Жидкий дым — это водорастворимая жидкость желто-красного цвета [1], используемая в качестве ароматизатора в качестве заменителя для приготовления пищи с использованием древесного дыма , сохраняя при этом аналогичный вкус. Его можно использовать для ароматизации любого мяса или овоща. Он доступен в виде чистого конденсированного дыма из различных видов древесины, а также в виде производных формул, содержащих добавки.
Пиролиз или термическое разложение древесины в условиях низкого содержания кислорода возникло в доисторические времена для получения древесного угля . Конденсаты паров в конечном итоге были получены и признаны полезными в качестве консервантов. На протяжении столетий конденсаты древесного дыма на водной основе в народе назывались « древесным уксусом », предположительно из-за его использования в качестве пищевого уксуса . Плиний Старший в одном из своих десяти томов « Естественной истории» записал использование древесного уксуса в качестве бальзамирующего средства, заявив, что он превосходит другие методы лечения, которые он использовал. В 1658 году Иоганн Рудольф Глаубер изложил методы получения древесного уксуса во время изготовления древесного угля. [2] Кроме того, он описал использование нерастворимой в воде фракции смолы в качестве консерванта древесины и задокументировал замораживание древесного уксуса для его концентрирования. Термин « пиролигенная кислота » для древесного уксуса появился к 1788 году.
В Соединенных Штатах в 1895 году Э. Х. Райт открыл эру коммерческого распространения пиролиновой кислоты под новым названием «жидкий дым». [3] Среди инноваций Райта были стандартизация продукта, маркетинг и дистрибуция. «Жидкий дым» Райта, с 1997 года принадлежащий B&G Foods , и его современные преемники всегда были предметом споров относительно их содержания и производства, но в 1913 году Райт одержал победу в федеральном деле о неправильном брендинге. Судья по делу Ван Валкенбург написал: [4]
Правительство, пытаясь показать, что это не дым, полученный в результате горения, показало, что он производится точно таким же образом, как указано на этикетке. Дело в том, что они произвели здесь нечто, что, как они говорят, имеет что-то от вкуса и свойств, похожих на целебные свойства дыма; они получают это из древесины, и они получают это путем перегонки, и это оказывается веществом, похожим, если не совсем идентичным, на пиролиновую кислоту. Ну, никто не может обмануться, думая, что это именно то, в чем обвиняет обвинительное заключение, в чем их обманывают. Это вещь, которая производится таким образом с помощью искусства и методов, используемых в ней, что применение термина «дым» к ней кажется мне уместным или применимым, а не обманчивым, и это не обманывает в том смысле, который подразумевает этот закон.
Исторически все продукты пиролиновой кислоты, продукт Райта и многие другие конденсаты производились как побочные продукты производства древесного угля, который имел большую ценность. Химикаты, такие как метанол , уксусная кислота и ацетон, были выделены из этих конденсатов и проданы. С появлением более дешевых источников ископаемого топлива сегодня эти и другие химикаты, полученные из древесины, сохраняют лишь небольшие ниши. Сегодня в мире существует множество производственных площадок, большинство из которых пиролизуют древесину в первую очередь для получения конденсатов, которые далее перерабатываются для производства сотен производных продуктов. Теперь их называют не столько жидкими продуктами дыма, сколько ароматизаторами дыма, ароматизаторами дыма и натуральным конденсированным дымом.
Конденсированные продукты деструктивной перегонки древесины называются «жидким дымом» или «пиролиновой кислотой». Не существует стандартов идентичности, предписанных методов производства или тестов, которые различают жидкий дым и пиролиновую кислоту; их можно считать одинаковыми. Однако многочисленные переменные, которые изменяются во время пиролиза, приводят к широкому диапазону составов конденсатов. [5] Кроме того, реализация многих дальнейших этапов обработки путем концентрации, разбавления, перегонки, экстракции и использования пищевых добавок привела к появлению сотен различных продуктов на мировом рынке.
Древесина, особенно твердая древесина, является наиболее широко используемой биомассой, пиролизуемой для получения жидкого дыма. Коммерческие продукты производятся с использованием как периодических, так и непрерывных методов. Коммерческие продукты производятся с использованием ряда реакторов от вращающихся кальцинаторов, [6] подогреваемых шнеков, [7] печей для обжига угля периодического действия, [8] до реакторов быстрого пиролиза. [9] Тип процесса и условия обработки приводят к большим различиям между конденсатами, чем различия между обычными типами древесины, которые используются. [10] Такие переменные, как скорость подачи, время пребывания паров, размер частиц, проникновение кислорода и температура, могут оказывать существенное влияние на выход и состав конденсатов. В литературе приводятся широкие диапазоны химического состава, и если не указаны процесс и условия, полезность таких результатов ограничена. Коммерческие производители стремятся контролировать свои производственные переменные, чтобы стандартизировать составы продуктов.
Вода добавляется либо во время конденсации, либо после, чтобы вызвать разделение трех фракций. [11] После добавления воды водная фаза становится самой большой и полезной фракцией. Она содержит химические соединения, полученные из древесины , с более высокой химической полярностью, такие как те, которые содержатся в химических классах карбоновых кислот , альдегидов и фенолов . Многие соединения вместе отвечают за вкус, потемнение, антиоксидантные и антимикробные эффекты дыма и жидкого дыма. Наименьшая конденсированная фракция - это верхняя фаза с самой низкой полярностью, которая представляет собой смесь фитостеролов и других маслянистых, восковых веществ. Нижнюю фазу обычно называют дегтем . Это смесь фенольных полимеров средней полярности, вторичных и третичных продуктов реакции, [12] некоторые из водорастворимых полярных соединений, распределенных в количестве, которое регулируется индивидуальными коэффициентами распределения , вода и основная часть полициклических ароматических углеводородов . Древесная смола использовалась в качестве консерванта, водоотталкивающего средства и антисептика. Березовый деготь производился как товарный продукт в больших масштабах в Северной Европе. Сегодня коммерческие продукты жидкого дыма все еще производятся из этой фазы. [13] Конденсаты жидкого дыма производятся в коммерческих целях для мировой мясной промышленности в США и Европе и регулируются правительствами. Жидкий дым все еще называют древесным уксусом, и производится и используется в таких местах, как Япония, Китай, Индонезия, Малайзия, Бразилия и Юго-Восточная Азия. [14]
Применение жидкого дыма к пищевым продуктам расширилось и охватывает широкий спектр методов [15], в которых используются тысячи коммерческих формул по всему миру. Жидкий дым широко используется путем местного применения для замены прямого копчения пищи на древесине. В дополнение к вкусу, реакции цвета, антимикробным и текстурным эффектам достигается путем местного добавления с последующей термической обработкой. Погружение продуктов в разбавленные растворы или замачивание их в рассолах, содержащих жидкий дым, с последующим нагреванием производилось задолго до современной индустриальной эпохи с использованием жидкого дыма Райта и прекурсоров пиролиновой кислоты. Аллен [16] запатентовал метод регенерации дыма с использованием распыления воздухом, который до сих пор является ведущей технологией использования продуктов конденсированного дыма для обработки переработанного мяса, сыра, рыбы и других продуктов в порционных коптильнях.
По мере консолидации мясоперерабатывающей промышленности развивались непрерывные процессы, и прямое применение растворов жидкого дыма через системы орошения или пропитки, установленные на непрерывных линиях, является обычным методом применения. В Северной Америке существует более тридцати пяти заводов по переработке мяса, использующих наливные резервуары для приема цистерн с жидким дымом для местного применения в качестве альтернативы прямому копчению древесины. Также используется местное применение путем пропитки волокнистых, [17] ламинированных [18] и пластиковых оболочек; [19] мясные продукты набиваются в эти оболочки и подвергаются термической обработке.
Использование натуральных конденсированных коптильных препаратов внутри пищевых продуктов является еще одним способом придания коптильного вкуса, используемым, когда другие технические функции дыма не должны быть выражены в готовой пище. Это можно сделать напрямую, добавляя в блендер с мясом или другими продуктами, или вводя цельное мышечное мясо. Коптильные вкусы также можно включать в соусы, такие как барбекю или сухие приправы. Водные коптильные растворы также можно извлекать в масло, распылять с использованием носителей мальтодекстрина или наносить на продукты и пищевые ингредиенты, такие как солодовая мука, дрожжи или соль.
Сообщается о многочисленных ссылках на полезное использование пиролиновой кислоты в растениях для прорастания семян, борьбы с вредителями, борьбы с микробами, структурных улучшений растений. [20] Найдены такие преимущества для животноводства, как антимикробная консервация кормов, [21] усвояемость питательных веществ, [22] и другие заявления. Научные сельскохозяйственные исследования можно найти в рецензируемых журналах, [23] но многие сельскохозяйственные преимущества, такие как улучшение качества почвы , лучшая всхожесть семян и более здоровая листва, широко пропагандируются без указания источника. [ необходима цитата ] Найдены общие утверждения о медицинской пользе для людей при заболеваниях пищеварительного тракта, стоматологических инфекциях, печени, сердце, кожных заболеваниях, ушах, глазах, [ необходима цитата ] но в литературе отсутствуют принятые научные исследования таких свидетельских утверждений на людях.
Первая одобренная правительством оценка жидкого дыма была проведена Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в 1981 году. [24] Комитет, уполномоченный FDA для оценки информации о продуктах, пришел к выводу, что нет никаких доказательств того, что продукты представляют опасность для населения при том способе, которым они используются. Сегодня эти продукты признаны в Соединенных Штатах как общепризнанные безопасные (GRAS) и могут использоваться в количествах, необходимых для получения предполагаемых технических эффектов. Производственные предприятия, на которых производится жидкий дым, регулируются и инспектируются FDA.
Европейский союз установил процедуры оценки безопасности и авторизации ароматизаторов дыма, используемых или предназначенных для использования в пищевых продуктах или на их поверхности, в 2003 году. [25] Европейскому агентству по безопасности пищевых продуктов (EFSA) было поручено оценить информацию о первичных ароматизаторах дыма на основе конденсата. EFSA оценило информацию о двенадцати продуктах от десяти заявителей. Мнения были опубликованы по всем двенадцати. [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] Рассматриваемые продукты представляли собой то, что каждый заявитель считал своим собственным первичным продуктом до любой дальнейшей обработки или дериватизации.
Все двенадцать продуктов были определены как генотоксичные положительные методами in vitro . Однако при оценке методами in vivo десять из них были признаны EFSA не вызывающими беспокойства. Продукт AM-01 был признан неокончательным, а FF-B был признан слабо генотоксичным. На основании определений NOAEL для каждого продукта и дополнительной информации, предоставленной некоторыми производителями, были установлены пределы использования для большинства продуктов, которые производители доводят до пользователей. Большинство этих основных продуктов и их производных остаются в коммерческом использовании. Только продукты, являющиеся предметом этих оценок, разрешены для использования в торговле в пределах ЕС.