Carnea și produsele din carne constituie o sursă importantă de proteine ​​în dieta omului, iar aportul lor este determinat de factori socio-economici, probleme etice, credințe religioase și tradiție.

Calitatea acestor produse și atractivitatea lor pentru consumatori sunt, în mare parte, atribuite gustului, acesta fiind o sumă a senzațiilor gustative și olfactive și a percepției senzoriale.

Compușii volatili au, din această perspectivă, o foarte mare importanță. Modul în care ei acționează a fost studiat la Universitatea din Kracowia, rezultând raportul cu titlul ”Volatile compounds in meat and meat products”, semnat de  Monika Kosovska, Małgorzata Majcher și , Teresa Fortuna, pe care vi-l prezentăm mai jos.

Doar 3 % din 10.000

Carnea crudă este descrisă ca fiind sărată, metalică și sângeroasă, cu aromă ușor dulce (Soncin și colab., 2007). Ea are o aromă slabă, însă constituie o sursă bogată de compuși care sunt precursori ai compușilor volatili.

Tratamentul termic inițiază o serie de reacții care au ca rezultat dezvoltarea aromei caracteristice. Aceste reacții sunt multidirecționale și includ: reacții Maillard, oxidarea lipidelor, interacțiunile dintre produșii de reacție Maillard și produșii de oxidare a lipidelor, precum și degradarea tiaminei (MacLeod, 1998).

Tratamentul termic al cărnii slabe (vită, porc, pasăre și miel), conferă o aromă de carne nespecifică speciei, în timp ce încălzirea cărnii care conține grăsimi, în special fosfolipide și, într-o măsură mai mică, trigliceridele, care determină dezvoltarea unei arome specifice speciei a cărnii. (Warris, 2020).

În timpul prelucrărilor termice se generează mii de compuși volatili care aparțin diferitelor clase chimice: hidrocarburi, alcooli, aldehide, cetone, acizi carboxilici, esteri, lactone, furani, pirani, piroli, pirazine, piridine, fenoli, tiofeni, tiazoline, oxazole, oxazole. și alți compuși cu azot sau sulfuric.

Savoarea cărnii specifică speciei este determinată de amestecuri de compuși volatili care, în cazul produselor tratate termic, pot include chiar și câteva sute de compuși. De exemplu, cca. 880 de compuși volatili au fost identificați în carnea de vită gătită (Mottram, 1994).

Contribuția compușilor volatili individuali la dezvoltarea aromei caracteristice variază. Doar o mică parte din acest număr mare de compuși volatili care apar în produsele alimentare contribuie la dezvoltarea aromei. Prin urmare, este extrem de important să se separe compușii aroma-activi de ceilalți constituenți ai alimentelor inodore.

Se estimează că doar 3% din cca. 10.000 de compuși volatili identificați sunt capabili să transmită mirosuri produselor alimentare (Hofmann et al., 2014). Mirosul unui produs alimentar este caracterizat prin intermediul valorii Odor Activity Value (OAV), care este calculată ca raport între concentrația unei substanțe volatile și pragul senzorial al acesteia.

Iar, aroma unei specii de carne este un amestec de compuși volatili reprezentând diverse note aromatice. În amestecul gătit, în afară de notele de aromă tipice de carne, cum ar fi: 2-metil-3-furantiol sau bis-(2-metil-3-furan) disulfură, există și compuși caracteristici și mirosuri asemănătoare, care, luate împreună, reflectă un caracter tipic al unui produs alimentar.

Precursori ai compușilor volatili

Carnea crudă se caracterizează printr-un miros foarte slab, însă constituie o matrice bogată în precursori nevolatili ai compușilor volatili responsabili de dezvoltarea aromei produselor din carne. Ea conține aminoacizi, peptide, zaharide, săruri anorganice și acizi anorganici (MacLeod, 2018). Rolul cheie este, totuși, atribuit aminoacizilor și peptidelor, precum și zaharurilor reducătoare.

Ele se formează în timpul transformărilor după sacrificare, care au loc în carne ca urmare a activității enzimelor, incluzând degradarea proteinelor în primul rând în peptide și apoi în aminoacizi (Meinert et al., 2017) și degradarea glicogenului în glucoză (Meinert et al., 2019). ).

O fracție importantă în sinteza substanțelor volatile este țesutul adipos, care suferă transformări care au ca rezultat formarea mai multor substanțe reactive, precum: acizi, alcooli, aldehide sau cetone. Peptidele și oligopeptidele formate în timpul procesului de coacere a cărnii sporesc aroma cărnii.

Un rol special este atribuit în acest proces peptidelor mici (3-10 kD) (Claeys et al., 2014), așa-numitele peptide Maillard – 1-5 kD (Ogasawara și colab., 2006) și oligopeptidelor bogate în acid glutamic. (Henriksen & Stahnke, 1997).

Aminoacizii liberi, în special cei sulfuric, cum ar fi cisteina și metionina, sunt substraturile de bază în reacțiile Maillard și reacția de degradare a lui Strecker (Majcher & Jeleń, 2007). Interacțiunile zaharurilor cu aminoacizii sulfuric au ca rezultat formarea multor compuși volatili cheie cu note caracteristice de aromă de carne (Elmore et al., 2002).

La rândul lor, interacțiunile aminoacizilor fără sulf cu zaharurile duc la formarea de compuși cu azot, cum ar fi, de ex. pirazine (Ames et al., 2007). S-a constatat că sinteza pirazinelor este îmbunătățită prin adăugarea de glicină (Parker și colab., 2009). Ca rezultat al reacției Strecker, fenilala Nine este degradată în fenilacetaldehidă, caracterizată printr-un gust ușor dulce și miros asemănător mierii, în timp ce metionina este degradată în methional cu un miros tipic de cartofi fierți (Granvogl et al., 2012).

Grăsimile și acizii grași

Grăsimile și acizii grași joacă un rol semnificativ în conferirea unei arome specifice anumitor specii de carne. Fracțiunea principală de lipide responsabile de formarea unor substanțe volatile specifice include fosfolipidele (Soncin și colab., 2007) și, într-o măsură mai mică, triacilglicerolii (Meinert și colab., 2007). Această specificitate se datorează diferențelor de profil de acizi grași la diferite specii de animale.

Acizii grași conținuți în fosfolipide sunt mai nesaturați în comparație cu acizii prezenti în triacilgliceroli. Fosfolipidele conțin cantități relativ mari de acizi linolenic și arahidic, care sunt supuși proceselor de auto-oxidare care au ca rezultat formarea diferiților compuși.

Lipidele oxidate intră în reacții cu produșii de reacție Maillard, ceea ce are ca rezultat sinteza multor compuși importanți precum pirazine, tiazoli și tioli. Tiamina este o vitamina importanta care se gaseste in mod natural in carne. În carnea de porc, conținutul său variază de la 0,8 la 1,1 mg/100 g (Gerber și colab., 2019).

Degradarea termică a tiaminei are ca rezultat formarea de compuși volatili tranzitori și finali, care afectează dezvoltarea mirosului în produsele din carne, cum ar fi tiazolii, tiofenii și furanii. Se formează substanțe volatile care se caracterizează prin unele note aromatice.

Factori care afectează modificările compușilor volatili

Compoziția compușilor volatili din produsul finit este influențată de o varietate de factori: rasa, sexul, dieta și vârsta unui animal, condițiile și procesul de sacrificare, durata și condițiile de păstrare a cărnii, tipul de mușchi, prepararea cărnii și tipul de aditivi aplicați, precum și starea tratamentului termic (gătit, prăjire, afumare).

Investigațiile au demonstrat că palatabilitatea cărnii diferă semnificativ, în funcție de rasa din care provine. De exemplu, carnea de vită provenită de la bovine frizone se caracterizează prin note mai puternice de aromă grasă și postgust în comparație cu carnea de bovine din rasa Pirenaica, ceea ce se datorează diferențelor de compoziție a substanțelor volatile.

Carnea obținută de la tauri se caracterizează printr-un miros mai puternic de ficat sângeros, în comparație cu carnea junincilor. Mirosul este legat de conținutul unor astfel de compuși volatili precum: hidrocarburi, aldehide, alcooli și cetone (Gorraiz și colab., 2002).

Carnea de vită produsă din bovine din rasa Wagyu este mai aromată decât carnea obținută din rasele lactate. În plus, conține mai multe substanțe volatile și concentrații mai mari de acizi volatili, lactone și aldehide comparativ cu carnea raselor de lactate caracterizată prin conținutul ridicat de aldehide și alcooli (Sato și colab., 1995).

Impactul dietei animalelor

Dieta animalelor are un impact mare asupra palatabilității cărnii produse și, în consecință, asupra compușilor volatili formați (Wood et al., 2008). Hrănirea vitelor cu cereale mărește greutatea carcasei și conținutul de grăsime intramusculară în comparație cu hrănirea cu furaj verde.

Carnea de vită provenită de la animalele cărora li s-au administrat furaje verzi se caracterizează printr-un conținut mai mare de acid linolenic și printr-un conținut mai scăzut de acizi oleic și linoleic decât carnea de vită produsă de la animalele cărora li s-a administrat furaj concentrat, ceea ce afectează în cele din urmă și substanțele volatile formate (Elmore et al., 2014).

În general, carnea obținută din sistemul de producție ecologică are gust și aromă care sunt mai dorite de consumatori (Horsted et al., 2012). La rândul ei, carnea de oaie care pășește pe pășuni este bogată în terpene și diterpenoide, în timp ce cea a amestecurilor de furaje administrate de ovine se caracterizează printr-o concentrație mare de γ-lactone. Sivadier et al. (2010) sugerează că 2,3-octandiona poate fi un biomarker care confirmă că mielul care s-a hrănit pe pășuni.

Un efect special în dezvoltarea aromei cărnii de pasăre este atribuit acidului linolenic. Totuși, o dietă bogată în uleiuri de in și rapiță și în carne de pește poate avea un impact negativ prin conferirea mirosului și gustului extrinsec (Kostecka & Łobacz, 2009).

În schimb, modificări pozitive ale compușilor de aromă sunt observate la suplimentarea dietei animale cu tocoferoli (Milczarek și colab., 2013) și ierburi (Maślanko & Pisarski, 2009). O dietă bogată în tocoferoli și seleniu previne formarea compușilor de sulf care sunt nedoriți în carnea crudă (Wojtasik-Kalinowska et al., 2016).

Maturarea cărnii și aroma

Maturarea după sacrificare a cărnii îi afectează frăgezimea și îi dezvoltă profilul de aromă. Compușii eliberați post-mortem, precum: zaharuri, aminoacizi, peptide, acizi organici și produse de degradare a nucleotidelor adeninei, afectează dezvoltarea aromei finale a cărnii (Liu et al., 2012).

Carnea de vită necoaptă are o aromă slabă, blândă, în timp ce procesul de coacere crește și intensifică aroma sa. Maturarea timp de până la 14 zile mărește gustul gras și notele evaluate pozitiv precum: carne de vită, bulion, dulce, caramel, dar și cele percepute negativ plac: carton, amar și acru (Bruce et al. , 2005).

Volatile aromatice active se formează apoi în principal ca rezultat al proceselor de oxidare a lipidelor, de exemplu: nonanal, 2,3-octandionă, pentanal, 3-hidroxi-2-butanonă, 2-pentil furan, 1-octen-3-ol, butanoic acid, pentanal și acid hexanoic (Stetzer și colab., 2008).

Rolul cheie în dezvoltarea aromei produselor din carne este atribuit temperaturii, duratei și tipului de tratament termic aplicat. În timpul tratamentului termic au loc o serie de reacții care au ca rezultat formarea a sute de substanțe volatile responsabile pentru aroma de carne specifică speciei.

Carnea este expusă la diferite procese termice, inclusiv: prăjire, prăjire, grătar și gătit. Temperaturile ridicate induc formarea unor cantități mari de compuși heterociclici.

Compuși volatili în diverse tipuri de produse din carne

Savoarea produselor din carne este rezultatul mai multor factori, dintre care cei mai importanți includ: componente și parametri ai procesului de producție. Semnificația cheie în dezvoltarea aromei produsului finit este atribuită tipului de carne aplicată, deoarece afectează compoziția compușilor volatili.

Principalele substanțe volatile ale cărnii de vită gătite includ: octanal, nonanal, (E,E)-2,4-decadienal, metanetiol, methional, 2-furfuriltiol, 2-metil-3-furantiol, 3-mercapto-2-pentanonă și 4 -hidroxi-2,5-dimetil-3-(2H)-furanonă. Acești compuși se găsesc și în carnea gătită de porc și pui, totuși concentrațiile lor diferă între specii.

Notele de miros de carne și caramel tipice cărnii de vită gătite sunt atribuite concentrației mari de: 2-furfuriltiol, 2-metil-3-furantiol și 4-hidroxi-2,5-dimetil-3-(2H)-furanone. Concentrația de compuși carbonilici cu note de miros gras, cum ar fi hexanal, oxtanal și nonanal, este mai mică la carnea de porc decât la carnea de vită.

Cu toate acestea, raporturile dintre conținutul de compuși care conferă note grase și aceștia care conferă note de carne sunt mai mari decât în ​​carnea de vită (Belitz et al., 2009). Cei mai importanți compuși volatili ai cărnii de pasăre gătite includ: 2-furfuriltiol, hexanal, 2(E)-nonenal, 2,4(E,E)-nonadienal, 2,4(E,E)-decadienal și 2,4( E,Z)-decadienal (Kerler & Grosch, 1997).

În timpul oxidării grăsimii de pasăre, (E,E)-2,4-decadienal și γ-dodecalacton se formează din acizii linoleic care sunt tipici aromei cărnii de pui (Gasser & Grosch, 1991; Chen & Ho, 1998). În timpul tocătării pe termen lung a cărnii de vită, apare 12-metiltridecanal, care este un compus important din punct de vedere al olfacției retronazale, deoarece este responsabil pentru senzația caracteristică de sațietate și aromă. Acest compus este tipic pentru carnea de vită și nu se formează după tratamentul termic al cărnii de porc și de pasăre.

Compușii volatili din produsele fierte și uscate

O mare parte din lucrările de cercetare sunt dedicate produselor din carne uscate și fierte. Șuncile fierte umede au fost analizate și, comparativ, acestea se caracterizează prin conținuturi semnificativ mai mici de compuși carbonilici.

De asemenea, s-au descoperit că ele conțin mulți compuși volatili proveniți, atât din reacțiile care se desfășoară în carne, cât și din condimente adăugate sau din procesul de afumare aplicat, adică: alcani, alchene, aldehide, cetone, alcooli, hidrocarburi aromatice, acizi carboxilici, esteri, terpene, compuși ai sulfului, furani, pirazine, amine și clorură.

Cu toate acestea, doar o mică parte din acești compuși contribuie la dezvoltarea unui caracter tipic al unui produs. Cele mai importante substanțe volatile identificate au inclus: terpenele (1,8 - cineol, linalol, L - carvonă, cinamaldehidă, mentol) provenite din condimente, precum și compuși cu sulf și acid 3-metil-butanoic formați în urma reacției de degradare a Strecker (Toldrá & Flores, 2007).

În cazul șuncilor uscate, aldehidele, alcoolii și cetonele au avut un efect semnificativ asupra aromei caracteristice produselor finite. Analizele au arătat prezența: benzaldehidă, 2-heptanonă, hexanal, hexanol, limonen, 3-metilbutanal, 2-nonanone, octanol, pentanol, propanonă și butanol (Luna și colab., 2006; Garcia-Gonzalez și colab., 2008). ).

Un grup interesant de produse din carne include cârnații cruzi copți. Compușii volatili formați în timpul procesului de coacere aparțin multor clase. De exemplu, 51 de substanțe volatile cheie au fost identificate într-un cârnați de salam de tip maghiar.

Acestea au inclus acizi grași cu lanț scurt și produse de fermentație (acid acetic, acetaldehidă, acid butanoic și acid 3-metilbutanoic), precum și produse de degradare a aminoacizilor (methional, fenilacetaldehidă și 3-metilbutanal) (Söllner & Schieberle, 2009).