CC BY
223
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
УДК 664
Нач. отдела Н.Б. Кондратьев,
науч. сотрудник Е.В. Казанцев,
зам. директора по научной работе Т.В. Савенкова
(ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт
кондитерской промышленности») тел. (8495)-962-17-40
E-mail: savtv@mail.ru
Head of department N.B. Kondrat’ev,
Researcher E.V. Kazantsev,
Deputy Director for Science T.V. Savenkova
(«The All-Russian research institute of the confectionery industry») tel. (8495)-962-17-40 E-mail: savtv@mail.ru
Исследование состава стеролов в сырье и полуфабрикатах шоколадного производства с целью определения массовой доли масла какао в шоколаде
Research of the composition of sterols in raw materials and semi-finished products of chocolate production for the purpose of definition the mass fraction of cocoa butter in chocolate
Реферат. Исследован состав стеролов жировой фракции сырья, используемого для производства шоколада, и готовых изделий. Фракцию стеролов экстрагировали гексаном из реакционной массы после щелочного гидролиза. Состав стеролов определяли методом газожидкостной хроматографии высокого разрешения с пламенноионизационным детектором и кварцевой капиллярной колонкой с программируемой температурой для испарителя и термостата. Для фракции стеролов масел и жиров, используемых для производства кондитерских изделий, наиболее характерны следующие стеролы: холестерин, кампестерин, стигмастерин и jS-ситостерин в различных соотношениях. С целью выявления наличия эквивалентов масла какао в жировой фракции шоколада проведены исследования состава стеролов различных наименований эквивалентов масла какао. Состав стеролов жировой фракции какао-бобов совпадает с маслом какао. Для жировой фракции сухого молока (молочный жир) характерно наличие только холестерина. Присутствие других стеролов свидетельствует о фальсификации молочных продуктов. Плоды рожкового дерева увеличивают отношение стигмастерина к кампестерину, однако из-за невысокого содержания жира не оказывают существенного влияния на соотношение стеролов в жировой фракции шоколада. Орехи и арахис характеризуются очень высоким содержанием jS-ситостерина - до 96 %, что может быть использовано для количественной оценки добавленных ингредиентов. Получены фактические данные состава стеролов основных видов
© Кондратьев Н.Б., Казанцев Е.В., Савенкова Т.В., 2015
34
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
сырья для производства шоколада. Сделан вывод о возможности использования соотношения стеролов для идентификации шоколада. Состав стеролов может быть использован при разработке методик определения содержания масла какао в шоколаде и при оценке количества орехов, взятых для производства шоколада.
Summary. The aim of this work was the study of the composition of sterols fat fraction of the raw materials used for chocolate production, and finished products. The fraction of sterols were extracted with hexane from the reaction mass after alkaline hydrolysis. The composition of sterols were determined by gas-liquid chromatography high resolution with a flame ionization detector and a quartz capillary column programmed temperature for evaporator and thermostat. For a fraction of sterols oils and fats used for the production of confectionery, the most characteristic the following sterols: cholesterol, campesterol, stigmasterol and jS-sitosterol in different ratios. For the purpose of detecting the presence of equivalents of cocoa butter in the fat fraction of chocolate the conducted research of the composition of sterols various names of equivalents of cocoa butter. The composition of sterols fat fraction of cocoa beans coincides with cocoa butter. For fat fraction of milk powder (milk fat) is characterized by the presence only of cholesterol. The presence of other sterols indicates adulteration of dairy products. Carob increase the ratio of stigmasterol to campestrin, however, due to the low fat content does not have a significant effect on the ratio of the sterols in the fatty fraction of chocolate. Nuts and peanuts are characterized by very high content of jS-sitosterol - up to 96 %, which can be used to quantify the added ingredients . Evidence of the composition of sterols basic raw materials for chocolate production. The conclusion about the possibility of using the ratio of sterols to identify chocolate. The composition of sterols can be used to develop methods for determining the content of cocoa butter in chocolate and in estimating the amount of nuts used in the production of chocolate.
Ключевые слова: шоколад, жиры и масла, масло какао, эквиваленты масла какао, орехи, арахис, молоко, стеролы, идентификация.
Keywords: chocolate, fats and oils, cocoa butter, cocoa butter equivalents, nuts, peanut, milk, sterol, identification.
Для идентификации шоколада в настоящее время предусмотрен показатель «массовая доля масла какао». Проблема разработки методики определения массовой доли масла какао в шоколаде заключается в сложности жирового состава шоколада.
Основным сырьем для производства шоколада являются какао-продукты: масло какао, какао тертое, какао-порошок. Практически каждая рецептура шоколада содержит лецитин.
Для производства шоколада также используют различные виды жиросодержащего сырья и полуфабрикатов: сухое молоко, сливки, орехи, арахис, миндаль, печенье, вафли, а также корицу, коньяк, изюм, тертую корку апельсина, кофе, карамельную массу, которые содержат незначительное количество жира.
Многокомпонентность изделий обусловливает использование комплекса показателей для определения содержания масла какао. Одним из важнейших способов оценки подлинности жировых продуктов является измерение соотношения стеролов.
Химический состав жиров представлен смесью триглицеридов и неомыляемым остатком. В состав неомыляемого остатка входят стеролы, токоферолы, алкалоиды, фосфолипиды, терпены и т.д. Такие вещества входят в состав жиров в определенных соотношениях и могут быть использованы для идентификации жиров.
35
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Известно, что природные жиры и масла содержат 0,3 - 2,3 % неомыляемых компонентов - углеводородов, терпенов, стеролов, токоферолов и т.д. Содержание стеролов в жирах составляет 0,2 - 1,4 %. Среди стеролов животного происхождения наиболее известен холестерин. В растительных маслах и жирах, используемых для производства кондитерских изделий, наиболее распространены Д-ситостерин, стигмастерин и кампестерин, а содержание холестерина не превышает 1 %. Натуральные молочные продукты содержат в основном только холестерин.
По химической структуре стеролы относятся к нейтральным липидам, не растворяются в воде, но растворяются во всех жировых растворителях.
Стеролы являются производными циклопентанопергидрофенатрена, различаются содержанием двойных связей и строением боковой углеводородной цепи:
стигмастерин
Цель - исследование состава стеролов жировой фракции сырья, используемого для производства шоколада, и готовых изделий.
Фракцию стеролов экстрагировали гексаном из реакционной массы после щелочного гидролиза. Состав стеролов определяли методом газожидкостной хроматографии высокого разрешения с использованием кварцевой капиллярной колонки Rtx - 65TG. Программирование температуры испарителя от 100 до 350 °С. Программирование температуры термостата колонки от 150 до 350 °С. Детектор пламенно-ионизационный, температура 360 °С. Порядок выхода различных стеролов и коэффициенты удерживания описаны в работе [1].
Для фракции стеролов масел и жиров, используемых для производства кондитерских изделий, наиболее характерны следующие стеролы: холестерин, кампестерин, стигмастерин и Д-ситостерин в различных соотношениях.
Для характеристики состава стеролов в жирах и маслах используется отношение площадей хроматографических пиков стигмастерина к кампестерину (К). По литературным данным коэффициент К для масла какао находится в диапазоне 2,8 - 3,5. У других растительных жиров это соотношение, обычно, меньше.
С целью выявления наличия эквивалентов масла какао в жировой фракции шоколада проведены исследования состава стеролов различных наименований эквивалентов масла какао.
Установлено, что для исследованных наименований эквивалентов масла какао соотношение стигмастерина к кампестерину (К) значительно ниже значений для масла какао (табл. 1). Поэтому указанный коэффициент может быть использован для идентификации шоколада.
36
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Таблица 1
Состав неомыляемой фракции стеролов различных природных жиров
Наименование Массовая доля стеролов, % К
Холесте- рин Кампесте- рин Стигмасте- рин 3- Ситостерин
Масло какао 0,6 - 0,8 8,7-9,0 26,0 - 27,9 59,0 - 62,6 2,8-3,5
Эквивалент масла какао 1 0,5 18,6 2,2 64,6 0,1
Эквивалент масла какао 2 0,3 21,5 4,3 73,9 0,2
Эквивалент масла какао 3 0,6 6,0 31,6 59,1 5,3
Эквивалент масла какао 4 - 21,4 15,6 63,0 0,7
Эквивалент масла какао 5 - 15,0 19,6 65,4 1,3
В настоящее время действует ГОСТ Р ИСО 23275-2-2013 «Жиры и масла животные и растительные. Эквиваленты масла какао в масле какао и шоколаде. Часть 2. Определение количества эквивалентов масла какао», позволяющий определять количество эквивалентов масла какао, добавленных в горький и темный шоколад по соотношению триацилглицеридов методом газожидкостной хроматографии высокого разрешения.
Большинство жиров, используемых для производства кондитерских изделий, имеет соотношение стигмастерина к кампестерину, не превышающее 1,5. Для пальмового жира коэффициент К находится в диапазоне от 0,4 до 0,6; для соевого масла приблизительно равен 1,0; для подсолнечного масла - 0,7. Состав стеролов жировой фракции какао-бобов совпадает с маслом какао. Для жировой фракции сухого молока (молочный жир) характерно наличие только холестерина. Присутствие других стеролов свидетельствует о фальсификации молочных продуктов (табл. 2).
Таблица 2
Состав стеролов жировой фракции сырья и полуфабрикатов для производства шоколада
Наименование Стеролы, % от суммы
Холестерин Кампестерин Стигмастерин ./З-Ситостерин К
Какао-порошок 1,6 - 3,8 7,8- 12,4 14,3 - 28,8 58,6 - 73,9 1,3 - 3,4
Масло какао 0,1 -0,2 6,0 - 9,0 18,5 - 25,8 54,9 - 65,1 2,9-3,1
Шоколадная масса 0,2-0,4 8,3 -9,3 27,7 - 29,4 62,0 - 62,9 3,0 - 3,5
Какао-бобы «Мадагаскар» 0,8 8,1 25,7 65,4 3,3
Какао-бобы «Куба» ~1 10,1 24,9 60,4 2,5
Какао-бобы «Ява» 1,4 9,15 24,9 63,4 2,7
Молоко сухое цельное 1 95,5 - - 3,79 -
Молоко сухое цельное 2 96,5 0,1 0,3 2,8 -
Плоды рожкового дерева 0,9 1,2 9,2 88,7 7,7
Лецитин 0,1 26,4 20,8 52,8 0,8
Плоды рожкового дерева увеличивают отношение стигмастерина к кампестерину, однако из-за невысокого содержания жира не оказывают существенного влияния на соотношение стеролов в жировой фракции шоколада.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Для различных видов шоколада используемый лецитин незначительно понижает отношение стигмастерина к кампестерину (коэффициент К).
Орехи и арахис характеризуются очень высоким содержанием Д-ситостерина - до 96 %, что может быть использовано для количественной оценки добавленных ингредиентов (табл. 3).
Таблица 3
Состав стеролов жировой фракции орехов и арахиса для производства шоколада
Орехи Стеролы, % от суммы
Холестерин Кампестерин Стигмастерин jS-Ситостерин К
Миндаль 0,1 2,7 0,7 95,5 0,2
Кешью 0,7 6,7 0,2 92,4 <0,1
Кешью 0,7 5,7 0,1 93,5 <0,1
Арахис 0,1 13,8 10,2 75,9 0,7
Фундук 0,2 - 1,3 4,6 - 5,6 0,5 - 1,0 80,8 - 93,3 <0,5
Исследовано содержание стеролов в неомыляемой фракции различных жиров и шоколадных изделий (табл. 4). Для образца горького шоколада 3 значение коэффициента К, равное 1,4, значительно ниже диапазона, характерного для масла какао (от 2,8 до 3,5), что свидетельствует об использовании для его производства значительного количества посторонних жиров, то есть о фактической фальсификации шоколада.
Состав стеролов в шоколаде
Таблица 4
Наименование Стеролы, % от суммы
Холестерин Кампестерин Стигмастерин ./З-Ситостерин К
Шоколад горький 5,0 - 5,3 7,7-8,1 26,0 - 27,3 58,8-61,0 3,1 - 3,3
Шоколад горький 2 4,2 8,1 26,3 61,4 3,3
Шоколад горький 3 3,0 15,6 21,5 50,4 1,4
Шоколад молочный 2 21,3 6,4 20,4 51,9 3,2
Молочный шоколад 33,4 - 33,6 0,1 -2,0 0,5-2,9 62,0-65,1 3,0 - 5,1
Белый шоколад 4,3 13,2 29,1 46,9 2,2
Установлено, что молочные добавления увеличивают содержание холестерина, но не оказывают влияния на соотношение стигмастерина и кампестерина. Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод о возможности использования метода определения массовой доли стеролов для решения вопросов при разработке методики определения содержания масла какао в шоколаде, а также при оценке количества орехов, использованных для производства шоколада.
ЛИТЕРАТУРА
1. Sterols in fatty oils. European Pharmacopoeia 6.0. - 2007. - V. 1. - p. 120-121.
REFERENCE
1. Sterols in fatty oils. European Pharmacopoeia 6.0. - 2007. - V. 1. - p. 120-121.
38
