ИК-спектроскопическое исследование термоокисления масла при фритюрной жарке продуктов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ния быстро достигает максимума при X - 4 ч, а затем, как показывают величины оптической плотности А дистиллятов при 227 и 284 нм, — убывает.

В работе [3] дистиллируемые продукты определены как непредельные (максимум поглощения 227 нм) и предельные (284 нм) альдегиды. Исследовали реакцию поглощения на добавление к дистиллятам брОМНОЙ ВОДЫ. Полоса С А микс 227 нм не реагировала на бром, а с X макс 284 нм ослаблялась и в избытке бромной воды исчезала. Следовательно, вопреки [3], полосу с X макс 284 нм следует отнести к непредельным альдегидам типа I?— СН=СН—СН=СН—СНО, которые обнаружены среди продуктов термического разложения жиров [9]; для УФ - поглощения таких альдегидов характерен максимум в области 280 нм [10].

Полоса с Я макс 227 нм относится к предельным, не реагирующим с бромной водой соединениям. Таковыми являются предельные кетоны, сложные эфиры и низкомолекулярные кислоты, которые образуются в гретых жирах [9). Этот вывод подтверждается тем, что водные дистилляты имеют кислую среду.

Летучие кислоты образуются в течение всего периода нагрева, поэтому полоса с X Макс 227 нм после 4 ч нагрева остается интенсивной (А 227 в пределах 0,5). Напротив, содержание альдегидов максимально лишь в начале нагрева: соответственно этому А'284 достигает максимума при X = 4 ч, а затем заметно снижается.

Исследовали влияние отгонки с водяным паром на остаточное содержание продуктов термоокисления в масле. Для этого остаток масла после отгонки с паром отделяли, промывали водой, 2%-ным раствором бикарбоната натрия, снова водой и высушивали на і безводным сульфатом натрия. Измеренные заъ-.м величины Е 1 ¿м при 232 нм оказа-

лись почти совпадающими с показателями исходных масел или несколько выше. Следовательно, отгонка с водяным паром удаляет только низкомолекулярные продукты окисления, а диеновые окс.и-полимеры остаются в масле.

Полимеризацию масла при нагреве характеризуют изменения И.ч. и Т.

' ЛИТЕРАТУРА

1. Hunter J.E., Applewhite Т.Н. Trans Fatty Acid Availability in the (\S. Diet // Int. News Fats Oils and Relat. Mater.

— 1991 —2. — Л» 4. — P. 348.

2. Pardun H. Analyse der Nahrungsfette. — Berlin: P.Parey, 1976. — S. 232.

3. Sedlacek B.A.J. Studium von UV-Spektren flüchtiger Produkte die hei thermischen Oxydation und Autoxydation von Fetten entstehen // Fette, Seifen, Anstrichmittel. — 1 !)(><•.. — 68. —№ 9. — S. 725—731.

4. Arens M., Guhr G., WaibeFJ., Kroll S. Bestimmung des Gehaltes an petmlfather-unlöslichen oxidierten Fettsäuren zur Beurteilung von Brat- und Siedeletten / / t-’ette, Seifen, Anstrichmittel. — 1977. — 79. — № 8. — S. 310—314.

5. Крылова H.H., Лясковская Б.Н. Физико-химические методы исследования продуктов животного происхождении. — М.: Нищ. иром-сть. 1965. — 316 с.

6. Инструкция по жарке изделий во фритюре на предприятиях общественного питания и контролю за качеством фритюр-ных жироп. — М.: Мингорг СССР, 1990. — 10 с.

7. Fritsch C.W. Measurments of Frying Fat Deterioration: A Brief Review // J. Amer. Oil Chern. Soc. — 1981. — 58.

— No 3. — P. 272—274.

8 Tsoukalas B., Grosch W. Analysis of Fat Deterioration. Comparison of Some Photometric Tests / / J. Amer, Oil Chem. Soc. — 1977. — 54. — ,V« H. — II. 490—493.

9. May W.A., Peterson R.J., Chang S.S. Chemical Reactions Involved in the Deep-Fat Frying of Foods //J. Amer. Oil Chem. Soc. — 1983. — 60 — № 5. — P. 990—995.

10. Pao Ч.Н.Р. Электронные спектры в химии. — М.: Мир, 1964. — 264 с.

Кафедра химии

Поступила 16.07.92

641.14.002:543.42

ИК-СПЕКТРОСКОНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМООКИСЛЕНИЯ МАСЛА ПРИ ФРИТЮРНОЙ ЖАРКЕ ПРОДУКТОВ

В.П. МАКСИМЕЦ, Н.В. ФЕДАК

Харьковский институт общественного питания

ИК-спектры жиров изучены недостаточно, а спектры гретых жиров представлены немногочисленными сообщениями |!—3].

Исследовали ЯЯ-спектры рафинированного подсолнечного масла, нагреваемого 36 ч в открытом сосуде из нержавеющей стали при 180±5°С в холостом режиме, а также при фритюрной жарке картофельных чипсов и изделий из теста. Пробы масла отбирали через каждые 6 ч нагрева, а при жагже — 6. 12 и ¡8 ч.

Иш дукта продук на), вы фатом тель ні

Волне число V

' 820

890

968

1090

1150

1223

1367

1451

1640

¡740

2856

2953

2947

(изгиб)

3008 Спек ных ра< рителя. из бра 0,42 мл 4000 см

0,52

0,4i

0,40

1993

ІСХОД-

ІЛЬНО,

IKOMO-

0КС.И-

їризу-

ilabilily

Mater.

?.Parey,

j'chliger cydat ion ittel. —

ung des ttsauren , Seifen, -314.

ические

ІСХОЖДЄ-

риятиях

фритюр-

'¡('.ration:

1,-58.

■¡oration, mer. Oil 193.

Reactions іШЄГ; Oil

15.

А.: Мир,

!:543.42

ванного гкрытом ±5°C в й жарке . Пробы а, а при

Исследовали масло, выделенное из готового продукта по следующей методике: 100 г жареного продукта обрабатывали трижды (по 200 мл гекса-на). вытяжки объединяли, сушили безводным сульфатом натрия, фильтровали и отгоняли растворитель на вакуумно-ротациойном испарителе.

Таблица 1

Волновое і Интенсивность

ЧИСЛО V, CJU'l ! і 1 E\°Â Отнесение полосы

820 890 0,34 0,57 ^о-о гидропероксидов

968 0,68 <5с_Н в транс-СН=СН-

1090 3,10

1150 , 1223 6,55 2,75 СЛОЖНЫХ эфиров

1367 1,88 ¡Зс-н в группах СН3

1451 3,67 (3(2-н в группах СН2

1640 0,29 ^С=С ненасыщенных жирных кислот

1740 15,19 триглицеридов

2856 2953 11,18 21,71 в группах СН2

2947 (изгиб) 9,25 в группах СН3

3008 3.58 Ус-Н в цис-СН=СН-

Спектры записаны на Спекорде 75 ИР для 2%-ных растворов масла в ССЦ против чистого растворителя. При записи спектров использовали кюветы из бромида калия с рабочими расстояниями 0,42 мм в обзорном масштабе 7,5 в области 800— 4000 см"1 и 2,74 мм в масштабе 15 в областях

А%8

ем

0,52

О,ЦЕ

0,Щ

0,40

1600-1900 и 3400—3700 см' . В перечисленных интервалах волновых чисел растворитель не маскирует характеристические полосы поглощения' масла. Для аналитически важных полос измерены характеристики: пропускание Г,%; оптическая плотность А (А = 2 - ^Т): удельное поглощение Е |см — А : 21, где / — рабочее расстояние кюветы, см.*

Таблица 2

г, А 3008 Й.ч.. Ан.ч., % Е\°à

ч А 2856 г h л350 ожк (232 нм)

0 0,321 138,67 6,63 0,09 3,78

6 0,308 131,90 56,23 0,89 14,78

12 0,299 124,12 62,70 1,75 26,46

18 0,28! 112,69 70,35 2,80 34,32

24 0,270 109,02 74,50 3,53 36,41

30 0,260 106,22 71,80 4,40 41,51

36 0,249 105,84 62,28 5:14 42,67

Спектральные данные сопоставлены с другими измеренными показателями: йодное число Й.ч. по методу Гануса—Вобурна, анизидиновое число Аня. [4], Е 1 см в УФ - области спектра при длине

Рис. 1. 1

dçl0: 2 — d-)0: 3 — Л968

Рис. 2. Полоса У(у-(у Рис. 3. Полоса ^—Д° па-

I—до нагрева; 2—после 36 грева: после нагрева: 2—12 ч; нагрева 3—24 ч; 4—36 ч

ИЗВЕІ

волны 232 нм (5], содержание окисленных жирных кислот ОЖК, не растворимых в петролейном эфире [61

В спектре исходного масла присутствуют характеристические полосы валентных V и деформационных <5 колебаний, свойственные жирам (табл. 1), Полоса изолированной транс-этиленовой связи — СН=СН— выражена очень слабо, т.е. масло практически свободно от продуктов элаидинизации, а основным типом ненасыщенное™ являются цис-двойные связи, полоса V с-Н которых при 3008 см' довольно интенсивна (Г, % = 50; А = 0,301;

Е 17°м = 3,58).

Полосы Уо-О гидропероксидов в интервале 820—890 см’1 очень слабы, что соответствует довольно низкому пероксидному числу П.ч. масла (0,06% йода).

Таблица 3

X У г Уравнение регрессии Вид нагрева

А 3008/Л 2856 Й.ч. 0,963 у = 487,958.1 -- 20.766 Холо- стой

X. ч Е 17“ 3475 0,959 у = 0,001л + +0,105 >>

X. ч Е 11" 3530 0,956 у = 0,002* + +0,018 >>

Г, ч 1 % Е }/» 3620 0,948 г/ = 0,002.« + +0,038 >>

/? 1% ^ 1 см 3475 1 °/ Е 1 см 232 0,889 у = 676,504* -- 54,920 >>

е\Ъ, 3530 1 О/ Р і ' 232 с 1 см 0,894 у = 474,073*+ +2,914 >>

е\!м 3620 р !% ОЧО с 1 см 0,924 у = 495,838* -- 8,279 >>

е\% с ч см. 3475 % ОЖК 0,956 у = 92,449* -- 8,751 >>

Е !% и 1см 3530 % ОЖК 0,957 у = 64,509* -- 0,833 >>

Е 10'° и 1 см 3620 % ОЖК 0,924 у = 63,048* -- 2,053 >>

а 50- -1 см Ан.ч. 0,781 у = 2,939* -- 235,022 »

Р 1 % ь 1 см 3475 1 0/ Е [/“ 232 0,881 у = 826,443* -- 73,486 После

Е } 0//° ‘‘ 1 см е\% с 1см 3530 3620 Е ІсІ 232 } О/ Е {* 232 0,976 0,954 у = 620;328* - - 7,455 у = 529, 877*- - 14,292 жарки картофе ля

е\% ь 1см 3475 Е 1232 г. ісм ¿06 0,934 у = 765,200* -- 66,221 После

г 1% ь 1см р 1 % Е 1 см 3530 3620 | о/ Е 1/° 232 1 °/ Е 1/° 232 0,927 0,931 у = 579,725* - - 4.809 у = 518,956* - - 13,650 жарки теста

В зависимости от продолжительности X холостого нагрева масла ряд полос существенно изменяет-

ся, что позволяет выяснить динамику термических превращений.

Увеличивается, особенно после 18 ч, содержание жирных кислот с изолированной транс-этиле-новой связью, величина А 968 возрастает от 0,420 до 0,523 (рис. 1). Источником образования этих изомеров является олеиновая кислота, т.е. спектр регистрирует элаидинизацию, сопровождающую термоокисление масла. Аналогичный процесс в остатках ливолебой кислоты приводит к сопряженным диеновым транс-трансизомерам, полосы которых при 988 см’1 проявляются после 6 ч нагрева масла.

По мере роста числа транс-изомерных форм снижается содержание кислот с нативной иис-не-насыщенностью, и полоса 3008 см’ ослабляется. Изменение цис-ненасыщенности хорошо характеризуется соотношением интенсивности двух полос: А 3008/Л 2856 (табл. 2), так как полоса 2856 см л постоянна по интенсивности и служит внутренним стандартом [7]. Соблюдается тесная корреляция между Й.ч. и. величиной Л 3008/^ 2856 (табл. 3), что позволяет определять Й.ч. по И К-спектру.

Заметные изменения претерпевает полоса 1740 см’1 (рис. 2). На ее короткочастотном плече наблюдается расширение за счет полос вторичных продуктов окисления масла — альдегидов, кетонов и свободных кислот, чьи полосы V с=0 занимают интервал 1690—1720 см’1 [8]. Ширину с/ полосы

V с,=о измеряли при величинах пропускания 7" = 50 и 60%, соответствующие показатели ¿/50 и ¿60 зависят от X , что позволяет проследить динамику окисления масла.

Слабая корреляция между шириной /1 полосы

V с=0 и Ан.ч. не является неожиданной, так как Ан.ч. — тест преимущественно на (X, /? -ненасыщенные альдегиды, а в расширение полосы ^с=0 вносят вклад и альдегиды иного строения, и кето-ны, и кислоты.

Существенные изменения спектров наблюдаются в области валентных колебаний V о-Н 3400— 3700 см', (рис. 3). Здесь проявляются три полосы: 3475 см’1 (связанная межмолекулярной водородной связью спиртовая группа ОН), 3530 см’ (несвязанная карбоксильная группа СООН), 3620 см' (несвязанная спиртовая группа)..

Съемка спектров растворов масла с точной концентрацией позволяет количественно’ оценить зависимость интенсивности перечисленных полос от X и других показателей. Как следует из табл. 3, корреляция между Е \см и X довольно тесная и коэффициент корреляции г превышает 0,9. Таков же уровень корреляции и с массовой долей ОЖК, а также с содержанием сопряженных диеновых 1 °/

структур Е 1см при 232 нм.

г. ч

6

12

18

6

12

‘ 18

6

12

18

6

12

18

Ка

маслі

испо,

ожь

му п толы Да прод; НЫМ1

и их А 968 ем в биру сит с Ве карта в тої нагре зей 3 прод'

Ра ¿60 г при обна| в ме окис, ант» нольі Пс вых холос

1993

веских

[держа-1-этиле-г 0,420 я этих спектр ающую Іцесс в ряжен-ы кото-нагрева

|( форм цис-не-іляется. (аракте-,вух по-полоса

служит

тесная

[ічиной

ределять

I полоса м плече Оричных кетонов Ьнимают J полосы !ускания :ли ¿50 и ять дина-

п полосы [ так как -ненасы-)СЫ V С=0 Ї, и кето-

Іблюдают-

|н 3400— и полосы:

[ водород-I см' (не-3620 см'1

ІЧН0Й кон-іенить за-хполос от з табл. 3, тесная и 0,9. Таков [лей ОЖК, диеновых

Таблица 4

X, ч 00 А 3008 Л 2856 Ширина полосы см'Ї Ан.ч., Л35о £ \% (232 нм) £ W полос vO-H

<50 ¿60 3475 см‘* 3530 см- * j 3620 см"1 І

Масло после жарки картофеля

6 0,456 0,308 89,3 108,0 24,40 11,49 0,105 0,032 0,051

12 0,456 0.293 94,7 110,0 40,35 15,82 0,117 0,050 0,076

18 0,456 0,283 100,0 111,3 44,40 27.14 0,130 0,072 0,092

Масло, выделенное из жареного картофеля

6 0,435 0,312 90.0 110,0 22,00 11,00 0,104 0,030 0,052

12 0,444 0,290 93,3 110,0 38,45 21,38 0,110 0,041 0,072

18 0,456 0,268 99,3 113.3 43,30 30,81 0,124 0,063 0,088

Масло после жарки теста

6 0,420 0,306 89,3 107,3 39,47 13,74 0.102 0,028 0,049

12 0,444 0,295 96,7 112,0 53,12 23,99 0.113 0,043 0.070

18 0.450 0,276 100,7 112,7 66,90 32,59 0,127 0,066 0,088

Масло, выделенное из жареного теста

6 0,456 0,307 88,7 109,3 25,11 9,85 0,110 0,032 0,054

12 0,456 0,295 96,0 112,0 41,06 23,60 0,127 0,052 0,072

18 0,456 0,284 99,3 113,3 59,30 30,18 0,131 0,066 0,084

Как следует из табл. 2, при холостом нагреве масло становится непригодным для дальнейшего использования после 6 ч нагрева (содержание ОЖК близко к критическому значению !). Поэтому при жарке продуктов пробы масла отбирали только после 6, 12 и 18 ч.

Данные табл. 4 показывают, что при жарке продуктов триглицериды с транс-изомерными жирными кислотами плохо адсорбируются картофелем, и их содержание в картофеле, судя по величине А 968, только через 18 ч сравнивается с содержанием в масле. Напротив, 'тестом транс-изомеры адсорбируются лучше, хотя уровень адсорбции не зависит от X.

Величина Л 3008//1 2856 в масле после жарки картофеля и в выделенном из картофеля убывает в той же зависимости от Г, что и при холостом нагреве, т.е. уменьшение числа цйс-двойных связей зависит от г, но не от природы обжариваемого продукта.

Расширение полосы V с=о, т.е. величины ¿50 и ¿60 при жарке продуктов несколько меньше, чем при холостом нагреве. Аналогичную тенденцию обнаруживает и Ан.ч. Таким образом, картофель и, в меньшей степени, тесго несколько замедляют окисление масла; этот эффект можно отнести к антиоксидантным свойствам аминокислот и фенольных соединений продуктов.

После 6 ч жарки уровень сопряженных диеновых структур в масле заметно ниже, чем при

1 °/

холостом нагреве, а критическое значение Е [см

(232 нм) = 15 достигается только после 10—12 ч жарки. При этом по содержанию диенов масло, выделенное из жареного продукта, мало отличается от того, в котором проводили жарку (табл. 4).

Интенсивность полос V о-Н увеличивается при жарке продуктов и коррелирует с содержанием диенов (Е 1 см при 232 нм), как и при холостом нагреве.

ЛИТЕРАТУРА

Smoczkiewiczowa A., Wienskowski K., ZaSewski R.

Zastosowanic spektroskopii w podczenvieni do badania zmian olejow roslinnych podczas ogrzewania // Chem. anal.

— 1976. —21. — № 4. — C. 891—896.

Максимец В.П. Изучение термических превращений жиров методом ИК-спектроскопии / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1979. — № 4. — С. 35—41.

Максимец В.П. ИК-спектры гретого жира / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1987. — № 2. — С. 50—53. Pardun H. Analyse der Nahrungsfette. — Berlin: P.Parey, 1976. —S. 376.

Максимец В.П. Современные представления о термических превращениях жиров : обзор // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1988. — № 6. — С. 8—48.

Arens М., Guhr G„ WaibeJ_ J,, Kroll S. Bestimmung des Gehaltes an petroläther-unlöslichen oxidierten Fettsäuren zur Beurteilung von Brat- und Siedefetten / / Fette, Seifen, Anstrichmittel. — 1977. — 79. — № 8. — S. 310—314. läiescu G.M. Dozarea nesaturarii materiilor grase prin spectrofotometrie in infrarosu // Ind. alim. — 1974. — 25.

— № 2. — C, 87—88.

Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. — М.: ИЛ, 1963. — 590 с.

8.

Кафедра химии

Поступила 16.07.92