CC BY
94
ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
УДК 665.372:665.112 DOI 10.24411/2311-6447-2019-10001
Показатели качества и особенности состава ледитинов, полученных из растительных масел
Quality indicators and characteristics of the composition of lecithins obtained from vegetable oils
Ст. науч. сотрудник E.B. Лисовая, мл. науч. сотрудник A.A. Тягущева, мл. науч. сотрудник О.В. Федосеева, гл. науч. сотрудник Е.П. Викторова (Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции - филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия») отдел контроля качества и стандартизации, тел. (861) 252-06-40 E-mail: [email protected]
зав. кафедрой A.A. Марченко (Кубанский государственный технологический университет») кафедра химии, тел. (861) 274-18-20 E-mail: [email protected]
Senior Researcher E.V. Lisovaya, Junior Researcher A.A. Tyagushcheva, junior researcher O.V. Fedoseeva, chief researcher E.P. Viktorova
(Krasnodar Research Institute of Storing and Processing Agricultural Products Branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking») quality control and standardization department, tel. (861) 252-06-40 E-mail: [email protected];
Head of the department L.A. Marchenko (Kuban state technological university) department of chemistry, tel. (861) 252-06-40, E-mail: [email protected]
Реферат. Растительные лецитины являются продуктами, получаемыми путем гидратации нерафинированных растительных масел, отделения образовавшейся фосфолипидной эмульсии от гидра-тированного масла и последующей сушки фосфолппидноп эмульсии под вакуумом. Задачей исследования являлась оценка физико-химических показателей растительных лецитинов, произведенных отечественными предприятиями, а также исследование особенностей их химического состава с целью обоснования выбора лецитинов для получения липосомальных систем. В качестве объектов исследования были выбраны жидкие подсолнечные лецитины, жидкие соевые лецитины и лецитины из рапсовых масел, выработанные отечественными предприятиями. Выявлено, что все исследуемые образцы лецитинов соответствуют требованиям ГОСТ 32052-2013 по физико-химическим показателям, что свидетельствует о их высоком качестве. На следующем этапе определяли состав жирных кислот в выделенных из лецитинов фосфолипидах методом газожидкостной хроматографии. Установлено, что по составу жирных кислот наиболее близкими являются фосфолипиды, выделенные из соевых и подсолнечных лецитинов, а состав жирных кислот фосфолиппдов, выделенных из рапсовых лецитинов, значительно отличается, что может обусловливать различия их структурных образований. Состав индивидуальных групп фосфолипидов и их содержание в соевом, подсолнечном и рапсовом лецитинах определяли методом тонкослойной хроматографии. В результате исследования группового состава фосфолипидов растительных лецитинов выявлено, что наиболее высокое содержание групп фосфолипидов, обладающих мембранообразующеп способностью, отмечено в соевых и подсолнечных лецитинах. Таким образом, на основании полученных данных можно сделать заключение о том, что исследование способности образовывать липосомальные системы целесообразно проводить с соевыми и подсолнечными лецитинами.
© Лисовая Е.В., Тягущева A.A., Федосеева О.В., Викторова Е.П., Марченко A.A., 2019
Summary. Vegetable lecithins are products obtained by hydrating unrefined vegetable oils, separating the resulting phospholipid emulsion from the hydrated oil and then drying the phospholipid emulsion under vacuum. The aim of the study was to assess the physical and chemical parameters of plant lecithins produced by domestic enterprises, as well as to study the features of their chemical composition in order to justify the choice of lecithins for liposomal systems. Liquid sunflower lecithins, liquid soy lecithins and lecithins from rapeseed oils produced by domestic enterprises were selected as objects of research. It was revealed that all the studied samples of lecithins meet the requirements of GOST 32052-2013 on physical and chemical parameters, which indicates their high quality. At the next stage, the composition of fatty acids in phospholipids isolated from lecithins was determined by gas-liquid chromatography. It was found that the composition of fatty acids are the closest phospholipids isolated from soy and sunflower lecithins, and the composition of fatty acids phospholipids isolated from rapeseed lecithins is significantly different, which may cause differences in their structural formations. The composition of individual groups of phospholipids and their content in soybean, sunflower and rapeseed lecithins was determined by thin-layer chromatography. As a result of the study of the group composition of phospholipids of vegetable lecithins, it was revealed that the highest content of groups of phospholipids with membrane-forming ability was noted in soy and sunflower lecithins. Thus, on the basis of the obtained data, it can be concluded that the study of the ability to form liposomal systems is advisable to conduct with soy and sunflower lecithins.
Ключевые слова: лецитины, фосфолипиды, показатели качества, состав жирных кислот, индивидуальные группы фосфолипидов.
Keywords', vegetable lecithins, phospholipids, quality indicators, composition of fatty acids, individual groups of phospholipids.
Известно, что растительные лецитины являются продуктами, получаемыми путем гидратации нерафинированных растительных масел, отделения образовавшейся фосфолипидной эмульсии от гидратированного масла и последующей сушки фосфолипидной эмульсии под вакуумом [1]. Следует отметить, что в процессе гидратации, помимо производства нового продукта - лецитина, снижается кислотное число нерафинированного масла, что позволяет снизить величину отходов в процессе нейтрализации, а также сократить расход щелочного реагента, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот. Однако, несмотря на указанные преимущества процесса гидратации, объемы выпуска отечественных лецитинов не удовлетворяют потребности предприятий пищевой промышленности в полной мере, что приводит к увеличению импорта лецитинов [2].
Кроме того, лецитины, вырабатываемые отечественными предприятиями, не всегда соответствуют требованиям ГОСТ 32052-2013[3] и уступают по показателям качества импортным аналогам.
В связи с этим, актуальным является расширение внедрения технологии производства лецитинов из растительных масел, а также совершенствование технологии с целью получения лецитинов высокого качества и различных модификаций для широкого применения в пищевых технологиях, в том числе и в качестве липо-сомальных форм пищевых добавок.
Следует отметить, что состав растительных лецитинов, наряду с физико-химическими показателями качества, также обусловливает их технологические и физиологически функциональные свойства, а, следовательно, и сферу применения - для медицинских и пищевых целей. Для получения липосомальных систем наиболее важно содержание в лецитине фосфатидилхолина, являющегося основной мем-бранообразующей фракцией различных клеток и тканей [4]. Таким образом, задачей исследования являлась оценка физико-химических показателей растительных лецитинов, произведенных отечественными предприятиями, а также исследование особенностей их химического состава с целью обоснования выбора лецитинов для получения липосомальных систем.
Для исследования способности растительных лецитинов образовывать липосо-мальные системы, на первом этапе необходимо было исследовать физико-химические показатели лецитинов, а также состав жирных кислот и индивидуальных групп фосфолипидов, содержащихся в лецитинах, обусловливающих их технологические и физиологически функциональные свойства.
В качестве объектов исследования были выбраны жидкие подсолнечные лецитины (Сорочинский МЭЗ), жидкие соевые лецитины (ООО «Центр Соя») и лецитины из рапсовых масел, выработанные в условиях филиала « Лабинский МЭЗ » ООО «МЭЗ Юг Руси».
В табл. 1 приведены физико-химические показатели исследуемых образцов лецитинов, а также требования, предъявляемые ГОСТ 32052-2013 [3] к указанным показателям.
Таблица 1
Физико-химические показатели качества растительных лецитинов
Наименование показателя Значение показателя для жидких лецитинов
требования ГОСТ 320522013 соевых подсолнечных рапсовых
Массовая доля веществ, нерастворимых в толуоле, % Не более 0,30 0,13 - 0,21 0,15-0,23 0,11-0,25
Массовая доля веществ, нерастворимых в ацетоне, % Не менее 60,0 61,0-63,0 61,0-63,0 61,0 -63,0
Массовая доля влаги и летучих веществ, % Не более 1,0 0,1 - 0,2 0,3 - 0,6 0,3-0,5
Кислотное число, мг КОН/г Не более 36,0 23,7 - 26,9 23,0-25,4 20,1 -21,3
Перекисное число, ммоль/ активного кислорода Не более 10,0 4,6 - 5,3 4,9 - 5,8 3,7-4,3
Из приведенных данных видно, что все исследуемые образцы лецитинов соответствуют требованиям ГОСТ 32052-2013 и характеризуются незначительными различиями определяемых показателей, что свидетельствует о их высоком качестве.
Ранее [5] нами было показано, что качественный состав жирных кислот фосфолипидов и масла, выделенных из одного и того же вида лецитинов идентичен, при этом содержание насыщенных жирных кислот в фосфолипидах значительно выше по сравнению с содержанием насыщенных жирных кислот в триацилглице-ринах масла, выделенного из соответствующего растительного лецитина. В связи с этим, представляет интерес проведение сравнительного анализа состава жирных кислот фосфолипидов, выделенных из различных видов растительных лецитинов.
Состав жирных кислот в выделенных из лецитинов фосфолипидах определяли методом газожидкостной хроматографии в соответствии с ГОСТ 31665-2012 и ГОСТ 30418-96 [6,7]. На рисунке представлены данные, характеризующие суммарное содержание насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот фосфолипидов, содержащихся в соевых, подсолнечных и рапсовых лецити-
Сумма жирных кислот,
% от общей суммы жирных кислот, содер-
- насыщенные жирные кислоты;
- мононенасыщен-
2
3
Рисунок. Суммарное содержание жирных кислот фосфолипидов, содержащихся в лецитинах: 1 - соевых; 2 - подсолнечных; 3 -рапсовых
Показано, что фосфолипиды, выделенные из соевых лецитинов, характеризуются наиболее высоким содержанием насыщенных жирных кислот по сравнению с фосфолипидами, выделенными из подсолнечных и рапсовых лецитинов (выше в 1,3 и 2,6 раза, соответственно). Причем, основная доля суммарного содержания насыщенных жирных кислот приходится на пальмитиновую кислоту (в фосфолипидах, выделенных из соевых лецитинов массовая доля Сшю составляет 32,15%, в фосфолипидах, выделенных из подсолнечных и рапсовых лецитинов -22,68%и 13,19%, соответственно).
Содержание мононенасыщенных жирных кислот в фосфолипидах из соевых и подсолнечных лецитинов практически одинаково. В фосфолипидах из рапсовых лецитинов содержание мононенасыщенных жирных кислот, основная доля из которых представлена олеиновой кислотой (98,9% от суммарного содержания мононенасыщенных жирных кислот) в 3,8 и 3,5 раза выше, чем в фосфолипидах, выделенных из соевых и подсолнечных лецитинов, соответственно.
Полиненасыщенные жирные кислоты в фосфолипидах, выделенных из лецитинов, представлены преимущественно линолевой кислотой, содержание которой в фосфолипидах, выделенных из подсолнечных лецитинов незначительно превышает содержание указанной кислоты в фосфолипидах, выделенных из соевых лецитинов. Содержание полиненасыщенных жирных кислот в рапсовых фосфолипидах почти в 2 раза ниже по сравнению с подсолнечными фосфолипидами.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что по составу жирных кислот наиболее близкими являются фосфолипиды, выделенные из соевых и подсолнечных лецитинов, а состав жирных кислот фосфолипидов, выделенных из рапсовых лецитинов, значительно отличается, что может обусловливать различия их структурных образований.
На следующем этапе исследования определяли состав индивидуальных групп фосфолипидов и их содержание в соевом, подсолнечном и рапсовом леди-тинах методом тонкослойной хроматографии. Качественную идентификацию полученных на хроматограмме пятен проводили по метчикам и специфическим тестам на индивидуальные группы фосфолипидов. Количественное определение индивидуальных групп фосфолипидов проводили методом сканирующей денсито-метрии с использованием программы оценки и расчета параметров хроматографии (табл. 2).
Таблица 2
Групповой состав фосфолипидов, содержащихся в растительных лецитинах
Наименование индивидуальной группы фосфолипидов Массовая доля индивидуальной группы фосфолипидов в лецитине, %
соевом подсолнечном рапсовом
Фосфатидилхолины 20,0 18,0 16,0
Фос фатидилэтан оламины 18,0 16,0 15,0
Фос фатидили нозитолы 9,0 14,0 10,0
Фосфатидилсерины 7,0 5,0 10,0
Фосфатидные кислоты 6,0 7,0 9,0
Фос фатидилглицерины 2,0 2,0 2,0
Из приведенных данных видно, что в исследуемых образцах лецитинов идентифицировано 6 групп фосфолипидов. Однако, следует отметить, что, несмотря на идентичный качественный состав фосфолипидов, в количественном соотношении некоторые индивидуальные группы фосфолипидов исследуемых образцов лецитинов отличаются значительно. Так, в соевом и подсолнечном лецитинах массовая доля фосфатидилхолинов, способных образовывать мембранные структуры такие, как липосомы, выше по сравнению с рапсовым. Кроме того, соевый лецитин отличается более высоким содержанием фосфатидилэтаноламина, который также входит в состав биологических мембран и обладает мембранооб-разующей способностью.
На основании проведенных исследований показателей качества и особенностей состава растительных лецитинов отечественного производства выявлено следующее:
- по показателям качества исследуемые образцы соевых, подсолнечных и рапсовых лецитинов соответствуют требованиям ГОСТ;
- в результате исследования жирно кислотно го состава фосфолипидов, выделенных из растительных лецитинов, выявлено, что наиболее близкими по составу жирных кислот являются фосфолипиды соевых и подсолнечных лецитинов;
- в результате исследования группового состава фосфолипидов растительных лецитинов выявлено, что наиболее высокое содержание групп фосфолипидов, обладающих мембранообразующей способностью, отмечено в соевых и подсолнечных лецитинах.
Таким образом, на основании полученных данных можно сделать заключение о том, что исследование способности образовывать липосомальные системы целесообразно проводить с соевыми и подсолнечными лецитинами.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, Администрации Краснодарского края по научному проекту №19-416-233024 р мол а и в рамках выполнения Госзадания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технология отрасли (Производство растительных масел): учебник / Л. А. Мхитарьянц, Е.П. Корнена, Е.В. Мартовшук, С.К. Мустафаев. - СПб.: ГИОРД, 2009.-352 с.
2. Лисовая Е.В., Викторова Е.П., Лисовой В.В. Анализ ассортимента лецитинов, представленных на российском рынке / / Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - 2019. - №2.-С.51-55.
3. ГОСТ 32052-2013. Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия. - Введ. 2014-01-01. - М.: Стандартинформ, 2013. - 28 с.
4. Шанская А.И., Пучкова С.М., Недачина Н.А., Хмылова Г.А. Исследование фракционного состава фосфолипидных компонентов липосомального препарата Липоферол с применением усовершенствованного метода тонкослойной хроматографии // MEDLINE.RU. Российский биомедицинский журнал. - Т. 15, №4. -2014.-С.718-730.
5. Корнен Н.Н., Лисовая Е.В., Викторова Е.П. Особенности состава жирных кислот фосфолипидов и масла, содержащихся в растительных лецитинах / / Мас-ложировая промышленность. - 2014. - №6. - С.28-30.
6. ГОСТ 31665 - 2012. Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот. - Введ. 2014-01-01. - М.: Стандартинформ, 2013. - 11 с.
7. ГОСТ 30418-96. Масла растительные. Метод определения жирнокислотно-го состава. - Введ. 1998 - 01-01. - - М.: Стандартинформ, 2001. - 7 с.
REFERENCES
1. Tekhnologiya otrasli (Proizvodstvo rastitel'nyh masel) [Technology industry (Production of vegetable oils)]: uchebnik, L.A. Mhitar'yanc, E.P. Kornena, E.V. Mar-tovshchuk, S.K. Mustafaev, SPb.: GIORD, 2009, 352 p. (Russian).
2. Lisovaya E.V., Viktorova E.P., Lisovoj V.V. Analiz assortimenta lecitinov, pred-stavlennyh na rossijskom rynke [Analysis of the range of lecithins on the Russian market], Tekhnologii pishchevoj i pererabatyvayushchej promyshlennosti APK -produkty zdorovogo pitaniya, 2019, No2, pp. 51-55 (Russian}.
3. GOST 32052-2013. Dobavki pishchevye. Lecitiny E322. Obshchie tekhniches-kie usloviya [Food additives. Lecithins E322. General specifications], Vved. 2014-0101, M.: Standartinform, 2013, 28 p. (Russian).
4. SHanskaya A.I., Puchkova S.M., Nedachina N.A., Hmylova G.A. Issledovanie frakcionnogo sostava fosfolipidnyh komponentov liposomal'nogo preparata Lipoferol s primeneniem usovershenstvovannogo metoda tonkoslojnoj hromatografii [The study of the fractional composition of the phospholipid components of the liposomal drug Lipoferum with the use of an improved method for thin layer chromatography], MEDLINE.RU. Rossijskij biomedicinskij zhurnal, T.15, No 4, 2014, pp.718 - 730 (Russian).
5. Kornen N.N., Lisovaya E.V., Viktorova E.P. Osobennosti sostava zhirnyh kislot fosfolipidov i masla, soderzhashchihsya v rastitel'nyh lecitinah [Features of the composition of fatty acids phospholipids and oils contained in vegetable lecithins], Maslozhirovaya promyshlennost', 2014, No 6, pp. 28-30 (Russian).
6. GOST 31665 - 2012. Masla rastitel'nye i zhiry zhivotnye. Poluchenie metilo-vyh efirov zhirnyh kislot [Vegetable oils and animal fats. Preparation of methyl esters of fatty acids], Vved. 2014-01-01, M.: Standartinform, 2013, 11 p. (Russian).
7. GOST 30418-96. Masla rastitel'nye. Metod opredeleniya zhirnokislotnogo sostava [Vegetable oils. Method for determination of fatty acid composition], Vved. 1998 - 01-01, M.: Standartinform, 2001, 7 p. (Russian).
