Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 19
1.1. Повышение пищевой ценности эмульсии типа «майонез» 20
1.2. Снижение содержания жира и улучшение его жирнокислотного состава при производстве диетических майонезных эмульсий 27
1.2.1. Льняное масло в качестве перспективного компонента для создания диетических эмульсионных продуктов на его основе 33
1.3. Замена сахара на низкокалорийные подсластители при производстве диетических и профилактических продуктов питания 36
1.3.1. Синтетические (искусственные) подсластители 40
1.3.2. Натуральные подсластители 54
1.3.3. Стевиозид - перспективный подсластитель для производства диетических продуктов питания 57
1.4. Эмульгирование пищевых эмульсий типа «майонез» эмульгаторами белковой природы 75
1.4.1. Аминокислотный состав белков и строение белковой молекулы .82
1.4.2. Взаимосвязь между эмульгирующими свойствами белков и их конформационной стабильностью 89
1.4.3. Влияние физических факторов на конформации макромолекул белков в растворе 90
1.4.4. Компьютерное моделирование конформационных характеристик белковых молекул 91
1.5. Стабилизационные системы для пищевых эмульсий типа «майонез» 97
1.5.1. Альгинат натрия - стабилизатор для эмульсии типа «майонез» 105
1.6. Загустители для производства майонезных эмульсий 108
1.7. Применение пищевых волокон в качестве функциональной добавки при производстве профилактических продуктов питания 111
1.7.1. Мука-зародышей-ишеницьь—перспективный- компонент для создания диетических майонезных эмульсий 115
1.8. Микробиология пищевых эмульсий типа «майонез» 117
1.8.1. Микробиологические требования к составляющим майонезных эмульсий 122
1.8.2. Влияние факторов внешней среды на развитие микроорганизмов в майонезных эмульсиях 129
1.9. Консерванты для пищевых эмульсий типа «майонез» 132
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 137
Глава 2. Объекты и методы исследований 137
2.1. Основные объекты экспериментальных исследований 137
2.2. Методы хромато-масс-спектрометрии и масс-спектрометрии 148
2.3. Метод сканирующей электронной микроскопии 150
2.4. Метод газовой хроматографии 150
2.5. Метод изучения устойчивости растительных масел к окислению .152
2.6. Метод определения аминокислотного состава белков 152
2.7. Метод изучения зависимости плотности растительных масел от температуры 154
2.8. Метод исследования реологических свойств 154
2.9. Метод экстракции белка (лейкозина) из муки зародышей
пшеницы 155
2.10. Метод определения пенообразующей способности и стойкости пены белка 156
2.11. Метод оценки эмульгирующей емкости белков 157
2.12. Метод исследования вязкости водных растворов 157
2.13. Метод оценки рН водных растворов белков 158
2.14.Метод определения влагопоглощения и жиропоглощения 158
2.15. Метод определения кислотности майонеза 159
2.16. Метод определения стойкости пищевой эмульсии типа «майонез» 159
2.17. Метод оценки- микробиологических свойств пищевой эмульсии типа «майонез» 160
2.18. Метод идентификации микроорганизмов 161
2.19. Метод количественного учета микроорганизмов 162
2.20. Метод определения цитотоксичности бактериальных культур, выделенных из пищевой эмульсии типа «майонез» 163
2.21. Метод определения жизнеспособности бактерий, выделенных из муки зародышей пшеницы пищевого назначения к гамма-излучению 165
2.22. Метод органолептической оценки качества майонезов 165
Глава 3. Состав и физико-химические свойства основных перспективных компонентов пищевых эмульсий типа «майонез» .166
3.1. Растительные масла 166
3.1.1. Жирнокислотный состав масел 168
3.1.2. Реологические характеристики масел 168
3.1.3. Зависимость плотности масел от температуры 168
3.1.4. Устойчивость масел к окислению 169
3.2. Экстракт стевии 172
3.2.1. Химический состав экстракта стевии 173
3.2.2. Пенообразование и эмульгирующая емкость водного экстракта стевии 177
3.3. Морфология и некоторые физико-химические свойства
муки зародышей пшеницы пищевого назначения 179
3.3.1. Влагопоглощающая способность и морфология муки зародышей пшеницы в зависимости от времени 180
3.3.2. Влагопоглощающая способность муки зародышей пшеницы и ее морфология в зависимости от рН среды 183
3.3.3. Влияние температуры на жиропоглощающую способность муки зародышей пшеницы 185
3.3.4. Зависимость вязкости водных смесей муки зародышей пшеницы от кон-центращш ... 186
3.4. Водорастворимый белок лейкозин^ выделенный из муки зародышей пшеницы 187
3.4.1. Морфология и аминокислотный состав лейкозина 188
3.4.2. Влияние концентрации белка на вязкость его водных растворов 191
3.4.3. Влияние концентрации электролита на вязкостные свойства водных растворов белка 194
3.4.4. Влияние рН среды на вязкостные свойства водных растворов белка 195
3.4.5. Компьютерное моделирование состояния белковых молекул в водных растворах 196
3.4.6. Способность к пенообразованию и устойчивость пен белка 201
3.4.7. Эмульгирующая емкость белка 201
3.4.8. Эмульгирующая емкость лейкозина при изменении рН среды 203
3.4.9. Микробиологические показатели белка 204
3.5. Выбор стабилизатора и загустителя для майонезных эмульсий 206
3.5.1. Влияние температуры на влагопоглощающую способность стабилизатора и загустителей 208
3;5.2. Влияние реакции среды на влагопоглощающую способность стабилизатора и загустителей 212
3.5.3. Зависимость влагопоглощающей способности стабилизатора и загустителей от времени 213
3.5.4. Влияние температуры на жиропоглощающую способность стабилизатора и загустителей 214
3.5.5. Влияние концентрации стабилизатора и загустителей на относительную вязкость их водных растворов 215
3.5.6. Влияние концентрации электролита на вязкость водных растворов стабилизатора и загустителей 220
7 3.5.7. Влияние-температуры н&вязкость- водных растворов стабилизатора и загустителей . 221
Глава 4. Разработка рецептуры и технологии производства перспективного эмульсионного продукта типа «майонез» антисклеротической направленности, исследование его реологических, физико-химических, органолептических и микробиологических характеристик 223
4.1. Состав, реологические, физико-химические и органолептические характеристики пищевой эмульсии типа «майонез» антисклеротической направленности 223
4.1.1. Рецептура и технология получения майонезной эмульсии «Витамол» 223
4.1.2. Реологические характеристики майонезной
эмульсии «Витамол» 227
4.1.2.1. Влияние фракционного состава муки зародышей пшеницы на реологические свойства майонеза «Витамол» 227
4.1.2.2. Влияние содержания муки зародышей пшеницы на реологические свойства майонеза «Витамол» 229
4.1.3. Физико-химические и органолептические характеристики майонезной эмульсии «Витамол» 231
4.1.4. Изменение показателей качества майонезной эмульсии «Витамол» при его хранении 233
4.2. Состав микрофлоры и условия ее развития в пищевой эмульсии «Витамол», консервированной органическими кислотами 234
4.2.1. Микробная инициальная контаминация составляющих майонезных эмульсий «Провансаль» и «Витамол» 234
4.2.2. Инактивация микроорганизмов, выделенных из муки зародышей пшеницы 237
4.2.3. Инициальная контаминация свежеприготовленной майонезной эмульсии- «Витамол»» .«. 239
4.2.4. Подбор качественного и количественного состава консервирующего агента для майонезной эмульсии «Витамол» 240
4.3. Органолептические показатели майонезной эмульсии «Витамол» с различными консервантами при разных температурах хранения 245
Глава 5. Разработка рецептур и технологии производства перспективных эмульсионных продуктов типа «майонез» антидиабетической направленности, исследование их реологических, физико-химических, органолептических и микробиологических характеристик 252
5.1. Рецептуры и технология получения майонезов «Диабетический» (марка 1) и «Диабетический» (марка 2) 253
Ifr 5.2. Реологические характеристики эмульсионных продуктов антидиабетической направленности 255
5.2.1.Аномалии вязкостного течения эмульсионных продуктов антидиабетической направленности 256
5.2.2. Энергия активации вязкого течения эмульсионных продуктов антидиабетической направленности 259
5.3: Физико-химические и органолептические характеристики
эмульсионных продуктов антидиабетической направленности 262
5.4. Изменение показателей качества майонезных
эмульсий антидиабетической направленности при их хранении 264
Результаты и выводы 270
Библиографический список
- Льняное масло в качестве перспективного компонента для создания диетических эмульсионных продуктов на его основе
- Метод сканирующей электронной микроскопии
- Реологические характеристики масел
- Рецептура и технология получения майонезной эмульсии «Витамол»
Введение к работе
микробиологическим показателям). Поэтому цели настоящей работы формулировали с учетом этих направлений.
Среди перспективных жировых продуктов питания определенное место занимают майонезы, в которых растительное мало находится в диспергированном состоянии, что увеличивает их усвояемость и питательную ценность. Майонезным эмульсиям присущи высокие вкусовые и пищевые достоинства, обусловленные специфической эмульсионной структурой.
В РФ майонез является одним из самых распространенных и быстро растущих по массовости потребления пищевых продуктов. Только за 9 мес. 2002 г. было выработано 229,8 тыс. т майонеза [1], тогда как за весь. 1998 г. было произведено всего 167,2 тыс. т [2].
Пищевая эмульсия типа «майонез» представляет собой сметанообразную мелкодисперсную эмульсию прямого типа «масло в воде», приготовленную из растительного масла с добавлением эмульгаторов, стабилизаторов, загустителей, вкусовых добавок и пряностей. Моделируя рецептуры майонезов, можно получать эмульсионные продукты с новыми, заданными свойствами.
В последние годы в пищевой промышленности большое значение приобретает проблема создания продуктов диетического питания для комплексной профилактики ряда заболеваний, таких как атеросклероз и
10 сахарный диабет.
Одним из самых распространенных последствий
несбалансированного питания является атеросклероз - поражение артерий с отложением на их внутренних поверхностях липидов, преимущественно холестерина. Заболевания, обусловленные атеросклерозом и в первую очередь ишемической болезнью сердца, относятся к наиболее часто встречающимся причинам смерти мужчин старше 45 лет и женщин старше 65 лет во многих странах Европы, в том числе и в России [3] . Поэтому разработка пищевых эмульсий типа «майонез» антисклеротической направленности является на сегодняшний день актуальной задачей.
Кроме того, необходимо отметить, что наиболее выраженное влияние на патогенетические механизмы атеросклероза оказывает модификация жирового компонента рациона, и в первую очередь повышение квоты полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Некоторые растительные масла - льняное, рапсовое, соевое содержат достаточное количество ПНЖК семейства «Омега-3». Наиболее важным источником жирных кислот этого семейства является льняное масло, в котором находится до 70% «Омега-3» линоленовой кислоты. В рапсовом (низкоэруковом) масле концентрация линоленовой кислоты доходит лишь до 6-14% [4]. Одним из возможных способов оптимизации жирового баланса является увеличение в рационе доли льняного масла, например, путем разработки и широкого внедрения его в майонезах.
В результате систематически избыточного потребления сахара (более 90 г на человека в сутки вместо физиологически нормативных 50 г) в РФ постоянно увеличивается количество случаев заболевания сахарным диабетом [5]. Диетотерапия имеет важное значение в профилактике и лечении сахарного диабета и такого основного его фактора риска как гипергликемия (избыток сахара в крови). Майонезы вследствие массовости их потребления могут служить хорошим средством для коррекции рациона питания людей, страдающих сахарным диабетом.
Поэтому разработка эмульсионного продукта типа «майонез», в котором сахар (сахароза) был бы полностью заменен на подсластитель неуглеводной природы, является актуальной задачей. К числу таких подсластителей можно отнести стевиозид, представляющий собой жидкий продукт растительного происхождения. Его получают из листьев растения Stevia Rebaudiana Bertoni (стевия) [6].
Данный подсластитель показан к применению при профилактике и лечении сахарного диабета 1-го и 2-го типов, ожирения, гипертонической болезни, атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний и целого ряда других. Он имеет коэффициент сладости в 100-300 раз превышающий сладость сахара. При сахарном диабете 1-го типа стевиозид не является средством, снижающим уровень сахара в крови, однако при нормогликемии обладает свойством понижать артериальное давление. Стевиозид - природный подсластитель в диетическом питании больных сахарным диабетом, он предотвращает развитие осложнений сахарного диабета, обладает антимикробным и противогрибковым действием, угнетает рост бактерий, нормализует работу желудочно-кишечного тракта, повышает сопротивляемость организма человека к инфекционным заболеваниям. При сахарном диабете 2-го типа стевиозид при комплексном использовании с другими сахароснижающими препаратами снижает уровень глюкозы в крови, уменьшает системное артериальное давление, а при нормогликемии, способствует снижению веса у людей с избыточной массой тела, препятствует его накоплению [7].
Как уже упоминалось, в настоящее время существует тенденция к возрастанию потребления пищевой продукции с низким содержанием жира [8], поэтому разработка рецептур низкожирных майонезов и технологий их производства также является актуальной задачей.
Оптимизация технологий получения эмульсий предполагает детальное изучение влияния физико-химических факторов на устойчивость и реологические характеристики разрабатываемых
12
майонезов. Регулирование этих свойств путем введения, биологически
ценных добавок является перспективным направлением, поскольку решает
задачи создания майонезов с заданными биологическими и
органолептическими свойствами. Важное значение в связи с этим имеют
добавки, которые, улучшая питательную ценность продукта, одновременно
выступают в роли эмульгаторов, стабилизаторов и
структурообразователей, позволяя тем самым исключить из рецептуры традиционные компоненты, обладающие в ряде случаев нежелательным побочным действием (например, яичный порошок, 80%-ную уксусную кислоту, горчичный порошок и др.). Кроме того, такие исследования позволяют снизить содержание жира в эмульсии при сохранении его привычной консистенции. Научные основы разработки рецептур и технологии производства эмульсионных продуктов даны в работах В.Х. Пароняна, О.С. Восканян, Е.В. Грузинова, А.П. Нечаева, С.А. Ливийской [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18] и других ученых, работающих над этой проблемой.
Майонезы являются дисперсными продуктами, относящимися к категории подверженных быстрой порче. На основании Федерального закона «О санитарно-эпидемиологическом благополучие населения» от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ и Положения о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, утвержденного Постановлением Правительства Российской Федерации от 24.06. 2002 г. № 554, Главным государственным санитарным врачом РФ 31.05.2000 г. подписано Постановление № 18 о введении в действие с 01.09.2002 г. «Гигиенических требований безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.1078-01». В данном документе представлены микробиологические требования и при производстве майонезов. Исследования показали [19, 20, 21], что продукция с такими показателями не подлежит длительному хранению вследствие микробиальной порчи. Контаминирование майонезов посторонними микроорганизмами приводит
к дефектам органолептических, физико-химических показателей продукции > а также может служить источником инфекционных заболеваний и пищевых отравлений. В связи с широкими возможностями инфицирования майонезов в процессе их изготовления и хранения актуально экспериментальное изучение динамики микробного обсеменения начиная от исходного сырья до получения готовых эмульсий.
Так как льняное масло является на сегодняшний день малотоннажным продуктом (производство в РФ составляет около 1000 тонн в год), а также с целью расширения сырьевой базы при производстве майонезов атидиабетической направленности, была разработана диетическая эмульсия с использованием в ее рецептуре подсолнечного масла.
Цель работы - разработка низкокалорийных пищевых эмульсий
типа «майонез» антисклеротической и антидиабетической направленности
с использованием подсолнечного или льняного масла в качестве жирового
компонента и стевиозида для полной замены сахара в их составе, а также
муки зародышей пшеницы пищевого назначения вместо традиционного
эмульгатора - яичного порошка, при условии сохранения физико-
химических, органолептических и микробиологических свойств
майонезов.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
изучить жирнокислотный состав используемых в работе нерафинированного льняного и рафинированного подсолнечного масел, определить их вязкость и характер течения, исследовать степень поглощения льняного и подсолнечного масел порошкообразными компонентами при технологической температуре производства майонезов, оценить устойчивость льняного и подсолнечного масел к окислению;
определить в 5%-ном водном экстракте стевии, применяемом для полной замены сахара в рецептурах майонезов антидиабетической и
14 антисклеротической направленности, количественный и качественный, состава компонентов, способных влиять на биохимические процессы, протекающие в человеческом организме; исследовать эмульгирующие способности 5%-ного водного экстракта стевии при разработке технологий производства майонезных эмульсий;
изучить возможность включения в рецептуры разрабатываемых
майонезов муки зародышей пшеницы; оценить функции выделенного
из нее водорастворимого белка лейкозина в качестве эмульгирующего
компонента в низкокалорийных майонезных эмульсиях в качестве
альтернативы традиционному эмульгатору - яичному порошку;
исследовать их морфологию, физико-химические и
микробиологические показатели при производстве майонезов;
изучить вязкость водных растворов стабилизатора и различных
загустителей с последующим их выбором при производстве
разрабатываемых низкокалорийных эмульсий типа «майонез»;
исследовать физико-химические, реологические свойства
разрабатываемых пищевых эмульсий антисклеротической и антидиабетической направленности, определить технологические параметры введения новых компонентов для получения стабильных эмульсий с оптимальным качеством и органолептическими характеристиками;
определить микробиологические показатели разрабатываемых
диетических эмульсий типа «майонез», как свежеприготовленных, так и в процессе их хранения; для этого исследовать влияние факторов внешней среды (температуры, рН среды) на развитие микроорганизмов в перспективных майонезных эмульсиях;
предложить качественный и количественный состав консервантов для разрабатываемых майонезов. Научная концепция: В основу научного решения проблемы создания перспективных
пищевых эмульсий типа «майонез» антисклеротической. и антидиабетической направленности положены законы рационального питания, первый из которых гласит: «соответствие энергетической ценности (калорийности) суточного рациона суточным энергетическим затратам человека», а второй закон формулируется как: «соответствие химического состава рациона человека его физиологическим потребностям в пищевых веществах». Основной принцип выполнения второго закона рационального питания - максимальное разнообразие используемых в питании продуктов. Только его соблюдение способно обеспечить организм человека именно такими веществами, которые необходимы для функционирования тех или иных органов и систем, защиты от болезней и вредных влияний окружающей среды. При этом в работе исходили из того, что в процессе выбора продуктов питания следует учитывать три критерия: пища должна утолять голод, укреплять здоровье, способствовать снижению риска развития заболеваний, а в некоторых случаях помогать излечению от болезней. Положения, выносимые на защиту:
Экспериментальная техника, способы и приемы спектрометрического анализа малоконцентрированного (5%-ного) водного раствора дитерпенового гликозида неуглеводной природы (стевии).
Результаты исследований:
физико-химических свойств малоконцентрированного (5%-ного) водного раствора стевии;
функциональных свойств выделенного из муки зародышей пшеницы белка лейкозина и физико-химических характеристик его водных растворов;
методом молекулярной динамики конформационного поведения макромолекул белка лейкозина в модельной системе «белок-вода»;
морфологии влагопоглощающей и жиропоглощающей способности муки зародышей пшеницы в зависимости* от ее концентрации, времени, температуры, реакции среды;
реологических характеристик разработанных перспективных пищевых эмульсий типа «майонез»;
микробиологического поведения разработанных пищевых эмульсий типа «майонез», как свежеприготовленных, так и в процессе их хранения.
3. Рецептуры и технологии получения пищевых эмульсий типа
«майонез» антисклеротической и антидиабетической
направленности, в которых в качестве растительного масла
используют льняное или подсолнечное масло, в качестве
подсластителя неуглеводной природы - экстракт стевии, а вместо
яичного порошка - муку зародышей пшеницы.
Научная новизна работы заключается в том, что:
впервые разработаны рецептуры низкокалорийных майонезов
антисклеротической и антидиабетической направленности, которые в качестве растительного содержат подсолнечное или льняное масло, в качестве подсластителя - стевиозид, а в качестве биологически активной добавки - муку зародышей пшеницы и выделенный из нее эмульгатор - водорастворимый белок лейкозин; . впервые методами хромато-масс-спектрометрии и масс-спектрометрии исследован химический состав 5%-ного водного экстракта стевии, применяемого для полной замены сахара в рецептурах майонезов антисклеротической и антидиабетической направленности; исследованы в зависимости от различных факторов влагопоглощающая и жиропоглощающая способности муки зародышей пшеницы и ее морфология;
впервые разработан метод экстракции из муки зародышей пшеницы нового эмульгатора - водорастворимого белка лейкозина; исследованы
17
его морфология, физико-химические, функциональные и
микробиологические свойства при введении в разрабатываемые эмульсии;
исследовано влияние факторов внешней среды на развитие микроорганизмов в разрабатываемых майонезах, установлен родовой и видовой состав присутствующих в ней бактерий и дрожжей;
на основе полученных экспериментальных данных предложены консерванты для разрабатываемых майонезов;
изучены реологические и физико-химические характеристики майонезов антисклеротической и антидиабетической направленности;
определены режимные интервалы технологии новых многокомпонентных эмульсий типа «майонез», содержащих в качестве растительного - подсолнечное или льняное масло, в качестве подсластителя - стевиозид, а в качестве биологически активной добавки - муку зародышей пшеницы и выделенный из нее эмульгатор -водорастворимый белок лейкозин.
Практическая ценность работы:
Разработка научно обоснованной рецептуры низкокалорийного
майонеза антисклеротической направленности на основе льняного
масла и муки зародышей пшеницы и технологии его получения с
позиции качества и безопасности потребления.
На данный майонез разработаны Технологическая инструкция и Технические условия ТУ 9143-002-17385524-98 «Витамол». Майонез низкокалорийный диетический», получен Гигиенический сертификат № 77.72.07.914 п. 06548.06.98 от 26.06.98. Центра гигиенической сертификации пищевой продукции при Институте питания РАМН. При этом майонез определен как продукт антисклеротической направленности. Выпущена опытная партия продукта в объеме 100 кг.
Разработка научно обоснованных рецептур низкокалорийных
майонезов антидиабетической направленности на основе
18 подсолнечного или льняного масла, муки зародышей пшеницы и с использованием 5%-ного водного экстракта стевии в качестве подсластителя, технологии их получения с позиции качества и безопасности потребления.
На данный майонез разработаны Технологическая инструкция и Технические условия ТУ 9143-002-52532759-04 «Диабетический». Органом по сертификации продукции и услуг МГТА выдан Гигиенический сертификат № РОСС RU.AE47.A00599 от 07.05.2004 г. Получено положительное решение о выдаче Патента РФ по заявке № 2004100300. При этом майонез определен как продукт антидиабетической направленности. Выпущены опытные партии майонезов: в объеме 100 кг ~ на основе льняного масла и в объеме 100 кг ~ на основе подсолнечного масла.
В результате исследований методом экстракции из муки зародышей пшеницы было выделено самостоятельное вещество -водорастворимый белок лейкозин (12,5% от общей массы муки), который согласно исследованным его функциональным свойствам может быть использован в как эмульгатор в пищевых продуктах, в то числе и в майонезных эмульсиях.
Получено положительное решение о выдаче Патента РФ по заявке № 2004110609 на применение лейкозина в качестве эмульгатора для жироводных пищевых эмульсий.
Льняное масло в качестве перспективного компонента для создания диетических эмульсионных продуктов на его основе
Благодаря тому, что жир в майонезе содержится в виде высокодисперсной водно-жировой эмульсии, продукт хорошо усваивается организмом человека. В последние годы вызывает большой интерес способность пищевой эмульсии типа майонез нормализовать жировой обмен в организме человека, а также это связано с вопросами старения и рядом таких заболеваний как атеросклероз, гепатит, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет и др.
В этой связи целесообразно рассмотреть возможность использования в низкокалорийных майонезных эмульсиях льняного масла.
Льняное масло известно с XII века - тогда в Византии его использовали не только в пищу, но и для обработки пергаментов [81].
Льняное масло добывают из семян Linum usitatis-simum. Оно широко распространено в разных широтах. В связи с этим количественный состав его ненасыщенных жирных кислот, а вместе с тем йодное число и показатели преломления в зависимости от происхождения масла колеблются в- довольна широких пределах. По составу оно относится к линоленово-линолевым маслам. В нем содержатся следующие жирные кислоты: линоленовая (21-45%), линолевая (25-29%), олеиновая (5-20%), насыщенные (5-10%). В масле содержатся фосфатиды и вещества типа слизей, обуславливающие образование при быстром нагревании масла до 270-280С около 0,5% хлопьевидного осадка. Кроме того, в масле находится немного восков из оболочек семян. Цвет от светло-желтого до коричневого, запах специфический [82, 83].
Льняное масло можно рассматривать как перспективный компонент для производства диетических и профилактических продуктов питания. При содержании 50-60% полиненасыщенных жирных кислоты, обозначенных как комплекс «Омега-3», льняное масло почти вдвое превосходит по этому питательному веществу рыбий жир, где содержание этих кислот достигает максимально 30%.
Научные клинические испытания показывают [3], что комплекс «Омега-3», входящий в состав льняного масла, оказывает положительные воздействия при следующих заболеваниях:
1. При болезнях сердца комплекс «Омега-3» снижает высокий уровень холестерина в крови и триглицерида соответственно на 25% и 35%. Комплекс снижает вероятность закупорки тромбами артерий в мозгу, сердце, легких и других органах, снижает высокое кровяное давление;
2. При раковых заболеваниях комплекс «Омега-3» рассасывает опухоли. Имеется более 1000 документированных фактов успешного лечения рака льняным маслом совместно с дополнительными питательными веществами. Более поздние исследования показывают, что комплекс «Омега-3» убивает раковые клетки человека в тканевых культурах, не разрушая нормальные клетки этих культур. Были изучены раковые клетки груди, легких и простаты;
3. Комплекс «Омега-3», входящий в состав льняного масла, является профилактическим- ередетвем- при- сахарном диабете тлс_ известно, что диабет вызывается в том числе и дефицитом полиненасыщенных жирных кислот;
4. Была обнаружена эффективность комплекса «Омега-3» при лечении и предотвращении артритов. В исследованиях использовали как рыбий жир, так и льняное масло. В результате было выявлено, что при комбинации жирных кислот семейств «Омега-3» и «Омега-6» в рационе питания, более 60% больных ревматическим артритом смогли полностью отказаться от приема противовоспалительных лекарств, а другие 20% смогли сократить их прием в 2 раза;
5. Льняное масло лечит ослабленную астму, иногда в течение уже нескольких дней после приема этого продукта;
6. Льняное масло помогает при таких воспалительных процессах, как менингит, бурсит, тонзиллит, гастрит, колит, артрит, флебит, простатит, нефрит, гепатит, панкреатит, а также псориаз и волчанка;
7. Льняное масло помогает выводить почками натрий и воды. Удержание воды характерно при отечных лодыжках, некоторых типах избыточного веса, пост климактерическом периоде, последних стадиях рака и при сердечно-сосудистых заболеваниях;
8. Льняное масло известно своей способностью делать кожу гладкой, мягкой и бархатистой. Оно также облегчает заболевания кожи, вызванные отсутствием в рационе комплекса «Омега-3»;
9. Одним из наиболее заметных признаков улучшения здоровья от применения льняного масла является увеличение жизнерадостности, энергичности и выносливости. Жирные кислоты льняного масла не дают образовываться избыточным токсичным биохимическим веществам, вырабатываемым организмом человека в стрессовом состоянии;
10.Льняное масло помогает при рассеянном склерозе. Комплекс «Омега-3» необходим для развития мозга плода и функционирования мозга взрослого человека-. Льняное маело- необходима для зрения (сетчатка глаза), функции надпочечной железы, некоторых случаях бесплодия и выкидышей и т.д. [84].
Метод сканирующей электронной микроскопии
Для исследования химического состава растительных масел в настоящее время широко применяются хроматографические методы исследования. Так в работе [27] для анализа растительных масел использовался метод высокоэффективной жидкостной хроматографии в обращенно-фазовом варианте с детекторами двух типов: рефрактометрическим и спектрометрическим. Используют также методы газожидкостной и газовой хроматографии [28, 29]. В работе использовали метод газовой хроматографии [30, 31].
Для проведения газохроматографического анализа жирные кислоты переводили в соответствующие метиловые эфирьь Для получения метиловых эфиров жирных кислот использовали раствор тетраметиламмония гидроокиси (ТМАГ) в метиловом спирте с концентрацией 50 мг/мл. Пробу масла (20 мг) помещали в склянку с притертой пробкой, добавляли 300 мкл хлороформа и 100 мкл ТМАГ в метиловом спирте. Полученную смесь перемешивали и выдерживали при комнатной температуре 5 мин. Далее вводили смесь в инъекционном шприце в верхнюю часть разделительной колонки. Между дозатором и колонкой устанавливали подогреватель, обеспечивающий мгновенное испарение образца.
Условия хроматографического разделения: Хроматограф HP 5890 серия 11 - колонка металлическая 3,6 м, внутренний диаметр 2 мм; - набивка колонки: 10% EGSS-X на хромосорбе WAWD MGS (этиленгликольсукцинатсиликон); - расход газа-носителя (азот) - 47 мл/мин; - температура термостата колонки 180С; - температура инжектора 360С; -температура детектора 310С.
Ненасыщенные жирные кислоты на полярных фазах выходят после насыщенных жирных кислот. Эфиры насыщенных жирных кислот с прямой цепью углеродных атомов выходят из колонки в порядке повышения их температуры кипения. При постоянных определенных условиях работы время и порядок выходя метиловых эфиров жирных кислот из колонки всегда одинаков. Смеси жирных кислот с одинаковым числом углеродных атомов в молекулах выходят в следующем порядке: насыщенные кислоты — моноены — диены - триены.
Исследование проводили с помощью спектрофотометра СФ-16 при длине волны Х=235 нм в соответствии с принятой методикой [32, 33]. Согласно ей в качестве количественного параметра был выбран удельный коэффициент поглощения при 235 нм, обозначенный как Кь
Однолучевой спектрофотометр СФ-16 предназначен для измерения пропускания и оптической плотности растворов в диапазоне 186-1100 нм.
Некоторые технические характеристики прибора СФ-16: - диапазон измерений пропускания 3-100%; - растяжка участков шкалы пропускания на всю шкалу: от любого целого числа десятков процентов в области 10%, от 0 до 10% -- 1%; - стандартное отклонение пропускания не более: по шкале стрелочного прибора 0-110% 0,25%, по шкалам-растяжкам на стрелочном приборе - 0,10%, по табло цифрового вольтметра - 0,10%; - абсолютное значение рассеянного излучения при длине волны 200 нм, не более 1,00%.
Аминокислотный состав белков изучали с помощью автоматического аминокислотного анализатора фирмы «Hitachi» CLA-5.
Навеску исследуемого образца, содержащую 50 мг белка, взвешивали с точностью до 5-10"4г, помещали в стеклянную ампулу, заливали 25 мл 6М раствора НС1 и запаивали. Запаянные ампулы помещали в термостат при 115С, где в течение 24 ч осуществляется кислотный и термический гидролиз белка исследуемого образца. По завершении гидролиза ампулы охлаждали до 20С и содержимое фильтровали через стеклянный фильтр. Удаление НС1 из фильтрата осуществляли путем двукратного выпаривания в ротационном испарителе при 40С. Обезвоженный образец растворяли в 10 мл цитратного буфера рН=2,2 и далее в объеме 0,5 мл подавали в ионообменные колонки с элюирующими буферными растворами. На выходе из- колонки элюат смешивали с нингидрином, который при прохождении смеси через термостатируемый при 100С капилляр окрашивал зоны, содержащие аминокислоты. Оптическая плотность окрашенных зон непрерывно измерялась по мере их прохождения через кювету спектрофотометра при 1=570 нм (для пролина 1=440 нм) и фиксируется самописцем на бумаге. Расчет массовых долей аминокислот в белке исследуемых образцов определяли после идентификации площадей пиков, вычерченных при прохождении через ионообменную колонку анализатора стандартного раствора эталонных аминокислот, по формуле: Ai= k-Mi-Si, Si3" где: Aj - массовая доля і-той аминокислоты, г/100 г белка; к - коэффициент пропорциональности, (г/100 г белка)/Дальтон; Mj - молекулярная масса і-той аминокислоты, Дальтон; Sj площадь пика і-той аминокислоты на аминограмме; S;3 - площадь пика і-той эталонной аминокислоты. Необходимо отметить, что в процессе кислотного гидролиза триптофан разрушается на 80-90%, поэтому его определение проводили отдельно [34]. Для этого навеску образца, содержащую 25 мл белка, помещали в ампулу для гидролиза и добавляли 9 см 2М раствора NaOH. Ампулу запаивали, помещали в термостат и выдерживали 16 ч при 110С. Гидролизат после охлаждения и нейтрализации смесью лимонной и концентрированной соляной кислот фильтровали через бумажный фильтр и направляли в аминокислотный анализатор.
Реологические характеристики масел
Для придания разрабатываемым пищевым эмульсиям антидиабетической и антисклеротической направленности в их рецептуру вместо сахара вводили натуральный подсластитель неуглеводной природы - 5%-ный водный экстракт стевии. В настоящее время не существует литературных данных, отражающих полный спектр количественного и качественного состава компонентов экстракта стевйи как пищевой добавки. Поэтому представляло интерес выяснить природу составляющих 5%-ного водного экстракте стевии в качестве перспективного подсластителя в разрабатываемых пищевых эмульсиях типа «майонез» диетической направленности.
Для оптимизации технологии производства низкокалорийных майонезов, в работе изучали эмульгирующие способности этого подсластителя. Для определения структуры многокомпонентных смесей, которой является 5% водный экстракт стевии, их обнаружения, идентификации, мониторинга и скрининга в работе использовали методы хромато-масс-спектрометрии и масс-спектрометрии [237]. Количественное определение компонентов водного экстракта стевии проводили с использованием внутреннего стандарта - дибензотиофена.
В ходе исследований было установлено, что количество органических компонентов, выделенных из экстракта стевии, достигает более 250 наименований, а высокомолекулярных соединений - 350 наименований.
Хроматограммы этих соединений по полному ионному току приведены в Приложении 1.
В Приложении 2 для каждого органического компонента приведены: международное название, дополнительная информация и химическая структура идентифицированных соединений, их экспериментальный и библиотечный масс-спектры. Так, индивидуальный спектр стевиозида в сравнении с библиотечным спектром приведен на рис.3.6. Из анализа хроматограммы определено содержание стевиозида, которое составляет 0,027 мг/мл. Как известно [238], стевиозид представляет собой дитерпеновый гликозид в 300 раз слаще сахарозы, он не обладает токсическим и мутагенным эффектами, является низкокалорийным, и в отличие от традиционных заменителей сахара, таких как, ксилит или сорбит, не вызывает приобретенной толерантности. Его лечебная ценность заключается в имитации вкуса сахара при лечении диабета или других заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена.
Кроме стевиозида, с помощью метода хромато-масс-спектрометрии в 5%-ном водном растворе стевии было обнаружено еще одно сладкое вещество — мальтол (Приложение 2, вещество № 10). Мальтол (или мальтит) входит в группу заменителей сахарозы — сахарные спирты, или полиолы. Использование сахарных спиртов в качестве подслащивающих средств не требует для их усвоения выделения организмом инсулина, что позволяет применять их для приготовления диабетических продуктов. Кроме того, мальтол наряду с глутаматом натрия относится к усилителям ароматов [239].
Перечень компонентов высокомолекулярных соединений идентифицированных с помощью AMDIS, приведен в Приложении 3. Для каждого из компонентов представлено время его удерживания, название на английском языке, количество компонента в процентах к общему содержанию идентифицированных компонентов, номер скана на хромато-масс-спектрограмме, чистота масс-спектра в процентах, степень совпадения - усредненная и обратная. Анализируя полученные данные, надо отметить содержание в экстракте стевии большого количества спиртов, которые играют роль поверхностно-активных веществ (ПАВ) в пищевых продуктах [239].
Рецептура и технология получения майонезной эмульсии «Витамол»
Для приготовления высококачественных майонезных эмульсий необходимо знать определенные особенности введения компонентов их составляющих. Для получения эмульсии эмульгатор, стабилизатор и загуститель сначала необходимо растворить в воде, а затем добавить растительное масло.
В отличие от стабилизаторов и загустителей, эмульгаторы хорошо растворимы в воде, однако при высоких температурах, они могут денатурировать. Поэтому при горячей технологии приготовления майонезов эмульгаторы вводят в охлажденную смесь стабилизатора и загустителя.
Стабилизаторы и загустители плохо диспергируют в воде и при растворении могут образовывать комки, верхний слой которых смачивается и уплотняется, не пропуская воду вовнутрь. Чтобы избежать подобного явления, используют следующий прием. Стабилизатор и загуститель сначала диспергируют в некотором количестве масла, причем соотношение твердой и жидкой фаз по массе выдерживают как 1:2. После этого дисперсную смесь легко растворяют в водной фазе, избежав комкования.
В готовый к эмульгированию водный раствор эмульгатора, стабилизатора и загустителя добавляют масло. Чтобы образовалась мелкодисперсная эмульсия, масло рекомендуется добавлять либо тонкой струйкой, либо небольшими дозами. После образования нормальной эмульсии к ней добавляют сахар и соль, перемешивают, и уже после этого добавляют остальные компоненты: горчицу, уксус, ароматизаторы, консерванты в соответствии с рецептурами. Компоненты добавляются в указанной последовательности, чтобы максимально сохранить качество полученной эмульсии: сахар и соль, как сильные гидрофилы, могут помешать набуханию стабилизатора; преждевременное добавление уксуса создает кислую среду, в которой может произойти гидролиз стабилизатора и загустителя [37].
Технология получения майонеза была отработана на основе рецептуры столового майонеза «Провансаль». Рецептура майонеза «Провансаль» (контрольный образец) приведена в табл.4.1:
В функциональную емкость помещали горчичный порошок и воду (100С) в соотношении 1:2, перемешивали до однородной консистенции. Далее в другую емкость подавали воду (45-50С), предназначенную для растворения сухого молока и пищевой соды (на 1 часть сухого молока брали 3 части воды), тщательно перемешивали. После полного растворения молока в эту же емкость вводили яичный порошок и воду (50-55С) в соотношении 1:2 и тщательно перемешивали в течение 15 мин. После полного набухания яичного порошка вводили сахар, далее полученную пасту охлаждали до 25С. Затем при постоянном перемешивании вводили тонкой струйкой растительное масло при 20-25С. После поступления всего количества масла и получения однородной массы достаточно устойчивой эмульсии вводили уксусную кислоту и соль в виде уксусно-солевого раствора. Перемешивание продолжали еще 10-20 мин и далее эмульсию направляли на гомогенизатор. Высокодисперсная эмульсия получается при пропускании грубодисперсной эмульсии через гомогенизатор при комнатной температуре в течение 3 мин при 1500 об/мин.
