автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка технологии и рецептур новых видов диетических растительных масел с повышенной биологической ценностью

РГ 5

ОД

1 2 МАР 1938

На правах рукописи

СВЕЧНИК Александр Николаевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР НОВЫХ ВИДОВ ДИЕТИЧЕСКИХ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ 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 -1998

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Т.И. Тимофеенко

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и техники РФ,

Ведущая организация: Северо-Кавхазский филиал Всероссийского научно - исследовательского института жиров

Зашита состоится 3 марта 1998 г. в 14: 00 на заседании диссертационного совета Д 063.40.01 Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350072г.Краснодар, ул-Мосховская, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан: 3 февраля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

. доктор технических наук, профессор В.Г..Щербаков канд идат технических наук И.П.Артеменко

кандидат технических наук, доцент

1.Общая характеристика работы

1.1. Актуальность темы. В настоящее время перед масложировой промышленностью стоят принципиально новые задачи, не решаемые простым количественным наращиванием объема производства, а требующие качественно новых подходов и решений. Одной из важных задач является выпуск диетических и лечебно-профилактических продуктов, обеспечивающих здоровье человека. Исследования отечественных и зарубежных ученых показывают, что одним из важных компонентов диетического питания являются растительные масла, содержащие в своем составе полиненасыщенные жирные кислоты. Уникальный. спектр их лечебно-профилактических эффектов обусловил широкий диапазон для применения. Вместе с тем, особенности химического состава полиненасыщенных жирных кислот несут в себе потенциальную возможность проявить и нежелательные побочные эффекты, связанные с активизацией процессов перекисного окисления липидов. В связи с этим актуальными являются исследования по выявлению оптимального антиоксидантного и витаминного состава растительных масел с целью предотвращения окислительных процессов в нем и разработки технологии и рецептур продуктов питания с высоким содержанием природных антиоксидантов. Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-технической программой "Экология Кубани", раздел "Разработка технологии биологически активных добавок и рецептур новых видов пищевых продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения", № госрегистрации 001684.

1.2. Цель работы. Разработка технологии и рецептур новых видов 1иетических растительных масел с повышенной биологической и пищевой ценностью.

13. Основные задача исследований:

- изучение состава и основных физико-химических свойств тромышленных образцов рафинированных и дезодорированных

растительных масел, фосфолипидных концентратов и препаратов жирорастворимых витаминов;

изучение процессов окисления дезодорированных масел, фосфолипидов, витаминов и продуктов на их основе с целью повышения антиоксндантной и витаминной активности масел;

- выбор и обоснование оптимального соотношения компонентов в системах "дезодорированное масло - фосфолипиды", "дезодорированное масло - фосфолипиды-витамины";

- разработка рецептур диетических растительных масел, устойчивых к окислительной порче;

- исследование влияния электромагнитной активации на степень ассоциации фосфолипидов в модельных маслах;

- разработка технологии получения диетических растительных масел, стабильных к окислению;

- исследование органолептических, физико-химических показателей диетических масел и их стойкости к окислению при хранении;

- санитарно-гигиенические и медико-биологические исследования физиологической ценности диетических масел;

- разработка рекомендаций по применению растительных масел в диетическом и лечебно-профилактическом питании на основе клинических испытаний;

- оценка экономической эффективности от производства диетических масел "Тонус"и"Супер-Тонус";

1.4. Научная новизна. Установлено, что дезодорированные рафинированные подсолнечные и кукурузные масла характеризуются нестабильностью к окислению из-за низкого содержания в них природных антиоксидантов. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность включения в такие масла растительных фосфолипидов и жирорастворимых витаминов для придания им стабильности к окислению и повышения биологической ценности. Экспериментально установлено оптимальное соотношение компонентов в

дезодорированном масле, обеспечивающее высокую.устойчивость масел к окислению и их физиологическую ценность. Выявлено влияние электромагнитной активации на степень ассоциации фосфолипидов в модельном масле и установлено, что при воздействии переменных электромагнитных полей степень ассоциации фосфолипидов снижается.Разработана технология получения диетических растительных масел, позволяющая сохранить высокую биологическую ценность их компонентов. Определены оптимальные режимы получения диетических растительных масел. Установлено, что при определенных параметрах дезодорации удается полностью растворить фосфолипиды в дезодорированном масле за счет снижения степени ассоциации фосфолипидов и более полного удаления влаги. Технология защищена патентом РФ.

Экспериментально показано, что диетические масла, полученные по разработанной технологии и рецептуре, обладают повышенной стойкостью к окислению и высокой биологической ценностью, проявляющейся в антиоксидантном, гиполипидемическом, гипотензивном и иммуномоделирующем действии. Выявленные свойства подтверждены медико-биологическими и клиническими исследованиями.

Указанные рецептуры и свойства диетических масел защищены 6 патентами РФ.

1.5. Практическая значимость работы. Разработаны и утверждены рецептуры диетических растительных масел "Тонус" и "Супер-Тонус".

Разработаны технологические инструкции на производство масел для диетического и лечебно-профилахтического питания.

На основании экспериментальных данных показано, что сроки *

хранения диетических масел можно увеличить на 2-3 месяца по сравнению с дезодорированными маслами, при этом сохраняется ка^рство диетических масел, а потери каротина в них не превышают 10%. Специальными экспериментами показано, что наиболее высокую сохранность диетических масел обеспечивает расфасовка их в бутылки из темно-зеленого стекла

вместимостью 0,25-0,33 л. Установлено, что срок хранения расфасованных в указанную тару диетических масел увеличивается на месяц при сохранении их биологической и пищевой ценности.

Экспериментальными, медико-биологическими и клиническими испытаниями подтверждена эффективность включения масел "Тонус" и "Супер-Тонус" в диетический и лечебно-профилактический рацион.

1.6. Реализация результатов исследований. Разработана и утверждена нормативная документация на новые продукты, включающая технические условия ТУ 91 41 - 009 - 00371185 - 94 "Масло растительное диетическое "Тонус", технологическую инструкцию на его производство ТИ 10 РФ 114-94 и гигиенический сертификат № 1 -П / 11-35 ; технические условия ТУ 91 41-016-00371185-96 "Масло растительное диетическое "Супер-Тонус", гигиенический сертификат № 72-ЦГС-1392 и технологическую инструкцию ТИ 91 41-118 - 00371185 - 96. Технология и рецептуры диетических растительных масел внедрены, организовано их производство в опытно-промышленных условиях учебно-научно-производственной лаборатории (УНПЛ) Кубанского государственного технологического университета и на Краснодарском экспериментальном маслозаводе (КЭМЗ). Ожидаемый экономический эффект (в расчете на каждую тонну) от выпуска масла "Тонус" составит -1,0 тыс.руб (в ценах 1997 г-1,0 млн.р.), "Супер-Тонус"- 1,2 тыс.руб. (в ценах 1997 г-1,2 млн.р.).

1.7. Апробация работы. Основные положения работы доложены на Международной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в агроиндусгрии" , Ялта, 1997; V Международном симпозиуме "Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века", Пятигорск, 1997; Международной научной конференции "Рациональные пути использования вторичных ресурсов агропромышленного комплекса", Краснодар, 1997. Диетические растительные масла демонстрировались на международных выставках и ярмарках (Нижний Новгород 1995; Сочи, 1996; Геленджик, 1996) и региональных выставках диетических и фармацевтических товаров (Краснодар, 1995-1997).

1.8. Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 5 статей и тезисов докладов, получен I патент РФ и б решений о выдаче патентов РФ.

1.9 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, 5 глав экспериментальной части, рекомендаций, выводов и предложений, списка литературы, включающего 131 наименование, в том числе 25 на иностранном языках, и 25 приложений. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и б рисунков.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Методы исследования. При проведении аналитических исследований использовали методики, рекомендуемые ВНИИЖем , а также современные инструментальные методы физико-химического анализа: методы высокоэффективной жидкостной хроматографии, атомно-абсорбционой, ИК- и УФ-спектроскопии. Влияние содержания витаминных добавок в маслах на их устойчивость изучали в опытах ускоренного окисления. Санитарно-гигиеническую оценку и медико-биологические исследования продуктов проводили по стандартным методикам в Институте Питания РАМН (г.Москва) с использованием биохимического анализатора "Спектрум" (США) и автоматического анализатора "Клинкон-Корона" (Швеция). Клинические испытания продукта проводили в Кубанской государственной медицинской академии (КГМА).

2.2. Объекты исследования. Объектами исследований служили образцы

подсолнечных и кукурузных рафинированных и рафинированных

дезодорированных масел, выработанные на КЭМЗ по типовым режимам из ».

производственн'ых смесей масличных семян при переработке семян подсолнечника урожая 1993-1997 гв и переработке кукурузных масел. В табл.1 приведены усредненные физико-химические показатели дезодорированных растительных масел.

в

Таблица 1

Физико-химические показатели дезодорированных масел

Наименование показателя Масло

подсолнечное | кукурузное

Кислотное число масла, мг КОН/ г 0,20-0,30 0,25-0,35

Перекисное число, 1/2 О ммоль/кг

свежевыработанного 1,75-2,50 2,00-2,60

после хранения в теч.4 мес. 3,50-4,00 3,00-3,60

Массовая доля, %:

влаги и летучих веществ 0,05-0,07 0,05-0,07 -

фосфолипидов отсутствуют

неомыляемых липидов 0,28-0,33 0,30-0,35

каротиноидов следы следы

альфа-токоферола 0,005-0,010 0,010-0,015

гамма-токоферола 0,001-0,002 0,002-0,003

Как видно из таблицы 1, в составе дезодорированных масел отсутствуют фосфолипиды, содержится незначительное количество витаминов и антиоксидантов, что характеризует их низкую устойчивость к окислению и пониженную биологическую ценность.

Учитывая важную роль, которая отводится в настоящее время содержанию в маслах ненасыщенных жирных кислот, в табл.2 приведен усредненный жирнокислотный состав подсолнечного и кукурузного дезодорированного масел.

Таблица 2

Жирнокнслотный состав дезодорированных масел

Жирные кислоты Количество в 100 г

подсолнечное |кукурузное

Насыщенные:

пальмитиновая 3,0-5,9 6,3 -7,1

стеариновая Ненасыщенные: 1,2-3,9 4,8 -5,2

олеиновая 14,8-21,1 24,3 -26,2

линолевая 56,9-69,1 58,6 -62,9

С целью выбора природных антиоксидантов исследовали также подсолнечные пищевые фосфолипиды, полученные гидратацией

растительных масел с применением методов электромагнитной и

Химической активации (ТУ 91 46-003-02067862-97), а также с применением Метода электромагнитной активации (ТУ 9146-006-00371185-93), выработанные на Лабинском МЭЗе (табл.3); -растворы витамина Е ^фармпрепараты "по Р.69.446.12 и Р.73.941.26 ) и бета-каротина в дезодорированном масле, последний получали из 30.%- ной суспензии фирмы "Хоффман ля Рош" ЛТД - Австрия (табл 4 ).

Таблица 3

Физико-химические показатели фосфолипидов

Наименование показателя Подсолнечные пищевые фосфолипиды

ТУ 91 46-003-02067862-97 ТУ 9146-006-00371185-93

Цветное число, мг Ь 5 . 10

Массовая доля, %:

влаги и летучих веществ 0,32 0,95

фосфолипидов 66,12 56,49

масла 32,10 41,15

веществ, нерастворимых в

диэтиловом эфире 1,49 1,50

продуктов окисления, нераство-

римых в диэтиловом эфире 0,79 1,28

Кислотное число масла, выделен-

ного из продукта, мг КОН / г 8,90 10,40

Перекисное число, 1/2 О ммоль/кг 2,95 5,20

Коэффициенты поглощения, при

длине волны, нм : 232 0,45 0,70

268 0,40 0,50

Массовая доля кислот, %:

лимонной 0,05 отсутствует

янтарной 0,03 отсутствует

Из таблицы 3 следует, что фосфолипиды, полученные с применением электромагнитной и химической активации, имеют более высокое качество.

Показано, что пищевые подсолнечные фосфолипиды по ТУ 91 46-003-02067862-97 отличаются высохим содержанием фосфолипидов и низкими показателями, характеризующими ствП&Я окнсленности (кислотное и перекисное числа, массовая доля продуктов окисления и коэффициенты поглощения при 232 и 268 нм). Присутствие в фосфолипидах лимонной и янтарной кислот обеспечивает повышение

стойкости к окислению и физиологической ценности, а также подтверждает целесообразность применения фосфолипидов в качестве добавок в пищевые продукты. Физико-химические показатели 30,0 %-ного раствора токоферолов (смесь альфа- и гамма-токоферолов в соотношении 30:70 ) и 0,2%-ного раствора бета-каротина в дезодорированном подсолнечном масле приведены в табл.4.

Таблица 4

Физико-химические показатели масляных растворов витаминов

Растворы

Наименование показателя витамина Е бета-каротина

Кислотное число, мг КОН / г 0,75 - 0,90 0,73-0,84

Перекисное число, 1/2 О ммоль/кг 0,68-0,92 1,40-3,21

Коэффициенты поглощения при

длине волны, нм: 232 0,034 • 0,040 0,140-0,153

268 0,030-0,039 0,790-0,840

Приведенные данные показывают, что указанные распоры имеют низкие кислотные числа, а также низкие показатели, характеризующие степень окисления продукта, и могут быть использованы при создании диетических масел.

23. Исследование влияния соотношения отдельных компонентов в рецептурах на качественные показатели диетических масел. Как показали предыдущие исследования, при создании высококачественных, устойчивых к окислению, диетических и лечебно-профилактических продуктов, целесообразно использовать многокомпонентные системы, включающие биологически ценные вещества (фосфолипиды, жирорастворимые витамины и др). Использование в качестве основного компонента дезодорированных растительных масел в полной мере обеспечит продукт полиненасыщенными жирными кислотами, которые являются основными строительными элементами триацилглицеринов и фосфолипидов, необходимых для нормальной жизнедеятельности любого живого организма. К недостаткам дезодорированных масел относятся: низкое содержание в них витаминов, фосфолипидов, а также антиоксидантов, ответственных за стабильность к окислению при хранении. Это приводит к

сниженшо у таких масел пищевой и биологической ценности в процессе хранения, а также к невозможности их использования для диетических и лечебно-профилактических целей.В связи с этим при разработке рецептур диетических масел, стойких к окислению и обладающих диетическими и лечебно-профилактическими свойствами, руководствовались суточными нормами потребления, рекомендуемыми Институтом Питания РАМН для взрослого человека : 80-90 г жира, в том числе 40-45 г в виде растительного масла; 10-30 мг витамина Е и 3-6 мг бета-каротина. При выборе оптимального количества растительных фосфолипндов, антиоксидантная активность которых была подтверждена предыдущими исследователями, а биологическая ценность известна, в качестве основных критериев использовали физико-химическую оценку образцов растительных масел, выработанных в лабораторных условиях на экспериментальной установке (табл. 5). Следует отметить, что в автореферате для примера приведены экспериментальные данные для подсолнечных диетических масел, аналогичные результаты получены нами и для кукурузных масел.

Таблица 5

Влияние растительных фосфолипндов на физико-химические показатели масея

Наименование Дезодорированное масло

показателей исходное с вводом фосфолнпидов 0,5-2,0 %

Кислотное число, мг КОН/г Перекисное число, 1/2 О ммоль/кг а б 0,30 1,30 4,57 0,25-0,40 1.30-1,35 2.31-2,70

Коэффициенты поглощения при 0,25 0,20-0,25

длине волны 232 нм: а б 0,72 0,38-0,41

Коэффициенты поглощения длине волны 208 нм: а б при 0,38 0,65 0,32-0,35 _ &39-0.43 - V

а - свежевыработанное;

б - после хранения в течение 4 месяцев при 20°С.

Дезодорированные масла, содержащие фосфолипиды, отличаются высокой устойчивостью к окислению при хранении. Эти данные о повышении устойчивости к окислению масел, обогащенных фосфолипидами подтверждены в опытах по ускоренному окислению. Однако, при изучении органолептических характеристик установлено, что масла с вводом фосфолипидов имеют запах и вкус, свойственный нерафинированному растительному маслу, и в некоторых случаях наблюдается неполное растворение фосфолипидов в масле, что влияет па его товарный вид. В связи с этим необходимым является ввод фосфолипидов в масло до дезодорации, что позволило бы устранить указанные недостатки.

Эффективность удаления веществ, обуславливающих вкус и запах, а также влаги, зависит в значительной мере от степени межмолекулярной ассоциации молекул фосфолипидов, так как известно, что фосфолипиды способны вовлекать в структуру ассоциатов воду, свободные жирные кислоты, летучие вещества карбонильной природы (альдегиды, кетоны) и другие. Известно, что на процесс ассоциации указанных веществ существенное влияние оказывает температура и воздействие переменных электромагнитных полей. В связи с этим нами были изучены процессы ассоциации фосфолипидов в модельных маслах при различных температурах (20-80°С) и при воздействии переменного вращающегося электромагнитного поля (магнитная индукция - 0,1-0,6 Тл, частота вращения поля 50 с1).

2.4. Исследование влияния электромагнитных воздействий на степень ассоциации фосфолипидов. Предварительными экспериментами показано, что наиболее эффективно влияние температуры и электромагнитных полей на раствор фосфолипидов в модельном масле концентрацией 0,5%, в связи с этим наилучшие параметры воздействия на систему с целью снижения степени ассоциации определяли для раствора данной концентрации.

Таблица 6

Влияние температуры и электромагнитной активации на степень ассоциации фосфолипидов-~

Раствор фосфолипидов при температуре, °С Степень ассоциации при магнитной индукции, Тл

0,1 0,2 0,4 0,6

20 0,485 0,410 0,350 0,310

40 0,440 0,395 0,310 0,300

60 0,400 0,310 0,150 0,150

80 0,405 0,315 0,160 0,160

Показано, что воздействие переменного электромагнитного поля указанных .параметров приводит к снижению степени ассоциации фосфолипидов. Установлено, что максимальный эффект в результате воздействия на систему переменного электромагнитного поля достигается при магнитной индукции 0,4 Тл и температуре 60°С (табл.6).

При этом следует ожидать снижение энергии связи веществ, обуславливающих вкус и запах фосфолипидов и масла, например, альдегидов и кетонов, молекулы которых могут образовывать межмолекулярные водородные связи за счет карбонильных групп. Учитывая это, нами предложено вводить фосфолипиды в растительные масла перед их дезодорацией, предварительно обрабатывая рафинированное масло, содержащее фосфолипиды, в электромагнитном активаторе, обеспечивающем магнитную индукцию 0,4 Тл, скорость вращения поля 50 <г' при температуре 60 "С.

2.5. Опытно-промышленные испытания технология получения диетического масла "Тонус". В опытно-промышленных условиях КЭМЗ 5ыли выработаны опытные партии диетических масел (табл.7) на линии рис.1), включающий предварительное смешивание рафинированных масел : фосфолипидами при температуре 60"С , последующую обработку системы

в электромагнитном активаторе* при магнитной индукции 0,4 Тл, дезодорацию при температуре 160- 185°С, остаточном давлении -5-7 мм рт.ст. и продолжительности процесса 4 -5 часов.

Таблица 7

Качественные показатели масел

Показатели Дезодорирован ное масло марки Д, температу пература дезодорации, °С Диетические масла, полученные при температуре дезодорации,°С-

185 185 | 175 | 165 | 160

Запах и вкус

Цвет

Прозрачность

Кислотное число, мгКОН/г Перекисное число, 1/2 О мм оль/кг

Без запаха Вкус обезличенного масла Свегао-желгый Прозрачное без осадка

0,32 -1,65

Без запаха

Вкус обезличенного масла Светло-желтый

Прозрачное без осадка

0,29 0,27 0,27 0,26

1,55 1,50 1,48 1,45

Диетические масла "Тонус" по органолептическим показателям не уступают дезодорированному маслу, а по физико-химическим, особенно по показателям, характеризующим нежелательные процессы окисления, значительно превосходят дезодорированное масло. При этом, органолептические показатели диетических масел, прошедших дезодорацию при 160°С, не уступают этим показателям для масел, прошедших дезодорацию при 185°С, а физико-химические показатели несколько лучше. На основании этого мы сделали вывод о возможности снижения температуры дезодорации на 1о-25 °С. Таким образом, показана целесообразность и эффективность получения диетических масел "Тонус" на разработанной линии.

* Конструкция электромагнитного активатора разработана на кафедре технологии жиров КубГТУ

Ранее было установлено, что в процессе дезодорации масел при температурах ниже 185 ° С пестициды выводятся не полностью. В связи с этим нами были проведены специальные ойыты по определению содержания хлорорганических пестицидов в опытных образцах масел (табл.8).

Таблица 8

Содержание хлорорганических пестицидов в диетических маслах

Показатели 4 Дезодорирован ное масло, температура дезодорации, °С Диетические масла, полученные при температуре дезодорации,°С

185 185 175 165 160

Остаточное количество пестицидов, мг/кп

ДЦТ 0,030 0,025 0,025 0,028 0,029

Гексохлоран 0,030 0,030 0,028 0,033 0,030

Таким образом, опытные образцы масла "Тонус" независимо от температуры дезодорации (в изучаемых пределах) соответствуют нормам, установленным для диетических масел.

2.б.Разработка технологии масла диетического "Топус".На основании полученных данных нами разработана технология, которая включает следующие операции (рис.1) :

- рафинированное масло из емкости 1 насосом 2 подается в смеситель 3 для предварительного смешивания с заданным количеством

пищевых подсолнечных фосфолипидов (1,0-1,2 % к массе масла) при »

температуре 60-65°С в течении 20 - 30 минут и остаточном давлении

- V

25-30 мм.рт.сг,

- полученная смесь из смесителя 3 поступает в электромагнитный активатор 4, где обрабатывается в зоне воздействия переменного

и» циркуляцию

Рис.

1 Принципиальная технологическая схема получения диетических дезодорированных масел:

1 - емкость рафинированного масла; 2- насос; 3 - смеситель; 4 - электромагнитный аппарат; 5 - дезодоратор; б - маслоохладитель; 7 - пароэисекторнык блок; 8 - барометрический колодец; 9 - каплеуловителц 10 • каплесборннк

электромагнитного поля с магнитной индукцией 0,4 Тл и частотой вращения поля 50 с1;

- затем обработанная смесь подается в дезодоратор 5, где процесс дезодорации осуществляется при температурах: для кукурузного масла 160165 вС, продолжительность 4 часа, для подсолнечного 160-165 "С, продолжительность 5 часов, остаточное давление 5-7 мм рт.ст.;

- одорирующие вещества и влага удаляются через каплеуловитель 9 в каплесборник 10;

- дезодорированное масло, содержащее фосфолипиды, охлаждается в дезодораторе 5 до 100-120 ° С, а затем в маслоохладителе 6 до 25 • С;

-диетическое дезодорированное масло "Тонус" откачивается насосом 2 в цех расфасовки, где фасуется в бутылки из стекла вместимостью 250-330 г.

2.7. Исследование влияния витаминов ва качество диетических масел.

Учитывая результаты предварительных экспериментов и руководствуясь данными о суточной потребности человека в растительных маслах, витамине Е и бета-каротине, в состав диетических масел "Тонус" дополнительно вводили 0,03 - 0,10 % витамина Е и 0,01-0,10 % бета-каротина к массе масла. В качестве витамина Е использовали смесь альфа-и гамма-токоферолов в соотношении 30:70. Альфа-токоферол использовали из-за его максимальной биологической активности в ряду изомеров токоферола, а гамма-токоферол - как наиболее активный антиоксидант. Показано, что диетические масла, содержащие 0,05% витамина Е и 0,02% бета-каротина, являются более стабильными к окислению, обладают повышенной пищевой ценностью и удовлетворяют суточную потребность в указанных витаминах и полиненасыщенных жирных кислотах. Учитывая низкую стойкость к окислению бета-каротина исследовали его сохранность в маслах в опытах по ускоренному окислению (рис. г'р'Для сравнения на рисунке приведены данные по маслу "Каротиновое" и фармпрепарату "Каролин", выпускаемым иа Краснодарском экспериментальном маслозаводе.

* 90

. 30

i 70

§ 60

§■ 50

Í 40

| 30

К 20 10

1 2 3 ,4 5 6 7 8.9 10 11 12 гамма-токоферола.

Время, сутки

Показано, что добавление в рецептуру диетического масла "Тонус" токоферолов (альфа-токоферола -0,015% и гамма-токоферола-0,035% ) в сочетании с бета-каротином (0,02%) позволяет повысить устойчивость масла к окислению. На основании этого предложена рецептура диетического масла "Супер-Тонус" (табл.9).

Таблица 9

Рецептура диетического масла "Супер-Тонус"

1

2 3

Рис.2. Потери бета-каротина при ускоренном окислении диетического масла"Тонус", содержащего 0,02 % бета-каротина и токоферолы: 1 - 0,05% альфа-токоферола; 2 -0,05 % гамма-токоферола;3-0,015'% альфа-токоферола и 0,035 %

Наименование Массовая доля, % Вид компонента

компонента i пересчете на 100 % -ный

компонент

Фосфолипиды 0,5 Растительные пищевые

фосфолипиды

Витамин Е 0,05 30%-ный раствор в

дезодорированном масле Бета-каротин 0,02. 0,2%-ный раствор в

дезодорированном масле

Растительное

дезодорированное остальное

масло

На следующем этапе исследовали качество и физиологическую ценность диетического масла "Супер-Тонус" в процессе хранения при различных температурах. О сохранности витаминов судаши по скорости

разрушения бета-каротина в процессе хранения в течении 9 месяцев при температуре 20°С (рис.3).

Рис.З.Потери бета-каротина при длительном хранении диетических масел: 1 - "СуперТонус"; 2 - "Каротиновое"; 3 -"Каролин" (фармпрепарат).

|/2 3 4 5 6 7 8 9 Время, мес.

Показано, что дяя диетических масел "Супер-Тонус" возможно увеличения сроков хранения на 2-3 месяца по сравнению с дезодорированным маслом, максимальный срок хранения которого соответствует 4 месяцам.

2.8. Разработка технологии диетического масла "Супер-Тонус".Для получения диетического масла "Супер-Тонус" технологическая линия (рис.1) была дооснащена узлом подготовки растворов витаминов.Рабочие растворы витамина Е (30%-ный раствор в дезодорированном масле), бета-каротина (0,2 %-нын раствор в дезодорированном масле) и диетическое масло "Тонус" подавали в смеситель 11. Предварительными опытами установлено, что оптимальными параметрами получения раствора витаминов являются: температура 45-5Э°С, время перемешивания 20-30 мин, скорость вращения мешалки 5 с' и остаточное давление 25-30 мм рт.ст. Из смесителя 11 раствор витаминов подается в маслоохладитель 6, в котором смешивается с диетическим маслом "Тонус" в соответствий с рецептурой диетического масла "Супер-Тонус". При этом технологические параметры в маслоохладителе 6 соответствуют параметрам в смесителе 11. На разработанной линии были выработаны опытные партии масел,

определены их качественные показатели (табл. 10), а также проведена санитарно-гигиеническая оценка ( табл. 11).

Таблица 10

Физико-химические показатели диетических масел

Наименование показателя Диетическое масло

"Тонус" | 'Супер-Тонус"

Прозрачность Прозрачное без осадка

Запах и вкус Без запаха, вкус обезличенного масла

Цвет Светло-желтый Светло-оранжевый

Кислотное число масла, мг КОН/ г 0,23-0,32 0,25-0,30

Перекисное число, 1/2 Оммоль/кг 1,2-1,7 1,3-1,8

Массовая доля, %:

влаги и летучих веществ 0,05-0,07 0,05-0,07

фосфолипидов 0,49-0,52 0,48-0,53

бета-каротина следы 0,020-0,025

токоферолов 0,007-0,013 0,049-0,052

Таблица 11

Санитарно-гигиеническая оценка диетических растительных масел

Показатели, Масла Допустимые

уровни, мг/кг,

мг/кг "Тонус" | "Супер-Тонус" не более

Сумма изоме-

ров ГХЦГ \ Сумма Д ДТ и 0,005-0,013 0,010-0,015 0,050

его метаболитов ' 0,009-0,028 0,012-0,050 0,100

Гептахлоран не обнаружен не допускается

Железо 1,250-3,440 1,380-2,950 5,000

Свинец 0,025-0,048 0,029-0,043 0,100

Кадмий 0,004-0,009 0,005-0,011 0,050

Ртуть не обнаружена 0,030

Медь 0,010-0,014 0,015-0,18 0,500

Цинк 0,240-0,680 0,014-0,500 5,000

Мышьяк 0,015-0,025 0,010-0,020 0,100

Кроме того, указанные образцы подвергали ускоренному окислению с целью определения их стабильности к окислению (рис. 4).

Рис.4. Изменение перекисных

1 чисел масел в процессе

2 ускоренного окисления: 1- дезодо-4 рированное; 2 - "Каротиновое";

3 - "Тонус"; 4 - "Супер-Тонус".

6 9 12 Время, сутки __

Данные, приведенные в табл.10 и 11, а также на рис. 4 подтверждают высокую пищевую ценность масел, полученных по разработанной технологии.Учитывая, что диетические масла выпускаются в расфасованном виде, необходимо было выявить особенности сохранности масел в зависимости от качества тары: стеклянные бутылки из бесцветного и темно-зеленого стекла (табл. 12).

Таблица 12

Влияние вида тары на качественные показатели диетического масла "Супер-Тонус"

Показатели Продолжительность хранения, мес

0 | 2 I 3 5 7

Бутылки го бесцветного стекла

Кислотное число, мг КОН/ г 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45

Перекисное число, 1/2 О ммоль/кг 1,50 1,70 2,00 2,41 2,93

Содержание жирных кислот от£, %

насыщенных 11,2 13,2 12,9 12,9 13,8

ненасыщенных 88,8 86,8 87,1 87,1 86,2

Бутылки из темно-зелепого стекла

Кислотное число, мг КОН/ г 0,25 0,28 ■Л,30 0,32 0,35

Перекисное число, 1/2 О ммоль/кг 1,50 1,55 • 1,72 1,80 2,00

Содержание жирных кислот от Тл %

насыщенных 11,2 П.4 12,5 11,7 11,6

ненасыщенных 88,8 88,6 87,5 88,3 88,4

Показано, что наиболее благоприятной тарой для расфасовки и хранения диетического масла "Супер-Тонус" являются бутылки из темно-зеленого стекла.

2.9.Исследования физиологической активности диетических масел.

Медико-биологические исследования новых масел проводили в Институте Питания РАМН. Характер действия масел был изучен в опытах на белых крысах, "вволю" получавших пищевые смеси, 25% жировой части которых обеспечивались у первой группы - за счет масла "Тонус", у второй -"СуперТонус", у контрольной группы - за счет рафинированного дезодорированного масла (табл 13). Продолжительность опытов составляла 3 месяца.

Таблица 13

Физиологическая ценность диетических масел

Показатели Группы

контрольная первая вторая

Массовая доля холестерина в:

сыворотке крови, мг/100см3 68,6 66,8 58,2

печени, % 0,436 0,407 0,401

Массовая доля в печени,%:

триацилглицерины 7,38 6,38 6,26

фосфолипиды 50,3 53,8 55,6

Показано, что наиболее высокими физиологическими свойствами обладает диетическое масло "Супер-Тонус". Выявлены антиоксидантное и противорадиационное, гиполипидемическое, гипотензивное и иммуномоделирующее свойства. Указанные свойства защищены 4 патентами РФ.Клинические испытания подтвердили благоприятное воздействие масел на обменные процессы в организме, что особенно актуально для диетического и лечебно-профилактического питания.

4. Выводы н предложения 1. Выполненный комплекс исследований позволил определить особенности состава и свойств; диетических и лечебно-профилактических продуктов на основе дезодорированных растительных масел, фосфолипидов и жирорастворимых витаминов, выявил» возможность

создания технологии новых видов диетических - масел и линии по производству диетических масел, устойчивых к окислению с повышенной физиологической ценностью, а также особенности физиологического действия и разработать рекомендации по их использованию.

2. Методом ИК-спектроскопии выявлено влияние переменного электромагнитного поля на степень ассоциации фосфолипидов в модельных маслах. Показано, что воздействие переменных электромагнитных полей с магнитной индукцией 0,1 - 0,6 Тл и частотой 50 с1 приводит к снижению степени ассоциации фосфолипидов. Экспериментально установлено, что минимальная степень ассоциации фосфолипидов в масле может быть достигнута при обработке растворов фосфолипидов концентрацией 0,5% при температуре 60°С и магнитной индукции переменного электромагнитного поля 0,4 Тл.

3. При этом выявлена возможность снижения на 10 - 25 "С температуры процесса дезодорации предварительно обработанной системы "дезодорированное масло - фосфолипиды".

4.Разработана технология получения диетических масел "Тонус" Определены оптимальные технологические режимы:

- смешивание рафинированных масел с пищевыми подсолнечными фосфолипидами: температура 60°С, время перемешивания 20-30 мин, остаточное давление 25-30 мм рт.ст;

- обработка полученной смеси в электромагнитном активаторе : магнитная индукция 0,4 Тл, частота вращения 50 с-', температура 60°С;

- дезодорация: для кукурузного масла 160-165°С, продолжительность 5 часов, для подсолнечного 160-1б5°С, продолжительность 4 часа, остаточное давление 5-7 мм рт.ст.

5.Показана целесообразность вкшочег.чя жирорастадр^мых витаминов

- V

в состав диетических масел для повышения биологической ценности и устойчивости к окислению системы "дезодорированное масло-фосфолипиды - витамины". Предложено использовать в качестве

природных антиоксидантов альфа и гамма-токоферолы при соотношении 30:70 мас.% в смеси с бета-каротином. Оптимальная концентрация токоферолов составляет 0,05 мас.%, а бета-каротина - 0,02 мае. %.

6.Методом ускоренного окисления дезодорированных масел, фосфолипидов, токоферолов, бета-каротина и продуктов на их основе выявлено влияние' отдельных компонентов на качественные показатели дезодорированных масел, обогащенных биологически ценными добавками и установлены сроки их гарантийного хранения. Определены оптимальные соотношения компонентов в системах "дезодорированное масло-фосфолипвды ", "дезодорированное масло- фосфолипиды - витамины".

Разработаны рецептуры диетических масел "Тонус" и "Супер-Тонус" и нормативная документация на масла и технологию их получения.

7.На основании экспериментальных данных по изменению содержания бета-каротина в процессе хранения диетических масел показано, что сроки хранения их можно увеличить на 2-3 месяца по сравнению с дезодорированными маслами, при этом сохраняется качество диетических масел, а потери каротина в них не превышают 10%. Специальными экспериментами показано, что наиболее высокую сохранность диетических масел обеспечивает их расфасовка в бутылки из темно-зеленого стекла вместимостью 0,25-0,33 л. Установлено, что срок хранения расфасованных в указанную тару диетических масел увеличивается на месяц при сохранении их биологической и пищевой ценности.

8. Медико-биологические и клинические исследования подтвердили эффективность применения диетических масел в лечебно-профилактическом питании в качестве специальной добавки, проявляющей антиоксидантное и противорадиационное, гиполипидемическое, гипотензивное и иммуномоделирующее свойства.

9.Разработанная технология диетических масел принята к внедрению в I квартале 1998 г на Краснодарском экспериментальном маслозаводе. Ожидаемый экономический эффект от внедрения новых видов масел в расчете на 1 тонну составит при производстве масла " Юнус" -

1,0 тыс.р. (в ценах 1997 г -1,0 млн.р.), а масла "Супер-Тонус" - 1,2 тыс.р. (в ценах 1997 г -1,2 млн.р.).

Основные положения диссертация опубликованы в следующих работах:

1. Патент 1Ш № 2031589. Опубл. 27.09.95.; Бюл. № 9 Растительное диетическое масло (в соавторстве с Корненой Е.П., Тимофеенко Т.И. и др.)

2.Исследование нммуномоделирующих свойств фосфолипидных продуктов Тез. докл. Международной научно-технической конференции: "Научно-технический прогресс в агроиндустрии" г. Ялта, 1997 (в соавторстве с Тимофеенко Т.И., Савиных В.В. и др.).

3. Биологически активные добавки на основе растительных масел и фосфолишщов - "пища или лекарство"? Тез. докл. Международной научно-технической конференции: "Научно-технический прогресс в агроиндустрии" г.Ялта, 1997 (в соавторстве сТимофеенко Т.И.,Шахрай Т.А. и др.).

4. О пользе масла растительного диетического "Супер-Тонус" для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Тез.докл. V Международного Симпозиума "Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века",г. Пятигорск, 1997 (в соавторстве с Тимофеенко Т.И.,Шахрай Т.А. и др.).

5. Оценка стабильности к окислению диетического витаминизированного масла. Тез. докл Международной научной конференции "Рациональные пути использования вторичных ресурсов агропромышленного комплекса", г. Краснодар, 1997. (в соавторстве с Тимофеенко Т.И., Тарабаричевой Л.А. и др.).

6. Технологии новых пищевых продуктов с лечебно-

профилактическими свойствами. Тез. докл Международной научной 1

конференции ^Рациональные пути использования вторичных ресурсов агропромышленного комплекса", г. Краснодар, соавторстве с

Тимофеенко Т.И.,Шахрай Т.А. и др.).

7. Пол. реш. на выдачу патента РФ по заявке № 97115222/13 от 15.01.98. Растительное диетическое масло (в соавторстве с Тимофеенко Т.И, Корненой Е.П. и др.).

8. Пол. реш. на выдачу патента РФ по заявке № 97115217/13 от 15.01.98. Растительное диетическое масло, обладающее антиоксидантными и противорадиационными свойствами (в соавторстве с Тимофеенко Т.И, Шахрай Т.А. и др.).

9. Пол. реш. на выдачу патента РФ по заявке № 97115224/13 от 15.01.98. Растительное диетическое масло, обладающее гиполипидемическими свойствами (в соавторстве с Шахрай Т.А., Тимофеенко Т.И. и др.).

10. Пол. реш. на выдачу патента РФ по заявке № 97115223/13 от 15.01.98. Растительное диетическое масло, обладающее иммуномоделирующими свойствами (в соавторстве с Тимофеенко Т.И, Шахрай Т.А. и др.).

11. Пол. реш. на выдачу патента РФ по заявке № 97115023/13 от 15.01.98. Растительное диетическое масло, обладающее гипотензивными свойствами (в соавторстве с Тимофеенко Т.И, Савиных В.В. и др.).

12. Пол. реш. на выдачу патента РФ по заявке № 96106359/13 от 29.05.97.. Способ дезодорации масел и жиров (в соавторстве с ВеселовымВ.П., ХудыхТ.В. и др.).