Az életünkben kiemelkedő szerepet játszanak az  ízek, aromák, illetve illatok: erős érzelmeket, régi emlékeket idézhetnek fel. Gondoljunk csak az édesanyánk vagy nagymamánk süteményére, parfümjére, párunk illatára vagy éppen egy jó bor bukéjára… Kétségtelen, hogy fontosak számunkra, fogyasztók számára. Csakhogy a kutatók, fejlesztők és gyártók számára is nélkülözhetetlenek! E szemszögből, megközelítésből vajon mit rejtenek, jelentenek az aromák?

Az aromaelemzés a termékek minőségbiztosítása szempontjából is igen értékes lehet. Az aroma analízissel megválaszolandó megannyi különböző kérdés  száma ugyanolyan bőséges, mint maga az aromavegyületek birodalma… Rengeteg!

Az „aroma”, mint szakkifejezés kizárólag az illékony vegyületeket, összetevőket jelenti, melyek érzékelhetőek szaglószervvel, mint például az emberi orral. Az aroma kialakításában – rendkívül nagy számuk ellenére – csak korlátozott mennyiségű illóanyag vesz részt. Különösen fontosak az aroma-aktív vegyületek, melyeknek csak kis része illékony vegyület – az ételek, élelmiszerek esetében ez körülbelül 5%. Ezen túlmenően e aromás anyagokat általában csak nagyon alacsony koncentrációban találjuk meg, melyek ennek dacára elegendőek az emberi orr szaglószervi receptorainak stimulálásához – vagyis az illatküszöb feletti mennyiségben vannak jelen. Ugyanakkor arra is van példa, hogy több küszöbérték alatti koncentrációban jelenlévő illóanyag együttesen már képes a termék aromáját, jellegzetességét kialakítani, alkotni.

Itt két fogalmat érdemes megkülönböztetni:

  • „Key odorants”, vagyis kulcsfontosságú illatanyagok: egy adott élelmiszerre vonatkoztatva azon molekulákat jelentik, melyek döntő szerepet játszanak az élelmiszer jellegzetes illatának kialakításában (pl. benzaldehid – mandula).
  • „Off-flavors”, vagyis off-zamatanyagok: a kedvezőtlen illatú vagy szagú anyagok.

E fogalmak használata az adott élelmiszertől is függhet: ugyanaz a molekula hozzájárulhat egy bizonyos harapnivaló megszokott illatához vagy ízéhez, míg egy másik ételnél nemkívánatos hatást válthat ki. Például egy alkoholos italban az etanol illata normális, szükséges a megszokott illatához és ízéhez, de egy gyümölcsnél – melyet a spájzból szedünk elő és megszeretnénk csak úgy enni, nyersen  – már nemkívánatos.

Kép forrás: Freepik; Saját szerkesztés

Az olyan közismert íz-és illat élmények, mint a „füst”, „vanília” és „kávé” általában különféle aromájú vegyületekből tevődnek össze. Az aroma érzékelés az érzékszervi percepció (észlelés, érzékelés) egy részét képezi, mely az illattal és az ízzel együtt, egyfajta trigeminális érzékelésként valósul meg.

Míg az orr szaglószervi receptorai az aroma illékony vegyületeit érzékelik – melyeket maga az orr vagy a torok is bejuttathat a szervezetbe,  addig – ellentétben az aromával -, egy termék íze az ötödik agyideg (háromosztatú ideg) révén érzékelhető az emberi ízlelőszerven és a trigeminális érzékelésen keresztül. Ez az interakció egy általános érzékszervi benyomást kelt, az úgynevezett „ízt”.

Hogyan érzékeltetik és észlelik az aromát?

Többféle módszer, eljárás létezik, melyek közül talán a legismertebb és legnépszerűbbeket emelném ki.

Az analitikai berendezés műszeres detektorának érzékenysége gyakran nem tudja tartani a lépést az emberi orral. Így az aromák egyes alkotóelemeinek meghatározása kombinált mérési elv alapján is történhet: a gázkromatográfiás elválasztást követően, a mérés egy szippantási nyíláson keresztül történik, ahova is a mérést végző személynek az orra kerül! E technika ismertebb nevén: olfaktometriás gázkromatográfia (GCO). Az eljárás egyik kihívása maga a szakképzett vizsgáló, vagyis az emberi tényező. Hiszen a módszer eredményét a tudományos válasz és az emberi érzékelés kombinációja adja.

A másik legnépszerűbb technika a GC-MS, vagyis a gázkromatográfiás berendezés tömegspektrométerrel való összekapcsolása. Működési elve leegyszerűsítve a következő: mivel minden anyag – szerkezetétől függően – sajátos ionokra bontható, így a műszer célja, hogy detektálható, széttördelt, szétválasztott ionokat hozzon létre. Ezáltal következtetni lehet a kiinduló anyag szerkezetére. A módszer fő hátránya, hogy drága, a műszer komplex és az egyes mintákhoz szükséges mérési idő sok.

Az utóbbi évek fő kutatási és fejlesztési témája az elektronikus vagy okos orr (E-Nose, SmartNose). Nos úgy tűnik, hogy, a világ robotika irányába mozdulása során, egy orrgyártás is besikerült…Bár nem igazán emberi orr formájú.  Maga az elektronikus orr az emberi orr szaglási rendszerét mimikálja. Mesterséges receptorok érzékelőrendszerén alapszik. A kémiai érzékelők sorozata egy mintázatfelismerő rendszerhez kapcsolódik, mely a rajta áthaladó szagokra reagál. A különböző szagok eltérő reakciókat okoznak az érzékelőkben, és ezek a válaszok egy adott aromára jellemző jelmintát adnak. A számítógép adatlemező szoftverrel kiértékeli a kapott jelmintát a mintázatfelismerési módszerek segítségével. Egyfajta „ujjlenyomat” felismerőként is szokták emlegetni. Nem csak az élelmiszer és kozmetikai iparban használják, hanem mezőgazdasági, orvosbiológiai, környezetvédelmi, katonai, gyógyszerészeti, szabályozási és különféle tudományos kutatási területeken is.

Már a Richie Rich film (1994) korában is tudták mekkora durranás az E-orr, jó példa rá a filmbéli Szimatmester 9000… Pedig még csak a film előtt ~10 évvel merült fel az E-orr ötlete!

Megjegyzés: Az elektronikus orr újabb fejlesztési iránya a szimatolás kivitelezése, illetve a pontosság növelése.

Rövid (1 perces) tudományos videó az elektronikus orr működéséről (angol nyelven):

https://www.youtube.com/watch?v=3-lHCkK5faM

De mégis miért elemezzük az aromát? Egyáltalán hasznos? Néhány gyakorlati példa szemléltetésképpen.

Az aromák analizálásával nem csak a méz botanikai eredetének hitelességét (pl. hamisítás esetén), hanem az alapanyagok szennyezettségét (pl. kukorica-aflatoxin) is meghatározhatjuk. Az osztályozástól, minősítéstől (pl. kávé) egészen az adott termékben zajló mikrobiológiai folyamatok (pl. hús megromlása) megállapításáig alkalmazhatóak e mérési rendszerek.

A rengeteg féle terület között az aromaelemzés előnyös lehet a termékgyártás és fejlesztés során is. Az alábbi példák jó demonstrációként szolgálhatnak:

  • Egy új termék fejlesztése során a fogyaszthatósági, minőségmegőrzési idő meghatározása – tárolási teszt alkalmazása; a termék aromája meddig képes a kívánt minőséget megtartani.
  • Egy gyártási folyamat/technológia megváltoztatása előtt, a megváltoztatott körülmények befolyásoló hatásának felmérése a termék aromájának minőségére.
  • Nyersanyag és/vagy alapanyag hiánycikk esetén az ár általában jelentősen emelkedik, mely a fogyasztók és a gyártók számára egyaránt kedvezőtlen. Így az adott termék úgymond „olcsósítása” végett a receptet megváltoztatnák. Ugyanakkor továbbra is olyan terméket szeretne a gyártó, amelynek az aroma minősége ugyanaz, de az alapanyag/nyersanyag szükséglete viszont kisebb.
  • A beszállító bizonyos alapanyagokat már nem képes a szokásos minőségben szállítani. Ilyen esetben az aromaelemzés meghatározza, prezentálja, hogy a nyersanyag új minősége milyen mértékben befolyásolja a termék aromájának minőségét.
  • A mai világban egyre kevésbé szereti a fogyasztó a hozzáadott aromák használatát. Ezért bizonyos gyártók a „clean labelling” fogyasztói mozgalom, trend alapján igyekeznek, próbálják csökkenteni a felhasznált mennyiséget. Viszont olyan csökkentett szintet szeretnének elérni, amely mellett a termék aromájának minősége továbbra is fenntartható. Ennek a szintnek a meghatározása szintén köthető aromaelemzéshez is.
  • Egy ismeretlen eredetű recept esetében támpontot ad az aroma fő alkotóelemeinek a meghatározása, vizsgálata, mellyel fény derülhet az egyes összetevőkre is.

…És ez még csak a sor kezdete, illetve az élelmiszeripar vonzáskörzete. Mindezen felül még megemlítendő az elektronikus orr kapcsán, hogy bizonyos betegségek meghatározására is képes. Továbbá a komposztálás, növényi bomlás elemzésére, nyomonkövetésére is használják, sőt bűnügyi nyomozások során is alkalmazzák…Gondoljunk csak bele, hogy ha ennyi mindenre már most képes az aromaelemzés, akkor mi minden lesz kimutatható a jövőben? Az intenzív kutatás és fejlesztés után már lehet elképzelni sem tudjuk.

 

Forrás:

Hasin Alam, S. Hasan Saeed: 2013. Modern Applications of Electronic Nose: A Review. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE) Vol. 3, No.1, p. 52-63.

Tothill, I.E.; Turner, A.P.F.: 2003. BIOSENSORS in Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition)

Mottram, D.S. ;Elmore, J.S. : 2003. SENSORY EVALUATION | Aroma in Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition)

Pardo, M.; Sberveglieri, G.: 2002. Coffee analysis with an electronic nose. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement Vol. 51 , Issue 6, p. 1334 – 1339.

I1, I2, I3, I4, I5

Képek: Richie Rich film,  Pixabay, Freepik

Szerző:

Kertészmérnök és okleveles élelmiszermérnök, termékfejlesztési szakiránnyal. Több éves kutatásainak főbb tárgyát a Stevia rebaudiana Bertoni növény képezte, melyet mind kertészeti aspektusból, mind pedig funkcionális növényként, élelmiszerként is tanulmányozott. A témájával az országos tudományos diákköri konferencián II. helyezést ért el.

Képzése mellett több szakmai tanfolyamon részt vett, köztük minőségirányítási rendszer belső auditori és biostatisztikai képzésen is. Illetve a Food Revolution franciaországi ifjúsági találkozóján és a klímaváltozás hatásait és kihívásainak kezelési lehetőségeit vizsgáló projektben is szerepelt résztvevőként.