Проблемы безопасности хлебобулочных изделий: трансизомеры жирных кислот

Одним из рецептурных компонентов хлебобулочных изделий являются жиры. Их количество может доходить в рецептуре до 14 % и даже более. В качестве жировых компонентов используют как растительные масла (подсолнечное, горчичное), так и маргарины или жиры специализированного назначения [13]. Несмотря на ограничение в России с 2015 года трансизомеров жирных кислот (ТЖК) в масложировой продукции, их количество в твердых маргаринах и жирах специализированного назначения для хлебопекарной и кондитерской промышленности остается высоким – до 20 % от содержания жира в продукте согласно ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию». В хлебобулочных и кондитерских изделиях с использованием гидрированных жиров количе- ство ТЖК может доходить до 6,7 %, а в картофельных чипсах – до 35 % [8]. В результате с употреблением 100 г сдобных хлебобулочных или мучных кондитерских изделий в организм человека может поступать в 5 раз больше ТЖК от рекомендуемых ВОЗ норм – 1 % от суточной калорийности рациона [5, 9].

Опасность ТЖК связывают, прежде всего, с увеличением риска возникновения сердечнососудистых заболеваний почти в 2 раза из-за повышения уровня холестерина и липопротеидов низкой плотности. В результате повышается риск внезапной смерти [2, 10, 18]. Потребление пищевых продуктов с высоким содержанием ТЖК также способствует развитию рака груди, бесплодию, онкологическим заболеваниям, диабету и др. [3, 6].

Проблема содержания ТЖК и пути их снижения в хлебобулочных и мучных конди- терских изделиях является актуальной во многих странах мира. Страны ЕС и США ограничивают количество ТЖК в пищевых продуктах до 2 % [5, 6, 9]. В США, Канаде и Великобритании действуют обязательные требования к маркировке ТЖК для упакованных продуктов, даже в случае их полного отсутствия [6, 9, 17, 24]. В США запрещено использование масложировой продукции с ТЖК в индустрии общественного питания [24]. Такой подход привел к тому, что по результатам исследований FDA в 2006–2007 гг., 96 % упакованной пищевой продукции имеют маркировку о содержании ТЖК, из них 75 % не содержат ТЖК, а 12 % – менее 2 % [17]. Исследования, проведенные в Испании в 2006 году, фиксировали в круассанах содержание ТЖК в количестве 4,3 % [20]. Однако уже в 2010 году количество ТЖК в изделиях из пшеничной муки не превышали 0,2 %, а в последующие 5 лет с 2010 по 2015 гг. количество ТЖК в сдобных и мучных кондитерских изделиях снизилось в 26 раз, а в маргаринах в 2 раза [19]. В Швеции количество ТЖК в булочных изделиях в 2001 году составляло 5,9 %, а в 2007 году – не превышало 0,7 %. Только у трех из 41 проанализированного продукта уровень ТЖК превысил 2 % (шоколадные бисквиты, сухарики из цельнозерновой муки) [23].

Для определения количества ТЖК в пищевых продуктах как в РФ, так и за рубежом, используют газовую хроматографию и ИК-спектроскопию [11, 15, 16, 22]. В РФ для определения ТЖК в масложировой продукции используют эти два метода (ГОСТ 317542012), а в кондитерских изделиях – только ИК-спектроскопию (ГОСТ Р 54687-2011). Это может быть связано с перекрыванием хроматографических пиков при анализе ТЖК в хлебобулочных и мучных кондитерских изделиях [16]. В ИК-спектре ТЖК дают полосу с максимумом поглощения около 960 см–1, которая не маскируется валентными или деформационными колебаниями других соединений.

Исследования, проведенные в 2016 году в Белоруси методом ИК-спектроскопии, показали, что наибольшее количество ТЖК содержат заменители какао-масла на гидрожирах – 60,9–62,6 %; маргарины твердые – 11– 20 %, мягкие – 3,1–14,8 %, жидкие – 6,7– 18,2 %. В растительных маслах и эквивалентах какао-масла количество ТЖК не превышало 1 % [11].

Снижение содержания ТЖК в масложировой продукции и в изделиях с ее использованием возможно за счет совершенствования технологий гидрирования жиров и использования переэтерификации [4, 7, 8, 12]. Так, авторы [7] для уменьшения образования ТЖК в саломасах предлагают использовать высокое давление и скорость перемешивания при низкой концентрации катализатора. Компанией ЭФКО разработана серия специализированных маргаринов для хлебопекарной и кондитерской промышленности без ТЖК [12]. Методом энзимной переэтерификации в г. Калининграде получен заменитель молочного жира SDS-M 01-23 с содержанием ТЖК 0,1 % [4]. Для снижения содержания ТЖК в хлебобулочных изделиях используют не только масложировые продукты модифицированного состава, но и купажированные растительные масла, высокоолеиновое подсолнечное масло и др. [6, 8].

Цель – изучение возможности использования различных видов растительных масел в рецептуре хлебобулочных изделий для обеспечения их безопасности по содержанию трансизомеров жирных кислот.

Объекты и методы исследований

В качестве жировых компонентов хлебобулочных изделий могут быть использованы растительные масла и твердые маргарины. Объектами исследований явились образцы различных видов растительного масла:

• •    рисовых отрубей рафинированное разных производителей из Италии (рисовое № 1 и рисовое № 2); рисовое нерафинированное, Россия (рисовое № 3);

• •    тыквенное нерафинированное штирий-ское (тыквенное № 1) и традиционное (тыквенное № 2) из Австрии; тыквенное нерафинированное (тыквенное № 3), Россия;

• •    подсолнечное рафинированное дезодорированное, Россия;

В качестве контроля использовали твердый (брусковый) маргарин, Россия. Все образцы масложировой продукции были приобретены в розничной торговле г. Санкт-Петербурга.

Хлебобулочные изделия вырабатывали безопарным способом из муки пшеничной высшего сорта с добавлением 5 % сахарного песка и 4 % жирового компонента. В рецептурах использовали жировые компоненты отечественного производства: нерафинированное рисовое и тыквенное масла; подсолнечное рафинированное дезодорированное «Слобода»; твердый (брусковый) маргарин.

Для анализа трансизомеров использовали спектрофотометрический метод в инфракрасной области [14]. Регистрацию спектров осуществляли на ИК-Фурье спектрометре «ФСМ 1202» ООО «Мониторинг», Россия. Параметры регистрации спектров: спектральный диапазон – 400–4000 см–1; количество сканов – 25; разрешение 4 см–1; режим – интерферограмма. Полученные интерферограммы пре- образовывали в спектры пропускания. Идентификацию трансизомеров проводили в области 900–1050 см–1 согласно ГОСТ Р 546872011 (ISO 13884-2003) «Метод определения массовой доли трансизомеров ненасыщенных жирных кислот».

Результаты и их обсуждение

Все исследуемые образцы жировых компонентов на ИК-спектрах в диапазоне 900– 1050 см–1 имели полосу пропускания с максимумом 965–967 см–1 (рис. 1, табл. 1). Исклю-

Таблица 1

Характеристики ИК-спектров жировых компонентов в диапазоне волновых чисел 900–1050 см–1

Жировой компонент	Частота, см–1	Высота пика	Площадь пика
Масло рисовое
Рафинированное № 1	965,52	0,0221	0,3758
Рафинированное № 2	965,82	0,0189	0,3087
Нерафинированное № 3	–	–	–
Масло тыквенное
Штирийское нерафинированное № 1	965,15	0,0187	0,5918
Нерафинированное № 2	967,81	0,0266	0,4767
Нерафинированное № 3	966,46	0,0319	0,6099
Масло подсолнечное
Рафинированное дезодорированное	965,63	0,0407	0,7126
Маргарин
Твердый, брусковый, 72,5 % жира	965,52	0,4759	5,9175

а)

б)

Рис. 1. Увеличенные фрагменты ИК-спектров рисового (а) и тыквенного (б) масел в сравнении с подсолнечным маслом и маргарином в диапазоне 900–1050 см–1

чение составило рисовое нерафинированное масло № 3, у которого в этой области полоса пропускания отсутствовала.

Масло рисовое № 1 имело более выраженную полосу пропускания относительно базовой линии, чем аналогичное масло № 2, что привело к увеличению площади полосы в 1,2 раза. В подсолнечном рафинированном дезодорированном масле интенсивность полосы была выше в 1,8 раза по сравнению с рисовым маслом № 1. На присутствие полосы пропускания и ее интенсивность могла оказать влияние используемая технология получения масла. Авторы [6] утверждают, что при дезодорации растительного масла может образовываться некоторое, в основном не более 1 %, количество ТЖК. Разные способы извлечения рисового масла из рисовых отрубей (горячее прессование или экстракция), и дальнейшая рафинация физическая или химическая [21], могли привести к образованию разного количества ТЖК. Но, несмотря на это, в растительных маслах интенсивность полосы в области 900–1050 см–1 в разы меньше по сравнению с маргарином: у рисового масла № 1 в 21 раз, у рисового масла № 2 – в 25 раз.

Все образцы тыквенного нерафинированного масла имели в области 900–1050 см–1 полосу пропускания разной интенсивности: штирийское нерафинированное № 1 < нерафинированное № 2 < нерафинированное № 3. Наибольшая интенсивность пика была у тыквенного масла № 3, которая превышала только в 1,7 раза наименьшие значения высоты пика тыквенного штирийского масла № 1, но была ниже, чем в подсолнечном масле в 1,3 раза. Разная интенсивность полос пропускания в области, характерной для ТЖК, может быть связана с технологией производства тыквенного масла. При его получении могут использовать двухстадийную влаготепловую обработку семян вместо холодного прессования [1], что, возможно, и может привести к возрастанию интенсивности полосы пропускания у нерафинированного тыквенного масла № 3. Но по сравнению с маргарином интенсивность полосы была меньше почти в 15 раз.

Таким образом, в растительных маслах могут в незначительных количествах присутствовать ТЖК в зависимости от вида используемого сырья и технологических этапов производства.

Для производства хлебобулочных изделий были выбраны нерафинированные рисовое и тыквенное масло, Россия. Контролем служили хлебобулочные изделия аналогичной рецептуры с использованием: подсолнечного масла рафинированного дезодорированного; твердого (брускового) маргарина. Результаты представлены на рис. 2, характеристики ИК-спектров в табл. 2.

Только ИК-спектры хлебобулочных изделий с использованием маргарина имели полосу пропускания в области 900–1050 см–1 с максимумом 962,06 см–1. Интенсивность полосы была незначительной и сопоставимой с растительными маслами. У всех без исключения хлебобулочных изделий с использованием растительных масел в этой области полосы пропускания не зафиксированы, что говорит об отсутствии в них ТЖК.

Заключение

Для обеспечения безопасности хлебобулочных изделий, в рецептуре которых предусмотрено использование жировых компонентов, по содержанию ТЖК, можно использовать различные виды растительных масел. В них содержание ТЖК незначительно или полностью отсутствует, что связано с видом сырья и используемым способом производства. На ИК-спектрах растительных масел в области 900–1050 см–1, характерной для ТЖК, зафиксированы полосы пропускания незначительной интенсивности. При производстве хлебобулочных изделий с использованием растительных масел в рецептуре ТЖК отсутствуют, о чем свидетельствует отсутствие полос пропускания в ИК-спектрах в области 900–1050 см–1. В контрольном образце хлебобулочных изделий с использованием маргарина зафиксирована полоса пропускания с максимумом 962,06 см–1.