автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Научно-практические основы получения и применения пищевых добавок с комплексными технологическими функциями

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

о * irr «г,— На правах рукописи

2 т ДОГ ШЗ

УДК: 664.022.3

КОЧЕТКОВА АЛЛА АЛЕКСЕЕВНА

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК С КОМПЛЕКСНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ФУНКЦИЯМИ

Специальности: 05.18.01 -Технология хлебопекарных,

макаронных и кондитерских продуктов

05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ

ЧА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК В ВИДЕ НАУЧНОГО ДОКЛАДА

МОСКВА 1995

Работа выполнена в Московской Государственной Академии Пищевых Производств (МГАПП)

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор доктор химических наук

Т.Б.Цыганова Е.П. Корнша Е.Е.Браудо

Ведущая организаций:

Кубанский Государственный Аграрный Ушшерснтет

Защита состоится 29 нюня 1995 г. в 10.00. часов на заседании Диссертационного Совета Д.063.51.01 Московской Государственной Академии Пищевых Производств по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке МГАПП.

Диссертация в виде научного доклада разослана 29 мая 1995 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета,

к.т.н., доцент И.Б.КОБЕЛ ЕВА

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие цивилизации вне зависимости от уровня культуры промышленного производства и земледелия сопровождается увеличением загрязнения окружающей среды. В связи с этим пища в развитом обществе должна удовлетворять более жестким требованиям, т.е. быть не только полноценной (содержать все необходимые нутриенгы), привлекательной и вкусной, но и "здоровой", что, помимо ее экологической чистоты, подразумевает наличие диетических и лечебно-профилактических свойств.

Решение этой проблемы современная пищевая технология связывает с созданием комбинированных продуктов питания, отвечающих всем традиционным и недавно сформировавшимся требованиям к пище. Почти все комбинированные продукты, наиболее типичными представителями которых являются изделия масло-жировой и кондитерской отраслей промышленностг несмотря на исключительное разнообразие химической природы и состава компонентов, представляют собой сложные системы с единой внутренней структурой и общими физико-химическими свойствами. Создание необходимых структуры и свойств возможно только при использовании пищевых добавок с различными технологическими функциями, наиболее важными из которых являются функции, связанные с регулированием консистенции (эмульгаторы, стабилизаторы, загустители, гелеобразователи), увеличением сохранности (консерванты, антиоксиданты) и приданием пище особых полезных свойств (балластные вещества и др.). Обеспечение необходимой совокупности функциональных свойств часто требует комбинирования пищепых добавок. Введение в один продукт ■сразу нескольких монофункциональных добавок влечет за собой повышение их общей концентрации в пищевом продукте, что даже при контроле допустимого уровня каждой из них может повлиять на фактор безопасности.

В связи с этим основные принципы выбора пищевых добавок должны быть связаны с ориентацией на группу безвредных добавок природного происхождения или их синтетических аналогов, наиболее перспективными ш которых являются добавки, обладающие комплексом технологических функций при высокой эффективности действия. В этом случае совокупность всех технологических функций, необходимых для создания конкретного продукта с заданными потребительскими свойствами, будет обеспечена введением максимально ограниченного числа добавок в минимальной концентрации. Однако безопасность должна гарантироваться не только природой добавки, но также методом и приемами ее получения (выделения из природного сырья или синтеза), что предполагает необходимость создания новых экологически безопасных способов, минимизирующих использование химических реагентов. Несмотря на то, что перечень официально раз-

решенных в РФ пищевых добавок включает более 250 наименовании, ассортимент реальной продукции этой группы весьма ограничен, что существенно сдерживает создание нового поколения продуктов питания, отвечающих представлениям современного потребителя о "здоровой" пище. На низком уровне находится научный и практический потенциал в области получения и использования пищевых добавок с комплексными технологическими функциями . Разработка эффективных методов получения и использования таких добавок может в значительной степени продвинуть решение проблемы диверсификации производства, создания новых видов конкурентоспособной продукции, обладающей не только высокой пищевой ценностью, но и другими важными потребительскими свойствами.

В качестве объекта развития этого направлена выбраны пищевые добавки фосфолипидной и полисахарщной природы, отвечающие требованиям пищевой безопасности, отражающие особенности низкомолекулярных жирорастворимых и высокомолекулярных водорастворимых добавок и совместимые с соответствующими компонентами основных видов пищевых дисперсных систем.

Официальным подтверждением актуальности научного направления является его включение в виде отдельных проектов в государственные и республиканские научно-технические программы: ГНТП "Создать новую и усовершенствовать действующую технику и технологию маргариновой продукции, майонезов, растительного масла, растительных белков из шротов масличных культур и пищевых поверхностно-активных веществ" (1985-1990); КНТП Минвуза РСФСР "Продовольствие" (1990); ГНТП "Новейшие методы биоинженерии" (1990-1995); НТП "Ресурсосберегающие технологии и техника производства биологически полноценных пподуктов питания и методов их защиты" (5990 - 1995); РНТП "Научное обеспечение отраслей АПК" (1991-1995: >); инновационная НТП "Создание современных технологических систем для производства пищевых и кормовых продуктов" (1992 - 1995); ГНТПР "Высокоэффектшшые процессы в перерабатывающих отраслях АПК", проект "Пектин" (1990-1995). Кроме того, отдельные аспекты научных исследований являются объектами проектов международного научного сотрудничества с ПО "Хербстрайт унд Фокс КГ' (ФРГ), университетом Хоенхайм в Штутгарте (ФРГ) и Кор-нельскиы университетом (США).

Цель и задача работы. Целью исследований являлась разработка теоретических основ и практических аспектов получения и применения высокоэффективных, безвредных пищевых добавок фосфолипидной и полисахаридной природы с комплексными технологическими функциями для создания различных типов пищевых дисперсных систем, отвечающих требованиям, которые предъявляют к современной пище наука о питании и нншшздуальный потребитель.

В качестве основных пищевых объектов выбраны продукты эмульсионной природы, кондитерские массы и мучные изделия, представляющие различные типы пищевых дисперсных систем.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

^ выбор и обоснование типов пищевых добавок;

разработка ориентированных на промышленную реализацию эффективных экологически безопасных способов получения пищевых добавок фосфолипндной ( синтетические фосфоглицериды-СФГ) и по-лисахаридной (пектины) природы;

^ научное обоснование и создание серии фосфолипидных и по-лисахаридных добавок, в том числе продуктов их модификации с ориентацией на расширение технологических функций этих добавок и потенциальных направлений их использования;

■=> системное изучение состава, структуры и свойств предлагаемых пищевых добавок;

медико-биологические исследования;

разработка методологии и изучение на её основе технологических функций исследуемых пищевых добавок, в том числе их композиций в пищевых дисперсных системах;

научно-теоретическое обоснование и разработка практических рекомендаций по применению исследуемых пищевых добавок в конкретных видах пищевых систем;

на базе теоретических разработок создание технологических способов получения и рецептур новых видов пищевых продуктов различных групп с учетом современных тенденций диетологии;

изучение научно-практических аспектов расширения возможных направлений использования исследуемых добавок.

Цель и задачи работы определили систему и структуру исследований (схема 1, с. 10).

Научная новизна. Разработаны теоретические и технологические аспекты получения и эффективного применения пищевых добавок фосфолипндной и полисахаридной природы, предназначенных для управления технологическими и потребительскими свойствами различных типов пишевых систем, а также технологические основы получения некоторых новых видов продуктов питания.

Впервые создана серия пищевых добавок фосфолипндной природы под наименованием "Эмульгатор ФОЛС"- синтетический аналог природных фосфолипидов, разрешенный Минздравом РФ в качестве добавок к пищевым продуктам и косметическим препаратам. С использованием современных методов и техники липидологии определены состав комплекса синтетических фосфолипидов и строение отдельных фракций, подтверждающие соответствие синтетических структур природным.

Получены данные о более высокой, по сравнению с природными фосфолипидами, поверхностной активности СФГ и предложено научное обоснование выявленных отличий.

Установлено, что в пищевых системах эмульсионной природы синтетические фосфолипиды проявляют технологические функции эмульгаторов и стабилизаторов прямых и обратных эмульсий, а также антимикробные и антиоксидантные свойства. Впервые показано, что проявление синтетическими фосфолипидами комплекса технологических функций определяет реальность создания эмульсионных продуктов (маргаринов, майонезов, соусов) нового поколения, в котором соответствие принципам диетологии (в частности, создание низкокалорийной продукции) достигается при минимуме количества и концентрации пищевых добавок.

Научно обоснована и предложена не содержащая холестерина комбинация синтетического фосфолипидно-белкового комплекса с пищевым гидроколлоидом, проявляющая технологические функции эмульгатора, стабилизатора и загустителя и обеспечивающая полную замену яичного порошка в майонезных эмульсиях.

Разработаны основные принципы создания гидрофильной модификации синтетических фосфолипидов, определяющие перспективы их использования в пищевых системах с водной дисперсионной средой.

Теоретически и экспериментально обосновано проявление синтетическими фосфолипидами технологических функций эмульгирующих солей.

Впервые получены данные об антиокащантной активности СФГ в виде поверхностных покрытий алюмосиликатной (цеолиты) и целлюлозной матриц, что послужило научным обоснованием для создания новой серии сорбентов с антиоксидантнои активностью.

Показала высокая эффективность действия синтетических фосфолипидов в структурированных дисперсных системах, технологические функции СФГ в которых зависят от особенностей конкретной дисперсной системы.

Данные, полученные на модельных системах, и воспроизведенные на реальной структурированной дисперсной системе, в качестве которой была использована шоколадная масса, показали, что СФГ являются эффективным поверхностно-активным веществом, адсорбция которого на межфазной границе позволяет регулировать структурно-механически е свойства системы, что обеспечивает возможность управления технологическим процессом ее приготовления.

При изучении технологических функций СФГ в хлебе установлено их позитивное влияние на качество изделий из пшеничной муки.

В опытах на различных биологических объектах впервые установлено физиологическое действие синтетических фосфолипидов, свя-

занное с повышением перевариваемости белков, жиров и углеводов, что проявляется в виде эффекта стимуляции роста.

Впервые на различных растительных объектах изучена реакционная способность по отношению к биополимерам углеводной природы новых реагентов, полученных путем электрохимического синтеза из разбавленных водных растворов неорганических солей (ЭХС-реагентов) в электрохимических реакторах типа РПЭ.

Установлен эффект гидролитического действия и выявлены основные закономерности регулирования этого эффекта путем гоме-нения технологических параметров новых гидролизующих агентов в кислотной области значений рН.

Теоретически и экспериментально обоснована технологическая эффективность использования новых электрохимически синтезированных реагентов в реакциях гидролиза гшшозндиых и сложноэфир-ных связей для извлечения и модификации пектинов. Исследованы кинетические закономерности прор"ссов гидролиза гликозидных и сложноэфирных связей в молекуле пектина под действием новых гид-ролгоутощих агентов с кислотными значениями рН. Научно обосновано создание нового поколения реагентов, полученных электрохимическим синтезом из разбавленных растворов щелочных и щелочноземельных металлов, состав и свойства которых можно регулировать в широких пределах путем изменения режимов электрохимического синтеза, а также состава и соотношения исходных солей.

На основе обобщения теоретических и экспериментальных данных сформулирована новая концепция обеспечения экологической безопасности технологических процессов, основанная на новом подходе к выбору и получению гидролизующих, экстрагирующих и других агентов.

Впервые изучены многофакторные зависимости изменения молекулярной массы и степени этерификации пектина под действием новых гидролизующих агентов. На их основе создана математическая модель процесса деэтерификации, позволяющая получать модифицированный пектин с заранее заданным!! свойствами.

Получены некоторые новые данные о технологических функциях пектинов в пищевых эмульсионных п структурированных дисперсных системах, в том числе в комбинации с синтетическими фосфоли-пидами.

Предложена новая желирующая добавка для получения гелеоб-разных продуктов, з том числе продуктов диетического назначения.

Практическая значимость и реалшашш ргзультатоз работы. Разработан простой, ориентированный на промышленную реализацию способ получения синтетических фосфоглицеридов (А.С. 925961), позволивший создать серию пищевых добавок "Эмульгатор ФОЛС" комплексного действия.

С пищевыми добавками серии "Эмульгатор ФОЛС" разработаны:

0 способ получения шоколадной глазури, обеспечивающий экономию более 6 % какао-масла благодаря снижению ее эффективной вязкости при введении 0,3 - 0,4 % эмульгатора ФОЛС (A.C. 1192189), и рецептура жировой глазури (A.C. 1472038);

0 столовый маргарин, содержащий масляный раствор 0,05 % СФГ и отличающийся повышенной питательной ценностью (усвояемость жира 74,0 - 75,5 %) и антнразбрызгивающей способностью (коэффициент разбрызгивания 0,3 - 2,5 %) при стабильной форме брикета за счет повышенных структурно-механических свойств (A.C. 1717068);

0 мяисий маргарин 60 %-ной жирности с эмульгатором ФОЛС, введение которого позволило повысить качество продукта при снижении расхода эмульгатора (A.C. 1687212);

0 способ производства низкокалорийного маргарина с эмульгатором ФОЛС-3 (A.C. 1632407), обеспечивающим улучшение органо-лептических и физико-химических показателей продукта;

0 способ получения корма для рыб, введение в который 0,075 -0,15 % эмульгатора ФОЛС позволяет повысить переваримость и усвояемость корма на фоне снижения его стоимости (патент РФ 1550650);

0 способ получения сорбента с антиоксидантной активностью путем специальной обработки матрицы синтетическими фосфолппи-дами (A.C. 1790999).

С синтетическими фосфоглицеридами в комбинации с пектином разработан новый способ получения эмульсии, обеспечивающий возможность получения ассортимента продуктов эмульсионной природы различной жирности и вязкости (майонезов, соусов), не содержащих холестерина и предназначенных для диетического питания (решение о выдаче патента РФ по заявке 94043199).

При исследовании реакционной способности нового поколения реагентов, полученных электрохимическим синтезом, разработан ряд способов, основанных на гидролитических превращениях полисахаридов растительного сырья и имеющих самостоятельное практическое значение в аспекте интенсификации технологических процессов пищевых производств (A.C. 1279235,1465458, 1489175,1629319).

На базе концепции обеспечения экологической безопасности технологических процессов разработан способ извлечения пектинов из растительного сырья с использованием для гидролиза протопектина реагентов, которые, наряду с повышением экологической безопасности, позволяют упростить процесс и повысить выход высококачественного целевого продукта (заявка на патент РФ 94042493).

С использованием нового метода гидролиза разработаны:

0 способ получения пищевого желирующего полуфабриката, ха-

растеризующегося повышенной пищевой ценностью и увеличенными сроками хранения (A.C. 1324628);

0 способ получения жидкой желирующей добавки, отличающейся высокой желирующей способностью и минимальным содержанием сопутствующих веществ (заявка на патент РФ 94042494).

На основе новой жидкой желиру мцей добавки созданы рецептуры гелеобразных продуктов, в состав которых входят жидкие сахаристые вещества.

Разработаны новые технологические способы получения сахаристых веществ (глюкозного, глюкозно-фруктозного и фруктозного сиропов) с использованием нового поколения гидролизующих агентов (A.C. 1347468, 1595518, 1629319).

По основным разработкам составлена и утверждена в установленном порядке нормативно-техническая документация. Разработанные способы и рецептуры апробированы в опытных и опытно-промышленных условиях. Отдс;и ->ые разработки освоены промышленностью, включены в отраслевые методические рекомендации.

Теоретические положения работы включены в основные учебные курсы "Органическая химия" и "Пищевая хи,мня", а также элективные курсы "Пищевые добавки" и "Химия гетерополисахарндов" для студентов технологических специальностей. Методические приемы, отработанные в рамках выполненного исследования, включены в Методические указяния к выполнению лабораторных работ по курсу 'Пищевая химия" и в лабораторный практикум по курсу "Органическая химия" и используются в учебном процессе.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих симпозиумах, конгрессах, конференциях, совещаниях и коллоквиумах: Всесоюзная конференция "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания" ( Москва, 1984); Всесоюзное совещание "Синтез и применение пищевых добавок"(Могилев,1985); Пятая Всесоюзная научно-техническая конференция "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов" (Москва, 1985); Всесоюзная научная конференция "Разработка и совершенствование технологических процессов, машин и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания" (Москва, 1987); Второе совещание по электрохимической активации сред (Казань, 1987); Седьмая Всесоюзная конференция "Поверхностно-активные вещества и сырьё для их производства" (Шебекино, 1988); Научна сссия "Научните изеледвания и техноло-гнчният трасфер-фактори за обновление на ХВП" ( Пловдив, 1988, Болгария); Третья Всесоюзная. научно-техническая конференция "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания" (Москва, 1988); Третий Научный семинар "Превращения дре-

весины при энзиматическом и микробиологическом воздействиях" (Рига, 1988); Четвертая Всесоюзная научно-техническая конференция "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья" (Москва, 1989); Второй симпозиум по экологии и биохимии рыб ( Ростов Великий, 1990); Международный семинар "Food additives of natural origin" (Пловдив, 1989, Болгария); Всесоюзный семинар по коллоидной химии и физико-химической механике пищевых дисперсных систем (Москва, 1989); Всесоюзный семинар МТИПП по пищевой химии ( Москва, 1990, 1991); Вторая Сибирская конференция по метрологическому обеспечению аналитических методов в сельском хозяйстве (Новосибирск, 1990); Всесоюзная конференция "Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах" (Могилев, 1990); Всесоюзная конференция "Микробиологические процессы ..ри промышленной переработке сельскохозяйственного сырья" (Пущино, 1990); Всесоюзная конференция "Химические превращения пищевых полимеров" ( Калининград, 1991); Всесоюзная научно-практическая конференция "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем страны" (Ташкент, 1991); Четвертая Всесоюзная научно-техническая конференция "Разработка комбинированных продуктов питания" (Кемерово,1991); Всесоюзная научно-практическая конференция "Современные методы контроля и качества окружающей среды и пищевых продуктов" (Краснодар, 1991); Всесоюзная научно-техническая конференция "Совершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок" (Киев, 1991); Третий научно-технический семинар " Электротехнология пектиновых веществ" (Киев, 1992); Седьмая Всесоюзная конференция по биохимии рыб (Петрозаводск, 1992); Междунаоодный симпозиум "Aktueller Stand und Trends in der LebensmiUcUechnologie" ( Штутгарт, 1992, Германия); Научно-практическая конференция " Научно-технические проблемы производства пектина" (Москва, 1992); Всесоюзная конференция "Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине" ( Москва, 1992); Научно-техническая конференция "Научные проблемы при производстве и применении пектина" (Кишинев, 1992); Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности"(Москва, 1994); Российско-германский научно-практический семинар "Пектины: структура, свойства, применение в медицине" (Москва, 1994); Международный научно-практический семинар "Современное состояние производства пектинов и их применение в пищевой промышленности" (Москва, 1995).

Результаты научных разработок экспонировались на российских и международных выставках; ВДНХ СССР ( 1988 - серебряная медаль за экспонат "Эмульгатор ФОЛ С", 1989 - серебряная медаль за экспонат "Пектин модифицированный", 1990 - диплом за экспонат "Новое

поколение маргаринов в СССР"), международная выставка "Российская Академия'' (Москва, 1992) , международная выставка "Научно-исследовательские работы вузов по приоритетным направлениям науки и техники" ( ФРГ, 1992), отчётные выставки Миннауки "Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК" (Москва, 1992, 1994), отчётная выставка Госкомвуза РФ "Инновационная деятельность высшей школы" перед Правительством России в Доме Правительства ( Москва, 1995). Отдельные разработ"! включены в сборники завершенных работ Миннауки РФ.

Публикации. Диссертация изложена в форме научного доклада, обобщающего 96 публикаций, в том числе 19 авторских свидетельств и патентов РФ на изобретения. Всего по материалам диссертации опубликовано более 100 работ.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Представленная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором в качестве научного руководителя, «»руководителя или ответственного исполнителя в период с 1976 по 1995 гг. (всего 15 проектов, заказ-нарядов и хоздоговорных работ).

Основные этапы работы выполнены на кафедре органической химии при совместном руководстве с д.т.н., проф. Нечаевым А.П.

Работы в области получения и применения пектинов проводились в рамках проекта ГНТПР "Пектин" (руководитель проекта -академик Тужилкин В.И.).

Исследования по применению электрохимически синтезированных растворов в пищевых технологиях, связанных с переработкой растительного сырья, выполнены при совместном руководстве с д.т.н., проф. Калунянцем К.А.

Различные разделы работы выполнялись в ПНИЛ биотехнологии пищевых продуктов, на кафедре " Процессы ферментации и промышленного биокаталта"( д.т.н., проф.Гернет М.В.) и на кафедре "Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств" ( д.т.н., проф. Пучкова Л.И.) МГАПП, а также в лаборатории шоколадного производства ВНИИ кондитерской промышленности, НПО "Маслож. ,)пром" (Санкт-Петербург), МФ ВНИИЖ, ВНИИТИ птицеводства, ВНПО по рыбоводству, НПО "Углич", научно-исследовательском центре ПО "Хербстрайт унд Фокс КГ" ( Нойен-бюрг, Германия).

Отдельные этапы исследований выполнены в качестве руководителя и соруководителя диссертационных работ, защищенных Ливин-ской С.А., Бетевой Е.А., Челидзе Ж.З. и подготовленных к защите Месяц Е.А., Родиной Т.В., Иныговой Л.Г.

1. СТРУКТУРНАЯ СХЬМА ИССЛЕДОВАНИИ

низкомолекулярные

к-

Кг

Пищевые добавки

О

синтетические фосфолипнды (эмульгатор Е 442)

О г

выбор и обоснование

О ~

серия "Эмульгатор ФОЛС"

разработка способов получения

О

Исследование состава, структуры свойств; медико-биологические исследования

- эмульгаторы

- эмульгирующие соли

- стабилизаторы

- рязжнжители -улучшнтели хлеба • консерванты

- антноксиданты

- физиологически активные вещества

С£Е

учение технологических функций

V

С*

высокомолекулярные

пектины ( В 440 )

О

модифицированные пектины и пектинопродукты

2

- стабилизаторы

- загустители

- гелеобразователи

- пищевые волокна

Медицинские препараты ^ Разработка технологических способов получения и рецептур ^ Кор

| Пшцевые | э о дусту

маргарины майонезы,соусы плавленые сыры шоколадная глазурь мучные изделия гелеобразные продукты

2.1. Разработка теоретических и практических основ получения

и применения пищевых добавок фосфолипидиой природы

В группу пищевых добавок, использование которых связано с изменением консистенции продукта, входят эмульгаторы, стабилизаторы, загустители и студиеобразователи. К наиболее эффективным пищевым добавкам этой группы относятся растительные фосфолипн-ды (ФЛ). Спектр свойств ФЛ обусловливает большие потребности пищевой промышленности в этих соединениях и необходимость значительного увеличения их производства, что зависит от объемов мас-лодобывания. В последние десятилетия за рубежом в технологии ряда пищевых продуктов, наряду с фосфолипидами, выделенными из природных источников, начали использоваться их синтетические аналоги, переход к которым полностью исключает указанную выше зависимость.

К преимуществам синтетических аналогов следует также отнести более высокую эффективность действия, чистоту препаратов, повышенную устойчивость к процессам гидролиза и окисления. В отличие от природных, синтетические фосфолнпиды, применяемые в пищевой промышленности, не содержат в молекуле азотистых оснований и представляют собой смесь солевых форм различных фосфа-тндных кислот с неполярными липидами.

Промышленность зарубежных стран выпускает синтетические фосфолнпиды под различными фирменными наименованиями : эмульгатор "СЬоу15" (США), эмульгатор "У»" (Англия), эмульгаторы "КМ", "ЯМН" (Чехия) [ 2].

В номенклатуре пищевых добавок Европейского Союза синтетические фосфолнпиды зарегистрированы под названием аммониевые фосфаты и имеют код "Эмульгатор Е 442".

Несмотря на значительные успехи фундаментальных исследований в области синтеза глицерофосфолипидов, промышленной технологии получения синтетических фосфолипидов до настоящего времени в России не было.

2.1.1. Разработка технологии получения синтетических фоефоглнцерцдов ¡1 изучите химического состава получениях продуктов

В основе способа получения синтетических фосфоглицеридов лежит фосфорилирование (образование фосфоэфирных связей) неполных глицеридов ( моно-, диацилглицеринов или их смесей ), которые могут быть выработаны из химического или пищевого сырья. В настоящей работе исследовались обе схемы, каждая из которых имеет свои особенности.

Классический подход к синтезу сложноэфирных глицерофосфо-

липидов предполагает первоначально создание 1,2-днацилглицерино-вой (1,2-диглидериднон) структуры, а затем ее фосфорилирование.

Несмотря на многочисленные работы в области синтетической химии фосфолипидов, трудно выделить универсальный метод, соответствующий условиям промышленного синтеза.

При разработке ориентированного на производственную реализацию способа с учетом химических свойств и реакционной способности эпоксисоединеннй [ 12, 13 ] предложен трехстадийный процесс синтеза СФГ из эпнхлоргидрина (ЭХГ) и высших жирных кислот (ВЖК), включающий получение глиццциловых эфиров (ГЭ), их взаимодействие с ВЖК с образованием диглицеридов (ДГ), фосфорилирование ДГ с последующей нейтрализацией образовавшихся кислотных форм [ 20, 34 ]:

СН2-СН-СН:С/ КСОО^а, ктл СНг_ сн . СН2ОСОЯ КСООН^

V V

СН2- ОСОЙ. СНг- ОСОЛ

9Н - ОН + СН - ОСОЯ

сш-скхж ' сн2-он

СН2- осоя

СН- осой 1 р

СН2- о- Р- он Ън

Ша.

СН2- OCOR СН - осоя

1 .я

СН2- о- Р- он

чокн4

Для контроля за ходом синтеза, качетвом полупродуктов синтеза и целевого продукта использовали различные аналитические методы: газо-жидкостную, тонкослойную, колоночную хроматографии, спектральный и элементный анализы и др.

Каждая из перечисленных стадий потребовала самостоятельного рассмотрения.

Серия опытов по оптимизации способа получения ГЭ была связана с поиском эффективного катализатора, который мог бы заменить токсичные и дорогостоящие соли четвертичных аммониевых оснований, обычно применяемые в органическом катализе реакции между эпнхлоргидрином и солями ВЖК. В качестве такого катализатора был апробирован ряд анионобменных смол, аналогичных по функциональным группам гомогенным катализаторам (табл.1).

По результатам исследований предложен синтез глицидиловых эфиров ВЖК в условиях гетерогенного катализа сильноосновными анионитами (АВ-17, АВ-17Д), высокая эффективность и селективность каталитического действия которых позволяет упростить технологию получения ГЭ [ И, 24 ].

1. Влияние типа катализатора на процесс синтеза глициднлолеата

Катализатор Активные Обмен- Время Степень Выход Содер-

группы ная син- превра- целе- жание

емкость теза, щения вого глици-

мг- час олеата про- дил-

экв/г натрия, % дукта, % олеата, %

Гетерогенные

макропо-

ристые: АВ-171 -ыби 4,9 1,5 98,0 78,0 80,0

АНТ-511 -N(80%), 6,6 0,3 98,0 76,0 78,0

АН-221 =n4 =КН,-КН2 5,4 1,5 96,0 77,0 70,0

Гетерогенные

гелевые:

АВ-17 -n114 4,8 1,5 98,5 89,0 90,0

АВ-17Д 4,3 1,5 98,5 90,0 91,0

АН-22 4,9 0,5 96,0 33,0 34,0

Гомогенный:

бензилтри- - - 0,5 98,0 89,0 ■ 90,1

метиламмо-

ннй бромид

При разработке метода синтеза диглицеридов, приемлемого для промышленного использования, на основании данных о кинетике взаимодействия между гшщидилолеатом и олеиновой кислотой в при-сутстБИи калиевых и натриевых солей различных ВЖК было установлено, что их каталитическая активность определяется, главным образом, природой катиона соли и практически не зависит от природы жнрнокислотного аниона. Наиболее эффективными оказались калиевые соли ВЖК, которые предложены в качестве катализатора реакции.

На основании результатов детального изучения кинетики взаимодействия глициднлолеата с олеиновой кислотой в присутствии катализатора стеарата калия определены оптимальные условия синтеза: температура реакции 125°С, количество катализатора- 0,1 моль на моль ВЖК, продолжительность реакции - 1,5 ч. Характеристика ДГ, синтезированных в этих условиях, представлена в табл.2.

Таким образом, разработанная схем.. синтеза неполных аци-лглицеринов из эпихлоридрина и ВЖК позволила получить продукт, представляющий собой преимущественно днацилглнцерины ВЖК. Достоинствами предложение т технологии являются простота и доступность метода синтеза ДГ, возможность получения диацилглице-

Основные характеристики диглицсрилов олеиновой кислоты

групповой состав Содержание, %

МГ ДГ ВЖК ТГ ЭПГ

4,7 79,1 5,1 6,0 5,1

физи- т.пл., числа

ко-хн- °С кис- омы- гидро- пере-

мичес- лотное, ления, ксильн., кпсное,

кие мг мг мг %, Л:

пока- КОН КОН КОН

затели 12,5 3,8 175,9 96,0 0,4

МГ - моноглицериды, ТГ - триглицериды, ЭПГ эфир полиглицернна

ринов разнообразного жирнокислотного состава как одно-, так и разнокислотных. Ключевой стадией в синтезе глицерофос-фолипидов является стадия образования фосфоэфирных связей. Сложность и много-стадийность известных методов направленного построения фосфоэфирных связей при синтезе аналогов природных соединений конкретной структуры вынуждает на практике отказаться от специфических приемов фосфорилирования и идти по пути использования упрощенных неселсктнвных методов, исключающих образование индивидуальных соединений. Наибольшее развитие и практическое применение при производстве коммерческих препаратов синтетических фосфолипидов получило фосфорнлирование фосфорным ангидридом ( Р2О5), который обладает высокой реакционной способностью и позволяет синтезировать фосфорилированный продукт по простой технологической схеме.

При разработке метода фосфорилирования фосфорным ангидридом диглицеридов, полученных из эпихлоргидрина и ВЖК, использовали следующие исходные данные:

п ДГ, синтезированные на основе эпихлоргидрина, по данным хроматографического и спектрального анализов, представляют собой смесь 1,2- и 1,3 - диацилглицеринов в соотношении 1:2,0 - 1:2,5, которые различаются реакционной способностью гидроксильных грз'пп в положениях 1 и 2;

° наличие в молекулах ДГ длинных гидрофобных остатков ВЖК экранирует гидроксильные группы, особенно в положении 2, что значительно затрудняет фосфорнлирование;

п в условиях фосфорилирования ДГ, осуществляемого в кислой среде при нагревании, возможно диспропорционнрование неполных ацнлглицеринов по схемам:

2(1-МГ) о 1.3-ДГ+ Гл"; 2ДГ о ТГ + МГ; (» глицерин )

° наличие в молекулах ДГ реакционноспособной сложноэфирной группы не исключает в условиях фосфорилирования мшрапии ациль-ных остатков и гидролиза сложноэфирных связей.

Детальное изучение процесса фосфорилирования ДГ фосфорным ангидридом показало, что оно осуществляется с участием воды, количество которой зависит от соотношения ДГ: Р2О5 (табл.3).

3. Влияние условий синтеза на состав продукта фосфорилирования

Соотношение ДГ: Р2О5, моль Количество воды, моль/моль Р2О5 Продолжительность фосфорилирования, ч Содержание, % отн.

ФГ ДГ ТГ ВЖК

3 :1 - 3,5 8,5 77,5 8,6 5,0

2 : 1 1 2,5 48,5 28,3 19,0 4,2

1 : 1 2 3,0 56,9 16,7 22,0 5,6

1 : 1 1 1,5 80,0 1,6 13,9 4,0

Оптимальным является введение одного моля НгО на каждый моль Р2О5. При большем ее количестве происходит увеличение концентрации фосфорных кислот, способствующих диспропорционирова-шпо ДГ и гидролизу ацилглицеринов. Экспериментально показано, что при фосфорилировании ДГ, содержащих около 80% основного вещества, количество фосфорного ангидрида может быть снижено до 0,7 моль на моль ДГ, что при практически тех же результатах синтеза позволяет сократить расход Р2О5.

Изменение концентраций исходных веществ и продуктов синтеза в процессе реакции, представленное на рис.1, подтверждает различную реакционную способность 1,2- и 1,3-ДГ: содержание 1,2- ДГ в реакционной массе в процессе фосфорилирования уменьшается значительно быстрее; при этом соотношение изомеров в равновесной смеси сохраняется, что указывает на вероятность образования фос-фоэфирной связь преимущественно по первичной гидрокеильной группе. Результаты хроматографического анализа подтвердили образование преимущественно З-О - ироиз-

-8-1,2 -ДГ -х-МГ -•-1,3-ДГ -А-ФГ -о-ЭПГ -д-тг и

г

V /

X Ч

■— —9_ __

ю

20

30

<0 50

60 ^мин

Ргс. 1. Относительное изменение концентраций компонентов реакционной смеси в зависимости от времени синтеза

водных диацилглицеринов.

Относительное повышение концентрации ТГ в реакционной массе подтверждает, что фосфорилирование диацилглицеринов сопровождается их диспропорционнрованием (рис. 1). Опыты по оптимизации температуры фосфорилирования показали, что для снижения степени диспропорционирования ДГ температуру реакции необходимо поддерживать в интервале 105-110°С. Учитывая, что при низких температурах взаимодействие Р2О5 с ДГ протекает медленно и наличие в зоне реакции воды приводит к простому гидролизу ангидрида, необходимо постепенно вводить воду в реакционную массу, нагретую до 80-85°С. С учетом экзотермического характера фосфорилирования скорость подачи воды должна обеспечить поддержание температуры реакции в оптимальном интервале.

Завершающим этапом синтеза фосфогягщерцдов является их нейтрализация газообразным аммиаком. Спектральные исследования показали, что продуктами взаимодействия кислотных форм СФГ с аммиаком являются кислые соли с прочной водородной связью в ионной паре, структура которых может быть представлена общей формулой

«Р +

R-O- Р'^'О... HNH3 ^ОН

Результаты исследований по разработке способа синтеза фосфо-рилированных глицеридов ВЖК ( A.C. № 925961) послужили основой для создания технологического регламента на получение комплекса синтетических фосфолнпидов под наименованием "Эмульгатор ФОЛС" (ТУ 6-09-5175-84). Выпуск эмульгатора ФОЛ С на основе химического сырья освоен на Ереванском заводе химических реактивов в 1984-1986 гг.

Вторая схема получения СФГ основана на модификации пищевых поверхностно-активных веществ глицерцдной природы.

В отличие от синтетеческих ДГ, неполные ацнлглицерины, вырабатываемые из пищевого сырья на Нижегородском масложировом комбинате, представляют собой либо дистиллированные моноглице-риды стеариновой кислоты (С|8°) - МГД (ТУ 10-04-02-42-89) с массовой долей МГ не менее 90%, либо смесь moho-, диглицеридов ВЖК ( Cíe0, С,8°, С«', Cm2) - МГМ ( ТУ 10 РСФСР 892-91).

Особенности группового состава указанного сырья потребовали проведения дополнительных исследований на стадии их фосфорилирования.

Как показали результаты исследований по фосфорилированию МГМ (табл.4), максимальное относительное содержание фосфоргли-церидной фракции при практически полном превращении исходных ацилглицеринов достигается в случае эквимолярного соотношения исходных реагентов. Увеличение содержания в составе продукта фосфорилирования фракции ТГ подтверждает факт диспропорционирования

Анализируемый образец Групповой состав, % отн.

ФГ МГ ДГ ТГ ВЖК

мгм - 40,6 50,4 9,0 -

ФМГМ при МГМ: Р2О5, моль

1,00 :0,75 49,0 7,0 19,7 21,1 3,2

! ,00 :0,85 61,5 2,2 10,7 22,7 2,9

1,00: 1,00 72,4 - 2,7 23,1 1,8

4. Групповой состав исходных глицерндоз неполных

к продутой их фосфорнлировагша ацилглице-

ринов, которое в смеси МГ и ДГ, при прочих равных условиях,протекает более интенсивно, чем в гли-церидах, состоящих преимущественно из ДГ.

Известные отличия процесса диспропорционирования моноаци-лглицеринов обусловили необходимость дополнительного изучения условий взаимодействия МГД с фосфорным ангидридом в присутствии воды. Исследования по оптимизации процесса фосфорнлиро-вания МГД показали, что в условиях эксперимента реакции их фосфо-рилирования и диспропорционирования являются конкурирующими и при одинаковых прочих параметрах процесса ( температура и последовательность загрузки неорганических реагентов) зависят от соотношения исходных реагентов. В условиях недостатка фосфорилирую-щего агента ( 0,5 моль Р2О5 / моль МГД) преобладающим является процесс диспропорционирования, изменение соотношения исходных компонентов в сторону увеличения РгСЬ приводит к увеличению степени фосфорилирования с одновременным уменьшением содержания

продуктов

5. Групповом состав МГД и продуктов ; " • фосфорилирования

их

диспропорционирования (табл.5). Изучение влияния температуры реакции на степень фосфорилирования при различных концентрациях фос-форилируго-

щего агента показало, что при низких концентрациях Р2О5 увеличение температуры приводи» к повышению степени фосфорилирования, а при высоких - к понижению (рис. 2). Очевидно, в первом случае

Исследуемый образец Групповой состав, % отн.

ФГ МГ ДГ ТГ 1 ВЖК

МГД - 87,5 1,4 11,1 1 -

ФМГД при МГД : Р:05, моль

1,0:0,5 24,1 - 40,8 35,1 | -

1,0:0,7 Гб9,9 - 13,7 25,7 0,7

1,0 : 1,0 75,0 | - 7,6 1, ,4 -

процесс фосфорилиро-вакия находится в кинетической области, а процесс диспропор-ционнрования - в термодинамической , а во втором - наоборот: следовательно, для обеспечения максимального содержания фос-фоглицеридной фракции при минимальном количестве продуктов диспропорциониро-вания процесс фосфо-рнлирования необходимо вести при температуре расплава МГД, равной 85°С. Аналогичные выводы были сделаны в серии опытов по фосфорилированию смеси МГМ и МГД при их эквимолярном соотношении, выбор которого предусматривал формирование заданных физико-химических свойств при создании таблетированной формы продукта [ 41 ]. Хрома-тографический анализ группового состава фосфоглицеридной фракции синтезированных продуктов показал, что она включает шесть основных компонентов, представляющих собой различные моно- или диэфиры фосфорной кислоты с глицерином, моно- и днацилглицери-нами (табл.6), нейтрализованные амми-жом по свободной гидро-ксильной группе.

Состав фосфоглицеридной фракции продуктов, синтезированных из рахтичного сьфья, представлен в табл.7. Установлено, что в условиях эксперимента взаимодействие моно- и диацилглицеринов с фосфорным ангидридом приводит к образованию преимущественно фосфомоноэфнрной связи: основным продуктом фосфорилирования всех образцов неполных ацилглицеринов является фосфатидная кислота, относительное содержание которой составлет 65-72% (табл.7).

Другими структурами с фосфомоноэфнрной связью, которые обнаружены в составе продуктов фосфорилирования ацилглицеринов, являются лизофосфатцдная кислота и глицерофосфат, образовавшийся при фосфорилировании глицерина- продукта днепропорциониро-вания МГ.

Наряду со структурами, содержащими фосфомоноэфирную связь, в составе фосфоглицеридной фракции обнаружены соединения с фос-фодиэфирнои связью. К ним относятся симметричные ( лнэобисфосфа-тидная и бисфосфат!Ш!ая кислоты) и несимметричный (семилизо-

0,5 0,7 1,0

Количество Р2О5, моль/моль МГД Рис.2. Изменение степени фосфорилирования МГД различным количеством Р2О5 в зависимости от температуры

бисфосфатидная кислота) диэфиры фосфорной кислоты, общее содержание которых в продуктах синтеза обычно не превышает 22%.

6. Структуры фосфоглнцеридоз, входящих в состав ф о с ф с гл I:!.'ер ■ 'Д!; о й фргкаиз

Структурная формула Мол.масса* Название

СН2ОН но-1-н ,р СН:0-Р(0Н)2 172 глицерофосфат

СНзОССЖ но-1-н р СН20-Р(0Н ъ 433,2 лизофосфатид-ная кислота

СН2ОС ОН 11ССО-|-Н р СН20-Р(0Н)2 702,4 фосфатидная кислота

СНзОСОИ СНгОСОП но-|-н 9" н—|—он СНгО - Р(0)-0СН2 773,4 лизобисфосфа-тидная кислота

СНгОСОИ СНгОСОЯ иосо-!- н о" н-[-он СНзО - Р(0)-0СН2 1042,6 семилизобис- фосфатидная кислота

СНгОСОИ СНгОСОР. ИОСО-|- Н О" Н-|~ОСОИ СНгО — Р(0)-0СН2 1306,8 " бисфосфатидная кислота

* Рассчитано для К СпНзз.

Как показало детальное изучение процесса фосфорилирования ацилглицеринов фосфорным ангидридом, общие закономерности построена различных фосфоглнцеридных структур сохраняются независимо от состава исходных глицервдов и приводят к образованию продуктов синтеза, представляющих собой аналоги природных соединений сходного химического состава с незначительными колебаниями в содержании отдельных фосфоглицервдов.

Таким оВразо.и, па основании результатов исследований разрс5о-тан общий метод получения синтетических фвсфоглицеридов т различного глицеридного сырья, ориентированный пя промышленную реализацию и позволяющий по простой технологической схех-г* получали целевые продукты, содержащие 60-80% фосф оглицер и ¿ной фракция, в со-

стаз которой входят е виде кислых аммониевых солей фосфатидная кислота и небольшое количество лизо-, лизобис-, селшлизо- и бисфос-фатидной кислот - аналогов природных соединений.

7. Групповой состав фосфоглнцеридпон фракции продуктов, синтезированных из различного сырья

Исходное Фосфо- Групповой состав фосфоглицеридной

сырье глице- фракции, % отн.

ридная глице- лизо- фос- лизо- семили- бис-

фрак- рофос- фос- фатид- бисфос- зобис- фа-

ция, фат фатид- ная фатид- фатид- тид-

% отн. ная к-та ная ная ная

к-та к-та к-та к-та

ЭХГ + ВЖК 80,5 3,0 7,5 67,5 3,6 9,0 9,4

МГМ 72,4 6,9 8,1 72,2 6,3 1,4 5,1

МГД 75,0 3,4 12,0 65,3 7,8 3,1 9,4

МГМ+МГД

(1:1) 61,0 2,3 9,6 72,1 4,1 1,9 10,0

Синтезированные продукты полностью соответствуют спецификации ВОЗ-ФАО синтетических фосфолипидов - "Эмульгатор Е 442".

2.1.2. Медико-биологичсскис исследование синтетических фосфорглнцеридоз

По данным биохимических исследований синтетические фосфо-глицериды нетоксичны, подвергаются биотрансформации подобно другим липидам и быстро всасываются в кишечнике в присутствии жиров; при этом фосфор, как из фосфатидных кислот, так и из орто-фосфатов, превращается в неорганический фосфат, который включается в фосфатидный и фосфолипидный пулы ( Feuer J. и др., 1967). Объединенный комитет ВОЗ-ФАО рекомендует использовать аммониевые соли фосфатидных кислот в качестве пищевой добавки при допустимой суточной дозе потребления человеком (ADI) 0-15 мг/кг массы тела.

Принимая во внимание, что технология СФГ предусматривает их получение не только га пищевого, но и го химического сырья, а также то, что Госкомсанэпиднадзор РФ не рассматривал вопрос об использовании эмульгатора Е 442 в отечественной пищевой промышленности, в Институте питания были проведены специальные медико-биологические исследования СФГ в условиях, адекватных 10СК250 -кратной аггравации доз их возможного поступления в организм человека [19 ]. По результатам неоднократных испытаний (1984, 1990, 1992) сделано заключение о безвредности СФГ и даны рекомендации

по их испо:п,зованшо. Госкомсанэпиднадзор РФ разрешил применение этого препарата в качестве пищевой добавки (табл. 8) в рецептурных количествах, удовлетворяющих условию потребления в соответствии со значением А01: в шоколадных изделиях - до 0,5, в маргариновой проду кции - до 1,0%.

Учитывая опыт использования природных ФЛ в косметологии, в "Институте красоты" проведена экспериментальная апробация СФГ в качестве эмульгатора для косметических средств (1993 г.). По результатам комплекса морфологических, биохимических и гистологических исследований установлено, что СФГ безвредны, при длительном накожном применении не проявляют раздражающего и аллергизирую-гцего действия и могут использоваться в косметических средствах в концентрации до 5%.

Итогом работы явилось создание серии продуктов под общим наименованием "Эмульгатор ФОЛ С" ( табл. 8), различающихся жир-1юкислотпш1 (ЖКС) и глицеридт"1 (ГС) составами, что позволило, ориентируясь на различные направления использования, значительно расширить технологические функции комплекса СФГ.

2.1.3. Исследование новерхностно-акитных и некоторых

функциональных свойств снитстичсскнх фосфоглнцсридов

Эмульгатор ФОЛС представ.чяет собой комплекс соединений дифильнон природы ( см. табл. 6). Гидрофобная часть молекул этих соединений представлена ацилами высших жирных кислот, которые мо1ут различаться молекулярной массой и степенью насыщенности, а полярная - фосфорнокислой группой, содержащей азот и соединяющейся с гидрофобными радикалами через связующее звено глицерина. Расчетные значения гидрофилыю-липофильного баланса СФГ лежат в пределах 4-5.

Структурные отличия молекул синтетических фосфоглнцсридов от природных обусловливают их повышенную гидрофилъность, которой при использовании природных фосфолипидов добиваются путем химической или ферментативной модификации.

С особенностями состава и строения синтетических фосфоглице-ридов связаны их выраженные поверхностно-активные свойства, проявляющиеся в изменении фазовых и энергетических взаимодействий на границах раздела полярной и неполярной фаз. При этом величина поверхностной активности комплекса СФГ будет зависеть как от природа гидрофильной и гидрофобной частей отдельных молекул , так и от взаимного влияния поверхностно-активных молекул различной структуры. Учитывая, что именно совокупность указанных зависимостей будет определять эффект физико-химического воздействия поверхностно- активной добавки на процесс образования и свойства любой дисперсной системы, формируемой из разнополярных фаз, целе-

сообразно изучение поверхностно-активных и функциональных свойств самого комплекса СФГ, а не индивидуальных компонентов, входящих в его состав.

8. Характеристики продуктов серии "Эмульгатор ФОЛС"

Марки эмульгатора Эмульгатор

ФОЛС ФОЛС-1 ФОЛС-2 ФОЛС-3

Источники формирования ЖКС и ГС ДГнз ЭХГ и ВЖК МГМ МГМ+МГД 1 : 1 ФОЛС-1+МГД 1 :1

Т.пл., °С 8-15 35-45 55-65 57-67

№ стандарта ТУ 6-09-5175-84 ТУЮ РСФСР 588-90 ТУ 10 РСФСР 588-90 ТУЮ РФ 1040-92

Разрешение Минздрава Заключение 1235/677-8 от 05.09.84 Заключение № 23-03-20-172 от 22.06.90 Заключение № 23-03-20-172 от 22.06.90 Гигиенический сертификат № 1-15/П-13 от 26.06.92

Область использования по ТУ и заключениям Шоколадные массы Маргарины и др. продукты питания; косметические средства Маргарины и др. продукты питания Маргарины и др. продукты питания; косметические средства

2.13.1. Изучение поверхностной активности синтетических фосфоглпцеридов в дисперсных 'нстемах

При изучении поверхностно-активных свойств СФГ использовался метод определения веса - объема капли, с помощью которого исследовалось поверхностное натяжение ( о ) в системе "жидкость-жидкость" растворов синтетических фосфолнпидов в неполярных растворителях, представлявших собой триацилглицернны различного жнрнокислотного состава. Объектами исследований являлись фосфо-рилированные модификации МГМ (Эмульгатор ФОЛС-1) и МГД (ФМГД).

Для расчета основных физико-химических характеристик адсорбции СФГ на границе раздела фаз "триацилглицернны - вода" предварительно определяли кинетические зависимости поверхностного натяжения для различных концентраций ПАВ с целью установления равновесных значений. Результаты эксперимента показали, что время, необходимое для достижения равновесных значений поверхностного натяжения в системе "масло-СФГ-вода", зависит не только от концентрации СФГ, но и от природы гидрофобной части их молекул, а

кроме того, от природы неполярной фазы. Установлено, что в системах, содержащих Эмульгатор ФОЛС, равновесие достигается значительно быстрее, чем в системах с ФМГД. При этом, чем больше сродство гидрофобной части молекул СФГ и неполярной фазы, тем быстрее достигается равновесие.

Изотермы поверхностного натяжения растворов СФГ в масле и саломасе на границе с водой при температуре 70°С представлены на рис.3. По полученным экспериментальным данным с использованием уравнения Шишковского были определены основные физико-химические характеристики адсорбции синтетических фосфолнпидов на границе раздела фаз "триацилглицерины - вода" : константа адсорбционного равновес. ия (К ), поверхностная активность молекул СФГ -(«1а/(1с)с-^о, максимальная адсорбция ( Г шах), площадь полярной части молекулы ( Б0 ), энергия Гиббса адсорбции ПАВ (ДО). Анализ значений этих характеристик для разных СФГ( табл.9) свидетельствует о том, что адсорбционна я способность исследуемых синтетических ПАВ на границе "масло-вода" выше,чем в системе "саломас-вода", причем фосфорилпрованная модификация МГМ более поверхностно активна, чем ФМГД. Сопоставление полученных данных со справочными значениями для природных фосфолинндов показывает, что по поверхностной активности синтетические ФЛ превосходят природные в 3-6 раз. Вероятно, это может быть связано с меньшей гидратацией молекул синтетических ПАВ по сравнению с природными. Аргументом в пользу данного предположения является меньшее значение площади полярной части молекулы. Энергия Гиббса адсорбции ПАВ на межфазной границе, характеризующая работу создания единицы поверхности, имеет для всех как синтетических, так и природных фосфолнпидов близкие значения и составляет минус 35 ... минус 39 кДж/моль.Такие значительные различия в величине указанной характеристики обусловлены близостью процессов, происходящих при перераспределении поверхностно-активного вещества между объемом и поверхностью раздела, т.е. во всех случаях на границе раздела фаз распределяются соединения с однотипными углеводородными радикалами и полярными группами. Найденные значения Д О близки к величинам, характерным для физической адсорбции. Наличие в составе СФГ амфнфильных фосфоглицеридных структур с малым объемом головки и массивной гидрофобной частью определяет способность комплекса СФГ к образованию обращенных мицелл в неполярных растворителях.

Критическая концентрация мицеллообразования ( ККМ) синтетических фосфолинндов в неполярной среде определялась исходя из графической зависимости о = / ( ^ с) по результатам измерения межфазного натяжения на грчнице раздела фаз "раствор СФГ в триаци-лглицеринах - вода". Результаты определения показали , что процесс мицеллообразования СФГ в триацилглицеринах характеризуется

ККМ, значения которых лежат в интервале ( 2-н5)-1(И моль/л, причем при одних и тех же концентрациях СФГ и температурах системы способность к мицел-лобразовашпо более выражена у фосфорилиро-ванных МГМ. Для обоих типов СФГ склонность к мицеллообразо-ванию в жидком масле .>ыше, чем в саломасе. Так, для эмульгатора ФОЛС-1 значения ККМ в жидком масле в два раза ниже, чем в саломасе. Для ФМГД эти от-;шчия несколько меньше. Гидратируемые фос-фоЛИПИДЫ Пр1фОДНОГО происхождения характеризуются более высокими значениями ККМ в аналогичных условиях (6,1- 1(И моль/л - для подсолнечных и 23,1 • Ю-4 моль/л - для соевых), что подтверждает

9. Фтико-химическне харают^истнки алсорбшш фоефолмпидов на границе раздела фаз "масло-иода"

Тип фосфолипи-дов Г1р|фо- да неполярной фазы К- К)-' Гт„.-10<; моль/ м2 Бо-Ю1? м2 -(<1сг/с1с)с_о, н/м моль/л ДО, кДж/ моль

Син-тети-чес- Эмульгатор ФОЛС-1 масло саломас 10,6 8,0 1,2 1,4 14,0 11.7 3600 2900 38,7 34,7

кис

ФМГД масло саломас 7,0 4,8 1,4 1,3 12,0 13,0 2700 1700 37,2 36,5

Природные Пщра-Пфуе-мые ФЛ масю 3,1 0,7 24,6 604 35,0

более высокую способность к образованию обращенных мицелл у синтетических ФЛ по сравнению с природными.

32

к гг

"=24

о

¡20 %

Р 16

§12

1 8 Л «

Эмульгатор ФОЛС ФМГД

- 1

1

В >

— п 1

1 !

| у < «■ •—-' 1 ' 1 Ц " *'

1.0 2,0 3,0 С 1,0 2,0 3,0 Концентрация СФГ, %

4Л>

Рис. 3. Изотермы межфазного натяжения на [границе с водой растворов СФГ в жидком ¡масле (~) и саломасе (-»-) при температуре ¡70 «С

Спектральные исследования образцов СФГ, выполненные с целью уточнения механизма мицеллообразовання, показали, что в пе-полярных растворителях процесс ассоциации молекул синтетических фосфолипидов происходит вследствие межмолекулярного взаимодействия полярных групп, обусловленного возникновением водородных связей, и зависит от концентрации и структуры СФГ, температуры системы и природы растворителя. Результаты изучения поверхностно-активных свойств СФГ позволяют отнести их к высокоэффективн' тм коллоидным ПАВ, характерными особенностями которых являются высокая поверхностная активность, способность к мицеллообразова-шпо, а также способность их растворов к солгобилизапии. Исследование солюбилизирующей способности обращенных мицелл СФГ показало возможность образования микроэмульснй в широком диапазоне объемной доли дисперсной фазы, что послужило основанием для проведения исследований по получению дисперсных систем эмульсионной природы (раздел 2 Л.4.). Поверхностная активность СФГ проявляется не только в эмульгирующей способности. Адсорбируясь па границах раздела фаз и способствуя уравниванию разности их полярностей изменением природы объемной фазы, комплекс синтетических фосфоглицсридов может изменять природу поверхности частиц твердой фазы и ослаблять взаимодействие между ними в структурированных дисперсных системах. Для подтверждения поверхностной активности СФГ в таких системах в качестве примера приведены результаты исследовании, выполненных на суспензии микрокристаллов углевода сахарозы, диспергированных в триацилглицерине жидкой консистенции при концентрации дисперсной фазы 70%. Такая суспензия моделирует простейшую ;шухкомпонеитную структурированную дисперсную систему с твердыми частицами гидрофильной дисперсной фазы и гидрофобной дисперсионной средой, процесс структурообра-зования в которой обусловлен сцеплением твердых частиц по гидрофильным ччасткам молекул через прослойки дисперсионной среды. Исследование реологических свойств( эффективной вязкости и структурной прочности) модельной системы показало, что введение в нее небольших количеств СФГ значительно понижает степень структуро-образования (рис. 4), что позволяет прогнозировать возможность использования добавки синтетических фосфоглицеридов для эффективного управления свойствами структурированных дисперсных систем, к которым относится большинство кондитерских масс. Рассмотрению этого вопроса посвящен раздел 2.1.6.

2.1.3.2. Исследование адгезионных свойств синтетических фосфоглицсридов н их композиций с моноглнцгр'лдами

Из табл.8 видно, что в группу пищевых добавок серии "Эмульгатор ФОЛС" включен продукт, который представляет

собой композицию из равных количеств СФГ на основе МГМ (Эмульгатор ФОЛС-1) и дистиллированных моноглицеридов. Основанием для создания такой композиции явились результаты исследований адгезионных свойств отдельных эмульгаторов и их композиций при различных температурах [ 49]. Проведение этих исследований было вызвано необходимостью создания технологичной, упрощающей расфасовку и доз1фование таблетированной формы эмульгатора ФОЛ С, который имеет мазеобразную консистенцию (т.пл. 40°С).

Данные по изменению напряжения отрыва для различных композиций эмульгатора ФОЛС-1 и МГД ( рис.5) сопоставляли с показателями для индивидуальных МГД ( т.пл. 63°С), принятыми за эталонные значения, которые соответствуют оптимальным условиям табле-тирования. Эти значения составляют 0,36 и 0,69 кПа при температуре в зоне контакта 10 и 20°С соответстве ю. Результаты исследований показали, что при содержании МГД в композиции , равном 50%, наблюдается стабилизация значений напряжения отрыва, характеризующая устойчивость формы таблетки при ее изготовлении в температурном интервале 15-20°С. Понижение температуры такой композиции в зоне контакта до Ю°С позволяет снизить напряжение отрыва до значений, близких к эталону. Композиция получила название "Эмульгатор ФОЛС-3" и рекомендована в качестве пищевой поверх-ностио-активной добавки для маргаринов и других продуктов питания (табл.8).

2.133. Шучсн::с снткоксидантпой способ!юли

сшпгетнчшшх фогфогликервдоз

Поскольку по молекулярной структуре компонентов синтетические фосфоглицерцды аналогичны природным фосфолипидам, возможно предположить существование аналогий в проявлении ими некоторых функциональных свойств.

Пас 25 20 15 10 5

А

Е23-6еэ СФГ

2Ж

Па Б

0,8 -- _ _ _

- 0,6 — ----

0,4 - А ----

02 — --

1 2 Рис.4. Изменение реологических свойств модельной системы в присутствии комплекса СФГ:

А- изменение эффективной вязкости системы с неразрушенной (е=10с-') -1 и с максимально разрушенной (е=30с-|)-2 структурой;

Б-изменение структурной прочности.

Известно, что в радикальных реакциях окисления липидов фосфолипиды природной структуры, в зависимости от условии окислегаы, могут проявлять свойства либо антиоксидантов, либо си-нергистов антиоксидантов, Гфичем реакционная способность индивидуальных ФЛ в реакциях окисления зависит не только от их жирнокнслот-ного состава, но и от природы азотистого основания в структуре полярной части молекулы. При исследовании антиоксидантнои актизности эмульгатора ФОЛ С на мети-лолеатной окислительной модели и на модельной реакции ш ищш то в а г того окисла тя кумола ( изопропилбензола) были получены однотипные данные, свидетельствующие о тормогхекгш процессов о:сислен!Я з присутствии СФГ. В частности, скорость окисления кумола при пведешги эмульгатора ФОЛС снижается в зависимости от его концентрации з 2,2 - 8,8 раза. Константа пнгнбировлния, определяемая по кинетической кривой инициированного окисления кумола, для эмульгатора ФОЛС находится в пределах ( 3 - б) • ¡О-4 л/моль-с.

Результаты исследований па модельных системах, свидетельствующие о проявлении синтетическими фосфоглицеридами антиохсндзнт-ных свойств, получили достоверное подтверждение при изучении процесса окисления подсолнечного масла. Было показано, что зффезст торможения окислительного процесса проявляется эмульгатором ФОЛС даже на фоне действия очень сильного природного ингибитора а-токоферола. содержащегося в масле. Коэффициент тормозкелня эмульгатором ФОЛС скорости окисления подсолнечного масла составляет в этом случае 1,4 и 1,6 при температуре СО и 60°С соответственно.

Таким образом, исследования по.:азали, что эмульгатор ФОЛС обладает антноксидантной активностью и может быть использован для стабилизации систем, не содержащих а г гг:: с;сс; *да! гпл, !1лн систем с антиоксидантамн, конст нты ингибировання которых ниже, чем у эмульгатора ФОЛС.

2,4

«

С * 2,0

£-1.6

0

1 и

О

5 о.

с я

Ей 04

-52- !0°С -Д- 15°С -е-20°С

- 4*5 1

\ XI лк.

Ч

---

т. пл. "С 53 54 57

1 •;•• т г

10 20 30 ¿о 5Э Содержание МГД з композиции, %

Рис.5. Изменение напряжения отрыва композиции ПАВ в зависимости от содержания ?ЛГД при различной температуре в зоне контакта_

2.13.4. Антимикробное действие синтетических

фосфоглнцеркдоа

Ингибирующсе действие синтетических фосфоглицеридов не ограничивается процессами окисления. В специальной серии микробиологических опытов на чистых культурах группы кишечной палочки были получены данные о способности эмульгатора ФОЛС подавлять жизнедеятельность микроорганизмов. Эффект антимикробного действия был подтвержден в последующей работе с маргариновой продукцией.

2.1.3.5. Физиологическое действие синтетических фосфогл! щеридоа

Принимая во внимание, что природные ФЛ влияют не только на процессы окисления масел и жиров, но и на интенсивность их всасывания в процессе пищеварения, представляло интерес изучение аналогичной способности у синтетических фосфоглицеридов. Влияние СФГ на усвояемость жира изучено в Институте питания АМН в эксперименте на животных, получавших высокожировой рацион.

Исследованиями установлено, что введение в рацион 5% СФГ существенно ( на 15,4%) повышает усвояемость жира, что свидетельствует о положительном физиологическом действии добавки.

❖

Таким образом, исследования показали, что эмульгатор ФОЛС является типичным поверхностно-активным веществом с выражешгими липофилыилми свойствами и роявляет технологические функции эмульгатора, стабилизатора и поверхностно-активной добавки, влияющей па процессы структурообразования. Кроме того, он способен оказывать антиоксидантное и антимикробное действие, а также повыгнать усвояемость жиров. Совокупность перечисленных свойств позволяет отнести эмульгатор ФОЛС к полифункциональпым пищевым добавкам с широким спектром использования в пищевых системах, изучения которого была посвящена последующая работа.

2.1.4. Разработка теоретических основ и практ ичсских аспектов получения продуктов эмульсионной природы

К пищевым эмульсиям - дисперсным системам, состоящим из двух несмеингаающихся жидкостей, диспергированных в присутствии ПАВ, относятся маргарины ( эмульсии второго рода), майонезы ( эмульсии первого рода) и соусы, являющиеся в конкретном случае разновидностью майонезов пониженной вязкости.

2.1.4.1. Разработка научно-практических основ использования синтетических фосфоглицеридов при получении маргариновой продукции

Маргарины, появившиеся в свое время как дешевые заменители сливочного масла, являются сейчас наиболее перспективной группой жировых продуктов, которая, благодаря технологическим возможностям изменения в широких пределах рецептурного состава, позволяв обеспечить соответствие жирового набора дневного рациона человека формуле сбалансированного питания при высокой усвояемости эмульсионного продукта.

Основные тенденции в создании новых видов продукции этой группы связаны с вводом в рецептуры повышенного количества растительных масел - источников незаменимых ВЖК и биологически активных веществ - при снижении калорийности путем сокращения общего содержания жировой фазы 'низкокалорийные наливные маргарины 40-60%-ной жирности) и обеспечении экологической чистоты продукта, в частности, его устойчивости к процессам окисления и микробиологической порчи.

Практическая реализация задач по созданию ассортимента маргаринов нового поколения обеспечивается при использовании пищевых добавок с различными технологическими функциями.

Образование устойчивых эмульсий "вода-масло" с высоким содержанием водной дисперсной фазы возможно только при условии введения эффективных ПАВ, обладающих высокими эмульгирующими и стабилизирующими свойствами.

Серией исследований установлено, что в зависимости от способа приготовления модельной эмульсии, состава и концентрации СФГ, а также ириродд,I и содержания пеполярпой фазы синтетические фосфо-лиииды в диапазоне малых концентраций ( 0,03 - 1,0 %), уменьшая межфазиос поверхностное натяжение, способны образовывать и поддерживав. в стабильном состоянии эмульсии как I, так и II рода в широком интервале концентраций дисперсной фазы. Установлено также, что под влиянием внешних факторов, например, при повышении температур, в эмульсиях, стабилизированных СФГ, возможно обращение фаз.

Результат»,, исследований свидетельствуют о проявлении синтетическими фосфолипндами технологической функции эмульгатора, что послужило основанием д,:и суждения о возможности их применения в технологии маргаринов.

Исследования проводили на реальных жировых основах - подсолнечном масле ( ГОСТ 1129-73), саломасах для маргариновой продукции ( ОСТ 18-262-81), различающихся температурой плавления и твердостью ( марка 1, марка 3), а также их смесях.

Одним из важных технологических аспектов получения маргариновой эмульсии, влияющим на ее степень диспергирования и стабильность, является способ введения эмульгатора. Для синтетических фос-фолипидов технологичным является растворение их в масляной фазе с низкой температурой плавления. С учетом данных о том, что природа масляной фазы влияет на растворимость в ней эмульгатора благодаря существованию равновесия "твердое вещество - жидкость" , которое зависит, в частости, от температуры, потребовалось дополнительное рефрактометрическое изучение условий растворения комплекса СФГ в подсолнечном масле [40]. По результатам исследований в производстве маргариновой продукции рекомендуется применение ФОЛС-1 в виде 5%-ного раствора в дезодорированном масле при температуре 50-60°С ( ТИ 10.04.40.21-89).

Как отмечалось, для проявления поверхностно-активных свойств фосфорилированными МГД требуется повышение температуры до 75-80°С. Исследования по использованию СФГ в технологии получения маргариновой продукции были начаты с введения эмульгатора ФОЛС-1 в рецептуры высокожирных столовых маргаринов ( содержание жира не менее 82%), для стабилизации которых на практике применяют МГД, МГМ, их смеси, а также смеси этих эмульгаторов с фос-фатидными концентратами (ФК). Результатом исследований явилась разработка новой рецептуры столового маргарина, включающей в качестве эмульгатора комплекс синтетических фосфолипидов в количестве 0,03-0,05%. Их применение обеспечивает существенное повышение антиразбрызгивающей способности - значимого показателя качества маргариновой продукции, предназначенной для кулинарной переработки, в частности, жарения (A.C. 1717068). Изучалась анти-разбрызгивающая способность различив:»: партий столового маргарина "Молочный", выработанных на камеральной установке НПО"Масложирпром" и различающихся типом и концентрацией эмульгатора ( табл.10). При нагревании до 70°С маргариновых эмульсий, стабилизированных эмульгатором ФОЛС, происходит их обращение в прямые, из которых испарение водной фазы, являющейся дисперсионной средой, происходит равномерно, практически без разбрызгивания (табл.10).

Установлено также, что столовые маргарины, полученные с использованием эмульгатора ФОЛС, характеризуются пластичностью, повышенными структурно-механическими свойствами, позволяющими стабилизировать форму брикета, блестящей поверхностью среза, а также повышенной питательной ценностью, обусловленной влиянием синтетических фосфолипидов на усвояемость жиров ( раздет 2.1.3.5). По результатам исследований разработаны рекомендации по научно-обоснованным дозировкам эмульгатора ФОЛС в промышленные рецептуры маргариновой продукции. Рекомендации включены в Техно-

10. Влияете типа п дозировок эмульгатора логическую инструкцию на ант »разбрызгивающую способность Госагропрома по приме-маргаринов нению СФГ в масло-

жировой промышленности.

Высокая эмульгирующая способность СФГ определила возможное разработки новых видов столовых маргаринов с пониженным содержанием жировой фазы, к которым относится мягкий маргарин 60%-ной жирности на жировой основе из смеси саломасов и подсолнечного масла ( A.C. SU 1687212).

При промышленном производстве низкокалорийной группы маргариновой продукции наиболее в ажными показателями качества являются стойкость и пластичность, которые при прочих равных условиях зависят от тина и концентрации введенного эмульгатора.

Повышение устойчивости маргариновых эмульсий, стабилизированных СФГ, связано, в частности, с изменением дисперсности системы. Результаты анализа распределения частиц водной фазы по размерам показали, что средний диаметр частиц в эмульсиях, стабилизированных 0,05 - 0,10% СФГ, составляет 1,81 и 1,59 мкм соответственно, что значимо ниже этого показателя для контрольной эмульсии. Повышение концентрации СФГ приводит к уменьшению среднего лчамара диспергированных частиц. Известно, что увеличение дисперсности эмульсионной системы вызывает повышение и прочностных характеристик.

Рассматривая данные табл.11 по устойчивости в условиях центрифугирования модельных маргариновых эмульсий с различными жировыми лгновами, следует констатировать возможность снижения содержания жиров до 50% с одновременным увеличением содержания растительных масел. При этом 100%-пая устойчшость эмульсий достигается повышением конпентращш эмульгатора, выбор которой определяется составом жировой основы. Увеличение массовой доли жидкого компонента в жировой основе сопровождается снижением прочностных характеристик маргариновой эмульсин. Для синтетических фосфолппидов, оказывающих влияние на реологические свойства стабилизируемых ими эмульсионных систем, регулирование прочностных характеристик при изменении природы и концентрации жировой фазы может быть достигнуто простым изменением дозировки эмульгатора. Анализ значений предельного напряжения сдвига маргариновых эмульсий ( табл.11) показывает , что реологические характеристики, например 50%-ной модельной эмульсии, вюгочающей только подсолнечное масло, могут соответствовать показателям

Концентрация эмульгатора, % масс. Коэффициент разбрызгивания, %

эмульгатор ФОЛС мгд

0,03 2,5 и,4

0,05 0,3 10,9

0,07 0,2 8,0

эмульсии такой же жирности, приготовленной на саломасе марки 1 с введением 0,3% эмульгатора ФОЛС. Для этого концентрация эмульгатора в первой эмульсии должна быть увеличена в 1,7 раза. Повышение сев 3,3 раза обеспечит возрастание предельного напряжения сдвига до значения, соответствующего показателю 50%-ной эмульсии на жировой основе маргарина "Столичный".

Таким образом, использование СФГ создает принципиальную возможность выпуска низкожнрных маргаринов с повышенным вводом растительного масла не только в мягкой, но и в брусковой форме. Поскольку увеличение содержания в жировой основе жидких масел предопределяет необходимость повышения ее стойкости к окислению, становится значимым проявление синтетическими фосфолипидами эффекта торможения окислительных процессов, характерных для растительных масел ( раздел 2.1.З.З.). В отсутствие синтетических ан-тиоксидантов торможение процессов окисления в жировой основе маргарина может быть достигнуто за счет антиокислителыюй способности эмульгатора ФОЛС.

11. Влияние типа и концентрации жировой основы на устойчивость и предельное напряжение сдвига эмульсий, стабилизированных эмульгатором ФОЛС-1

Жировая основа Устойчивость (%) / предельное напряжение сдвига (Па) эмульсий при концентрации ФОЛС, %

Тип Содержание, % 0,1 0,3 0,5 0,8 1,0

Подсол- 40 90 97 98 99

нечное 60 - 4,5 6,9 9,0 16,0

масло 40 99 98 99 100

50 - 7,2 9,4 11,5 17,0

Саломас 60 87 99 100 100

марки 1, 60 - 5,6 10,5 11,7 -

т.пл. 66 91 Г 99 100 100

31-34 °С 50 - 9,1 13,0 21,6 -

Саломас 100 100 100 100 100

марки 3, 60 - 10,5 17,0 - -

т. пл. 100 100 100 100 100

35-37 "С 50 - 14,0 20,0 - -

Основа 73 90 99 100 100

маргарина "Сто- 60 - 14,4 19,6 - -

личный" 78 98 100 100 100

т. пл. 50 - 17,0 19,6 - -

28-32 °С

Анализ данных, характеризующих реологические свойства эмульсий на основе СФГ с различным содержанием водной дисперсной фазы показывает, что во всех опытах вязкость обратных эмульсий 50%-пой жирности выше этого показателя для 60%-ных эмульсий. По всей видимости, повышение прочностных характеристик эмульсий в этом случае связано с гндратнрованием молекул СФГ на поверхности раздела фаз, сопровождающемся связыванием водной дисперсной фазы. Этот эффект можно отнести к проявлению СФГ стабилизирующих свойств, обычно характерных для высокомолекулярных ПАВ. Таким образом, в обратных эмульсиях синтетические фосфоглицериды проявляют совокупность эмульгирующих и стабилизирующих свойств. Именно эта совокупность, отличающая СФГ от других низкомолекулярных эмульгаторов, обусловливает возможность дальнейшего повышения концентрации водной дисперсной фазы. Как показали исследования, устойчивые при центрифугировании ( расслоение не превышает 10%) 40%-ные маргариновые эмульсин могут быть получены при введении 0,6% эмульгатора ФОЛС-1.

Изучение зависимости устойчивости различных маргариновых эмульсий, стабилизированных эмульгатором ФОЛС-!, от особенностей состава жировой основы показало, что образованию более стойких эмульсий способствует повышение содержания в ней жидких масел. Ош данные находятся в соответствии с результатами по определению поверхностной активности и кинетики адсорбционных процессов эмульгатора ФОЛС-1 в различных жировых средах (раздел 2.1.3.].).

Полученные данные являются основанием для предположения о том, что повышение устойчивости маргариновых эмульсий на жировых основах с увеличенной долей твердых жиров связано с повышением предельности гидрофобной части молекул эмульгатора, что явилось обоснованием для проведения исследований по стабилизации маргариновых эмульсий синтетическими фосфолипидами на основе апилглни?«'пнов предельных ВЖК.

С другой стороны, на этапе широкого промышленного освоения технологии получения маргаринов повышенной жирности ( 1991-1993 гг.) потребовалось решить вопрос повышения эффективности отечественного эмульгатора МГ'Д. В связи с этим по техническому заданию Союзмаргаршшрома РФ было проведено исследование по получению и применению СФГ на основе МГД (ФМГД) и смеси МГД и МГМ ( эмульгатор ФОЛС-2). Характеристики эмульгаторов представлены в табл.7.

Разработка практических рекомендаций по использованию ФМГД в технологии маргаринов 60%-ной жирности включала изучение физико-химических свойств маргариновых эмульсий на реальной жировой основе мягкого маргарина "Столичный", состоящей из смеси саломасов (марки 1 и 3) и подсолнечного масла в соотношении 4,5 : 1,0 : 4,5.

Изучение устойчивости эмульсий при центрифугаровании показало, что фосфорилированные МГД в концентрации 0,8% образуют устойчивые эмульсии, не выделяющие при центрифугировании водную дисперсную фазу (рис.6).

Аналогичные результаты получены с эмульгатором ФОЛС-2 при концентрации 0,3%- С учетом технологических особенностей получения маргаринов принципиальное значение имеет устойчивость эмульсии не только при центрифугировании, но и при переохлаждении, моделирующем условия завышения этапа получения и хранения маргаринов.

Экспериментально показано, что устранить появление воды в момент кристаллизации жировой фазы при переохлаждении можно использованием композиции СФГ с МГД в соотношении 1:1. В этом случае при дозировке композиции 0,4% вод; не выделяется не только в процессе центрифугирования (рис.6), но и при переохлаждении. Для эмульгатора ФОЛС-1 этот результат достигается при дозировке композиции, равной 0,3%. Очевидно, такой эффект связан с тем, что МГД, в отличие от их фосфорилированной модификации, влияют на размеры образующихся в переохлажденной эмульсии кристаллов жировой фазы. МГД способствуют формированию преимущественно мелкокристаллической полиморфной формы жира. Такие кристаллы не повреждают поверхностную пленку капель дисперсной фазы и не вызывают их коалесценции, приводящей в конечном итоге к выделению воды. В отсутствии МГД при переохлаждении в жировой фазе формируются крупные кристаллы, которые повреждают оболочки капель, предотвращающие коалесценцию. Таким образом, в эмульсионных системах, включающих жировую дисперсионную среду в кристаллической форме, оптимальным является использование СФГ в композиции с моноглиц ер идами ( A.C. 1632407), что обеспечивает устойчивость маргариновых эмульсий в условиях переохлаждения. Кроме того, как уже отмечалось ( раздел 2.1.3.2.), такая композиция является наиболее технологичной для использования в производстве, так как может выпускаться в таблети-рованной форме.

j %

1100 80 бо К

I 40

i

; 20

/ö

/

g

W

/ZA

C7\

i fr с о

;c о

I 0 1 2 3 4 5

¡Рис. 6. Изменение устойчивости эмульсий |60%-ной жирности в зависимости от концентрации ФМГД (1-4) или их композиции ¡с МГД (5):

11-0,2%; 2-0,4%; 3-0,6%; 4-0,8%; 5-0,4%.

Сопоставление данных по поверхностной активности фосфори-лированиых модификаций МГД и МГМ указывает на бесспорные преимущества СФГ на основе мягких моноглицерндов ( эмульгатор ФОЛС-1). По итогам дополнительных исследований для промышленного производства и использования предложена композиция МГД и эмульгатора ФОЛС-1 (соотношение! :1) под наименованием "Эмульгатор ФОЛС-3".

По результатам выработки на Линии Джонсон-2 Московского маргаринового завода производственных партий брускового маргарина 60%-ной жирности с использованием 0,3% эмульгатора ФОЛС-3 последний рекомендован к применению в производстве низкожирных маргаринов. Аналогичные испытания проведены на маргаринах 50%-пой жирности. Маргарин, выработанный на камеральной установке НПО "Масложирпром" с использованием 0,5% указанной эмульгирующей композиции, имел коэффициент разбрызгивания 0,4%.

Как показал анализ данных, характеризующих консистенцию маргаринов 50%-ной жирности, необходимо совершенствовать состав и свойства добавок для низкокалорийных маргаринов в направлении повышения их стабилизирующего действия. Известно, что для обеспечения необходимой консистенции и повышения эмульсионной стойкости низкокалорийных маргаринов в зарубежной практике используют структурообразователи полисахаридной природы (альгннаты, пектины, агар и др.) в концентрациях 2-3%. Объектом нашего исследования являлся яблочный пектин, выбор которого определялся как особыми функциональными свойствами ( высокая структуро- и комплексообразующая способность), так и перспективами его отечественного производства.

Исследовано влияние добавок пектина на показатели качества низкокалорийных маргариновых эмульсий, стабилизированных эмульгаторами ФОЛС-1, ФОЛС-2 и ФОЛС-3. Выбор и обоснование концентраций пектина были'связаны с оптимизацией по четырем параметрам -устойчивое» а эмульсии при центрифугировании, стойкости при переохлаждении в момент кристаллизации и хранении в течение 24 ч при температуре +4°С, консистенции маргариновой эмульсии.

Изучение устойчивости низкокалорийных маргариновых эмульсий, полученных на различных жировых основах с отличиями по показателям твердости и температуры плавления, показало, что во всех случаях введение в рецептурные составы 0,3 - 0,5% яблочного пектина обусловливает повышение стабилизирующего эффекта при снижении концентрации эмульгатора. Так, минимальная концентрация эмульгатора ФОЛС-3 для получения устойчивой маргариновой эмульсии 50%-ной жирности составляет 0,3% ( рис.7).

В этом случае эмульсия, имеющая жидкую консистенцию, достаточно устойчива при центрифугировании и переохлаждении, но выделяет воду через сутки хранения при + 4°С. Аналогичная эмульсия,

содержащая 0,2% эмульгатора и 0,3% пектина, имеет пластичную легкоплавкую консистенцию и блестящую поверхность среза при (15±1)°С (ТУ 10-04-02-87-91 Маргарины мягкие) и не выделяет воду при хранении. Сравнительный анализ антиразбрызгивающей способности маргариновых эмульсий свидетельствует о снижении коэффициента разбрызгивания при введении добавки пектина в 1,5-2,0 раза. Исследования эмульсий 40 и 50%-ной жирности, стабилизированных эмульгаторами ФОЛС-1 и ФОЛС-2, показали, что использование их в сочетании с пекшном обеспечивает необходимую стойкость маргариновых эмульсий к переохлаждению в отсутствии МГД. Показана принципиальная возможность получения стабильных эмульсий II рода

с содержанием жировой фазы 40%, что расширяет возможности получеши низкокалорийных жировых продуктов.

Одним из основных требований, предъявляемых к маргариновой продукции, является отсутствие патогенных микроорганизмов. Для повышения микробиологической стойкости маргарина обычно в водную фазу вводят консервант, в качестве которого используют лимонную, молочную, бензойную или сорбиновую кислоты в концентрациях 0,01-0,1%.

Микробиологические исследования показали, что эмульгатор ФОЛС, представляя собой комплекс, содержащий кислые аммониевые соли фосфатидных кислот, проявляет антимикробное действие, эффективность которого обеспечивает возможность исключения химического консерванта из рецептурного набора маргаринов.

Микробиологические испытания опытных партий маргарина "Столичный", содержащих 0,1% эмульгатора ФОЛС, и контрольной партии маргарина "Столичный", содержащей 1% эмульгатора - МГМ и 0,02% консерванта - лимонной кислоты, позволили выявить существенные различия маргаринов по показателям обсемененности посторонней микрофлорой.

Регулярный микробиологический контроль продукции, хранившейся в стандартных условиях (+4°С), показал, что через три месяца хранения обсемененность опытных образцов без разведения на

центрифугирование :

1/Еа

100 80 60 40 20

И

''Л

С7\

1

УА

У7

О 1 2 3

переохлаждение:

выделение воды

крист. — — —

24 ч. + - —

Рнс.7. Изменение устойчивости 50%-ных эмульсий в зависимости от типа и количества добавки,%: 1-0,3 ФОЛС-3; 2-0,2 ФОЛС-3 и 0,3 пектина; 3-0,2 ФОЛС-3 и 0,5 пектина; Е2 - масло ,ЕЭ -эмульсия.

универсальных питательных средах составляла всего 10-12 колоний грибов и 1-2 колонии бактерий, тогда как обсемененность контрольной партии достигала 100 - 120 колоний грибов и исключала анализ бактериального загрязнения.

В результате комплекса исследований разработаны теоретические основы и практические аспекты получения различных групп маргариновой продукции с использованием нового вида пищевых добавок серии иЭмульгатор ФОЛ С"

Для каждой группы маргаринов научно обоснованы тип и рецептурные дозировки добавки, обеспечивающие проявление в совокупности всех технологических функций, присущих синтетическим фосфолипвдам. По результатам лабораторных исследований, опытных и промышленных испытаний разработаны и утверждены в установленном порядке в системе "Союзмаргаринпром" "Технологическая инструкция по использованию эмульгатора ФОЛС в производстве маргариновой продукции" (ТИ10.С 1.40.21 -89), рецептура на маргарин столовый "Молочный" 82%-ной жирности (ГОСТ 240-85 РЦ 10.04.40.30-89), рецептура на маргарин "Столичный" 60%-ной жирности ( ТУ 18-17/69-86 РЦ 10.04.40.29-89), временная рецептура на мягкий маргарин 50%-ной жирности и другие нормативно-технические документы.

2.1.4.2. Разработка научно-практических основ использования синтетических фосфоглнцсрндов при получении майонезов и соусов

Другим объектом оптимизации жирового баланса за счет увеличения в рационе доли растительных масел и снижения общей жирности являются майонезы и соусы - вязкие эмульсии первого рода, жировую основу которых составляют растительные масла ( 20-70%), находящиеся, как и в маргаринах, в наиболее легкоусвояемом эмульгированном виде. Являясь эмульсиями первого рода, они усваиваются лучше, чем маргариновые эмульсии. Помимо масел и воды, в состав майонезов входят белки, углеводы, минеральные и вкусовые вещества. Возможность регулирования в широком диапазоне качественного и количественного состава майонезов позволяет создать ассортимент продуктов не только для традиционного использовния в виде приправ, но и для бутербродного, детского и диетического питания.

Научная работа по расширению ассортимента отечественных майонезов выполнена по заданию Комитета по пищевой и перерабатывающей промышленности РФ. Основные тенденции развития этой группы пищевых эмульсий связаны с созданием низкокалорийных, не содержащих холестерина и обогащенных белками продуктов. Основным эмульгирующим компонентом в традиционном рецептурном составе майонезов является яичный желток или яичный порошок

( массовая доля достигает 5% масс), представляющие собой природный фосфолипидно-белковый комплекс ( примерное соотношение 1,0 : 1,5 ), который включает низко молекулярный ( фосфолипиды) и высокомолекулярный (белки) поверхностно-активные компоненты и проявляет свойства смешанных поверхностно-активных веществ, характеризующихся совместной адсорбцией на границе раздела фаз.

Поиск альтернативных эмульгаторов обусловлен необходимостью замены яичного порошка, который является основным источником холестерина, повышает риск микробиологического загрязнения продукции и относится к группе дефицитных и дорогостоящих видов сырья.

С учетом рецептурных и технологических особенностей создания майонезов основными требованиями, предъявляемыми к эмульгаторам, являются эффективное эмульгирование ¿одно-масляной системы, содержащей компоненты деэмульгирующего действия ( соли, пищевые кислоты ), стабилизация эмульсий первого рода в широком диапазоне соотношений дисперсной фазы и дисперсионной среды, направленное повышение вязкости системы.

Таким образом, эмульгаторы для майонезов должны, аналогично природному комплексу яичного порошка, обеспечить в многокомпонентной эмульсионной системе проявление нескольких технологических функций.

Теоретически обоснованной является замена яичного порошка на сшггетический аналог фосфолипидно-белковон природы, в котором оптимальная комбинация низко- и высокомолекулярного компонентов обеспечила бы их совместную адсорбцию на ыежфазной границе.

В качестве фосфолишщного компонента были выбраны СФГ (эмульгатор ФОЛС-1), обладающие, как показали предыдущие исследования, высокой эмульгирующей и стабилизирующей способностью в эмульсионных системах.

В качестве белкового компонента использован концентрат сывороточный белковый (КСБ), известный в качестве белковой добавки к майонезным эмульсиям.

К основным задачам исследования относился выбор оптимальных композиций СФГ и КСБ, которые обеспечили бы высокую стабильность майонезных эмульсий с различным содержанием масляной дисперсной фазы за счет совместного поверхностно-активного действия на межфазной грашгце низко- и высокомолекулярного ПАВ, образующих в эмульсионной системе фосфолипидно-белковый комплекс.

На рецептурном составе майонеза "Провансаль" 65%-ной жирности, отражающем реальные условия образования эмульсий в присутствии деэмульгирующих компонентов, изучен процесс формирования смешанного адсорбционного слоя низко- и высокомолекулярного ПАВ. Данные рис.8 по изменению устойчивости майонезных эмульсий в зависимости от концентрации фосфолипидного или белкового

ПАВ, свидетельствуют о существовании их оптимального соотношения, при котором достигается эффект максимальной стабилизации эмульсии за счет совместной адсорбции этих ПАВ на межфазных границах. Этот эффект достигается при введении 0,3% СФГ одновременно с 2,5% КСБ. При более низких концентрациях ПАВ, когда не достигается насыщение поверхности раздела фаз, эмульгатор ФОЛС не обеспечивает необходимого снижения межфазного натяжения, а КСБ не создает адсорбционного слоя требуемой прочности. При повышении концентрации эмульгатора ФОЛС сверх оптимальной происходит вытеснение высокомолекулярного ПАВ более поверхностно активным низкомолекулярным, что сопровождается уменьшением прочности поверхностной пленки, приводящим к коалесценции капель дисперсной фазы.

Повышение оптимальной концентрации КСБ приводит к образованию малоэластичных хрупких поверхностных пленок, что дестабилизирует эмульсию вследствие флокуляции и частичной коалесценции.

Установлено, что в выбранной композиции эмульгатора ФОЛС и КСБ, моделирующей природный фосфолипидно-белковый комплекс яичного желтка, соотношение низко- и высокомолекулярного компонентов составляет I : 8. Следовательно, необходимый эмульгирующий эффект достигается при значительно меньшей концентрации низкомолекулярного эмульгатора. При этом общая концентрация __синтетического комплексного

80

н-60 О

0 40

с;

и

1 10

о 0,2 0,4 0,6 0,3 Концентрация ФОЛС, %

0 М з!о 4/Г~

Концентрация КС Б, % Рис.8. Изменение устойчивости майонезных эмульсий 65%-ной жирности в зависимости от концентрации эмульгатора ФОЛС (содержание КСБ - 2,5%; и КСБ (содержание ФОЛС-0,3%).

эмульгатора почти в два раза ниже, чем природного. Однако в природном комплексе стабилизирующее действие яичного белка проявляется не только в создании прочной адсорбционной пленки на поверхности раздела фаз, но и в эффективном повышении вязкости дисперсионной среды за счет образования в ней трехмерной пространственной структуры, что предотвращает процессы коалесценции, флокуляции и седиментации, а также формирует у эмульсионной системы соответствующие структурно-механические свойства. У КСБ последний эффект выражен значительно слабее, что обусловливает необходимость введения дополнитель-

ного стабилизатора, например, одного из наиболее распространенных пищевых гидроколдоидов углеводной природы.

В качестве пищевых гидроколлоидов исследовали альгинат натрия, яблочные пектины и различные модифицированные крахмалы.

Традиционно внесению гидроколлоидов в эмульсионную систему предшествует процесс перевода их в гелеобразное состояние ( стадия растворения для альгината натрия и пектинов и стадия заваривания при 90-95°С для модифицированных крахмалов). В работе исследовалась возможность введения гидроколлоидов в составе сухих рецептурных компонентов, так как отсутствие яичного порошка в рецептуре майонезов позволяет подвергать водную фазу более высокому термическому воздействию, что определяет возможность совмещения стадии подготовки гидроколлоидов со стадиен растворения и пастеризации.

Экспериментально установлено, что альгинат натрия и пектин проявляют стабилизирующие свойства независимо от способа введения в эмульсионную систему. В случае модифицированных крахмалов технологические особенности, связанные со способом их внесения ( предварительное заваривание), обеспечивают увеличение стабилизирующей способности, которое обусловлено, очевидно, появлением дополнительных взаимодействий между молекулами полисахаридов и белков в трехмерной пространственной структуре, что синергетически повышает их совместное стабилизирующее действие. Это, в конечном итоге, позволяет снизить концентрацию модифицированного крахмала в 3-5 раз.

Исследования по выбору и обоснованию дозировок различных гидроколлоидов, которые в сочетании с композицией СФГ - КС Б обеспечивают 100%-ную устойчивость майонезных эмульсий к седиментации в условиях центрифугирования, позволили определить следующие оптимальные концентрации углеводных стабилизаторов, % : альгинат натрия - 0,2, яблочный пектин - 0,5, крахмал кукурузный фосфатный марки Б - 0,3, карбоксиметилкрахмал - 0,7.

Изучение структурно-механических свойств выбранных эмульсий показало, что их кривые течения, описывающие изменение эффективной вязкости в зависимости от напряжения сдвига, являются характерными дня структурированных жидкостей. Наиболее близкими к контрольной ( майонез "Провансаль") оказались кривые течения эмульсий, стабилизированных амилопектиновым фосфатным крахмалом и пектином. При этом, как показали специальные исследования, для стабилизации майонезных эмульсий наиболее эффективны высо-коэтерифицированные пектины.

Таким образом, синтетический фосфолнпидно-белковый комплекс в сочетании со стабилизатором углеводной природы обеспечивает, при полной замене яичного порошка, получение майонезов 65%-ной ж!фности с реологическими свойствами, характерными для этой группы майонезной продукции.

В задачи исследования по полной замене яичного порошка синтетическим фосфолипидно-белковым аналогом в майонезных эмульсиях 46%-ной жирности входила разработка составов поверхностно-активных композиций, которые обеспечивали бы образование и поддержание в стабильном состоянии эмульсии первого рода при практически одинаковом соотношении дисперсных фаз, а также позволяли бы получать майонезные эмульсии с заданными структурно-механическими свойствами.

Исследования по выбору оптимальных концентраций фосфоли-пидного и белкового компонентов проводили на основе рецептуры майонеза "Любительский", содержащего 46% масляной фазы и имеющего характерную для соусов пониженную вязкость. Результаты исследований показали, что для обеспечения заданной устойчивости таких эмульсин содержание низкомолекулярного эмульгирующего компонента должно быть повышено в 2 раза и составлять 0,6%.

При изучении возможности стравленного изменения реологических свойств эмульсий 46%-ной жирности определялось изменение их эффективной вязкости в зависимости от концентрации различных гидроколловдов.

Сопоставительный анализ кривых течения контрольной эмульсии майонеза "Любительский", стабилизированной введением 5% яичного порошка,и май-онезной эмульсии на основе 0,6% эмульгатора ФОЛС и 2,5% КСБ, свидетельствует о том, что обе эмульсии имеют одинаковую вязкость и относятся к слабострукту-рнрованным жидкостям, у которых различия реологических свойств разрушенной и неразрушенной структуры невелики и составляют для вязкости 0,8 Па-с (рис.9). При введении в опытные эмульсии гидроколлоида с увеличением его концентрации наблюдается повышение эффективной вязкости эмульсионной системы, кривые течения приобретают вид, соответ-

: Ц - • • контроль - А - О.бУоФС'ЛС, 2,5ЖСБ, - о - - " - и 0.5% пмстина, -Л- - и 1,0%пектина, - □ - - " - и 1,5% пектина, 1 - 9 - - ' - и 3,0°/. иолиф. | крахмала.

я

1 1

0 100 200 Напряжение сдвига. Па

Рнс.9. Кривые течения майонезных эмульсий 46%-ной жирности, стабилизированных яблочным пектином и амилопектнновым фосфатным крахмалом.

ствующий структурированным жидкостям. Путем изменения концентрации загустителя вязкость 46%-ной майонезной эмульсии может быть повышена до заданных значений, например, значения, соответствующего высокожнрному майонезу.

Концентрация рахшчных гндроколлоидов, обусловливающая такое повышение вязкости эмульсий, не одинакова и составляет для модифицированных крахмалов 3,0 %, для алы ината натрия и яблочного пектина - 1,5%.

Таким образом, использование взамен яичного порошка синтетического фосфолипидно-белкового комплекса на основе эмульгатора ФОЛСи сывороточного белкового концентрата в сочетании с пищевым гидроколлоидом позволяет создать ассортимент майонезной продукции различной жирности и вязкости, не содержащей холестерина, что придает продуктам этой группы диетические свойства.

Результаты лабораторных исследований подтверждены производственными испытаниями ( ТОО "Калита", г.Орел) и положены в основу комплекта нормативно-технической документации на производство майонезных эмульсий без яичного порошка. Комплект НТД, утвержденный в системе Минсельхозпрода РФ, включает технологическую инструкцию по приготовлению майонезных эмульсий без яичного порошка, рецептуру и техническое описание на новый высококалорийный майонез, рецептуры и техническое описание на новые майонез и соус 46%-ной жирности.

Разработанные виды майонезной продукции, получаемой новым способом, без добавки яичного порошка ( заявка на патент № 94043199 ), соответствуют ГОСТ Р50174-92 и рекомендуются для всех групп населения в качестве приправ к различным блюдам.

Л

Возможности, связанные с использованием СФГ, могут быть существенно расширены путем повышения их гндрофильности без изменения химической структуры. Разработаны и экспериментально подтверждены основные принципы создания водорастворимой формы СФГ путем их тонкого физического или химического диспергирования в гидрофильном носителе. Экспериментально доказано значительное повышение эффективности СФГ в гидрофильной модификации при стабилизации эмульсий первого рода, чго определяет перспективы их использования в технологии майонезов, соусов и друг их эмульсионных продуктов с гидрофильной дисперсионной средой. Перспективность этого направления подтверждена экспериментально на примере майонезных эмульсий.

2.1.5. Изучение области применения синтетических фосфоглице -рндов с тех1юлоп!ческнми функциями эмулыирующих солей

Данные о молекулярной структуре основных компонентов СФГ

( табл.6,7 ) свидетельствуют о их принадлежности к солям ортофос-форной кислоты со сложноэфирной связью по одной или двум гидро-ксильным группам: ,0 ^О

Я- О - Р - ОН ( Я - 0)2 - Р^

"ОИН* ОИН<,

где Я - моно- или диацилглицерин. Принадлежность к солям фосфорной кислоты в сочетании с эмульгирующей способностью, обусловленной дифильным строением молекул благодаря природе - ОЙ., позволяет прогнозировать проявление синтетическими фосфолилида^и технологической функции эмульгирующих солей. Пищевые добавки этого функционального класса используются в технологии сыров. Научно-практические аспекты применения СФГ при получении плавленых сыров изучены совместно с НПО "Углич". Актуальность исследований в этом направлении связана с интенсивным поиском специалистами отрасли пищевых добавок, обеспечивающих формирование заданной консистенции плавленых сыров на фоне необходимости снижения концентрации солей - плавителей ( чаще всего, фосфатов) при увеличении доли использования немолочных сырьевых компонентов и полуфабрикатов го вторичного молочного сырья. Последнее неизбежно отражается на технологическом процессе плавления и образования из гетерогенной смеси сырьевых компонентов гомогенной системы сырной массы.

Исследования проводились на двух группах плавленых сыров: ломтевых 40-45%-ной жирности ( "Костромской"Российский") и пастообразных 60-70%-ной жирности ("Янтарь"). В качестве эмульгирующих солей использовали эмульгаторы ФОЛС-1 и ФОЛС-2. Результаты лабораторных исследований и опытных испытаний в НПО"Углич"показали, что введение в рецептуры сыров 0,5% СФГ взамен 25% рецептурного количества соли - плавителя обеспечивает стабилизацию структуры сырной массы, улучшение ее консистенции и вкуса, увйадчение на 20% сроков хранения за счет ингибирования окислительных процессов в жировой фазе.

По результатам испытаний разработаны рекомендации по применению эмульгатора ФОЛС в производстве плавленых сыров, особенно при использовании нетрадиционных сырьевых компонентов: сычужных сыров некондиционной степени зрелости, вторичного молочного сырья нестабильного качества, компонентов немолочного происхождения. Утверждены рецептуры на различные виды плавле -ных сыров с эмульгатором ФОЛС.

2.1.6. Разработка к научное обоснование эффективных

методов применения синтетических фосфоглицеридов в технологии структурированных дисперсных систем

Другим основным пищевым объектом для введения СФГ являются структурированные дисперсные системы, к которым относятся

многие кондитерские массы и различные виды теста. Процессы образования этих систем определяются кинетикой взаимодействия частиц дисперсной фазы через прослойки дисперсионной среда, т.е. поверхностными явлениями на границе раздела фаз. Величина этих взаимодействий, т.е. число и прочности, связей, возникающих между- твердыми частицами в единице объема системы, определяет ее структурно-механические свойства, от которых, в конечном итоге, и зависят технологические свойства и качество готовых изделий. Эффективное управление структурообразованием и свойствами образуемой дисперсной системы может быть достигнуто введением добавок поверхностно-активных веществ, обусловливающих адсорбционное понижение прочности структуры, облегчение ее деформации и разрушения.

Результаты исследования поверхностно- активных свойств синтетических фосфоглицерндов, выполненные на модельных структурированных системах ( раздел 2.1.З.1.), послужили теоретическим обоснованием для изучения практических аспектов использования СФГ в технологии пищевых структур этой группы.

Объектами исследования являлись шоколадная масса и тесто хлебобулочных изделий, отражающие особенности различных типов дисперсных систем.

2.1.6.1. Исследование к разработка способов регулирования реологических свойств шоколадных масс с применением синтетических фосфоглицерндов

Шоколадные массы в расплавленном состоянии, при котором осуществляются основные технологические процессы, являются структурированными двухфазными системами, содержащими твердую фазу ( микрокристаллы сахарозы, твердые частицы бобов какао и различных добавок) в жидкой дисперсионной среде ( какао-масле). Основными реологическими свойствами шоколадных масс, оказывающими значительное влияние на технологический процесс их получения и качество готового продукта, являются эффективная вязкость и структурная прочность, которые должны соответствовать оптимальным значениям. Наиболее существенным фактором, определяющим реологические свойства шоколадных масс как структурированных дисперсных систем, является содержание в них дисперсионной среды. Повышение ее количества приводит к снижению прочностных характеристик. Однако рецептурное количество какао-масла ( 30-34%), выбор которого определяется рядом факторов, связанных с качеством и себестоимостью продукции, не обеспечивает заданных значений реологических свойств.

Оптимальные структурно-механические параметры шоколадной массы при сохранении в ней рецептурного количества масла какао могут быть достигнуты введением поверхностно-активных веществ, но-

лучивших в практике шоколадного производства название разжижи-телей [2].

Основная цель введения ПАВ в шоколадную массу-снижение ее вязкости, обеспечивающее частичную замену и экономию наиболее дорогостоящего рецептурного компонента - масла какао без ухудшения качества продукта. Введение ПАВ приводит к адсорбционному понижению поверхностной энергии на границах между твердыми частицами дисперсной фазы и жидкой дисперсионной средой, при кот' ром процесс структурообразования в системе нарушается, уменьшается и реологическое сопротивление ее деформированию с заданной скоростью. Вязкость такой системы уменьшается, что позволяет снизить концентрацию дисперсионной среды.

Актуальность исследований в этой области определялась отсутствием ассортимента разжнжигелей, который ограничивается фосфа-тиднымн концентратами отечественного производства, не обеспечивающими необходимого эффекта 'йствия.

Проявление синтеп пески ми фосфоглицеридами технологических функций, аналогичных функциям их природных аналогов, а также зарубежный опыт (фирма "СасПэигу'з", Англия и др.) по замене разж!гжителей природного происхождения синтетическими, послужили основанием для разработки способа регулирования реологических свойств шоколадных масс с помощью СФГ.

Исследования проводились на шоколадной массе "Спорт" (содержание жира - 30%), приготовленной по унифицированной рецептуре в производственных условиях фабрики "Красный Октябрь". Экспериментальная работа с эмульгатором ФОЛС в качестве разжи-жителя шоколадных масс, основанная на изучении деформационного поведения системы, показала, что в такой дисперсной системе синтетические ФЛ, подобно природным, проявляют высокую поверхностную активность, обеспечивающую значительное изменение реологических свойств.

Анализ реологических кривых течения расплавленных (температура 40 °С) шоколадных масс показал, что введение в систему ПАВ приводит к значительному изменению характера деформационного поведения (рис. 10). Так, на начальном участке кривых течения, соответствующем вязкости практически неразрушенной структуры, значения этого показателя для шоколадной массы, не содержащей ПАВ, стремятся к бесконечности. Введение в массу 0,4% ПАВ фосфо-липидной природы сопровождается эффектом понижения прочностых характеристик до уровня, сопоставимого с показателями предельно разрушенной структуры исходной массы. Эффективность адсорбционного понижения прочности структурированной дисперсной системы зависит как от особенностей химического строения фосфолипидных добавок, так и от их концентрации. Экспериментально установлена оптимальная концентрация разжижителя, равная 0,4%. Реологиче-

скими исследованиями установлено, что эмульгатор ФОЛС значительно эффективнее природного аналога: максимальное снижение вязкости шоколадной массы с фосфатидным концентратом достигается при дозировке 0,4%, а синтетический аналог обеспечивает такой же эффект при 0,2% (рис.11).

Аналогичные изменения происходят в показателе предельного напряжения сдвига, характеризующем структурную прочность системы. Как показали исследования сорбционного взаимодействия СФГ с основными структурными компонентами шоколадной массы, эффект Ребшщера, имеющий место при введении в нее поверхностно-активных добавок фосфолипидной природы, обусловлен адсорбцией молекул ПАВ за счет гидрофильных фосфатных групп на поверхности микрокристаллов сахарозы, гидрофобизацией их поверхности и изменением природы контактных взаимодействий, что и приводит к понижению поверхностной энергии и резкому облегчению процесса деформации и разрушения структуры.

Сила адсорбционного взаимодействия молекул ФЛ с гидрофильными частицами сахарозы зависит от структурных особенностей фосфатной группы и максимальна для модификации, обладающей высокой гидрофилыюстыо и наиболее выраженными протонодонорными и протоноакцепторнымн свойствами, определяющими способность к взаимодействию с молекулами углевода за счет образования водородных связей. Комплексом реологических и спектральных исследований определено, что такой модификацией является кислая аммониевая соль фосфорной кислоты, которой представлена гидрофильная часть поверхностно-активных молекул СФГ.

Отличительные особенности СФГ проявляются ие только в величине эффекта понижения структурно-механических характеристик шоколадной массы. Использование синтетического разжижигсля вместо природного позволяет исключить эффект передозировки - по-

Рис. 10. Зависимость эффективной вязкости от градиента скорости для шоколадной массы без ПАВ и с их добавкой

вышение вязкости и предела текучести массы при увеличении концетрации ПАВ свыше 0,5%. Это связывают с изменением соотношения между основными фракциями ФК, проявляющими неодинаковую разжижающую способность вследствие различий в химической природе гидрофильной части поверхностно-активных молекул ФЛ. Повышение концентрации СФГ, фракции которого имеют одну структуру гидрофильной части молекул, не приводит к таким последствиям.

Однако эффект адсорбционного понижения прочности структуры шоколадной массы при введении поверхностно-активной добавки зависит от природы не только гидрофильной, но и гидрофобной части ее молекул. Как показало изучение реологических свойств шоколадных масс, содержащих СФГ различного жирнокислотного состава, эта зависимость носит сложный характер, связана с позиционно-видовым составом аннлглицерннового фрагмента молекулы СФГ и определяется соотношением между ацилами предельных и непредельных кислот и степенью непределыюсти последних [29].

Для количественной оценки эффективности действия СФГ их разжижающая способность сравнивалась с разжижающим действием соевых фосфатидных концетратов (ФК), применяющихся в отечественном производстве шоколада, и одним из наиболее эффективных синтетических разжижителей - эмульгатором "У>Г(Англия). Установлено, что синтетические ФЛ значительно эффективнее их природных аналогов: введение в шоколадную массу 0,4% СФГ эквивалентно по разжижающему эффекту 5,8 - 6,3% какао-масла, тогда как такое же количество ФК обеспечивает экономию 4,0 - 4,5° о масла какао. Эмульгатор "УЫ" в количестве 0,3% к массе шоколадной глазури вызывает (по литературным данным) снижение ее вязкости на 69%. Эмульгатор ФОЛС при введении его в шоколадную глазурь в такой же дозировке снижает эффективную вязкость массы на 70 - 73%, т.е. достоверно не уступает по эффективности действия лучшим импортным препаратам.

Таким о бразом, результаты исследований показала, что СФГ являются эффективной поверхностно-активной добавкой, позволяющей направленно изменять реологические свойства двухфазных структурированных дисперсных систем.

10

и

я 8 С

о

и 4 п 4

К « -

1 * - » - эмульгатор ФОЛС -Д-ФК

V

ч4;

1 1

0.2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Содержание ПАВ, %

Рис. 11. Зависимость вязкости шоколадной массы от дозировки ПАВ при градиенте оростиЗОс1._

Результаты реологических исследований, связанные с проявлением эмульгатором ФОЛС функции разжижителя, явились исходными факторами для разработки научно обоснованных рекомендаций по применению СФГ в технологии шоколадных масс. Рекомендации послужили основой для разработки нового способа получения шоколадной глазури (A.C. 1192189), апробированного в опытном производстве, и включены в технологическую инструкцию.

2.1.6.2. Изучение технологических функций синтетических фосфоглицеридов в пшеничном хлебе

Технологические функции пищевой добавки в структурированной дисперсной системе будут определяться не только химическим строением этой добавки, но и типом, а так->,0 особенностями самой структурированной системы. Примером дисперсной системы другого типа является тесто хлебобулочных изделии, которое представляет собой трехфазную систему, образуемую твердой, жидкой и газовой фазами. Специфической особенностью теста как дисперсной системы является колло(щная, химическая и биохимическая активность частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде, вследствие которой в ходе технологического процесса они подвигаются существенным изменениям. Наиболее значительные изменения происходят в процессе выпечки. В этом случае характер действия пищевой добавки может существенно варьировать: от полного нивелирования эффекта до проявления новой технологической функции.

Исследовалось влияние СФГ па качество пшеничного хлеба. Эффективность дейепшя СФГ сравнивалась с эффектом введения эквивалентной ( по содержанию фосфолннндной фракции) добавки ФК. Исследуемые добавки вносили в тесто, гото.-лщссся опарным способом, в рецептурном количестве 0,4 - 0,5% в виде раствора в жпре или в составе жироводных эмульсий. Результаты пробных лабораторных выпечек подтвердили, что эмульгатор ФОЛС положительно влияет на качество хлеба ( табл.12). С введением в тесто 0,4% ( к массе муки) растворенного в жире эмульгатора ФОЛС улучшаются структурно-мс-ханические характеристики мякиша хлеба : показатели общей (ДНобш) и пластической ( АН,п.) сжимаемости мякиша повышаются на 15-20%. О позитивном влиянии добавки СФГ свидетельствует и увеличение удельного обьема хлеба, связанное с повышением газо-удерживающей способности теста, которая определяется его структурно-механическими свойствами.

В опытах по оптимизации способа внесения добавки в дисперсную систему теста было подтверждено, что эффективность действия СФГ существенно возрастает при введении их в предварительно эмульгированном виде. В этом случае разница в увеличении удельно-

го объема опытных проб хлеба по отношению к контролю достигает 30%.

Реология теста, обусловливающая качество готовых изделий, определяется не только условиями технологического процесса, но и качеством исходного сырья - пшеничной муки. Необходимое качество муки достигается введением различных улучшителей, в частности, ФЛ. В серии специальных исследований по взаимодействию природных и синтетических фосфолипидов с клейковинным белком пшеницы было установлено, что, в отличие от природного ФЛ ( фосфати-дилхолина), расслабляющего клейковину, синтетические фосфогли-цервды оказывают на нее укрепляющее действие [ 16 ]. В частности,

показатель де-

12. Влияние добавок фосфолипидной природы на формации Нидк некоторые показатели качества пшеничного хлеба -щЯ клейковины с СФГ на 27% ниже контрольного значения. Измене-нис характера действия синтетических ФЛ на клейковинный белок по сравнению с природным аналогом езязано, очевидно,чс особенностями свойств, которые лежат в основе прогоно-акцепторной способности СФГ, определяющей характер взаимодействия их молекул с молекулами белка. Кроме того, на степень связываь;(я ФЛ клейковннными бачками оказывают влияние состав и строение гидрофобных радикалов в молекулах СФГ.

Таким образом, СФГ по влиянию па клейковину пшеницы, структурно-механические свойства теста и качество пшеничного хлеба могут быть отнесены к функциональному к-мссу улучшителей, предназначенных для регулирования хлебопекарных качеств муки и улучшения качества пшеничного хлеба и изделий.

Показатели Проб? хлеба

качества хлеба Без С 0,э% С 0,4%

улучши- ФК эмульгато-

теля ра ФОЛ С

Удельный объем, 3,9 4,4 4,5

(Ууд),см3/г

Увеличение, - + 11,4 + 13,3

Ууд,%

Показатель Н:0 0,36 0,38 0,37

Структурно-

механические

свойства мяки-

ша, ед. прибора:

АНобщ. 98 106 115

ДНпл. 75 86 94

ДНупр. 23 20 22

2.1.7. Некоторые перспективы использования синтетических

фосфоглнцер!ЕДов-8 медицине

Известные сведения о физиологической активности природных фосфолипидов, определяющей их использование в медицинских целях, в совокупности с некоторыми экспериментальными данными о физиологическом действии и антиокендантной способности синтетических фосфолипидов ( разделы 2.1.3.3, 2.1.3.5) послужили предпосылкой для выбора направления исследований по применению СФГ в медицине, связанному с созданием сорбентов с антиоксидантной активностью.

По заданию Минздрава РФ проведены исследования физико-химических свойств материалов матрицы и покрытия для антиокси-дантных сорбентов, на основании которых разработан способ получения сорбента, предусматривающий модификацию СФГ поверхности гранул слюмосшикатиой матрицы ( синтетический цеолит типа Na-A), пред;;ар;гтельно активированной последовательно термической и химической обработками ( A.c. 1790999).

Испытания, проведенные в раде медицинских учреждений, подтвердил высокую снтиоксидантную активность сорбента и определили основные направления использования в терапии острых и хронических интоксикаций различной этиологии в виде гемо-, или энтеро-сорбента.

Итогом научных исследований в этой области явилась разработка трех сорбентов серии "Цефосорб", различающихся природой матрицы, в качестве которой используются синтетические цеолиты или микрокристаллическая целлюлоза.

Фактом внедрения разработки являются утвержденные "Методические указания по применению сорбента "Цефосорб" с антиоксидантной активностью", который принят комиссией Минздрава РФ по nozun препаратам и медтехнике в качестве средства для лечения.

2.1.С. I !гслгдо;;зн!;е и разработка способов iipiiv.cuciius «штсти-

"5сг;г;;хг<гл;;:и'рид;>з к качестве кормовой добавки

Данные о фнзшлоптческом действии синтетических фосфолипидов, полученные с экспериментах на животных и касающиеся повышенна усвопе&шстп жира ( раздел 2Л .3.5), определили обоснованность широк»»;-: испытаний СФГ.в качестве физиологически активной кормовой добавки.

Совместно с ВНИИТИ птицеводства и ВНПО по рыбоводству проведены исследования по использованию эмульгатора ФОЛ С в качестве рсстостнмулнрующей кормовой добавки для птиц и рыб. Испытания проводились на цыплятах - бройлерах и сеголетках карпа по общепринятые в птицеводстве и рыбоводстве метод:псам.

13. Влияние добавки эмульгатора ФОЛС из Установлено,

основные зоотехнические показатели кормления что введение в ра-цыплзт цион цыплят до-

бавки эмульгатора ФОЛС изменяет зоотехнические и химические показатели: средняя живая масса бройлера через 55 дней кормления увеличивается на 84,8 г по сравнению с контролем, т.е. эмульгатор ФОЛС обспечивает росто-стимулиругощий эффект (табл.13). При этом, для достижения максимального действия достаточна концентрация 0,05%: перевариваемость жира увеличивается ¡[а 2,0%, а использование азота - на 5,3%. Применение эмульгатора ФОЛС в качестве кормовой добавки для птиц зафиксировано в Методических рекомендациях "Союзптицепрома" [10].

Аналогичные результаты получены в опытах на рыбах, которые выращивались в аквариальных и прудовых условиях. Показано, что при добапке 0,1% эмульгатора ФОЛС в корм для сеголетков карпа среднесут очный прирост массы опытных рыб составляет 50% - в аквариальных и 40% - в прудовых условиях. При этом установлено повышение перевариваемости и усвоения переваренных питательных веществ. Так перевариваемость сырого протеина увеличивается на 12%, а углеводов - на 9,5%. В опытах с использованием в качестве посадочного материала годовиков карпа было показано, что добавка 0,1% эмульгатора ФОЛС оказывает более значительное влияние на перевариваемость комбикорма: перевариваемость протеина увеличивается на 8,1, лшгндоп - на 18,2, а углеводов - на 14,3% по сравнению с контрольными показателями. По результатам исследований разработан способ получения корма для рыб, предусматривающий введение синтетических фосфолипндов (патент РФ 1550650).

❖

Показатели Опыты

Ко ¡про ль 0,05 % 0,1 %

ФОЛС ФОЛС

Выживаемость, % 100 100 100

Средняя живая 1812,2 1897,0 1863,3

масса через 55

дней кормления, г

Переваривае-

мость, %:

протеина 87,9 88,1 88,9

жира 86,2 88,2 88,7

Использование 39,4 »4.7 47,1

азота,%

Химический со-

став съедобных

частей, %:

сухое вещество 25,0 25,0 25,0

зола 4,21 4,12 4,27

жир 27,4 26,6 27,9

протеин 52,7 56,2 54,7

Таким образом, результаты выполненных ¡¡следований показали, что СФГ являются пищевой добавкой, совмещающей в себе комплекс технологических функций, эффективно проявляющихся в различных пищевых системах, что позволяет ограничить необходимость применения набора монофункциональных добавок для достижения технологических целей и существенно снизить процентное содержание добавок в пищевых продуктах.

2.2. Разработка и научное обоснование эффективных методов получения и использования пектинов с различными функциональными свойствами

На этапе работ по созданию нового поколения эмульсионных продуктов пониженной жирности с эмульгатором ФОЛ С возникла необходимость введения в дисперсную систему дополнительно к эмульгатору пишевых добавок с технологическими функциями стабилизаторов и загустителей (раздел 2.1.4.>. Такими функциями обладают пищевые гидроколлоиды полнеахаридной природы. Наибольшее внимание среди них привлекают пектиновые вещества - кислые гетсроиоли-сахарнды, основу которых составляют рамногалактуронапи [68].

Пектины, подразделяемые на высоко- и низкоэтерифицирован-ные, принадлежат к числу пишевых добавок приро;ию1 о происхождения и зарегистрированы в Международной номенклатуре пищевых добавок под номером Е440.

Основной технологической функцией пектинов, определяющей их особую ценность для кондитерской промышленности, является способность тскстурироватъ пищевую систему путем образования геля. Механизм гелеобразования пектинов св«зан с особенностями их молекулярного строения: высокоэтерифицирчванпые пектины образуют гели в кислой среде при содержании сахара более 50%, пнзкоэтерифнци-рованные - в широком диапазоне рН (от 2,5 до 6,5), независимо от содержания сахара, но в присутствии ионов поливалентных металлов, например, кальция. Рассмотрению этого вопроса посвящена специальная публикация [77 ]. Способности низкоэтерифицированных пектинов к комплсксообразонанию с ионами поливалентных ( в т.ч. тяжелых) металлов и их радионуклидами в последние годы уделяется особое внимание, связанное с возрастающим техногенным загрязнением окружающей среды. В этом аспекте пектины, и прежде всего, низко-этерифицированные, определяют широкие возможности создания новой группы продуктов питания диетического и лечебно-профилактического назначения. Вопроси применения пектинов в пищевой промышленности, профилактическом питании и медицине подробно рассмотрены в обзорных публикациях [ 59, 77 ].

По последним официальным оценкам, выполненным в 1994 г. по заданию Департамента пищевой и перерабатывающей промышлен-

ности Мнпсельхозпрома РФ, расчетная годовая потребность России в пектинах для пшцевих целей составляет более 7 тыс. тонн [77 ], что соответствует 1/3 общего »игрового производства пектина в год. Кроме того, большое разнообразие пищевых продуктов, получение которых связано с использованием пектинов, на фоне специфики свойств различных типов пектинов, определяет необходимость значительного ассортимента этого вида пищевых добавок, учитывающего особенности конкретных изделий и технологические условия их изготовления.

В настоящее время пектины в России не производятся, для удовлетворения же потребностей за счет импорта ежегодно потребуется не менее 70 млн. долларов США. В связи с этим необходима скорейшая организация отечественного современного производства высококачественной пектиновой продукции, что требует создания современной конкурентоспособной технологии пектинов.

Официальным признанием особой актуальности этой проблемы явилось включение проекта "Пектин" в число приоритетных направлений развития науки (ГНТП России "Перспективные процессы в пе-рсрабатывающих отраслях АПК").

2.2.1. Разработка теоретических основ и технологических пс-пектов получения и модификации зблочных пектинов

В основе современной технологии протводства пектина лежит перевод в растворимую форму связанного с целлюлозной матрицей протопектина 1ГпЬтоль2ошшием кислотного гидролиза. Помимо экстракции пектина из растительного сырья, технологический процесс вгепочает еще несколько основных этапов: очистку и концентрирование жидкого экстракта, модификацию высокоэтерифицированного пектина при необходимости изменения его функциональных свойств, выделение пектина из раствора с последующей сушкой, измельчением и стандартизацией.

Количество и качество пектина зависят, прежде всего, от типа используемого сырья. Наиболее перспективным для России является яблочный пектин, относящийся к высокомолекулярным высокоэтери-фицированным природным пектинам, модификация которого позволяет создать ассортимент высококачественной пектиновой ггродукции с различными потребительскими свойствами. Известные в настоящее время технологические процессы позволяют получать широкий спектр пектинопродуктов: жидкие и сухие пектиновые экстракты, концентраты некгина, пектиновый порошок, очищенный спиртоосаяеденный пектин, модифицированные пектины различной степени этерификации и очистки. Современные технологии могут принципиально различаться по способу ведения промесса и аппаратурному оформлению, причем, количество и качество выделяемого пектина в значительной степени зависят от правильного выбора и контроля технологических па-

раметров, которые, как правило, являются know-how фирм-производителей.

Главное направление совершенствования техники и технологии получения пектина, основанного на использовании различных химических реактивов, связано с экологическими аспектами производства. В связи с этим основные инвестиции фирм в научные исследования направлены на создание способов и средств повышения экологической безопасности технологии.

Появление в России компактных высокопроизводительных проточных электрохимических реакторов (РПЭ) позволило пересмотреть концепцию обеспечения экологической безопасности технологических процессов, изменив подход к выбору и получению пшролизующих, экстрагирующих и других технологических растворов. Такие растворы получают в РПЭ путем электрохимического синтеза m исходных разбавленных (не более 7 г/л) водных растворов солей щелочных или щелочноземельных металлов. Важными преимуществами этого способа перед традиционными, предусматривающими использование, например, растворов кислот, является гибкое регулирование в широких пределах pH раствора и его реакционной способности при изменении режима электрохимического синтеза, а также состава и соотношения исходных неорганических солен. Последнее позволяет получать новые технологические растворы, химический состав которых, а следовательно, н реакционную способность не удается воспроизвести традиционным путем - растворением химических реагентов. При этом полностью отпадает необходимость в использовании этих реагентов, а также в мероприятиях по их нейтрализации и очистке отработанных растворов. Дополнительные преимущества замены химических реагентов на растворы, синтезируемые в РПЭ, обусловливаются отсутствием транспортных расходов и расходов на кондиционирование и хранение реагентов.

Исследования по изучению воздействия новых технологических растворов на различные виды сырья позволили сформулировать теоретические представления об участии новых реагентов в гидролитических процессах, происходящих в природных гомо- и гетерополиса-харидах. Результаты этих работ, представляющие самостоятельные направления оригинальных исследований (A.C. 1279235, 1465458, 1489175, 1629319) и опубликованные в печати [17, 21-23, 25, 30-32, 36, 37, 39 ], явились обобщающей предпосылкой создания прогрессивно»? технологии пектина с использованием нового поколения гидроли-зующих агентов.

2.2.1.1. Разработка способов извлечение пектиновых веществ из растительного сырьв

Исходным сырьем являлись различные партии сухих яблочных

выжимок, качество которых оценивалось по основным критериям ор-ганолептического, химического и биохимического характера: цвету, влажности, содержанию экстрагируемого пектина и его желирующей способности. Гидролтующие агенты из разбавленных растворов неорганических получали на серийной установке СТЭЛ, обеспечивающей избирательный электрохимический анодный (анолиты) или катодный (католиты) синтез технологических растворов, химический состав и реакционная способность которых зависят от режима электрохимической обработки, а также от вида и концентрации исходной неорганической соли, что позволяет варьировать содержание и тип активных ингредиентов в гидролизующем растворе. Например, из растворов фосфатов, карбонатов, сульфатов, нитратов можно путем анодного электрохимического преобразования в реакторе РПЭ получать растворы, представляющие собой смеси кислот соответ-ствз'ющих элементов с различной степенью их окисления в оксоанионах и характеризующиеся высокой химической активностью при весьма малой концентрации. Реакционную способность полученных растворов косвенно характеризовали показателем рН.

При разработке способа извлечения пектиновых веществ из яблочных выжимок исследовали гид-ролизующую способность анолитов с различными значениями рН. Результаты исследований по влиянию рН анолитов хлоридных растворов (исходная минерализация 2-3 г/л) графически показаны на рис.12. Установлено, что при значениях рН 0,5 - 1,7 может быть достигнуто практически полное извлечение пектина из яблочных выжимок; снижение кислотности гидролизующего агента (рН 1,8 - 2,0) приводит к уменьшению степени извлечения на 10 - 20 %. Данные об изменении содержания в выделенном пектине спиртоне-растворимых веществ, а такж* степени его этерификацни в зависимости отрН агента свидетельствуют о том, что, наряду с пиролизом про-

У.

* * ж *ч X о-а

4 N \

0.5 1,0 М 2,0 2.5 рН

Рис.12. Влияние рИ гидролизующего агента на степень извлечения (х) пектина и его физико-химические характеристики: (л) - содержание спиртоне-растворимых веществ; (в)- содержание полигалактуроновой кислоты; (о) - содержание балластных веществ; (о) -степень этерификацни.

топектнна, анолнты с высокой кислотностью, аналогично растворам минеральных кислот, вызывают деструктивные изменения в макромолекулах полисахаридов. Определение средневесовой молекулярной массы различных образцов пектина указывает на гидролиз гликозид-ных связей, вызывающий деполимеризацию пектиновых молекул, глубина которой увеличивается с повышением кислотности гидроли-зуюшего агента. Данные об относительном повышении содержания политалактуроновоп кислоты в исследуемом диапазоне pH указывают на то, что деполимеризация макромолекул пектина происходит преимущественно за счет разрыва гликозидпых связей между цепочкой полнурошща и ответвлениями нейтральных полисахаридов, входящих в макромолекулу пектина, что подтверждается некоторым увеличением содержания балластных веществ. Представленные данные свидетельствуют о том, что существует диапазон значений кислотности гндролизующего агента, обеспечивающий максимальную степень извлечения пектина при минимальном уровне деструкции пектиновых макромолекул. При этом, как показали эксперименты с различными партиями яблочных выжимок, доя разного по качеству сырья этот диапазон практически одинаков. Однако поскольку процесс гидролиза относится к многофакторным и pH гидролизующс! о агента является не единственным значим!,im параметром, для обеспечения максимального результата необходима оптимизация различных параметров процесса. На рис. 13 проиллюстрирована зависимость молекулярной массы извлекаемого пектина от основных параметров гидролиза. Аналогичная оптимизация проводилась по показателям выхода пектина, степени этерификацин его молекул и др.

Результаты исследований легли в основ}' способа получения же-лируюшего полуфабриката из плодовых выжимок, в котором предусматривается замена раствора минеральных кислот гндролнзующнм агентом, синтезированным в электрохимическом реакторе РПЭ (A.C. 1324628). Однако использование приема электрохимической обработки разбавленных растворов неорганических солей для получения гид-ролизующих агентов предполагает не только просто замену ими растворов минеральных или органических кислот, но и создание новых но составу и свойствам технологических растворов с различной реакционной способностью. Особенности гидролиза протопектина яблочных выжимок различными по составу и свойствам i ндролизующимн агентами детально изучены в научно-исследовательском центре производственного объединения "Хер остра и г унд Фокс КГ" (ФРГ) -основного европейского производителя пектинов.

В качестве базового использовали способ кислотного гидролиза протопектина раствором серной кислоты (pH 2,0) при температуре 90 °С в течение 2,5 часов. В условиях эксперимента постоянными оставались также соотношение выжимок и раствора (1:19) и способ выделения проэкстрагнрованного пектина осаждением из этанола. Оцени-

вались выход и основные характеристики полученных пектинов (табл. 14). Для определения степени этерификации использовали метод ионообменной жидкостной высокоэффективной хроматог"!-фии. Желиругощую способность характеризовали показателем внутренней прочности геля, которую определяли по методу Люерса на приборе "Хербсграйт-Пектино-метр, модель Марк-3". Для оценки цветности образцов пектинов использовали видеокомплекс по определению цветности сухих порошков "Minolta CR-200" (калибровка по белой пластине - 97,99%).

Результаты экспериментальной работы обобщены в табл.14. В опытах 3-8 использовались гидролизующие агенты, полупенные из одного и того же исходного водно-солевого раствора. Различия их технологических и физико-химических (в частности, рН) свойств целиком обусловлены особенностями режимов электрохимического синтеза. Удельное количество электричества, затраченное в процессе электрохимической обработки исходного раствора хлорида натрия, эквивалентно синтезу 0,0049 - 0,0032 %-ных раствороз хлористоводородной кислоты (134 - 851 Кл/л). Отсутствие прямой корреляционной связи между количеством содержащихся в растворе электрохимически синтезированных веществ и его реакционной способностью указывает на различный химический состав полученных шдролгоунзщих агентов, что и определяет особенности их свойств. Так, сопоставляя данные по выходу пектина в опытах 4-6, можно заключить, что повышение содержания электрохимически синтезированных веществ в гвдро-лизующем агеь.е в 6 раз практически ие сказывается на его реакционной способности. Однако все три раствора, имея рН, близкие к нейтральным значениям, обеспечивают степень извлечешь пекипт на уровне 80 - 85 % по сравнению с раствором серной кислоты (опыт 1). На существование различий в составе и свойствах этих растворов указывают показатели цветности и желнрующей способности образцов пектина. С использованием для гидролиза яблочного протопектина анолита хлористого натрия с рН 2,3 степень извлечения пектина повышается до 92 % по отношению к кислотному агенту. При этом до-

о й> й уИ ¿н

Рис. 13. Зависимость молекулярной массы пектина от основных параметров процесса

стигается получение однородной фракции со степенью этерификации 81,2 %. Пектин характеризуется более высоким показателем внутренней прочности стандартного геля.

14. Зависимость выхода и качества яблочного пектина от тина

гндродизующего в та а

№ Гид- Режимы рн Вы- [НРЕ], рН Цвет-

о роли- обра- ход ед.при- % 2,5%- ность,

п зую- ботки пек- бора, ного %

ы щий тина, 0,20/ рас-

т агент % 0,25% твора

а и, В ч. Кл/л пир. сгсыта пвр. СЫКМ

1 Р-Р НгЭО^ - - 2,0 2,0 14,7 504/388 Е0,4 2,9 79,01

2 Вода - - 7,3 3,6 9.7 240/302 £0,9 4,3 73,05

3 Анолнт ЫаС1 12 262 3,4 3,35 12,1 271/372 80,9 4,2 76,05

4 То же 12 675 6,36 3,29 12,1 245/312 81,2 4,3 £0,36

5 То же 16 851 6,06 3,40 12,0 214/294 81,1 4,3 75,54

6 То же 32 134 6,70 3,61 11,7 209/338 81,1 4,2 75,55

7 То же 32 203 2,86 3,3 11,3 230/358 80,6 4,1 74,80

8 То хх 16 291 2,30 2,7 13,5 272/409 81,2 3,6 78,16

9 Аио-лит 16 1650 2,17 2,63 18,5 224/316 30%-79,3 70%-75,7 3,3 83,85

10 То ях 16 £37 2,53 2,92 15,2 233/277 75,7 3,4 25,25

и - напряжение; q - удельное количество электричества; [НРБ] - кели-рующая способность; Уе - степень этерификации.

К значительных! изменениям реакционной способности анолитов приводит варьирование химического состава исходного раствора. По данным сопоставительного аналта результатов гидролиза протопектина анолитом сульфатного раствора, имеющего рН 2,17, и раствором серной кислоты с рН 2, можно судить о различиях реакционной способности этих гндролизующих агентов. По удельному количеству электричества, затраченному на электрохимический синтез, полученный анолнт эквивалентен 0,084 %-ному раствору серной кислоты и характеризуется концеггграцией ионов водорода, равной 0,0068 моль в литре, что почти в 1,5 раза ниже концентрации ионов водорода в растворе серной кислоты. При этом по степени извлечения сниртоне-растворимых веществ гнолит значительно превосходит кислотный раствор. Повышенная реакционная способность такого анолита отра-

жается на фракционном составе выделенного пектина: образуются две фракции с разной степенью этерификацин, что проявляется в изменении показателей желирующей способности. Уменьшение концентрации ионов водорода в анолите в три раза по сравнению с контрольным опытом (опыт 10) приводит к образованию однородного по составу пектина со степенью этерификацин 75,7 %.

Анализ эффективности гидролизующих агентов, синтезированных из растворов различной минерализации, выявляет при ее уменьшении отчетливую тенденцшо приближения к "идеальному гвдроли-зующему агенту" , т.е. к такому, который, обладая эффективностью лучших известных аналогов, мало отличается по химическому составу от обычной природной воды.

Таким образом, результаты исследований позволили выявить основные тенденции в управлении технологическими параметрами гидролиза яблочного протопектина анолитами и послужили исходными данными для разработи способа извлечения пектиновых веществ из растительного сырья (заявка на патент РФ 94042493 от 28.11.94).

Разработан технологический регламент на производство яблочного пектина новым способом.

Технология получения коммерческих пектинов предусматривает спиртовое осаждение пектина из экстрактов, которые предварительно концентрируют в мягких условиях. Полученный концентрат может быть использован также для создания жидких желирутощих средств, которые входят в ассортимент зарубежной пектиновой продукции (жидкий концентрат "ОрекЛа" для приготовления гелеобразных продуктов в домашних условиях).

Разработка способа получения жидкой жетгрующей добавки потребовала подбора иных состава исходного солевого раствора и режимов электрохимического синтеза, обеспечивающих в совокупности получение щрролизующего агента необходимой кислотности с низким содержанием ионов одновалентных металлов, которые, как показал эксперимент, оказывают отрицательное влияние на желирующуто способность пектинового концентрата. Использование полученного пщро-лизующего агента для извлечения пектина из яблочных выжимок позволило разработать технологию жидкой желирующей добавки (заявка на пателт РФ 94042494 от 22.11.94), которая по основным показателям, характеризующим качество продукта, аналогична препарату "Оре1иа" (табл. 15). Однако, в отличие от немецкого прототипа, в ней повышено содержание пектина и расширены области применения: концентрат может использоваться как в домашних, так и в промышленных условиях. На основе этого концентрата разработаны рецептуры желе и друг их гелеобра зных продуктов (раздел 2.2.2.). Результаты исследований послужили основой для создания нормативно-технической документации на яблочный пектиновый концентрат.

2.2.1.2. Разработка способа деэтсрнфикации пектинов

Результаты исследований по применению электрохимически синтезированных реагентов для гидролиза протопектина явились предпосылкой изучения их реакционной способности в процессе де-зтерификации-гидролиза сложноэфпрных связей в этернфнцнрован-ных карбоксильных группах полигалактуронидной части пектиновых молекул. Актуальность этого направления исследований, целью которых являлось создание технологии получеши низкоэтерифицирован-

ных пектинов (степень эте-рификацни менее 50 %), связана с особенностями проявления ими функцио-н. д>ных свойств. Эти особенности обусловлены способностью низкоэтернфи-цированных пектинов к образованию гелей независимо от концентрации сахара за счет комплексооб-разования с ионами поливалентных металлов. Это же свойство обеспечивает способность низкоэтери-фицированных пектинов связывать ионы тяжелых металлов и их радионуклиды, что определяет их технологическую функцию комплексообразователей.

Отмеченные особенности функциональных свойств низкоэтерифици-рованных пектинов предопределяют их значимость в создании группы пищевых добавок и продуктов диетического и лечебно-профилактического профиля.

Для выбора способа деэтерификации в серии предварительных исследований изучена реакционная способность электрохимически синтезированных реагентов во всем диапазоне значений рН. Установлено, что реагенты с близкими к нейтральным значениями рН не пи-ролюуют сложноэфнрную связь: исходная степень этерифнкации пектина, составлявшая 77 %, снизилась при рН 4,0 только на 2 %, и при рН 8 - па 4%. Било также показано, что деэтерификацня молекул вы-

15. Состав и свойства жидких псктпнопых концентратов

Показатели Пектино- Пектино-

вый кон- вый кон-

центрат, центрат

получен- "Opekta"

ный по фирмы

новой "Хербст-

техноло- райт увд

гии Фокс"

Содержание 12,0 12,0

сухих ве-

ществ,%

рН, ед. 2,4 2,4

Содержание,%:

пектина 4,1 2,4

крахмала 1,0 2,0

яблочной к-ты 0,3 0,3

лимонной к-ты 0,1 0,1

Б-глюкозы 0,9 0,8

О-фруктозы 2,1 2,0

Желирующая 550 380

способность, ед.

прибора

сокоэтерифицированных пектинов реагентами со щелочными значениями рН (католитами) сопровождается значительной деполимеризацией макромолекул в результате реакции р-элиминирования, о чем свидетельствовал контроль наличия двойных связей. Полученные данные определили в качестве объекта разработки способ модификации высокоэтерифицированных пектинов электрохимически синтезированными реагентами с кислотными значениями рН. Поскольку эффективность гидролитических процессов определяется совокупносп > технологических параметров, при оптимизации процесса деэтерифи-кации пектинов анолитами был осуществлен многофакторный эксперимент (ПФЭ55), позволивший выявить значимые факторы и их влияние на процесс деэтерификации. В качестве потенциально значимых были приняты рН анолита, температура, продолжительность процесса, а также гидромодуль деэтерификации (соотношение гидролизую-щего агента и пектина) и осаждения пектина (соотношение объемов этанола и раствора пектина). И? чал ось влияние перечисленных факторов в выбранных пределах варьирования на степень этерификации, молекулярную массу и содержание балластных веществ - показатели, обусловливающие формирование функциональных свойств низкоэте-рифицированных пектинов. Частные зависимости степени этерификации модифицированного пектина от выбранных факторов обобщены на рис.14. Аналогичные зависимости были определены для показателей молекулярной массы и балластных веществ.

Анализ экспериментальных данных, полученных при реализации плана ПФЭ55, показал, что наиболее значительное изменение степени этерификации пектина на фоне существенного снижения содержания балластных веществ и некоторого относительного увеличения значений средневесовой молекулярной массы, наблюдается при осуществлении процесса анолитами со значениями рН ниже 3,0. В этой области кислотности установлен экстремальный характер относительного изменения молекулярной массы в зависимости от рН (максимум при рН 2,5), который связан, очевидно, с различной устойчивостью к кислотному гидролизу гликозидных связей в полиуронидной части и в боковых ответвлениях нейтральных полисахаридов пектиновой макромолекулы. Отщепление и деструкция наиболее легко гидролгоуемых нейтральных полисахаридов до неосаждаемых спиртом декстринов на фоне относительной устойчивости полигалактуронидов приводит к повышению результирующей величины средневесовой молекулярной массы в образцах пектина после деэтерификации. Возможность направленного регулирования показателей 'редневесовой молекулярной массы, степени этерификации и содержания балластных веществ путем изменения рН процесса деэтерификации позволяет варьировать количественные характеристики модифицированного пектина и тем самым управлять его функциональными свойствами.

% е' ас*.

-12.5

-20.6

-52.5

■ил

Анализ данных, представленных на рис.14, показывает, что наиболее интенсивные изменения \7е. при деэтерификации анолитами происходят в первые три часа гидролиза, что указывает на значительные отличия процесса от деэтерификации минеральными кислотами, продолжительность которой может достигать нескольких суток.

Исследования кинетических закономерностей процесса деэтерификации пектина ЭХС-реагентами с кислотными значениями рН показали, что реакция гидролиза сложноэфирных связей анолитами относится к реакциям первого порядка, о чем свидетельствует прямолинейный характер логарифмической зависимости содержания метокаьльных групп в пектине при различных значениях рН и температуры деэтерификации. При определении констант скорости реакции гидролиза сложноэфирных. связей для различных значений рН и температуры было установлено, что скорость реакции зависит в основном от величины рН и мало изменяется с ростом температуры: при повышении температуры на каждые 10 °С скорость гидролиза возрастает лишь в 1,03 раза. Соответствующие расчеты показали, что анолиты существенно снижают энергию активации реакции гидролиза сложноэфирных связей по сравнению с растворами минеральных кислот.

Результаты исследований явились исходными данными для прогнозирования процесса деэтерификации: расчетного определения глубины гидролиза сложноэфирных связей при заданных параметрах процесса или корреляции технологических параметров для обеспечения заданной степени этерификации.

Учитывая, что эффективность и результат процесса деэтерификации связаны с природой и исходными характеристиками модифици-

•

X \\ :

о N. > 1

1 , Х-

.4 К

1

- • - рН - А • 1 - о - I - л • гы - О - (} и>

>.0 1.5 2.0 24 5.0 РН

0 20 40 60 Ю ГС

0 10 го 30 40

0 50 100 150 200 Г и

0 0.5 1.0 1.5 2.С Осп

Рис.14. Зависимости степени этерификации модифицированного пектина от значимых факторов процесса деэтерификации

русмого пектина, бьша выполнена серия исследований по деэтерифи-кацни пяти различных образцов. Установлено, что в выбранном диапазоне исследуемых факторов характер зависимости не изменяется и подтверждает универсальность выявленных ранее тенденций. Степень воздействия аиолитов на модифицируемый пектин определяется его природой, связанной с типом сырья, из которого он выделен, и не зависит от начального значения степени этерификации. Полученные данные позволили создать мате.матичекую модель процесса деэте; т-фикации, которая включает обобщенные уравнения, описывающие многофакторные зависимости степени этерификации и молекулярной массы. Использование этих уравнений позволяет оптимизировать процесс и установить технологические параметры для получения пектина с заданными свойствами, что обеспечивает возможность создания широкого спектра модифицированных пектинов с различными технологическими функциями.

Таким образом, результат, im исследований явилась разработка теоретических и технологических основ получения и модификации яблочных пектинов с использованием электрохимически синтезированных реагентов. Применение новых гидролизующих агентов обеспечивает более высокий уровень решения проблем экологической безопасности процессов в технологии пектинов и позволяет получать пектины с заданными потребительскими свойствами для различных пищевых продуктов.

2.2.2. Некоторые аспекты применения пектинов

Основные технологические функции пектинов в пищевых системах хорошо известны и обобщены в обзорной публикации [3]. Поскольку использование нового способа экстрагирования пектиновых веществ в технологической схеме, предусматривающей его спиртовое осаждение, обеспечивает получение продукта с показателями качества, аналогичными промышленным образцам, вопрос использования такой добавки в традиционных для пектинов продуктах питания не требовал дополнительной технологической проработки. Актуальной явилась разработка рекомендаций по использованию в промышленной технологии гелеобразных продуктов жидкого пектинового концентрат ^ (табл.15). Изучение с помощью пектинометра "Хербстрайт" внутренней прочности стандартного геля (содержание сухих веществ 65 %, pH 3,0), приготовленного с использованием новой желирующей добавки, показало, что при величине желирующей способности, равной 550 единицам прибора, эта добавка обеспечивает образование гомогенной гелевой структуры с гладкой "бриллиантовой" поверхностью в месте разлома. Результаты исследований . желирующей способности полученного пектинового концентрата определили возможность разработки рецептур для гелеобразных про-

дуктов: желе, конфитюра, джема, пищевых концентратов. Новым элементом при разработке рецептур этих изделий являлось введение жидкой желирующеи добавки в сочетании с жидкими сахаристыми веществами (глюкознымн, глюкозно-фруктозными или фруктозными сиропами), что обеспечивает не только простую экономию дефицитного сахара, но и полноценную замену сахарозы в диетическом питании людей, больных диабетом [40]. Разработка новых технологических способов получения этих сахаристых веществ на основе гидролиза различных полисахаридов ЭХС-реагентами (A.C. 1347468, 1595518, 1629319,) позволяет сформулировать новую концепцию экологически чистой технологии получения пищевых добавок и компонентов углеводной природа.

В перечисленных гелеобразных пищевых продуктах пектины проявляют традиционные для них технологические функции гелеобра-зователя. Функции пектинов как стабилизаторов и загустителей пищевых эмульсионных систем подробно рассмотрены в разделе 2.1.4.

Иные технологические функции проявляют пектины в структурированных дисперсных системах. Например, введение 0,1 % яблочного пектина в рецептуру заварных пряников [69]оказьшает влияние на характер связывания влаги и изменение ее форм в процессе хранения изделия. Как показали исследования с использованием метода протонного магнитного резонанса, позволяющего оценить изменения свободной и связанной влаги в образце, яблочный пектин участвует в процессе связывания свободной влаги высокомолекулярными структурными компонентами теста. Наиболее значительно это участие для низкоэтерифнцнрованных пектинов. Проявление пектиновыми добавками указанной технологической функции явилось значимым для группы мучных изделий в аспекте сохранения их свежести и определило перспективность разработки новых рецептур и технологии заварных пряников. Рецептуры и технологическая инструкция по производству пряников с добавками пектина (ТИ 8 РФ 24-09-94) утверждены в системе "Росхлебпродукт" и проверены в производственных условиях [9].

3. заключение

Выполнено комплексное исследование, направленное на разработку' научных основ и практических аспектов получения и эффективного использования безвредных пищевых добавок с различными технологическими функциями, в целях совершенствования технологических процессов и создания новых видов пищевой продукции (маргарины, майонезы, разные кондитерские массы, мучные изделия).

В результате анализа и обобщения основных тенденций совершенствования состава и потребительских свойств различных групп

пищевых продуктов в качестве приоритетного выделено направление создания новых видов низкокалорийных продуктов питания, технологии которых связаны с введением пищевых добавок для регулирования консистенции, увеличения сохранности и придания особых полезных свойств. Наиболее рациональным в этом случае является использование ограниченного числа добавок с комплексными технологическими функциями.

К наиболее значимым результатам, составляющим в совокуг ности научные основы технологии получения и применения таких добавок, являются:

♦ теоретическое обоснование выбора типов пищевых добавок, обеспечивающих достижение необходимых технологических эффектов при создании различных групп пищевых продуктов;

♦ разработка основных принципов и новых технологических аспектов получения синтетических фосфолипвдов и их гидрофильной модификации;

♦ получение и обобщение новых данных о строении, свойствах и физиологическом действии синтетических фосфолипидов; научное обоснование создания серии пищевых добавок под наименованием "Эмульгатор ФОЛС";

♦ обобщение новых теоретических и экспериментальных данных об электрохимическом получении и реакционной способности нового поколения гидролизующих, экстрагирующих и других технологических растворов; развитие научного направления по использованию этих реагентов в технологических процессах, основанных на гидролитических превращениях полисахаридов растительного сырья;

♦ выбор и обоснование новых реагентов для извлеченнячпекти-нов из растительного сырья и их модификации; разработка математической модели получения модифицированных пектинов с заданными функциональными свойствами;

♦ получение новых данных о технологических функциях фосфо-липидных и пектиновых добавок в различных видах пищевых систем и обоснование основ1шх направлений их эффективного применения для управления технологическими процессами и регулирования потребительскими свойствами пищевых продуктов;

♦ разработка основных принципов и технологических аспектов получения новых видов различных пищевых продуктов (продукция масло-жировой промышленности, кондитерские массы, мучные изделия) с потребительскими свойствами, отражающими тенденции развития современной пищевой технологии и науки о питании;

♦ обоснование и получение новых данных об эффективности добавок с комплексными функциями в непищевых объектах.

Практические основы технологических процессов получения и применения пищевых добавок с комплексными технологическими

функциями, разработанные на основе результатов исследований, в обобщенном виде составляют:

♦ создание простых экологически безопасных, функционирующих в режимах энерго- и ресурсосбережения и реализуемых в условиях действующих производств,технологий получения двух групп пищевых добавок - синтетических фосфолипидов и яблочных пектинов;

♦ разработку научно обоснованных практических рекомендаций по применению предлагаемых добавок для интенсификации технологических процессов и создания новых видов пищевых продуктов;

♦ разработку технологических способов получения нового поколения эмульсионных продуктов различных типов (маргарины, майонезы) различной калорийности, с особой ориентацией на диетическое питание;

♦ разработку технологических аспектов получения различных типов пищевых структурированных дисперсных систем (шоколадная масса, пшеничный хлеб), введение в которые добавок с комплексными технологическими функциями обеспечивает повышение качества и экономию основных видов сырья;

♦ создание новых видов гелеобразных продуктов, особенно для диетического питания;

♦ разработку технологических аспектов и практических рекомендаций по применению синтетических фосфолипидов в качестве физиологически активных кормовых добавок и антиоксидантных покрытий.

Создание научно-практических основ получения и применения пищевых добавок с комплексными технологическими функциями позволило разработать стандарты, технологические регламенты, технологические инструкции, методические рекомендации, реализация которых обеспечит появление нового поколения продуктов питания, соответствующих определению полноценной "здоровой" пищи.

4. ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Отдельные издания, стандарты! и инструкции ч! I. Кочеткова A.A., Дубцова Г.Н., Фишилевич Е.Ю. Применение фосфолипидов в пищевой промышленности. // М.: АгроНИИТ-ЭИПП, экспресс-информация "Хлебопекарная, макаронная, дрожжевая и кондитерская промышленность". - 1986, J&6. 2. Кочеткова A.A., Фишилевич Е.Ю., Баскаева А.Е., Нечаев А.П., Ан-типова Ю.А., Клешко Г.М. Улучшители в технологии шоколадных изделий. // М.: АгроНИИТЭИПП.- 1987, вып.8. \j 3. Бетева Е.А., Кочеткова A.A., Гсрнет М.В. Пектин, его модификации и применение в пищевой промышленности. // М.: АгроНИИТ-ЭИПП.-1992, вып.4.

4. Кочеткова А.Л., Нечаев А.П., Баекаева А.Е., Фишилевич Е.Ю. Комплекс фосфолнппдов синтетических (Эмульгатор ФОЛС). Технические условия (ТУ6-09-5175-84).

5. Кочеткова A.A., Нечаев А.П., Баекаева А.Е., Фишилевич Е.Ю. Эмульгаторы ФОЛС-1, ФОЛС-2. Технические условия ( ТУЮ РСФСР 588-90).

6. Кочеткова A.A., Нечаев А.П., Баекаева А.Е. Эмульгатор ФОЛС-3 Технические условия (ТУЮ РФ 1040-92).

7. Кочеткова A.A., Ливинская С.А., Нечаев А.П. Технологическая инструкция ( ТИ 10.04.40.21-89) по использованию эмульгатора ФОЛС ( комплекс фосфолипндов синтетических) в производстве маргариновой продукции. Госагропром СССР, 1989.

8. Кочеткова A.A., Нечаев А.П., Месяц Е.А. Технологическая инструкция по приготовлению майонезных эмульсий без яичного порошка. Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ, 1994.

9. Лазарева Л.В., Кочеткова А.л., Челидзе З.Ж. Технологическая инструкция по производству пряников "Иберия" ( ТИ8 РФ 24-09-94) Федеральная контрактная корпорация "Росхлебпродукт", 1994.

10. Использование нетрадиционных кормов в птицеводстве. Методические рекомендации ( в составе авторского коллектива), ВПНО "Союзптицепром", Загорск, 1991.

Научные статьи в журналах, сборниках трудов, доклады

11. Кочеткова A.A.,Чернышева Д.А., Завадовская A.C., Габриелян С.М. Анионит АВ-17 - новый катализатор процесса получения глици-дилстеарата . // Сб. "Интенсификация существующих и разработка новых процессов в пищевой промышленности". - М.: МТИПП, 1978 -с.20-22.

12. Баекаева А.Е. , Кочеткова A.A. К вопросу о синтезе моноглицери-дов высших жирных кислот из глицидола. // Сб."Интенсификация существующих и разработка новых процессов в пищевой промышленности". - М.: МТИПП, 1978 - с. 23-25.

13. Ермакова Т.П., Кочеткова A.A., Кончаловская М.В., Гариева Н.В. Получение синтетических фосфоглицеридов на основе эпихлорпщри-на и применение их для снижения вязкости шоколадной массы. // Сб. "Повышение интенсификации получения витаминных препаратов и биологически активных соединений". - М.: МТИПП, 1979. - с.173-178.

14. Зубченко A.B., Черпаков В.П., Коиенкнна И.Н., Петрова М.К., Кочеткова A.A. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на физические свойства какао-масла и шоколадных масс . // Рук.деп. в ЦНИИТЭМПищепрома, 1. - №473 пш-Д от 22 января 1982.

15. Белова Т.Е., Дубцова Г.Н., Нечаев А.П., Кочеткова A.A. Исследование влияния комплеклюго препарата СФГ на качество хлеба из

пшеничной муки. //Тезисы докладов. Всесоюзное совещание "Новые источники пищевого белка и их применение". - Тбилиси.- 1980. - с.68.

16. Белова Т.Е., Дубнова Г.Н., Кочеткова A.A., Нечаев А.П. Взаимодействие фосфолипидов с клейковинным белком пшеницы. И Пищевая технология.- Известия вузов. -1982, ЛсЗ. - с.44-47.

17. Баскаева А.Е., Бахир В.М., Кочеткова А.А.,Сычков А.Б. Электрохимическая обработка пищевых сред. // Сб. "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания". - М.: МТИПП - 1984. -с.53.

18. БаскаеваА.Е., Кочеткова A.A., Бакулина О.Н. Пищевые добавки в технологии продуктов питания. // Сб. "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для протводства, хранения и транспортировки продуктов питания". - М.: .ЛТИПП - 1984. - с. 143.

19. Зайцев А.Н., Баскаева А.Е., Кочеткова А.А.,Фишилевич ЕЛО. Медико-биологические испытания синтетических фосфолипидов. И Сборник тезисов Всесоюзного совещания "Синтез и применение пищевых добавок",- Могилев. - 1985, май. - с. 192.

20. Баскаева А.Е., Кочеткова А.А.,Фншилевнч ЕЛО. Получение синтетических фосфолипидов. // Сборник тезисов Всесоюзного совещания "Синтез и применение пищевых добавок". - Могилев. - 1985, май. - с. 158-159.

21. Шишина Н.И., Кочеткова A.A., Дмитриева И.Н. Проведение кислотного гидролиза с использованием воды, подвергнутой электрохимической обработке. // Тезисы докладов. Всесоюзная научно-техническая конференция "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов". -М. - 1985.- с.182.

22. Егоров Г.А., Кочеткова A.A., Сушенкова O.A. Интенсификация гидротермической обработки зерна. II Мукомольная-элеваторная и комбикормовая промышленность. - 1986, Л1>5. - с.46-47.

23. Сушенкова O.A., Кочеткова A.A., Юкиш М.Г. Влияние электрохимически активированной воды при гидротермнческой обработке зерна на хлебопекарные свойства муки. // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1986, №3. - с.34-35.

24. Кочеткова A.A., Баскаева А.Е., Фишилевич Е.Ю. Синтез глици-диловых эфиров высших жирных кнелот. // Химия и химическая технология. - Известия вузов 29(7), 1986. - с.119-120.

25. Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Интенсификация процессов пищевой технологии электрохимическим воздействием. // Сб. "Разработка и совершенствование технологических процессов, машин и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания".- М.: МТИПП,- 1987, т.1. - с.7-8.

26. Кочеткова А.А.,Чмель O.A., Фишилевич Е.Ю. ПАВ глицеридной природы. Методы синтеза. Применение в пищевой технологии. // Сб. "Разработка и совершенствование технологических процессов, машин

и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания".- М.: МТИПП,- 1987, т.1. - с.93.

27. Кочеткова А.А.,Фишнлевич Е.Ю., Баскаева А.Е. Синтетический аналог природных фосфолипидов в технологии продуктов питания. // Сб. "Разработка и совершенствование технологических процессов, машин и оборудования для производства, хранения и транспортиров^ ки продуктов питания",- М.: МТИПП,- 1987, т.1. - с.221.

28. Баскаева А.Е., Фишилевич Е.Ю., Кочеткова A.A., Никулина ^.Jl. Определение массовой доли связанного фосфора в синтетических фос-фоглицеридах. // Пищевая технология. - Известия ВУЗов. - 1987, №3, -с.72.

29. Кочеткова A.A.,Баскаева А.Е., Фишилевич Е.Ю., Нечаев А.П., Клешко Г.М. Эмульгатор ФОЛС в технологии шоколада. // Масло-жировая промышленность. - 1987, №5. - с.17.

30. Кочеткова А.А.,Калунянц К.А., Фишилевич Е.Ю., Сверцова М.А. Электрохимическая обработка сред в технологии какао-продуктов. // Тезисы докладов. II Совещание по электрохимической активации сред. - Казань, 1987. - с.72.

31. Кочеткова А.А.,Сушенкова O.A., Калунянц К.А., Суханов В.П. Гидротермнчсская обработка зерна и биологическая ценность хлеба. // Тезисы докладов. II Совещание по электрохимической активации сред. - Казань, 1987. - с.74.

32. Калунянц К.А., Кочеткова A.A., Сушенкова O.A., Филатова Т.В. Интенсификация технологических процессов обработки зерна электрохимическим воздействием. И Тезисы докладов. II Совещание по электрохимической активации сред. - Казань, 1987. - с.83.

33. Щербина М.А., Линник Н.В., Кочеткова A.A. Последствие качественных различий в питании молоди карпа на обмен веществ при голодании. // Тезисы докладов. II Симпозиум по экологической биохимии рыб. - Ростов Великий, 1990.- с.287-288.

34. Нечаев А.П., Кочеткова A.A. Технология синтетических фосфолипидов. // Тезисы докладов. VII Всесоюзная конференция "Поверхностно-активные вещества и сырье для их производства. // Химия и технология ПАВ. - Шебекино. - 1988, сентябрь. - с.78 .

35. Кочеткова A.A., Баскаева А.Е., Фишилевич Е.Ю., Никулина ЕЛ. Некоторые аг-екты применения синтетических фосфолипидов в продуктах питания и кормах. // Тезисы докладов. VII Всесоюзная конференция "Поверхностно-активные вещества и сырье для их производства. // Химия и технология ПАВ. - Шебекино. - 1988, сентябрь. - с.353.

36. Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Методы за получаване на пентозе и хексази от целулозасъсдъержатци материалн. // Тезисы докладов. Научна сесия "Научните изеледвания и технологичният трансфер-фактори за обновление га ХВП". - г.Пловдив (НРБ), 1988. - с.184-185.

37. Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Фер ментативни хидролизати от целулозисъдъержащн материали като полупродукт на фуражните

дрождн. // Тезисы докладов. Научна сесия "Научннте изследвания и технологичнят трансфер-фактори за обновление на ХВП". - г.Пловднв (НРБ), 1988.-с.11-12.

38. Рогов С.И., Шаркунов B.C., Кочеткова A.A. Влияние на плотность некоторых целлюлозосодержащих материалов. // Тезисы докладов. III Всесоюзная научно-техническая конференция "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания ( медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация)". - М. - 1988. - с. 72-73.

39. Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Новые способы предобработки целлюлозосодержащих материалов перед ферментативным гидролизом. // Тезисы докладов. III Научный семинар "Превращение древесины при энзнматнчсском ч микробиологическом воздействиях". - Рига, 1988. - с.226-229.

40. Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Нетрадиционное сырье для получения сахаристых веществ, применяемых в производстве безалкогольных напитков. // Пищевая технология. - Известия ВУЗов. - 1989, ХеЗ. -С19-24.

41. Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Новая технология целлюлозосодержащих вторичных материальных ресурсов в решении экологических проблем.// Тезисы докладов. VI Всесоюзная научно-техническая конференция "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья." - М. - 1989, №7.

42. Фурманова И.Б., Рогов С.И., Кочеткова A.A. Изучение степени разрушения фруктозы в кислотных гидролнзатах, полученных при обработке ннулпнеодержащего сырья ЭАВ. // Тезисы докладов. VI Всесоюзная научно-техническая конференция "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья." - М.- 1989,№7.-с.220.

43. Кочеткова A.A., Ливийская С.А., Баскаева А.Е., Нечаев А.П. Некоторые аспекты применения синтетических добавок в производстве маргариновой продукции. // Тезисы докладов. Региональный семи-нар"Химическне проблемы пищевой технологии". - г.Краснодар, КПИ, 1990. - с.51-52.

44. Кузьмина В.В., Щербина М.А., Липппк Н.В., Кочеткова A.A. и др. Некоторые аспекты регулирования пшцеварительно-транспортных функций у карпа.//Тезисы докладов. II Симпозиум по экологипческой биохимии рыб.- Ростов Великий, 1990. - с. 140-141.

45. Ливинская С.А., Кочеткова A.A., Бакланов В.А., Зайцев А.Н. Ме-дико-биологичеекпе аспекты маргаринов. // Тезисы докладов. Всесоюзный семинар по пищевой химии. - М.: МТИПП, 1990.

46. Бакланов В.А., Ливинская С.А., Кочеткова A.A. Корреляция между определением твердой фракции жировых продуктов методами дилатометрии и ЯМР7/ Тезисы докладов. Вторая Сибирская конферен-

ция по метрологическому обеспечению аналитических методов в сельском хозяйстве. - Новосибирск, ВАСХНИЛ, 1990. - с. 135-136.

47. Ливийская С.А., Баекаева А.Е., Кочеткова A.A. Коллоидно-активные свойства эмульгатора ФОЛС. // М.: АгроНИИТЭИПП. -1990, 5 ноября, деп.2343. - с.7.

48. Ливинская С.А., Кочеткова A.A., Бакланов В.А. Рефрактометрическое определение растворимости эмульгатора ФОЛС в подсолнечном масле. // М.: АгроНИИТЭИПП. - 1990, 5 ноября, деп.2342. - с.6.

49. Ливинская С.А., Баекаева А.Е., Кочеткова A.A. и др. Адгезионные свойства композиций эмульгатора ФОЛС. // М.: АгроНИИТЭИПП. -1990, 25 апреля, деп.2252. - с.7.

50. Ливинская С.А., Кочеткова A.A., Баекаева А.Е. Устойчивость и реологические свойства эмульсий, стабилизированных эмульгатором ФОЛС. // М.: АгроНИИТЭИПП. - 1990, 25 апреля, деп.2253.

51. Нестерова И.Н., Бетева Е.А., Калунянц К.А., Кочеткова A.A..Петрова Т.Т., Гордеева М.А., Локтева Т.В. Влияние ЭХО-воды на некоторые физико-химические свойства пектина. // Тезисы докладов. Всесоюзная конференция "Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах". - Могилев, 1990,- с. 166.

52. Нестерова И.П., Бетева Е.А., Калунянц К.А., Кочеткова A.A., Локтева Т.В., Чупрунова М.А. Разработка усовершенствованной технологии получения пектина из растительного сырья. // Тезисы докладов. Всесоюзная конференция "Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах". - Могилев, 1990.-с. 167.

53. Крахмалева Т.М,Калуняпц К.А., Колчева P.A., Кочеткова A.A. Изучение влияния электрофизических факторов на процесс гидролиза крахмала и белковых веществ ячменя. // Деп. в АгроНИИТЭИПище-пром. - 1990, 12 апреля, Лз 22949, нщ.90.

54. Нечаев А.П., Султанович Ю.А., Кочеткова A.A. Методические указания к лабораторному практикуму по курсу "Пищевая химия". -М.: МТИПП, 1990.

55. Нестерова H.H., Кочеткова A.A., Калунянц К.А., Гордеева М.А., Анохова М.А. Совершенствавпие режима гидролиза экстракции пектина из растнт?льного сырья с использованием электрохимически активированной воды. // Тезисы докладов. Всесоюзная конференция "Химические превращения пищевых полимеров". - Калининград, 1991.

56. Кочеткова A.A., Бетева Е.А. Колчева P.A. Исследование кинетики процесса деэтерификации пектина под действием электроактивированной воды. // Тезисы докладов. Всесоюзная конференция "Химические превращения пищевых полимеров". - Калининград, 1991.

57. Бетева Е.А., Кочеткоь- A.A..Антонова И.А., Калунянц К.А. Исследование факторов, определяющих процесс деэтерификации пекти-

на. // Тезисы докладов. Всесоюзная конференция "Химические превращения пищевых полимеров". - Калининград, 1991-c.l 10.

58. Кочеткова А.А.,Калунянц К.А., Нестерова И.Н. и др. Экологические аспекты технологи)! пектина. // Пищевая промышленность. - 1991, №6. - с.12-14.

59.Силаева Т.П., Филиппова В.Е., Кочеткова A.A., Шилкина М.Ю. Электрохимическая обработка комплексного ферментного препарата для выделения пектннэстеразы. // Тезисы докладов. Научно-техническая конференция "Электротехнологня пектиновых веществ". -Киев, 1992. - с.58.

60. Kotschetkova A.A., Kolesnov A.Y., Maltschenko O.A., Pantischeva S.A. Electrochemical methods in pectin technology. Beitrage des Symposiums Aktueller Stand und Trends in der Lebensmitteltechnologie. Universität Hohenheim, 1992.

61. Кочеткова A.A.,Баскаева A.E., Новикова Н.Г. Методические указания для самостоятельной работы студентов по курсу органической химии. Раздел "Карбоновые кислоты и их функциональные производные". - М.: МТИПП, 1992.

62. Кочеткова A.A.,Нестерова И.Н., Бетева Е.А. Технология получения пектина с заданными функциональными свойствами и вопросы экологии. И Международный агропромышленный журнал. - 1992, Л%6.

- с.15-17.

63. Бетева Е.А., Калунянц К.А., Кочеткова A.A. Использование электрохимически активированных растворов для снижения степени эте-рификации пектина. // Тезисы докладов. Научно-техническая конференция "Электротехнология пектиновых веществ". - Киев, 1992. - с.31.

64. Гордеева М.А., Нестерова И.Н., Малченко O.A.,Кочеткова A.A. Прием электрохимической обработки в технологии пектина. //Тезисы докладов. Научно-техническая конференция "Электротехнологня пектиновых веществ". - Киев, 1992. - с.31.

65. Колеснов Ю.А., Кочеткова A.A. Научно-техническое сотрудничество в области производства и использования пектина. // Пищевая промышленность .- 1992, >&6. - с.24.

66. Кочеткова A.A., Некоторые аспекты применения пектина. // Пищевая промышленность. - 1992, №7. - с.28-29.

67. Месяц Е.А., Кочеткова A.A., Баскаева А.Е., Нечаев А.П. Применение синтетических фосфолипидов. // Пищевая промышленность. -1993, №7. - с.23-25.

68. Крац Р. Кочеткова A.A., Колесноз А.Ю. Строение, функциональные свойства и производство пектина. // Пищевая промышленность.

- 1993, №1. - с. 31-32.

69. Пучзсова Л.И., Лазарева Л.В., Кочеткова A.A., Челидзе ЗЗК. Влияние степени этерификации пектина на свойства теста и качество пряников. // ИС "Научно-технические достижения и передовой опыт в

отрасти хлебопродуктов". - М.: ЦНИИ'ГЭИ хлебопродуктов. - 1994, вып.1.- с.23-26.

70. Кочеткова А.А.,Па;шчева СЛ. О выборе рационального гидроли-зующего агента для производства пектина. // Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". - М,- 1994, ч.2. - с. 33-36.

71. Родина Т.В., Малченко O.A., Кочеткова А.А.,Паничева CA. О некоторых особенностях выбора гидролизующих агентов в техно >-гии концентратов пектина. // Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". - М.- 1994, ч.2. - с. 113-119.

72. Челидзе З.Ж., Пучкова Л.И., Кочеткова A.A., Лазарева Л.В. Применение концентратов на основе электрохимически активированных растворов в производстве мучных изделий. // Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в метшие, сельском хозяйстве, промыит ' нносш". - М.- 1994, ч.2. - с. 118-120.

73. Кочеткова А.А.,Месяц Е.А. Электроактивированные растворы в технологии пищевых эмульсий. // Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". - М.- 1994, ч.2. - с. 120-121.

74. Кочеткова А.А.,Гернет М.В. Применение электрохимически обработанной воды в производстве пива. И Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". - М.- 1994, ч. 2. - с. 121-122.

75. Зарезаев O.A., Кочеткова А.А.,Паничева С.А. Разработка антисептических гелей на основе электрохимически активированных растворов .//Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". - М.- 1994, ч. 1. - с.91-93.

76. Ипатова Л.Г., Бетева Е.А., Стародубова Н.Г. Некоторые перспективы использования вторичных яблочных выжимок. // Тезисы докладов. Всероссийская конференция "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". - М.- 1994, ч. 1. - с.96-97.

77. Тужилкин В.И., Кочеткова A.A., Колеснов А.Ю. Пектины. Теория и практика применения. // Известия Вузов. Пищевая технология. -1995, № 1-2.-с.7ь'-83.

Изобретения н патенты

78. Чернышеза Д.А., Кочеткова A.A., Фишилевич E.IO., Нечаев А.П., Габриелян С.М. Способ получения фосфолнрированных глицеридов высших жирных кислот. Авторское свидетельство №925961 от 07.01.1982 г.

79. Бакунина О.Н., Баскаева А.Е., Кочеткова A.A., и др., всего 12 чел. Способ приготовления теста для сахарного печенья. Авторское свидетельство №1167778 от 08.03.1985 г.

80. Ермакова Т.П., Нечаев А.П., Антипова Ю.В., Кочеткова A.A., и др., всего 8 чел. Способ получения шоколадной глазури. Авторское свидетельство №1192189 от 15.07.1985 г.

81. Калунянц К.А., Филатова Т.В., Садова А.И., Кочеткова A.A., и др., всего 10 чел. Способ производства солода.Авторское свидетельство № 1279235 от 22.08. 1986 г.

82. Калунянц К.А., Шишина Н.И., Кочеткова А.А.,Горсньков Э.С. Способ получения пищевого желирующего полуфабриката. Авторское свидетельство №1324628 от 22.03.1987 г.

83. Калунянц К.А.,Нахмедов Ф.Г., Крикунова Л.Н., Шаненко Е.Ф., Кочеткова A.A., Петрова М.С. Способ получения фруктозного сиропа. Авторское свидетельство №1347468 от 22.06.1987 г.

84. Клешко Г.М., Аитипова Ю.В., Ермакова Т.П., Кочеткова A.A., и др., всего 10 чел. Жировая глазурь. Авторское свидетельство №1472038 от 10.01.1988 г.

85. Сарсенбаев А.Е., Бачурин А.П., Кочеткова A.A..Калунянц К.А., Устинннков Б.А. Способ производства спирта. Авторское свидетельство №1465458 от 15.11.1988 г.

86. Сухоруков A.B., Калунянц К.А., Ежов И.С.,Колчева P.A., Кочеткова A.A., Павлович Ю.Н. Способ приготовления пивного сусла. Авторское свидетельство №1489175 от 22.02.1989 г.

87. Калунянц К.А.,Кочеткова A.A., Рогов С.И., Фурманова И.Б. Способ получения фруктозного сиропа из топинамбура. Авторское свидетельство №1596518 от 01.06.1990 г.

88. Калунянц К.А., Прокудина Г.И., Зайп^ва Л.В., Кочеткова A.A. и др., всего 6 чел. Способ гидролиза целлюлозосодержащего сырья. Авторское свидетельство №1629319 от 22.10.1990 г.

89. Кафисв Н.М., Черножуков Н.К., Ширяева Л.П., Кочеткова A.A. и др., всего 10 чел. Многокомпонентный эмульгатор для эмульсий маргарина. Авторское свидетельство № 1608857 от 15.01.1991г.

90. Кочеткова A.A..Ливинская С.А., Стеценко A.B. и др., всего 9 чел.Столовый маргарин. Авторское свидетельство № 1717068 от 08.11.1991 г.

91. Ливинская С.А., Кочеткова A.A., Бакланов В.А и др., всего 7 чел., Мягкий маргарин 60%-ной жирности. Авторское свидетельство

. № 1687212 от 30.10.1991 г.

92. Аскинази А.И., Савилова К.Г., Мельникова A.C., Калашева H.A., Кочеткова A.A. и др., всего 9 чел. Способ производства низкокалорийного маргарина.Авторское свидетельство .№1632407 от 07.03.1991г.

93. Щербина M.A.JIhhhhk Н.В., Столярова Т.Г., Кочеткова A.A., и др., всего 7 чел. Способ получения корма для рыб. Патент РФ № 1550650 от 28.02.1992 г.

94. Леонов Б.И., Веденков В.Г., Калунянц К.А., Кочеткова A.A. II Др., всего 11 чел. Способ получения сорбента. Авторское свидетельство №1790999 от 01.10.1992 г.

95. Широчина Т.Г., Филиппова В.Е., Калунянц К.А., Кочеткова А.А.,Шаненко Е.Ф. Способ получения пектинэстеразы. Патент РФ №2022013 от 30.10.1994г.

96. Кочеткова A.A., Месяц Е.А., Нечаев А.П., Баекаева А.Е. Способ получения пищевой эмульсии. Решение о выдаче патента РФ от

19.05.1995 г. по заявке № 94043199 от 28.11.1994 г.

❖

Автор искренне благодарен всем соавторам и коллегам.

The creation of combir. :d food products, adequate the requirements specified by the science of nutrition and by the individual consumer for modern food, is closely connected with the use of food additives.

The executed research is devoted to development of theoretical bases and practical aspects of reception and application high effective and harmless food additives (artificial phospolipids and pectins) with complex technological functions.

The use of such additives makes it possible to decide some technological problems: to intencify process of obtaining the product, to change its consistency, to give the special useful properties, to increase terms of a storage.

Results of executed research in a generalized kind include: development effective ecologically of safe methods of reception synthetic phospolipides and pectins; system study of their structure, properties, physiologic action and main technological functions in food dispersed systems.

The received data have formed the basis for development of the practical recommendations on application of these additives in specific kinds of food systems, but also for creation of technologies and recipes of new kinds of food products.

The "nain developments represent the original technical derisions and are patented in Russia.

SUMMARY

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Обща® характеристика работы 1

Актуальность темы 1

Цель и задачи работы 2

Научная новизна 3

Практическая значимость и реализация результатов работы 5

Апробация работы 7

Публикации 9

2. Результаты работы 9 2.1. Разработка теоретических и практиче« IX основ

получения и применения пищевых добавок фосфолипкдной природа 11

2.1.1. Разработка технологии получения синтетических фосфолипидов и изучение химического состава полученных продуктов 11

2.1.2. Медико-биологические исследования синтетических фосфоглнцеридов 20

2.1.3. Исследование новерхностно-активных и некоторых функциональных свойств синтетических фосфоглнцеридов 21

2.1.3.1. Изучение поверхностной активности синтетических фосфоглнцеридов в дисперсных системах 22

2.1.3.2. Исследование адгезионных аюпетв аип етичсскнх фосфоглнцеридов и их композиций с моногли-

церндами 25

2.1.3.3. Изучение антиоксидантной способности синтетических фосфоглнцеридов 26

2.1.3.4. Антимикробное действие синтетических фосфоглнцеридов 28

2.1.3.5. Физиологическое действие синтетических фосфоглнцеридов 28

2.1.4. Разработка теоретических основ и практических

аспектов получения продуктов эмульсионной природы 28 N

2.1.4.1. Разработка научно-практических основ использования синтетических фосфоглнцеридов при получении маргариновой продукции 29

2.1.4.2. Разработка научно-практических основ использования синтетических фосфоглнцеридов при получении

майонезов и соусов 37

2. и. Изучение области применения синтетических фосфоглнцеридов с технологическими функциями эмуль-

гирующих солей 42

2.1.6. Разработка и научное обоснование эффективных

методов применения синтетических фосфоглицеридов в технологии структурированных дисперсных систем 43

2.1.6. 1. Исследование и разработка способов регулирования

реологических свойств шоколадных масс с применением синтетических фосфоглицеридов 44 2.1.6.2. Изучение технологических функций синтетических

фосфоглицеридов в пшеничном хлебе 48

2.1.7. Некоторые перспективы использования синтетических фосфоглицеридов в медицине 50

2.1.8. Исследование и разработка способов применения синтетических фосфоглицеридов в качестве кормовой добавки 50

2.2. Разработка и научное обоснование эффективных методов получения и использования пектинов с различными функциональными свойствами 52^-

2.2.1. Разработка теоретических основ и технологических

аспектов получения и модификации яблочных пектинов 53

2.2.1.1. Разработка способов извлечения пектиновых веществ из растительного сырья 54 ^

2.2.1.2. Разработка способа деэтерификации пектинов 60

2.2.2. Некоторые аспекты применения пектинов 63 ¡у

3. Заключение 64

4. Основные работы, опубликованные по теме диссертации. 66

Подписано в печать 19.05.95 г. Заказ 605. Тираж 100

в н и и и м т