Введение к работе
1.1 Актуальность темы. Масложировая промышленность занимает ведущее место среди отраслей, перерабатывающих растительное сырье по объемам его переработки, многообразию и особенностям получаемой продукции. Значительная часть этого объема представлена растительными маслами, среди которых лидером является подсолнечное масло, так как в РФ наиболее распространенным масличным сырьем являются семена подсолнечника. Наиболее перспективными на сегодняшний день являются сорта и гибриды семян подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты. Свойства масел, полученных из семян высокоолеиновых сортов и гибридов семян подсолнечника, аналогичны оливковому. Преобладание в составе жирных кислот олеиновой кислоты обеспечивает их устойчивость к окислению и определяет особую физиологическую ценность.
Государственная система сертификации пищевых продуктов предусматривает предварительную их идентификацию с установлением тождественности характеристик продукции ее существенным признакам.
Благодаря идентификации, появляется реальная возможность предупредить фальсификацию высокоолеинового подсолнечного масла, подтвердить его качество и использовать по назначению.
В связи с этим актуальной является проблема создания способов оценки качества и идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел, обеспечивающих достаточную экспрессность, точность, максимальную сопоставимость и воспроизводимость результатов.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по технологии живых систем», раздел 1, тема: «Создание технологии и линии получения биологически активных добавок на основе фосфолипидов для производства диетических и лечебно-профилактических продуктов из семян подсолнечника современных типов», № госрегистрации 01200005462. Тематика исследований входила в план НИР КубГТУ (2004 - 2006 г.г.).
1.2 Цель работы. Целью настоящей работы является разработка способов оценки качества и идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел на основе метода ядерно-магнитной релаксации.
1.3 Основные задачи исследования :
- изучение, систематизация и анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;
- исследование физико-химических показателей высокоолеиновых подсолнечных масел;
- исследование ядерно-магнитных релаксационных характеристик протонов триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел;
- исследование влияния температуры на изменение времен спин-спиновой релаксации и амплитуды сигналов ЯМР протонов триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел;
- исследование ЯМ-релаксационных характеристик триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел с различным содержанием олеиновой кислоты;
- исследование влияния различных факторов на величину погрешности определения массовой доли олеиновой кислоты в триацилглицеринах высокоолеинового подсолнечного масла;
- разработка экспресс - способа определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах;
- разработка экспресс - способа идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел;
- оценка экономической эффективности от внедрения разработанных экспресс - способов определения массовой доли олеиновой кислоты и идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел.
1.4 Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснована возможность и эффективность применения метода ядерно-магнитной релаксации для разработки способов оценки качества и идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел. Впервые установлено, что амплитуды сигналов ЯМР первой (А1) и второй (А2) компонент протонов триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел зависят от массовой доли олеиновой кислоты в диапазоне температур от 10 до 40С, а амплитуда сигналов ЯМР третьей (А3) компоненты протонов триацилглицеринов масла в диапазоне температур 10-230С практически не зависит от массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах.
Выявлено, что с увеличением массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах амплитуда сигналов ЯМР первой компоненты (А1) – снижается, а амплитуда сигналов ЯМР второй компоненты (А2) протонов ТАГ масла возрастает, что, по-видимому, можно объяснить особенностями молекул ТАГ, находящихся в масле в виде индивидуальных молекул и ассоциатов различного состава и структуры.
Установлено, что с увеличением массовой доли олеиновой кислоты времена спин-спиновой релаксации первой (Т21) и второй (Т22) компонент протонов ТАГ масла уменьшаются в интервале температур 10-400С, что обусловлено снижением подвижности, как индивидуальных молекул ТАГ, так и ассоциатов ТАГ, а время спин-спиновой релаксации протонов третьей компоненты (Т23) не зависит от массовой доли олеиновой кислоты в масле.
Установлено, что влияние массовой доли олеиновой кислоты в ТАГ высокоолеинового подсолнечного масла наиболее значимо для времени спин-спиновой релаксации первой (Т21) компоненты при температуре 230С. Экспериментально обоснован выбор времени спин-спиновой релаксации протонов первой (Т21) компоненты ТАГ высокоолеиновых подсолнечных масел в качестве аналитического параметра для их идентификации.
На основе экспериментальных данных получено уравнение температурной зависимости аналитического параметра Т21 для высокоолеиновых подсолнечных масел с различной массовой долей олеиновой кислоты в ТАГ, что позволило разработать способ идентификации высокооолеиновых подсолнечных масел.
1.5 Практическая значимость. Разработаны экспресс – способы:
- определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах;
- идентификации высокооолеиновых подсолнечных масел в интервале температур 10-400С.
Разработанные экспресс - способы характеризуются экологической чистотой и позволяют исключить применение токсичных химических реактивов.
1.6 Реализация результатов исследования. Разработанные способы определения массовой доли олеиновой кислоты и идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел на основе метода ядерно-магнитной релаксации приняты к внедрению во II квартале 2007 года на предприятиях ОАО «Кубаньмасложир».
Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных экспресс-способов определения массовой доли олеиновой кислоты и идентификации высокоолеиновых подсолнечных масел в условиях ООО «Лабинский МЭЗ» составит более 1 млн. рублей в год.
1.7 Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные автором доложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевой продукции» 26-27 октября 2004 г., г. Краснодар; III Международной научно-практической конференции «Производственные технологии» 3 – 10 сентября 2005 г., г. Римини, Италия; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии в создании продуктов питания нового поколения» 1-3 декабря 2005 г., г. Краснодар; Научно-практической конференции, посвященной Юбилею кафедры биотехнологии, товароведения и управления качеством Кемеровского технологического института пищевой промышленности «Современные приоритеты питания, пищевой промышленности и торговли» 2006 г., г. Кемерово.
1.8 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 3 статьи, 4 тезиса докладов и получено 2 решения о выдаче патентов РФ на изобретения.
1.9 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, методической и экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 21 рисунок и 14 таблиц. Список литературы включает 101 наименование работ.
