ПИЩЕВАЯ ЭМУЛЬСИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ПИНОЛЕНОВУЮ КИСЛОТУ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
FOOD EMULSION CONTAINING PINOLENIC ACID AND SUCH EMULSION MANUFACTURE METHOD

Настоящее изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности и может быть использовано в производстве биологически полноценных пищевых продуктов, в том числе для лечебного и профилактического питания, а также биологически активных добавок.
Конкретной целью изобретения является пищевая эмульсия, содержащая пиноленовую кислоту.
Пиноленовая кислота представляет собой жирную октадекатриеновую (5, 9, 12 - С 18:3) кислоту с 18 атомами углерода, имеющую три двойные связи в положении 5, 9 и 12 (J. Am. Oil Chem. Soc. 1998, v.75, p.45-50).
Показано, что пиноленовая кислота как в виде индивидуального химического соединения, так и в структуре триглицеридов, обладает способностью уменьшать чувство голода у человека и животных (Патент РФ 2358476 от 30.01.2006). Регулирование чувства голода, т.е. контролируемое снижение аппетита, облегчает контроль веса тела, тем самым способствует лечению и предупреждению ожирения - достаточно часто встречающейся болезни населения развитых стран.
Природным источником пиноленовой кислоты являются семена сосны вида Pinaceae, к которому относится сибирская сосна Pinus Sibirica,или сибирский кедр, семена которой известны под названием кедровый орех ( Lipids, 2001, ν 36, p. 439-481).
Пиноленовая кислота входит в состав триглицеридов - основной фракции липидов ядра кедрового ореха, при этом ее содержание достигает 25% общего содержания жирных кислот.
Известно несколько основных вариантов включения пиноленовой кислоты в пищевой рацион человека.
Прежде всего, это употребление в пищу самого ядра ореха.
Однако регулярное потребление больших количеств ореха оказывает повышенную нагрузку на пищеварительную систему и может вызвать нежелательную реакцию со стороны внутренних органов.
Известно (Патент Франции 2756465, 1998) добавление к различным пищевым продуктам масла, выделенного из ядра кедрового ореха, естественным компонентом которого является пиноленовая кислота.
Существенным недостатком такого подхода является предварительное выделение и очистка масла из ядра ореха, что является достаточно трудоемким и энергозатратным процессом, приводящим, как правило, к существенным изменениям структуры липидов ядра, и потере их физиологической активности.
Описано введение чистой пиноленовой кислоты в различные пищевые продукты, в частности напитки (патент РФ 2358476,  30.01.2006).
Однако получение химически чистой пиноленовой кислоты представляет сложный многоступенчатый процесс, который предполагает как минимум выделение и очистку масла, расщепление входящих в его состав триглицеридов, отделение образовавшихся свободных жирных кислот, их фракционирование и отделение пиноленовой кислоты хроматографическими методами.
Целью настоящего изобретения является разработка пищевой формы, содержащей пиноленовую кислоту, обладающей высокими органолептическими свойствами, биологической активностью и усвояемостью, а также способа ее получения, легко осуществимого в промышленном масштабе.
Пищевой формой, отвечающей изложенным выше требованиям может быть эмульсия типа масло-вода с пиноленовой кислотой, входящей в состав дисперсной фазы.
Пищевая эмульсия типа масло-вода, содержащая пиноленовую кислоту в высокодисперсном состоянии, как и способ ее получения, не известны.
Поставленная цель достигается следующим образом.
В качестве источника пиноленовой кислоты используется ядро кедрового ореха. Очищенное от сопутствующих механических примесей ядро ореха замораживают до достижения температуры в массе продукта не выше -15 градусов Цельсия и измельчают в замороженном состоянии до частиц размером 100-200 мкм. Измельченную массу помещают в аппарат с мешалкой, добавляют 3-7-кратное количество воды питьевого качества и выдерживают полученную систему при температуре 58-62 градуса Цельсия, при постоянном перемешивании в течение 1,5 ч. При этом происходит формирование системы сложного фазового состава и ее одновременная пастеризация, приводящая к гибели патогенной микрофлоры. Полученную систему фильтруют для отделения твердых нерастворимых частиц, а жидкость подвергают гомогенизации при температурах указанных выше.
В результате получают пастеризованную стабильную эмульсию типа масло-вода, содержащую в частицах дисперсной фазы пиноленовую кислоту.
По внешнему виду эмульсия представляет собой белую непрозрачную жидкость, приятного кедрового вкуса и запаха, с содержанием сухих веществ от 2 до 5%, имеющую вязкость 1,2-2,5 Па·с, не содержащую патогенных микроорганизмов.
Анализ показал, что пиноленовая кислота содержится главным образом в частицах дисперсной фазы, а ее количество колеблется в интервале от 18 до 25% общего количества жирных кислот эмульсии. Определение пиноленовой кислоты проводили путем экстракции липидов, содержащихся в эмульсии по методу Фолча, с их последующим метилированием по методу JUPAC 2.301 и хроматографическим анализом по методу JUPAC 2.302.
Получаемая согласно предложенному способу эмульсия содержит достаточное количество пиноленовой кислоты и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к пищевым продуктам.
Предложенный способ предполагает охлаждение ядра ореха до температур не выше -15 градусов Цельсия. В этих условиях липиды ореха переходят в твердое агрегатное состояние, а орех приобретает хрупкость, улучшающую измельчение. Кроме того, твердое агрегатное состояние липидов предотвращает их "размазывание" по поверхности частиц измельченного ореха, облегчая тем самым их эмульгирование.
Увеличение температуры выше -15 градусов Цельсия сопровождается плавлением липидов, а понижение температуры увеличивает затраты на замораживание, не давая каких-либо дополнительных преимуществ с точки зрения полноты перехода липидов в фазу эмульсии. Кроме того, измельчение ядра ореха в замороженном состоянии позволяет избежать локального перегрева и тем самым гарантирует сохранение биологической активности его компонентов.
Оптимальным является применение ножевых измельчителей, поскольку их конструкция позволяет легко обеспечить эффективное охлаждение. Достигаемый при этом размер частиц ореха находится в интервале от 100 до 200 мкм, что достаточно для эффективного эмульгирования. Снижение размера частиц ниже 100 мкм требует усложнение конструкции измельчающего устройства, как следствие его удорожания, и не сказывается существенным образом на получаемых в итоге результатах.
В качестве дисперсионной среды способ предполагает использование воды. Вода является растворителем альбуминовой фракции белков ядра кедрового ореха, обладающих свойствами поверхностно-активных веществ, и поэтому способствующих как самому процессу эмульгирования, так и повышению стабильности образующейся эмульсии.
Оптимальное соотношение между количеством воды и измельченного ядра находится в интервале от 3 до 7.
При соотношениях ниже 3 доля пиноленовой кислоты, переходящая в фазу эмульсии, снижается, а также возрастает вязкость эмульсии, что негативно сказывается на эффективности ее очистки от твердых частиц. При соотношениях выше 7 концентрация пиноленовой кислоты в эмульсии уменьшается до недопустимо низких, с точки зрения эффективности ее использования, уровней.
Процесс эмульгирования проводят при перемешивании при температурах от 58 до 62 градусов Цельсия в течение как минимум 1,5 часов. Выбранный температурный интервал не только обеспечивает эффективный переход липидов кедрового ореха и пиноленовой кислоты в водную фазу, но и одновременно пастеризацию эмульсии. В данном интервале температур в течение указанного времени наблюдается практически полное уничтожение патогенной микрофлоры, а также посторонних дрожжевых культур и плесени. Увеличение температуры выше 62 градусов Цельсия не целесообразно, поскольку при этом наблюдается разрушение эмульсии. Снижение температуры ниже 58 градусов Цельсия требует большего времени для уничтожения микрофлоры и поэтому также не целесообразно. Оптимальным методом очистки эмульсии от нерастворимых частиц является фильтрование через сетку из пищевой нержавеющей стали с размером ячейки, не превышающем 100 мкм.
После фильтрации эмульсия дополнительно гомогенизируется для уменьшения размера частиц дисперсной фазы и повышения агрегативной устойчивости. Наилучшие результаты дает применение гомогенизаторов высокого давления. При давлении гомогенизации порядка 200 МПа размер частиц дисперсной фазы уменьшается до 1 - 5 мкм.
Ниже представлены примеры получения эмульсии типа масло в воде, содержащую пиноленовую кислоту в частицах дисперсной фазы.
Пример 1.
1 кг ядра кедрового ореха помещают в низкотемпературную холодильную камеру и охлаждают до достижения в массе ореха температуры -15 градусов Цельсия.
Замороженный продукт измельчают в ножевом гомогенизаторе до частиц размером 200 мкм, избегая размораживания, помещают в емкость, снабженную лопастной мешалкой, добавляют 7 литров питьевой воды, нагревают до температуры 62 градусов Цельсия и перемешивают в течение 1,5 часов при той же температуре.
Спустя указанное время полученную смесь фильтруют через металлическое сито с размером ячейки 100 мкм для отделения твердых частиц, а полученную жидкость пропускают через гомогенизатор высокого давления при давлении 200 МПа. В результате получают 6,5 литров агрегативно устойчивой эмульсии типа масло в воде, содержащей пиноленовую кислоту в частицах дисперсной фазы. Доля пиноленовой кислоты от общего количества жирных кислот в эмульсии составляет 25%.
Эмульсия представляет собой белую, непрозрачную жидкость с вязкостью 1,3 Па·с, с приятным кедровым запахом и вкусом.
Микробиологические показатели эмульсии не превышают нормативы, установленные СанПиН 2.3.2.1078-01, поэтому она может быть использована в питании в качестве источника пиноленовой кислоты.
Пример 2.
То же, что в примере 1, отличающееся тем, что перемешивание измельченного ядра кедрового ореха проводят в 3 литрах воды и температуре 58 градусов Цельсия.
В результате получают 2,4 л эмульсии, в частицах дисперсной фазы которой содержится пиноленовая кислоты в количестве 18% от общего количества жирных кислот эмульсии.
Пример 3.
То же, что в примере 1, отличающееся тем, что ядро кедрового ореха замораживают до -20 градусов Цельсия, а измельчение проводят на ножевом гомогенизаторе до размеров частиц 100 мкм.
В результате получают 6,7 литра эмульсии, количество в которой пиноленовой кислоты составляет 20% от общего содержания жирных кислот.