Variațiile proprietăților chimice la preparatele în membrană, semiafumate, comparativ cu cele obținute la preparatele proaspete - în membrană proaspătă

1. ASPECTE GENERALE ALE AFUMĂRII

Afumarea este operaţia prin care un produs alimentar se supune acţinii fumului -aerosol-rezultat din combustia anumitor materiale lemnoase (amestec de aer şi produşi ai arderii incomplete a lemnului sau rumeguşului).

In procesul de afumare a marii majorităţi a preparatelor de carne, afumarea este faza finală şi de cele mai multe ori faza principală a tratamentului termic. Se face in scopul conservării produselor alimentare si asigurarii gustului si mirosului specific de afumat.

Pentru inţelegerea mecanismului producerii fumului in scop tehnologic se fac precizarile urmatoare:

La arderea completă a lemnului sau rumegusului se formeaza CO₂ si H₂O şi se obţine atât un reziduu mineral (cenusa) cât şi o cantitate de căldură care poate varia intre 2500 -3000 kcal kg in funcţie de compozitia combustibilului in substanţe calorigene. Pentru realizarea procesului de ardere completa este necesară o incălzire a combustibilului până la temperatura de aprindere şi un aport suficient de aer. In urma arderii complete a materialului lemnos se formează substanțe utile de afumare până la atingerea temperaturii de aprindere, dar datorită aportului mare de oxigen, temperature crește foarte rapid şi in acest fel substanțele utile sunt oxidate pana la CO₂ și H₂O.

La incălzirea lemnului sau rumeguşului în absenţa O₂ are loc o descompunere termica (piroliza) în urma căreia rezulta cặrbune, gaze, vapori de apă si substanțe organice sub formă de vapori. Cantitatea de substanțe volatile care rezultă la piroliza rumegușului sau lemnului reprezintă 80% din masa uscata a acestuia. Degajarea acestor substanțe volatile incepe la circa 160°C. Datorită conținutului de umiditate al combustibilului, procesul de piroliza nu începe imediat. În primul stadiu are loc uscarea şi incalzirea combustibilului până la 150-160°C. In această etapa, piroliza nu incepe brusc dupa atingerea tempraturii de 160°C in toata masa particulei de rumeguş, ci are loc iniţial la suprafaţa particulei şi pe măsură ce incălzirea progresează, paralel cu aceasta progresează si piroliza.

Prin ridicarea temperaturii intre 270 si 280°C incepe să se formeze gaze (CO₂ si H₂O) și substanțe organice volatile. La temperatura de circa 290°C procesul de piroliză este in plină desfășurare iar cantitatea de substanțe volatile este maximă (pana la 300°C).

Procesul de formare a fumului pentru operația de afumare este o combinație de ardere completă și distilare uscată (piroliza). Cele două procese au loc simultan, primul proces desfașurăndu-se in punctele de contact ale combustibilului cu aerul, iar al doilea in punctele unde combustibilul este bine incalzit insă nu dispune de o cantitate suficientă de oxigen pentru ardere, cca 25-30% din masa combustibilului lemnos este necesar pentru incalzirea materialului proaspăt.

Cantitatea de substanţe organice neutile din fum (substanţe care dau smoala (rașini sau gudroane)) și substanţe organice utile (aldehide, cetone, fenoli etc.) reprezintă circa 20% din masa combustibilului lemnos.

2. COMPOZIŢIA COMBUSTIBILULUI LEMNOS SI PIROLIZA

COMPONENTELOR

In general lemnul este format din celuloză, hemiceluloză si lignină. Componentele minore sunt raşinile şi huilele. Raportul dintre componente: celulozăligninăhemiceluloză=211.

2.1. Piroliza celulozei

Piroliza celulozei are loc in două etape :

- reactia iniţiala care este o hidroliză acidă urmată de o deshidratare pentru a se obţine glucoză.

-formarea de acid acetic si omologii acestuia, apa si ocazional cantitaţi mici de furani si fenoli care de regulă sunt specifici hemicelulozei si ligninei.

2.2. Piroliza hemicelulozei

Hemiceluloza este un poliozid. Exista două categorii de poliolizi in hemiceluloza: pentozani (C5H8O4)n și hexozani (C5H10O5)n.

Coniferele au intre 11-15% hexozani si 3-65 pentozani, iar foioasele au 14-19% pentozani si 3-6% hexozani.

Piroliza pentozanilor conduce la furfurol si furan si derivatii acestora, precum si la o serie de acizi carboxilici. Piroliza hexozanilor conduce la acid acetic si omologii acestora. Piroliza pentozanilor se desfasoara dupa urmatoarele reactii:

Xilan → n[β-D-xiloza] → n[β-D-xiloza]

(forma piranozică) (forma furanozică)

2.3. Piroliza ligninei

Lignina este o macromoleculă. Produşii obţinuţi prin piroliza ligninei sunt foarte importanți în determinarea aromei de fum: fenoli, eteri fenolici, siringol, omologii lor şi derivaţii. În condiţiile clasice ale pirolizei, nucleele aromatice sunt stabile. Ruperea polimerului se efectuează la nivelul anumitor heterocicluri. Acidul felic constitue un intermediar in reacţiile de descompunere a ligninei. Decarboxilarea acidului ferulic este o reacţie radicalică, catalizată de oxigen. Produşii oxigenaţi sunt vanilina, acetovanilina şi acidul vanilic şi acestia apar dacă reacţiile au loc in prezenţa oxigenului. În atmosfera de azot, acidul vanilic se decarboxilează la guaiacol. Reacţiile menţionate sunt valabile la piroliza ligninei din lemnul de esenţă moale.

Lemnele de esenţă tare, spre deosebire de cele de esenţă moale, difera in ceea ce privește structura ligninei, in sensul că nucleul aromatic (E) este metoxilat. Prin piroliză se ajunge la siringol si derivaţii parasubstituiţi.