Совершенствование технологии гидратации соевых масел с получением лецитинов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.06, кандидат наук Дубровская, Ирина Александровна

• Дубровская, Ирина Александровна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Дубровская, Ирина Александровна

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Характеристика и функциональные свойства фосфолипидов

1.2 Характеристика семян сои современных сортов

1.3 Анализ современного рынка растительных лецитинов

1.4 Способы гидратации соевых масел

1.5 Способы получения модифицированных лецитинов, обладающих направленными технологически функциональными свойствами

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методы исследования показателей качества соевого масла

2.2 Методы исследования показателей качества лецитинов

2.3 Методы исследования показателей безопасности

соевого масла и лецитина

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Характеристика объектов исследования

3.2 Исследование состава фосфолипидного комплекса соевых масел, полученных из семян современной селекции

3.3 Исследование процесса комплексообразования

3.3.1 Расчет необходимого количества металлов для образования комплексных соединений с гидратируемыми фосфолипидами

3.3.2 Оценка эффективности образования комплексов фосфолипидов с

металлами

3.3.3 Экспериментальное определение количества комплексообразующих

реагентов

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ГИДРАТАЦИИ

4.1 Разработка технологических режимов водной гидратации

4.2 Разработка технологических режимов выведения из масла комплексных соединений фосфолипидов с металлами

4.3 Определение технологических режимов кислотной гидратации

5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ

ФРАКЦИОНИРОВАННЫХ ЛЕЦИТИНОВ

6 ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ ПРОДУКТОВ

6.1 Оценка органолептических, физико-химических показателей и показателей

безопасности гидратированпого соевого масла

6.2 Оценка органолептических, физико-химических показателей и показателей

безопасности полученных фракционированных лецитинов

6.3 Исследование технологически функциональных свойств полученных лецитинов

7 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ

ТЕХНОЛОГИИ

7.1 Расчет основных технико-экономических показателей

производства продукции

7.2 Расчет среднегодовой экономической эффективности от реализации разработанной технологии

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии гидратации соевых масел с получением лецитинов»

ВВЕДЕНИЕ

Доктрина продовольственной безопасности РФ на период до 2020 года предусматривает развитие фундаментальных и прикладных научных исследований, а также внедрение инновационных технологий комплексной глубокой переработки продовольственного сырья с получением пищевых продуктов общего, специализированного и функционального назначения.

В масложировой отрасли указанный подход наиболее полно реализован при переработке семян сои, являющейся исходным сырьем для получения растительного масла, белка и лецитина.

Следует отметить, что соевые белки и лецитины превалируют среди других аналогов растительного происхождения. Несмотря на это, многие производители отказываются от использования соевых белков и лецитинов в производстве продуктов функционального и специализированного назначения, так как около 80% сои является генномодифицированной.

В настоящее время Россия остается одной из немногих стран, культивирующих сорта сои, не подергавшиеся генетической модификации. Однако, большинство технологий, используемых отечественными производителями, не соответствует критериям глубокой переработки, что, прежде всего, касается низкой эффективности технологий гидратации соевых масел, не обеспечивающих получения конкурентоспособных лецитинов.

В качестве пищевой добавки лецитины широко используются в производстве различных пищевых продуктов. Вместе с тем, развитие современных пищевых технологий обусловливает возрастание потребности в лецитинах, обладающих направленными технологически функциональными свойствами. Решение задачи путем получения фракционированных лецитинов предполагает организацию отдельного производства, требующего использования

дорогостоящих оборудования и расходных материалов, в том числе пожаро- и взрывоопасных растворителей.

Таким образом, совершенствование технологии гидратации соевых масел с получением конкурентоспособных лецитинов, обладающих направленными технологически функциональными свойствами, является актуальным.

Учитывая изложенное, целыо работы является совершенствование технологии гидратации соевых масел с получением лецитинов, обладающих направленными технологически функциональными свойствами.

Основные задачи исследования:

- анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме исследований;

- выбор и обоснование объектов исследования;

- исследование особенностей химического и группового состава фосфолипидного комплекса масел, полученных из семян сои современных сортов;

- теоретическое и экспериментальное обоснование способа гидратации соевых масел с получением фракционированных лецитинов, обладающих технологически функциональными свойствами;

- теоретическое и экспериментальное обоснование способа получения гидратируемых фосфолипидов с повышенным содержанием фосфатидилхолинов;

- разработка методов оценки эффективности образования комплексных соединений фосфолипидов с металлами;

- теоретическое и экспериментальное обоснование способа выведения из масла комплексных соединений фосфолипидов с металлами;

- разработка структурной и технологической схемы гидратации масел с получением фракционированных лецитинов;

- изучение показателей качества и безопасности полученных продуктов;

- оценка экономической эффективности разработанной технологии.

Научная новизна работы заключается в следующем. Установлено, что нерафинированные масла, полученные из семян сои современных сортов, являются перспективным сырьем для получения конкурентоспособных лецитинов, обладающих направленным эмульгирующим действием.

Впервые выявлена зависимость критической концентрации воды в системе «триацилглицерины (ТАГ) - фосфолипиды - вода» от массовой доли фосфолипидов в системе и температуры.

Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что при добавлении растворов хлоридов Са и к нерафинированному соевому маслу происходит образование устойчивых комплексных соединений фосфолипидов с металлами, что приводит к снижению их гидратируемости, при этом фосфатидилхолины не участвуют в реакциях комплексообразовапия.

Показано, что при образовании комплексов фосфолипидов с металлами происходит смещение динамического равновесия в сторону снижения порядка ассоциатов фосфолипидов при увеличении их количества, что обусловливает увеличение электропроводности системы.

Выявлено, что при введении воды в нерафинированное соевое масло, предварительно обработанное растворами хлоридов Са и М§, происходит преимущественная гидратация фосфатидилхолинов, при этом их удельной содержание в гидратируемой фракции достигает 50%.

Показано, что введение концентрированного раствора лимонной кислоты в г идратированное соевое масло, предварительно обработанное растворами хлоридов Са и приводит к разрушению ранее образованных комплексов фосфолипидов с металлами и увеличению их гидратируемости.

Практическая значимость. На основе выполненных исследований разработана технология гидратации соевого масла с получением фракционированных лецитинов, обладающих направленными технологически функциональными свойствами. Разработаны ТУ и ТИ па производство

фракционированных лецитинов ФХ-50 и ФЭА-30 и на производство гидратированного масла.

Разработанная технология получения фракционированных лецитинов принята к внедрению на ООО «Центр Соя» в III квартале 2014 года

Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составит более 24 млн. рублей при переработке 82500 тонн соевого масла в год.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1Л Характеристика и функциональные свойства фосфолипидов

Лецитин (пищевая добавка Е322) - это натуральный продукт, получаемый при переработке масел сои, подсолнечника, рапса. Лецитин содержит смесь фракций фосфолипидов - жироподобиых веществ, в молекуле которых содержится остаток фосфорной кислоты: фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилинозитол, фосфатидные кислоты. Молекулы фосфолипидов имеют уникальное строение, благодаря чему лецитин обладает поверхностно-активными и биологически активными свойствами, является природным эмульгатором. Молекулы фосфолипидов отличаются наличием гидрофильных и гидрофобных участков, что характеризует их отношение к воде. Гидрофильная часть обеспечивает распределение в воде, гидрофобная - в неполярных растворителях (жире). Строение молекулы фосфолипидов представлено на рисунке 1.1 [1].

Фосфолипиды относятся к одной из наиболее ценных групп полярных липидов, сопутствующих триацилглицеринам [1].

Фосфолипиды, в зависимости от концентрации, образуют сферические мицеллы - при низких концентрациях, при увеличении концентрации образуются цилиндрические, а затем, при дальнейшем увеличении концентрации, образуются ламеллярные структуры [1].

Существует множество различных систем классификаций фосфолигшдных продуктов, однако, одним из наиболее общих классификационных признаков является соотношение в продукте фосфолипидов и триацилглицеринов. По этому признаку все фосфолипидные продукты можно разделить на жидкие и порошкообразные [1].

гидрофильная часть

гидрофобная часть

Рисунок 1.1 - Строение молекулы фосфолипидов

Следует отметить, что различия между ними заключаются не только и не столько в консистенции, сколько в специфике проявления технологических свойств, что и определяет их преимущественное использование при производстве отдельных видов пищевых продуктов.

Согласно ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия» [2] лецитины подразделяют на:

- лецитин Е322 (1) - смесь веществ, нерастворимых в ацетоне (в основном фракций фосфатидилхолинов, фосфатидилэганоламинов, фосфатидилинозитов, фосфатидных кислот) с сопутствующими веществами (гликолипидами, углеводами, триацилглицсрипами, свободными жирными кислотами и др.), полученная из животных или растительных источников. Лецитин Е322 (1) может содержать фосфолипидные фракции и комбинированные с ними вещества в различных пропорциях и комбинациях и выпускается в виде: лецитина жидкого стандартного, лецитина обезжиренного, лецитина фракционированного;

- частично гидролизованный лецитин Е322 (и) - лецитин, полученный ферментативным гидролизом фосфолипидов, с высоким содержанием лизофосфолипидов и выпускается в виде лецитина гидролизованного и лецитина обезжиренного гидролизованного.

Лецитин жидкий стандартный - пищевая добавка, представляющая собой гомогенную текучую жидкость от светло-коричневого цвета, содержащая не менее 60% вещества, нерастворимых в ацетоне, и около 40% триацилглицеринов, свободных жирных кислот и других сопутствующих веществ.

Лецитин жидкий гидролизованный - пищевая добавка, представляющая собой гомогенную текучую жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета, полученная в результате ферментативного гидролиза фосфолипидов, содержащая не менее 56% веществ, нерастворимых в ацетоне, с повышенным содержанием лизофосфолипидов и около 44% триацилглицеринов, свободных жирных кислот и других сопутствующих веществ.

Лецитин фракционированный - пищевая добавка, представляющая собой вязкую жидкость или воскообразную массу, или порошок, или гранулы от светло-

желтого до темно-коричневого цвета, содержащая заданный набор фракций веществ, нерастворимых в ацетоне.

Лецитин обезжиренный - пищевая добавка, представляющая собой порошок или гранулы от светло-желтого до темно-коричневого цвета, содержащая не менее 95% веществ, и остатки триацилглицеринов, свободных жирных кислот и других сопутствующих веществ.

По групповому составу фосфолипиды подразделяются на фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилсерины,

фосфатидилинозитолы, фосфатидилглицерины, фосфатидные и полифосфатидные кислоты и др.

По отношению к воде фосфолипиды растительных масел условно подразделяют на гидратируемые, которые выводятся из масла при гидратации водой, и, так называемые, негидратируемыс, остающиеся в масле после осуществления процесса водной гидратации. В ряде работ показано [1,3], что к гидратируемым фосфолипидам относятся в основном фосфатидилхолины, фосфатидилсерины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилинозитолы, а в составе негидратируемых фосфолипидов присутствуют фосфатидные и полифосфатидные кислоты, фосфатидилсерины, фосфатидилинозитолы, дифосфатидилглицерины, фосфатидилэтаноламины.

Гидратируемые и негидратируемые формы фосфолипидов отличаются не только групповым, но и химическим составом. Так, известно, что негидратируемые фосфолипиды в своем составе содержат металлов в 2-4 раза больше, чем гидратируемые фосфолипиды, что свидетельствует о высокой способности негидратируемых фосфолипидов образовывать комплексные соединения с металлами [3].

Жирнокислотный состав негидратируемых фосфолипидов отличается от гидратируемых высоким содержанием насыщенных кислот. Это свидетельствует о высоком содержании ионов поливалентных металлов в негидратируемых фосфолипидах, так как рядом работ показано, что уменьшение содержания ненасыщенных кислот в молекулах фосфолипидов приводит к

активному взаимодействию фосфолипидов с ионами металлов [1]. По степени ненасыщенности свободных жирных кислот, входящих в состав фосфолипидов, они располагаются следующим образом: фосфатидилсерины, фосфатидилинозитолы, фосфатидные кислоты, полифосфатидные кислоты, фосфатидилэтаноламины [1].

Известно, что фосфатидилинозитолы, фосфатидилсерины и фосфатидные кислоты способны образовывать комплексные соединения с металлами, в виду выраженных кислотных свойств [3]. Известна избирательность индивидуальных групп негидратируемых фосфолипидов к образованию комплексных соединений с металлами. Так, фосфатидилэтаноламины взаимодействуют только с одновалентными металлами, фосфатидилсерины - образуют комплексы только с двух и трехвалентными металлами, а фосфатидилинозитолы, фосфатидные и полифосфатидные кислоты - с одно-, двух- и трехвалентными металлами [3].

Для того, чтобы объяснить стабильность того или иного комплексного соединения необходимо знать его пространственную структуру. Одним из методов, определяющих геометрическое строение молекулы является метод молекулярной механики. С помощью этого метода в работе [1] проведено моделирование лигандного скелета комплексов и определена их структура. Структуры комплексов представлены на рисунках 1.2 и 1.3 [1].

Строение комплексных ионов показывает, что ионы металлов находятся на поверхности комплексов и в случае применения гидратирующего агента, содержащего более сильный лиганд, чем вода, они могут быть разрушены.

Показано [3], что фосфатидные кислоты могут образовывать соединения со стеролами и алифатическими спиртами.

В определенных благоприятных условиях фосфолипиды могут взаимодействовать с белками. Это взаимодействие объясняет их функцию, которую фосфолипиды выполняют в биомембранах. На кинетику и прочность связывания фосфолипидов с белками влияет различная степень насыщенности жирных кислот и структура молекул фосфолипидов. Установлена активность взаимодействия различных групп фосфолипидов с белками (по возрастанию):

а)

Рисунок 1.2 - Структура комплексных соединений фосфатидилинозитолов с ионами кальция: а) моноформа; б) стериоформа

б)

Рисунок 1.3 - Структура комплексных соединений фосфатидных кислот с ионами магния: а) моноформа; б) стериоформа

фосфатидные кислоты, фосфатидилинозитолы, фосфатидилсерины, фосфатидилхолины [3].

Приведенные данные показывают, что основные свойства фосфолипидов зависят прежде всего от химической структуры молекул, которая определяет такие свойства фосфолипидов как поляризуемость и полярность. Под полярностью понимают стационарное смещение электронов отдельных атомов или молекул, приводящее к появлению электрического дипольного момента. Наличие дипольного момента обусловлено смещением электронного облака в сторону более электроотрицательных азота, фосфора, кислорода. Поляризуемость отражает изменение распределения электронной плотности в пространстве между ядрами атомов под воздействием электрического поля окружающих ионов или молекул. Полярность молекул определяется строением фосфолипидов, электроотрицательностыо атомов, видом связей; поляризуемость зависит как от внутренних, так и внешних факторов.

Основными физиологически и технологически функциональными группами фосфолипидов являются фосфатидилхолины и

фосфатидилэтаноламины.

Уникальные поверхностно-активные свойства фосфатидилхолипов, делающие их одним из основных компонентов всех клеточных мембран, позволяют при приеме препаратов, содержащих фосфатидилхолины, восстановить разрушенные участки мембран и таким образом предотвратить развитие структурных патологий клеток. Результатом может быть повышение осмотической резистентности клеток, в том числе и эритроцитов, что является своеобразным признаком "омоложения" клеток [6]. Клеточные стенки делаются при этом более упругими и эластичными, что характерно для молодых клеток. Подобное омоложение под действием экзогенного фосфатидилхолина подтверждается и на уровне ферментативных реакций. Так, при этом наблюдается как бы обратное, омолаживающее, восстановление концентрации одного из

ферментов, играющих главную роль во внутриклеточном транспорте энергии от митохондрий до миофибрилл [7-8].

Холин, образующийся из фосфатидилхолина в результате ферментативной реакции, является сильнейшим липотропным природным фактором. Он участвует в метаболизме как триацилглицеринов, так и фосфолипидов, предотвращая жировую инфильтрацию тканей. Холин необходим для нормального функционирования организма , благодаря чему он широко распространен во всех тканях. Особенно высоко его содержание в мозге, печени, почках и мышце сердца.

Образующийся из фосфатидилхолина холин способен влиять на синтез и высвобождение нейротрансмиттера - вещества, передающего нервное возбуждение - ацетилхолина [9]. Ацетилхолин осуществляет передачу нервных импульсов, в том числе в нервно-мышечных синапсах скелетных мышц, обеспечивая повышение их тонуса и сократительной активности [29]. Появление в плазме крови выделенного из фосфатидилхолина холииа увеличивает содержание ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах, что, несомненно, повышает силу сокращения скелетных мышц, особенно при дефиците пативного холина [9].

Установлено, что существует несколько возможных биохимических механизмов воздействия препаратами, содержащими фосфатидилхолин, на клетки организма:

- удаление избыточного холестерина из клеточных мембран;

- обмен с более "тугоплавкими" мембранными липидами;

- замена поврежденных, например, окисленных лииидов;

- восстановление механических повреждений мембран клеток;

- вытеснение из мембран токсических веществ;

- участие в транспортировке по руслу крови жиров, холестерина и жирорастворимых витаминов;

- участие в качестве готовых "строительных блоков" мембран, делящихся и растущих клеток;

- как антиоксидант;

- как источник биологически активных веществ (фосфора, холина, полиненасыщенных жирных кислот), участвующих в механизме липидного и углеводного обмена [12].

Фосфатидилэтаноламипы встречаются во всех живых клетках и составляют 25% всех фосфолииидов. В физиологии человека они обнаружены, в частности, в нервной ткани, головном и спинном мозге, где составляют до 45% всех фосфолипидов.

Хотя фосфатидилэтаноламипы иногда отождествляют с фосфатидилхолинами в биологических системах, существуют значительные различия в химических и физических свойствах этих липидов, а также они имеют различные функции в биохимических процессах.

В отличие от фосфатидилхолипов основная роль фосфатидилэтаноламинов заключается в диссипации высокой отрицательной плотности заряда анионных фосфолипидов в бактериальных мембранах.

В организме человека фосфатидилэтаноламины играют важную роль в обеспечении секреции липопротеинов в печени, а также в процессе свертывания крови [4].

Наибольшее внимание в настоящее время уделяется использованию фосфолипидов в различных водно-жировых эмульсиях и продуктов на их основе. Такое направление объясняется высокой потребностью в качественных жирах и необходимостью создания рецептур жировых продуктов функционального и специализированного назначения. Наиболее ценным свойством таких рецептур является возможность получать продукты максимально соответствующие физиологическим потребностям организма [13].

Как эмульгаторы, фосфолипиды используются при производстве майонезов, маргаринов, хлебобулочных и кондитерских изделий и др. [14].

Таким образом, химический состав и структура фосфолипидов, выделенных из семян сои, обусловливает их высокие физиологически и технологически функциональные свойства, что позволяет позиционировать их как ценное сырье для производства биологически активных добавок и пищевых добавок, а также продуктов питания общего, специализированного и функционального назначения.

1.2 Характеристика семян сои современных сортов

Появившись около 5000 лет назад в Китае, соя в XIX - XX веках распространилась на всех континентах земного шара. До середины прошлого столетия основной объем производства сои приходился па долю Китая, а к концу столетия стабильными лидерами стали США, Бразилия и Аргентина (рисунок 1.4).

В настоящее время соя является безусловным лидером среди всех масличных культур. На ее долю в общем объеме масличного сырья приходится свыше 50% [15].

В России сою стали возделывать в конце XIX века. Однако, несмотря па наличие в нашей стране благоприятных для ее выращивания почвенно-климатических условий, посевы сои остаются незначительными.

Основные посевы семян сои сосредоточены на Дальнем Востоке. Но в последние годы ее стали выращивать в Центральном Черноземье и па Северном Кавказе, в том числе в Краснодарском крае, где почвенпо-климатические условия для нее даже более благоприятны, чем в Приамурье.

Соя принадлежит к числу исключительно ценных культур. В семенах сои содержатся полноценные белки, высококачественное растительное масло, разнообразные углеводы, витамины, минеральные вещества, а также специфические биологически активные компоненты: фосфолипиды, изофлавоны, сапонины и др [16].

5,47%

18.80° о

1,05%

48.70%

Рисунок 1.4 - Основные производи ! ели семян сои:

-США; Ш8 - Бразилия; ШЗ-Китай; ЕЗ -Аргентина; □-Россия;

Г 1 - прочие

Соевое масло характеризуется высокой биологической эффективностью, которая определяется составом входящих в него жирных кислот, и прежде всего, содержанием полиненасыщенных жирных кислот (Г1НЖК). Наибольшая доля ПНЖК приходится на линолевую кислоту (47,1 - 52,2 %), далее идет линоленовая кислота (7,6 - 12,7 %). Содержание олеиновой кислоты в соевом масле составляет 22,1 -27,0% [16].

Ценность соевого масла повышают содержащиеся в нем биологически активные вещества: фосфолипиды, токоферолы и стеролы.

По содержанию фосфолипидов соевое масло превосходит все растительные масла. Их количество в масле, выделенном из семян сои современных сортов, колеблется от 1,2 до 2,5 %. Групповой состав фосфолипидов соевого масла близок к составу фосфолипидов подсолнечного масла, но выгодно отличается повышенным содержанием фосфатидилхолина.

На масложировых предприятиях России из соевого масла получают стандартный жидкий лецитин, который находит широкое применение во многих отраслях промышленности: пищевой, фармацевтической и др., а также в сельском хозяйстве для приготовления комбикормов.

Для соевого масла характерно высокое содержание токоферолов (90-212 мг %) [17]. По этому показателю соевое масло также превосходит все другие масла. Основная доля (около 75 %) токоферолов, содержащихся в соевом масле, приходится па у и 8-токоферолы, которые характеризуются высокими антиоксидантными свойствами. Это обусловливает повышенную стойкость соевых масел при хранении. Содержание стеролов в соевых маслах колеблется в пределах 0,18 -0,50 %, каротиноидов - 1,6-3,9 мг % [18].

Содержание белковых веществ в семенах сои в зависимости от сортовых особенностей и условий выращивания (в основном, от уровня обеспеченности растений азотом) колеблется в пределах от 28 до 50 % [18]. Это одна из самых богатых белком культур. Она превосходит все другие масличные культуры и по

содержанию водорастворимых белков, как наиболее ценной белковой фракции [18].

Содержание водорастворимых белков в семенах сои составляет 70-80 % от их суммы (для примера в подсолнечнике их 4 - 11 %, рапсе - 43 %). Кроме того, в ней присутствуют солерастворимые (5-10 %) и щелочерастворимые (7-11 %) фракции белков [18].

Уникальна по своему макро- и микроэлемептпому составу зольная составная часть соевых семян. В ней содержатся следующие макроэлементы: калий (1,6 %), фосфор (0,60 %), кальций (0,35 %), магний (0,23 %) и др. [18].

Из микроэлементов наиболее широко представлены сера (0,21 %), кремний (0,18 %), хлор (0,06 %), железо (0,009 %), марганец (0,0028 %), алюминий (0,0007 %)идр. [18]

В соевых семенах содержатся как жиро-, гак и водорастворимые витамины. Из жирорастворимых витаминов наиболее широко представлены витамины: А, Е и ß-каротин, из водорастворимых - витамины группы В, РР, фолиевая кислота и др. Соя превосходит масличные культуры по содержанию витаминов Е, В], В2, В6, биотипа и фолиевой кислоты, что подтверждает ее большую значимость в оздоровительном питании человека [18-19].

Ценность семян сои, как пищевой и кормовой культуры, снижают содержащиеся в ней антипитательные вещества и, прежде всего, ингибиторы протеолитических ферментов, лектины, сапонины, фитиновая кислота. Некоторые из антипитательных веществ, по-видимому, играют большую роль в защите растений от неблагоприятных факторов, включая воздействие насекомых, вирусов, бактерий и т.п [19].

В последние годы на мировом рынке и рынке России появилась генно-модифицированная соя.

Трансгенные растения - это растения, генетическая программа которых изменена благодаря применению генной инженерии. Как правило, эти растения

устойчивы к гербицидам, насекомым, болезням. Трансгенная соя устойчива к гербицидам и, прежде всего, к глифосату (Раундап). Пищевая и экологическая безопасность генно-модифицированной сои, как и других генно-модифицированных продуктов, вызывает сомнение у многих потребителей [20].

Следует отметить, что реакция на продукты из генетически модифицированных источников пищи различна в Америке и Европе. Потребители США и Канады выражают в основном позитивное отношение к генной инженерии. 62 % американцев готовы купить генетически модифицированный продукт, обладающий большей свежестью или улучшенным вкусом. На этот же шаг готовы пойти только 22 % европейцев [21,22].

Имеется информация, что медико-генетическая оценка генно-модифицированных семян сои, проведенная РАН и институтом питания РАМН, а также изучение ее аллергического, иммуномоделирующего, мутагенного действия и влияния на функцию воспроизводства показали безопасность для организма человека и животных как самих семян, так и получаемых из них продуктов. Однако, в нашей стране отношение к генномодифицированным продуктам неоднозначное: одни потребители считают их абсолютно безопасными для организма, другие - относятся к ним с крайней осторожностью, стараются не использовать в питании [21].

Заключение диссертации по теме «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов», Дубровская, Ирина Александровна

106 выводы

На основании проведенных исследований разработана усовершенствованная технология гидратации соевых масел с получением лецитинов.

1. Показано, что нерафинированные масла, полученные из семян сои современных сортов, характеризуются высоким содержанием фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаполаминов, что позволяет использовать их в качестве сырья для производства фракционированных лецитинов, обладающих направленными эмульгирующими свойствами.

2. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено методом ИК-спектроскопии, что добавление водных растворов хлоридов Са и к нерафинированному соевому маслу приводит к образованию устойчивых комплексов фосфолипидов с металлами, что обусловливает снижение их гидратируемости на 30-35%, при этом фосфатидилхолины не участвуют в реакциях комплексообразования.

3. Установлена зависимость критической концентрации воды в системе «ТАГ-фосфолипиды-вода», при превышении которой нарушается ее гомогенность, от массовой доли фосфолипидов в системе и температуры.

4. Экспериментально установлено, что при образовании комплексов фосфолипидов с металлами происходит смещение динамического равновесия в сторону снижения порядка ассоциатов фосфолипидов, что приводит к уменьшению их размера с 2-3 им до 0,5-1,3 нм.

5. Для экспресс оценки эффективности образования комплексов фосфолипидов с металлами предложена методика, основанная на определении электропроводности системы.

6. Выявлено, что при введении воды в нерафинированное соевое масло, обработанное растворами СаСЬ и М§С12, происходит преимущественная

гидратация фосфатидилхолинов, при этом их массовая доля в групповом составе фосфолипидов достигает 50%.

7. Показано, что обработка частично гидратированного соевого масла, предварительно обработанного растворами хлоридов Са и 50%-ным раствором лимонной кислоты приводит к разрушению ранее образованных комплексов фосфолипидов с металлами и к увеличению гидратируемости фосфолипидов.

8. Разработана усовершенствованная технология получения фракционированных лецитинов с направленными технологически-функциональными свойствами (ФХ-50 и ФЭА-30) которая включает следующие этапы: смешивание масла с растворами хлоридов кальция и магния с целыо образование устойчивых комплексов фосфолипидов с металлами; водную гидратацию с получением фракционированного лецитина ФХ-50 и кислотную гидратацию с получением гидратированного масла и фракционированного лецитина ФЭА-30.

9. Показано, что полученные гю разработанной технологии фракционированные лецитины по показателям качества и безопасности соответствуют требованиям ГОСТ Р 53970-2010 и ТР ТС 029/2012.

10. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составит более 24 млн. рублей при производстве 1300 тонн в год фракционированного лецитина с высоким содержанием фосфатидилхолинов (ФХ-50) и 1500 тонн в год фракционированного лецитина с высоким содержанием фосфатидилэтаноламинов (ФЭА-30).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дубровская, Ирина Александровна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧЫИКОВ

1. Боковикова Т.Н. Химический состав, структура и свойства фосфолипидов семян подсолнечника современных типов и разработка технологии их выведения методом химической поляризации /Диссертация...д-ра. техи. паук: Краснодар, 2000.-248 с.

2. ГОСТ Р 53970-2010 Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия.-Москва, Стандартинформ, 2011 .-28с.

3. Арутюнян Н.С., Корнена Е.П. Фосфолигшды растительных масел. -М.: Агропромиздат, 1986,256с.

4. Vance, DE and Vance, JE Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes, 2008.

5. Бутина E.A. Научно-практическое обоснование технологии и оценка потребительских свойств фосфолипидных биологически активных добавок. Диссертация докт. техн. наук: 05.18.06 и 05.18.15 - Краснодар, 2003, 249 с.+Прил. 37 с.

6. A novenyolajipar fejlodesenek ujabb iranyal / Peredi Jezsef// Elelmiszerfiz. Kozl./KEE, 1995.-№ 1-2, c. 81-93.

7. Lecithin: considerthe possibilities / T. Krawczyk.- JAOCS.-N. 7: 11.-1996.

8. Lecithin. Development and applications / Mcinhold Nancy M.// Food Process. (USA).- 1991.- 52, N 5.- C. 130-132, 134

9. Composition and qulity attribures of reduced-fat cheese as affected by lecithin type / Drake M.A., Chen X.Q., Gerard P.D., ets. // J. Food Sci, 1998,- 63,- №6, c. 10181023.

10 Von H. Liebing и J. Lau О процессе получения фракций лецитина // Eisenbaun Fassen GmbH. Essen, 2004

11. Кобзарь M.B. Технология получения высококонцентрированпых фосфолипидов подсолнечного масла: Автореф. Дне. . . . канд. техн. наук. -Харьков, 2005. - 23 с.

12. W. van Nieuwenhuyzen, M.C. Tomas, Update of Vegetable Lecithin and Phospholipid Technologies, EJLST. 110, 472-486, 2008.

13. Нечаев А.П. Пищевые продукты XXI века // Масла и жиры, 2011.-№1, с.4-7

14. Сообщение компании Abercade «Рынок эмульгаторов для пищевой промышленности в 2008-2011 годах».

15. Положение на мировом рынке масличных семян // Масла и жиры, 2008.- №8, с.26-27.

16. Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов: учебник для ВУЗов / М.С. Касторных, В.А. Кузьмина, 10.С. Пучкова и др. / Под ред. М.С. Касторных. М.: Академия, 2003, 288 с.

17. Кучеренко Л.А., Ефименко С.Г., Пстибская B.C., Прудникова Т.Н.. Токоферолы семян сои // Известия вузов. Пищевая технология, 2008.-№2-3, с. 24-26.

18. Технология отрасли (Производство растительных масел): учебник / Л.А. Мхитарьянц, Е.П. Корнена, Е.В. Мартовщук, С.К. Мустафаев. Под общей ред. Е.П. Корненой - СПб.: ГИОРД, 2009, 352с.

19. Нечаев А.П. Растительные масла функционального назначения/ А.П. Нечаев, A.A. Кочеткова// Масложировая промышленность, 2005.-№3, с.20-21.

20. Дорохов Д.Б. Традиционная и биотехиологическая соя — использование в пищевой промышленности // Масла и жиры, 2009.-№8-9, с.24-27.

21.Жеруков Б.Х., Токбаев М.М. Производство соевых бобов и продуктов их переработки // Пищевая промышленность, 2007.-№2, с.60-61.

22. Группа компаний «Техномол». Соя-культура благосостояния // Пищевая промышленность, 2006.-№10, с.70-72.

23. Соколовский С. Рынок сои РФ: тенденции и перспективы развития // II Международная конференция «Рынок сои и соевых шротов стран СНГ и Европы», Калининград, 5-7 июня, 2013 г.

24. Тихонов А.К. Отечественный лецитин, произведенный из генетически не модифицированной сои. Материалы Х-Всероссийской научно-практической конференции «Растительные лецитины: производство, использование, стандартизация». СПб, 2009, с.37-38.

26. Achieving purer lecithin / shneider Michael // DCI: Drug and Cosmet. Ind. .- 1992.- 150, N. 2.- C. 54-104.

27. Патент 2138665 Российская Федерация МПК6 А 23 D 9/00. Способ получения пищевого фосфолипидпого продукта // Сипки К.Г. № 981 14588/13; заявл. 27.7.1998; опубл. 20.10.1999.

25. Degamming - theory and practice / Segers J. C., Van de Sande R.L.K.M. // Edible Fats and Oils Process.: Basic Princ. And Mod. Pract.: World Conf. Proc., Maastricht, Oct. 1-7, 1989. 1-7,- Champaing (III.), 1990, c.88-93.

28. Sposob otzymywania odolejonej lecytyny raslinejj : Пат. 175469 Польша, МПК A 23 J 7/00, с. 11 В 1/10 / Dyczewski Michal, Walisicwicz-Niedbalska Wilslawa, Szulc Anna, ets. ; Ins. Chemii Przcmyslowej im prob. Ignasero Moscickiego, Warszawa, PL.-N. 308511; Заявл. 09.05.95; Опубл.29.01.99.

29. Verfahren zur Entolung von Rohlecithin: Заявка 4222153 ФРГ, МКИ С 07 F 9/10 / Peter Siegfried, Czech Bernd, ets.- N. 4222153.6; Заявлю 6.7.92; Опубл. 13.1.94.

30. Патент 2333942 Российская Федерация, МПК С 11 В 3/00 (2006.01). Способ выведения фосфатидов из растительных масел // Рафальсон А. Б., Константинова О. В., Лисицын А. П.; заявитель и патентообладатель Гос. науч. учрежд. ВНИИ РАСХН № 20071097.Ц/13; заявл. 07.03.2007; опубл. 20.09.2008.

31.Патент 2358006 Российская Федерация МПК СИВЗ/00 (2006.01). Способ гидратации растительного масла // Мартов щук В.И., Березовская О.М. и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «КубГ'ГУ» №2007145863/13; заявл. 10.12.2007; опубл. 10.06.2009.

t

32. Патент 2020147 Российская Федерация МПК С11ВЗ/00 (2006.01). Способ гидратации растительного масла // Тарасов 13.Е., Арутюнян Н.С., Луговая Н.Г.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Экотек» №24934006/13; заявл. 05.05.1991; опубл. 30.09.1994.

33. Заявка 2002119762 Российская Федерация МПК A23J7/00. Способ получения фосфатидов // Баканов А.Г., Шишов С.В., Тихонова Е.А.; заявл. 29.07.2002; опубл. 20.08.2004

34. Патент 2487162 Российская Федерация МПК CI 1ВЗ/00 (2006.01). Способ получения фосфатидного концентрата // Мартовщук В.И., Багров А.А. и др.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВГ10 «КубГТУ» №2012108347/13; заявл. 05.03.12; опубл. 10.07.2013.

35. Патент 2377785 Российская Федерация МПК A23D9/00 (2006.01). Способ получения пищевых растительных фосфолинидов // Корпсна Е.П., Бутина Е.А. и др.; заявитель и патентообладатель ООО HI 1Г1 «Базис А» №2008111931/13; заявл. 31.03.2008; опубл. 10.01.2010.

36. Крамаренко А.А. Технология переработки фосфолипидов подсолнечного масла: Автореф. Дис. . . . канд. техн. паук. - Харьков, 2008, 24 с.

37. Process for obtaining highly purified phosphatidilcholine // US Patent № 5.703.255 dec. 30, 1997

38. Patent № 4.983.327 US Process lor isolating a phosphatidilcholine free of other phospholipids in the starting material, jan. 8 1991

39. Patent № 5.214.171 US Process for fractionating phosphatide mixtures, May 25, 1993

40. Cabezas D.M., Diehl B.W.K, Tomas M.C. Sunflower lccithinA application if a fractionation process with absolute ethanol // JAOCS.- № 86, 2009, p. 189-196

41. Wu Y., Wang Т., Fractionation of crude soybean lecithin with aqueous ethanol // JAOCS.- № 81, 2004, p. 697-702

42. Liu F., Liu Y., Liu X., Shan L., Wang X. Preparation of deolied soy lecithin by ultrafiltration//JAOCS.-№ 88, 2011, p. 1807-1812

43. Teberiklcr L., Koseoglu S., Akgerman A. Dcoiling of crude lecithin using supercritical carbon dioxide in the presence of cosolvcnts //j. Food Sei.- № 66, 2001, p. 850-853.

44. ГОСТ 5472-50 Масла растительные. Определение запаха, цвета и прозрачности.

45. ГОСТ Р 52110-2003 Масла растительные. Методы определения кислотного числа,- Москва, Госстандарт России, 2003.- 8с.

46. ГОСТ 5481-89 Масла растительные. Методы определения нежирных примесей и отстоя.

47. ГОСТ Р 52676-2006 Масла растительные. Методы определения фосфорсодержащих веществ,-Москва, Стадартинформ, 2007.-11с.

48. ГОСТ 11812-66 Масла растительные. Методы определения влаги и летучих веществ, 1966.-5с.

49. ГОСТ 26593-85 Масла растительные Метод измерения перекиспого числа, 1985.-5с.

50. ГОСТ 30418-96 Масла растительные. Метод определения жирнокислотного состава,- Минск, Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1996.- 6с.

51. ГОСТ 28366-89 Реактивы. Метод тонкослойной хроматографии, -Москва, Стандартинформ, 2008,- 8с.

52. ГОСТ Р 51483-99 Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме,- Москва, Госстандарт России, 1999.-11с.

53. ГОСТ 30538-97 Продукты пищевые. Методика определения токсичных элементов атомно-эмиссиопным методом,- Минск, Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1997.- 31с.

54. Методические указания 08-47/136 Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрические методы определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка).-Томск: Центр ризографии и копирования, 2002, 44 с.

55. Методические указания 08-47/158 Инверсионно-вольтамперометрические методы определения массовых концентраций мышьяка и ртути.- Томск: Центр ризографии и копирования, 2002, 56 с.

56.Методические указания 08-47/077 Количественный химический анализ проб жировых продуктов. Методика выполнения измерений массовых концентраций мышьяка и железа методом инверсионной вольтамперометрии.-Томск: Центр ризографии и копирования, 2000, 37 с.

57. ГОСТ Р 53911-2010 Масла растительные. Определение хлорорганических пестицидов методом газожидкостной хроматографии, -Москва, Стандартинформ, 2011.- 8с.

58. МУ 1875-78 Методические указания по определению хлорорганических пестицидов в растительных маслах и животных жирах, фосфатидпых концентратах, лузге, жмыхе, шроте методом жидкостной хроматографии.

59. Методические указания 2.6.1.1194-2003 Радиационный контроль. Стронций-90 и цезий-137. Пищевые продукты. Отбор проб, анализ и гигиеническая оценка. [Утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г.Онищенко 20 февраля 2003].

60. ГОСТ 30711-2011 Продукты пищевые. Методы выявления и определения содержания афлатоксинов В1 и М1,- Минск, Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2011,- 16с.

61.B.Szuhaj, Lecithin, Chapter 13, Baileys Oils and Fats, Vol.3, 361-456, Wiley and Sons, 2001

62. ГОСТ Р 53510-2009 Масло соевое. Технические условия,- Москва, Стандартинформ, 2010.- 16с.

63. Lecithin improves texture of reduced fat cheeses / Drake M.A., Herrett W., Boylston T.D., Swanson B.G. // J. Food Sci, 1996.- 61,N.3, c. 639-642.

64. Phospholipid Technology and Applications, ed F.D. Gunstone, The Oily Press, 2008

65. The lowdown on lecithin / Juliy Liz // Food Manus, 1992.-67.-№ 1, c. 1718.

66. Powdered lecithin offers process advantages // Confection (Gr. Brit.)-1998,-febr, c. 21.

67. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. - Л.: ВНИИЖ, т.5, 1969,- 501 с.

68. Алтайулы С. Извлечение фосфолипидов из сырого растительного масла с последующим получением фосфатидного концентрата // Масла и жиры, 2010.-№11-12, с.20-22.

69. Золочевский В.Т. О нормировании отходов при гидратации масел // МЖП, 2009.- №5.

70. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. - Л.: ВНИИЖ, т.1, кп.1, 1975, 725 с.

71. Технический регламент Таможенного союза TP ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», дата

72. Технический регламент Таможенного союза TP ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств», дата

73. Биллем ванн Ныовенхайзен Стандартные аналитические методы анализа качественных показателей лецитина. Материалы Х-Всероссийской научно-практической конференции «Растительные лецитины: производство, использование, стандартизация». СПб, 2009, с. 12-24

74. Золочевский В.Т. Проблемы гидратации растительных масел, МЖП, 2009.-№1.

75. Эриксон Д.Р., Зандер К.Т., Верфел Д.Б. Рафинация соевого масла и утилизация отходов переработки .-М.: Колос, 1998, 94 с.

76. БИКИ 21.VI.2008 ОФ. Положение на мировом рынке масличных семян // Масла и жиры, 2008.-№8, с.26-27.

77. Боковикова Т.Н., Корнепа Е.П. Современные представления о структуре фосфолипидов и механизме их гидратации. Масложировая промышленность, 1999.-№4, с. 10-12.

78. Скатков С.А. Фосфолипиды и их значение в организме человека // Фарматека, 2001.-№7, с.26-30.

79. Тимошенко Ю.А., Красильников В.Н. Лецитин в производстве функциональных жировых продуктов [Текст] / Ю.А. Тимошенко // Масла и жиры, 2007.-№11, с.14-15.

80. Схаляхов A.A., Корней H.H., Бутипа Э.А., Лисовая Е.В. Сравнительная оценка качества лецитинов, полученных по различным технологиям// Новые технологии, 2013,- № 1, с. 39-42.

81. Гуревич К.Г. Какие фосфолипиды «эссеппиальные»? // Клиническая фармакокинетика, 2004.-№1, с.52-57.

82. Громов O.A., Рудаков К.В., Торшин И.Ю. Систематический анализ эффектов холина на нервную систему па основе биохимических маршрутов. Анализ независимой литературы по молекулярной фармакологии и клиническим исследованиям, 2009.-№4-5, с. 13-18.

83. Ипатова Л.Г., Кочеткова A.A., Нечаев А.П. Новые направления в создании функциональных жировых продуктов [Текст] / Л.Г. Ипатова // Пищевая промышленность, 2007.-№7, с. 12-14.

84. Нилов Д.Ю., Некрасов Т.Э. Современное состояние и тенденции развития рынка функциональных продуктов питания и пищевых добавок [Текст] / Д.Ю. Нилов // Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки, 2005.-№5, с.28-29.