CC BY
53
вуют низкие температуры (порядка -5,5°С) на выходе из фризера.
В результате частичного отвердевания жировой фазы молочной смеси после фризерования происходит уменьшение количества оболочечного вещества на поверхности жировых шариков. Это приводит к дестабилизации эмульсии и нарушению структуры готовой продукции, что усиливается низкими температурами.
Установлено, что термоустойчивость образцов фризерованных молочных продуктов с повышением МД жира увеличивается и подчиняется тем же общим законам, что и ранее исследованные параметры.
Изменение нативных оболочек и гидрофобизация жировых шариков в процессе подготовки смеси к фри-зерованию приводят к возникновению структурных связей между ними, что подтверждено данными реологического анализа.
На основании полученных результатов разработаны новые технологии молочных продуктов с направленным регулированием состояния межфазных пленок пены с учетом поверхностно-активных свойств липидов молока.
Кафедра технологии молока и молочных продуктов
Поступила 28.02.05 г.
665.3.002.2
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФРАКЦИОНИРОВАННЫХ ФОСФОЛИПИДНЫХ ПРОДУКТОВ
С.А. ИЛЬИНОВА
Кубанский государственный технологический университет
Биологически активные добавки (БАД) к пище относят к одной из групп пищевых продуктов специального назначения. Применение их в питании рассматривается как наиболее быстрый, доступный и экономически выгодный путь коррекции рациона современного человека и профилактики алиментарных заболеваний [1].
Среди множества известных природных БАД наибольшее внимание уделяется фосфолипидам [2, 3].
Известная технология получения фосфолипидных БАД серии «Витол», предусматривающая предварительное обезжиривание ацетоном подсолнечных активированных фосфолипидов [4], вызывает потерю функциональных физиологически ценных ингредиентов, таких как токоферолы, каротиноиды и стеролы, которые экстрагируются ацетоном совместно с триа-цилглицеринами.
Возможность расширить ассортимент фосфоли-пидных БАД возникла благодаря разработанной высокоэффективной технологии фракционирования подсолнечных активированных фосфолипидов (ПАФ).
В качестве исходного сырья использовали ПАФ, полученные по специальной технологии с применением методов электромагнитной и химической активации и характеризующиеся высоким качеством и пищевой ценностью. Физико-химические показатели ПАФ следующие:
Цветное число, мг 12 5-8
Массовая доля, %:
влаги и летучих веществ 0,30-0,50
фосфолипидов 63,20-64,20
нейтральных липидов 35,50-36,80
продуктов окисления, нерастворимых в петролейном эфире 0,03-0,09
Перекисное число, ммоль у2 О/кг 0,75-2,90
Кислотное число масла, выделенного
из продукта, мг КОН/г 7,80-9,90
Массовая доля, мг %:
токоферолов 47,30-52,15
каротиноидов 0,03-0,05
стеролов 0,40-0,42
Пищевая ценность ПАФ обусловлена наличием в их составе таких групп фосфолипидов, как фосфати-дилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилсе-рины и фосфатидилинозитолы.
Для разделения фосфолипидного комплекса ПАФ на группы различной функциональной направленности эффективно использовать в качестве растворителя этиловый спирт. Его характерной особенностью как экстрагента для системы фосфолипиды - нейтральные липиды является селективность как по отношению к отдельным группам фосфолипидов, так и по отношению к нейтральным липидам.
Высокое содержание в ПАФ собственно фосфолипидов и, соответственно, низкое содержание нейтральных липидов обусловливает их высокую вязкость и технологические трудности, связанные с дозированием и введением в экстрагент. Кроме этого, высокая вязкость системы в целом снижает интенсивность массо-обмена в системе ПАФ - этиловый спирт.
Предварительные опыты показали, что добавление этилового спирта в количестве 15-30% к массе ПАФ более эффективно снижает вязкость, чем нагрев ПАФ до температуры 60°С.
Следует отметить, что увеличение количества этилового спирта более 30% к массе ПАФ приводит к расслоению системы на две фазы.
Для выявления механизма влияния этилового спирта на изменение реологических характеристик системы ПАФ - этиловый спирт - триацилглицерины использовали метод ядерно-магнитной релаксации [4].
Установлено, что процесс релаксации протонов липидов исследуемых систем вне зависимости от количества содержащегося в них этилового спирта является многокомпонентным, а огибающая сигналов спин-спинового эха представляет собой сумму четырех компонент (фаз).
Многокомпонентный характер огибающей сигналов спинового эха протонов ПАФ можно объяснить тем, что молекулы триацилглицеринов и фосфолипидов находятся в различном структурном состоянии: в виде индивидуальных молекул (компонента 1), в виде ассоциатов низких порядков (компонента 2), в виде более сложных ассоциатов (компонента 3), в виде мицелл (компонента 4).
На рисунке приведены диаграммы, характеризующие влияние этилового спирта на относительное содержание указанных компонент в системе ПАФ - этиловый спирт при 25°С (рисунок: 1,2,3,4 - компоненты соответственно).
С увеличением содержания этилового спирта в системе происходит частичное ослабление межмолеку-лярных связей, характерных для компонент 3 и 4, в результате чего увеличивается относительное содержание компоненты 2. В свою очередь, ослабление меж-молекулярных связей, характерных для ассоциатов, образующих компоненту 2, приводит к возрастанию содержания компоненты 1.
Максимального относительного содержания компоненты 1, состоящей из индивидуальных молекул триацилглицеринов и фосфолипидов, можно достичь при введении в ПАФ этилового спирта в количестве 30% к массе ПАФ.
Основными факторами, влияющими на эффективность фракционирования в системе ПАФ - этиловый спирт, являются: гидродинамические, температурные режимы; время фракционирования; соотношение
ПАФ : этиловый спирт и количество ступеней фракционирования.
Установлено, что гидродинамический режим, соответствующий значению 23000 Яе, позволяет существенно увеличить массообмен в системе ПАФ - этиловый спирт. При этом дальнейшее увеличение интенсивности перемешивания системы практически не оказывает влияния на эффективность процесса.
На следующем этапе выявили влияние температу -ры на эффективность фракционирования. Исследования проводили в диапазоне 20-70°С, при этом соотношение фаз ПАФ - этиловый спирт составляло 1 : 5. Установлено, что повышение температуры фракционирования до 70°С приводит к увеличению как степени извлечения спирторастворимой фракции, так и скорости процесса.
Для выяснения влияния температуры и времени фракционирования на селективность процесса изучали изменение группового состава спирторастворимой фракции. Установлено, что содержание фосфатидил-холинов в спирторастворимой фракции возрастает в течение первых 20 мин проведения процесса, после чего снижается за счет перехода в спирторастворимую фракцию других групп фосфолипидов.
С увеличением температуры фракционирования содержание в спирторастворимой фракции фосфати-дилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидили-нозитолов и нейтральных липидов повышается, а ди-фосфатидилглицеринов, фосфатидных и полифосфа-тидных кислот снижается. Это можно объяснить тем, что дифосфатидилглицерины и фосфатидные кислоты с возрастанием температуры участвуют в процессах ассоциации и мицеллообразования за счет более сильных межмолекулярных связей, на которые температура практически не оказывает дестабилизирующего воздействия.
Результаты исследования влияния температуры фракционирования на основные физико-химические показатели спирторастворимой и спиртонерастворимой фракций фосфолипидов представлены в таблице.
Повышение температуры фракционирования спо -собствует росту перекисных чисел, увеличению содержания продуктов окисления и меланофосфолипидов как в спирторастворимой, так и в спиртонерастворимой фракциях.
При этом сохранение исходных показателей каче -ства без существенных изменений для обеих фракций обеспечивается при температуре фракционирования не более 60°С.
Таблица
Температура фракционирования, °С Перекисное число, ммоль 12 О/кг Массовая доля продуктов окисления, нерастворимых в диэтиловом эфире, % Содержание меланофосфолипидов, мг/г
20 3,60/2,75 0,25/0,29 0,25/0,28
40 3,80/2,94 0,28/0,30 0,43/0,45
60 4,20/3,07 0,32/0,36 0,62/0,67
70 5,80/3,50 0,38/0,51 1,08/1,30
Примечание: числитель - спирторастворимая, знаменатель - спиртонерастворимая фракция.
На основании проведенных исследований определены технологические режимы проведения фракционирования в одну ступень: температура 50-60°С и время 20 мин.
При исследовании влияния соотношения ПАФ -этиловый спирт и числа ступеней процесса на эффективность фракционирования определяли режимы, обеспечивающие максимальную селективность процесса при минимальном расходе растворителя. Установлено, что общий выход спирторастворимой фракции увеличивается с возрастанием как числа ступеней фракционирования, так и соотношения ПАФ - этиловый спирт, при этом увеличение доли этилового спирта выше 1 : 6 приводит к незначительному росту выхода спирторастворимой фракции, что не оправдывает повышенных затрат растворителя.
С увеличением соотношения ПАФ - этиловый спирт возрастает степень перехода в спирторастворимую фракцию всех групп фосфолипидов за исключением нейтральных липидов. Массовая доля фосфати-дилхолинов в спирторастворимой фракции снижается с каждой последующей ступенью фракционирования, тогда как массовая доля остальных групп фосфолипидов в спирторастворимой фракции с увеличением числа ступеней фракционирования повышается.
Снижение удельного содержания фосфатидилхо-линов в спирторастворимой фракции с увеличением соотношения ПАФ - этиловый спирт более 1 : 6 обусловлено возрастанием степени извлечения фосфати-дилэтаноламинов, фосфатидилинозитолов, фосфатид-ных и полифосфатидных кислот.
Математическая обработка результатов экспериментов позволила определить эффективные режимы получения фракционированных фосфолипидных продуктов: соотношение ПАФ - этиловый спирт 1 : 6; количество ступеней фракционирования 3.
При указанных режимах выход фосфатидилхоли-нов в составе спирторастворимой фракции составляет 75,3% от их исходного содержания в ПАФ.
На основе результатов исследований разработаны технологические режимы получения фосфолипидных фракционированных продуктов:
1. Фракционирование ПАФ 1.1. Подготовка ПАФ к фракционированию:
температура, °С 25
количество этилового спирта, предварительно вводимого в ПАФ, % к массе ПАФ 1.2. Фракционирование: температура, °С
соотношение ПАФ : этиловый спирт количество ступеней фракционирования
30
50-60 1 : 6 3
время фракционирования на каждой ступени, мин 20
2. Удаление этилового спирта
из спирторастворимой фракции:
температура, °С 50-60
остаточное давление, МПа 0,005
3. Удаление этилового спирта
из спиртонерастворимой фракции:
температура, °С 50-60
остаточное давление, МПа 0,005
ЛИТЕРАТУРА
1. Позняковский В.М., Австриевских А.Н., Веков-цев А.А. Пищевые и биологически активные добавки. - 2-е изд., испр. и доп. - М.; Кемерово: Российские ун-ты, 2005. - 275 с.
2. Биологически активные добавки в питании человека /
В. А. Тутельян, Б.П. Суханов, А.Н. Австриевских и др. - Томск, 1999.
3. Федорова Е.Б. Будущее лецитинов в пищевой промыш -ленности // Масложировая пром-сть. - 1999. - № 2. - С. 49-50.
4. Бутина Е.А. Научно-практическое обоснование технологии и оценка потребительских свойств фосфолипидных биологи -чески активных добавок: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - Красно -дар, 2003. - 53 с.
Кафедра технологии жиров, косметики и экспертизы товаров
Поступила 26.07.06 г.
664.8/.9.034:66.061.354
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРАКТОВ ДЛЯ БЕЗДЫМНОГО КОПЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
С.В. ЗОЛОТОКОПОВА, Т.В. АВДЕЕВА
Астраханский государственный технический университет Кубанский государственный технологический университет
Традиционное копчение дымом характеризуется тем, что около 90% аэрозольной смеси попадает в атмосферу, загрязняя ее. Полученный продукт, прошедший термическую обработку с использованием дымовоздушной смеси, не всегда является экологически безопасным [1].
Один из наиболее перспективных способов получения продуктов со вкусом и ароматом копчения, отве-
чающих показателям безопасности, - бездымное копчение, позволяющее получить экологически чистый готовый продукт с высокими потребительскими свойствами.
Широкое применение в промышленности техноло -гии бездымного копчения обусловливает значительный экономический эффект, который увеличивается за счет использования для приготовления коптильных препаратов отходов древесины или побочных продуктов традиционной термической обработки.
Преимуществом бездымного копчения перед традиционным является повышение физиологической
