К. Ю. Лукьянчук
студент 2 курса
технологического ф-та
Вологодская ГМХА,
г. Вологда
И.С. Полянская
доц, к.т.н..,
Вологодская ГМХА,
г. Вологда
МОДИФИКАЦИЯ ЖИРОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ
Аннотация. Наиболее известными промышленными способами получения модифицированных жиров для пищевых целей является: каталитическое гидрирование, переэтерификация. Обзор посвящён оценке безопасности биотехнологий модификации и пищевой ценности модифицированных различными способами жиров с точки зрения современных представлений нутрициологии.
Ключевые слова: нутрициология, модификация жиров, биотехнология
На жиры и масла приходится около 40% энергетической ценности продуктов, потребляемых населением. Мировое производство натуральных твердых и полутвердых (консистентных) пищевых жиров ограничено и не удовлетворяет спрос. Недостаточное потребление жира в рационе вызывает разнообразные нарушения обменных процессов, в том числе связанных с развитием авитаминозов жирорастворимых витаминов, недостатком эссенциальных жирных кислот. Высокая потребность именно на твердые жиры в пищевой промышленности вызвала необходимость поиска возможностей модификации натуральных масел с целью получения жиров заданного состава и свойств [1, 2].
Триглицериды являются основными резервными липидами
животных и растительных тканей. ценности продуктов. Модификация триглицеридов натуральных жиров для пищевых целей представляет собой группу реакций, в результате которых изменяется жирнокислотный и глицеридный состав жиров, при этом конечный продукт остается эфиром жирных кислот и глицерина. Наиболее известными промышленными способами получения модифицированных жиров для пищевых целей является: каталитическое гидрирование и переэтерификация.
|
|
Рис. 1. Схема химических превращений при каталитическом гидрировании жирных кислот
При каталитическом гидрировании (рис. 1) насыщение двойных связей жирных кислот триацилглицеринов водородом приводит к изменению основных показателей, характеризующих состав и свойства жира: повышаются температура плавления, твёрдость, понижается йодное число и консистенция изменяется от жидкой до твёрдой.
Гидрирование одновременно сопровождается образованим геометрических изомеров (превращением из цис- в трансформу), за счет оптической изомеризации, другими словами, изменения пространственной конфигурации остатков жирных кислот (рис. 2) и может сместиться положение этиленовых связей вдоль углеродной цепи молекулы (рис. 3).
Рис. 2 Оптические изомеры жирных кислот
Рис. 3. Пример миграции этиленовых связей вдоль углеродной цепи молекулы
Только превращение олеиновой кислоты из изомера цис- в изомер транс- поднимает температуру плавления на десятки градусов, так, при положении двойной связи 12-13 с 10 ⁰С до 53 ⁰С, что совпадает с температурой плавления бараньего жира.
Триацилглицерины, составляющие основную массу масел и жиров, подвергаются таким превращениям, как гидролиз, окислительное и биохимическое прогоркание. Глубина и интенсивность этих процессов зависит от химического состава липидов, температуры, наличия сопутствующих веществ, влажности, активности ферментов, присутствия микроорганизмов, к, и др.
|
|
Регулируя технологические параметры процесса гидрирования, в том числе выбор катализаторов (с учётом их активности и селективности), температуры, подбора жирового сырья возможно получение гидрированных жиров с широким диапазоном физико-химических и структурно-реологических показателей [1].
. Переэтерификация жиров представляет собой процесс, при котором происходит перегруппировка жирных кислот внутри молекул и между молекулами глицеридов одного жира или смесей различных жиров. 
Рис. 4. Схема переэтерификации жиров
. Так как многие физико-химические показатели глицеридов зависят от состава и расположения жирных кислот в молекуле, то в результате переэтерификации одного жира или смеси жиров различного состава можно получить продукт, обладающий новыми свойствами, отличающимися от свойств исходных жиров. Например, смесь 20 % подсолнечного масла и 80 % пальмового стеарина имеет температуру плавления 48 °С. При медленном охлаждении она расслаивается с выделением высокоплавкой фракции. После переэтерификации эта смесь превращается в однородный не расслаивающийся пластичный жир с температурой плавления 41 °С.
Перерэтерификации осуществляется на химических катализаторах, или на ферменте липаза, а при гидрогенизации используется никелевый катализатор.
Процесс переэтерификации существенно отличается гидрогенизации, т.к общий состав жирных кислот не меняется, меняется только их местоположение в триглицеридах.
Доказано, что за счёт питания можно достичь хорошего эффекта профилактики и лечения заболевании. В отношении жиров оптимальный вариант для большинства людей предполагает соотношение ЖБУ 1:1:1, при этом до 30% из жиров должно быть животных. Наиболее трудно обеспечит организм достаточным количеством следующих липидов: омега-3 (альфа-линоленовая, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты), лецитином, каратиноидами, токоферолами, что учитывается при создании функциональных продуктов питания.
|
|
Если рыбу, как хороший их источник раньше рекомендовали кушать 2 раза в неделю, то более поздние исследования показали, что практически не страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями люди, ежедневно съедающие рыбу в количестве эквивалентном примерно [2] 0,5 г эйкозапентаеновой кислоты, т.е. около 50 г сардины, или 90 г. мяса скумбрии, или 125 г. мяса лосося.
Что касается рекомендаций по модифицированным пищевым жирам, то выяснилось в последние десятилетия, транс-жиры очень плохо влияют на уровень холестерина крови, причем они понижают уровень «хорошего холестерина» — ЛПВП и повышают уровень «плохого» — ЛПНП. А это, как считают медики, напрямую увеличивает вероятность сердечно-сосудистых заболеваний, включая смертность от инфарктов и инсультов.
В действующих Российских нормах нет указаний на транс-жиры. В последних нормах ВОЗ/FAO максимальное безопасное количество транс-жиров установлено в 1% от энергозатрат (это соответствует около 2 г в день для рациона в 2000 ккал), при этом указано, что чем меньше их потребляется, тем лучше. Наибольшее количество транс-жиров (от 18 до 46%) содержится в шортенингах (кондитерском или кулинарном жире).
Пальмовое масло и жиры, полученные переэтерификацией на его основе рассматривают как естественный заменитель транс-жиров, более вредных для здоровья человека [4]. Показано, что замена гидрированных растительных масел, на коровье масло позволяет уменьшить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний на 10%, а замена на ПМ - на 20 %. Однако качество пальмового, как и любых других жиров [5] может быть различным и должно контролироваться.
Литература и примечания:
[1] Пищевая химия: учебное пособие / Л. В. Терещук, К. В. Старовойтова; Кемеровский государственный университет. – Кемерово, 2020. – 126 с.
[2] Антипова Л.В. Химия пищи Л.В. Антипова, И..Н. Дунченко СПб.: Лань. 2020. – 856 с.
[3] Транс-жиры: что это / Мой здоровый рацион. https://health-diet.ru/article/produkty/trans_zhiry_chto_eto/
[4] Медведев О.С., Медведева Н.А. Современные представления о возможном влиянии пальмового масла на здоровье человека /
Вопр. питания. 2016. № 1. С. 5-18.
[5] ГОСТ 19708-2019 Модификация растительных масел, животных жиров и жирных кислот https://docs.cntd.ru/document/1200167782
@ К. Ю. Лукьянчук, И.С. Полянская, 2021 г.