ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ
Рафинация. Природное масло и жиры представляют собой многокомпонентную систему, в которую помимо триглицеридов входят различные сопутствующие вещества, растворимые в триглицеридах: фосфолипиды, свободные жирные кислоты, пигменты, воскоподобные вещества. Количество сопутствующих веществ невелико, но они определяют товарное качество масел и жиров, а также влияют на их технологические свойства. Для повышения пищевого достоинства и технологических свойств масла и жиры подвергают очистке – рафинации.
Рафинация представляет собой ряд последовательно осуществляемых операций: гидратация, нейтрализация, адсорбционная рафинация (отбеливание), дезодорация и вымораживание (винтеризация).
Назначение гидратации – максимально извлечь из масел фосфолипиды и другие гидрофильные вещества. Процесс гидратации растительных масел предусматривает введение в них гидратирующего агента, чаще всего воды, при температуре 45–60 °С, разбавленных водных растворов солей, кислот, щелочей и др.
Назначение нейтрализации, или щелочной рафинации, – максимально извлечь свободные жирные кислоты. После осуществления процесса нейтрализации получают рафинированное масло и отходы – мыльные растворы (соапстоки).
Назначение адсорбционной рафинации – отбеливания является извлечение из масел окрашивающих веществ – пигментов, а также остатков мыла после щелочной рафинации. Для освобождения от остатков мыла масло промывают горячей водой, либо обрабатывают раствором лимонной или фосфорной кислот. Так как рафинированное масло и саломасы, приготовленные на их основе, должны быть светлыми, то возникает необходимость очистки их от пигментов, например каратиноидов. С этой целью пигменты сорбируют на поверхности твердых адсорбентов, в качестве последних используют специальные активные отбеливающие глины, полученные из алюмосиликатов, реже активные угли и др.
Назначение дезодорации – удаление из масел и жиров веществ, определяющих вкус и запах. Дезодорацию осуществляют методом перегонки с водяным паром (дистилляцией). Получают рафинированное, дезодорированное масло (жир) и отходы — продукты отгонки (погоны).
Назначение вымораживания (винтеризации) — удаление из рафинированных, дезодорированных масел воскоподобных веществ. Получают рафинированное, дезодорированное масло и отходы – восковые вещества (осадки).
Для получения заменителей жира, в частности аналога молочного жира, рафинированные растительные жиры модифицируют.
Модификация жиров – это изменение их первоначальных свойств путем изменения жирнокислотного и глицеридного состава, что достигается гидрогенизацией и переэтерификацией жиров.
Гидрогенизация. Гидрогенизацию масел и жиров молекулярным водородом проводят при температуре 180–240 °С в присутствии никелевых и медно-никелевых катализаторов как правило, при давлении, близком к атмосферному. Задача гидрогенизации масел и жиров – целенаправленное изменение жирнокислотного состава триглицеридов исходного жира в результате частичного или полного присоединения водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав триглицеридов растительного жира.
Основная реакция, протекающая при гидрогенизации – присоединение водорода к двойным связям непредельных жирных кислот. Подбирая соответствующие условия реакции, удается осуществить этот процесс избирательно, гидрируя сначала в основном остатки линоленовой кислоты до линолевой, затем линолевой до олеиновой, а уже потом остатки олеиновой до стеариновой кислоты, получить продукт с заранее заданными свойствами, называемый саломасом.
+H2 +H2 +H2
С 18 : 3 С 18 : 2 С 18 : 1 С 18 : 0
Линоленовая Линолевая Олеиновая Стеариновая
кислота кислота кислота кислота
Параллельно с присоединением водорода к двойным связям (гидрирование) происходит структурная (смещение С=С связи) и геометрическая (изменение пространственного расположения –H и –CH2 групп С=С связи) изомеризация, что приводит к накоплению в саломасе триглицеридов, содержащих трансизомеры жирных кислот. Гидрогенизированные жиры содержат до 30 % и более трансизомеров жирных кислот, в то время как в сливочном коровьем масле массовая доля их ин превышает 8 %.
Как показали результаты фундаментальных исследований, увеличение содержания трансизомеров жирных кислот в пище способствует развитию онкологической патологии, сахарного диабета, ожирения, атеросклероза, нарушению репродуктивной функции и некоторых других не менее серьезных болезней.
К сожалению, в настоящее время гидрогенизированные жиры нашли широкое применение вследствие своей относительной дешевизны.
Переэтерификация. Переэтерификацией называют перераспределение остатков жирных кислот в триглицеридах жира. При внутримолекулярной переэтерификации изменяется взаимное положение жирных кислот в триглицериде. При межмолекулярной переэтерификации происходит обмен жирных кислот между триглицеридами. В результате внутри - и межмолекулярной переэтерификации расплавленного (жидкого) жира и смеси жиров достигается статистическое распределение жирных кислот в смеси триглицеридов. Переэтерификацию проводят при температуре 80–90 °С в присутствии катализаторов, из них наиболее распространенными являются метилат натрия, этилат натрия и гидроксид натрия в смеси с глицерином.
Переэтерификация не вызывает структурного трансформирования жирных кислот и образования трансизомеров.
Переэтерификации подвергают главным образом смеси высокоплавких жиров (пальмовое, кокосовое масла) с жидкими растительными маслами. Путем переэтерификации можно получить пластичные смеси с заданными свойствами. Так, при получении аналогов молочного жира температура плавления переэтерифицированных жиров должна соответствовать температуре плавления молочного жира.
Единственным аналогом молочного жира этой группы, представленным сейчас на российском рынке, является “Акобленд Супер”, производства шведской компании “Карлсхамнс”.
Некоторые виды растительных жиров и аналогов молочного жира предназначенных для частичной или полной замены молочного жира в таких молочных продуктах, как масло, сыр, плавленый сыр, сгущенное молоко, мороженое, глазури для творожных сырков и мороженого, приведены ниже.
| Молочная продукция | Растительные масла “Союз” | Аналоги молочного жира “Союз” | ||||||||
| Пальмовое | Кокосовое | Соевое рафии-нированное | “Союз – 2” | “Союз – 4” | “Союз – 5/2” | “Союз – 5/3” | “Союз – 7” | “Союз – 7/1” | ||
| Гидрогени-зированное | Дезодори-рованное | |||||||||
| Комбинированные масла | + | – | + | + | + | + | + | + | + | – |
| Сметана | – | + | – | + | – | + | + | + | – | + |
| Сыры | + | – | + | + | + | + | + | + | – | – |
| Сыры плавленые | + | – | + | – | + | + | + | + | + | + |
| Сгущенное молоко | + | + | + | + | – | + | – | – | – | + |
| Глазури для творожных сырков | + | + | – | – | – | + | – | – | – | + |
| Мороженое | – | + | – | – | – | + | – | – | + | + |
| Глазурь для мороженого | – | + | – | – | – | – | – | – | – | + |
Аналоги молочного жира создаются на основе растительных жиров и по органолептическим, физико-химическим и структурно-механическим свойствам приближены к молочному жиру.
Температура плавления аналогов молочного жира приближена к температуре плавления молочного жира. В состав жировых смесей входит бета-каротин, ароматизатор сливочного вкуса, лецитин (эмульгатор), а также натуральный молочный жир. Так, в состав “Союз – 5/2”, рекомендованного для производства комбинированного масла, входит смесь фракционированных растительных масел и жиров, эмульгатор (лецитин), бета-каротин и ароматизатор сливочного вкуса (или без ароматизатора).
В настоящее время аналог молочного жира “Союз – 5/2” усовершенствован и поставляется с маркировкой “Люкс” (“Союз – 5/2 Л”). Он обладает улучшенными органолептическими показателями, не содержит трансизомеров жирных кислот, кривая плавления максимально приближена к кривой плавления молочного жира. “Союз – 5/2Л” содержит в своем составе мягкий ароматизатор и новый эмульгатор, позволяющий достичь однородной консистенции продукта.
В состав глазури для творожных сырков входят какао-порошок, сахар, растительный жир, лецитин, ароматизатор (ванильная эссенция).
В состав жировой смеси для сметаны включены стабилизаторы (эмульгаторы) растительного происхождения, являющиеся полимерными соединениями полисахаридов.
Специалисты научно-исследовательского центра Нижегородского масложирового комбината разработали рецептуру растительного жира-аналога молочного жира, выпускаемого под маркой “МАРГО”. Продукт “МАРГО” по основным показателям максимально приближен к молочному жирую В состав “МАРГО” входят пищевые гидрогенизированные или переэтефицированные жиры, растительные жиры и масла, эмульгаторы, ароматизаторы, красители и другие пищевые добавки. Продукт может выпускаться без ароматизаторов и (или) красителей. Массовая доля жира в “МАРГО” не менее 99,7 %, содержание твердых жиров при температуре 10 °С составляет 49–52 %, при 15 °С – (35–37) %, при 20 °С – (19–21) %, при 30 °С – (1–3) %.
“МАРГО” применяют при производстве комбинированного масла, сметаны, плавленых сыров и сгущенного молока. При производстве масла с применением “МАРГО” не обязательно использование гомогенизатора и дезодоратора.
При выработке комбинированного масла с использованием аналогов молочного жира необходимо дифференцировать их свойства с учетом степени отвердевания глицеридов в жирах в зависимости от температуры охлаждения, которая должна быть максимально приближена к сезонным изменениям молочного жира. Степень отвердевания глицеридов в отвержденных растительных жирах в сравнении с молочным жиром приведена в табл.
Степень отвердевания глицеридов в различных жирах в зависимости от температуры.
| Наименование жира | Температура плавления, °С | Массовая доля твердого жира, % при температуре, °С | ||||
| Молочный жир: | ||||||
| осенне-зимний период | 34–36 | 42–50 | 37–41 | 20–23 | 12–15 | 7–9 |
| весенне-летний период | 30–32 | 35–39 | 22–25 | 16–19 | 5–8 | 3–5 |
| Отвержденные растительные жиры: | ||||||
| «Акобленд» | 33–35 | 14,5 | 8,0 | |||
| Соевый | 36–37 | 97–98 | – | 44,5–51,5 | – | 17,5–19 |
| Кокосовый | 25–27 | – | 14,5 | – | 0,1 | |
| пальмовый | 33–36 | – | 33,0 | – | 14,5 |
Примечание: температура плавления (максимальная) указана согласно сертификату
Подбор триглицеридного состава для аналогов молочного жира в весенне-летний период необходимо осуществлять на основе триглицеридов средней и повышенной плавкости для планомерного повышения температуры плавления и снижения температуры застывания смеси молочного и немолочного жиров, в осенне-зимний период — на основе глицеридов средней и пониженной плавкости для планомерного снижения температуры плавления и повышения температуры застывания смеси молочного и немолочного жиров.
Для упрощения подбора немолочных жиров при выработке комбинированного масла ВНИИМС рекомендует пользоваться такими показателями жиров, как температура плавления и застывания.
Температуры массового плавления и застывания основных групп триглицеридов молочного жира по сезонам года и немолочных жиров приведены ниже в табл. .
Температуры массового плавления и отвердевания основных групп триглицеридов молочного жира и рекомендуемых для комбинированного масла немолочных жиров
| Период года | Температура | Молочный жир, °С | Растительные жиры или их композиции, °С |
| Весенне-летний | Плавления | 30–32 | 35–37 |
| Застывания | 17–20 | 18–21 | |
| Осенне-зимний | Плавления | 34–36 | 32–34 |
| Застывания | 21–23 | 20–22 |
Кроме того, для весенне-летнего периода года необходимо увеличить зону кристаллизации глицеридов с целью увеличения содержания твердого жира. Также необходимо увеличить содержание твердого жира и его соотношение с жидким жиром, что обусловливает снижение скорости кристаллизации глицеридов и будет способствовать формированию кристаллизационной структуры. Для осенне-зимнего периода года необходимо уменьшить зону кристаллизации с целью снижения содержания твердого жира; увеличить содержание жидкого жира и его соотношение с твердым для формирования коагуляционной структуры продукта.
Все это необходимо учитывать разработчикам и производителям аналогов молочного жира для производства комбинированного масла.
Длительное время за рубежом широко применялись насыщенные растительные масла – пальмовое и кокосовое – для приготовления картофельных чипсов, печенья, сдобы и других продуктов. Несколько лет тому назад в США пальмовое и кокосовое масла были исключены из рациона, так как учеными был показан их вред для сердечно-сосудистой системы. Пальмовое и кокосовое масла были заменены гидрогениизированными растительными жирами. Однако последние научные данные зарубежных ученых свидетельствуют о том, что гидрогенизированные растительные жиры также вредны для сердечно-сосудистой системы, как и пальмовое и кокосовое масла.
Наиболее перспективным и целесообразным направлением в использовании растительных жиров для молочных продуктов является разработка и производство российской масложировой промышленностью отечественных аналогов молочного жира, не содержащих гидрогенизированных жиров.
Глава 3. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ
Пищевые добавки – группа природных или синтетических веществ, специально вводимых в сырье, полуфабрикаты или готовые пищевые продукты с целью совершенствования их технологии или придания им необходимых свойств и не употребляемых обычно в качестве пищевых продуктов и не являющихся макро- и микронутриентами.
Число пищевых добавок, используемых в производстве пищевых продуктов в различных странах около 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ, ароматизаторов.
Европейским Советом разработана система цифровой кодификации пищевых добавок с литерой Е. Она включена в кодекс ФАО-ВОЗ (ФАО – Всемирная организация здравоохранения, ВОЗ – Всемирная продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН) для пищевых продуктов как международная цифровая система кодификации пищевых добавок. Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный код (в Европе с предшествующей литерой Е). Они используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группировку пищевых добавок по технологическим функциям.
Применение пищевых добавок остро поставило вопрос об их токсичности. Под токсичностью понимается способность вещества наносить вред живому организму. Решающую роль играют: доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки), длительность потребления, режимы, пути поступления в организм. Экспериментально обосновываются предельно допустимые концентрации (ПДК) – концентрации, которые не вызывают при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени отклонений в здоровье людей. Решение о возможном использовании рассматривается экспертными комитетами международных организаций ФАО-ВОЗ. Разешенные пищевые добавки по остроте, частоте и тяжести заболеваний относят к разряду веществ минимального риска.
Пищевые добавки по их назначению можно разделить на следующие группы:
вещества, улучшающие внешний вид продукта (красители и цветокорректирующие материалы);
вещества, изменяющие структуру продукта (загустители, геле- и студнеобразователи);
вещества, регулирующие свойства продукта (поверхностно-активные вещества);
вещества, придающие продукту определенный вкус и аромат (вкусовые и ароматические вещества);
вещества, повышающие срок хранения продукта (консерванты).
ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ
Для придания пищевым продуктам характерной для них окраски, измененной при технологической обработке (кипячение, стерилизация, сушка и т.д.) используют природные (натуральные) и синтетические (органические и неорганические) красители.
Бета-каротин. Среди натуральных красителей необходимо выделить каратиноиды. Растительные каратиноиды – это красно-желтые пигменты, обусловливающие окраску ряда овощей, фруктов, жиров, яичного желтка и других продуктов. Примером каратиноидов является β-каротин, который выделяют из природных источников в смеси с другими каратиноидами (экстракт натуральных каратиноидов) или получают синтетическим путем.
Для окраски пищевых продуктов (маргарина, сливочного масла. майонеза и некоторых других продуктов) применяют каратиноиды, выделенные из моркови, плодов шиповника, перца, а также полученные микробиологическим или синтетическим путем.
Энокраситель получают из выжимок темных сортов винограда и ягод бузины в виде жидкости интенсивно красного цвета. Окраска продукта зависит от рН среды: красная окраска в подкисленных средах, в нейтральных и слабощелочных средах эндокраситель придает продукту синий оттенок. Поэтому при использовании эндокрасителя одновременно применяют и органические кислоты для создания необходимого рН среды.
В последнее время в качестве желтых, розово-красных красителей начали использовать пигменты, содержащиеся в соке кизила, красной и черной смородины, клюквы, брусники, пигменты чая, а также красный краситель, выделенный из свеклы – свекольный красный.
Сахарный колер – темно окрашенный продукт карамелизации различных видов сахаров, полученный по различным технологиям. Водные растворы сахарного колера представляют собой приятно пахнущую темно-коричневую жидкость. Применяется для окраски напитков, кондитерских изделий, в кулинарии.
В последнее время пищевая промышленность широко использует синтетические красители. Они устойчивы к изменению рН среды, действию кислот, нагреванию, свету, обладают большой окрашивающей способностью, их легче дозировать. В большинстве случаев они дешевле натуральных красителей. Поступающие в продажу красители обычно разбавлены наполнителями (поваренная соль, сульфат натрия, глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, пищевые жиры), что упрощает их использование. При применении синтетических красителей необходимо убедиться в их токсикологической безопасности.