, non sono molto interessanti per problema dosaggio e distribuzione. Il problema di dosaggio è limitato quando la resa è bassa. È più facile la distribuzione.

Tabella di regolamentazione

Seconda colonna sono diluenti: regolamento limita presenza a 3 g/kg. Per bevande dose è 1 g/kg. Alcol benzilico utilizzato per aromi destinati a liquori, bevande aromatizzate a base vino (vini classici non possono essere aromatizzati), dolciumi etc. Alcol benzilico limitato nel prodotto. Altri diluenti sono alcol etilico, glicerina per cui non esiste limite nel prodotto finito o nel semilavorato. Nel caso di aromi allo stato di polveri, i diluenti sono maltodestrine, gomma arabica, sale, zucchero etc.

Repertorio delle sostanze

Repertorio: parte del regolamento che in qualche modo ha cercato di realizzare un elenco di tutte le sostanze che venivano utilizzate in tutti gli stati membri. Si è cercato di fare ordine nella comunità europea. Se una sostanza è presente nel repertorio può essere in linea generale utilizzata in formulazione. Viene indicato il nome della sostanza, il codice CAS (è codice identificativo), il codice FEMA (sostanza sicura dal punto di vista alimentare), CoE e EINECS (identifica le sostanze chimiche che sono presenti generalmente che possono essere utilizzate o no nel settore alimentare) e altri codici collegati alla sostanza. Se la sostanza è presente nel repertorio quella sostanza può essere utilizzata nella formulazione.

Blue book

Blue book tratta solo vegetali. Identifica per ogni vegetale cosa si utilizza, ad esempio frutti, parti di piante. N1 e N2 (non ci sono limitazioni di impiego) N3 (piante o parti di piante per le quali non esistono effetti nocivi) N4 (piante o parti di piante attualmente utilizzate per l'aromatizzazione, ma per le quali non esiste una documentazione tossicologica sufficiente per la classificazione in una delle categorie precedenti (parti vegetali che vengono utilizzate ma non abbiamo un supporto di conoscenza per classificarlo in una delle categorie precedenti)). Contiene anche informazioni su molecole aromatizzanti come il farnesolo. Fornisce informazioni anche su DIA - dose giornaliera accettabile.

Direttive sulle fragranze

Ci sono poi serie di direttive che limitano l'uso delle fragranze. Ad esempio, la direttiva 2003/15/CEE identifica 24 sostanze limitate nell'uso per reazioni dermatologiche. Queste 24 sostanze sono comprese nell'elenco delle 26 che sono state aggiunte all'allegato III della direttiva. Normalmente vengono a trovarsi in aroma destinato al settore alimentare, ad esempio il limonene che è terpene presente in tutti gli oli essenziali citrici (presente almeno all'80%). Se lo stesso aroma lo uso come fragranza in uno shampoo, per esempio, devo considerare il suo contatto diretto con l'epidermide. La stessa sostanza che non dà problema nel settore alimentare deve essere limitata nel settore non food. Bisogna considerare anche se è previsto il successivo risciacquo del prodotto. Citral: sostanza formata da geraniale e nerale utilizzata per fragranza limone.

Allegato III del Reg. 1334/2008

Allegato III del Reg. 1334/2008: elenco delle sostanze per le quali esiste una limitazione di impiego nell'applicazione degli aromi. Denominazione di sostanza: ci si riferisce alle singole sostanze chimiche. Ognuna di per sé non costituisce un aroma nel senso che possa costituire un prodotto vero e proprio da utilizzare ai fini aromatizzanti in un prodotto alimentare. Mentofurano: componenti dell'aroma menta. Ma non si può considerare come aroma finito. È un costituente di un aroma finito. Tenore massimo è mg su kg di alimento. Ad esempio, per bevande alcoliche il tenore massimo di beta-asarone è 1 mg su litro di prodotto (si esemplifica 1 kg con un litro perché la differenza viene trascurata).

Il componente estragolo viene utilizzato in prodotti a base di latte, frutta secca con guscio, bevande alcoliche, prodotti a base di pesce ecc... con tenore massimo diverso in base al prodotto. Acido cianidrico in torrone, frutta con nocciolo in scatola. Di uno stesso composto da limitare sono indicati come tenori massimi quantità differenti. Ad esempio, il pulegone in confetteria è di 250 mentre in una gomma da masticare è diversa 350, nelle bevande analcoliche contenenti menta/menta peperita è 20, per bevande alcoliche invece è 100. Si tiene conto del consumo medio delle bevande analcoliche e di quelle alcoliche e la tolleranza è maggiore per quelle alcoliche perché di bevande alcoliche se ne assumono quantità inferiori a quelle analcoliche e quindi la tolleranza può essere maggiore.

Il prodotto alimentare di cui si fa maggior consumo occorre che per chilo il prodotto da limitare sia in quantità minore. Quassina presente negli amari presente in limitazioni diverse in funzione del prodotto alimentare in cui va ad essere utilizzato, nelle bevande alcoliche il tenore massimo è minore (0,5) mentre nei prodotti della panetteria la quantità tollerabile è maggiore (1) e ancora più alto per le bevande alcoliche (1,5). Di sostanze da limitare non ce ne sono tantissime per apportare un vincolo di sicurezza al consumo di questi alimenti citati nelle tabelle. Nelle bevande amare, spiritose con gusto amaro bisogna limitare anche la teucrina. I prodotti possono presentare all'interno diverse sostanze limitanti. Altre sostanze limitate sono tuione (alfa e beta) che deriva dall'artemisia. Altra sostanza limitata è la cumarina utilizzata per i prodotti della panetteria, cereali e dessert sempre con un tenore massimo diverso in base all'utilizzo.

In conclusione

Reg CE 1334/2008: regolamento che fa riferimento ai tenori massimi. Tuione: nello zenzero, ginepro, salvia. Comuni erbe aromatiche. L'eccesso di salvia si deve limitare proprio perché apporta una certa quantità di tuione che non è molto tollerata per il consumo umano e quindi è stata limitata per prevenire possibili eccessi d'uso. Esistono nella comune preparativa casalinga dei liquori a base di salvia che devono essere utilizzati in quantità molto limitata perché il rapporto di tuione non sia molto alto. Anche il timo presenta questa sostanza. Uso di liquori al timo e ginepro. Le limitazioni sono riferite ai produttori di bevande al ginepro a cui si impone di utilizzare una quantità limitata di ginepro stesso per evitare un consumo di tuione molto elevato. Si limita il suo impiego per garantire a chi vende il liquore stesso di vendere qualcosa in cui la limitazione del tuione è rispettata. L'eccessivo tuione provoca mal di stomaco.

La salvia è portatrice di tuione. Eseguendo un tracciato gas cromatografico, che è la fotografia dei diversi componenti apportati da un olio essenziale di salvia in cui le diverse altezze dei picchi rappresentano le quantità di singoli componenti identificati con una tecnica cromatografica (gas cromatografia), se le altezze dei picchi sono grandi vuol dire che il contenuto relativo è maggiore. Si usa apporre dei numeri in cima al picco con una legenda in cui si citano le denominazioni dei singoli componenti dell'olio essenziale. Olio essenziale: parte più importante dell'erba aromatica. Tutte le erbe aromatiche in condizioni particolari rilasciano questo olio essenziale. Gli oli essenziali sono presenti in quantità molto differenziata in base alle erbe aromatiche. Il modo più semplice di estrazione è ad esempio mandarino e arancia è prendere in considerazione solo la buccia e strizzarli e si vede fuoriuscire l'olio assimilabile all'olio essenziale che ha una particolare tenuta alla viscosità. Attribuisce caratteristiche organolettiche particolari al frutto in sé.

Conclusioni sugli oli essenziali

È contenuto solo nella buccia o anche nel succo di arancia? Nel succo sì, sono contenuti alcuni componenti chimici che fanno parte dell'olio essenziale, ma non tutto l'olio essenziale è contenuto nel succo di un frutto, ma solo alcuni componenti nell'olio essenziale a conferire al succo stesso una caratteristica sensoriale accettabile e caratterizzante del frutto stesso. I frutti citrici (arancia, limone, mandarino, bergamotto). Erbe aromatiche: quelle che normalmente hanno uso culinario (salvia, menta…). Piante officinali: originano anch'esse degli oli essenziali ma non sempre le erbe definite officinali sono edibili, il più delle volte vuol dire che hanno un uso farmaceutico. Fa riferimento a una colta quando si parlava di officine farmaceutiche. (lavanda). Il mondo degli oli essenziali è molto variegato. Esistono quelli alimentari e officinale. L'olio essenziale di arancia si estrae dalla scorza. Quando si deve produrre un'aranciata l'olio essenziale costituisce materia prima fondamentale per la produzione di un'aranciata pur quanto il frutto non contiene tutto l'olio di superficie ma solo una frazione. Dalla superficie si produce l'aroma per conferire tono arancia ad un'aranciata. Quindi l'olio essenziale pur non essendo un costituente tutto rappresentato per intero nel frutto di arancia, si utilizza come materia prima per produrre l'aroma per le aranciate. Il limone anche non contiene come succo tutti i componenti dell'olio essenziale di limone. Ma per produrre il succo di limone industrialmente userò l'aroma come materia prima per produrre la bevanda. (limoncello: scorze con acqua e alcool, la scorza cede i componenti dalla superficie) bevanda alcolica a base di olio essenziale di limone. Di questi oli essenziali se ne fa un uso variegato: se si vuole conferire un tono leggermente simile a quello di limone in un'aranciata per enfatizzare l'impatto aromatico si può utilizzare olio essenziale di limone per consentire una produzione diversificata di aranciata. L'olio essenziale di cedro si aggiunge in piccola quantità a un olio di limone a cui conferisce una caratteristica molto importante, ne basta pochissimo per impartire caratteristica del cedro. (concetto di