Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Научные и практические предпосылки использования добавок, замедляющих окислительную порчу маргариновой продукции при хранении 11
1.1 Ассортимент маргариновой продукции на продовольственном рынке Дальнего Востока и России 11
1.2 Состояние исследования в области потребительских свойств, безопасности, состава, пищевой ценности и биологической эффективности маргаринов 15
1.3 Развитие представлений об автоокислении липидов как основного фактора снижения качества жировой основы маргаринов 22
1.4 Современные представления о механизме иигибирования процесса автоокисления пищевых жиров 29
1.5 Характеристика современных природных антиоксидантов, предлагаемых для масложировой продукции 33
1.6 Общая характеристика состава и свойств растительных добавок из отходов переработки дикоросов (калины, лимонника, винограда) Дальневосточного растительного сырья 39
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований 43
2.1 Объекты и направления экспериментальных исследований 43
2.2 Выбор стандартных и общепринятых методов исследований... 45
ГЛАВА 3. Анализ состояния рынка маргариновой продукции на продовольственных рынках приморского края 56
3.1 Анализ состояния ассортимента маргариновой продукции, реализуемой в Приморском крае 56
3.2. Маркетинговые исследования предпочтения потребителей в отношении выбора видов маргариновой продукции 59
ГЛАВА 4 Обоснование выбора добавок для обогащения и увеличения сроков хранения маргариновой продукции 66
4.1 Экспериментальные модели для определения глубины окислительной порчи жировой основы маргаринов 66
4.2 Изучение влияния концентраций добавок на глубину окисления по изменению перекисных чисел жира, выделенного из маргарина 68
4.3 Исследование зависимости динамики окислительной порчи маргаринов на основании расчетов коэффициентов окисления 71
4.4 Определение стойкости жира маргарина к окислительной порче 72
4.5 Обоснование и разработка расчетно-аналитического метода определения сроков хранения маргаринов с добавками из дикоросов Уссурийской тайги 74
4.6 Исследование влияния добавок на органолептические свойства контрольного и опытных образцов маргаринов 78
ГЛАВА 5. Разработка технологии новых видов маргариновой продукции и товароведная экспертиза нового вида маргарина "приморский" с растительными добавками диприм, калифен и экликит 82
5.1 Разработка технологии обогащения маргарина столового растительными добавками 82
5.2. Органолептическая экспертиза качества маргаринов с растительными добавками Диприм, Калифен и Экликит 84
5.3 Изучение влияния добавок на безопасность новых видов маргаринов "Приморский" с растительными добавками 87
4 5.4 Динамика изменений показателей окислительной порчи маргаринов при хранении 89
ГЛАВА 6. Изучение влияния добавок диприм, калифен и экликит на изменение жирно-кислотного состава жировой основы маргаринов при хранении 96
б. 1 Исследование особенностей жирных кислот как окисляемой липидной основы маргаринов с добавками Диприм, Калифен и Экликит 96
6.2 Развитие представлений о механизме антиоксидантной защиты маргаринов с помощью комплексов БАВ из дикоросов Диприм, Калифен, Экликит 106
Выводы 114
Список использованной литературы 115
Приложения
- Развитие представлений об автоокислении липидов как основного фактора снижения качества жировой основы маргаринов
- Исследование зависимости динамики окислительной порчи маргаринов на основании расчетов коэффициентов окисления
- Органолептическая экспертиза качества маргаринов с растительными добавками Диприм, Калифен и Экликит
- Развитие представлений о механизме антиоксидантной защиты маргаринов с помощью комплексов БАВ из дикоросов Диприм, Калифен, Экликит
Введение к работе
Продукты питания, их качество и безопасность являются одним из важнейших факторов, определяющих здоровье, трудоспособность и долголетие человека. Реализация Концепции государственной политики в области здорового питания населения России требует решения большого числа вопросов, один из которых - создание нового поколения отечественных пищевых продуктов - продуктов 21 века, обогащенных биологически ценными, жизненно необходимыми компонентами, обладающими защитными свойствами. Поэтому основной задачей современной технологии в области питания является разработка технологий производства качественно новых, безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения (Тутельян, 2002).
В настоящее время маргарин получает все большее распространение
среди населения всего мира благодаря своим потребительским качествам,
органолептическим свойствам и пищевой ценности (Стеценко, 1993). В
России среднегодовой объем производства маргариновой продукции за 1999-
2003 гг. был выше аналогичных показателей за 1994-1998 гг. в 2,2 раза. В
2003г. масложиркомбинатами, маргариновыми заводами,
маслоэкстракционными заводами получено 540 тыс. т маргариновой продукции. Маргариновую продукцию выпускают около 30 крупных предприятий. За последние годы введены в строй новые крупные маргариновые предприятия в Санкт-Петербурге, Москве, в Ленинградской и Ивановской областях. По оценкам специалистов, с учетом покупательной способности населения и потребностей смежных отраслей пищевой промышленности емкость рынка маргариновой продукции составляет 600-650 тыс.т., в перспективе 750-800 тыс. т. в год. Основные тенденции развития производства специальных жиров для кондитерской, хлебопекарной, молочной и других отраслей пищевой промышленности
состоят в обеспечении сбалансированного жирового состава с минимальным содержанием транс-изомеров (Кайшев, 2004).
Стратегия дифференциации масложировой продукции в соответствии с запросами потребителей за счет использования инновационных технологий основывается на специализации в производстве особой продукции, отвечающей требованиям науки о питании. К ним относятся приемы подготовки и комплексной переработки сельхозсырья, позволяющие сохранить его нативные свойства и резко снизить содержание химических загрязнителей; создание новых видов продуктов, предназначенных -для детского, геродиетического, диетического и лечебно-профилактического питания населения (Паронян, Восканян, Шленская, 2004; Елисеева, 2001).
Новейшее направление в масложировой отрасли - создание различных комбинированных жировых и липидно-белковых продуктов, отвечающих современным требованиям науки о питании. Глубокие фундаментальные исследования зависимости метаболизма липидов в организме от состава и соотношения жирных кислот в различной степени ненасыщенности, структуры триглициридов и других биологически активных компонентов позволили установить основные требования к жировым продуктам для общего, лечебно-профилактического и специального питания. Разработан широкий спектр технологий, технических решений и оборудования для получения из масличного сырья биологически полноценных сбалансированных липидов, растительных белков и их композиций различного функционального назначения и продуктов питания на их основе (Лисицын, Григорьева, 2002).
В маргарине соблюдается оптимальное соотношение жирных кислот, и поэтому он как по калорийности, так и по богатству эссенциальных жирных кислот является высокоценным пищевым жиром (Аскинази, 1994).
Однако маргарин обладает существенным недостатком. В силу своего химического состава он является нестойким в хранении. Нестойкость его при хранении проявляется в прогоркании и осаливании, т.е. ухудшении вкуса и
7 запаха, а, следовательно, и качества, что приводит к непригодности для пищевого использования (Базарнова, 2004; Галун, Надин, 1995).
Окисление маргарина снижает пищевую ценность, происходит разрушение жирорастворимых витаминов и эссенциальных жирных кислот, накапливаются токсичные продукты окисления, оказывающие негативное влияние на здоровье потребителей и снижающее качество продукции. (Аскинази, Савилова, Левина, Скудина, 1994; Окара, 2001 ).
Замедлить процесс окисления маргарина можно путем введения антиоксидантов. Разработка антиоксидантов для маргариновой продукции, позволяющих увеличить срок годности, расширить ассортимент продукции, в то же время, не изменяя органолептических показателей, является в настоящее время актуальной. Исследования Демидова И.Н., Лукьянчикова М.С., Худых Т.В., Бурлакова Е.В., Терещук Л., Шаповаловой Л.А., Кондратьева Н.Б., Григорьевой В.Н., Лисицына А.Н., Толкуновой Н.Н., Кушнеровой Н.Ф., Спрыгина В.Г. показали, что природные антиокислители действуют на организм более мягко и многие из них отличаются высокой биодоступностью. Поэтому поиск эффективных растительных биоантиоксидантов для защиты маргариновой продукции от окисления в процессе хранения представляет научный и практический интерес.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в обосновании применения растительных добавок из отходов переработки дикоросов калины, лимонника, винограда (Диприм, Калифен, Экликит) в качестве биоантиоксидантов маргариновой продукции и создание новых видов маргаринов. В соответствии с поставленной целью и на основании данных литературы были сформулированы следующие задачи:
Маркетинговые исследования рынка маргариновой продукции Приморского края
Скрининг растительного сырья и отбор добавок из отходов переработки дикоросов (калины, лимонника, винограда)в качестве биоантиоксидантов маргариновой продукции.
Исследование способности выбранных растительных добавок (Диприм, Калифен и Экликит) влиять на увеличение сроков хранения маргариновой продукции на экспериментальных моделях
Разработка рецептуры и технологии обогащения маргаринов добавками Диприм, Калифен и Экликит; исследование качества и безопасности новой маргариновой продукции.
Изучение динамики показателей окислительной порчи жировой основы маргаринов с добавками из отходов переработки дикоросов.
Изучение особенностей жирно-кислотного состава жировой основы маргаринов в процессе их хранения.
Разработка и утверждение нормативно-технической документации на новые виды маргаринов.
Научная новизна.
Впервые установлена способность растительных добавок из отходов переработки дикоросов (Диприм, Калифен, Экликит) замедлять окислительные процессы в маргариновой продукции.
Разработаны рецептуры новых маргаринов и технологии их обогащения биоантиоксидантами из отходов переработки дикоросов (калины, лимонника, винограда).
Впервые установлена антиоксидантная способность добавок Диприм, Калифен и Экликит на жирно-кислотном составе липидной основы маргаринов в процессе хранения.
Практическая значимость работы. На основе проведенных исследований:
Разработана технология новых видов маргаринов «Приморский» с биоантиоксидантами Диприм, Калифен и Экликит.
В производственных условиях подтверждена антиоксидантная активность растительных добавок Диприм, Калифен, Экликит при хранении контрольной и опытных партий маргаринов.
Разработана и утверждена нормативно-техническая документация на маргарин «Приморский» с растительными добавками ТУ 9142-135-02067936-2004; на спрэды бутербродные «Здоровье» ТУ 9148-138-02067936-2005.
Выпущена опытная партия маргарина «Приморский» с растительными добавками фирмой Трансоушен Карго Лайнес (акт внедрения от 07.02.05.).
Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре товароведения и экспертизы продовольственных товаров Института пищевых технологий и товароведения ТГЭУ. Основные положения, выносимые на защиту:
Обоснование выбора растительных биоантиоксидантов из отходов переработки дикоросов Уссурийской тайги для создания новых видов маргариновой продукции;
Эффективность использования выбранных биоантиоксидантов, их влияние на потребительские свойства и хранимоспособность маргариновой продукции в модельном эксперименте;
Динамика окислительной порчи жировой основы маргаринов, как основного показателя антиоксидантной защиты добавок.
Апробация работы. Результаты работы представлены и доложены на: XXXIII научной межвузовской студенческой конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2001-202 годы (Владивосток, 2002), II Международном научно-практическом симпозиуме молодых ученых РИА и МАНЭБ «Инженерная экология, безопасность человека и природы» (Москва, 2002), Международных научных чтениях «Приморские зори - 2003» (Владивосток, 2003), V Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Человек.» (Москва, 2003), II Московском Международном конгрессе «Биотехнология: Состояние и перспективы развития» (Москва, 2003), VIII Международных научных чтениях «Белые ночи - 2004. Риски в современном мире: идентификация и защита» (Санкт-Петербург, 2004), Всероссийской научно-практической конференции «Товарный консалтинг и аудит качества: современные проблемы товароведения» (Екатеринбург, 2004), II Международном симпозиуме «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2004),
Публикации. Результаты работы отражены в 12 печатных работах, в том числе 5 статей в центральной печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава 2),
10 результатов собственных исследований (главы 3-6), выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 странице машинописного текста и содержит 20 таблиц, 41 рисунок и приложения. Список использованной литературы включает 178 наименований российских и зарубежных авторов.
Развитие представлений об автоокислении липидов как основного фактора снижения качества жировой основы маргаринов
К маргариновой продукции относятся маргарин, жиры кулинарные, кондитерские и хлебопекарные. Благодаря подбору жировой основы и возможности применения вкусовых, ароматических и биологически активных добавок можно получать маргариновую продукцию с заданными свойствами (Григорьева, Лисицын, 2002; Дей, 1990; Киркби, 2001).
Основные принципы, из которых исходят сейчас при изготовлении маргаринов, это - достаточное содержание незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, отсутствие или незначительное содержание холестерина, ограниченное содержание транс-изомеров мононенасыщенных кислот (их свойства близки к животным жирам), обеспеченность витаминами А, Е и другими. Помимо этих общих принципов, есть и особые требования к маргаринам, предназначенным для лечебного питания (Левачев, 1997; Дудкин, Щелкунов, 1998; Вышемирский, Свириденко, 2001).
Сейчас в России выпускают маргарины различного назначения -столовые, бутербродные, есть группа диетических маргаринов: с низким содержанием жира (меньше 50%) и повышенным содержанием незаменимых жирных кислот - для профилактики и лечения атеросклероза, с высоким содержанием легкоусвояемых жирных кислот - для людей, плохо усваивающих жиры (Левачев, Фаниев, 1995; Демина, Рощина, 2001; Левачев, 1993).
Очень долго маргарины рассматривали лишь как дешевый заменитель сливочного масла, поэтому их производство оживало только во времена экономических кризисов. Это «тяжелое» прошлое и сформировало отношение к маргарину как к второсортному продукту (Лабинов, 2001). Но результаты современных исследований заставили пересмотреть сложившийся стереотип. Ученые обнаружили, что в развитых экономических странах, несмотря на устойчивый рост уровня жизни, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний не только не уменьшается, но и распространяется на все более молодые возрастные группы. Было доказано, что основная причина инфарктов миокарда и атеросклероза сосудов -повышенное содержание в крови липидов, в частности, холестерина. Так как его много именно в жирах животного происхождения, в том числе в сливочном масле, современные принципы здорового питания требуют сокращать количество таких жиров в рационе и обязательно включать в него растительные масла: именно их незаменимые жирные кислоты нормализуют состав липидов крови и препятствуют отложению холестерина на стенках сосудов (Левачев, 1997; Колленс, 1992).
Современные технологии масложировой промышленности достигли такого уровня, что уже не составляет труда создавать маргарин буквально по совету врача. Это позволяет реализовать на практике новейшие представления науки о наиболее физиологически необходимых источниках жира в рационе питания как здорового, так и больного человека, поскольку любой вид маргарина содержит не менее 12-15 % полиненасыщенных кислот, что полностью обеспечивает потребность в них нашего организма (Борисенко, Алексеева, 2001; Дорожкина, 2002; Аскинази, Савилова,1994; Аскинази, 1997).
В НПО «Масложирпром» под руководством Института питания АМН ведутся разработки, направленные на создание ассортимента диетических маргаринов для питания людей пожилого возраста. Организация их рационального питания будет способствовать сохранению здоровья и увеличению продолжительности жизни. Одно из требований, предъявляемых к питанию пожилых людей, - обеспечение высокой биологической полноценности продуктов питания за счет включения достаточного количества витаминов, микроэлементов, фосфолипидов, полиненасыщенных жирных кислот, антиоксидантов и других полезных веществ. Жировые продукты, включаемые в рацион питания людей пожилого возраста, должны способствовать нормализации липидного обмена, снижению риска развития атеросклероза и связанных с ним сердечно-сосудистых заболеваний. Основным требованием к диетическим маргаринам является содержание в жировой основе не менее 40% незаменимой линолевой кислоты и соответствующего комплекса витаминов. В основу технологии маргаринов диетического назначения с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот положен процесс получения готовых жировых основ - метод переэтерификации смеси жиров заданного жирнокислотного состава. Разработаны рецептуры следующих диетических маргаринов: «Здоровье», «Вита» и «Надежда», рекомендованы в качестве диетических жировых продуктов для больных атеросклерозом (Стеценко, Перкель, Кузнецова, Филиппова, Федина, 1993).
Увеличение потребления маргарина за рубежом в значительной степени связано с появлением новых сортов бутербродных маргаринов, так называемых мягких, отличающихся легкоплавкостью и пластичностью в широком диапазоне температур (Чулкова, 1997). Значительное улучшение биологических и потребительских характеристик мягких маргаринов достигнуто за счет того, что в рецептурных наборах возросла доля (в два-три раза) жидкого растительного масла: в среднем до 30-60% против 13-27 в брусковых. Для расширения ассортимента разработаны новые виды мягких маргаринов - десертные и диетические. В число десертных включены «Шоколадный», «Лимонный», «Сливочный». Они сладкие, обогащены молочными белками и вкусовыми ингредиентами (порошок какао, лимонная эссенция). Новые виды мягких маргаринов отличаются высоким содержанием линолевой кислоты — 31-38%. К группе диетических маргаринов относятся: низкокалорийный маргарин «Российский» и высококонцентрированный маргарин с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот. Все маргарины рекомендованы Институтом питания для включения в рацион питания всех возрастных групп населения/ Аскинази, Савилова, Левина, Скудина, 1994). В настоящее время жировые композиции маргаринов составляют в соответствии с соотношением жидкой и твердой фаз, характера кристаллизации. При составлении рецептур маргаринов с заданными реологическими характеристиками учитывают жирно-кислотный состав с корреляцией по некоторым физическим показателям. В Московском филиале ВНИИЖ разработана рецептура маргарина, жировая основа которого включает высококачественные пищевые жиры, в основном натуральные растительные масла, в том числе кокосовое (Комаров, Савилова, Босов, Соловьев, 2000). В Кубанском государственном технологическом университете создан диетический маргарин «Тонус», который содержит 7% пищевых растительных фосфолипидов, маргарин не содержит сухого молока, что позволяет рекомендовать его в качестве диетического продукта для лиц, страдающих лактазной недостаточностью (Артеменко, Бондаренко, Тертышная, Бутина, Герасименко, Корнена, 1998). Кафедрой технологии жиров и биоорганического синтеза МГУПП совместно со Знаменским маргариновым заводом разработана серия рецептур маргариновой продукции специального назначения: для мучной и кондитерской выпечки; для молочной (заменители молочного жира) и кондитерской (заменители какао-масла) продукции (Ливийская, Бадер, 2002).
Ранее жиры и масла рассматривались лишь как один из основных источников энергии, поставляемый организму с пищей. Действительно, калорийность рациона питания в экономически развитых странах не менее чем на 30-40 % обеспечивается жирами. Однако позднее было установлено, что жиры играют важную биологическую роль, обеспечивая организм пластическим материалом для биосинтеза липидных структур клеток (Григорьева, Лисицын, 2002, Fukushima Michihiro, Ohhashi Tetsu, 2001). Пищевая ценность масел и жиров в первую очередь зависит от содержания в них линолевои кислоты, а также от соотношения жирных кислот различной степени непредельности. Исследованиями ВНИИЖ установлено, что пищевой жир, предназначенный для питания здорового организма, должен содержать 20-30 % линолевои, 40-60 % олеиновой и не более 30 % насыщенных жирных кислот (Комаров Н.В., Савилова К.Г., 2000; Рабинович Л.М. 2002, Gibson, Makrides, 1996; Gurr, 1985; Harris, 1996; Holman, 1985).
Большую роль жировые продукты играют в профилактике и лечении атеросклероза (Логинов, 2002). Для диетического питания лиц с нарушением жирового обмена и больных атеросклерозом (значительная часть населения нашей страны) необходимы жировые композиции с содержанием линолевои кислоты не менее 40 %, в которых соотношение между насыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами приближается к 1:2. Употребление жиров указанного кислотного состава, обогащенных биологически активными добавками (витамины А, Е, фосфатиды, бета-ситостерол), резко ограничивает уровень холестерола в сыворотке крови и в печени, дает отчетливый антиатеросклеротический эффект (Фишилевич, Баскаева, Кочеткова, 1987). Способность жира обеспечивать жизненно важные для организма метаболические процессы определяется не только его жирнокислотным составом, но и внутри- и межмолекулярным распределением жирных кислот в триглицеридах. Установлено, что не менее 1/3 линолевои кислоты должно находиться во втором положении триглицеридов, где эта полиненасыщенная кислота лучше защищена от окисления и вместе с тем более доступна для синтеза биологически активных веществ. Кроме того, жир оптимального жирнокислотного и глицеридного состава должен быть жидким при температуре человеческого тела, т.е. концентрация в нем наиболее высокоплавких (тринасыщенных) триглицеридов не должна превышать их растворимости в жире при этой температуре. Наиболее распространенные жидкие растительные масла линолево-олеиновой группы (подсолнечное, соевое, рапсовое), пальмовое масло и его фракции, а также топленые животные жиры (свиной, говяжий) не обладают оптимальным жирно-кислотным и глицеридным составом. По этой причине для получения полноценного пищевого жира со сбалансированным химическим составом индивидуальные природные жиры и масла подвергают модификации.
Исследование зависимости динамики окислительной порчи маргаринов на основании расчетов коэффициентов окисления
Используемые растительные биологически активные добавки (Диприм, Калифен, Экликит) представляют собой водные лиофилизаты. В их составе содержатся лейкоантоцианы, катехины, флавонолы, органические кислоты, процианидины, олигомерные таннины, лигнин, свободные аминокислоты, редуцирующие сахара и ряд других органических соединений. Полифенолы составляют свыше 60% сухого остатка. Это темно-коричневая жидкость со специфическим приятным запахом и сладковато-кисловато-терпким вкусом (патент № 1072309 от 09.10.98г., патент № 2000122118 от 18.08.2000г, патент №с2000126430 от 19.10.2000г).
Для того, чтобы оценить выход растительных препаратов, полученных из гребней калины, гребней лимонника китайского и гребней винограда Амурского, зарегистрированных соответственно под торговыми марками Калифен, Экликит и Диприм определяли содержание экстрактивных веществ. Для выделения фракции, обогащенной ОПЦ, 10 см исходного экстракта упаривали на роторном испарителе (t 35 С), для удаления спирта, разводили дистиллированной водой до исходного объема и доводили рН раствора до 7 титрованием 0,1 моль/дм едким натром. Количественное содержание полифенольных соединений выражали в мг галловой кислоты. В качестве препарата сравнения, был использован пикногенол, представляющий собой комплекс ОПЦ выделенный из коры французской морской сосны (Миненкова, Мамаев, 1998).
В соответствии с поставленной задачей нами проведена проверка антиоксидантних свойств добавок Экликит, Диприм и Калифен на экспериментальных моделях (маргарин:добавка). Для этого в расплавленный маргарин (36-40С) вводили различные концентрации препаратов, предложенные в соответствии с рекомендуемыми дозами их употребления. Авторами препаратов (Кушнеровой, Спрыгиным.) рекомендованы концентрации 0,5 - 1 мг в пересчете на сухое вещество в качестве одноразового профилактического приема для обогащения организма человека антиоксидантами. Рекомендуемая суточная доза маргарина - ЗОг (Тутельян, 2001). При добавлении 0,5 мг препарата или 1,0 мг в суточную дозу маргарина следующие концентрации на 100 г продукта - 1,7 и 3,4 мг соответственно. В этой связи для проверки мы выбрали концентрацию 1,7 мг/100 г и 3,4 мг/100 г. для дальнейшего изучения влияния биоантиоксидантов на скорость и глубину окислительных процессов, происходящих в маргарине при хранении.
Динамика изменения сроков хранения жира, выделенного из маргарина, в зависимости от концентрации Калифена и температурных режимов хранения отражена на рис. Рис. 14. Динамика изменения прогнозируемой стойкости жира, выделенного из маргарина с добавлением Калифена в различных концентрациях, к окислению при различных температурных режимах хранения Из рис.14 следует, что наиболее стойким оказался маргарин с Калифеном 1,7 мг/ЮОг при всех температурных режимах., его стойкость в 2 раза выше, чем контрольного образца при температуре О С. Образец с концентрацией 3,4 мг/100 г повел себя подобно контрольному. Динамика изменения сроков хранения жира, выделенного из маргарина, в зависимости от концентрации Экликита и температурных режимов хранения отражена. Динамика изменения прогнозируемой стойкости жира, выделенного из маргарина с добавлением. Для обоснования полученных экспериментальных данных, расчета теоретических перекисных чисел и построения кинетических кривых проведено теоретическое подтверждение методики расчета прогнозируемых сроков хранения методом наименьших квадратов (М. Кендалл, А. Стюарт, 1973). Таким образом, проведенные исследования в модельном эксперименте показали линейную зависимость между временем окисления и концентрацией введенных растительных добавок Калифен и Экликит. Это позволяет нам предложить использовать их для защиты маргариновой продукции от окисления при хранении. При этом установлено, что Экликит проявляет активность при обеих концентрациях, а Калифен при концентрации 1,7 мг/100 г продукта.
Для оценки интенсивности характерных признаков использовали словесную и графическую балловые шкалы. Были выбраны следующие дескрипторы: соленый вкус, кислый вкус, прогорклый вкус, салистый вкус, вкус введенной добавки, молочный вкус, посторонний вкус, послевкусие, молочный аромат, крошливость, пластичность, плотность, однородность поверхности, блеск, плавкость, тонкодисперсность, однородность цвета, цвет желтый, цвет белый, цвет кремовый, наличие вкраплений. Интенсивность каждого термина оценивали по шкале от 0 до 5 (если не чувствуется проявление какого либо признака, то интенсивность оценивалась равной нулю). После статистической обработки получены результаты, по которым оформлены профили. Профили для характеристики вкусоароматического комплекса маргаринов отражены профилограммы аромата образцов распределены неравномерно, следовательно, присутствует различие в характеристиках вкуса и аромата продуктов. Интенсивность аромата добавки преобладающе ощутима у образца с концентрацией Калифена 3,4 мг/100 г Относительно одинаково проявлялись характеристики вкуса у образцов с Капифеном и Экликитом.концентрацией 1,7 мг/100 г Соленый вкус одинаково интенсивен у всех трех образцов.
Органолептическая экспертиза качества маргаринов с растительными добавками Диприм, Калифен и Экликит
Для получения маргариновой продукции, обогащенной растительными антиоксидантами, нами предложена модификация технологии приготовления маргарина по схеме периодического действия. 1 этап — подготовка сырья включает обязательную рафинацию растительных масел и саломасов, темперирование жировой основы при температуре 40-41 С, сквашивание молока. 2 этап - Составление рецептуры проводят в соответствии с его назначением и наименованием. Все добавки вводят в виде водных (соль, сахар, Диприм, Калифен, Экликит) или масляных (эмульгатор фосфатиды) растворов. Подготовленные компоненты смешивают вначале в специальных смесителях, а затем направляют на эмульгирование. 3 этап в эмульсаторе в результате механического воздействия получают высокодисперсную эмульсию. Охлаждение и кристаллизацию проводят при температуре — 18-20 С, а затем направляется для пластической обработки при температуре 12-16 С. Затем его упаковывают в тару и отправляют на хранение. Маргарин по органолептическим показателям должен соответствовать нормативной документации с учетом специфических особенностей. При исследовании органолептических показателей изучали внешний вид, консистенцию, цвет, вкус и запах. Органолептические показатели качества оценивали с помощью профильного метода. Перекисное число в жире, выделенном измаргарина, ммоль активного кислорода/кг, неболее: - при выпуске спредприятия 5 2,23 1,87 2,10 2,23 Из табл. 9 следует, что массовую долю жира можно расположить в следующем порядке: контрольный с Дипримом = с Калифеном =с Экликитом; массовая доля влаги в маргаринах с добавками больше, чем у контрольного: с Дипримом с Калифеном с Экликитом контрольный; температура плавления у контрольного маргарина выше, чем у маргаринов с добавками; массовая доля поваренной соли изменяется незначительно. Кислотность маргаринов можно выразить следующим рядом: с Калифеном с Дипримом контрольный с Экликитом; перекисное число отражено рядом: контрольный = с Экликитом с Калифеном с Дипримом.
При определении безопасности в ходе исследования определяли содержание токсичных элементов: свинец, мышьяк, кадмий, никель, ртуть; микотоксинов (афлатоксин В1); пестицидов (гексахлорциклогексан, ДДТ и его метаболиты); радионуклидов (цезий-137, стронций-90). Данные представлены в табл.10 Таблица 10-Экологическая безопасность маргаринов с добавками Для изучения изменения органолептических показателей качества в процессе хранения исследовали опытные образцы маргаринов, хранившиеся при температуре 0 - +5 С в течение 120 суток при относительной влажности воздуха 70±2 %. Консистенция Вкус, запах Цвет Из табл. 12 следует, что в течение 120 суток хранения органолептические показатели маргарина «Приморский» с растительными добавками не изменялись, в тоже время показатели контрольного образца маргарина к концу хранения изменились - ухудшился его вкус. Известно, что ухудшение вкуса маргаринов связано с появлением таких продуктов окисления, как альдегиды и кетоны, что подтвердилось в дальнейших физико-химических исследованиях. Следовательно, обогащение маргаринов растительными добавками Диприм, Калифен и Экликит позволило сохранить органолептические показатели качества.
Физико-химические показатели в процессе хранения маргаринов с добавками были в норме. У контрольного образца изменилась кислотность выше нормы (3,93). Изменение уровня микробиологических показателей маргаринов с добавками и контрольного отражено в табл. 14
Установленный срок хранения полученных продуктов составил 120 суток при температуре 0- +5 С. Подобную устойчивость в хранении можно объяснить следующими факторами: режимом подготовки и обработки исходного сырья, обеспечивающим снижение до минимума начальной бактериальной обсемененности получаемого продукта и введением растительных добавок Диприм, Калифен и Экликит, которые проявляют себя как биоантиоксиданты. Из результатов рис. 28 видно, что наиболее активно воздействуют Диприм и Экликит в качестве биоантиоксидантов, так как на 120 сутки значение перекисного числа в сравнении с контрольным образцом у маргарина с Дипримом ниже в 2,2 раза, у маргарина с Калифеном в 2 раза, у маргарина с Экликитом 2,6 раза. Известно, что дальнейшее превращение гидроперекисей в процессе окисления приводит к накоплению вторичных продуктов окисления. Распад гидроперекисей ненасыщенных жирных кислот сопровождается образованием диальдегидов, в частности малонового диальдегида (МДА), скорость накопления которого пропорциональна скорости окисления ненасыщенных жирных кислот (Владимиров, Арчаков, 1972) Для выяснения степени окисленности маргаринов определяли содержание малонового диальдегида в образцах к концу хранения, что отражено на рис. 29 Рис. 29. Содержание малонового диальдегида в образцах после хранения, нмоль/г Как следует из рис. 29 наибольшее количество МДА содержится в контрольном образце, введение Диприма и Калифена в качестве антиоксидантов снижает содержание МДА в 1,5-2 раза, что подтверждает эффективность использования данных добавок. Изменение кислотности в процессе хранения в сторону увеличения свидетельствует о протекании процессов гидролиза и окисления, поэтому наблюдая изменение этого показателя, можно говорить об увеличении или уменьшении скорости протекания этих процессов. Таким образом, проведенные исследования подтверждают целесообразность обогащения маргариновой продукции растительными добавками Димприм, Калифен и Экликит для увеличения сроков хранения и торможения процесса окислительной порчи маргаринов.
Развитие представлений о механизме антиоксидантной защиты маргаринов с помощью комплексов БАВ из дикоросов Диприм, Калифен, Экликит
Основу маргариновой продукции составляют жиры. Основным сырьем для приготовления маргарина служат растительные масла, животные и модифицированные жиры. В жировой основе изучаемых нами продуктов превалирующими кислотами являются олеиновая кислота (Ci8:i), а также линолевая кислота (С18.2). Поэтому изменения, возникающие в процессе хранения объектов исследования, во многом определяются состоянием этих жирных кислот (Zibon, 1996; Garg, Tompson, Clandinin, 1990). Для изучения состава жирных кислот исследуемой нами продукции был проведен жирно-кислотный анализ маргарина столового и с добавками Диприм, Калифен и Экликит . Анализ проводили на газожидкостном хроматографе с масс-спектрометрической приставкой (Hewlett-Packard, США) по рекомендациям М.Кейтса (1975), Б.М. Митрука (1978)
Выяснено, что спектр жирных кислот контрольного образца отличается от ГОСТа 30623-98. Масла растительные и маргариновая продукция. Метод обнаружения фальсификации. Так, в контрольном образце идентифицировано 7 жирных кислот, а по ГОСТу - 5 жирных кислот. Присутствие транс конфигураций ненасыщенных жирных кислот в ГОСТе не указывается. Общее содержание ненасыщенных жирных кислот составляет 85% в контрольном образце и 78% по ГОСТ 30623-98. Содержание пальмитиновой кислоты С(б:о (7,35)в контрольном образце меньше допустимого уровня по стандарту. Незначительно отклонено в меньшую сторону содержание стеариновой кислоты С]8.о-(7,87) Содержание олеиновой кислоты C]8:i превышает допустимый уровень (55,2),по видимому, за счет образования транс-изомера - элаидиновой кислоты (17,64). Уровень линолевой кислоты меньше в 3 раза допустимого (22,9). В нашем контрольном образце обнаружена вакценовая кислота, цис и транс формы (7,53; 6,53). Присутствие вакценовой кислоты свидетельствует о наличии животных жиров в рецептуре маргарина. В животных жирах доминирует вакценовая кислота транс 11-октадеценовая. Молочный жир обычно содержит от 2 до 8 %, а по некоторым данным — до 10 % трансизомеров, среди которых преобладает вакценовая кислота (Рабинович, 2004).Таким образом, маргарин Столовый (исследуемый) не соответствует ГОСТ 30623 по составу жирных кислот.
При гидрировании растительных масел происходят различные побочные реакции, в том числе трансизомеризация, во время которой природные цисизомеры жирных кислот (например, олеиновой) превращаются в трансизомеры. За счет перемещения двойных связей по цепи молекул в процессе гидрирования образуются различные позиционные трансизомеры, среди которых больше всего транс-9-октадеценовой (или элаидиновой) кислоты (Мадсен, 2002). Таким образом, идентификация состава жирных кислот показала, что наибольший удельный вес приходится на олеиновую кислоту (60%) и линолевую кислоту (10%). Методом масс-спектрометрии обнаружены трансизомеры жирных кислот — элаидиновая и транс- вакценовая кислоты (22%). Известно, что в первую очередь окисляются молекулы с ненасыщенными радикалами жирных кислот, при этом действию кислорода эффективнее всего подвергается метиленовая группа, расположенная рядом с двойной связью, или находящейся в а-положении к двойной связи. Ненасыщенные жирные кислоты, имеющие цис- кнофигурацию двойной связи, обладают большим запасом внутренней энергии и , следовательно, термодинамически мене стабильны по сравнению с транс- изомерами (Тюкавкина, Бауков,1991). Для развития представления о механизме окисления и роли растительных добавок в процессе ингибирования нами введены расчетные коэффициенты: Для оценки степени окисленности маргаринов нами введен коэффициент окисленности а, который отражает процент окисления линолевой кислоты за период от начала до окончания хранения: а = — - 100%, где АСЛИН -изменение содержания линолевой кислоты за время хранения в маргарине; С" лин - содержание линолевой кислоты в начале хранения. Для оценки глубины окисления маргаринов нами введен коэффициент глубины окисления Р, который показывает глубину окисления маргаринов с добавками по отношению к Из результатов, представленных в табл. 19 видно, что наименьший коэффициент глубины окисления имеет маргарин с добавлением Диприма, а наибольший - с Экликитом. Одним из вторичных продуктов окисления линолевой кислоты является малоновый диальдегид.
Нам известно, что основным компонентом добавок Диприм, Калифен Экликит, проявляющими антиоксидантную активность, является комплекс проантоцианидинов (Кушнерова, Спрыгин, 2002 ). Поэтому мы отразили зависимость содержания малонового диальдегида, как продукта вторичного метаболизма, показывающего глубину окисления маргаринов, от содержания комплексов проантоцианидинов в добавках на рис.38 ОС -7
содержание малонового диальдегида, нмоль/гСЛ О СЛ О С «чб,б 19,75 _ . М СО - . СЛ Осодержание проантицианидинов, мг ГК/см 15,68 16,23 %1,2 44 "-? 0 1 маргарин с Дипримом маргарин с Калифеном иаргарин с Экликитом Рис. 38. Взаимосвязь содержания продуктов вторичного окисления от содержания комплекса проантоцианидинов. Из рис. 38 следует, что данная взаимосвязь имеет обратную зависимость — чем меньше содержание комплекса проантоцианидинов, тем выше содержание малонового диальдегида и, следовательно, глубже протекают окислительные процессы липидной основы маргаринов. Нами установлено, что коэффициент глубины окисления прямопропрционален содержанию малонового диальдегида, и находится в обратной зависимости от содержания проантоцианидинового комплекса в добавках Диприм, Калифен и Экликит. На основании исследования влияния добавок на глубину окисления жира, выделенного из маргарина, в зависимости от содержания проантоцианидинов в добавках нами сделана попытка объяснить механизм действия антиоксиданта, что представлено на рис.39-40 линолевой кислоты; 3,5 - малоактивные радикалы, прерывающие цепь окисления. При проведении масс-спектрометрии нами было идентифицированы остатки радикала, прерывающего цепь окисления, который изображен на рис.41 и в табл.20 Таким образом, на основании изучения особенностей жирно-кислотного состава маргаринов с добавками методом масс-спектрометрии сделаны следующие выводы: 1. Показано, что наиболее окисляемой жирной кислотой триглицеридов жировой основы маргаринов является линолевая кислота (цис конфигурация), так как ее содержание уменьшается в процессе хранения. Для оценки уровня антиоксидантной защиты жиров от окисления липидной основы маргаринов нами предложены формулы двух коэффициентов: коэффициент окисленности линолевой кислоты; коэффициент глубины окисления, учитывающих изменение содержания линолевой кислоты как в контрольном образце, так и в опытных образцах маргаринов при хранении.
