Физико-химические показатели образцов олеогеля на основе растительного масла

МРНТИ 65.65.33                          

Жиры и масла являются важными компонентами пищевого рациона, так как придают пищевым продуктам высокую энергетическую ценность и наделяют их необходимыми органолептическими и реологическими свойствами. По молекулярной структуре жиры и масла состоят из молекул триацилглицеридов, образованных из трех молекул жирных кислот, соединенных с глицерином. Характеристики жиров и масел зависят от типа жирных кислот, которые, в свою очередь, бывают насыщенными, мононенасыщенными и полиненасыщен-ными. Мононенасыщенные и полиненасыщен-ные жирные кислоты содержатся в большей части в жидких растительных маслах. Насыщенные жирные кислоты, придающие твердую структуру жирам, содержатся в основном в продуктах животного происхождения, они обладают устойчивостью к окислению и необходимыми структурно-реологическими свойствами, в связи этим более предпочтительны в использовании в пищевой промышленности [1]. Однако, избыточное потребление насыщенных жиров оказывает негативное влияние на здоровье людей, вызывая в частности сердечнососудистые заболевания [2].

В последнее время Всемирная организация здравоохранения и другие организации активизировали усилия по минимизации потребления трансизомеров жирных кислот до 1 % от суточной нормы потребления, что способствует снижению риска их вредного воздействия.

Цель исследования - получение олеогелей на основе подсолнечного и соевого масел и пчелиного воска, а также дальнейшее изучение их физико-химических, органолептических показателей, и окислительной стабильности при хранении.

Задачи исследования: получение олеогелей на основе подсолнечного и соевого масел и пчелиного воска, изучение физико-химических и органолептических показателей полученных олеогелей, изучение окислительной стабильности олеогелей при хранении.

Материалы и методы исследований

С целью получения олеогелей мы использовали подсолнечное и соевое масла отечественного производства. Подсолнечное и соевое масла производятся в РК, однако подсолнечное масло является одним из наиболее доступных растительных масел, используемых в пищевой отрасли, и одним из самых потребляемых в Казахстане. В качестве структурооб-разователя применялся натуральный пчелиный воск, приобретенный в местном пчеловодческом хозяйстве. Получение олеогелей проводили в лабораторном химическом реакторе. Для стабилизации полученных олеогелей и выбора необходимой консистенции нами был выбран диапазон исследуемых температур (от 200С до 400С) с интервалом 50С. Олеогели оставляли на 24 часа при каждой температуре. Измерение проводили путем наклона пробирки и визуально оценивали подвижность образцов, в зависимости от внешнего вида. Образ- цы, которые были неподвижны, считались твердыми, малоподвижные – гелями, а подвижные - жидкостями. Качество олеогелей определяется степенью окисления или способностью связывать масло. Окислительное состояние олеогеля будет влиять на его пищевые качества и стабильность при хранении. Основываясь на требования нормативных документов [3, 4], мы определяли окислительную стабильность олеогелей при хранении, которую измеряли путем определения порчи олеогеля методом титрометрии.

Обзор литературы

Имеющиеся исследования указывают на связь между потреблением трансизомеров жирных кислот, полученных в промышленных условиях с увеличением риска ишемической болезни сердца в результате увеличения холестерина и липопротеидов низкой плотности [5].Кроме того, они содействуют началу неинфекционных заболеваний, подобных диабету второго типа и метаболическому синдрому [6]. Жиры, содержащие транс изомеры жирных кислот, могут быть и природного происхождения и в небольших количествах содержатся в животных продуктах (мясо, молоко), но на сегодняшний день они недостаточно изучены и исследования их влияния на здоровье людей продолжаются, однако известно, что они различаются как качественным составом, так и количественным содержанием отдельных изомеров.

Таким образом, в связи с негативным воздействием насыщенных жиров при их избыточном потреблении и трансизомеров жирных кислот возникает необходимость в проведении исследований для альтернативной замены подобных жиров в мясных продуктах. В свете последних тенденций, одной из наиболее эффективных стратегий снижения содержания насыщенных жиров и трансизомеров жирных кислот в мясных продуктах, является частичная замена животных жиров растительными маслами. Проведенные исследования показали, что потребление мононенасыщенных и по-линенасыщенных жирных кислот могут снизить причины возникновения сердечных заболеваний [7]. Однако существуют недостатки прямого обогащения растительными маслами, которые вызывает технологические проблемы с текстурой [8].В настоящее время, одним из решений использования жидких растительных масел является их структурирование (олеоге-лирование) для создания необходимой тексту- ры, желаемых органолептических свойств в сочетании со здоровым профилем жирных кислот. Важность растительных масел в системе олеогеля значительна, так как реакция олеогелирования зависит от химической структуры масла, и количества ненасыщенных жирных кислот[9]. В литературных источниках для получения олеогелей использовались различные растительные масла [10-12]. Для олео-гелирования в качестве структурных агентов используются моноглицериды, натуральные воски, фитостеролы и этилцеллюлоза. Структурирующие агенты в зависимости от молекулярной массы делятся на низкомолекулярные структурирующие агенты и полимерные, которые можно использовать как в виде отдельных компонентов, таких как моноглицериды, образующих структуры в виде кубических или пластинчатых кристаллов различных систем, так и в виде смеси компонентов, такие как воски [12]. Эффективное гелеобразование и физико-химические свойства восковой структуры зависят от кинетики охлаждения и характера взаимодействия [13]. Преимуществами использования воска для получения олеогелей является его легкая доступность, низкая цена и пригодность для пищевых продуктов. В исследованиях [14-16] рассматривались способности восков вызывать структурирование при низких концентрациях, в связи с их низкой полярностью и высокой температурой плавления.

Результаты и их обсуждение

Процесс получения олеогелей мы проводили в химическом реакторе лабораторного назначения, снабженном верхнеприводной мешалкой, со скоростью перемешивания 150 оборотов в минуту. Пчелиный воск вносили в различных количествах2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5% и 15% от массы растительных масел. После получения олеогелей нами проведена стабилизация олеогелей с последующим выбором образца с необходимой консистенцией. Для оценки пробирки наклоняли и визуально оценивали способность образцов олеогеля к подвижности, в зависимости от внешнего вида образцов и их поведения, которые характеризовались как гель, жидкость или твердая текстура. Только при концентрации пчелиного воска 7,5% в соевом масле и 10% в подсолнечном масле при 200C образцы находились в гелеобразном состоянии, то есть необходимой нам структуре.

Таким образом в результате исследования нами выявлено, что наиболее опти- мальным количеством внесенного пчелиного воска является 7,5% для соевого масла и 10 % для подсолнечного масла, с получением олеогелей необходимой нам гелеобразной текстуры, подходящей для замены насыщенных жиров в колбасных изделиях. В то время как внесение 2,5% и 5% пчелиного воска привело к образованию олеогеля жидкой формы, а внесение воска в количестве 12,5% и 15% к образованию более твердой консистенции. Технологический процесс получения олеогелей включал следующие основные стадии: подогрев растительного масла и пче- линого воска для растворения структурооб-разователя в масле; нагревание для процесса олеогелирования, который приводит к образованию трехмерной кристаллической сети; перемешивание; стабилизация для перехода из жидкокристаллического в кристаллическое состояние, для образования необходимой структуры. Далее провели изучение физико-химических и органолептических показатели олеогелей, полученных на основе подсолнечного и соевого масел, данные представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Физико-химические и органолептические показатели олеогеля на основе подсолнечного масла

Наименование показателей	Количество внесенного воска, %
	10%
Перекисное число, моль/кг ½О	0,8
Цвет	Светло желтый
Запах	Без постороннего запаха
Вкус	Без постороннего вкуса
Прозрачность	Прозрачные в расплавленном состоянии
Консистенция	Гелеобразная

Таблица 2 - Физико-химические и органолептические показатели олеогеля на основе соевого масла

Наименование показателей	Количество внесенного воска, %
	7,5%
Перекисное число, моль/кг ½О	2,0
Цвет	Желтый
Запах	Без постороннего запаха
Вкус	Без постороннего вкуса
Прозрачность	Прозрачные в расплавленном состоянии
Консистенция	Гелеобразная

В результате изучения физико-химических показателей выявлено, что в олеогелях перекисное число на основе подсолнечного и соевого масел составило 0,8%моль/кг ½ О и 2,0 моль/кг ½ О соответственно. По показателям органолептики полученные олеогели не имели постороннего вкуса и запаха, прозрачные в расплавленном состоянии, консистенция гелеобразная. Цвет олеогелей светло-желтый на основе подсолнечного масла и желтый на основе соевого масла. Поскольку олеогелиро- вание требует термической обработки, это может повысить окислительную порчу олеогеля или готовой продукции на основе него, что снизит их качество. Окислительную стабильность наших образцов олеогеля контролировали в течение трех месяцев хранения при комнатной температуре 200С и в холодильнике при температуре 40С, при периодическом измерении перекисного числа, результаты показаны на рисунках 1 - 4.

Рисунок 1 - Хранение олеогелей полученных на основе подсолнечного масла, при 200С

Рисунок 2 - Хранение олеогелей полученных на основе подсолнечного масла, при 40С

Рисунок 3 - Хранение олеогелей полученных на основе соевого масла, при 200С

Рисунок 4 - Хранение олеогелей полученных на основе соевого масла, при 40С

Нами установлено, что при различных температурах хранения происходит увеличение перекисного числа в образцах подсолнечного и соевого масел. Более высокие показатели переркисного числа были в образцах, хранившихся при 20 0С, а при 4 0С хранения значения перекисных чисел были ниже. Также установлено, что процесс окислительной порчи в олеогелях на основе подсолнечного масла происходил медленнее, чемв образце с олеогелями на основе соевого масла, в связи с более высоким содержанием мононенасыщенных жирных кислот в составе подсолнечного масла, обладающих более высокой устойчивостью к окислению. Оба образца не превышали допустимые нормы значений перекисного числа по НД.

Заключение, выводы

В результате исследований нами получен олеогель на основе подсолнечного и соевого масел и пчелиного воска. Установлено, что наиболее оптимальным количеством внесенного пчелиного воска для структуро-образования является 7,5% для соевого масла и 10%, для подсолнечного масла с получением олеогелей необходимой нам текстуре. В то время как внесение 2.5% и 5% воска привело к образованию олеогеля жидкой формы, а внесение 12,5% и 15% к образованию более твердой консистенции. При разных температурах хранения увеличение перекисного числа в образцах было незначительно. Кроме того, увеличение было намного меньше в образцах, хранящихся при 40С. Эти результаты показывают, что олеогели не подвержены быстрому окислению. Таким образом, получение олеогелей из подсолнечного и соевого масел с пчелиным воском является перспективным решением частичной замены насыщенных жиров в колбасных изделиях. Оба образца не превышали допустимые нормы значений перекисного числа по НД.

Результаты исследования представленные в этой статье финансируются Министерством сельского хозяйства РК (BR 10764998).