Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Литературный обзор 8
1.1 Аспекты формирования качества и хранимоспособности сырья для производства спредов 8
1.2 Факторы, влияющие на качество сырья для производства спредов при транспортировке и хранении 12
1.2.1 Качество растительных масел в процессе хранения и транспортировки 12
1.2.2 Сохранение качества молочного жира в процессе хранения и транспортировки 19
1.3 Характеристика процесса окисления в маслах и жирах 23
1.4 Антиоксиданты для масложировых продуктов 29
1.5 Основные тенденции в производстве молочно-жировых продуктов функционального назначения 38 Заключение по обзору литературы 44
ГЛАВА 2. Методология проведения эксперимента
2.1 Организация проведения исследований 46
2.2 Методы исследований сырья и готового продукта 50
ГЛАВА 3. Результаты исследований 54
3.1 Исследование показателей качества и безопасности жирового сырья для спредов 54
3.1.1 Исследование органолептических и физико-химических показателей жидких растительных масел 54
3.1.2 Исследование органолептических и физико-химических показателей молочного жира и пальмового масла 56
3.1.3 Исследование жирнокислотного состава растительных масел и жиров 60
3.1.4 Исследование показателей безопасности жирового сырья для спредов 65
3.2 Изучение органолептических и физико-химических показателей
растительных масел в воссозданных условиях возможной транспортировк и
(при хранении в контакте со сталью) 68
3.2.1 Исследование динамики изменения показателей качества контрольных образцов растительных масел 70
3.2.2 Исследование динамики изменения показателей качества образцов молочного жира 76
3.2.3 Исследование динамики изменения показателей качества растительных масел в процессе хранения в контакте с листовым прокатом 77
3.2.4 Исследование растительных масел после контакта с листовым прокатом на показатели безопасности
3.3 Изучение совместного влияния фосфолипидов и лимонной кислоты на окислительную стабильность растительных масел 87
3.4 Оптимизация композиционного состава антиоксидантного комплекса 91
3.5 Моделирование жировых основ спредов 98
3.6 Разработка технологии производства высокожирного спреда 102
3.7 Характеристика разработанных спредов, анализ пищевой и энергетической ценности 106
3.9 Исследование показателей качества спреда в процессе хранения 109
Заключение 116
Список литературы 117
Список иллюстраций 137
- Факторы, влияющие на качество сырья для производства спредов при транспортировке и хранении
- Методы исследований сырья и готового продукта
- Исследование жирнокислотного состава растительных масел и жиров
- Исследование растительных масел после контакта с листовым прокатом на показатели безопасности
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Значимым направлением политики правительства Российской Федерации в области обеспечения здоровья населения является создание сбалансированных по пищевой ценности продуктов питания, способных обеспечить потребности организма человека в незаменимых пищевых веществах. Значительная роль отводится при этом эмульсионным молочно-жировым продуктам, в частности, спредам – товарам, доступным всем группам населения. Оптимизация их состава и свойств определяет новые направления разработки технологий и рецептур. Сырье для их производства и добавки должны быть произведены в условиях, исключающих образование и накопление в них вредных веществ.
Основными составляющими молочно-жировых продуктов являются молочный жир, растительные масла и жиры. Главной технологической проблемой при транспортировке масел и жиров является проблема их окислительной порчи. На скорость окисления влияет жирнокислотный состав масел, присутствие следовых количеств липоксигеназ масложирового сырья, влажность, температура, наличие металлов переменной валентности. Регулируемые Техническим регламентом показатели качества, кислотное и перекисное числа растительных масел и жиров в процессе транспортировки могут изменяться, так как входящие в состав стали химические элементы являются катализаторами окисления и могут привести к окислительной порче.
При производстве молочно-жировых продуктов питания необходимо особое внимание уделить правильному подбору антиоксидантов, которые повысят стабильность продукта к окислению в процессе транспортировки и хранения.
В связи с указанными факторами необходимо направить специальные усилия на поиск путей сохранения качества сырья для производства молочно-жировых продуктов в процессе хранения и транспортировки.
Степень разработанности темы. Значительный вклад в установление научных основ создания технологий и формирования потребительских свойств эмульсионных молочно-жировых продуктов внесли Ф.А. Вышемирский, Е.В. Топникова, Е.П. Корнена, А.А. Кочеткова, А.П. Нечаев, Л.В. Терещук, М.А. Субботина и многие другие.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка молочно-жировых композиций, устойчивых к окислению в процессе транспортировки и хранения, являющихся основой высокожирных спредов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
– исследование показателей безопасности и изучение состава и свойств жирового сырья для производства спредов;
– выявление влияния материалов, контактирующих с сырьевыми компонентами спредов в процессе хранения и транспортировки в различных условиях, на комплекс показателей качества и безопасности;
– разработка технологических рекомендаций по транспортировке сырья для производства спредов;
– поиск путей замедления процессов окисления, протекающих в жировом сырье для спредов в процессе транспортировки и хранения;
– моделирование молочно-жировых композиций, устойчивых к окислению;
– разработка рецептур высокожирных спредов и исследование показателей качества и безопасности готового продукта.
Научная новизна работы. Установлено, что окисление масел и жиров, принадлежащих к разным жирнокислотным группам, в процессе транспортировки вагонами-цистернами, выполненными из низколегированной стали марки 09Г2С ГОСТ 5520-79 протекает с разной скоростью. Показано, что металлы, входящие в состав стали и контактирующие с сырьевыми компонентами жировых основ спреда в процессе хранения и транспортировки, выступают инициаторами окисления жиров и масел. При этом с повышением температуры увеличивается содержание в маслах токсичных элементов, в том числе железа, что, в свою очередь, приводит к увеличению показателей окислительной порчи.
Показано, что наряду с изменением кислотности, в процессе транспортировки и хранения молочного жира изменяются показатели окислительной порчи: кислотное и перекисное число, и оказывают прямое влияние на качество спредов, изготовленных с применением данного сырья.
Подобран антиксидантный комплекс, состоящий из антиокислителя (фосфолипидов) и комплексообразователя (лимонной кислоты), связывающего металлы и переводящего их в неактивную форму. Установлено оптимальное соотношение компонентов антиоксидантного комплекса с учетом содержания линоленовой кислоты в маслах различных жирнокислотных групп.
На основании проведенных исследований смоделированы жировые композиции, устойчивые к окислению в процессе хранения и транспортировки. Полученные результаты положены в основу рецептур высокожирных спредов.
Теоретическая и практическая значимость работы. В результате проведенных исследований разработаны технологические рекомендации по транспортировке жирового сырья для производства спредов. Практические результаты, полученные при выполнении работы, реализованы на ООО «ТД Золотой Орех»: осуществлена опытно-промышленная выработка купажей растительных масел для спредов с антиоксидантным комплексом на основе фосфолипидов и лимонной кислоты.
Разработана технология производства высокожирных спредов из молочно-растительного сырья. Подготовлена техническая документация на высокожирный спред «Омега» (ТУ 9148-203-020683315-2015).
Методология и методы исследования. В работе применяли комплекс общепринятых, стандартных и модифицированных методов определения физико-химических, микробиологических, реологических свойств сырья и готовой продукции.
Положения, выносимые на защиту:
– результаты исследования влияния внешних факторов (продолжительность транспортировки, материалы транспортой тары, температурные режимы) на показатели безопасности жирового сырья для производства спредов;
– рекомендации по транспортировке и хранения сырья для производства спредов;
– способ сохранения качества сырья для производства молочно-жировых продуктов путем внесения комплексного антиоксиданта на основе фосфолипи-дов и лимонной кислоты;
– результаты исследования по моделированию молочно-жировых композиций для спредов с учетом критериев биологической эффективности;
– рецептуры сливочно-растительных высокожирных спредов сбалансированного состава.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов подтверждается многократной повторностью и воспроизводимостью экспериментальных данных, математической обработкой и апробацией новой технологии в условиях ОАО «Уралвагозавод», а также на ООО «ТД Золотой Орех».
Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях международного, всероссийского, межрегионального и регионального уровня: на научном форуме студентов, магистрантов, аспирантов «Наука в исследованиях молодых» (г. Новосибирск, 2014); на инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации» (Кемерово, 2014); на IV Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений» (г. Воронеж, 2014 г); на международной молодежной конференции «Биокаталитические технологии и технологии возобновляемых ресурсов в интересах рационального природопользования» (г. Кемерово, 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе четыре статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, а также в отчете о НИР «Подготовка экспертного заключения о пригодности листового проката марки 09Г2С по ГОСТ 5520-79 и мас-лобензойной резины по ТУ 380051166-98 или ТУ 005216-99 для перевозки масел растительных, требующих дальнейшей переработки» (договор № 321/02/05 от 07.04.2014 г. с ОАО «Уралвагонзавод»).
Структура и объём работы. Диссертационная работа включает в себя введение, обзор литературы, методологию проведения эксперимента, результаты исследований, выводы, список литературы и приложения. Диссертация изложена на 149 страницах и содержит 49 таблиц, 21 рисунок. Список использованной литературы включает 174 наименования.
Основные экспериментальные исследования поэтапно проводились на базе лабораторий кафедры «Технология жиров, биохимия и микробиология» ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)». Схема исследований представлена на рисунке 1.
Для решения поставленных задач было проведено комплексное исследование, включающее несколько взаимосвязанных этапов.
На первом этапе исследований изучали жирнокислотный состав, физико-химические показатели и показатели безопасности используемых растительных масел. Также было исследовано качество образцов молочного жира.
Этапы исследований
Исследуемые объекты
Контролируемые параметры
Жирнокислотный состав,
температура плавления,
показатели безопасности,
содержание эруковой
кислоты (для рапсового
масла)
Изучение внешних
факторов, влияющих
на процессы окисления
жиров и масел
в процессе хранения
и транспортировки
Масла в контакте со сталью легированной
Температурные режимы транспортировки
Кислотное и перекисное
числа, содержание
токсичных элементов
Подбор эффективных антиоксидантов для
предотвращения
окисления жирового
сырья
Жировое сырье без антиоксидантов
Жировое сырье с антиоксидантами
Кислотное число, перекисное число
Моделирование рецептур
жировых композиций
для спредов
и исследование
их состава и свойств
Практическая
реализация результатов
исследования
Соотношение
компонентов
в жировой фазе спреда
Молочно-жировые композиции
Разработка практических
рекомендаций
по транспортировке
жирового сырья
Высокожирные спреды
Соотношение -3:-6
жирных кислот; содержание
твердого жира; температура
плавления, твердость,
перекисное число,
кислотное число,
органолептические
показатели
Органолептические,
физико-химические
показатели;
жирнокислотный состав
Рисунок 1 – Общая схема проведения исследований
На втором этапе изучали влияние внешних факторов на процессы окисления жиров и масел в процессе хранения и транспортировки. Исследовали влия-
ние материалов, контактирующих с сырьевыми компонентами жировых основ спреда в процессе хранения и транспортировки на комплекс показателей качества и безопасности. Созданы модельные среды, максимально приближенные к реальным условиям транспортировки растительных масел и жиров в вагонах-цистернах, изготовленных из низколегированной стали. Исследовали влияние листового проката стали на показатели качества и безопасности растительного масла.
Для оценки влияния условий транспортировки на показатели качества растительного масла, нами проведены исследования показателей безопасности масел, находившихся в контакте с листовым прокатом низколегированной стали 09Г2С (модельные среды) и образцов растительных масел без листового проката (контрольные образцы) и в определенных температурных и временных условиях. Были созданы режимы, приближенные к реальным условиям транспортировки. Исследуемые образцы хранили без доступа солнечного света и воздуха, в течение 21 дня, при различных температурных режимах: (0-4)С, (20-25)С, (35-40)С. Пробы на исследования отбирались с интервалом 7 суток.
Разработаны технологические рекомендации по транспортировке масложирового сырья для производства спредов.
На третьем этапе осуществляли подбор эффективных антиоксидантов для предотвращения окисления жирового сырья и оптимизировали соотношение компонентов антиоксидантного комплекса, состоящего из фосфолипидов и лимонной кислоты при помощи методов линейного программирования.
Четвертый этап исследований состоял в моделировании молочно-жировых композиций для спреда. В качестве жирового сырья использовались молочный жир, растительные масла (подсолнечное высокоолеиновое, рапсовое), пальмовое масло, антиоксидантный комплекс на основе фосфолипидов. Для получения оптимальных структурно-реологических характеристик спреда изучали содержание ТТГ в определенном температурном интервале. Так как этот фактор определяет пластичность и консистенцию готовых спредов. Структурно-реологические свойства спреда зависят от состава его твердой фракции, переходящей в жидкое состояние в диапазоне температур от 5 до 35 С. На этом этапе были изучены физико-химические свойства полученных композиций: температура плавления, твердость, исследован жирнокислотный состав. Также исследовали антиоксидантную устойчивость жировых основ с использованием антиоксидантного комплекса, состоящего из фосфолипидов и лимонной кислоты.
На заключительном этапе разработана рецептура и технология производства высокожирного спреда «Омега» (ТУ 9148-203-020683315-2015) с повышенной стабильностью к окислению. Также были проведены исследования химического состава и дана характеристика биологической эффективности полученного продукта и пищевой ценности. Антиоксидантная устойчивость определялась по изменению кислотного и перекисного числа жира, выделенного из спреда «Омега» с антиоксидантами и без использования антиоксидантов.
Также исследована микробиологическая устойчивость спредов в процессе хранения. Разработаны технологические рекомендации по транспортировке сырья для производства спредов.
Факторы, влияющие на качество сырья для производства спредов при транспортировке и хранении
Промышленная экспериментальная и клиническая токсикология располагает большим материалом по характеристике токсического и аллергического действия железа, хрома, никеля, марганца. Как токсическое, так и аллергическое действие этих металлов по степени выраженности весьма различно. Такие металлы, как марганец, аллергическое действие обнаруживают в значительно меньшей степени, чем упомянутые другие металлы; при этом аллергические реакции на их воздействие проявляются только у отдельных лиц, обладающих особой чувствительностью к этим металлам. Что же касается хрома и никеля, то они являются активными аллергенами, вызывающими аллергические реакции у большого количества людей.
Как правило, токсический компонент оказывает воздействие одновременно на разные показатели системы иммунитета. Это обусловлено наличием множественных корреляционных связей между отдельными компартментами системы иммунитета, при которых изменение в одном звене отражается на функционировании всех остальных или, по крайней мере, многих. В этой связи порой бывает достаточно сложно вычленить то звено, которое наиболее чувствительно к воздействию конкретного соединения. По-видимому, наиболее продуктивной является классификация всех ксенобиотиков на два основных класса: соединения, обладающие и не обладающие иммунотоксичностью, не выделяя при этом конкретных мишеней в системе. С учетом этого обстоятельства к веществам, обладающим высокой иммунотоксичностью, принято относить соединения тяжелых металлов органической и неорганической природы (ртуть, свинец, кадмий, кобальт, олово и др.), фосфор- и хлорорганические соединения (пестициды и гербициды), органические ароматические соединения, диоксин и его производные.
Результатом воздействия химического агента на организм является острая или хроническая интоксикация. При острой интоксикации на первый план выходят клинические признаки острого процесса в виде поражения печени, почек, ткани мозга и т.д. Хроническое воздействие может длительное время не проявляться какими-либо симптомами и только спустя месяцы или даже годы у человека развиваются те или иные хронические заболевания, в основе которых лежат нарушения в системе иммунорегуляции. Это могут быть хронические воспалительные заболевания печени, почек, поджелудочной железы, эндокринопатии, онкологическая патология, атонические заболевания. Хроническое воздействие токсических соединений на организм женщины в период беременности может послужить причиной рождения ребенка с различными нарушениями, врожденными уродствами, первичными иммунодефицитами.
Механизмы токсичности железа связаны с окислением в крови двухвалентного железа в трехвалентное. Ионы последнего образуют комплексы с белками плазмы (трансферрином, -глобулином). Острая интоксикация железом может подавлять функции цитоксических Т-лимфоцитов, а хроническая передозировка влияет на иммунорегуляцию. Эти эффекты могут иметь этиологическое значение при канцерогенезе и инфекциях, связанных с избытком железа в организме. У людей с избытком железа снижена фагоцитарная активность макрофагов (в ряде случаев – других фагоцитов), Т-хелперов, естественных киллеров, отмечается супрессия ответа Т-лимфоцитов в смешанной культуре, увеличено число циркули 19 рующих Т-супрессоров. У людей генотипа HLA-A3 снижена секреция ферритина из мононуклеарных клеток крови.
Механизмы токсичности марганца связаны с потерей конкурента кальция, уменьшением абсорбции и метаболизма железа (марганец – антагонист железа), что приводит к снижению синтеза гемоглобина. Марганец в больших дозах изменяет метаболизм глюкозы. Однократное внутрибрюшинное введение в дозе 4 мг/кг приводит к снижению активности гликогенфосфорилазы, лактатдегидро-геназы, гексокиназы, что свидетельствует о прямом влиянии на гликолиз. Ферменты, контролирующие этот процесс, активируются марганцем в малых концентрациях и ингибируются в больших. Марганец ингибирует дыхательные ферменты в митохондриях.
Механизм токсичности никеля обусловлен ингибированием окислительных ферментов вследствие переменной степени окисления у этого элемента, а также ацетилхолинэстеразы. Соли никеля в больших дозах снижают НРО, функцию Т-клеток и естественных киллеров, Т-зависимое антителообразование. Металл вызывает аллергические реакции (контактный дерматит), обладает канцерогенным эффектом. В меньшей степени выражено снижение функции В-клеток, возможна при малых концентрациях (дозах) стимуляция Т-лимфоцитов.
В модифицированных жирах, полученных методом гидрирования в присутствии никелевого катализатора, остаточное содержание никеля может составлять от 5 до 20 мг/кг. Для удаления никеля рекомендуется проводить деметаллизацию пищевых гидрированных жиров. С этой целью гидрированный жир обрабатывается под небольшим разряжением комплексоном – водным раствором лимонной, фосфорной или некоторых других кислот в присутствии адсорбента и вспомогательного фильтрующего средства.
Методы исследований сырья и готового продукта
В ходе диссертационного исследования использовали общепринятые и оригинальные методы, в том числе ИК–ЯМР-спектроскопию, фотоколориметрию, газожидкостную хроматографию и другие [29, 31, 33, 36, 37]. Для математического планирования и обработки экспериментальных данных применялись ЭВМ.
В качестве объектов исследований использовались: – масло подсолнечное рафинированное дезодорированное; – масло рапсовое рафинированное дезодорированное; – масло пальмовое рафинированное дезодорированное. Также было исследовано качество образцов молочного жира. Отбор и подготовка проб жирового сырья осуществлялась согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 5555-2010 «Масла и жиры животные и растительные. Отбор проб» и СТБ ISO 661-2008 «Масла и жиры животные и растительные. Подготовка испытуемой пробы». Исследования органолептических показателей растительных масел осуществлялись согласно ГОСТ 5472-50 [32].
При исследовании физико-химических показателей растительных масел определяли: – перекисное число по ГОСТ ISO 3960-2013 методом, основанным на реакции взаимодействия продуктов окисления с йодистым калием в растворе изоокта-на и ледяной уксусной кислоты с последующим йодометрическим определением выделившегося йода с помощью крахмала в качестве индикатора и стандартного раствора тиосульфата натрия. Конечную точку титрования определяют йодомет-рически (визуально); – кислотное число по ГОСТ 31933-2012 методом, основанным на растворении пробы масла в эфирно-спиртовой смеси (2:1) с последующим быстрым титрованием щелочью в присутствии фенолфталеина до слабо розового окрашивания; – содержание эруковой кислоты в рапсовом масле по ГОСТ 30089-93 «Масла растительные. Метод определения эруковой кислоты».
Жирнокислотный состав масел и жиров определяли методом газожидкостной хроматографии (ГОСТ 30418-96) на газовом хроматографе Agilent 7890В, включающем следующие элементы: инжектор а) для насадочных колонок, имеющих наименьший мертвый объем и возможность нагреваинжектора на 20 С—50 С выше температуры термостата колонок; б) для капиллярных колонок с делителем потока или вводом пробы непосредственно в колонку; термостат с программированием температуры, обеспечивающий нагрев колонки до температуры не менее 260 С, поддерживающий температуру с точностью 1 С при применении насадочной колонки, с точностью 0,1 С при применении капиллярной колонки (особенно из плавленого кварца); колонка газохроматографическая насадочная из нержавеющей стали или стекла длиной от 1 до 3 м, внутренним диаметром 2-4 мм; колонка капиллярная из стекла или плавленого кварца длиной от 25 м, внутренним диаметром от 0,2 до 0,8 мм; детектор, пламенно-ионизационный, обеспечивающий нагрев до температуры выше температуры колонки; микрошприц вместимостью 10 мм3 . Анализ метиловых эфиров жирных кислот осуществляли по ГОСТ Р 51483. Содержание транс-изомеров жирных кислот в жирах и маслах определяли на ИК-спектрометре ИКС-40 со спектральным диапазоном 400—4200 см-1, позволяющий измерять светопропускание в области 900—1050 см-1. Границы абсолютной погрешности измерений массовой доли транс-изомеров олеиновой кислоты ± 1,1 % (абс.) (Р= 0,95).
Содержание токсичных элементов определяли атомно-адсорбционным методом по ГОСТ 30178-96 на спектрофотометре Varian “Spectr AA 240” с ртуть-гидридной приставкой VGA-77. Содержание радиоактивных элементов по ГОСТ Р 54016–2010 «Продукты пищевые. Метод определения содержания цезия Сs-137» и ГОСТ Р 54017–2010 «Продукты пищевые. Метод определения содержания стронция Sr-90».
Содержание твердых триглицеридов (ТТГ) определяли по ГОСТ 31757-2012 «Масла растительные, жиры животные и продукты их переработки. Определение содержания твердого жира методом импульсного ядерно-магнитного резонанса» на приборе Bruker Minispec MQ20.
Твердость (текстуру) жиров и жировых основ определяли на анализаторе текстуры «LFRA BROOKFELD». Режим: Normal (измерение силы при сжатии). Скорость: 2 мм/сек. Расстояние: 10 мм. Триггер: 4 г. Зонд: Brookfield TA 15 – 45 Perspex конический. Метод основан на измерении нагрузки, вызывающей деформацию образца испытуемого продукта в стандартных условиях. Испытания проводятся путем воздействия на испытуемый образец путем сжатия. В ходе теста в каждый момент времени измеряется усилие, которое необходимо приложить для деформации, вплоть до заданного момента окончания теста. Полученные зависимости позволяют оценить реологические параметры образцов.
Температуру плавления масел и жиров определяли по стандартной методике (ГОСТ Р 52179-2003).
Процессы окисления растительных масел в процессе транспортировки исследовали путем воссоздания реальных условий. Методика создания модельных сред представлена далее. Образцы низколегированной стали, из которой изготавливаются вагоны-цистерны, помещали в стеклянный сосуд с притертой пробкой, заполненный модельной средой (растительным маслом) соответствующей температуры. Поверхность стали со всех сторон соприкасалась с маслом. В течение всего времени настаивания вытяжку периодически перемешивали. Параллельно с вытяжкой из образцов стали подготавливали в аналогичных условиях контрольную пробу (модельная среда без стали).
После извлечения образца исследуемого материала (стали) из растительного масла отмечали визуально прозрачность масла, присутствие в нем осадка, опалес-ценции и окраски. При появлении изменений модельной среды образец считается неудовлетворительным и дальнейшие исследования не проводятся.
Органолептическому исследованию подвергали модельные среды, определяли наличие мути, осадка, постороннего запаха, вкуса, привкуса. Методика проведения органолептического исследования приведена ниже.
Исследование жирнокислотного состава растительных масел и жиров
График содержания ТТГ в пальмовом масле также отличается пологостью, однако пальмовое масло отличается большим, по сравнению с молочным жиром, содержанием ТТГ при высоких температурах в интервале (30–40)0С, что придает ему мазеобразную консистенцию. Температура плавления в целом находится в диапазоне температуры человеческого тела, что указывает на возможность его использования в смесях с жидкими растительными маслами, что позволит получить сбалансированную жировую смесь с температурой плавления менее 360С.
Анализ представленных данных позволяет сделать вывод, что содержание твердых триглицеридов и температура плавления молочного жира и пальмового масла отличаются, что указывает на необходимость ограничения при внесении пальмового масла в жировые основы спредов.
Для достижения сбалансированного жирнокислотного состава, в том числе по соотношению жирных кислот ряда 3:6, целесообразным является внесение в жировую основу спреда растительных масел и жиров из различных жирнокис-лотных групп. Исследован жирнокислотный состав рапсового, подсолнечного и пальмового масла, а также молочного жира. Масло подсолнечное. Результаты исследования жирнокислотного состава образцов подсолнечного масла представлены в таблице 3.7 и на хроматограмме, приведенной на рисунке
По ГОСТ Р 53457–2009 «Масло рапсовое. Технические условия» содержание эруковой кислоты в рапсовом масле должно составлять не более 2 %, в исследуемом образце содержание эруковой кислоты составило 0,2 %, что указывает на его пригодность к использованию в пищевых целях (протокол исп. № 3865 от 14.07.14 г.). Масло пальмовое рафинированное дезодорированное. Результаты исследования жирнокислотного состава пальмового масла представлены на рисунке 3.5, в таблице 3.9 и в Приложении А. С18:3 Линоленовая Не более 0,5 С20:0 Арахиновая Не более 1,0 Анализ жирнокислотного состава растительных масел позволяет сделать вывод, что исследованные растительные масла относятся к разным жирнокислот-ным группам. Рапсовое масло, наряду с соевым и кедровым маслом, отличается присутствием эссенциальной линоленовой кислоты, относящейся к ряду 3, практически отсутствующей в подсолнечном масле. Подсолнечное масло относится к линоленовой группе, рапсовое – к линолево-линоленовой, а пальмовое – к паль-митолеиновой группе. В связи с этим для регулирования соотношения жирных кислот дозировки растительных масел в жировых основах спреда целесообразно варьировать.
Для молочного жира характерно содержание значительного количества (более 8 %) низкомолекулярных жирных кислот, среди которых такие биологически ценные, как масляная, капроновая, каприловая и каприновая. В других жирах обнаруживаются лишь следы этих кислот.
Образцы жирового сырья для производства спредов были исследованы на показатели безопасности.
Результаты исследований представлены в таблицах 3.11, 3.12 и 3.13. Таблица 3.11 – Показатели безопасности масла подсолнечного рафинированного дезодорированного Показатели Значение показателей
Анализ представленных данных позволяет сделать вывод, что рафинированное дезодорированное подсолнечное масло (сорт высший) по всем исследуемым показателям соответствует требованиям ГОСТ Р 52465-2005 «Масло подсолнечное. Технические условия».
Главной технологической проблемой при транспортировке масел и жиров является проблема их порчи. Пищевая порча жиров может происходить по трём механизмам. Это окислительная порча, порча гидролитическая и порча под воздействием биологических факторов – микробиологическая и ферментативная.
Если говорить о транспортировке масел, к которым следует отнести и твёрдое при комнатной температуре пальмовое масло, то микробиологическая порча играет существенную роль достаточно редко. Лишь при возникновении специфических условий, объясняемых нарушением санитарных норм транспортировки этих жиров, такая порча может иметь место. В большинстве случаев масла в процессе получения подвергаются таким температурным воздействиям, что микроорганизмы погибают, а ферменты, присутствующие в семенах и маслах, инактиви-руются. В некоторых, достаточно редких, случаях (например, при производстве масла холодного отжима) это условие не соблюдается, и ферментативная и микробиологическая порча возможна.
Химический состав стали, из которой выполнены вагоны-цистерны, продолжительность и условия транспортировки жирового сырья, а также соблюдение или несоблюдение санитарных правил подготовки тары при смене сырья можно отнести к факторам риска, потенциально влияющим на качество растительных масел в процессе перевозки [4].
Нормируемые Техническим регламентом показатели безопасности после контакта растительных масел со сталью могут изменяться, т.к. входящие в ее состав химические элементы являются катализаторами окисления и могут привести к окислительной порче.
Металлы могут быть катализаторами окисления. Присутствие даже небольшого количества металлов в значительной степени ускоряет окислительную порчу жиров. Металлы и сплавы имеют разную каталитическую активность. На первом месте по каталитической активности находится свинец, далее следуют медь, латунь, олово, цинк, железо, алюминий, нержавеющая сталь.
С целью оценки влияния листового проката 09Г2С, произведенного по ГОСТ5520, на изменение показателей безопасности растительного масла, нами проведены исследования качества растительных масел в процессе хранения без листового проката (контрольные образцы) и образцы масел с погруженным в них листовым прокатом (модельные среды) в определенных температурных и временных условиях. Были воссозданы условия, приближенные к реальным условиям транспортировки. Исследуемые образцы растительных масел хранили без доступа солнечного света в течение 21 дня при различных температурных режимах: (0–4) С, (25–30) С и (35–40) С. Пробы на исследования отбирались с интервалом семь суток.
Исследование растительных масел после контакта с листовым прокатом на показатели безопасности
Для равномерного распределения и повышения эффективности действия антиоксидантный комплекс растворяли в растительном масле в соотношении 1:10. В емкость закачивали смесь растительных масел в количестве 300 кг, которую нагревали паром при перемешивании до 60 С в течение 10 мин. Затем в масло вводили антиоксидантный комплекс и перемешивали до полного растворения. После этого докачивали масло с температурой (30-40)С до 2/3 уровня, при этом температура раствора упала до 50С. Подготовка антиоксидантного комплекса происходила в емкости № 1. Дозирование осуществлялось в емкости № 2. Емкость № 1 ( =100 л) снабжена змеевиком глухого пара, мешалкой. Контролем полного растворения эмульгатора являлась прозрачность масляного раствора. Из емкости № 1 раствор перепускался в емкость № 2 ( =350 л), имеющую водяную рубашку с температурой 50С, откуда откуда осуществляется подача в смесители для маргариновой эмульсии. Ввод приготовленного антиоксидантного комлекса в жировую основу должен осуществляться при температуре 40С.
Следует также учитывать, что в рецептурах, содержащих переэтерифици-рованный жир, процесс кристаллизации проходит гораздо медленнее, поэтому необходимо снижать производительность технологической линии, улучшая при этом охлаждение на валах вататора, чтобы получить хорошую консистенцию продукта.
Поскольку разрабатываемые спреды могут использоваться не только в качестве бутербродного продукта, но и в кулинарии и в общественном питании, они должны отличаться более высокой твёрдостью и процентным соотношением твёрдых триглицеридов. Это также предоставляет возможность расфасовать данный продукт не только в полимерную тару, но и в виде брусков в фольгу или пергамент.
Разработанному сливочно-растительному спреду было присвоено название «Омега». На данный продукт разработан проект технической документации ТУ 9148 – 203 – 020683315 - 2015 включающий технические условия и технологическую инструкцию (Приложение Д).
Органолептические и физико-химические показатели разработанного спре-да представлены в таблице 3.43.
Показатели Значение показателя Органолептические показатели- вкус и запах- консистенция и внешний вид- цвет без посторонних привкусов и запахов легкоплавкая, однородная, пластичная. Поверхность среза блестящая на вид светло-желтый
Физико-химические показатели Массовая доля жира, % Твердость, г/смТпл жира, С Массовая доля молочного жира, % Массовая доля влаги и летучих веществ,%Кислотность, К 82,00 ± 0,05 67 + 5 29,0 ±1,0 50,0 + 0,0315,80 + 0,01 2,0 + 0,1 Показатели качества соответствуют требованиям ГОСТ Р 52100-2003. «Спреды и смеси топленые. Общие технические условия». Также нами изучен жирнокислотный состав жировой фазы сливочно-растительного спреда «Омега». Характеристика жирнокислотного состава спре-дов «Омега» на основе рапсового масла и жирнокислотный состав сливочного масла представлены в таблице 3.44.
С точки зрения пищевой ценности высокая доля насыщенных жиров в молочном жире нежелательна. В растительных жирах обычно насыщенных жирных кислот меньше, а ненасыщенных больше, причем практически отсутствует холестерин. Жирнокислотный состав полученного сливочно-растительного спреда «Омега» характеризуется повышенным содержанием мононенасыщенных и оптимальным содержанием и соотношением полиненасыщенных жирных кислот.
Высокая пищевая ценность спреда «Омега» обусловлена содержанием биологически активных веществ, в частности, лецитинов, которые обладают и эмульгирующими свойствами. Что позволяет получить продукт с высокой усваиваемо-стью (97–98 %) и хорошими органолептическими свойствами, так как продукт находится в состоянии тонкой эмульсии и имеет температуру плавления 28 – 30 С0. Сравнительная характеристика сливочного масла и сливочно-растительного спреда «Омега» 82 % жирности приведена в таблице 3.45.
Сливочно-растительные спреды специально разрабатываются в целях улучшения их нутритивных свойств, причем при необходимости их состав можно корректировать путем снижения содержания насыщенных жиров и трансизомеров жирных кислот, увеличения содержание омега-3 жирных кислот, обеспечения требуемого соотношения омега-6 и омега-3 жирных кислот, а также внесения природных антиоксидантов (лецитина), позволяющих существенно продлить сроки хранения продукта.
Спреды, являясь эмульсиями с повышенным содержанием полиненасыщенных кислот, обычно нестойки при хранении. В связи с этим, проблема продления сроков хранения данной группы продуктов является актуальной.
Стабильность и срок годности спредов во многом определяется санитарно-гигиеническими условиями их производства, а также условиями хранения. При этом необходимо учитывать возможность развития прогорклости. Гидролитическая прогорклость при хранении вызывается образованием свободных жирных кислот и может стать проблемой для молочной продукции. Молочный жир и растительные жиры могут прогоркать из-за окисления липидов. Чем выше степень ненасыщенности растительного масла, например, подсолнечного, тем оно более чувствительно к окислению. С другой стороны, ненасыщенные жирные кислоты более желательны с нутритивной точки зрения. Стабильность и нутритивные свойствам жира можно оптимизировать в зависимости от назначения продукта [26].
В связи с вышеизложенным, исследование динамики изменения показателей окислительной порчи и микробиологических показателей в процессе хранения спредов является очень важным.
Образцы сливочно-растительных спредов «Омега» хранили в пачках (200 г) из кашированой фольги, при температуре (4 + 2) оС и (–23 + 2) оС в течение 90 и 180дней соответственно по требованиям ГОСТ Р 52100-2003 «Спреды и смеси топленые. Общие технические условия».
В двух температурных режимах органолептические показатели спредов не изменились в течение всего срока хранения. Консистенция спредов, как при температуре (4 + 2)оС , так и при температуре минус (23 + 2)оС оставалась однородной, пластичной, плотной, поверхность среза блестящая и сухая на вид.