CC BY
11
HayKOBHH BicHHK .HbBiBCbKoro Ha^OHaibHoro ymBepcurery BeTepHHapHoi' MegnuUHH Ta 6i0TexH0H0riH iMem C.3. f^H^Koro Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies
doi: 10.15421/nvlvet8026
ISSN 2519-268X print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК 664.36:665.347.8:665.222
Розробка складу жирово1 композици для емульс1ино1 системи з добавками похщних г1дроб1онт1в
Д.П. Крамаренко, Н.1. ripeHKO [email protected]
Харювський державний утверситет харчування та торгiвлi, вул. Клочювська, 333, Хартв, 61051, Укра'ша
Полтенасичет жирш кислоти можуть надходити в оргатзм iз рацюном у ргзних юлькостях, але реалгзацгя ix бюлоггч-но1 dii можлива тыьки при дотриманн конкретного спiввiдношення w-3 i w-6 жирних кислот. Спiввiдношення w-6:w-3 у рацюм здоровоi людини повинне бути 10:1, а для л^вального харчування - вiд 3:1 до 5:1. Природн рослины олн й тваринн жири не забезпечують рекомендоване фаxiвцями сniввiдношення w-6 i w-3 жирних кислот. Авторами статтi розроблено склад купажу жировое композицп для емульсiйноi системи з добавками поxiдниx гiдробiонтiв, що забезпечують збалансо-ваний склад w-3 i w-6 кислот. Обран традицшн для населення Украши жири -рослинна олiя i свинячий жир. Методом лтшного програмування розраховано склад купажу жировоi композицп, що забезпечуе необxiдне для здоров'я людини ств-вiдношення полтенасичених жирних кислот. Методом газорiдинноi хроматографа визначена вiдповiднiсть отриманого складу купажу розрахованим значенням. Установлено, що запропонована жирова композищя може бути рекомендована для щоденного й профыактичного харчування населення, осюльки спiввiдношення полтенасичених жирних кислот w-6:w-3 складае 10:1, що повтстю забезпечуе потреби людського оргатзму в незамтних жирних кислотах. Проведене до^дження вплив добавки емульгатора-стабiлiзатора - комплексу дистильованих моноглицеридiв жирних кислот (Е 471) на температуру плавлення й застигання жировое композицп i отриман формули, що описують ц залежностi. Доведене що введення даного емульгатора до складу жировое композицп приводить до тдвищення як температури плавлення так i застигання. Визначене що введення Е 471 у кiлькостi до 4...5% у розроблену жирову композищю забезпечуе оптимальний ттервал температур застигання й плавлення для засвоення жировое композицп оргатзмом людини. Розроблена жирова композищя передбачаеться для використання як жирового компонента емульсшного продукту з добавками поxiдниx гiдробiонтiв для використання в складi фаршевих i пастоподiбниx мас.
Knmnoei слова: полiненасиченi жирн кислоти, жирнокислотний склад, соняшникова олiя, свинячий жир, оптимiзова-ний склад, емульгатор, температура застигання, температура плавлення.
Разработка состава жировой композиции для эмульсионной системы с добавками производных гидробионтов
Д.П. Крамаренко, Н.1. Гиренко [email protected]
Харьковский государственный университет питания и торговли, ул. Клочковская, 333, Харьков, 61051, Украина
Полиненасыщенные жирные кислоты могут поступать в организм с рационом в разных количествах, но реализация их биологического действия возможна только при соблюдении конкретного соотношения w-3 и w-6 жирных кислот. Соотношение w-6:w-3 в рационе здорового человека должно быть 10:1, а для лечебного питания - от 3:1 до 5:1. Природные растительные масла и животные жиры не обеспечивают рекомендованное специалистами соотношение w-6 и w-3 жирных кислот. Авторами статьи разработан состав купажа жировой композиции для эмульсионной системы с добавками
Citation:
Kramarenko, D.P., Hirenko, N.I. (2017). Development of fat composition content for the emulsion system with additives of hydrobiont derivatives.
Scientific Messenger LNUVMB, 19(80), 123-127.
производных гидробионтов, обеспечивающие сбалансированный состав а-3 и w-б кислот. Выбраны традиционные для населения Украины жиры -растительное масло и свиной жир. Методом линейного программирования рассчитан состав купажа жировой композиции, обеспечивающей необходимое для здоровья человека соотношение полиненасыщенных жирных кислот. Методом газожидкостной хроматографии определено соответствие полученного состава купажа рассчитанным значениям. Установлено, что предложенная жировая композиция может быть рекомендована для ежедневного и профилактического питания населения, поскольку соотношение полиненасыщенных жирных кислот а-б:а-3 составляет 10:1, что полностью обеспечивает потребности человеческого организма в незаменимых жирных кислотах. Проведено исследование влияние добавки эмульгатора и стабилизатора - комплекса дистиллированных моноглицеридов жирных кислот (Е 471) на температуру плавления и застывания жировой композиции и получены формулы описывающие эти зависимости. Доказано что введение данного эмульгатора в состав жировой композиции приводит к повышению как температуры плавления так и застывания. Определено что введение Е 471 в количестве до 4...5% в разработанную жировую композицию обеспечивает оптимальный интервал температур застывания и плавления для усвоения жировой композиции организмом человека. Разработанная жировая композиция предполагается для использования в качестве жирового компонента эмульсионного продукта с добавками производных гидробионтов для использования в составе фаршевых и пастообразных масс.
Ключевые слова: полиненасыщенные жирные кислоты, жирнокислотный состав, подсолнечное масло, свиной жир, оптимизированный состав, эмульгатор, температура застывания, температура плавления.
Development of fat composition content for the emulsion system with additives
of hydrobiont derivatives
D.P. Kramarenko, N.I. Hirenko [email protected]
Kharkov State University of Food Technology and Trade, Klochkovsky Str., 333, Kharkov, 61051, Ukraine
Polyunsaturated fatty acids can enter into the body in different amounts with diet, but their biological effect realization is possible only with respect of the specific ratio of a-3 and rn-6 fatty acids. Ratio rn-6: a-3 in the diet of healthy person should be 10:1, and for the therapeutic nutrition - from 3:1 to 5:1. Natural vegetable oils and animal fats don't provide the recommended by specialists ratio of rn-6 and a-3 fatty acids. Authors of the article developed the content offat composition mixture for the emulsion system with additives of hydrobiont derivatives, providing the balanced composition of a-3 and rn-6 acids. It has been chosen the fats, traditional for the population of Ukraine - vegetable oil and pork fat. By the method of linear programming, it has been estimated the content of the fat composition mixture, providing the ratio of polyunsaturated fatty acids necessary for human health. By the method of gasliquid chromatography, it has been determined the correspondence of the received content of mixture by the calculated values. It was found that the proposed fat composition can be recommended for daily and preventive nutrition of population, as the ratio ofpolyunsaturated fatty acids rn-6: a-3 is 10:1, which fully meets the requirements of human body in the essential fatty acids. It has been made the research concerning the influence of the emulsifier and a stabilizer addition - complex of distilled monoglycerides offatty acids (E 471) on the melting point and hardening offat composition and it has been obtained the formulas describing these dependences. It was proved that this emulsifier introduction into the fat composition content leads to the melting point and the congealing increasing. It was determined that the introduction of E 471 in an amount of up to 4 ... 5% into the developed fat composition provides the optimal range of melting and chilling points for the fat composition assimilation by the human body. The developed fat composition is supposed to be used as a fat component of the emulsion product with additives of hydrobiont derivatives for the use in minced and pasty masses.
Key words: polyunsaturated fatty acids, fatty acid composition, sunflower oil, pork fat, optimized composition, emulsifier, chilling point, melting point.
Вступ
Функцюнальш продукта харчування - xap40Bi продукта, призначеш для систематичного вживання в склащ харчових рацюшв уйма вжовими групами здорового населення, що знижують ризик розвитку захворювань, пов'язаних з харчуванням, що зберта-ють i полшшують здоров'я за рахунок наявносп в !х склащ фiзiологiчно функцюнальних харчових шгредь енлв.
У цей час продукта функцюнального харчування становлять не бшьш 3% уйх вщомих харчових продукпв. Прогнозуеться, що в нaйближчi один-два деся-тилтгтя потенщал ринку даних продукпв перевищить 30% ввд уйх реaлiзовaних продукпв харчування. Од-шею iз продуктових груп, що найб№ш динашчно розбудовуються, у сегменп функцюнальних продук-
пв харчування е масложирова, тому розширення асортименту масложирових продукпв, корисних для здоров'я, мае значш перспективи (Campos et al., 2008). Поряд Í3 цим, функцюнальш жиров1 продукта можуть бути використаш як компоненти р1зноманггних наш-вфабрикапв у тому числ1 фарш1в i закусочних паст.
Основними технолопчними ршеннями при розро-бщ функцюнальних жирових продукпв е зниження загально! калоршносп, виключення холестерину, тдвищення вмюту полшенасичених жирних кислот (ПНЖК), зниження змюту трансiзомерiв жирних кислот, використання фiзiологiчно функцюнальних шг-редiентiв: вггамшв (А, Д, групи В, фол1ево! кислоти, токоферолiв), мшератв (кальцш й ш.), харчових волокон, фггостеришв i !х ефiрiв, пребютишв i ш. (Lauretani et al., 2007).
За останш роки отримано багато нових даних про вплив ПНЖК на оргaнiзм, виявленi клiтиннi й моле-кулярнi мехaнiзми !х профшактичного й лiкувaльного ефектiв (Weaver et al., 2009). Полiненaсиченi жирнi кислоти виявляють сприятливий вплив при атеро-склероз^ коронaрнiй хворобi серця, aртерiaльно! гше-ртонп, цукровому дiaбетi другого типу, ожиршш, хронiчних запальних захворюваннях, нейродегенера-тивних захворюваннях (зокрема при хворобi Альц-геймера), очних хворобах, знижують ризик розвитку iнфaркту мiокaрдa, шсульту, деяких онкологiчних захворювань (Bakhtin et al., 2006; Chapkin et al., 2008). Збшьшення споживання полiненaсичених жирних кислот супроводжуеться зниженням рiвня лiпiдiв плазми кровц отримaнi дaнi, що свцдтть про те, що бiльшiсть ефекпв гiполiпiдемiчних препaрaтiв обумо-влене впливом ПНЖК (Bakhtin et al., 2006; Campos et al., 2008). ПНЖК сприяють зниженню aртерiaльного тиску й тдвищення тонусу парасимпатично! нервово! системи. У рядi дослвджень показане, що ю-3 жирнi кислоти попереджають розвиток серцевих аритмш (Weaver et al., 2009; Ipatova et al., 2009).
ПНЖК можуть надходити в оргашзм ¡з рaцiоном у рiзних кшькостях, але реaлiзaцiя !х бюлопчно! до можлива тiльки при дотримaннi конкретного ствввд-ношення ю-3 i ю-6 жирних кислот. Вiдповiдно до рекомендацш 1нституту харчування спiввiдношення ю-6:ю-3 у рацюш здорово! людини повинне бути 10:1, а для л^вального харчування - ввд 3:1 до 5:1. Адек-ватний рiвень споживання ю-3 i ю-6 жирних кислот -11 г у добу (з них ю-3 - 1 г) (Campos et al., 2008).
Природш рослинш оли не забезпечують рекомен-доване фaхiвцями спiввiдношення ю-6 i ю-3 жирних кислот. Вiдомо, що основною рослинною олiею в харчуванш населення Укра!ни е соняшникова, яка мютить достатню к1льк1сть жирних кислот амейства ю-6 (олеiнову 19,4 мас.% i лiнолеву 65,9 мас.% ) i дуже мало кислот амейства ю-3, що належать до не-зaмiнних.
Трaдицiйно для розв'язку завдання по збалансова-ностi жирнокислотного складу жирових продуктiв i нaпiвфaбрикaтiв використовують рiзнi комбшаци рослинних жирiв (Kondratova et al., 2010). Враховую-чи, що в рацюш харчування людини рослинш жири повинш комбiнувaтися ¡з тваринами, а нaйбiльше ефективно жири засвоюються в емульгованому стaнi (Rogovet al., 2007), ми вирiшили розробити жирову основу з комбiнaцiею соняшниково! оли й традицш-ного для кухш Укра!ни свинячого жиру.
Метою проведених дослвджень стала розробка складу жирово! композици для емульсшно! системи з добавками похвдних гiдробiонтiв, як функцюнального нaпiвфaбрикaту для створення фаршевих i пастоподь бних продуктiв харчування, здатних задовольнити потребу оргaнiзму в ПНЖК. Досягнення поставлено! мети обумовило розв'язання наступних завдань:
- розрахунки купажу композицi! рослинного й тва-ринного жирiв, що мае збалансований жирнокислот-ний склад по сшввщношенню ю-3 i ю-6 жирних кислот;
- одержання й досл!дження жирнокислотного складу жирово! композици;
- mдбiр ефективного й безпечного емульгатора й дослщження впливу його кiлькостi на змши показни-к1в температури плавлення й застигання жирово! ком-позицп.
Матерiал i методи дослiджень
Об'ектами дослiдження були обранi як найпоши-ренiшi на територi! Укра!ни рослинна соняшникова олiя i тваринний пряжений свинячий жир, яш були використаш у купаж1 жирово! композицi!' для забез-печення необх1дного баланс ПНЖК.
На першому етапi за лггературним даними про жирнокислотний склад пщбраних жирiв було здiйс-нене моделювання методом лiнiйного програмування. Для розрахуншв використовували настуиш формули:
т1хс£>э+т2хс£>3
гп1 + т2 = 1 , (2)
де шгта - вадиовадно масова частка рослинно! ол1! 1 свинячого жиру; ~ шлыасть жирних
кислот групи ю-6 у рослинно! оли i свинячого жиру, мас%; С11гС13~ илыасть жирних кислот групи оз-З у рослинно! ол1! й свинячого жиру, мас%;
На другому еташ був досл1джений жирнокислотний склад жирово! композици методом газорщинно! хроматографи. Приготування метилових ефiрiв жирних кислот здшснювали вiдповiдно до ГОСТ 316652012. Умови проведення ГЖХ анал1зу: кварцовий капiлярний стовпчик: довжина - 100 м, дiаметр -0,25 мм, нанесена фаза - щанопропшфеншполюилак-сан. П1Д детектор, газоносш - азот, об'ем проби, що вводиться, - 1 мкл. Початкова температура термостата колонок - 140 °С протягом 4 хв, попм програмова-ний п1дйом температури зi швидк1стю 3 °С/хв до 180 °С - iзотермiчний режим протягом 40 хв. Програ-мований пiдйом температури зi швидк1стю 3 °С/хв до 240 °С - iзотермiчний режим - 25 хв.
1дентифшащю окремих компонентiв проводили з використанням еталонних сумiшей метилових ефiрiв жирних кислот Restek 35077 i Restek 35079, а також на пiдставi вiдомих лiтературних даних по шдексах утримання.
Кiлькiсний вмiст жирних кислот (ЖК) у дослщжу-ваних зразках визначали методом внутршньо! норма-лiзацi! за допомогою пакета итсЫюте®.
На третьому етапi проводили дослвдження впливу емульгатора i стабiлiзатора на змшу температури плавлення i застигання розроблено! сумiшi жирiв. У якосп емульгатора-стабiлiзатора нами була викорис-тана сумiш комплексу дистильованих моноглiцеридiв жирних кислот (Е 471), так ця добавка мае натуральне походження i належить до групи безпечних добавок (НогакИик, 2016).
Температуру плавлення й застигання визначали за стандартною методикою ДСТУ 4463:2005 «Маргари-ни, жири кондитерсьш та для молочно! промисловос-п. Правила приймання та методи випробування».
Результати та Ух обговорення
Результаты анал1зу розрахункового жирнокислот-ного складу жирово! композицп та пор1вняння з роз-рахунковим складом 1 лгтературними даними по ба-
Сп1вв1дношення жирних кислот
жаному сп1вв1дношенн1 насичених жирних кислот (НЖК), мононенасичених жирних кислот (МНЖК) 1 полшенаачених жирних кислот (ПНЖК) наведеш й таблиц 1.
у р1зних продуктах, (п = ^ 5, Р < 0,05)
Таблиця 1
Продукт Бажане спiввiдношеиия, % Дшсне сгаввадношення, % Бажане ств-вщношення ю-3:ю-6 кислот Реальне сшввщ-ношення ю-3:ю-6 кислот
НЖК МНЖК ПНЖК НЖК МНЖК ПНЖК
Рафшована рослинна ол1я 30 50.60 10.20 8,19 48,48 43,33 1:10 0:59,81
Жир свинячий 41,38 47,56 11,06 1:0,13
Молочний жир 67,7 28,6 3,7 1:6,01
Жирова композицш 15,93 50,04 34,02 1:10,17
Даш таблиц сввдчать, що природш рослинш оли 1 тваринш жири не збалансоваш по сшввщношенню жирних кислот. Комбшуючи рослинну олш 1 тварин-ний жир нам вдалося отримати жирову композицш з найбшьш збалансованим складом жирних кислот. В отриманш жировш композицп в 1,88 раз1в менше НЖК 1 в 1,29...1,59 раз1в бшьше ПНЖК в пор1внянн1 з бажаними показниками, але зважаючи на високу бю-лопчну цшшсть ПНЖК та надм1рну к1льк1сть НЖК в рацюш Украшщв, ми вважаемо результат купажуван-ня задовшьним.
50.0
Так як розроблена жирова композищя плануеться до використання в емульсшних продуктах та натвфа-брикатах, ми дослщжували вплив кшькосл емульга-тора-стабшзатора на показники температури засти-гання та плавления. Результати проведених досль джень наведеш на рисунку 1.
Як можна бачити з наведених даних тдвищення концентрацп емульгатора-стабшзатора призводить для збшьшення як температури застигання, так 1 пла-влення. Найб1льш штенсивно тдвищуються показники температур плавлення 1 застигання до 5% вщсотшв емульгатора.
40.0
30.0
20.0
10:0
0,0
Т. °с ----
ж ^ ^ *"' А у - -0.570'Л' К 1 8.0421х = 0,9503 | 15.994 1--Р
к / У у / У ^—1 = -0,65 92Х3 Г 1 - 9Д921? (1,9812 - 1,0689
/ / к. 1
-10,0
Г. 1 т ]■' . шуш.тягпра, % Я температура застигаши, А температура шгашгсшш.
Рис. 1. Вплив кшькосл емульгатора Е471 на температури плавлення 1 застигання жировоУ композищУ
Висновки
Як свщчать данш ф1з1олог1в, засвоювашсть жир1в оргашзмом людини залежить ввд температури плавлення, 1 найбшьшою засвоювашстю володшть жири з температурою плавлення до 37.40 °С. Цей штервал температур вщповщае концентрацп емульгатора в 4.5%. Отримаш данш також можна використати для визначення оптимального штервалу температур для проведения процесу емульгування.
Таким чином, спроектована жирова композищя може бути використана як жировий компонент при розробщ технологш продукпв функцюнального хар-чування, що забезпечують оргашзм людини ПНЖК виду ю-3 1 ю-6 у рекомендованому сшввщношенш.
Визначеш залежносп змiн температур застигання та плавлення в залежносп вщ кiлькостi емульгатора можна використати при розробщ технологiй емуль-сiйних продукпв з розробленою жировою композиць ею. Визначено що введения Е 471 у кшькосп до 4...5% у розроблену жирову композицш забезпечуе оптимальний штервал температур застигання й плавлення для засвоення жирово! композици оргашзмом людини.
Перспективи подальших дослгджень. Розроблена жирова композищя передбачаеться для використання як жирового компонента емульсшного продукту з добавками похщних гiдробiонтiв для використання в склащ фаршевих i пaстоподiбних мас. Тому необх1дно провести пiдбiр згущувaчiв i стaбiлiзaторiв водно! фази емульсшних систем. В якостi згущувaчiв-стaбiлiзaторiв передбачаеться використання продуктiв переробки гiдробiонтiв як речовин, що мають в своему склaдi як поверхнево активш речовини так i комплекс бiологiчно активних речовин (Kramarenko and Hirenko, 2017).
Бiблiографiчнi посилання
Campos, H., Baylin, A., Willett, W.C. (2008). Alpha-linolenic acid and risk of nonfatal acute myocardial infarction. Circulation. 118, 339-345. Lauretani, F., Bandmelli, F., Benedetta, B. (2007). Ome-ga-6 and omega-3 fatty acids predict accelerated decline of peripheral nerve function in older persons. Journal of Neurology. 14(7), 801-808. Weaver, K.L., Ivester, P., Seeds, M. (2009). Effect of dietary fatty acids on inflammatory gene expression in healthy humans. J. Biol. Chem. 284(23), 1540015407.
Chapkin, R.S., McMurray, D.N., Davidson, L.A. (2008). Bioactive dietary long-chain fatty acids: Emerging
mechanisms of action. British Journal of Nutrition. 100(6), 1152-1157.
Bakhtin, Yu.V., Budaeva, I.I., Vereshchagin, A.L. (2006). The effectiveness of the use of cedar oil in the complex treatment of patients with hypertension. Voprosy pitaniya [Nutrition]. 75(1), 51-53 (in Russian).
Ipatova, l.G., Kochetkova, A.A., Nechaev, A.P., Tu-tel'yan, V.A., Yegorova, Ye.Yu., Zhukova, Ye.Ye., Saratikov, A.S. (2009). Zhirovyye produkty dlya zdo-rovogo pitaniya. Sovremennyy vzglyad [Fat products for a healthy diet. The modern view]. Moscow, DeLi print Publ. (in Russian).
Kondratova, I.I., Babodey, V.N., Golubeva, V.S., Khon-yak, D.A., Nikolaevich, L.N. (2010). Blended vegetable oil for gerodietary nutrition. Pishchevaya promyshlennost': nauka i tekhnologii [Food industry: science and technology]. 4, 21-26 (in Russian).
Rogov, I.A., Antipov, L.V., Dunchenko, N.I. (2007). Himiya pishchi [Chemistry of food]. Moscow, Kolos (in Russian).
Horalchuk, A.B. (2016). Naukove obgruntuvannia tekhnolohii napivfabrykativ zabyvnykh dlia kulinarnoi ta kondyterskoi produktsii z poli faznoiu dyspersnoiu strukturoiu. Dokt, Diss. [Scientific substantiation of technologies of semifinished products for culinary and confectionery products with poly phase dispersed structure. Doct. Diss.]. Kharkiv (in Ukrainian).
Nechaev, A.P., Traubenberh, S.E., Kochetkova, A.A. (2007). Pishhevaja himija [Food chemistry]. Moscow, GIORD (in Russian).
Kramarenko, D.P., Hirenko, N.I. (2017). Doslidzhennia poverkhnevoi aktyvnosti dobavok z hidrobiontiv [Investigation of the surface activity of additives from hydrobionts]. Scientific Letters of Academic Society of Michal Baludansky. 5(4), 46-48 (in Ukrainian).
Received 25.09.2017 Received in revised form 24.10.2017 Accepted 28.10.2017
