CC BY
33
УДК [665.21.094.3:577.115]:547.495.2
М. Д. Мукатова, А. В. Привезенцев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ПЕРОКСИДОВ В ЖИРЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ИЗ ГИДРОБИОНТОВ
Введение
Одним из показателей качества жиров является содержание первичных продуктов распада липидов - пероксидов (пероксидное число - ПЧ). Согласно требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, предельное значение ПЧ не должно превышать 10 ммоль активного кислорода/кг. Высокая нена-сыщенность липидов, выделенных из жиросодержащего сырья гидробионтов, при контакте с кислородом воздуха приводит к самоускоряющемуся процессу разветвленной цепной реакции окисления с образованием пероксидов, что сокращает допустимые сроки хранения жировой продукции.
В процессе хранения жиров различают три стадии окисления, отличающиеся по скорости, с накоплением пероксидов (рис. 1).
О
л
ч
о
Продолжительность, сут
Рис. 1. Кинематическая кривая окисления липидов:
I - индукционный период; II - период повышенной скорости окисления;
III - период замедления скорости окисления
Стадия I - начальный период, индукционный, окисление развивается сравнительно медленно со слабо выраженным автоускорением, т. к. количество образовавшихся пероксидов еще незначительно. Стадия II характеризуется ускоренным развитием процесса окисления, приводящим к увеличению количества пероксидов в несколько раз за сравнительно небольшой промежуток времени. Стадия III - период окисления, характеризующийся некоторым замедлением скорости окисления из-за образования вторичных продуктов окисления.
В связи с этим возникает необходимость поиска эффективного и безопасного способа снижения уровня накопившихся пероксидов в жирах длительного хранения из гидробионтов. Результаты исследований мурманских ученых [1] позволяют говорить о возможности снижения уровня накопившихся пероксидов в жире обработкой его раствором карбамида.
Цель исследования состояла в изучении возможности использования карбамида в качестве реагента, снижающего уровень пероксидов в жирах длительного хранения. Из цели вытекали следующие задачи:
- изучение влияния водного раствора карбамида на уровень пероксидов и свободных жирных кислот в жире;
- установление оптимальных параметров обработки жира раствором карбамида.
Известно, что пероксиды с карбамидом в водной среде образуют комплексное соединение -
пероксид карбамида (тривиальное название - гидроперит), вещество, которое в настоящее вре-
мя широко применяют при изготовлении зубных паст для достижения отбеливающего эффекта. Взаимодействие карбамида с пероксидами позволяет перевести последние в стабильные молекулы, переходящие в раствор, отделяемый от очищенного жира. Химическая реакция протекает по схеме [2]:
(^ЬСО + Н2О2 ^ (N^^0*^02
С целью установить степень снижения уровня ПЧ образцы жира, выделенного из покровного сала каспийского тюленя, хранившегося больше года, обрабатывали раствором карбамида разной концентрации при температуре окружающей среды, в соотношениях жира и раствора (гидромодуль (ГМ)) 1:1—1:3. Продолжительность обработки составляла 12-72 часа. Обработка была осуществлена при периодическом перемешивании на устройстве ПМ-6300м с частотой 50 колебаний в минуту. Образцы жира от раствора были отделены на центрифуге марки ОС-6М при частоте 4 000 об/мин продолжительностью 1/3 часа. В очищенном жире были установлены значения пероксидного и кислотного числа (КЧ).
Результаты исследований показали снижение содержания пероксидов при увеличении продолжительности обработки до 12 часов и концентрации раствора карбамида до 50 % (рис. 2, а). Соотношение ГМ значительного влияния на изменение значения ПЧ не оказывает, в то же время увеличение ГМ приводит к возрастанию количества свободных жирных кислот (СЖК), что, по-видимому, связано с процессом протекания в жире гидролиза ацилглицеридов (рис. 2, б). Необходимо отметить уменьшение количества СЖК при продолжительности обработки разными концентрациями раствора карбамида от 12 до 24 часов. Наиболее интенсивно данный процесс протекает при обработке жира 50 %-м раствором при соотношении 1:1, т. к. значение КЧ снижается с 0,65 до 0,58 мг КОН/г за 12 часов обработки. Это связано, по-видимому, с образованием соединений включения карбамида с СЖК [3], переходящих в процессе центрифугирования в водную фракцию.
12 24 36 48 60
Продолжительность, ч
72
-ГМ 1:1, 30 % ГМ 1:3, 30 %
ГМ 1:1, 50 % ГМ 1:3, 50 %
0,8
0,78
0,76
0,74
0,72
0,7
0,68
0,66
0,64
0,62
0,6
0 12 24 36 48 60 72
Продолжительность, ч
ГМ 1:1, 30 % —ГМ 1:1, 50 %
ГМ 1:3, 30 % О ГМ 1:3, 50 %
а б
Рис. 2. Влияние параметров процесса обработки тюленьего жира на значения: а - ПЧ; б - КЧ
Уменьшение значений КЧ и ПЧ в начальный период обработки вызвало необходимость провести ряд экспериментов для установления влияния раствора карбамида на качество жира при продолжительности его обработки менее 12 часов. Результаты экспериментов приведены на рис. 3.
0
№
С
Продолжительность, ч
-ГМ 1:1, 30 % ГМ 1:3, 30 %
ГМ 1:1, 50 % ГМ 1:3, 50 %
а
Продолжительность, ч
-ГМ 1:1, 30 % ГМ 1:3, 30 %
ГМ 1:1, 50 % ГМ 1:3, 50 %
б
Рис. 3. Влияние параметров процесса непродолжительной обработки тюленьего жира на значения:
а - ПЧ; б - КЧ
Установлено, что значение ПЧ при непрерывном перемешивании смеси жира и раствора карбамида в течение 1-3 часов уменьшается с 27,4 до 5-11 ммоль О/кг, при этом концентрация раствора карбамида и ГМ оказывает незначительное влияние (рис. 3, а). Уменьшение продолжительности обработки с 12 до 3 часов приводит к снижению количества пероксидов в жире по сравнению с исходным уровнем. При этом наибольший эффект достигается при обработке 50 %-м раствором с ГМ 1:1, т. к. значение ПЧ снижается по сравнению с исходным в 3 раза, т. е. до 4,2 ммоль О/кг. Продолжительность обработки более 3 часов приводит к постепенному увеличению количества пероксидов.
Аналогичные результаты получены при установлении уровня СЖК (рис. 3, б). В начале обработки жира раствором карбамида в течение 2 часов значение КЧ увеличивается с 0,7 до 0,97 мг КОН/г, в интервале от 2 до 4 часов обработки количество СЖК постепенно снижается. Наибольший эффект достигается при обработке жира 50 %-м раствором карбамида при ГМ 1:1. Значение КЧ при этом снижается до 0,51 мг КОН/г. Обработка жира 30 %-м раствором при ГМ 1:1 в течение 4 часов способствует уменьшение значения КЧ до 0,58 мг КОН/г, однако обработка в течение более чем 4 часов приводит к постепенному увеличению количества СЖК, что, по-видимому, связано с гидролитическим процессом в присутствии воды.
Заключение
Результаты исследований показали, что применение карбамида в качестве реагента для очистки жира длительного хранения от пероксидов, количество которых превышает уровень, предусмотренный требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01, возможно при концентрации раствора 50 %, соотношение жир : раствор - 1 : 1 и обработке в течение 3 часов при температуре окружающей среды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мукатова М. Д. Технология кормовой продукции и жиров из водного сырья: в 2 ч. Ч. 2. Технология жиров. - Мурманск: Изд-во МГАРФ, 1993. - 211 с.
2. Зайцев О. С. Учебная книга по химии. - М.: Химия, 2003. - 761 с.
3. Химия жиров / под ред. Б. Н. Тютюнникова. - М.: Колос, 1992. - 447 с.
Статья поступила в редакцию 13.04.2009
RESEARCH OF THE OPPORTUNITY TO REDUCE THE LEVEL OF PEROXIDES IN FAT OF LONG-TERM STORAGE FROM HYDROBIONTS
М. D. Мukatova, А. V. Privesentsev
The parameter of fat quality is peroxide number. While storing some fat, peroxide number is increasing and exceeds admissible values. Carbamide, an organic compound, is offered as a substance, allowing to reduce the level of peroxides in fat. The opportunity to reduce the level of peroxides in fat by means of 50 % water solution processing of carbamide within 3 hours at the hydromodule 1 : 1 and the ambient temperature is established.
Key words: peroxide number, acidic number, peroxide reduction, carbamide solution.
