Разработка купажей растительных масел для здорового питания

Перспективным направлением в пищевой промышленности является получение традиционных продуктов с повышенной биологической ценностью оптимизацией количества и соотношения полиненасыщенных жирных кислот. Повышенная биологическая ценность характеризует качественное и количественное содержание полиненасыщенных жирных кислот, а также является критерием функциональности для растительных масел.

В настоящее время получаемые различные виды масел массового производства не оптимальны по физиологическому показателю – жирнокислотному составу. Поэтому необходимо увеличить ассортимент полезных для здоровья масел с новым составом и свойствами, а также применить рациональные технические решения для создания купажированных продуктов. Актуальность исследования заключается в изменении потребительских свойств новых купажей из растительных масел.

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Известно множество работ, в которых представлено, что жиры должны быть в рационе питания человека в необходимом количестве и определенном соотношении [1, 2]. Также проведены исследования о влиянии полиненасыщен-ных жирных кислот на организм, оказывающих лечебный эффект: благоприятное воздействие при болезнях сердца, сахарном диабете, хронических заболеваниях глаз, онкологических заболеваниях [3-6]. Эти кислоты поступают в организм человека в разном количестве, но максимальный эффект от их воздействия достигается при определенном соотношении ω 3 , ω 6 , ω 9 . Известен рациональный уровень потребления жирных кислот в количестве 11 г/сут [7].

Исследователи изучают не только количественную составляющую жиров, но и сбалансированность состава (наличие полиненасыщенных жирных кислот, биологически активных веществ), низкую окислительную способность при хранении масел, их безопасность [8]. Следовательно, требуется проведение исследований в данной области.

В нормах физиологических потребностей для разных групп населения установлены рекомендуемые количества потребления жиров – 80 – 100 г/сутки [9]. На основе ФАО/ВОЗ нормы потреблениях жиров составляют около 3% для ω 6 и 0,5% для ω 3 , но для борьбы с сердечными заболеваниями рекомендуют до 9% ω 6 и 2% ω 3 [10]. Употребление большого количества ω 3 и ω 6 приводит к неблагоприятным последствиям. В связи с этим, рекомендуется употреблять около 35% жиров для здорового рациона человека, употребление меньшего количества приводит к их недостатку [11].

Поэтому целью работы является создание купажей растительных масел с опитимизиро-ванным составом полиненасыщенных жирных кислот ω 3 , ω 6 , ω 9 для здорового питания человека, снижающих риск развития заболеваний за счет пищевых ингредиентов [12, 13]. Задачей исследования является определение жирнокислотного состава масел с полиненасыщенными жирными кислотами, включающими ω 3 , ω 6 , ω 9 , расчет купажей исследуемых масел. Для получения таких продуктов рекомендуется применять не менее двух масел с содержанием линолевой, линоленовой и олеиновой кислот.

Материалы и методы

В качестве объектов исследования выбраны растительные масла, полученные методом холодного прессования из расторопши, подсолнечника, рапса и рыжика. На первом этапе проводились исследования по жирнокислотному составу растительных масел с помощью газовой хроматографии [14–16]. Идентификацию образцов определяли с использованием эталонных смесей метиловых эфиров жирных кислот, информация о которых достоверна. При проведении исследований учитывалась повторяемость результатов, которая составила 5 раз.

Для создания купажа использован метод оптимизации – линейного программирования, учитывающий содержание полиненасыщенных жирных кислот и их соотношение для исследуемых масел [17].

При использовании мультипликативной модели определены максимумы обобщенного критерия по формуле d=m и i d, где D – обобщенный критерий моделирования, D g [1]; di - частные критерии по каждому из i-x факторов.

Частные критерии находили в соответствии с эталонным значением.

Определен максимум обобщенного критерия моделирования по формуле bi =

Z n = 1 b k^ck^xk

E n

.= 1^cA

где c – массовая доля компонентов масла,%; b – массовая доля компонентов k -го ингредиента, которые входят в c_k в X I ингредиенте рецептуры.

Затем вычисляются значения частных функций желательности каждого компонента. Чтобы найти частные критерии, использованы значения функции Харрингтона, которые могут быть сгруппированы в шкалу желательности.

Результаты и обсуждение

Проведен анализ состава исследуемых образцов масел по наличию полиненасыщен-ных жирных кислот. Наибольшее количество ω 6 содержится в масле подсолнечном – 66%, в масле расторопши – 53%, в масле рапсовом – 20%, в масле рыжиковом – 17%. Масло рыжиковое богато ω 3 –37%, масло рапсовое ω 9 –59%, что соответствует нормам для указанных видов масел (рисунок 1) [18].

Для эффективного получения функциональных продуктов важным аспектом является использование нерафинированных масел с повышенной биологической ценностью [19, 20]. В качестве источника богатого ω6 использовали масло расторопши. Добавление в купаж масла рыжикового позволит сбалансировать состав по ω3.

По результатам проектирования получены следующие четырехкомпонетные купажи с соотношением ω 3 : ω 6 : ω 9 (рисунок 2).

Рисунок 1. Состав исследуемых образцов масел по наличию полиненасыщенных жирных кислот

Figure 1. Composition of the studied oil samples by the presence of polyunsaturated fatty acids

Купаж 1 Купаж 2 Купаж 3 Купаж 4 Купаж 5

Blend 1   Blend 2  Blend 3  Blend 4  Blend 5

□Масло подсолнечное Sunflower oil	15	15	15	5	25
и Масло рапсовое Rapeseed oil	19,84	19,83	28,33	31,66	25
□Масло расторопши Milk thistle oil	13,03	19,55	22,67	31,67	20
□Масло рыжиковое Сamelina oil	52,13	45,62	34	31,67	30

Рисунок 2. Результаты проектирования четырехкомпонентных купажей

Figure 2. Results of designing four-component blends

Установлено соотношение жирных кислот ω 3 : ω 6 : ω 9 – 1:1,5:1,3. На основании полученных данных рассчитаны частные функции желательности для каждого купажа и общий показатель Харрингтона (рисунок 3).

Рисунок 3. Частные критерии ( d i ) и обобщенный критерий моделирования функции желательности растительных масел D общ : d 1 – купаж 1, d 2 – купаж 2, d 3 – купаж 3, d 4 – купаж 4, d 5 – купаж 5

Figure 3. Partial criteria ( d i ) and generalized criterion for modeling the desirability function of vegetable oils D total : d 1 – blend 1, d 2 – blend 2, d 3 – blend 3, d 4 – blend 4, d 5 – blend 5

С помощью моделирования получено 5 купажей с различным составом, отвечающие современным требованиям питания, о чем свидетельствуют полученные данные. Анализ рисунка позволил сделать вывод, что значения функций желательности превышают 0,9, обобщенный критерий Харрингтона имеет значение 0,97. Следовательно, полученное значение соответствует стандартному уровню шкалы желательности «отлично». Поэтому можно утверждать, что полученные купажи обладают сбалансированным составом.

Заключение

Для создания функциональных пищевых продуктов использован безопасный и простой способ получения купажей при смешивании различных видов масел. Установлено, что наибольшее количество ω 6 содержится в масле подсолнечном – 66%, в масле расторопши – 53%, в масле рапсовом 20%, в масле рыжиковом – 17%. Масло рыжиковое содержит ω 3 в количестве – 37%, масло рапсовое ω 9 – 59%, что соответствует нормам для указанных видов масел.

С помощью программы Generic 2.0 проведено моделирование содержания концентрации исследуемых компонентов. Таким образом, установлен сбалансированный состав разработанных рецептур масел для перспективного использования в лечебно-профилактическом питании. Результаты анализа купажирования подтверждаются высокими значениями функции Харрингтона. Предложены рецептуры купажей, которые рекомендуется применять для функционального питания. Следующим этапом работы должна стать оптимизация купажей растительных масел, основанная на реологических и органолептических характеристиках.