ЗАМЕДЛЕНИЕ ОКИСЛЕНИЯ В ПИЩЕВЫХ СИСТЕМАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИПИДОРАСТВОРИМЫХ КАТЕХИНОВ ЧАЯ
OXIDATION RETARDATION IN FOOD SYSTEMS USING LIPID-SOLUBLE TEA CATECHINES

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент Соединенных Штатов 62/043690, поданной 29 августа 2014 года, которая включается в настоящее изобретение во всей своей полноте в качестве ссылки.
Уровень техники
Настоящее изобретение, в целом, относится к использованию катехинов, экстрагированных из чая, которые эстерифицируются с получением липидорастворимых сложных эфиров катехинов чая, которые, как обнаружено, являются эффективными при замедлении окисления в пищевых продуктах.
В то время как водорастворимые катехины зеленого чая широко используются и выполняют функции антиоксидантов, их применение является ограниченным в пищевых матрицах с высоким содержанием жиров. Активные соединения в липидорастворимых катехинах чая (LSC), в сложных эфирах катехинов, имеют функциональные остатки катехинов, которые представляют сбой превосходные поглотители свободных радикалов, служа в качестве антиоксидантов. Маслорастворимость сложных эфиров катехинов улучшается посредством добавления длинных алкильных цепей от пальмитильной функциональной группы, делая их, таким образом, более пригодными для использования и эффективными для матриц высших жиров. Одно из преимуществ LSC представляет собой более низкий профиль вкусовых ароматических веществ, что делает возможным их применение при более высоких уровнях обработки, чем для определенных других ботанических экстрактов, таких как экстракт розмарина, с повышением эффективности.
В дополнение к этому, хотя LSC является липидорастворимым, он служит также в качестве эффективного ингредиента при защите пищевых эмульсий и мяса, поскольку LSC, как предполагается, присутствует на границе раздела липидной и водных фаз, присутствующих в этих продуктах. Поскольку скорость окисления является самой высокой на границе раздела, и LSC локализован вблизи нее, он мог бы довести до максимума свою функцию при стабилизации жиров и замедлить образование побочных продуктов окисления.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение описывает использование липидорастворимых катехинов чая при замедлении нежелательных изменений цвета и при продлении оксидативной стабильности мясных продуктов, пищевых эмульсий и экструдированных пищевых продуктов. Эта композиция, как показано, является эффективной при поддержании желаемого красного цвета мясных продуктов, а также при замедлении образования оксидативных побочных продуктов по сравнению с необработанными мясными продуктами, замедляя образование оксидативных продуктов в пищевых эмульсиях и поддерживая приемлемые органолептические профили у экструдированных пищевых продуктах.
LSC используют в дистиллятных жирах и маслах, в некоторых местах, поскольку липидорастворимые катехины чая могли бы защитить липиды от окисления. Однако в настоящем изобретении является новым то, что LSC используются в пищевых эмульсиях, мясных продуктах и обезжиренных изделиях из крупы и из дробленого зерна. Благодаря молекулярной структуре LSC, он присутствовал бы на границе раздела липидов и водной фазы, что доводило бы до максимума его функцию антиоксиданта. Это гипотеза подтверждается данными, представленными в настоящем изобретении.
Очевидное применение LSC представляет собой его использование в дистиллятных жирах и маслах. Не является очевидным то, что LSC имеет лучшие функции антиоксиданта в мясных продуктах, пищевых эмульсиях и обезжиренных экструдированных пищевых продуктах. LSC можно использовать при различных уровнях обработки и в качестве объединенного продукта с другими ингредиентами, включая экстракт розмарина и смешанные токоферолы.
Целью настоящего изобретения является создание способа замедления окисления в пищевых продуктах, имеющих границу раздела липидной и водной фаз, включающего стадию подмешивания эффективного количества катехинов чая, эстерифицированных до сложных пальмитиловых эфиров.
Краткое описание фигур
Фиг.1 представляет собой график зависимости значений пероксидного числа (мэкв/кг жира) в зависимости от времени в майонезе при упоминаемых видах обработки.
Фиг.2 представляет собой график количества алкеналей (нмоль/мл) в зависимости от времени в майонезе при рассматриваемых видах обработки.
Фиг.3 представляет собой график зависимости значений пероксидного числа (мэкв/кг жир) в изделиях из крупы или из дробленого зерна, которые хранятся при 40°C; величины ошибок представляют собой стандартное отклонение для двух загрузок.
Фиг.4 представляет собой график изменения содержания гексаналя (м.д.) в изделиях из крупы или из дробленого зерна, которые хранятся при 40°C; величины ошибок представляют собой стандартное отклонение для двух загрузок.
Фиг.5 представляет собой график изменения пероксидного числа (мэкв/кг жира) для маргарина в течение хранения при 35°C.
Фиг.6 представляет собой график изменения п-анизидинового числа для маргарина в течение хранения при 35°C.
Фиг.7 представляет собой график изменения содержания алкеналей (нмоль/мл) для фермерской заправки для салата при ускоренном хранении.
Фиг.8 представляет собой график изменения значения пероксидного числа (мэкв/кг жир) для фермерской заправки для салата при ускоренном хранении.
Фиг.9 представляет собой график изменения объемной доли фазы эмульсии, под влиянием добавления эмульгаторов типа масло в воде, включая span 80, TGDO и LSC.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Определения
Перед объяснением различных вариантов осуществления настоящего изобретения, необходимо понять, что настоящее изобретение не ограничивается при его применении деталями конструкции и расположения компонентов, приведенными в следующем далее описании. Другие варианты осуществления могут воплощаться или осуществляться различными путями. Также, необходимо понять, что фразеология и терминология, используемая в настоящем изобретении, предназначена для целей описания и не должна рассматриваться как ограничивающая.
В настоящем описании упоминаются различные публикации, патенты и опубликованные описания патентов. Там, где это допустимо, описания этих публикаций, патентов и опубликованных описаний патентов, тем самым, включаются в качестве ссылок в настоящее описание во всей своей полноте для более полного описания предыдущего уровня техники.
Для облегчения понимания описания, предлагаются следующие определения:
Количество композиций по настоящему изобретению, которые должны использоваться в конкретных применениях в соответствии с настоящим изобретением, может легко быть определено специалистом в данной области, как функция природы используемой композиции и/или желаемого воздействия. Как правило, это количество может находиться в пределах между 0,01% и 2% масс по отношению к общей массе пищевого продукта, который обрабатывается, в частности, в пределах между 0,2% и 1,5% масс, предпочтительно, в пределах между 0, 5% и 1% масс и особенно предпочтительно, в пределах между 0,6% и 0,9% масс.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, эффективное количество смеси липидорастворимых катехинов находится в пределах от 10 м.д. до 5000 м.д. масс от продуктов, которые обрабатываются, и включают все значения в этих пределах, включая, например, без ограничения или исключения, 0,02%, 0,104%, 0,132%, 0,217%, 0,336%, 0,489%, 1,377% и 1,990%. Формулируя другим образом, в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, дозировка может принимать любое значение ʺabc0ʺ м.д., где выбирается из чисел 0, 1, 2, 3, 4 и 5, и b и c, каждое, индивидуально выбираются из чисел 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9, за тем исключением, что c не может быть меньше чем 1, если как а, так и b равны 0.
Когда в настоящем описании используются диапазоны значений, приводятся только конечные точки этих диапазонов, с тем, чтобы исключить слишком длинную формулировку и описать каждое и любое значение, включенное в этот диапазон. Можно выбрать любое соответствующее промежуточное значение и диапазон между упомянутыми конечными точками. В качестве примера, если упоминается диапазон в пределах между 0,1 и 1,0, включаются все промежуточные значения (например, 0,2, 0,3, 6,3, 0,815, и так далее), как и все промежуточные диапазоны (например, 0,2-0,5, 0,54-0,913, и так далее).
Как используется в настоящем изобретении, формы единственного числа включают и упоминание множественного числа, если только контекст не диктует четко иного. Так, например, упоминание ʺфактораʺ относится к одному или нескольким факторам, и упоминание ʺспособа обработкиʺ включает упоминание эквивалентных стадий и способов, известных специалистам в данной области, и так далее.
трет
Термин ʺантиоксидантʺ, как используется в настоящем изобретении, относится к композиции, которая предотвращает или замедляет окисление пищевых продуктов. Антиоксиданты, как правило, классифицируются либо как синтетические, либо как природные. Антиоксиданты включают, но, не ограничиваясь этим, BHA, BHT, -бутилгидрохинон (TBHQ), галлаты, аскорбиновую кислоту, эриторбовую кислоту, аскорбилпальмитат, токоферолы, токотриенолы, каротеноиды, антоцианины, полифенолы, лимонную кислоту, этоксихин, EDTA, глицин, лецитин, полифосфаты, винную кислоту, тригидроксибутирофенон, тиодипропионовую кислоту и дилаурил и сложные дистеариловые эфиры.
Термин ʺэффективное количествоʺ или ʺдейственное количествоʺ относится к эффективному количеству, при таких дозировках и в течение такого периода времени, которые необходимы для достижения желаемого результата. Эффективное количество композиций по настоящему изобретению может изменяться в зависимости от таких факторов, как композиция или приготовление продукта, который обрабатывается с помощью способов и/или композиций по настоящему изобретению.
Термин ʺэмульсияʺ относится к смеси, приготовленной из двух взаимно нерастворимых компонентов. Можно генерировать смеси с гомогенным макроскопическим внешним видом из этих компонентов с помощью соответствующего выбора условий смешивания и манипуляций условиями смешивания. Наиболее распространенный тип эмульсий представляют собой эмульсии, в которых используется водный компонент и липофильный компонент и которые часто упоминаются в данной области как эмульсии масло в воде и вода в масле. В эмульсиях типа масло в воде липофильная фаза диспергируется в водной фазе, в то время как в эмульсиях типа вода в масле водная фаза диспергируется в липофильной фазе.
Camellia sinensis
Термин ʺкатехиныʺ относится к полифенольным соединениям, присутствующим в листьях . Полифенолы зеленого чая включают, но, не ограничиваясь этим (-)-эпикатехин (EC), (-)-эпигаллокатехин (EGC), (-)-эпикатехин-3-галлат (ECG), (-)-эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG), проантоцианиды, их энантиомеры, их эпимеры, их изомеры, их сочетания и их пролекарства. «Липидорастворимые катехины чая» относится к полифенолам зеленого чая, эстерифицированным таким образом, чтобы они имели одну или несколько углеводородных цепей, например, C1-C30. Липидорастворимые катехины чая конкретно включают продукты реакции эстерификации катехинов чая с помощью насыщенных и ненасыщенных C1-C30 жирных кислот.
ʺЛипидорастворимыйʺ, как используется в настоящем изобретении, относится к веществам, которые имеют растворимость равную или большую чем 5 г/100 мл в гидрофобной жидкости, такой как касторовое масло.
ʺМаргаринʺ, как используется в настоящем изобретении, относится к имитационной пасте, имитирующей продукт на основе молочного жира, содержащей растительное масло и воду и состоящей из эмульсии вода в жире.
ʺОксидативная или окислительная стабильностьʺ, как используется в настоящем изобретении, представляет собой меру устойчивости пищевого продукта к окислению.
ʺВодорастворимыйʺ, как используется в настоящем изобретении, относится к веществам, которые имеют растворимость равную или большую, чем 5 г/100 мл воды.
ПРИМЕР 1 - Мясо

brand
brand
brand
Срок годности в упакованном виде продуктов переработки мяса ограничивается микробным загрязнением и оксидативной прогорклостью. Окисление липидов является ответственным за нежелательные изменения запаха и цвета, и оно представляет собой главную причину порчи замороженных мясных продуктов. Природные экстракты, полученные из растительных материалов, как показано, замедляют эти оксидативные изменения. Мелкодисперсно структурированный белковый продукт из свинины (FTP) получают посредством прессования/помола свиных лопаточных костей для извлечения белка из костей. Затем FTP нагревают примерно до 50°F (8°C) после прессования, помещают в 50-фунтовые (22,5-кг) коробки, гранулируют и направляют в скороморозильный аппарат с интенсивным движением воздуха. Из-за тяжелых параметров переработки, в настоящее время, срок годности в упакованном виде составляет 20 дней, в замороженном состоянии, а желаемый срок годности в упакованном виде для потребителя составляет 30-45 дней, если рассматривать использование этого ингредиента в пепперони (10-15% от состава мяса). Золотой стандарт составлял бы 45 дней. Целью настоящего исследования является оценка влияния различных видов обработки, включая FORTIUM R30 Liquid (экстракт розмарина/подсолнечное масло), FORTIUM RGTWS 1200 Liquid (розмарин/экстракт зеленого чая/Polysorbate 80/глицерол моноолеат/пропиленгликоль), FORTIUM R-WS 20 Liquid (экстракт розмарина/Polysorbate 80/глицерол моноолеат/пропиленгликоль) и GT-FORT 101 SF Liquid (липидорастворимые катехины чая/подсолнечное масло) (всех их поставляют от Kemin Industries, Inc., Des Moines, Iowa) на параметры качества FTP.
Материалы и способы
Материалы.

TM
brand
brand
brand
Замороженный FTP обеспечивает потребитель. Продукты, используемые при обработке FTP, получают на месте. Приготавливают следующие препараты для обработки 1) без обработки, 2) FORTIUM R30 0,1% (партия 1403102012) (R30), 3) FORTIUM RGTWS 1200 0,25% (партия 1309102599) (RGT-WS 1200), 4) FORTIUM R-WS 20 0,25% (партия 1402109597) (R-WS 20) и 5) GT-FORT 101 SF Liquid 0,3% (партия 20140326-01). Все виды обработки приведены по отношению к общей массе свинины.
Инструкции по перемешиванию.

СмесительKitchenAid (325 ватт, St. Joseph, MI) и чашки из нержавеющей стали помещают в переносной холодильник (37°F (2°C)) для охлаждения. FTP дают возможность для оттаивания при температуре охлаждения (37°F (2°C)) перед тем как его разделяют порциями для 5 видов обработки. Взвешивают FTP (900 грамм) для каждой загрузки. Пятьдесят грамм удаляют, и оставшиеся 850 грамм помещают в охлажденные чашки смесителя. Препараты для обработки подмешивают вручную в отложенные 50 грамм FTP (приблизительно 2 мин). Чашку помещают на основание смесителя, и устанавливают настройку 3 для скорости перемешивания, 50 грамм обработанного FTP добавляют к оставшимся 850 грамм и осуществляют перемешивание в течение 2-3 минут с помощью лопастной мешалки. После перемешивания, охлажденную чашку с обработанным FTP помещают в холодильный поддон Chilzstone (Castle Rock, CO), и 30-40-граммовые образцы помещают в 18-унциевые (500-г) мешки Whirl-Pak™ (Fisher Scientific catalog # 018125B). Когда каждый мешок заполняется, его разглаживают, сплющивают, герметизируют и помещают в другой Chilzstone для заморозки. Образцы хранятся при 1°F (-14°C) в картонной коробке для исследования заморозки и при 36°F (1°C) для исследования охлаждения.
Химические и физические анализы
L*a*b*
. Обработанный FTP оценивают на наличие оксидативных побочных продуктов (малональдегидов) с использованием химически активного вещества тиобарбитуровой кислоты (TBARS) и цветных чисел  (Hunter Colorimeter).
Анализ стабильности
. Исследование стабильности на замороженных образцах, для TBARS, осуществляют два раза в неделю в течение первых 2 недель, затем, исследование осуществляют каждый 7 дней. Анализ цвета осуществляют два раза в неделю в течение 4 недель, затем, каждые 7 дней в течение 63 дней в целом. Анализ цвета осуществляют на охлажденных образцах в день удаления из морозилки (начальный) и после 4 дней хранения в охлажденном состоянии.
Результаты
Хранение в охлажденном состоянии. Результаты для анализов с TBARS показаны в Таблице 1, за исключением дней 14 и 21, необработанный образец имеет самое высокое содержание оксидативных побочных продуктов.
Таблица 1. Результаты для FTP с TBARS (мг/кг) (дни)
Обработка
Начальное значение
3
7
10
14
21
28
35
42
49
57
64
Необработанный
1,40
1,43
1,68
1,36
1,29
2,39
1,93
1,79
3,17
4,13
2,91
3,38
R30 0,1%
1,09
1,14
1,40
1,14
1,12
3,07
1,23
0,90
1,11
1,26
1,00
0,46
RGT-WS1200 0,25%
1,10
1,01
1,05
1,04
1,53
1,88
1,25
0,92
1,14
1,22
0,87
0,44
R-WS20 0,25%
1,01
1,17
1,08
1,15
1,68
2,16
1,14
0,94
1,08
1,29
1,06
0,50
GT-FORT 101 SF 0,3%
1,04
1,08
1,20
1,21
1,92
1,30
1,43
1,47
1,30
1,32
1,35
0,39
L*
a*
b*
a*
Результаты анализа цвета показаны в Таблицах 2, 3 и 4. Значения  показывают светлость/темность образца (0=черный, 100=белый), значения  показывают отношение красный/зеленый (+ показывает более красный, - показывает более зеленый) и значения показывают отношение желтый/синий (+ показывает более желтый, - показывает более синий). Значения  согласно Hunter считаются наиболее релевантными для этой матрицы. Проценты изменения от начального значения до 63 представляют собой: для необработанного образца - (-20,88), для R30 - (-4,08), для R-WS 20 - (-4,75), для RGTWS 1200 (+1,14) и для LSC - (-14,75).
Таблица 2. Значения L* для FTP
Необработанный
R30
R-WS 20
RGT-WS 1200
GT-FORT 101 SF
Начальное значение
49,92
46,49
47,74
47,15
43,57
День 3
49,08
42,95
44,58
43,09
44,52
День 7
49,46
50,01
49,29
49,17
44,07
День 10
47,31
48,22
50,70
48,79
47,22
День 14
50,67
50,01
49,29
49,17
44,07
День 17
45,63
41,65
43,17
42,95
42,48
День 21
47,95
48,14
45,54
47,81
44,80
День 24
48,43
44,40
44,99
46,92
44,93
День 28
47,98
41,44
41,72
42,07
41,22
День 35
45,27
47,80
47,98
44,35
44,77
День 42
45,66
45,60
43,96
45,66
44,70
День 49
48,90
43,84
40,61
40,45
39,06
День 57
47,19
41,10
46,56
42,79
40,53
День 63
42,50
42,02
41,32
42,40
42,53
Таблица 3. Значения a* для FTP
Необработанный
R30
R-WS 20
RGT-WS 1200
GT-FORT 101 SF
Начальноезначение
35,81
31,59
33,25
30,68
34,23
День 3
33,20
35,56
37,22
35,45
36,42
День 7
34,79
30,69
31,94
31,34
35,05
День 10
37,39
32,48
30,04
29,63
32,95
День 14
34,36
30,69
31,94
31,34
35,05
День 17
34,80
35,10
33,66
34,45
35,04
День 21
33,05
29,43
30,93
28,76
31,50
День 24
33,32
33,30
31,66
29,36
33,55
День 28
28,37
29,14
30,27
28,27
29,16
День 35
28,38
28,62
27,48
28,67
32,14
День 42
33,87
28,23
30,29
27,86
31,26
День 49
30,36
29,39
32,77
30,89
31,79
День 57
29,08
32,65
26,15
31,32
34,63
День 63
28,33
30,30
31,67
31,03
29,18
Таблица 4. Значения b* для FTP
Необработанный
R30
R-WS 20
RGT-WS 1200
GT-FORT 101 SF
Начальноезначение
30,41
27,01
25,98
23,75
26,11
День 3
26,98
30,17
30,09
26,75
30,67
День 7
27,71
24,94
25,07
24,38
29,08
День 10
30,61
26,16
23,44
22,98
26,04
День 14
27,48
24,94
25,07
24,38
29,08
День 17
30,37
30,80
29,41
28,78
31,48
День 21
27,93
25,08
24,24
21,65
26,33
День 24
26,95
24,77
25,70
24,80
28,30
День 28
22,04
21,08
21,35
18,93
19,93
День 35
25,79
23,71
22,28
24,05
26,37
День 42
28,34
23,77
25,30
20,74
27,42
День 49
27,48
24,73
28,69
25,54
25,56
День 57
22,96
27,08
20,48
26,06
29,91
День 63
26,21
28,11
27,09
27,40
25,55
Хранение в охлажденном состоянии
L*
a
. Результаты согласно Hunter Colorimeter для хранения в охлажденном состоянии показаны в Таблицах 5, 6 и 7. Все образцы имеют более высокие значения  и более низкие значения * в день 4, по сравнению с начальным исследованием, это показывает, что они становятся более светлыми и менее красными. В день 7, образцы портятся, так что дальнейшие оценки не осуществляются.
Таблица 5. Значение L* для FTP
Необработанный
R30
R-WS 20
RGT-WS 1200
GT-FORT 101 SF
Начальное значение*
42,50
42,02
41,32
42,40
42,53
День 4
47,74
45,37
46,83
46,66
46,05
*начальные значения получают от дня 63 хранения в охлажденном состоянии
Таблица 6. Значение a* для FTP
Необработанный
R30
R-WS 20
RGT-WS 1200
GT-FORT 101 SF
Начальное значение
28,33
30,30
31,67
31,03
29,18
День 4
8,78
28,21
24,32
23,59
24,93
b*
Таблица 7. Значение дляFTP
Необработанный
R30
R-WS 20
RGT-WS 1200
GT-FORT 101 SF
Начальное значение
26,21
28,11
27,09
27,40
25,55
День 4
18,34
29,50
24,36
23,61
26,27
Визуальная оценка показывает, что необработанный образец теряет желательный красный цвет по сравнению со всеми обработанными образцами.
Обсуждение
a*
Для хранения в замороженном состоянии от дня 28 и далее, необработанный образец имеет самое высокое значение TBARS по сравнению со всеми обработанными образцами, для которых оно значительно ниже. При последнем анализе в замороженном состоянии с TBARS (день 64), все обработанные образцы имеет сходные результаты относительно оксидативных побочных продуктов, это показывает, что все виды обработки являются эффективными и имеют сходную эффективность при замедлении возникновения оксидативной прогорклости по сравнению с необработанным образцом. Анализ согласно Hunter Colorimeter показывает, что необработанный образец имеет самое высокое уменьшение значений  от начального значения до дня 63 при хранении в замороженном состоянии, это показывает, что все виды обработки поддерживают больше желательного красного цвета и делают это более эффективно, чем необработанный образец. Для хранения в охлажденном состоянии, имеются очевидные визуальные различия между необработанными и обработанными образцами, это показывает, что все виды обработки являются эффективными при поддержании более желательного красного цвета.
brand
brand
brand
Эти результаты показывают, что использование FORTIUM R30, FORTIUM R-WS 20, FORTIUM RGTWS 1200 или LSC в FTP замедляет образование оксидативных побочных продуктов и поддерживает более желательный цвет, что приводит в результате к увеличению срока годности в упакованном виде.
ПРИМЕР 2 - Майонез
brand
Майонез приготавливают в домашних условиях и обрабатывают FORTIUM R30 (экстракт розмарина/подсолнечное масло) (R30), липидорастворимыми катехинами (LSC) и этилендиаминтетрауксусной кислотой (EDTA) (в качестве положительного контроля), а также используют его в качестве необработанного отрицательного контроля и хранят при условиях окружающей среды. Окисление майонеза отслеживают посредством исследования пероксидного числа (PV) и количества алкеналей ежемесячно, в течение 4 месяцев. Результаты показывают, что майонез, как обработанный LSC, так и обработанный EDTA, дает в результате самое низкое количество продуктов окисления в течение всех периода исследований, это показывает, что LSC может быть пригодным для использования в качестве замены для EDTA в майонезе.
Материалы и способы
Приготовление майонеза.

Для приготовлениямайонеза (смотри Таблицу 8 и Таблицу 9), яичные желтки сначала взбивают в смесителе KitchenAid (Heavy Duty) с использованием проволочной насадки для взбивания в течение 30 секунд при настройке #2. Добавляют соль и горчицу, и перемешивают все в течение дополнительных 30 секунд при настройке #4. Боковые стенки очищают с помощью ложки 3 раза. Затем добавляют воду и осуществляют перемешивание в течение 30 секунд при настройке #2. Боковые стенки очищают опять. Затем смесь перемешивают в течение дополнительных 30 секунд при настройке #4. Очень медленно добавляют соевое масло при перемешивании, при настройке #4, малыми порциями (особенно в начале, когда добавляют только несколько миллиграмм масла, и позволяют им поглотиться в смеси перед тем, как добавить еще). Ближе к концу, масло добавляют тонкой струйкой. После добавления всего масла, добавляют уксус в течение 30 секунд при перемешивании при настройке #2. Полученную в результате смесь перемешивают в течение дополнительных 30 секунд, поочередно, при настройке #2 и настройке #4. Общее время перемешивания составляет 5-10 минут для каждой загрузки.
Применение антиоксидантов
. Приготавливают три обработанных загрузки майонеза, а также приготавливают один необработанный контроль для сравнения. Каждая загрузка содержит 1500 г майонеза. Виды обработки включают: A. 500 м.д. R30 (к маслу добавляют 0,7501 г); B. 250 м.д. LSC (к маслу добавляют 0,3752 г); C. 75 м.д. EDTA (к воде добавляют 0,1131 г). Дозировка EDTA представляет собой верхний разрешенный предел, который разрешается добавлять в майонез в США.
Отбор образцов и исследования
. Восемь 100-г образцов помещают в отдельные 125-мл пластиковые бутылки для каждой загрузки. Бутылки хранят на открытой полке в лаборатории при температуре окружающей среды в течение 4 месяцев. В конце каждого месяца, одну бутылку от каждой загрузки помещают в морозилку при -20°C в течение ночи, и оттаивают ее на следующий день до комнатной температуры для разрушения эмульсии. Если эмульсия по-прежнему является стабильной после заморозки/оттаивания, образец эмульсии переносят в пробирку для центрифуги и центрифугируют при 10000 об/мин в течение 10 минут. После разрушения эмульсии имеются две жидких фазы. Полученную в результате масляную фазу (верхний слой) используют для анализов пероксидного числа (PV) и количества алкеналей.
Анализ PV и количества алкеналей.
Для анализа PV/алкеналей, 1,00±0,01 г масла переносят в 15-мл пробирку для центрифуги (Thermo Scientific, Catalog #362694). Исследования осуществляют согласно установленным методам.Реагенты, используемые для анализа, приведены в Таблице 10. Кратко, 9,0 мл реагента для приготовления (полученного при добавлении 3,87 г бутилированного гидрокситолуола в 4 л изопропанола) добавляют в каждую пробирку. Образец перемешивают в вихревой мешалке (Fisher Digital Vortex Mixer, Catalog #120123017) в течение 1 минуты, а затем центрифугируют при 4000 об/мин в течение 5 минут (центрифуга Sorvall ST16, Thermal Scientific). Для анализов используют супернатант.
Для анализа PV (который измеряет первоначальные продукты окисления), 100 мкл супернатанта добавляют в стеклянную пробирку для исследований (12×75 мм). Добавляют одну аликвоту (3,5 мл) реагента для приготовления. Затем ее смешивают с раствором 400 мкл раствора индикатора ксиленолового оранжевого. Смесь недолго перемешивают в вихревой мешалке и помещают во встряхиватель. Ровно через 5 минут после этого образец регистрируют с использованием фильтра 570 нм/690 нм на спектрофотометре MicroChem II Spectrophotometer с получением PV по методу FOX II. Для анализа алкеналей в майонезе (который измеряет вторичные продукты окисления), 150 мкл супернатанта добавляют в стеклянную пробирку для исследований (12×75 мм). Распределяют одну аликвоту каждого реагента из реагента A и реагента B AlkalSafe (MP Biomedicals). Образцы перемешивают в вихревой мешалке, и им позволяют стоять 20 мин, затем регистрируют с использованием фильтра 550 нм/690 нм на спектрофотометре MicroChem II Spectrophotometer с использованием метода Alk/Std. Стандартную кривую также строят с использованием этого метода.
Таблица 8. Ингредиенты, используемые для приготовления майонеза.
Ингредиент
Партия
Источник
Липидорастворимый экстракт зеленого чая (LSC)
#1301108643
Kemin Food Technologies
Кальций динатрий EDTA
#C060131
Premium Ingredients Intl, Carol Stream, IL
FORTIUM<sup></sup><sub>brand</sub> R30
Неизвестно
Kemin Food Technologies
Соевое масло
#1402109973
Kemin RM 01320
Столовая соль
нет
Mortonʹs
Пастеризованные замороженные яичные желтки (10% соли)
#038V3-1
Oskaloosa Foods,бесплатно
Молотая горчица
нет
Toneʹs<sup> </sup>(ACH Food Companies)
Дистиллированный белый уксус,кислотность 4,5-5,0%
нет
Heinz<sup></sup>
Вода
нет
Crystal Clear<sup></sup>, бутылированная
Таблица 9. Рецепт майонеза на одну загрузку.
Ингредиент
Целевой %
Добавленная масса
Соевое масло
75,00
1125±0,05 г
Соль
0,61
9,18±0,01 г
Яичный желток, 10% соли
8,89
133,32±0,05 г
Молотая горчица
1,00
15±0,01 г
Дистиллированный белый уксус Heinz
12,60
189±0,01 г
Вода
1,90
28,5±0,01 г
Таблица 10. Химикалии, используемые для анализа PV/алкеналей.
Химикалий
Поставщик
CAS #
# Партии
Бутилированный гидрокситолуол (BHT)
Acros Organics
128-37-0
A0295070
Вода (деионизованная, ультрафильтрованная)
Fisher Scientific
7732-18-5
133687
Ксиленоловый оранжевый, динатриевая соль
Fluka Analytical
1611-35-4
BCBH9921V
Изопропанол
J.T. Baker
67-63-0
0000045208
Железо (II) аммоний сульфат гексагидрат
Fisher Scientific
7783-85-9
107682
Реагент A AlkaSafe Std
MP Biomedicals
Alk0214
Реагент B AlkaSafe Std
MP Biomedicals
Alk0214
Анализ данных
. Это представляет собой первичное исследование, имеющее целью скрининг возможных природных A/O, которые могут заменить EDTA. По этой причине на этот раз осуществляют только по одному опыту с каждой загрузкой. Однако исследуется тренд во времени для различных видов обработки, и его используют для сравнения образцов друг с другом.
Результаты
Сравнение оксидативных продуктов для различных видов обработки
. Как PV, так и алкенали показывают, что необработанный контроль, видимо, представляет собой наиболее окисленный образец для месяцев 1-4 (Фиг.1 и Фиг.2). Майонез, обработанный с помощью 500 м.д. R30, видимо, является менее окисленным, чем необработанный контроль. Однако по-прежнему имеется более высокое количество оксидативных продуктов, чем для положительного контроля с EDTA (75 м.д.). Однако по отношению к PV, LSC при 250 м.д. является настолько же эффективным, как и EDTA (Фиг.1), а для алкеналей тренд показывает то, что он является более эффективным чем EDTA (Фиг.2), численно.
Обсуждение
EDTA представляет собой широко используемый синтетический хелатирующий агент, который действует в качестве антиоксиданта в майонезе. Однако он, как правило, не считается благоприятным для данного сорта продукта. Уровень 75 м.д. выбирают потому, что он представляет собой самый высокий допустимый уровень EDTA в майонезе в Соединенных Штатах, и по этой причине он представляет собой золотой стандарт контроля окисления в майонезе.
Через 4 месяца хранения при условиях окружающей среды, результаты этого исследования показывают, что майонез, обработанный с помощью 250 м.д. LSC, представляет собой наименее окисленный образец с характеристиками, сравнимыми с характеристиками EDTA. Значения PV являются очень сходными с EDTA в течение всех исследований, и содержание алкеналей в образце с LSC являются очень сходными с образцом с EDTA для месяцев 0-1, но реально, они выглядят чуть ниже чем для образца с EDTA для месяцев 2-3. Полученный из природных источников LSC при 250 м.д. представляет собой превосходную альтернативу для EDTA.
ПРИМЕР 3 - изделия из крупы и дробленого зерна

brand
Несмотря на относительно низкое содержание жира, готовые для употребления изделия из крупы и дробленого зерна по-прежнему подвергаются воздействию появления оксидативной прогорклости. Целью настоящего исследования является обработка экструдированных изделий из крупы или дробленого зерна с помощью различных сочетаний ингредиентов и сравнение с необработанным продуктом (отрицательный контроль), обработанного бутилированным гидроксилтолуолом (BHT) продукта (синтетический положительный контроль) и обработанного FORTIUM MT70 (смешанные токоферолы) продукта (полученный из природных источников положительный контроль). Образцы хранятся при условиях ускорения (40°C). Главные факторы, влияющие на срок годности в упакованном виде изделия из крупы или дробленого зерна, и, важнее всего, на их органолептические атрибуты (ароматические и вкусовые свойства), представляют собой оксидативные побочные продукты (пероксидное число -PV), летучие вторичные оксидативные побочные продукты (гексаналь). Накопление продуктов окисления отслеживают инструментально посредством исследования пероксидных чисел (PV) и количества гексаналей. Изменения органолептических атрибутов ароматических и вкусовых свойств также отслеживаются. Как химические оценки, так и органолептические оценки показывают некоторое улучшение по сравнению с необработанным контролем, когда используют сочетания антиоксидантов, включающие экстракт мяты (SE) и липидорастворимые катехины (LSC), это показывает, что сочетания природных ингредиентов или ингредиентов, полученных из природных источников, могут представлять собой эффективные стабилизаторы для экструдированных изделий из крупы или дробленого зерна.
Материалы и способы
Исходные материалы, используемые при приготовлении изделий из крупы или дробленого зерна, показаны в Таблице 11.
Таблица 11. Ингредиенты и рецепт экструдированных изделий из крупы и дробленого зерна
Целевой %(от сухой смеси)
Реально добавляемая масса (фунты (кг))
Ингредиент
Поставщик
60
350,0 (157,5)
Цельнозерновая мука
21st Century
35
204,2 (91,9)
Нативный кукурузный крахмал
KPC 13700
4
23,3 (10,5)
Гранулированный сахар
United Sugars Corp
1
5,8 (2,61)
Тонкочешуйчатая соль
Cargill
нет
135,0 г на одну загрузку
Масло канолы, партия #1312111714
Kemin Animal Nutrition and Health (RM07794)
Продукты, используемые для обработки изделия из крупы и дробленого зерна, показаны в Таблице 12.
Таблица 12. Виды обработки, используемые для экструдированных изделий из крупы и дробленого зерна
Антиоксидант
# Партии
Поставщик
# Продукта/RM
Масса, добавляемая к каждой загрузке (г)
FORTIUM<sup></sup><sub>brand</sub> MT70
1310109865
Kemin Food Technologies
016242
15,12
EN-HANCE<sup></sup><sub>brand</sub> BHT
1203101564
Kemin Food Technologies
01014
1,89
Verdilox™ GT Liquid
1306103671
Kemin Nutrisurance
S016989
28,35
Spearmint Extract FORTRA<sup></sup><sub>brand</sub>
1402101496
Kemin Food Technologies
01680
9,92
FORTIUM<sup></sup><sub>brand</sub> MT95 Liquid
1307109107
Kemin Food Technologies
15515
4,25
ROSAN SF35 Liquid
1309100564
Kemin Food Technologies
015425
4,82

brand
Уровни обработки показаны в Таблице 13. Используют два положительных контроля. Это BHT, который представляет собой широко используемый синтетический антиоксидант в экструдированных изделиях из крупы и дробленого зерна, и смешанные токоферолы, которые получают из природных источников и обыкновенно используют в изделиях из крупы и дробленого зерна. Дозировка BHT основывается на верхнем допустимом пределе, разрешенном для изделий из крупы и дробленого зерна. Дозировка смешанных токоферолов (FORTIUM MT70) выбирается на основе предыдущих исследований, которые показали, что 400 м.д. смешанных токоферолов, MT70, являются эффективными при замедлении окисления в экструдированных изделиях из крупы и из дробленого зерна. Verdilox GT Liquid (Kemin Industries, Inc., Des Moines, Iowa) представляет собой сильнодействующий препарат, эффективный при замедлении окисления жиров в экструдированных гранулах для домашних животных. Его применяют в настоящем исследовании для оценки его эффективности в экструдированном пищевом продукте, который предназначен для потребления человеком. Липидорастворимые катехины (LSC) представляют собой эстерифицированную форму водорастворимых катехинов, и, как показано, они являются эффективными при замедлении окисления в жирах и маслах. Они представляют собой один из компонентов в Verdilox GT Liquid. Экстракт мяты (SE) представляет собой водорастворимый ингредиент, который, как показано, является эффективным при замедлении окисления молочного жира в жидком и порошковом молоке. Рецепт токоферолы+SE+экстракт розмарина (TRS) взят из предыдущих исследований стабилизации молочного жира.
Таблица 13. Уровни обработки (м.д.) экструдированных изделий из крупы и дробленого зерна. SE=экстракт мяты.
Код
MT70
Verdilox GT
Rosan SF35
MT95
SE
BHT
UHT
MT70
400,0
Verdilox
750,0
Verdilox+SE
750,0
40,0
TRS
127,5
112,5
40,0
BHT
50,0
Способы.
В целом12 загрузок (45 фунтов (10 кг), каждая) изделий из крупы и дробленого зерна экструдируют на пилотной установке University of Nebraska-Lincoln. Приготавливают по две загрузки (n=2) для каждой группы обработки. Изделия из крупы и дробленого зерна приготавливают с использованием двухшнекового экструдера Wengert TX-57 (Wengert Manufacturing, Sabetha, KS). Сухую смесь замешивают в виде большого мастербатча, затем разделяют/распределяют на 45-фунтовые (10-кг) загрузки. Все препараты для обработки (за исключением SE) подмешивают в 135 грамм масла. По четыре фунта (1,8 кг) сухой смеси удаляют из каждой 45-фунтовой (10-кг) загрузки, добавляют масло, и осуществляют перемешивание вручную до получения однородной смеси. Эту смесь добавляют обратно к оставшейся сухой смеси и осуществляют перемешивание в течение 10 мин с использованием блендера. SE подмешивают в сухом состоянии в 1 фунт (0,45 кг) сухой смеси, которую затем объединяют с остальной частью сухой смеси. Экструзия каждого образца продолжается 17 минут, включая 9 минут чистки с пропусканием чистого материала. Изделие из крупы и дробленого зерна, которое экструдируют в течение периода чистки, не собирают, чтобы свести к минимуму перекрестное загрязнение различных загрузок. После экструзии, образцы упаковывают ~ по 100 г в каждый мешок для изделий из крупы и дробленого зерна из полиэтилена низкой плотности (LDPE) и термически герметизируют. Один образец каждого вида транспортируют обратно в лабораторию, чтобы его анализировать на следующий день, а остальные мешки (по 24 в каждой группе) отправляют через несколько дней.
Образцы оценивают каждые 10 дней в течение 155 дней. В день 50 частота исследований повторно оценивается и изменяется до одного раза каждые 2-3 недели из-за таких соображений, что содержание оксидативных побочных продуктов остается низким в первой части исследований. В каждый момент времени, открывается один мешок из каждой загрузки для сенсорного и инструментального анализа. Моменты времени для исследований хранящихся изделий из крупы и дробленого зерна представляют собой день 1 при условиях окружающей среды (ʺдень 0ʺ на графиках) и дни 9, 20, 30, 40, 50, 71, 92, 113, 134, 155.
Анализ пероксидных чисел и гексаналей.
Изделия из крупы и дробленого зерна анализируются на первичные продукты окисления (PV) и вторичные продукты окисления (гексаналь). Гексанали выбираются поскольку они, как показано, представляют собой хороший параметр, который имеет положительную корреляцию с органолептическими изменениями экструдированных изделий из крупы и дробленого зерна. Гексаналь определяют на месте с использованием ГХ анализа, следуя установленным процедурам.
Анализ данных
. Сравнение содержания карнозной кислоты и значений pH для всех образцов осуществляют с помощью Analysis of Variance (ANOVA) с использованием пакета программного обеспечения STATGRAPHICS Centurion XV.
Органолептический анализ
. Сенсорную оценку осуществляют на нескольких копиях образцов изделий из крупы и дробленого зерна. Эксперты по оценке органолептических свойств посещают 2-30-минутные тренировочные занятия, чтобы ознакомить их с 2 рассматриваемыми атрибутами (окисленный аромат и окисленный вкус). Пластиковые чашки для образцов на одну унцию (28 г)(Daily Chef, Bentonville AR) заполняют приблизительно на ½ от их объема изделиями из крупы и дробленого зерна и герметизируют с помощью с пластиковых крышек. Для тренировки, эксперты снабжаются примерами, помеченными как отсутствующий, средний или очень сильно окисленный вкус и аромат. Их просили оценивать образцы по 15-см шкале, где отсутствующий=0 и 15=исключительно сильный. Отметка на линейной шкале представляет ощущаемую интенсивность атрибута. Экспертов инструктируют относительно соответствующей процедуры оценки, как вкуса, так и аромата. Аромат оценивают сначала с помощью экспертов, инструктируемых, чтобы они потрясли герметизированный образец, затем слегка приоткрыли образец и понюхали. Подают салфетку из обычной белой бумаги, и эксперты инструктируются, чтобы они нюхали эту салфетку между образцами, чтобы убрать их аромат из их ноздрей. Эксперты по оценке вкуса инструктируются, чтобы они попробовали на вкус образец, определили оценку, а затем сделали глоток воды и откусили кусочек несоленого крекера между образцами. После обсуждения в группе образцов, экспертов снабжают мечеными вслепую образцами из тех же примеров и просят их дать оценки образцам, при этом целью является получение оценок, сходных с мечеными образцами. Для исследования хранения для органолептических оценок метят 3-хзначными случайными кодами. Чашки заполняют приблизительно 1 граммом изделий из крупы и из дробленого зерна и герметизируют крышками. Экспертов снабжают меченым образцом, который считают средним эталоном, как для окисленного вкуса, так и для окисленного запаха. Экспертов инструктируют, чтобы они оценивали образцы с использованием процедуры, используемой во время тренировочных занятий.
Результаты
brand
Результаты PV показаны на Фиг.3. Различий данных между обработками не видно до наступления более поздних времен периода хранения. Значение PV в изделиях из крупы и дробленого зерна, обработанных FORTIUM MT70, поддерживается возрастающим, и в конце, оно численно выше, чем для других видов обработки. Однако значение PV при других видах обработки, за исключением Veridlox, достигает пика и уменьшается ближе к концу времени хранения с ускорением. Например, для обработки BHT оно повышается до 113, испытывая затем существенное падение.
Согласно Фиг.4, содержание гексаналей начинает накапливаться после дня 70 времени хранения. За исключением дня 113, необработанные изделия из крупы и дробленого зерна имеют численно более высокое содержание гексаналей, чем для других видов обработки до дня 155, в этот момент содержание гексаналей начинает понижаться. Содержание гексаналей в изделиях из крупы и дробленого зерна, обработанных BHT, начинает повышаться после дня 70 и начинает понижаться после дня 113. Сочетание смешанных токоферолов, экстракта мяты и экстракта розмарина (TRS) по-прежнему является эффективным при поддержании более низкого содержания гексаналей по сравнению с необработанным контролем. Verdilox GT, Verdilox GT+экстракт мяты и MT70 дают самое низкое количество гексаналя до дня 134. И видно, что добавление экстракта мяты к Verdilox GT (Verdilox+SE) не дает дополнительной выгоды при поддержании более низкого содержания гексаналей по сравнению с обработкой только лишь Verdilox GT.
p
Результаты оценки органолептических свойств показаны в Таблицах 15 и 16. Большее число показывает более высокую интенсивность окисленного вкуса или аромата. Оценки окисленного аромата показывают значительные различия между видами обработки в дни 10, 40, 70, 113, 134 и 155. В конечный период исследований (день 155) имеется статистически значимое различие (<0,05) между необработанными изделиями из крупы и дробленого зерна и изделиями из крупы и дробленого зерна, обработанными BHT. Оценки для окисленного вкуса показывают статистически значимые различия между видами обработки в дни 92-155. В день 113 MT70, Verdilox и TRS дают значительно более низкие оценки окисленного вкуса, чем для необработанных образцов или для образцов, обработанных BHT. В день 134, все образцы имеют значительно более низкие оценки окисленного вкуса, чем для необработанного образца. Ко дню 155, различия между видами обработки становятся менее очевидными.
p
Таблица 15. Оценки для окисленного аромата, для изделий из крупы и дробленого зерна при условиях хранения с ускорением (40°C). Значения в столбце с различными верхними индексами являются статистически значимо различными (<0,05)
Дни при хранении с ускорением
0
10
20
30
40
50
70
92
113
134
155
Необработанный
1,62
1,96<sup>b</sup>
2,24
1,77
1,89<sup>c</sup>
2,33
4,44<sup>b</sup>
4,93
4,08<sup>cd</sup>
4,96<sup>b</sup>
3,72<sup>b</sup>
BHT
1,04
1,31<sup>ab</sup>
1,88
1,24
1,65<sup>bc</sup>
1,64
1,88<sup>ab</sup>
4,71
5,51<sup>d</sup>
2,22<sup>a</sup>
2,02<sup>a</sup>
MT70
1,21
1,64<sup>b</sup>
2,09
1,34
1,32<sup>ab</sup>
1,28
1,46<sup>ab</sup>
1,63
1,97<sup>a</sup>
3,07<sup>a</sup>
2,73<sup>ab</sup>
Verdilox+SE
1,42
1,76<sup>b</sup>
1,68
1,30
1,03<sup>a</sup>
1,19
1,69<sup>ab</sup>
1,68
3,81<sup>bcd</sup>
3,55<sup>ab</sup>
3,81<sup>ab</sup>
Verdilox
1,65
1,53<sup>ab</sup>
1,64
1,37
1,60<sup>ab</sup>
1,59
1,42<sup>ab</sup>
1,97
2,41<sup>abc</sup>
3,29<sup>ab</sup>
4,13<sup>ab</sup>
TRS
1,48
0,88<sup>a</sup>
1,68
1,37
1,47<sup>b</sup>
1,17
1,18<sup>a</sup>
1,32
2,23<sup>ab</sup>
3,5<sup>9ab</sup>
3,01<sup>ab</sup>
p
Таблица 16. Оценки для окисленного вкуса для изделий из крупы и дробленого зерна при условиях хранения с ускорением (40°C). Значения в столбце с различными верхними индексами являются статистически значимо различными (<0,05)
Дни при хранении с ускорением
0
10
20
30
40
50
70
92
113
134
155
Необработанный
1,35
1,22
1,77
1,54
1,55
2,02
3,11
4,56<sup>b</sup>
4,03<sup>b</sup>
6,67<sup>b</sup>
4,82<sup>b</sup>
BHT
0,96
1,96
1,90
1,36
1,53
1,41
1,36
3,28<sup>ab</sup>
4,32<sup>b</sup>
2,06<sup>a</sup>
1,90<sup>a</sup>
MT70
1,40
2,23
1,73
1,57
1,26
1,16
1,54
1,40<sup>a</sup>
2,10<sup>a</sup>
2,17<sup>a</sup>
2,81<sup>ab</sup>
Verdilox+SE
1,50
1,42
2,04
1,57
1,12
1,23
1,50
1,29<sup>a</sup>
3,34<sup>ab</sup>
2,31<sup>a</sup>
3,89<sup>ab</sup>
Verdilox
1,67
1,55
1,81
1,81
1,49
1,34
1,72
1,14<sup>a</sup>
1,99<sup>a</sup>
2,45<sup>a</sup>
3,68<sup>ab</sup>
TRS
0,94
1,63
1,46
1,70
1,69
1,21
1,35
1,18<sup>a</sup>
1,81<sup>a</sup>
3,56<sup>a</sup>
3,29<sup>ab</sup>
Обсуждение
Значения для PV, гексаналей, окисленного аромата и окисленного вкуса, все они коррелируют для образцов, обработанных BHT, от дня 113 до дня 155, достигая самой высокой концентрации в день 113 и понижаясь в день 134 и 155. Возможно, что в день 113, накопление PV в изделиях из крупы и дробленого зерна, обработанных BHT, и в необработанных изделиях из крупы и дробленого зерна достигает пика, и разложение пероксида начинает доминировать. Разложение пероксидов производит вторичные продукты окисления, которые имеют прямую корреляцию с изменениями вкуса и запаха изделий из крупы и дробленого зерна. Содержание гексаналей в пределах между 5 и 10 м.д., как показано, коррелирует с окисленным ароматом в обезжиренных сухих пищевых продуктах. Содержание гексаналя начинает повышаться после дня 113, в этот момент повышаются также оценки окисленного аромата. Для большинства образцов, гексаналь не начинает образовываться до периода между днями 70 и 92. Возможно, что в это время, начинает доминировать дополнительное окисление, которое потребляет некоторую часть нестабильного гексаналя. Картина изменения содержания гексаналя сильно отличается для образцов с BHT от всех других видов обработки, так что возможно, что путь окисления в образцах, обработанных BHT, отличается.
ПРИМЕР 4 - Воздействия антиоксидантов на оксидативную стабильность маргарина при повышенной температуре хранения
Маргарин с содержанием жира примерно 80% обрабатывают с помощью различных природных или синтетических ингредиентов для исследования антиоксидативных воздействий. Липидорастворимый экстракт зеленого чая (LSC) является самым лучшим при получении самого малого количества оксидативных продуктов в течение времени хранения маргарина. Его можно было бы использовать в качестве природной альтернативы для синтетического антиоксиданта BHA/BHT в маргарине.
Материалы и способы
Материалы и химикалии

™

brand
brand
brand
brand
brand
. EN-HANCEBHA сухой, EN-HANCEBHT сухой, FORTIUMMT90, липидорастворимый зеленый чай (LSC или EN-FORT101 сухой), FORTIUMR20 (экстракт розмарина/подсолнечное масло), FORTIUMR40 (экстракт розмарина/подсолнечное масло), аскорбиновая кислота (VC) и казеинат натрия (SC) поставляются Kemin Food Technologies (Zhuhai, China). Сырое масло (температура плавления при 38-42°C) поставляется Wilmar (Qihuangdao, China), оно содержит пальмовое масло, соевое масло, неизвестный эмульгатор, вкусовое ароматическое вещество и пигмент при неизвестных отношениях. Полученный в результате маргарин состоит из 84% сырого масла и 16% дистиллированной воды.
Ксиленоловый оранжевый, динатриевая соль (индикаторного качества), железо (II) аммоний сульфат гексагидрат (AR, 99,5%), п-анизидин (99%), серная кислота (98%), ледяная уксусная кислота (99,5%), перекись водорода (AR, 30% в воде), изопропанол (качество для ВЭЖХ, 99,8%), изооктан (качество для ВЭЖХ, 99,0%) покупают у Aladdin Reagents Inc. (Shanghai, China).
Приготовление образца

brand
brand
brand
brand
brand
. Сырое масло полностью плавится при 60°C на водяной бане и обрабатывается следующими ингредиентами, по отдельности: (1) это необработанный контроль, (2) 84 м.д. EN-HANCE BHA+84 м.д. EN-HANCE BHT (положительный контроль 1), (3) 100 м.д. FORTIUM MT90 (смешанные токоферолы) (положительный контроль 2), (4) 125 м.д. LSC (LSGT), (5) 250 м.д. LSC, (6) 500 м.д. FORTIUM R20, (7) 1000 м.д. FORTIUM R20, (8) 200 м.д. VC+250 м.д. FORTIUM R40, (9) 200 м.д. VC+250 м.д. FORTIUM R40+50 м.д. SC. Доли применения приведены по отношению к общей массе маргарина (Обработка 3-9) и к общему содержанию жира в маргарине (Обработка 2). Все виды обработки осуществляют по одному разу.
Маргарин эмульгируется посредством выливания нагретой дистиллированной воды (60°C) в сырое масло, и смесь гомогенизируется в высокоскоростном блендере в течение 30 минут. Гомогенизированную смесь выдерживают в морозилке при -18°C и перемешивают вручную время от времени до ее отверждения (примерно 30-40 минут). Каждый препарат для обработки разделяют на 6 порций. Каждую порцию помещают в 50-мл прозрачную полиэтиленовую коническую пробирку для центрифуги (Fisher Scientific Pte Ltd, China) и хранят в печи без экспонирования для света при 35°C в течение 6 недель исследования хранения. В каждый момент исследования, берутся 2 порции 5-граммовых образцов из одной 50-мл пробирки для анализа, для каждого вида обработки.
Химические анализы
b
. Пероксидные числа (PV, первоначальные оксидативные побочные продукты) в маргарине измеряют с использованием способа FOX II (окисление железа (II) в ксиленоловом оранжевом) (000-KNCLSM-017) на спектрофотометре Shimadzu UV-2401PC. п-Анизидиновые числа измеряют в соответствии с AOCS Official Methods Cd 18-90 (050KFTWW-M.062). Коэффициент поглощения на 350 нм измеряют (A) на этом же спектрофотометре Shimadzu UV-2401PC с использованием изооктана в качестве фона. Каждое измерение осуществляют по два раза.
Анализ данных

. Анализы множественной регрессии для пероксидных чисел и п-анизидиновых чисел среди различных видов обработки осуществляют с использованием пакета программного обеспечения STATGRAPHICS Centurion XV.
Результаты

brand
brand
Значения PV в необработанном маргарине и в маргарине, обработанном FORTIUM MT90, быстро повышаются в течение хранения при 35°C (Фиг.5). FORTIUM MT90 и необработанный контроль дают сходные пероксидные числа. Все другие виды обработки способны замедлить накопление пероксидов, содержание которых остается ниже порогового уровня (10 мэкв/кг жира) в течение периода хранения. Как правило, пищевой продукт, как считается, имеет проблему с прогорклостью, если PV выше порогового уровня.

brand
brand
brand
LSC при 250 м.д. и два препарата для обработки, которые содержат FORTIUM R40, превосходят по характеристикам сочетание EN-HANCE BHA и EN-HANCE BHT (положительный контроль 1) (Фиг.5). LSC при 125 м.д. и FORTIUM R20 при двух уровнях дозировки работает сходно с положительным контролем 1. С 50 м.д. SC или без него, два препарата для обработки, содержащие VC и FORTIUM R40, обеспечивают сходные пероксидные числа в течение всего периода хранения.
п

brand
brand
brand
-Анизидиновые числа также увеличиваются в течение периода хранения для всех видов обработки (Фиг.6). Сравнение крутизны и пересечения индивидуальных линий регрессии показывает, что обработка LSC, FORTIUM R20 и VC+FORTIUM R40 дает более низкие п-анизидиновые числа чем для необработанных образцов. Анизидиновые числа при обработке EN-HANCE BHA+EN-HANCE BHT (положительный контроль 1) также ниже, чем для необработанных образцов. FORTIUM MT90 при 100 м.д. не является эффективным при понижении п-анизидиновых чисел по сравнению с необработанными образцами.

brand
brand
brand
brand
Обработка с помощью 125 и 250 м.д. LSC, 1000 м.д. FORTIUM R20 и 200 м.д. VC+250 м.д. R40+50 м.д. SC работает лучше, чем обработка FORTIUM MT90. Обработка с помощью 500 м.д. FORTIUM R20 и 200 м.д. VC+250 м.д. R40 дает более низкие анизидиновые числа чем для образца, обработанного с помощью 100 м.д. FORTIUM MT90.
По сравнению с 84 м.д., EN-HANCE BHA+84 м.д. EN-HANCE BHT, LSC имеет лучшие рабочие характеристики, когда его дозируют при 125 м.д.. Он имеет значительно более высокую эффективность при поддержании более низких анизидиновых чисел, когда дозировка повышается до 250 м.д.. При этом, обработка 200 м.д. VC+250 м.д. R40+50 м.д. SC дает тренд, поддерживающий более низкое анизидиновое число, по сравнению с обработкой BHA+BHT. С 50 м.д. SC или без него, нет различия в рабочих характеристиках между двумя препаратами для обработки, которые содержат 200 м.д. VC+250 м.д. R40.
Обсуждение

brand
brand
brand
В этом исследовании идентифицируется способность нескольких ингредиентов защищать маргарин от окисления липидов. Имеется четкий тренд в течение времени хранения. Обработка LSC (125 и 250 м.д.), обработка 1000 м.д. FORTIUM R20 и обработка VC+FORTIUM R40 способны замедлить накопление первоначальных и вторичных оксидативных побочных продуктов в маргарине, как показано с помощью пероксидных и п-анизидиновых чисел. В дополнение к этому, положительный контроль, FORTIUM MT90, не показывает большой эффективности при защите маргарина против оксидативной прогорклости, хотя смешанные токоферолы широко используются в маргариновой промышленности. Другой положительный контроль, сочетание EN-HANCE BHA+EN-HANCE BHT, мог бы защищать маргарин эффективно при значительно более низком пероксидном числе и при численно более низком анизидиновом числе, чем для необработанного образца.

brand
brand
brand
По сравнению с FORTIUM MT90, обработка как 125, так и 250 м.д. LSC, 1000 м.д. FORTIUM R20 и 200 м.д. VC+250 м.д. R40+50 м.д. SC демонстрирует значительную эффективность при защите оксидативной стабильности маргарина. LSC при 250 м.д. работает лучше, чем 84 м.д. EN-HANCE BHA+84 м.д. EN-HANCE BHT при более низком уровне первоначальных и вторичных оксидативных продуктов. Казеинат натрия (SC) представляет собой молочный белок, и он широко используется в качестве хелатирующего агента для металлов, который может потенциально хелатировать катализатор на основе тяжелого металла для окисления липидов. В настоящем исследовании, с 50 м.д. SC или без него, нет различия между двумя препаратами для обработки, содержащими 200 м.д. VC+250 м.д. FORTIUM R40,
Поскольку как BHA, так и BHT представляют собой синтетические химикалии, LSC, ингредиент на основе природного продукта, может служить в качестве альтернативного ингредиента для сочетания BHA+BHT при поддержании оксидативной стабильности маргарина. В дополнение к этому, настоящее исследование показывает, что LSC/экстракт розмарина лучше поддерживает оксидативную стабильность, чем смешанные токоферолы, для маргарина, и по этой причине может действовать в качестве решения, в качестве замены для токоферолов в маргарине.
ПРИМЕР 5 - Оксидативная стабильность фермерской заправки для салата под действием различных видов обработки

brand
Из-за высокого содержания жира, фермерские заправки для салатов являются чувствительными для окисления липидов, которое понижает срок годности в упакованном виде. Летучие соединения, которые образуются из вторичных оксидативных побочных продуктов, вносят вклад в качество вкуса и в исчезновение вкусов и запахов. Этилендиаминтетраацетат (EDTA), как правило, используется для замедления окисления в фермерской заправке для салата, поскольку он является недорогим и высокоэффективным при максимальной разрешенной дозе 75 м.д.. Однако имеется возрастающая потребность потребителей в естественных продуктах, и множество компаний заинтересовано в естественных альтернативах для EDTA. Целью настоящего исследования является сравнение Kemin Food Technologies (KFT) GT-FORT™ 101 (липидорастворимый зеленый чай/подсолнечное масло) (GTF), FORTIUM R30 (экстракт розмарина) (R30) и их сочетания при замедлении возникновения оксидативной прогорклости для фермерской заправки для салата.
Материалы и способы
Материалы.
Материалы, используемые при приготовлении заправки для салата, показаны в Таблицах 17 и 18. GT-FORT 101 SF и R30 получают от KFT Customer Laboratory Services (CLS). EDTA получают от Premium Ingredients (Carol Stream, IL).
Таблица 17. Исходные материалы, используемые при приготовлении фермерской заправки для салата
Ингредиент
Процент
Поставщик
Место нахождения
Соевое масло
56,00
*KANA
Des Moines, IA
Вода
25,89
Crystal Clear
Des Moines, IA
Приправа для фермерской заправки для салата
8,71
Elite Spice
Jessup, MD
Белый уксус (разбавленный до 120 гран)
5,90
*KANA
Des Moines, IA
Яичный желток (10% соли)
3,50
Oskaloosa Egg
Oskaloosa, IA
Сорбат калия
0,025
Prinova
Carol Stream, IL
*Kemin Animal Nutrition and Health
Таблица 18. Уровень включения препаратов для обработки в фермерскую заправку для салата (м.д.).
Дозировки относятся к общей массе заправки.
#Обработки
GT-FORT 101 SF(20140716-01)
R30 (20140703-01)
EDTA (C060131)
1
-
-
-
2
75 (0,3 г)
3
1250
4
600
5
600
6
600
100
7
600
250
8
600
400
9
600
600
10
800
250
11
1000
250
12
1250
250
Инструкции по смешиванию.

Фермерскую заправку для салата приготавливают с использованием смесителя KitchenAid (325 ватт, St. Joseph, MI) с лопастной насадкой. Для каждой из 12 загрузок, приготавливают по 400 грамм. Яйца взвешивают в чашке из нержавеющей стали и взбивают при низкой настройке (#2) в течение 30 секунд. Смеситель останавливают, и боковые стенки чашки очищают с помощью каучукового шпателя для включения всей смеси с боковых стенок чашки. Смесь взбивают в течение дополнительных 30 секунд при скорости #2. Сорбат калия растворяют в воде, которую затем добавляют и перемешивают в течение 30 секунд при скорости #2, чашку очищают, и осуществляют перемешивание в течение дополнительных 30 секунд при скорости #4.
Масло добавляют очень медленно в течение 5 минут, в это время смеситель перемешивает при скорости #4. После добавления масла, добавляют уксус в течение 30 секунд, в это время смеситель перемешивает при скорости #4. Смеситель останавливают и добавляют приправу для фермерской заправки для салата одной порцией, а затем осуществляют перемешивание в течение 30 секунд при скорости #4. Затем смесь переносят в пищевой процессор (Black and Decker, USA) и перемешивают в течение 30 секунд.
Условия хранения
. Образцы упаковывают в отдельные PET бутылки на 2 унции (56 г) (Fisher Scientific item 02991683) чтобы дать возможность для открывания различных образцов в каждый период исследования. Образцы хранятся при температуре исследования с ускорением (40°C).
Анализ стабильности
. Образцы анализируют на содержание алкеналей (вторичные оксидативные побочные продукты) и на пероксидные числа (PV).
Результаты
Результаты исследования оксидативных побочных продуктов показаны на Фигурах 7 и 8. Очевидное различие в данных начинается с недели 6. Необработанный образец имеет самое высокое значение PV, начиная с недели 2, и содержание алкеналей, начиная с недели 6. Содержание алкеналей является самым низким для GTF/R30 600/400 и 600/600 в неделю 10. Образцы, обработанные EDTA, в целом, дают в результате вторые по величине уровни алкеналей. Добавление либо розмарина, либо GTF, либо их сочетания приводит в результате к понижению уровней алкеналей. Все сочетания приводят в результате к понижению уровней алкеналей.
Для PV, различия данных для каждого вида обработки становятся более выраженными ближе к конечным стадиям исследований. Объединенные образцы с GTF/R30 600/250, 600/400 и 600/600 имеют самые низкие значения PV в неделю 10. Крайнее значение или предел допустимости для соевого масла (используемого в этой матрице) составляет 10 мэкв/кг жира. К неделе 10 все образцы находятся выше этого предела.
Для сочетания как PV, так и алкеналей, обработка 600 м.д. GTF в сочетании с различными уровнями розмарина дает в результате самое низкое содержание оксидативных продуктов в этой фермерской заправке для салата.
ПРИМЕР 6 - Эмульгирующие свойства LSC на границе раздела.
Материалы и способы
Материалы
. Сорбитанмоноолеат (span 80), триглицеролдиолеат (TGDO), липидорастворимый зеленый чай (LSC, партия #1401101795, Kemin Bioscience, Ningbo, China), хлорид натрия (99,5%), ультрачистая вода, соевое масло (покупают в местном супермаркете). Span 80, TGDO и хлорид натрия покупают у Aladdin Reagent, Shanghai, China.
Исследование стабильности обработанных LSC эмульсий соевое масло/вода.
Стабильность эмульсий соевое масло/вода оценивают посредством измерения изменения во времени объемной доли фазы эмульсии при 25°C. Эмульгатор типа масло в воде подобный Span 80, TGDO или LSC (0,50 г) сначала растворяют в 50 мл соевого масла в 250-мл химическом стакане. Необходимо нагреть соевое масло до 80-90°C, чтобы облегчить растворение LSC. Затем добавляют порцию из 50 мл солевого раствора (15% масс хлорида натрия в ультрачистой воде). Двухфазный раствор гомогенизируют при 17500 об/мин в течение 2 минут с использованием гомогенизатора IKA Ultra Turrax T25 basic. Затем полученную в результате эмульсию немедленно переносят в 100-мл градуированный цилиндр. Затем эмульсия начинает разделяться, с фазой эмульсии вверху и водной фазой внизу. Объем фазы эмульсии регистрируют через 5 мин, 10 мин, 30 мин, 60 мин и 24 час разделения. Каждую обработку (span 80, TGDO, LSC и без обработки) осуществляют по три раза. Объемную долю фазы эмульсии вычисляют посредством деления объема фазы эмульсии (мл) на общий объем воды и масла (100 мл).
Повышение стабильности пищевой эмульсии. З
аправку для салата и майонез приготавливают в соответствии с рецептом Таблицы 19 и Таблицы 20.

взбивают
Фермерскую заправку для салата перемешивают с использованием смесителя KitchenAid с лопастной насадкой. Яйца взвешивают в чашке из нержавеющей стали и  при низкой настройке (#2) в течение 30 секунд. Боковые стенки чашки очищают, и яйца взбивают в течение еще 30 секунд. Добавляют воду, а затем перемешивают в течение 30 секунд, чашку очищают, а затем перемешивание продолжают в течение дополнительных 30 секунд при настройке скорости #4. При настройке скорости #4, масло добавляют очень медленно. После добавления масла, добавляют уксус в течение 30 секунд при настройке скорости #4. Затем добавляют смесь приправ для фермерской заправки для салата и осуществляют перемешивание в течение 30 секунд при настройке скорости #4. Смесь переносят в пищевой процессор и перемешивают в течение 30 секунд.

Для приготовления майонеза, яичные желтки сначала взбивают в смесителе KitchenAid (Heavy Duty) с использованием проволочной насадки для взбивания в течение 30 секунд при настройке скорости #2. Затем добавляют соль и горчицу и осуществляют перемешивание в течение дополнительных 30 секунд при настройке скорости #4, очищая боковые стенки с помощью ложки 3 раза. Затем добавляют воду и осуществляют перемешивание в течение 30 секунд при настройке скорости #2, затем чашку очищают, затем продолжают перемешивание в течение дополнительных 30 секунд при настройке скорости #4. Затем очень медленно добавляют масло при настройке скорости #4, малыми порциями (особенно в начале, когда добавляют только несколько мл и позволяют им поглотиться в яйцах перед тем, как добавить еще). Для этого количества майонеза, требуется примерно 15 минут общего времени для добавления масла. Ближе к концу, масло добавляют тонкой струйкой. После добавления всего масла, добавляют уксус в течение 30 секунд при настройке скорости #2. Затем его перемешивают в течение дополнительных 30 секунд, поочередно при настройках скорости #2 и #4. Общее время перемешивания составляет 5-10 минут.
Заправку для салата и майонез замораживают при -20°C в течение ночи и оттаивают на водяной бане при 60°C в течение 1 часа.
Таблица 19. Рецепт фермерской заправки для салата.
Номер компонента
Материал
%
RM01320
Соевое масло
56,00
Crystal Clear
Вода
25,89
Elite Spice 31017A9 Version 1
Приправа для фермерской заправки для салата
8,71
RM16833
Белый уксус (разбавленный до 120 гран)
5,90
Oskaloosa Egg
Яичный желток (10% соли)
3,50
Таблица 20. Рецепт майонеза на одну загрузку.
Ингредиент
Целевой %
Добавляемая масса
Соевое маслоСольЯичный желток, 10% солиМолотая горчицаДистиллированный белый уксус Heinz
75,000,618,891,0012,60
1125±0,05 г9,18±0,01 г133,32±0,05 г15±0,01 г189±0,01 г
Вода
1,90
28,5±0,01 г
Результаты
Сравнение с другими эмульгаторами
. График объемной доли эмульсии в зависимости от времени разделения показан на Фиг.9. Он показывает, что в пределах 10 минут разделения, объем фазы эмульсии с обработкой HGDO и LSC уменьшается медленнее, чем без обработки. Однако после 10 минут разделения, только эмульсия, обработанная LSC, сохраняет консистентно более высокий объем эмульсии (64%) в то время как объем эмульсии для всех других видов обработки падает до 55% в момент времени 60 минут разделения. Объемная доля фазы эмульсии после этого остается неизменной для всех видов обработки даже через 24 часа. Эти результаты показывают, что LSC помогает стабилизировать эмульсию масло в воде и LSC имеет лучшую способность к эмульгированию, чем два широко используемых эмульгатора типа масло в воде - span 80 и HGDO - в эмульсиях соевое масло/вода.
Стабильность эмульсии в пищевой эмульсии.
Для обеих пищевых эмульсий, для обработанной фермерской заправки для салата и для майонеза, образцы, обработанные LSC, являются физически более стабильными, что остается только одна фаза после повторяющихся циклов заморозки и оттаивания, которые обычно разрушают эмульсию и дают в результате две фазы (фазы воды и масла).
Рассмотренные выше описание и чертежи включают иллюстративные варианты осуществления настоящих изобретений. Рассмотренные выше варианты осуществления и способы, описанные в настоящем изобретении, могут изменяться на основании способности, опыта и предпочтений специалиста в данной области. Само по себе перечисление стадий способа в определенном порядке не накладывает никакого ограничения на порядок осуществления стадий способа. Рассмотренные выше описание и чертежи только объясняют и иллюстрируют настоящее изобретение, и настоящее изобретение не является ограниченными ими, если только пункты формулы изобретения не являются ограниченными таким образом. Специалисты в данной области, которые имеют описание перед собой, могут осуществить модификации и изменения в нем без отклонения от рамок настоящего изобретения.