Простые и сложные липиды

Е433

Полиоксиэтиленсорбитанмоноолеат (Полисорбат 80, Твин 80)

»

Е434

Полиоксиэтиленсорбитанмонопальмитат (Полисорбат 40, Твин 40)

»

Е435

Полиоксиэтиленсорбитанмоностеарат (Полисорбат 60, Твин 60)

»

6.2 Эмульгаторы на основе лецитинов

Наиболее популярными в этой группе являются природные лецитины (Е 322), имеющие синтетический аналог под названием аммониевые фосфатиды (Е 442).

ь В соответствии с директивой Европейского Совета лецитины представляют собой смесь фракций фосфатидов, полученную из животных или растительных объектов физическими методами, включающими использование ферментов, в которой содержание веществ, нерастворимых в ацетоне (собственно фосфолипидов), составляет не менее 56-60%. Основным источником промышленного получения лецитинов для пищевой промышленности являются масличные культуры (соя, подсолнечник), откуда их выделяют при гидратации масел. Их применяют при производстве хлеба, мучных кондитерских изделий, шоколада, напитков, мороженого, салатных соусов. Установлено, что введение лецитина в рацион питания человека в течение длительного времени не сопровождается какими-либо неблагоприятными последствиями.

ь Синтетические фосфолипиды (второе название -- Твин 65) представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей различных фосфатидных кислот с триглицеридами, являющихся продуктами взаимодействия ортофосфорной кислоты с одним, двумя или тремя остатками ацетилглицеринов. По своему составу они отличаются от природных отсутствием в их молекулах азотистых оснований. Применение в шоколадном производстве позволяет экономить масло-какао, в маргариновой -- получать низкожирные маргарины с содержанием жировой фазы 40-50 %. В производстве маргарина применяют эмульгатор марки Т-Ф - смесь эмульгатора Т-1 и фосфатидных концентратов (3:1). В отличие от своих природных аналогов аммониевые фосфатиды не имеют статуса совершенно безвредных, применение их в пищевых продуктах регламентируется соответствующими директивами. В основе получения синтетических аналогов лежит глицеролиз растительных масел и жиров с последующим фосфорилированием образовавшихся неполных ацилглицеринов фосфорным ангидридом и нейтрализацией кислотных форм газообразным аммиаком.

В отличие от большинства других пищевых добавок препараты фосфолипидов обладают высокой физиологической эффективностью, связанной с уменьшением уровня холестерина, улучшением функции печени и состояния центральной и периферической нервной системы, торможением процессов старения организма и нормализацией иммунобиологической реактивности организма. И хотя диетологи не относят фосфолипиды к незаменимым факторам питания, они являются физиологически ценными компонентами пищи, суточная потребность в которых составляет около 5 г.

Принципиально возможны два способа модификации стандартных фосфолипидов -- ферментативный и химический.

Продукты ферментативной модификации фосфолипазами А и В (гидролизованные фосфолипиды) представляют собой лизоформы (ли-зофосфатидилхолин, лизофосфатидилэтаноламин, и т. д.), полученные направленным отщеплением. Под действием фосфолипазы В деэтерификация идет и в первом, и во втором положении; фосфолипазы С и D, не затрагивая ацилов высших жирных кислот, осуществляют гидролиз в фосфорнокислой группе и приводят к образованию диацилглицеринов (фосфолипаза С) или фосфатидных кислот (фосфолипаза D):

Химическая модификация возможна по двум направлениям, к которым относятся:

ь обработка пероксидом водорода в присутствии молочной кислоты с образованием гидроксилированных лецитинов:

ь получение ацетилированных производных:

Все приемы модификации фосфолипидов приводят к изменению поверхностной активности, определяющей технологические функции фосфолипидов в различных пищевых системах.

6.3 Антиокислители

Данные соединения широко применяются для предохранения от окисления жиров и жиросодержащих продуктов. Это наиболее хорошо исследованная в генетическом отношении группа пищевых добавок.

Аскорбилпальмитат (Е 304) и аскорбилстеарат (Е 305) -- эфиры аскорбиновой кислоты с пальмитиновой, стеариновой, миристиновой и другими жирными кислотами также обладают антиоксидантными свойствами. Эфиры аскорбиновой кислоты не придают ингибируемым жирам посторонних вкуса и запаха, не изменяют их цвет. Особенно они эффективны при совместном использовании с фосфолипидами и Ь-токоферолами. Аскорбилпальмитат -- антиокислитель, обладающий С-витаминной активностью: 1 г аскорбилпальмитата соответствует по активности 0,425 мг аскорбиновой кислоты.

Октилгаллат (Е 311) и додецилгаллат (Е 312). Октилгаллат и додецилгаллат также представляют собой мелкий кристаллический порошок с горьковатым вкусом, нерастворимый в воде и легко растворимый в жирах. Додецилгаллат представляет собой н-додециловый эфир 3,4,5-тригидроксибензойной (галловой) кислоты. Данные соединения широко применяются для предохранения от окисления жиров и жиросодержащих продуктов

6.4 Антифламинги. Глазирующие пищевые добавки

Это вещества, придающие блестящую наружную поверхность или защитный слой. Цель введения -- защита от высыхания или увлажнения благодаря формированию плотной воздухонепроницаемой оболочки, а также придание хорошего вкуса и привлекательного внешнего вида.

VII. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛИПИДОВ

7.1 Основные показатели контроля качества липидов

Изучение липидов начинается с их выделения. Наиболее эффективно это удается осуществить, экстрагируя липиды органическими растворителями (диэтиловый эфир, бензин) или их смесями (хлороформ + метанол). Используемые растворители обладают неодинаковой способностью разрушать эти комплексы и выделять липиды, поэтому состав липидов до известной степени зависит от выбора растворителя.

В практике пищевой промышленности состав и качество жиров и масел характеризуют с помощью разнообразных «чисел», подразумевая под ними расход определенных реагентов на реакции с жиром. Наибольшее значение имеют числа: кислотное, омыления, иодное.

Кислотное число - масса (в мг) КОН, необходимая для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира или масла. С его помощью может быть охарактеризовано количество свободных жировых кислот, содержащихся в жировых продуктах (в том числе и образовавшихся в результате гидролиза липидов, что всегда происходит при хранении пищевых продуктов содержащих жиры и масла). Поэтому по величине кислотного числа можно, до известной степени, судить о качестве продукта. Кислотное число жира для ряда пищевых продуктов нормируется стандартами и является одним из показателей характеризующим их качество. В заводской практике кислотное число используется при расчете количества щелочи, необходимого для щелочной рафинации жиров и масел.

Число омыления - масса (в мг) KOH, необходимая для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира или масла. По числу омыления можно судить о средней молекулярной массе входящих в состав жира жирных кислот и определить количество щелочи, необходимое для омыления жира.

Иодное число - доля (в %) иода, эквивалентная галогену, который присоединится к 100 г жира или масла. Существует несколько методов определения йодного числа. Одним из наиболее распространенных является бромометрический метод. При этом применяется раствор брома в безводном метиловом спирте, насыщенном бромистым натрием.

Отщепляясь, бром реагирует с ненасыщенными глицеридами. Количество оставшегося брома определяют иодометрически:

NaBr + Вг₂ + 2KI = КВг + NaBr + 1₂

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

Зная исходное количество брома, можно легко вычислить йодное число жира. Этот показатель характеризует непредельность жирных кислот, входяших в состав жира и применяется для определения вида жира, способности его к «высыханию», расчета потребного количества водорода на его гидрогенизацию. Для детального изучения липидов их разделяют на отдельные классы, каждый их которых подвергают дальнейшему исследованию.

Эфирное число. Рассчитывается на основании разности числа омыления и кислотного числа.

Температура плавления. Для проверки подлинности жиров определяют тоже температуру плавления Температура плавления жиров зависит от соста высших жирных кислот, входящих в молекулу липида. например : трилаурин плавится при температуре +14 ° тримиристин -- при +32"С, триолеин -- при 13°С, тришмитин - 44-45°С, тристеарин -- 54-55°С, ореховое масло -- при --27°С, бараний жир - при +'55°С.

Элаидиновая проба. Подлинность оливкового масла, часто применяющегося в аптеках, проверяют наряду с указанными пробами также элаидиновой пробой; на испытуемое масло действуют азотистой кислотой, встряхивают и оставляют на сутки. Если испытуемое масло является оливковым, оно затвердевает в плотную массу. В основе этой пробы лежит превращение остатков жидкой олеиновой кислоты (цис-изомера), входящих в состав триглицеринов оливкового масла в большом количестве, в геометрический изомер (транс-изомер) -- в остатки твердой элаидиновой кислоты

H-C-(CH₂)₇-CH₃ HNO₂ H₃C-(CH₂)₇-C-H

-----------------

H-C-(CH₂)₇-COOH (NaNO₂ + HCl) H-C-(CH₂)₇-COOH

7.2 Исследования липидов в технологии

Работа 1. Определение группового и жирнокислотного состава эмульгаторов глицеридной природы

Реактивы и материалы: Объекты исследований -- коммерческие образцы эмульгаторов глицеридной природы: образец 1 -- дистиллированные моноглицериды с низким йодным числом; образец 2 -- 60%-ные моноглицериды с высоким йодным числом; образец 3 -- композиционная смесь моноглицеридов и лецитина. Хлороформ. Фосфорномолибденовая кислота, 5%-ный этанольный раствор. Свежеприготовленная смесь гексана, диэтилового эфира и уксусной кислоты, взятых в объемном соотношении 80:20:1.

Ход работы. Навеску средней гомогенизированной пробы образца эмульгатора взвешивают на технических весах до 0,1 г, переносят в пробирку и растворяют в 5 мл хлороформа для получения 2%-ного раствора. Пластинки «Силуфол» предварительно окрашивают фосфорномолибденовой кислотой, опуская их в раствор, и затем высушивают на воздухе. На подготовленную пластину с линией старта, размеченной на расстоянии 10 мм от нижнего и боковых краев пластины, с помощью микрошприца наносят в виде сплошной узкой полосы длиной до 7 мм 1 мкл (10--⁶см³) 2%-ного раствора эмульгатора в хлороформе. Разделение проводят в стеклянной камере с пришлифованной крышкой. Камеру заполняют системой растворителей до высоты не более 5 мм для того, чтобы растворитель не касался стартовой линии пластины. Пластину с нанесенным образцом эмульгатора помещают в камеру, вертикально погружая в разделительную смесь, и оставляют в ней до тех пор, пока высота подъема фронта растворителя не достигнет отмеченной длины разделительного пути -- расстояние от линии старта до линии фронта растворителя -- приблизительно 90 мм. После окончания хроматографического разделения пластину вынимают из камеры и сушат в горизонтальном положении до полного испарения растворителей. Проявление пластины проводят в термостате в течение 5...10 мин при температуре 60°С. Идентификацию фракций выполняют с помощью стандартных веществ - метчиков или по значению R_f данной системы растворителей. Количественную оценку группового состава образца эмульгатора осуществляют на денситометре, позволяющем получить результат измерений в виде графической записи - денситограммы. Концентрации компонентов, входящих в состав эмульгатора, определяют по денситограмме с использованием метода внутренней нормализации и вычисляют в относительных процентах по формуле:

Результаты вносят в таблицу:

Для получения эфиров жирных кислот в круглодонной колбе вместимостью 100 см³ взвешивают на аналитических весах 50 мг средней гомогенизированной пробы образца эмульгатора, растворяют в 10 см³ хлороформа, добавляют в колбу 10 см³ спирта и 0,1 см³ ацетилхлорида (тяга!). Колбу присоединяют к обратному холодильнику и реакционную массу нагревают в течение 1 ч на слабом пламени горелки. По истечении этого времени горелку отключают, реакционную массу охлаждают, переносят в делительную воронку, добавляют 20 см³ хлороформа и 10 см³ дистиллированной воды. Нижний хлороформный раствор собирают в круглодонную колбу и удаляют хлороформ на приборе для простой перегонки при температуре водяной бани около 70 °С. Полученные эфиры жирных кислот разбавляют 1 см³ гексана и 1 мкл (10--⁶см³) полученного раствора вводят в газовый хроматограф. Результаты анализа фиксируются в виде хроматограммы. Число пиков соответствует числу жирных кислот в исследуемом образце эмульгатора.

Анализ жирнокислотного состава трех образцов эмульгаторов проводят параллельно.

Расчет хроматограмм осуществляют методом внутренней нормализации, при котором концентрацию компонента С_i, анализируемой смеси рассчитывают по формуле 1. Далее составляют таблицу для сравнения жирнокислотного состава исследуемых образцов эмульгаторов:

Работа 2. Исследование состава коммерческих образцов лецитинов

Коммерческие образцы лецитинов выпускаются в виде трех различных форм, включающих: стандартизованные и модифицированные лецитины в масляном состоянии (жидкая форма), обезжиренные лецитины в порошкообразной и гранулированной формах, фосфолипидные фракции в маслянистой и порошкообразной формах. В состав коммерческих образцов лецитинов, помимо фосфоглицеридной фракции, состав которой зависит от источника лецитинов, входит фракция простых липидов (глицеридов), что позволяет характеризовать качество лецитинов.

Реактивы и материалы: Объекты исследований -- коммерческие образцы лецитинов: соевый лецитин (жидкая и порошкообразная форма), подсолнечные фосфатидные концентраты. Ацетон.

Ход работы. В химическом стакане на 100 см³ взвешивают с погрешностью 0,01 г около 2 г средней гомогенизированной пробы образца лецитина (жидкая форма), приливают в меренные цилиндром 50 см³ ацетона, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и фильтруют количественно в сухую колбу через высушенный до постоянной массы беззольный фильтр. Осадок в стакане промывают до полного обезжиривания по 50 см³ ацетона, перенося их количественно на фильтр. Полноту обезжиривания контролируют по следам испарения капли фильтрата на часовом стекле (до отсутствия жирного пятна). По окончании промывания осадка колбу с фильтратом закрепляют на роторном испарителе и упаривают досуха, отгоняя ацетон при 60 °С. Остаток в колбе после упаривания повторно растворяют в 200 см³ ацетона, добавляют две капли воды и встряхивают. Раствор отфильтровывают через тот же беззольный фильтр в предварительно взвешенную колбу. Частично отгоняют ацетон, после чего промывают беззольный фильтр с осадком до полного обезжиривания, собирая ацетоновый фильтрат в ту же самую колбу. Отгоняют ацетон и высушивают колбу с глицеридами в сушильном шкафу при температуре 100...125°С до постоянной массы (первое взвешивание производят через 2 ч, последующие -- через 1 ч). Содержание простых липидов Х₁ (%) в образце лецитина рассчитывают по формуле :

где m₁, -- масса извлеченных липидов, г; т -- навеска образца, г.

Относительное содержание фосфоглицеридной фракции Х₂ определяют по формуле:

Х₂=100--Х₁

Анализ трех коммерческих образцов лецитинов проводят параллельно. После чего определяют групповой состав по методике, приводимой выше.

Работа 3. Исследование основных свойств пищевых эмульгаторов

Реактивы и материалы: Объекты исследований: масло подсолнечное рафинированное дезодорированное. Вода дистиллированная. Коммерческие образцы эмульгаторов: моноглицериды дистиллированные, эфиры лимонной кислоты и моно-, диглицеридов жирных кислот, соевый лецитин, лактилат натрия.

Ход работы. В химическом стакане на 100 см³ взвешивают 0,02...2,0 г испытуемого эмульгатора с погрешностью не более 0,0001 г и приливают 30 см³ растительного масла. Содержимое стакана перемешивают стеклянной палочкой до полного растворения эмульгатора в масле, подогревая на водяной бане. В охлажденный до комнатной температуры раствор эмульгатора в масле вносят 10 см³ дистиллированной воды и гомогенизируют смесь 5 минут при скорости 2000 об/мин. 25 см³ приготовленной эмульсии переносят в мерный цилиндр соответствующей вместимости. Через каждые 15 минут в течение 1 часа замеряют объем стабильности фазы и вычисляют ее процентное отношение к общему объему эмульсии (25 см³). Результаты определений вносят в таблицу:

Результаты оформляют в виде графической зависимости агрегативной устойчивости эмульсии по истечении часа (у) от концентрации эмульгатора (х).