автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка новых видов маргаринов и майонезов с повышенной биологической ценностью

1 - 1ч.

На правах рукописи

ХУДЫХ Тамара Владимировна

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ МАРГАРИНОВ И МАЙОНЕЗОВ С ПОВЫШЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар -1995

Работа выполнена в Кубанском Государственном технологическо! университете и на Красноярском маргариновом заводе.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Е.П.Корнена.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Т.В.Мгебришвшш;

доктор технических наук, профессор А.А.Кочеткова.

Ведущая организация: Северо-Кавказский филиал ВНИИжиров.

Защита состоится 19 декабря 1995 года в Пй часов на заседаши диссертационного совета Д.063.40.01 при Кубанском Государственном технологи ческом университете по адресу: 350072, г.Краснодар, ул. Московская, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (ул. Московская, 2).

Автореферат разослан ноября 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент

Л.И.Янова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность работа. Масло-жировая отрасль занимает важное место в структуре пищевой промышленности России.

Недостаток в пищевом рационе качественных растительных масел и, напротив, чрезмерное потребление животных жиров, является основной причиной развития атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний - проблемы, остро стоящей перед медиками России в силу сложившихся традиций питания.

Вопросам диетологии, созданию оптимально сбалансированных пищевых рационов для различных групп населения уделяется 'первостепенное значение в наиболее развитых странах мира.

Рынок пищевых жиров в России представлен в основном маргарином многоцелевого назначения, животными жирами и сливочным маслом. Жидкие растительные масла, в следствие недостаточных мощностей для дезодорации, поступают на стол потребителя в лучшем случае только пройдя стадию рафинации. Такие масла характеризуются низкой пищевой ценностью. Основной задачей масложировой отрасли пищевой промышленности является разработка низкокалорийных физиологичных жировых продуктов, обогащенных биологически ценными веществами. В решении данной задачи основная роль отводится созданию продуктов, представляющих собой водно-жировые эмульсии прямого (масло в воде) и обратного (вода в масле) типое, что обусловливается широкими возможностями варьирования компонентного состава и получения конечных продуктов с заданными свойствами.

В связи с изложенным проведение научно-исследовательских работ по теме "Разработка новых видов маргаринов и майонезов с повышенной биологической ценностью" и практическое внедрение полученных результатов является актуальным.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с программой МНТП "Товары народного потребления" направление № 6 "Разработка технологии и изготовление оборудования для биогехнологических процессов, фармации, пищевых продуктов и бытовой химии", № Госрегисграции 0186003,394.

Автор благодарен коллективу кафедры технологии жиров КубГТУ, особенно к.т.н., с.н.с. Бутиной Е.А. за помощь, оказанную при выполнении диссертации

1.2. Цель работы. Создание диетических продуктов на основе водно-жировы эмульсий - маргаринов и майонезов с использованием в качестве, эмульгатора : биологически ценной добавки пищевых растительных фосфолипидов, а также и композиций с другими биологически ценными веществами.

13. Основные задачи исследования:

- изучение эмульгирующей способности пищевых растительных фосфолипидо на примере водно-жировых эмульсий прямого (майонез) и обратного (маргарин типов;

- определение оптимальных условий подготовки и ввода пищевы растительных фосфолипидов в состав данных эмульсий;

- разработка рецептур маргаринов и майонезов различной калорийности использованием в качестве эмульгатора пищевых растительных фосфолипидов;

- изучение влияния некоторых биологически ценных веществ на физике химические свойства и пищевую ценность различных видов маргаринов и майонезо!

- исследование физико-химических, структурно-реологических и органе лептических свойств получаемых маргаринов и майонезов;

- изучение пищевой и биологической ценности конечных продуктов.

1.4. Научная новизна. В работе впервые проведен сравнительный анали эмульгирующих и поверхностно-активных свойств фосфолипидных концентрате (ФК), вырабатываемых по традиционной технологии, и пищевых растительны фосфолипидов (ФРП), вырабатываемых по новой технологии с использование электромагнитных воздействий и мягких технологических режимов. Выявлено, что составе пищевых растительных фосфолипидов, полученных по новой технологи! удельное содержание фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилинозитолов фосфатидных кислот превышает этот показатель, установленный дл фосфолипидных концентратов, полученных по традиционной технологии. Сделан экспериментально подтвержден вывод о преобладании у пищевых растительны фосфолипидов эмульгирующих и влагоудерживающих свойств.

Установлено, что пищевые растительные . фосфолипиды обладаю достаточными структурирующими свойствами, проявляют свойства эмульгатор обратного типа и могут служить эффективным эмульгатором в производств маргарина.

Выявлены условия, при которых пищевые растительные фосфолипид! проявляют свойства эмульгатора прямого типа и могут служить эффективны:

I

(5

заменителем яичного порошка в производстве майонеза. Установлено, что структурирующие свойства фосфолипидов увеличиваются со временем в процессе хранения майонеза.

На основании выполненных исследований разработан и обоснован научно-практический подход к использованию пищевых растительных фосфолипидов в качестве эмульгатора при создании водно-жировых эмульсий различных типов.

Разработанные новые продукты и технологические решения защищены патентами РФ: Патент РФ № 20273774 по заявке № 92-012397/13 от 16.12.92 г. Маргарин; Патент РФ № 2037306 по заявке № 92-020169/13 от 13.04.93 г. Майонез; Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке № 94- 030537/13 от 5.08.94 г. Низкокалорийный маргарин.

1.5. Практическая значимость работы. Показано, что пищевые растительные фосфолипиды могут служить эффективной заменой традиционного эмульгатора моноглицерндов дистиллированных (МГД) в производстве маргарина и яичного порошка в производстве майонеза. Разработаны рецептуры новых видов диетических маргаринов и майонезов с различными биологичеки ценными добавками, обладающими высокими физико-химическими показателями, пищевой ценностью и потребительским качеством. Определены целевые назначения данных продуктов, защищенные патентами РФ.

1.6. Реализация результатов исследования. На новые предлагаемые продукты разработаны и утверждены комплекты нормативно-технической документации, включающие технические условия ТУ 9143-008-00333428-93 "Майонез "Тонус" и ТУ... "Маргарин "Тонус", пояснительные записки и технологические инструкции на их производство.

Указанные продукты прошли производственные испытания, их выпуск освоен на Красноярском маргариновом заводе. Экономический эффект от реализации майонеза "Тонус" в 1994 г. составил 2,052 млн. р., а за 9 месяцев 1995 г. - 18,274 млн. р., ожидаемый экономический эффект от реализации маргарина "Тонус" :оставитв 1995г. 922,386 млн. р.

1.7. Аппробзиия работы. Основные положения диссертационной работы холожены на Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и

г

техника в пищевой промышленности", Краснодар, 1994; на III Международном :импозиуме Экология человека: проблемы и сею лоцне питания и

здорозья", Москва, 1994 г.; на Международной конференции "Научно-технически! прогресс в перерабатывающих отраслях АПК", Москва, 1995 г.

1.8. Пуб.игка;;ш!. По материалам выполненных исследований опублнкованс 4 тезиса докладов, получено 3 патента РФ и 4 положительных решения о выдач* патентов РФ.

1.9. Структура и объем работы. Диссертация состоит' из введения аналитического обзора, методической части, экспериментальной част!!, содержаще! 6 разделов и 16 подразделов, выводов и предложений, списка литературы включающего 144 источника, в том числе 57 на иностранных языках, и 1! приложений.

Основная часть работы выполнена на 123 страницах машинописного текста содержит 31 таблицу, 14 рисунков.

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Объекты исследовании. Объектами исследований служили водно-жиросы эмульсии и продукты на их основе (маргарин, майонез), полученные в лаборатории ] производственных условиях, в качестве сырья для которых использовали стандартна жировые продукты, полученные с Краснодарского маслоясирового комбинате Кропоткинского МЭЗ и Красноярского маргзавода. В качестве эмульгаторо использовали пищевые растительные фосфолипиды (ФРП) (ТУ 91 46-006 - 00371185 93), фосфолипидные концентраты (ФК) (ТУ 10-04-02-69-89), дистиллированны моноглицериды (МГД) (ТУ 10-04-02-42-89). При разработке отдельных рецепту; майонезных эмульсий в качестве структуратора использовали концентра сывороточный белковый (КСБ) ТУ 49 939-82).

Метод!,I исследования. При проведении аналитических исследовани: использовали стандартные методики, рекомендуемые НПО "Масложирпро.м", также современные методы физико-химического анализа. В частности, был использованы методы УФ-спектроскопии, высокоэффективной жидкостно хроматографии, ротационной вискозиметрии, определения межфазного натяжения поверхностной активности. Медико-биологические исследования проводил совместно с Институтом Питания РАМП по стандартным методикам использованием биохимического анализатора "Спектрум" (США) и автоматнчсског анализатора "Клиникон-Корона" (Швеция).

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1. Сравнительная характеристика состава и свойств тшсевых растительных фосфолипидов

На первом этапе исследований был проведен сравнительный анализ физико-химических свойств и группового состава промышленных образцов пишевых растительных фосфолипидов (ФРП) и фосфолипидных концентратов (ФК) (табл. 1).

Таблица 1

Физико-химические показатели фосфолипидов, полученных

по различным технологиям

Наименование показателя ФРП ФК

(ТУ 91 46-006-00371185-93) (ТУ 10-04-02-69-89)

Цветное число, мг Ь 5 10

Массовая доля , %:

влаги и летучих вешеств 0,30. 0,95

фосфолипидов 65,50 57,50

масла 32,70 40,00

веществ, нераствори-

мых в этиловом эфире 1,50 1,50

продуктов окисления,

нерастворимых в

этиловом эфире 0.85 1.28

Кислотное число масла,

выделенного га продукта,

мг КОН / г 9,50 13,40

Пероксидное число,

ммоль Ог/кг 0,80 7,20

Коэффициенты

поглощения, при длине

волны, нм:

232 0,50 0,70

268 0,10 0,50

430 0.05 0,11

Данные табл. 1 показывают, что пищевые растительные фосфачипиды отличаются значительно лучшими показателями, особенно по пероксндному числу и продуктам окисления. Кроме того, было установлено, что для пищевых растительных фосфолипидов, характерно повышенное удельное содержание фосфатндилэтаноламннов, фосфатиднлинозитолов н фосфатидных кислот, которые способствуют повышению влагоудерживающей способности фосфолипидов, а следовательно, могут быть нспользовапы при создании эмульсий обратного типа. Полученные данные позволяют предположить возможность эффективного

использования пищевых растительных фосфолипидов в качестве эмульгатора npi производстве маргаринов, в том числе и диетического назначения.

Учитывая, что при создании диетических продуктов основной целью введеаи: биологических добавок является повышение их пищевой ценности, были проведень медико-биологические исследования пищевых растительных фосфолипиди совместно с Институтом Питания РАМН.

В результате исследований было установлено, что употребление в пищ; пищевых растительных фосфолишщов способствуют снижению интенсивности протекания процессов псроксидного окисления липидов, что выражается i снижения вторичного продукта липопероксидации МДА (малонового диальдегида в сыворотке крови на 12% по сравнению с контрольной группой. Употреблени пищевых растительных фосфолипидов приводит к снижению содержали: нейтральных липидов в печени на 28 % и холестерина в печени и сыворотке кров1 на 13 и 16 %, соответственно, по сравнению с контрольной группой. Существенно что указанные эффекты отсутствовали при употреблении фосфолипидны: концентратов, полученных по традиционной технологии.

Таким образом, выполненные исследования позволили сделать вывод < целесообразности и перспективности использования пищевых растительны: фосфолипидов не только в качестве эмульгатора, но и в качестве биологическ] ценной добавки при производстве диетических маргаринов и майонезов.

3.2. Разработка каучно-праютгческих направлений использования фосфолипидов при получении маргариновой продукции

Сравтггелькая_характеристика_поверхкостко-акптньге_свойсп

эмульгаторов. На данном этапе исследований в целях выявления целесообразносп использования пищевых растительных фосфолипидов в составе рецептур диетически: маргаринов не только в качестве биологически ценной добавки, но и в качеств' эмульгатора, проводили сравнительное изучение поверхностно-активных свойст! пищевых растительных фосфолипидов, фосфолипидных концентратов i традиционного эмульгатора для маргариновой продукции - МГД (табл. 2).

Анализ приведенных данных покалывает, что пищевые растительны: фосфолилиды обладают наибольшей поверхностной активностью и максимально! адсорбцией Гиббса, что позволяет сделать вывод о том, что они потенциалы!*

являются более перспективным эмульгатором с лучшими диспергирующими свойствами.

Таблица 2

Характеристики адсорбционных слоев в системах модельное масло - эмульгатор - вода

Характеристики Температура, сС Эмульгатор

ФРП ФК МГД

Максимальная адсорбция Гиббса, Гт-106, моль/м2 45 1,04 0,61 0.85

60 1,15 0,73 0,91

Поверхностная активность, -(ёАЛ1С)та! . Н/ИОЛЬ моль/л 45 805 - 624 533

60 927 714 678

Учитывая, что реальные пищевые эмульсии являются сложными системами, создание и стабилизация которых определяется множеством факторов, следующей стадией в разработке направлений использования пищевых растительных фосфолнпидов при получении маргариновой продукции являлось изучение их эмульгирующих и стабилизирующих свойств в условиях создания модельных и приближенных к реальным образцов маргариновых эмульсин.

Сравнительная характеристика эмульгирующей способности фосфолигш-доп. Изучение эмульгирующей способности проводили, анализируя физико-химические характеристики лабораторных образцов маргариновых эмульсий, при создании которых за основу были взяты рецептуры маргаринов различной жирности: маргарин "Кубанский" (82%), "Солнечный" (72 %), "Столичный" (60 %) и "Столичный" (50 %). Пищевые растительные фосфолипиды и фосфолипидные концентраты взодили в качестве эмульгаторов в количествах, которые варьировали от величины, соответствующей минимальной регламентированной концентрации МГД, до величины, соответствующей максимальному разрешенному вводу фосфолипидных концентратов в маргарины. В табл. 3 для примера приведены экспериментальные данные для маргарина "Столичный" (60%). Для других образцов получены аналогичные зависимости.

Следует заметить, что пищевые растительные фосфолипиды по эмульгирующим • свойствам значительно превосходят традиционный фосфолипидный концентрат, при этом существует пропорциональная зависимость возрастания стойкости маргариновых эмульсий при увеличении массовой доли фосфолнпидов.

Сравнительная характеристика эмульгирующей способности эмульгаторов в маргарине "Столичный"(60%)

Показатели Массовые доли эмульгаторов, %

Соотно шение МГД: ФК Фосфолипидный концентрат (ФК) Пищевые растительные фосфолипиды (ФРП)

0,8 : 0,2 0,15 0,3 0,7 0,15 0,3 0,7

Разбрызгивание. % 10.79 1.78 1,64 1,08 1,10 0.92 0,64

Характер эмульсии одноро дная, не расслаивав тся пористая, не расслаивается слегка пористая, не расслаивается слегка пористая, не расслаивается слегка пористая. не расслаивается однородная, не расслаивается однородная, не расслаивается

Стойкость при центрифугировании, % выделившейся: водной фазы 25 50 40 30 40 25 18

жировой сЬазы 75 50 60 70 60 75 82

Сравнительная_характеристика_влагоудерзсивакинсй_способности

йосфолипидов. Учитывая важность влагоудерживающей способности для характеристики эмульгаторов, применяемых в производстве маргариновой продукции, в целях наиболее полной оценки влагоудерживающей способности пищевых растительных фосфолипидов з сравнении с фосфолилидными концентратами и МГД, опыты проводили на водно-жировой эмульсии с равным соотношением водной и жировой фаз и массовой долей эмульгатора 0,5 % (табл. 4). Анализ представленных данных позволяет сделать вывод, что при использовании пищевых растительных фосфолипидов более высокая устойчивость водно-жировой эмульсин наблюдается за счет их большего диспергирующего действия, которое обусловливает возможность большего межмолекулярного взаимодействия между дисперсионной средой (жир) и дисперсной фазой (вода). Это создает предпосылки для заключения о возможности эффективного использования пищевых растительных фосфолипидов при производстве низкокалорийных маргаринов, маргаринов с

и

Сравнительная характеристика влагоудерживающей и диспергирующей способности эмульгаторов

Средний Коэффициент Кинетика статического

Эмульгатор Тип диаметр разбрызгива расслоения

эмульсии частиц, ния, Объем Время,

мкм % выделившей- мин.

ся воды, см3

Пищевые сложная 0,5-2,0 4,3 0,6 5

растительные вода/масло 0,8 15

фосфолипиды 1,5 30

Фосфолипид- сложная 2,5-3,5 П,9 5,0 5,0

ный концент- вода/масло 8,4 . 15

рат 12,6 30

мгд сложная 4,5-9,5 22,9 1,3 5

вода/масло 3,8 15

5,1 30

повышенным вводом растительных масел, а также маргаринов, предназначенных для жарения.

Исследование реологических характеристик модельных полно-жировых эмульсий обратного типа. В целях разработки рецептур маргаринов диетического и специального назначения с использованием в качестве эмульгатора пищевых растительных фосфолипидов изучали влияние их количества, соотношения водной и жировой фаз, а также природы жировой основы на реологические свойства модельных водно-жировых эмульсий обратного типа. Исследовали эмульсии обратного типа с соотношениями фаз вода: масло - 50:50; 40: 60; 30: 70; 20:80. На рис. 1 и 2 представлены зависимости эффективной вязкости от напряжения сдвига для эмульсий на основе растительного масла и саломаса с соотношениями водно-жировой фаз 40 :60. Для всех исследованных соотношений существует прямо пропорциональная зависимость эффективной вязкости и величины предельного сдвига от концентрации фосфолипидов.

Необходимо отметить, что при одинаковой массовой доле пищевых растительных фосфолипидов эффективная вязкость увеличивается с ростом дисперсной фазы, при этом данная зависимость наиболее выражена для эмульсий с максимальным содержанием фосфолипидов. Это характерно для структурированных

С

о

■ЙЧ.оо

Г

1 1 / 2 3 У / 4 /

с* -У. / / :—*— "— П

10 20 30 41

Напряжение сдвига, т,, Па

Рис. 1. Влияние концентрации пищевых растительных фосфолипндов на кривые течения эмульсий обратного типа вода - подсолнечное масло (40:60), при I = 45 °С: 1 - 0,1 %; 2 - 0,5 %; 3- 1,0%; 4-5,0%

4,00

¿3.00

й ° 2,00

■Д.

О) о

1

\ Л 2 3 4 / /

Л / ) /

и

10 20 30 4

Напряжение сдвига, тг, Па

Рис. 2. Влияние концентрации пищевых растительных фосфолипндов на кривые течения эмульсий обратного типа вода - саломас (40:60), при 1 = 45 °С: 1 -0,! %; 2 - 0,5 %; 3-1,0 %; 4 - 5,0 %

систем и подтверждает наличие у 'пищевых растительных фосфолипндов структурирующих свойств. Сравнивая зависимости, представленные на рис.1 и рис.2, можно сделать вывод о возрастании эффективной вязкости с увеличением степени насыщенности жирно-кислотного состава жировой фазы, при этом для таких систем роль фосфолипндов как структурообразователя более выражена.

Полученные экспериментально реологические характеристики использовали в качестве базового критерия при разработке рецептур диетических маргаринов (табл. 5).

Данные табл. 5 позволяют задаваясь типом жировой основы и соотношением водной и жировой фаз определять необходимое количество пищевых растительных фосфолипндов для получения эмульсий с требуемыми структурно-вязкостными свойствами.

Влияние биологически пенных добавок на эмульгирующую способность пищевых растительных фосфолипндов и Физико-химические показатели маргариновых эмульсин. Учитывая важность обогащения диетических продуктов с профилактическими свойствами биологически ценными веществами и особые

;п

Влияние массовой доли пищевых растительных фосфолипидов, соотношения

водно-жировой фаз и природы жировой основы на предельное напряжение

сдвига

Соотношение Тип жировой Предельное напряжение сдвига, Па, при массовой доле пищевых растительных Фосфолипидов, %

фаз вода: жир основы 0,1 0,5 1,0 5,0

20:80 масло 1,8 1,9 7,5 8,7

саломас 2,4 6,2 10,8 15,3

30:70 масло 2,1 4,3 - 3,1 9,8

кшо мае 3,1 8,3 15,2 18,1

40:60 масло 2,0 8,2 10,9 13,5

саломас 3,3 11.9 ¡8,7 22,4

50 : 50 масло 2,4 12,9 16,0 20,1

саломас 4,5 16,7 26,5 30,9

физиологические свойства новой для масло-жировой промышленности пищевой биологической добавки - янтарной кислоты, которая обладает выраженными антиоксидантными свойствами и нормализует обмен веществ п организме, иа следующем этапе исследований изучали влияние янтарной кислоты на эмульгирующую способность фосфолипидов и качество • маргариновых эмульсий. Данные приведены в табл. 6.

Таблица 6

Влияние массой доли янтарной кислоты на степень дисперсности

и стойкость маргариновых эмульсий

Показатели Контроль маргарин "Тонус" Массовая доля янтарной кислоты,"»

0.01 0.03 0.07

Степень дисперсности, размер частиц до 3 мкм 90 95 95 97

Стойкость при центрифу-

гировании,0/»

выделившейся:

водной фазы 20 ч 15 , 15 5

жировой фазы 80 85 85 95

Полученные экспериментальные данные показали, что при введении в состав водно-молочной фазы янтарной кислоты наблюдается увеличение степени дисперсности и стойкости маргариновых эмульсий.

Анализируя "качественные показатели получаемых маргаринов, необходимо отмстить, что ввод в рецептуру янтарной кислоты значительно на 70-85 % снижает интенсивность протекания окислительных процессов при хранени маргаринов.

Учитывая степень данного эффекта, его можно объяснить антиоксидантными свойствами янтарной кислоты, усиленными за счет синергизма фосфолипидов, а также возрастанием антиокислительных свойств фосфолипидов, за счет возрастания доли активных молекул, как результата взаимодействий с янтарной кислотой. Существенно, что введение в состав маргарина янтарной кислоты наряду с перечисленными положительными эффектами позволит значительно повысить его пищевую ценность. В связи с этим такой маргарин можно рассматривать как новый пищевой диетический продукт, введение в пищевой рацион которого будет способствовать снятию физической и умственной усталости, укреплению защитных сил организма, в том числе снижению воздействия радиационного фона.

3.3. Разработка рецептур маргариновой продукции с использованием пищевых растительных фосфолипидов

Проведенные исследования позволили разработать рецептуры низкокалорийных диетических маргаринов: безмолочный для лиц с лактазной недостаточностью - "Тонус" и маргарин с профилатическими свойствами - "Тонус!", защищенные двумя патентами РФ. После проверки в лабораторных условиях, по данным рецептурам (табл. 7) были выработаны опытные партии маргаринов в производственных условиях Красноярского маргзавода, качественные показатели маргаринов приведены в табл.8. Для равнения приведены рецептуры и качественные показатели маргаринов "Солнечный" и "Столичный".

Данные табл. 8 показывают, что опытные партии маргаринов "Тонус" и. "Тонсу I" отвечают всем требованиям ГОСТ, а маргарин "Тонус" благодаря оптимально подобранному содержанию пищевых растительных фосфолипидов, несмотря на отсутствие в рецептуре молока отличается мягким сливочным вкусом. Кроме того, необходимо отметить значительное снижение интенсивности протекания процессов окислительной порчи в опытных образцах по сравнению с контрольными.

Рецептуры опытных партий маргаринов

Нам менование рецептурных компонентов Образец

"Tohvc" "Солнечный" "Tohvc 1" "Столичный"

Саломас Mi (tra. 31-34 С) 50,00 55,00 4 5,00 27,00

Саломас MI (Шл. 40-43 °С) ■ - - 6,00

Масло растительное 20,00 15,00 15,00 27,00

ФРП 7,00 - 4,00 -

мгд - 0,30 - 0,80

Фосфолипидный концентрат - - - 0,20

Молоко цельное - 7,20 - 10,00

Краситель 0,15 0,15 0,05 0,30

Сахар 0,02 0,30 - 0,10 -

Соль 0,30 0,30 0,50 0,30

Янтарная кислота - - 0,03 -

Лимонная кислота - - - 0,04

Вода 22,53 0.30 35,32 28,36

Таблица S

Качественные показатели опытных партий маргаринов

Показатели Образец

"Тонус" "Солнечный" "Тонус!" "Столичный"

Кислотность, °К 0,81 1,70 0,69 0,74

Массовая доля влаги и летучих

веществ, % 22,59 28,10 35,28 35,3

Средний диаметр частиц

маргариновой эмульсин, мкм 2,50 13,50 2,10 12,76

Процент разбрызгивания, % 0,52 3,60 0,31 4,20

Характер застывания однородная однородная однородная однородная

Стойкость при центрифугиро

вании, % выделившейся:

водной фазы 0 0 0 0

жировой фазы 100 100 100 100

Пероксидное число, ммоль

Оз/кг: 0,46 3,70 0,28 1.S0

свежеприготовленный

30 суток хранения, 1 5 °С 2,30 6,90 1,35 2.40

45 суток хранения, 1 5 °С 5,40 12,50 3.50 6.70

3.4. Разработка иаушо-практичсскпх направлений использования пищевых растительных фосфолнпидоп при получеиии майонезов

Учитывая выявленные преимущества использования пищевых растительных фосфолипидов в качестве биологически ценной добавки и эмульгатора при

производстве эмульсионных продуктов, а также современные тенденции развития производства майонезов, предусматривающие разработку новых рецептур с минимальным содержанием холестерола и низкой калорийностью, целью следующего этапа исследований являлось изучение эмульгирующего и стабилизирующего действия пишезых растительных фосфолнпидов и разработка научно-практических рекомендаций по их использованию в качестве заменителя яичного порошка при создании эмульсий прямого типа - майонезов. Следует отметить, что ранее аналогичные исследования при использовании фосфолипидных концентратов, полученных по традиционной технологии, в качестве заменителя яичного порошка не проводились.

На основании литературных данных и результатов предварительных исследований был сделан вывод, что при создании эмульсий прямого типа пишезыс растительные фосфолипиды необходимо вводить в их состав не в виде масляного раствора, как при создании маргариновых эмульсий, а в виде водно-фосфолипидной эмульсии. В связи с этим необходимо было изучить особенности поведения пищевых растительных фосфолипидов в водной среде.

Исследование повсрхностко-актквкмх спойств фосфолнпидов в водной срсде (табл. 9). Приведенные данные показывают , что в водных растворах пищевые растительные .фосфолипиды обладают повышенной поверхностной активностью по сравнению с фосфолипидными концентратами, величина которой возрастает с увеличением их концентрации.

Таблица 9

Изменение поверхностного натяжения в системе водная среда - воздух

Образец эмульгатора , Поверхностное натяжение о -103, Н/м, при температуре, °С

при концентрации в

водной фазе,% 25 45 60

ФРП :

0 73,7 70,6 68,9

0,1 60,7 53,6 53,0

0,5 57,3 50,4 49,8

1.0 56,2 49,0 48,8

2,0 54,1 47,2 46,9

ФК:

0 73,7 70,6 68,9

0,1 62,3 55,7 55,2

0,5 59,4 52,9 52,3

1,0 58,7 51,6 51,2

2,0 55,8 49,7 49.3

Учитывая исследуемый предел варьирования концентраций (которые находятся выше предельной концентрации мицелообразования), а также имеющиеся литературные данные необходимо отметить, что указанные поверхностно-активные свойства проявляются не за счет отдельных фосфолипцдных молекул, а обусловлены образованием на поверхности раздела фаз мицелл различных порядков. Из этого следует важный практический вывод: при использовании фосфолипидов в качестве эмульгатора эмульсий прямого типа образуются достаточно прочные адсорбционные слои, которые экранируют межмолекулярные взаимодействия частиц дисперсной фазы и следовательно проявляют стабилизирующее действие.

Учитывая важность операции подготовки эмульгатора при вводе его в эмульсии прямого типа, определяли необходимое количество воды, обеспечивающее полное набухание фосфолипидов и достаточную текучесть водно-фосфолипидной эмульсии. Экспериментально было установлено, что данным условиям отвечает соотношение пищевые растительные фосфолипиды : вода, соответствующее - 1,0 : 3,2 (по массе).

Изучоппа эмульгирующей способности пищевых растительных фосфолипидов п системе масло-вола. Эмульгирующую способность пищевых растительных фосфолипидов оценивали по утвержденной методике, определяя стойкость маПонезных эмульсий при центрифугировании. При этом варьировали степень замены яичного порошка на пищевые растительные фосфолипиды. За основу была принята стандартная рецептура майонеза "Провансаль". Наибольшая стойкость полученных эмульсий соответствует соотношению пищевые растительные фосфолипиды : яичный порошок , равному - 1,0: 1,5 (рис. 3).

Существенный интерес представляет значительное увеличение стойкости эмульсий, полученных с добавками пищевых растительных фосфолипидов, в процессе хранения. Равномерный характер зависимости возрастания стойкости эмульсии от увеличения массовой доли фосфолипидов, говорит о наличии у пищевых растительных фосфолипидов структурирующих свойств, которые нарастают во времени и через определенный интервал достигают и превосходят структурирующие свойства яичного порошка.

5 4 3 1

Массовая доля яичного порошка, %

Рис. 3. Зависимость стойкости эмульсии прямого типа от соотношения пищевые растительные фосфолипиды : яичный порошок: 1 - свежеприготовленная эмульсия; 2 - через 7 суток хранения; 3 - через 14 суток хранения; 4 - через 20 суток хранения

В табл. 10 приведены физико-химические характеристики майонезов "Тонус" и "Провансаль" ч сравнении с образцом майонеза, полученном при полной замене яичного порошка.

Таблица 10

Влияние пищевых растительных фосфолипидов на физико-химические характеристики высококалорийного майонеза типа "Провансаль"

Показатели Соотношения фосфолипиды: яичный порошок , %

0: 1 ("Провансаль") 1 :0 1:1.5 ("Тонус")

Массовая доля влаги, % 23,06 22,96 22.09

Кислотность, в пересчете на

уксусную кислоту, % 0,26 0.27 0,29

Пероксидное число, ммоль Ох/кг:

свежеприготовленный продукт 1,79 2,33 1,90

7 сут. хранения при 5 °С 4,83 3,52 3,16

14 сут. хранения при 5 °С 12,05 5,09 4,87

21 сут. хранения при 5 °С 14,05 ' 7,14 6,98

30 сут. хранения при 5 "С 17,16 8,89 8,12

Анализируя качественные показатели майонезов, полученных с частичной и полной заменой яичного порошка в сравнении со стандартным майонезом "Провансаль" (табл. 10), можно сказать, что данные майонезы отличаются хорошими органолептическими показателями, а также повышенной устойчивостью к окислителыюй порче.

Учитывая общую тенденцию снижения калорийности пищевых продуктов, необходимо было исследовать возможность использования пищевых растительных фосфолипидов при производстве низкокалорийных майонезов.

Влияние снижения массовой доли дисперсной фазы ча структурдо-мсхаиические свойства майоиезнмх эмульсин. Известно, что снижение в эмульсии массовой доли дисперсной фазы, в данном случае масла, приводит к снижению стабильности и вязкости эмульсин, что составляет одну из основных проблем получения качественных низкожирных (низкокалорийных) майонезов.

Поэтому при решении этой задачи изучали влияние снижения массовой доли масла в майонезе "Тонус" при соотношении эмульгаторов пищевые растительные фосфолипиды - яичный порошок, равном 1,0 : 1,5, на изменение структурно-вязкостных свойств. Результаты исследования майонезов представлены на рис. 4. Для сравнения приведены кривые течения майонеза "Провансаль", как критерия желательных структурно-вязкостных свойств, и низкокалорийного майонеза "Московский".

50

40

с

-я

ь

о

30

20

1 \ 1 г ш 4 5 1 1 /

/ Л V

^ у "

Рис. 4. Влияние снижения массовой доли масла на кривые течения майонезов при I = 20 "С:

1 - "Провансаль" (65 %);

2 - "Московский" (35 %); 3-5 - майонезы с соотношением пищевые растительные фосфолипиды : яичный порошок -1 :1,5 и массовой долей масла: 3-65%; 4-45%; 5-35% •

20 40 60 80

Напряжение сдвига, т,, Па

Сопоставительный анализ представленных кривых течения показывает, что майонез с частичной заменой яичного порошка пищевыми растительными фосфодипидами, соответствующий образцу с 65 % масла, по структурно-реологическим свойствам аналогичен майонезу "Провансаль" и даже несколько превосходит его - эффективная вязкость, соответствующая пределу текучести данного майонеза 6 Па-с, а для "Провансаля" - 4 Па с. Это подтверждает наши исследования и показывает наличие связи между структурно-механическими свойствами и стойкостью майонезной эмульсии.

Снижение жирности майонеза приводит к резкому снижению эффективной вязкости. Майонез "Московский" превосходит по вязкости опытные образцы майонеза 35 % жирности, хотя и значительно уступает майонезу "Провансаль" и "Тонус" 65 % жирности.

Такам образом, проведенные исследования показали, что для получения низкокалорийных майонезов с частичной заменой яичного порошка пищевыми растительными фосфолипидами необходимо использовать дополнительные структурирующие добавки.

Влияние пищепмх добавок на качественные показатели низкокалорийных майоггезоа. При выборе пищевых добавок, обладающих структурирующими свойствами принимали во внимание их натуральное происхождение, доступность, пищезые качества, достаточную удельную эффективность. Кроме того, учитывая, что в майонезе "Провансаль" основную структурирующую роль играет белок сухого молока, нами был выбран концентрат сывороточный белковый (КСБ), как наиболее полно удовлетворяющий всем вышеперечисленным требованиям.

Для определения эффективной концентрации КСБ исследовали изменения эффективной вязкости, соответствующей предельному напряжению сдвига, в зависимости от массовой доли КСБ (рис. 5).

Анализ кривых показывает, что сывороточный белковый концентрат является достаточно эффективной структурирующей добавкой для низкокалорийнх майонезов с частичной и .полной заменой яичного порошка пищевыми рстительными фосфолипидами и обеспечивает достижение требуемых структурно-вязкостных свойств майонезных эмульсий при массовой доли 2-3 % для майонезов с частичной заменой яичного порошка и 2,8-3,7 % - для майонезов с полной заменой яичного порошка.

Кониснтршия КСБ, %

Рис. 5. Влияние концентрации КСБ на эффективную вязкость низкокалорийных майонезов с соотношением пищевые растительные фосфолипиды : яичный порошок : 1 -1:1,5: 2 - 1:0

3.5. Разработка рецептур диетических майонезов

Проведнные исследования позволили разработать рецептуры (табл. 11) диетических майонезов : "Тонус" и низкокалорийный майонез "Тонус 1", защищенные двумя патентами РФ.

Таблица 11

Рецептуры опытных партий майонезов

Наименование компонентов Содержинме компонентов,%

"Провансаль" "Тонус" "Московский" "Тонус I"

Растительное масло 65,4 65,4 35,0 46,0

Сухое обезжиренное молоко 1,6 1,6 3,0 1,5

Яичный порошок 5,0 2.5 6,0 2,5

Горчичный порошок- 0,75 0,75 0,75 0,75

Концентрат сывороточный белковый - - - 2,5

Фосфолипиды растительные пищевые - 2,5 - 1,6

Сахар 1,5 1,2 2,0 1,0

Соль 1,2 0,5 1,5 1,1

Уксусная кислота (80%) 0,60 0,60, 0,55 0.60

Крахмал - - 3,0 3,5

Сода пищевая 0,05 0,05 0,05 0,05

Вода остальное

После проверки качественных показателей данных майонезов в лабораторных условиях, по разработанным рецептурам были выработаны опытные партии майонезов в производственных условиях Красноярского маргзавода (табл. 12). Для сравнения приведены рецептуры и качественные показатели майонезов "Провансаль" и "Московский".

Таблица 12

Качественные показатели опытных партий майонезов

Показатели Наименование майонеза

"Тонус" "Провансаль" "Тонус!" "Московский"

Цвет Светло-жел- Светло-жел- Светло- Светло-

тый, одно- тый, одно- кремовый, желтый,

родный по родный по однород- однород-

всей массе всей массе ный по всей ный по всей

массе массе

Консистенция и Однород- Однород- Однород- Однород-

внешний вид ная, типа ная, типа ная, типа ная, типа жид-

сметаны сметаны сметаны кой сметаны

Вкус и запах Вкус неж- Вкус неж- Вкус неж- Вкус неж-

ный, кисло- ный, кисло- ный, кисло- ный, кисло- .

ватый,без ватый,без ватый, без ватый,без

следов го- следов го- следов го- следов го-

речи, с запа- речи, с запа- речи, с запа- речи, с запа-

хом и прив- хом и прив- хом уксуса хом и прив-

кусом уксуса кусом уксуса ■и легегкнм кусом уксуса

и легким привкусом

привкусом уксуса и

фосфолипи- фосфолипидов

дов

Массовая доля

влаги, % 23,8 23,7 37,5 47,0

Кислотность. % 0,58 0,57 0.54 0.65

Стойкость эмуль-

сии,0/» вь!делив-

шегося жира 0 0 0 0

Пероксидное

число,

ммоль СЫкг:

свежеприготов- 2,1 2,5 1,9 2,0

ленный

30 суток хране-

ния, 15°С 5,2 10,7 , 3,6 7,4

45 суток хране-

ния, 15°С 9,8 18,6 8,2 13,6

Анализ показателей табл. 12 показывает, что по физико-химическим и органолептическим показателям опытные партии майонезов "Тонус" и "Тонус 1", выработанных по разработанным рецептурам, удовлетворяют всем требованиям ГОСТ и данные рецептуры могут быть рекомендованы к широкому внедрению в производство.

Рецептуры маргарина и майонеза "Тонус" были внедрены на Красноярском маргзаводе в 1994 г. Экономический эффект от реализации майонеза "Тонус" в 1994 г. составил 2,052 млн. р., а за 9 месяцев 1995 г. - 18,274 млн. р., ожидаемый экономический эффект от реализации маргарина "Тонус" составит в 1995г. 922,386 млн. р.

4. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. На основании сравнительного анализа физико-химических свойств и группового состава фосфолипидпых концентратов (ФК), полученных по традиционной технологии, л пищезых растительных фосфолипидов (ФРП), полученных по новой технологии с использованием электромагнитных воздействий установлено, что ФРП значительно превосходят ФК по всем исследованным показателям, а также отличаются повышенным удельным содержанием фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилинозитолов и • фосфатидных кислот, что создает предпосылки к их использованию в качестве эффективного эмульгатора при производстве маргариновых эмульсий.

2. Экспериментально показано, что ФРП обладают достаточно высокой антиоксадантной активностью и биологической ценностью, которая проявляется в снижении общих липидов в печени, уровня холестерина в печени и сыворотке крови, замедлении процессов псроксидного окисления липидов, лежащего в основе развития различных патологий организма. Это позволяет рассматривать пищевые растительные фосфолипиды, как ценную биологическую добавку при производстве диетических маргаринов и майонезов.

3. На основании сопоставительного акалнза поверхностно-активных, эмульгирующих и влагоудерживающих свойств ■пищевых растительных фосфолипидов, фосфолипидных концентратов и дистилированных моноглнцеридов показано, что первые являются эффективным эмульгатором для создания водно-жировых эмульсий обратного типа (вода-масло) различной калорийности со

значительно лучшими эмульгирующими, диспергирующими и влагоудерживающими свойствами. '

4. Выявлено влияние концентрации пищевых растительных фосфолипидов, массовой доли дисперсной фазы (воды) и природы жировой основы на реологические характеристики водно-жировых эмульсий обратного типа. На основании экспериментальных данных осуществлен научно-практический подход к созданию рецептур новых видов диетических маргаринов, стабилизированных пищевыми растительными фосфолипидами с заданными реологическими свойствами.

5. Изучено влияние биологически ценной добавки - янтарной кислоты на эмульгирующую способность пищевых растительных фосфолипидов и физико-химические показатели маргариновых эмульсий. Показано, что маргарин с добавкой янтарной кислоты и пищевых растительных фосфолипидов обладает повышенной окислительной стабильностью и пищевой ценностью.

6. Разработаны рецептуры диетических низкокалорийных маргаринов -безмолочный маргарин "Тонус" и маргарин с добавкой янтарной кислоты и пищевых, растительных фосфолипидов "Тонус1", защищенные патентами РФ. Показано, что эти маргарины отличаются высокими качественными показателя,«и и повышенной устойчивостью к окислительной порче. Экспериментально доказано, что маргарины "Тонус" и"Тонус1" обладают профилактическими свойствами.

7. Опытно-промышленными испытаниями подтверждена, целесообразность • широкого внедрения разработанных рецептур маргарина в производство и показана их экономическая эффективность, Ожидаемый экономический эффект от реализации маргарина "Тонус" в 1995 г. составит 922,386 млн. р.

8. Экспериментально доказано, что при специальной подготовке пищевых растительных фосфолипидов в виде водно-фосфолипидной эмульсии (соотношение пищевые растительные фосфолипиды : вода соответствует - 1,0 : 3,2), пищевые растительные фосфолипиды могут служить эффективной частичной заменой яичного порошка.

9. Отмечено, что структурирующая способность фосфолипидов возрастает за период более длительный, чем этот показатель для яичного порошка. Так, за 7 суток хранения стойкость майонезной эмульсии с яичным порошком возрастает на 5 % и существенно не изменяется, а стойкость майонезной эмульсии с частичной заменой яичного порошка пищевыми растительными фосфолипидами за аналогичный промежуток времени возрастает на 10 % .

10. Экспериментально показано, что для создания рецептур низкокалорийных майонезов с частичном или полной заменой яичного порошка пищевыми растительными фосфолипидамн, отвечающих необходимым реологическим характеристикам, необходимо использовать дополнительные структураторы, к которым сформулированы основные требования.

11. Доказана эффективность использования концентрата сывороточного белкового (КСБ) в качестве структуратора при производстве низкокалорийных майонезов. Экспериментально определены эффективные концентрации КСБ при получении майонезов с частичной ■ заменой яичного порошка пищевыми растительными фосфолипидами.

12. Разработаны рецептуры диетических майонезов с низким содержанием холестерола - высококалорийный майонез "Тонус"н низкокалорийный.- "Тонус 1", защищенные патентами РФ. Показано, что эти майонезы отличаются высокими качественными показателями и повышенной устсичивочтыо к окислительной порче.

О.Опытно-промышленными испытаниями подтверждена целесообразность широкого внедрения разработанных рецептур майонеза в производство и показана их экономическая эффективность. Экономический эффект от реализации майонеза "Тонус" в 1994 г. составил 2,052 млн.р., а за 9 месяцев 1995 г. - 18,274 млн.р.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Разработка новых видов масложировой продукции повышенной биологической ценности I Корнсна Е.П., Бутина Е.А., Тимофеенко Т.Н., Жарко М.В., Худых Т.В. II Тез. докл. 1 Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности". - Краснодар. 1994.

2. Новый майонез повышенной биологической ценности / Худых Т.В., Корнсна Е.П., Бутина Е.А., Герасименко Е.О., Тимофеенко Т.Н. // Тез. докл. 1 Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и техника в пшцевой промышленности". - Краснодар, 1994.

3. Новые пшцевые продукты повышенной биологической ценности / Бутина Е.А., Корнена Е.П., Худых Т.В., Тертышная Л.П., Тимофеенко Т.Н. II Тез. докл. III Международного симпозиума "Экология человека: проблемы и состояние питания и здоровья". - Москва, 1994.

4. Пищевые^ продукты повышенной пищевой ценности / Арутюнян Н.С., Корнена Е.П., Бутана Е.А.. Тимофеенко Т.Н., Жарко М.В., Герасименко Е.О., Худых Т.В. // Тез. докл. Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК". - Москва, 1995.

5. Патент РФ № 20273774 Маргарин / Корнена Е.П., Арутюнян Н.С., Швец Т.В., Бутина Е.А., Тертышная Л.П., Малашенко О.В., Тертышная О.С., Худых Т.В., Сагагелян С.А. (РФ), № 92-012397/13 от 16.12.92 г.

6. Патент № 2037306 С Майонез / Худых Т.В., Сагателян С.А., Тимофеенко Т.И., Корнена Е.П., Швец Т.В., Арупонян Н.С., Бутина Е.А., Тертышная Л.П.; Барабанов М.Т. (РФ), №92-020169/13 ог 13.04.93 г.

7. Положительное решение на выдачу патента по заявке Лз 93-037214/13 от

22.07.93 г. Радиопротекторное средство / Корнена Е.П., Жарко В.Ф., Худых Т.В., Тимофеенко Т.Н., Бутина Е.А., Швец Т.В., Сагателяк С.А., Жарко М.В., Арутюнян Н.С., Левачев М.М. (РФ).

S. Положительное решение на выдачу патента по заявке № 94-028401/13 от

29.07.94 г. Масложировой продукт, имеющий иммуностимулирующие свойства / Еуткна Е.А.. Корнена Е.П., Жарко М.В., Худых Т.В., Швец Т.В., Левачев М.М., Арутюнян Н.С., Тимофеенко Т.Н. (РФ).

9. Положительное решение на выдачу патента по заявке ЛЬ 94-028400/13 от 29.07.94 г. Фосфолнпидный пищевой продукт / Худых Т.В., Жарко В.Ф., Корнена Е.П., Арупонян Н.С., Тертышная Л.П., Тимофеенко Т.П., Бутина Е.А., Швец Т.В., Жарко М.В.(РФ).

10. Патент № 2031590 С1 Гипохолестеринамическое средство / Корнена Е.П., Жарко В.Ф., Худых Т.В., Тимофеенко Т.П., Бутина Е.А., Швец Т.В., Сагателян С.А., Жарко М.В., Арутюнян Н.С., Левачев М.М (РФ), Л*° 93-037215/13 от 22.07.93 г.

11. Положительное решение на выдачу патента по заявке Лё 94- 030537/13 от 5.08.94 г. Низкокалорийный маргарин / Худых Т.В., Тертышная Л.П., Корнена Е.П., Арутюнян Н.С., Тимофеенко Т.Н., Бутина Е.А., Жарко М.В., Тертышная О.С. (РФ).