Odată cu realizarea numeroaselor cercetări, s-au acumulat cunoștințe considerabile despre compușii volatili care contribuie la textura și aroma iaurtului. Majoritatea compușilor de aroma din iaurt sunt produse din lipoliza grăsimii din lapte și transformării microbiologice ale lactozei și citratului. Peste 100 de volatile, inclusiv compuși carbonilici, alcooli, acizi, esteri, hidrocarburi, compuși aromatici, compuși care conțin sulf, și compuși heterociclici, se găsesc în iaurt la concentrații scăzute. Pe lângă acidul lactic, acetaldehida, diacetilul, acetoina, acetona și 2-butanona contribuie cel mai mult la aroma tipică a iaurtului. Însă, depozitarea extinsă a iaurtului determină dezvoltarea aromei nedorite, care este atribuită în principal producției de aldehide și acizi grași nedoriți în timpul oxidarea lipidelor. În sensul descrierii acțiunii compușilor volatili asupra iaurturilor, cităm aici studiul cu titlul ”Volatile Flavor Compounds in Yogurt: A Review” care l-a avut ca autor pe Hefa Meyer, de la State Key Laboratory of Organic Geochemistry, Illinois University.

Un răsfăț milenar

Iaurtul este un produs lactat de cultură care este consumat pe scară largă ca aliment sănătos și hrănitor, dar și pentru proprietățile sale senzoriale. Din punct de vedere chimic, iaurtul este un sistem complex de gel care încorporează proteine, polizaharide și lipide. Este produs din lapte prin fermentare, una dintre cele mai vechi metode practicate de către fiinţe umane pentru transformarea laptelui în produse cu o perioadă de valabilitate extinsă (Tamime și Robinson, 1999).

Astăzi, iaurtul este făcut în mod obișnuit de fermentarea laptelui de vacă folosind o cultură simbiotică a bacteriilor Lactobacillus bulgaricus și Streptococcus thermophilus în special la temperaturi și condiții de mediu controlate în producția industrială (Marshall, 1993). Fermentarea zahărului din lapte (lactoza) produce acid lactic, care denaturează proteinele din lapte pentru a-i oferi iaurtului textura (prin formarea gelului coagulat) și caracterul său caracteristic.

Naturalitatea și gustul plăcut al iaurtului îl fac un ingredient alimentar atractiv. Principalele caracteristici de calitate aleiaurtul includ textura, gustul și aroma (Sodini și colab., 2004). Iaurtul este de obicei caracterizat ca fiind un produs un neted, vâscos, cu gust caracteristic acidificat și o aromă de măr verde (Bodyfelt et al., 1988). Unele iaurturi prezintă o consistență grea care seamănă foarte mult cu smântâna sau budinca de lapte, în timp ce altele sunt moi și, în esență, potabile.

Aroma determină acceptabilitatea

Aroma este una dintre cele mai importante proprietăți ale produselor alimentare, și este un factor important care determină acceptabilitatea acestuia si preferinta. Proprietățile senzoriale ale produselor lactate depind în mare măsură pe echilibrul relativ al compuşilor de aromă derivaţi din grăsimi, proteine sau carbohidrați din lapte.

Savoarea distinctă a iaurtului este dată de acidul lactic și un amestec complex de compuși de aromă, care includ substanțele volatile deja prezente în lapte, precum și de compuși specifici produși din fermentarea laptelui (Imhof și colab., 1994).

Până în prezent, au fost identificate peste 90 de substanțe volatile diferite în iaurt, inclusiv carbohidrați, alcooli, aldehide, cetone, acizi, esteri, lactone, compuși care conțin sulf, pirazine, și derivați de furan (Marshall, 1982). În timpul depozitării, constituenții volatili din iaurt se pot modifica în funcție de cultură, de formularea amestecului și de condițiile de depozitare (Brauss și colab., 1999).

Ca multe alte produse lactate, iaurtul este predispus la deteriorare, în special la temperatura ambiantă, în decurs de câteva zile. Diverse microbiene, enzimatice sau reacțiile chimice care apar în iaurt în timpul depozitării pot modificarea structurii sale fizice, chimice și microbiologice, provocând deteriorare sau deteriorare.

Prin urmare, generarea de produse secundare volatile duce la arome nedorite și face ca produsul să fie nesatisfăcător pentru gusturile consumatorilor. Evoluţia compuşilor volatili poate determină adesea durata de depozitare și valabilitate a iaurtului.

Aroma de bază a produselor lactate apare în principal din constituenții volatili nativi din vaci lapte, influențat de pasteurizare, fermentare, procesare, si depozitare. Un număr mare de compuși organici volatili găsiți în iaurt nu sunt produși de bacteriile starter, ci provin din lapte (Imhof et al., 1994).

Diferențele în compușii aromatici activi ai iaurtului, față de lapte, sunt cel mai probabil generate de metabolismul bacteriilor producătoare de acid. Acești compuși de aromă generați de cultură rezultă din transformări microbiene, enzimatice sau chimice de lactoză, lipide, acid citric și proteine/aminoacizi prezent în lapte (Boelrijk et al., 2003; McGorrin, 2001; Tamime și Robinson, 1999). Compușii de aromă prezenți în iaurt poate fi împărțit în patru categorii principale:

(i) acizi nevolatili (de exemplu, lactic, piruvic, oxalic și succinic);

(ii) acizi volatili (de exemplu, acetic, propionic și butiric);

(iii) compuși carbonilici (de exemplu, acetaldehidă, acetonă, acetoină,

și diacetil); și

(iv) compuși diverși (de exemplu, anumiți aminoacizi și/sau constituenți formați prin degradarea termică a proteinelor, grăsimilor, și lactoză) (Tamime și Robinson, 1999).

Producerea constituenților de aromă

O cale majoră pentru producerea constituenților de aromă în iaurt este prin lipoliză sau oxidare a acizilor grași din grăsimea din lapte. Cantități considerabile de acizi grași cu lanț scurt, care contribuie puternic la formarea aromei în produsele de cultură sunt produse din acizi grași saturați.

Grasimile nesaturate sunt oxidați în prezența radicalilor liberi pentru a forma hidroperoxizi, care se descompun rapid pentru a forma hexanal sau nesaturat aldehide (McGorrin, 2001). Acizii grași nesaturați duc, de asemenea, la formarea de 4- sau 5-hidroxiacizi, care ușor ciclizează la y- sau δ-lactone și metil cetone cu carbon impar prin decarboxilarea β-cetoacizilor.

O altă cale majoră este reprezentată de transformările microbiologice ale lactozei (și a lactatului produs și a citratului), de bacterii producatoare de acid (lactococi si lactobacili), care produc compuși aromatici, cum ar fi acid lactic, acetaldehidă, diacetil, acetoină și etanol. Alcoolurile din iaurt pot ulterior se se combine cu acizii liberi pentru a forma esteri precum acetat de etil și acetat de butil.

Analiza compușilor de aromă

În ciuda importanței extreme a aromei, ca indicator de calitate și conformitate a produsului, analiza chimică a compușilor de aromă din produsele lactate este complicată de natura eterogenă a matricelor.

Nivelurile relativ ridicate de lipide, proteine și carbohidrați din produsele lactate fac dificil de separat substanțele chimice aromatice active, pe baza generală proprietăți precum polaritatea sau volatilitatea.

Pentru că cei mai volatili compușii organici sunt prezenți doar în mici concentrații (în intervalul μg/kg până la mg/kg), în iaurt (Carrillo- Carriona și colab., 2007), izolarea volatilelor din matrice este complexă. Din păcate, extracția și concentrarea componentelor volatile din produsele lactate, înainte de analiza lor, reprezintă o provocare analitică majoră. Principalele probleme întâlnite în timpul acestui proces sunt:

(i) tendința compușilor de a se degrada sau de a forma reziduuri în prezența căldurii și/sau oxigenului;

(ii) formarea potențială de volatile secundare prin intermediul enzimatic reacții; și

(iii) recuperarea incompletă a constituenților aromatici polari/semivolatili

Compușii carbonilici

Compușii carbonilici cuprind principalele substanțe aromatice în iaurt, printre care acetaldehida este compusul care contribuie cel mai mult la aroma tipică a iaurtului (Pourahmad și Assadi, 2005). Acetaldehida pură posedă un miros înțepător, iritant, dar la concentrații diluate dă a aromă plăcută de fructe. Acetaldehida conferă iaurtului caracteristicile sale aromă de măr verde sau nucă iar Lactobacillus bulgaricus și Streptococcus thermophilus îl produc cu ușurință (Bodyfelt și colab., 1988).

Acetaldehida este o aromă indispensabilă compus în iaurt; iaurt cu aromă bună, atunci când este adecvat niveluri (23–40 mg/kg și cel puțin 8–10 mg/kg) de acetaldehidă sunt produse (Gaafar, 1992). Diacetilul este un compus aromatic important care dă untul aroma și poate îmbunătăți calitatea aromei iaurtului la un nivel ridicat concentratii.

Se pare că diacetilul contribuie la aspectul delicat, aromă și aromă plină de iaurt și este deosebit de important pentru produse care conțin concentrații scăzute de acetaldehidă (Groux, 1973). Diacetilul este o dicetonă, derivată prin fermentarea citratului prezent în lapte și amestecuri de lactate (Vedamuthu, 2006). Cantități mici de diacetil, variind de la urme până la 0,90 mg/kg sau mai mult, contribuie la aroma plăcută și delicată a iaurtului (Rasic și Kurmann, 1978).

Concentrațiile tipice de diacetil din iaurt au variat între 0,2 mg/kg și 3 mg/kg (Georgala şi colab., 1995; ). Există opinii diferite cu privire la rolul diacetilului în formarea aromei de iaurt. Unii cercetători îl consideră ca o componentă dominantă a aromei numai atunci când acetaldehida are un nivel scăzut (Rysstad și Abrahamsen, 1987), în timp ce alții îi atribuie rolul principal în formarea aromei (Imhof și colab., 1994).

Acetoina și acetona

Acetoina este o substanță aromatică comună în multe produse lactate de cultură produse. Acetoina are o cremă ușoară, ușor dulce, asemănătoare untului, care este asemănătoare cu cea a diacetilului. Aroma de acetoina este considerabil mai slabă decât cea a diacetilului și tinde de a reduce duritatea diacetilului.

Acetoina este ușor transformată din diacetil de către enzima diacetil reductază (Collins, 1972). Concentrațiile tipice de acetoină în iaurt au variat de la 1,2 la 28,2 mg/kg (Pourahmad și Assadi, 2005). Diacetil combinat cu acetoină conferă un gust blând, plăcut, unt și sunt esențiale pentru percepția bogată a iaurtului.

Acetona și 2-butanona sunt conținute de lapte și sunt descriși ca doi compuși volatili de importanță minoră la contribuția de aromă în produsele lactate (Carcoba și colab. 2000).

Acetona are o aromă dulce, fructată și se știe că influențează calitățile aroma și aroma iaurtului. Cantitati mici de acetona provine de obicei din lapte, dar anumite cantități sunt produs de bacteriile de iaurt (Georgala et al., 1995). Conținutul tipic de acetonă din iaurt a variat de la 0,3 la 4,0 mg/kg (Pourahmad și Assadi, 2005), în timp ce 0,8–2,7 mg/kg acetonă a fost găsit în laptele de vacă (Hild, 1979).

Aroma caracteristică 2-butanonei este similară cu cea a acetonei. Concentrațiile de 2-butanonă în iaurt au variat între 0,1 și 7 mg/kg (Kaminarides și colab., 2007), în timp ce conținutul său în lapte a fost până la 0,2 mg/kg (Imhof și Bosset, 1994b; Ott și colab., 1999). Gallardo-Escamilla et al. (2005) au raportat că 2-butanona este semnificativă pentru a provoca mirosul de iaurt și contribuie la aroma fructată.

Deși fiecare dintre acești compuși carbonilici constituie o aromă recunoscută, aroma de iaurt este determinată de un amestec de compuși volatili importanți. De exemplu, un raport de acetaldehidă și diacetil de 1:1 ar da un raport preferat aromă tipică de iaurt (Zouari și Desmazeaud, 1991), în timp ce prea multă acetaldehidă, în comparație cu diacetilul, ar duce la o aromă ”verde”.

De asemenea, raportul dintre acetaldehida la acetonă joacă un rol semnificativ în dezvoltarea de aromă de iaurt (Panagiotidis și Tzia, 2001) și un raport de 2,8:1 are ca rezultat aroma de plinătate dorită (Bottazzi și Vescovo, 1969).

Acizii

Acidul lactic și alți acizi joacă, de asemenea, roluri specifice în proprietățile aromatice ale iaurtului. Deși acidul lactic prezintă o volatilitate scăzută, este inclus în discuția de aici din cauza importanței sale în formarea aromei.

Acidul lactic este o sursă principală de aromă și funcționalitate pentru multe produse alimentare fermentate și este responsabil pentru aroma răcoritoare de tartă a iaurtului (Panagiotidis şi Tzia, 2001).

În procesul de producere a iaurtului, aproximativ 20-40% din lactoza prezentă în lapte se transformă în acid lactic, iar conținutul de acid lactic din iaurt este în jur 0,9%. Aciditatea este un factor important în percepția aromei iaurtului, iar pH-ul iaurtului este de obicei aproape de 4,4.

Iaurturile mai blânde, care sunt preferate de unii consumatori, sunt evaluate ca fiind mai puțin aromate. Ott et al. 2000, au arătat că există diferențe importante de aromă între iaurturi tradiționale acide și cele blânde, mai puțin acide, dar că se datorează în principal diferenţelor de aciditate şi nu datorită concentrații diferite ale celor trei compuși cu impact de aromă (acetaldehidă, diacetil și 2,3-pentandionă). Panagiotidis și Tzia (2001) au arătat că acidul lactic și acetaldehida contribuie în mare măsură la aroma și aroma tipice iaurtului.

Unii cercetători au considerat acidul lactic drept cel mai important componentă a aromei de iaurt (Ott și colab., 2000). Pe lângă acidul lactic, în iaurt se produc și alți acizi de fermentație, atât prin procese lipolitice (C4 C20), cât și bacteriene (C2 C4).

Acidul acetic este un compus important produs de culturi starter lactice (Alonso și Fraga, 2001). În intervalul de concentrație de la 0,5 la 18,8 mg/kg a fost raportat în iaurt (Alonso și Fraga, 2001). Niveluri înalte de acid acetic conferă un gust de ”oțet” care poate să nu fie acceptat de consumatori (Tamime și Robinson, 1999). Acizii cu un lanț mai lung (de exemplu, acidul octanoic), pot contribui la caracteristica aromă ”săpunoasă” (Guler, 2007).

Alcoolii și esterii

Alcoolul este un alt grup de compuși volatili care se găsesc în iaurt, iar alcoolul principal din iaurt este etanolul, care este un produs final terminal comun în descompunerea glucozei și catabolismul aminoacizilor (Guler, 2007). Conținutul de etanol în intervalul de la 0,2 la 9,9 mg/kg a fost găsit în iaurt cu lapte de vacă (Pourahmad și Assadi, 2005), în timp ce conținutul acestuia în iaurturile făcute din lapte de capră şi oaie au fost în general mai jos (Georgala și colab., 1995).

În ciuda raportului comun de etanol, ca un compus volatil major în iaurt, contribuția acestuia la aroma generală nu este clară. S-a raportat că, probabil, etanolul oferă o aromă complementară (Vedamuthu, 2006), în timp ce alții cred că prezent în cantități mici, etanolul produs în timpul fermentației acide nu are nicio importanță practică în aroma iaurtului (Rasic și Kurmann, 1978).

Esterii, care corespund acizilor și alcoolilor prezenți, se găsesc și în iaurt. Esteri etilici, proveniți din esterificarea enzimatică sau chimică a acizilor cu etanol (Molimard și Spinnler, 1996), posedă un gust dulce, plăcut și note fructate, și contribuie la aroma produselor lactate de cultură precum brânza (Mariaca și colab., 2001).

Esterii se găsesc de obicei la concentrații scăzute în iaurtul care a fost supus depozitării prelungite. Niveluri de urme (0,03 mg/kg) de acetat de etil au fost găsite în iaurtul proaspăt (Imhof et al., 1995), în timp ce Guler (2007), a observat că acetatul de etil a început să apară în iaurtul sărat abia după 30 zile de depozitare, iar concentrația sa a crescut lent, odată cu depozitarea îndelungată.

Majoritatea esterilor au o aromă fructată și florală și contribuie la aromă reducând la minimum claritatea și amărăciunea conferită de acizii grași și amine (Guler, 2007; Molimard şi Spinnler, 1996).