Изучение качественных характеристик растительных масел различными методами

особенно ржаные, обладают повышенной водопоглотительной способностью. В результате они удерживают влагу, набухают. Эти явления не дают получения большого объема конечного продукта.

Ряд авторов показали, что отруби лучше усваиваются, если их подвергнуть гидротермической обработке, тонко измельчить или обработать микроорганизмами [4]. Отруби, перед тем как в них внести мицелий, подвергали обработке паром, поэтому в них разрушены клетки алейронового слоя, вследствие этого увеличено содержание калия, фосфора и магния. Эти нутриенты перешли в хлеб при внесении добавки [2].

Экспериментальным путем установлено, что внесение отрубей, обогащенных мицелием, в тесто опытных образцов приводит к увеличению содержания общего белка в хлебе на 50% по сравнению с контролем. Установлено, что содержание лизина в хлебе увеличилось на 30%. Лизин в пшеничном хлебе считают лимитирующей аминокислотой.

Отличительной особенностью этого хлеба стала быстрая насыщаемость человека и сохранение ощущения сытости длительное время.

Хлеб сохранял свежий мякиш в течение 6 дней. Он не черствел и в нем не появлялись признаки микробиологической порчи (плесневение).

В последнее время наука о питании стала уделять большое внимание структуре и составу продуктов. В связи с этим разработана рецептура и технология получения хлеба, обогащенного натуральной добавкой на растительной основе.

Частичная замена муки отрубями в хлебе имеет важное значение с экономической точки зрения, так как дает возможность увеличить экономию хлебных ресурсов, сберегая продовольственное зерно.

В этом научная новизна данной работы, так как обогащенный хлеб является источником клетчатки, незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ и снижения калорийности.

Литература

1. Дробот. В.И. Использование нетрадиционного сырья в хлебопекарной промышленности. - К: Урожай, 1988. - 148 с.

2. Пат. 2116730 РФ. Способ приготовления пшеничного хлеба на опаре / И.Е. Кострова, P.A. Федорова, Ю.А.Титова, Л.Б. Хлопунова -№2116730. Опубл. 10.08.1998.

3. Федорова P.A., Головинская О.В. Технология и организация производства продуктов переработки зерна, хлебобулочных и макаронных изделий. - СПб.: НИУ ИТМО, 2015. - 75 с.

4. Цыганова Т.Б. Научные основы применения в хлебопекарной промышленности добавок, содержащих белки и пищевые волокна: Дис... доктора техн. наук - М.; 1992. - 300 с.

УДК 664.34 Канд. техн. наук Т.В. ПИЛИПЕНКО

(СПбГТЭУ, рШре1гко_1:_\у(й)п"ш1. ш) Канд. техн. наук В.В. АСТАФЬЕВА

Канд. с.-х. наук Н.Ю. СТЕПАНОВА

ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ

Растительные масла, идентификация, контроль качества, окисленность масел, показатели безопасности, перекисные числа, жирнокислотный состав, ИК-спектроскопия, электрофизические характеристики

В настоящее время перед масложировой отраслью России ставятся задачи, которые не определяются только количественным наращиванием объема производства, но и требуют поиска новых подходов к обеспечению качества растительных масел, как во время его производства, так и при хранении в течение сроков, установленных ГОСТами и Техническим регламентом на масложировую продукцию.

Развитие работ в этом направлении определяется двумя главными причинами. Во-первых, крупными достижениями в липидологии, включая биохимию и медицину, открывших важную роль

липидов в жизни растений, животных и человека. Во-вторых, потребностью перехода на экологически чистые и энергосберегающие технологии в области получения необходимого спектра пищевых, лекарственных и технических масел [1].

Одной из важных проблем, связанных с качеством масла, получаемого из семян масличных культур, является повышение устойчивости масла к автоокислению с целью предотвращения накопления токсичных продуктов окисления в процессе его переработки, во время хранения и при непосредственном использовании. Основным фактором, влияющим на устойчивость масла к окислению, являются природные антиоксиданты - токоферолы (витамин Е). В подсолнечном масле общее содержание токоферолов находится в пределах 54-110 мг на 100 г масла в зависимости от генотипа, масличности и условий выращивания.

Для контроля качества растительных масел применяют преимущественно хорошо освоенные химические и физико-химические методы, которые не требуют дорогостоящего специального оборудования и обслуживающего персонала высокой квалификации и доступны стандартным лабораториям. Эти же методы используют для идентификации продукции при оценке ее соответствия [2].

Метод газожидкостной хроматографии является основным для проверки фальсификации продукции и позволяет уверенно установить примеси посторонних масел примерно на уровне 10%. Он используется для выявления фальсификации оливкового масла, сливочного масла, какао-масла более дешевыми аналогами.

В работе были исследованы образцы различных видов растительных масел общепринятыми методами и современными экспериментальными методами с использованием современного высокоточного оборудования.

Для исследований были выбраны следующие виды растительных масел:

1. Масло с содержанием линоленовой кислоты более 20% — льняное.

2. Масла с максимальной долей олеиновой кислоты (от 24 до 85%) — оливковое и рисовое.

3. Масла с наибольшим содержанием линолевой кислоты (26-81%) - подсолнечное, виноградное и тыквенное.

4. Масло с содержанием линоленовой кислоты от 2 до 20% — рапсовое масло.

Определение органолептических, физико-химических показателей и химического состава

растительных масел проводили стандартными методами в соответствии с требованиями ФЗ № 90 «Технический регламент на масложировую продукцию». Результаты определения органолептических показателей приведены в табл. 1.

Таблица 1. Органолептические показатели образцов растительных масел

№ образца Наименование масла Запах и вкус Прозрачность Цвет

1 Масло льняное пищевое нерафинированное «Сибирское». Изготовитель: ООО НПО «Сибирская масляная компания» Свойственные льняному маслу без горечи, постороннего привкуса и запаха Прозрачное Желтое с зеленоватым оттенком

2 Оливковое масло «Adria», Extra Virgin (Греция) Вкус орехово-травяной, с легкой горчинкой в послевкусии, запах ореховый с зеленью Прозрачное, без осадка Интенсивно желтый, с зеленью

3 Рисовое масло «Basso», изготовитель: фирма «Basso Fedele & Figli S.r.l.» (Италия) Вкус и запах, свойственные рафинированному рисовому маслу Прозрачное, без осадка Интенсивно желтый, с зеленью

4 Подсолнечное масло «Благо», производитель: ООО «Компания Благо» С легким привкусом подсолнечника Прозрачное, без осадка Светло-желтый

5 Масло из тыквенных семечек «Pelzmann» фирмы «Эльмюле Пельцман», Австрия Приятный вкус и аромат жареных тыквенных семян Не прозрачное Темно-зеленый

6 Рапсовое масло «Российские семена», ЗАО «Веневский маслозавод» (г. Венев, Тульская обл.) Вкус и запах, свойственные рафинированному безэруко-вому рапсовому маслу Прозрачное Светложел-тый

Все исследованные образцы по органолептическим показателям полностью отвечали своему наименованию и требованиям нормативных документов.

Нерафинированное масло из семян штерийской тыквы богато хлорофиллом, обладающим бактерицидными свойствами (именно благодаря высокому содержанию хлорофилла тыквенное масло имеет характерный зеленый цвет). Кроме того, оно отличается достаточно высоким содержанием витамина А, а присутствующий в нем жирорастворимый антиоксидант - витамин Е, надежно защищающий витамин А от разрушительного окисления, усиливает полезные свойства витаминов А и Б. В зависимости от сорта, используемого при производстве сырья, оно имеет ореховый аромат или аромат жареных тыквенных семян, цвет темно-зеленый.

Рисовое масло получают из рисовых отрубей - побочных продуктов переработки риса, представляющих собой внешние оболочки околоплодника. Для извлечения масла из отрубей используют экстрагирование или горячее прессование. Для получения масла с оптимальными органолептическими свойствами после извлечения его подвергают физической или химической рафинации, осветлению и дезодорации.

Для идентификации растительных масел можно использовать основные физические показатели: плотность, показатель преломления и вязкость. Результаты исследований приведены в табл. 2.

Таблица 2. Физические показатели исследованных образцов растительных масел

№ Наименование масла Плотность при Показатель Вязкость при 20°С,

образцы 20°С, кг/м3 преломления при 20°С Па.с

1 Льняное масло 0,0525 1,4820 0,0491

2 Оливковое масло 914,72 1,4660 0,0828

3 Рисовое масло 913,55 1,4710 0,0765

4 Подсолнечное масло 921.33 1,475 0,0567

5 Тыквенное масло 917,44 1,4702 0,0782

6 Рапсовое масло 918, 22 1,4710 0,0766

Анализ табл. 2 показал, что для всех представленных образцов масел физические показатели соответствуют установленным нормам и подтверждают их натуральность.

Глубина гидролитического распада жиров определяется содержанием свободных жирных кислот и характеризуется величиной кислотного числа жира (КЧ). Высокомолекулярные жирные кислоты, из которых в основном состоят триглицериды жидких растительных масел, вкуса и запаха не имеют, а потому увеличение их содержания при гидролизе не изменяет органолептических показателей жира.

Перекисное число характеризует процесс окисления масел под воздействием кислорода воздуха. Автокаталитическое окисление жиров атмосферным кислородом в той или иной степени происходит уже при их получении и переработке. Глубина окислительных процессов и скорость окисления находятся в прямой зависимости от количества входящих в жиры глицеридов полиненасыщенных жирных кислот и от степени их ненасыщенности. В результате воздействия кислорода на жиры происходит накопление различных продуктов распада, ухудшающих их органолептические и реологические свойства.

По величине перекисного числа определяют степень свежести масла и его пригодность к использованию. В соответствии с Федеральным законом ФЗ-90 показатели кислотного и перекисного числа являются показателями безопасности масел и жиров. Результаты определения перекисных и кислотных чисел приведены в табл. 3.

«Техническим регламентом на масложировую продукцию» ФЗ-90 установлены следующие нормы по кислотному числу: для нерафинированных масел — 4,0 мг КОН/г; для рафинированных — 0,6 мг КОН/г; перекисное число также является показателем безопасности и не должно превышать 10 ммоль активного кислорода/кг. Однако следует отметить, что у образца №1 значение этих показателей самые высокие, что можно объяснить не только тем, что это масло нерафинированное, но и высокой степенью его непредельности за счет значительного содержания в нем линоленовой жирной кислоты.

Таблица 3. Физико-химические показатели растительных масел

№ образца Наименование масла Кислотное число, мг КОН/г Перекисное число, ммоль О/кг

1 Льняное 1,65 3,58

2 Оливковое 0,44 1,72

3 Рисовое 0,52 1,79

4 Подсолнечное 0,20 0,85

5 Тыквенное 0,18 0,77

6 Рапсовое 0,22 0,91

Жирнокислотный состав образцов растительных масел определяли методом газожидкостной хроматографии. Результаты исследований приведены в табл. 4 и на рис.1, 2.

Таблица 4. Жирнокислотный состав образцов растительных масел

Наименование жирных кислот № образца

1 2 3 4 5 6

Массовая доля жирных кислот, %

Миристиновая - - 0,3 следы следы 0,1

Пальмитиновая 5,6 11,9 19,7 6,31 11,8 4,0

Пальмитолеиновая 0,1 1,0 0,3 0,07 следы 0,2

Стеариновая 4,0 2,9 2,4 4,56 6,4 2,3

Олеиновая 13,5 75,5 43,0 18,40 37,1 65,5

Линолевая 17,9 7,3 32,4 69,15 44,0 26,9

Линоленовая 58,4 0,6 0,7 0,09 0,2 8,4

Арахиновая 0,4 0,5 0,8 следы 0,5 0,6

Бегеновая менее 0,1 менее 0,1 - - - 1,3

Гадолниновая <0,1 0,3 0,3 - - 0,9

Эйкозеновая - - 0,3 - - -

Из данных, приведенных в табл. 4, видно, что все исследованные образцы растительного масла соответствовали своему наименованию по соотношению таких жирных кислот, как олеиновая, линолевая, линоленовая. Весь проведенный комплекс исследований позволяет полностью идентифицировать растительные масла по происхождению, оценить их качество и безопасность.

В настоящей работе были проведены исследования образцов растительных масел при помощи ИК-спектроскопии в средней области на спектрометре ИК-Фурье ФСМ-1201, который предназначен для измерения коэффициентов направленного пропускания жидких, твердых и газообразных образцов. Спектрофотометр работает под управлением персонального компьютера, с помощью которого осуществляется обработка результатов измерений и хранение библиотек спектров. Информация выводится на дисплей и печатающее устройство.

В работе необходимо определить ИК-спектры различных видов растительных масел, отличающихся по своей сырьевой принадлежности в области 700—4000 см"1. Об отличиях можно судить по изменениям в тех частях ИК-спектра, где проявляются колебания, характерные для некоторых функциональных групп (С=0, С=С и др.).

Полоса поглощения при 1744,8 см"1 - очень сильная полоса валентных колебаний С=0 — группы в сложных эфирах. Особый интерес для установления структуры мононенасыщенных кислот представляет область 700-1000 см"1. В спектрах транс-изомеров имеется полоса 966,1 см"1.

Рис. 1. Хроматограмма образца № 1

»1 -V

Л_15-Л

Рис. 2. Хроматограмма образца № 2

Трансжирные кислоты обладают равнозначной энергетической ценностью с другими ненасыщенными жирными кислотами. Однако использование их организмом затруднено из-за транс изомерии. Система окислительных ферментов человека недостаточно приспособлена для окисления жирных кислот в трансконфигурации, что и связывают с риском для здоровья при их употреблении.

Полосы поглощения в области 800—900 см"1 связаны с валентными и деформационными колебаниями ОН - групп в гидроперекисях, то есть фактически соответствует глубине перекисного окисления (ПЧ).

На рис. 3, 4 и 5 приведены ПК-спектры некоторых видов растительных масел.

Рис. 3. ИК-спектр образца № 2

ч

§ 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Рис. 4. ИК-спектр образца № 4

Рис. 5. ИК-спектр образца № 6

В результате анализа ИК-спектров исследуемых образцов растительных масел можно сделать заключение, что при анализе многокомпонентных образцов могут происходить в ИК-спектрах наложения полос и их смещения в результате взаимодействия компонентов друг с другом. Это может затруднить идентификацию и анализ полос поглощения. Поэтому для полной идентификации растительных масел этот метод требует значительных исследований и создания атласа ИК-спектров по видам масел.

Нами была предпринята попытка разработать новый метод оперативной диагностики растительных масел, который позволит не только оценивать качество продукта, но и устанавливать прогнозируемое время хранения жидких растительных масел. Способ контроля качества (безопасности) растительных масел и расплавленных жиров был запатентован (патент на изобретение №2507511 от 20.02.2014) [3].

Определение удельных электрофизических параметров растительных масел проводили в троекратной повторности при двух температурах (22°С и 50°С) с использованием компьютеризованной системы анализа (КСА), в которую входят:

— трехэлектродный емкостной датчик ДП;

— измеритель иммитанса Е7-20, обеспечивающий воздействие на жидкое масло электромагнитным полем с частотой от 1 кГц до 1 МГц, а также определение откликов на это воздействие.

Способ контроля качества (безопасности) растительных масел заключается в том, что измеряют удельную активную электропроводность растительного масла при различных частотах электромагнитных колебаний и разных температурах, при этом для контроля качества (безопасности) отбирают пробу исследуемого растительного масла, делят пробу на две части, одну из которых подвергают окислению на воздухе при температуре 100°С до перекисного числа 10-12 мэкв/кг активного кислорода (перекисное число масла определяют стандартными методами).

Затем готовят калибровочный образец растительного масла с максимально допустимым для пищевого масла содержанием перекисных соединений (10 мэкв активного кислорода/кг), смешивая в определенных соотношениях по массе исходный и окисленный образец масла или жира, измеряют в полученном калибровочном образце в диапазоне частот от 1 до 200 кГц зависимость удельной активной электропроводности от частоты при двух температурах измерения (рис. 6).

5 10 У 20 25

Паракнсмш число, и>г тммаго  НСгт:р'У

Рис. 6. Калибровочный график

По пересечению указанных зависимостей находят характеристическую частоту электромагнитного поля, при которой характеристическая удельная активная электропроводность не зависит от температуры измерения, считают полученные значения характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности максимально допустимыми нормативными значениями характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности для данного пищевого масла. Техническим результатом изобретения является разработка оперативного способа контроля снижения качества (безопасности) растительного масла при хранении.

Из всего вышеизложенного можно сделать выводы:

1. Исследованы химический состав, физические, физико-химические показатели и жирнокислотный состав ряда растительных масел: оливкового, подсолнечного, льняного, рапсового, рисового, тыквенного.

2. Создана компьютеризованная система электрофизического анализа жидких растительных масел на базе измерителя иммитанса Е7-20 и емкостного датчика типа ДП, позволяющая производить определение электрофизических показателей растительных масел в диапазоне характеристических частот от 0,9 до 100 кГц и удельных электропроводностей от 0,9 до 100 нСм/м.

3. Техническим результатом является разработка оперативного способа контроля снижения качества (безопасности) растительного масла при хранении.

Литература

1. Пилипенко Т.В., Пилипенко Н.И., Шевченко В.В., Сикоев З.Х. Современные аспекты технологии и экспертизы растительных масел: Монография/СПбТЭИ. - СПб: ТЭИ, 2012 - 88 с.

2. Пилипенко Т.В., Нилова Л.П., Пилипенко Н.И. Возможность использования электрофизических методов для идентификации и контроля качества растительных масел // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. - 2012. - Т.2. - №2. - С.41-49.

3. Пат. №2507511 Российская Федерация, МПК G01N 27/06. Способ контроля качества (безопасности) растительных масел и расплавленных жиров [Текст] / Воловей А.Г., Мехтиев B.C., Панкова Н. В., Перкель Р.Л., Пилипенко Т.В., Усиков A.C., Фузова O.A.; патентообладатель Федер. гос. бюджет, образ, учрежд. выс. проф. образ. «Санкт-Петербург, гос. торг.-экон. универ-т». - №2507511; заявл. 30.07.12; опубл. 20.02.14, Бюл. №5. - 13 с.

УДК 644-4 Доктор техн. наук C.B. МУРАШЕВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ БЕТУЛИНА, ВВОДИМОГО

В ВАРЕНЫЕ КОЛБАСНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Бетулин, эмульгатор, восстановитель, вареные колбасы, цветовой тон, яркость

К наиболее важным технологическим задачам, решаемым при производстве вареных колбасных изделий, относится получение стабильного розово-красного цвета. Пигменты, участвующие в образовании цвета мяса, отличаются от пигментов, формирующих цвет, получаемых из мяса изделий, при этом происходят сложные процессы [1, 2, 3, 4, 5]. Образование необходимых пигментов в вареных колбасах непосредственно зависит от правильного выполнения режимов термической обработки, pH среды и концентрации используемого восстановителя.

В данном исследовании разработана методика определения эффективной концентрации восстановителя, вводимого в рецептуру вареных колбас, на основе определения таких колориметрических параметров, как цветовой тон и яркость колбасных изделий. В качестве восстановителя использовался бетулин.

На формирование и стабилизацию цвета вареных колбасных изделий большое влияние оказывают pH и восстановительная среда, создаваемая донорами электронов в ходе этого процесса. Величина pH среды определяет условия денитрификации и возможность гидролиза нитрита до азотистой кислоты. Чрезмерное образование летучей азотистой кислоты приводит к безвозвратной потере нитрита и препятствует формированию необходимой окраски колбас.

Кроме того, азотистая кислота неустойчива при кислых значениях pH, вследствие чего она распадается с образованием двуокиси азота, являющейся сильным окислителем, разрушающим порфирин и ухудшающим цвет мясных изделий. Поэтому величина pH оказывает особое влияние на цвет вареных колбас.

Для устранения недостатков окраски колбасных изделий используются восстановители, одновременно влияющие и на величину pH [6]. Обычно в качестве восстановителя используется аскорбиновая кислота или ее соли. При этом использование аскорбиновой кислоты должно быть строго дозированным, так как ее чрезмерно большие количества ухудшают окраску мясных изделий, а малые концентрации не позволяют получить необходимый эффект.

В данной работе в качестве восстановителя используется бетулин. Бетулин и сопутствующие ему компоненты (бетулиновая и олеановая кислоты, лупеол и др.), извлекаемые из коры березы, обладают уникальными, часто взаимодополняющими свойствами, имеющими широкий спектр действия, которые могут быть востребованы в различных отраслях, в том числе и в мясоперерабатывающей промышленности.

Представляя собой порошок белого или светло бежевого цвета, иногда со слабовыраженным вяжущим вкусом, бетулин является не токсичным, устойчивым к действию солнечного света и кислорода, соединением с достаточно высокой температурой плавления (240-260°С), что делает его стабильным и способным длительное время сохранять свои первоначальные свойства.

Обширная сырьевая база и высокое содержание основного компонента в сырье, в совокупности с простотой извлечения и низкой эффективной концентрацией при внесении в пищевые продукты, делают использование бетулина экономически оправданным.