Разработка технологических решений по обеспечению безопасности технологического процесса получения эквивалента какао-масла из орехов ши



В нынешнем темпе жизни потребители все чаще отдают предпочтение продукции, которая не только высококачественна, но и произведена с минимальным ущербом для окружающей среды. При производстве масла из орехов ши особое внимание уделяется методам, таким как холодный отжим, который исключает использование высоких температур и химических веществ. Этот подход не только сохраняет все ценные качества орехов ши, но и отвечает растущему спросу на органическую косметику, положительно воздействующую на кожу и волосы. Результатом является эколого-ориентированный продукт, отвечающий желаниям взыскательных клиентов, стремящихся к использованию натуральных и безопасных средств в своем ежедневном уходе. В современном мире, где повышается интерес к органическим продуктам и где стоимость традиционного какао-масла непрерывно растет, масло орехов ши выходит на передний план как экономически привлекательная альтернатива. Теперь это масло привлекает внимание глобальной пищевой индустрии, благодаря своей доступности и потенциалу стать заменой дорогого какао-масла, что делает его производство важной отраслью в последние десятилетия. Производственные процессы пищевой индустрии постоянно эволюционируют, и одним из перспективных направлений является создание альтернатив какао-маслу. Изюминкой данного продукта является его состав, полностью натуральный и свободный от любых искусственных добавок и консервантов. Этот продукт, полученный из орехов ши, не только превосходит традиционное какао-масло по своим питательным качествам, включая обильное присутствие жирных кислот и витаминов, но и предлагается потребителям по более привлекательной цене, делая его идеальным выбором для широкого круга покупателей. Таким образом, альтернатива какао-масла из орехов ши открывает новые горизонты для дальнейшего развития и инноваций в сфере пищевых продуктов.

Ключевые слова: орехи ши, какао-масло, безопасность технологических процессов, качество продукции, эквивалент.

In the current pace of life, consumers increasingly prefer products that are not only of high quality, but also produced with minimal damage to the environment. When producing shea butter, special attention is paid to methods such as cold pressing, which eliminates the use of high temperatures and chemicals. This approach not only preserves all the valuable qualities of shea nuts, but also meets the growing demand for organic cosmetics that have a positive effect on the skin and hair. The result is an eco-friendly product that meets the desires of discerning customers seeking natural and safe products in their daily care. In today's world, where there is increasing interest in organic products and where the cost of traditional cocoa butter is continuously rising, shea butter is coming to the fore as an economically attractive alternative. The butter is now attracting the attention of the global food industry due to its availability and potential to become a substitute for expensive cocoa butter, making its production an important industry in recent decades. Production processes in the food industry are constantly evolving, and one of the promising areas is the creation of alternatives to cocoa butter. The highlight of this product is its composition, completely natural and free from any artificial additives and preservatives. This product, derived from shea nuts, not only surpasses traditional cocoa butter in its nutritional qualities, including the abundance of fatty acids and vitamins, but is also offered to consumers at a more attractive price, making it an ideal choice for a wide range of consumers. Thus, the shea nut alternative to cocoa butter opens up new horizons for further development and innovation in the food industry.

Keywords: shea nuts, cocoa butter, process safety, product quality, equivalent.

В последнее время производство альтернативы традиционному какао-маслу получило значительный импульс благодаря использованию инновационных техник фильтрации и дистилляции. Эти методы стали ключевым элементом в обработке масла из орехов ши, известных тем, что содержат различные вещества, вроде восков и смол, негативно воздействующие на конечное качество продукта. Благодаря новейшим подходам в очистке, удается исключить данные примеси, что способствует повышению чистоты и надежности аналога какао-масла. Кроме того, в области разработки этого растительного субститута наблюдается прогресс за счет внедрения технологии фракционирования. Этот процесс, заключающийся в разделении масла на фракции с различными характеристиками плавления, позволяет усовершенствовать его свойства, делая продукт более адаптированным к разнообразным условиям использования.

В производственной сфере существуют инновационные методы, которые позволяют точно настраивать характеристики заменителя какао-масла, получаемого из орехов ши. Эти методы позволяют регулировать такие параметры, как консистенция и способность продукта оставаться на плаву. Такие возможности расширяют сферу применения этого продукта в пищевой промышленности и индустрии красоты [8].

Современные инновации в сфере обработки растительных масел открывают новые возможности для сохранения их ценных составляющих. Прошлые методики очистки часто включали использование агрессивных химических веществ, что могло привести к уменьшению содержания витаминов и антиоксидантов, а также к возникновению нежелательных остатков в готовой продукции [4]. Однако сегодня применение энзимов в процессах очистки масел позволяет избежать этих недостатков, так как ферменты тщательно расщепляют ненужные элементы, сохраняя при этом все необходимые питательные вещества и способствуя повышению стабильности продукта. Такой подход не только гарантирует сохранение здоровых компонентов, но и обеспечивает более высокую чистоту конечного продукта [11].

Инновационная практика обработки масла включает в себя технологическую операцию, основанную на мембранной очистке. В рамках данного метода происходит процеживание масла через разработанные мембраны, которые эффективно удерживают любые неподходящие элементы, пропуская вперед исключительно очищенное масло [7]. Благодаря этому процессу не только повышается стандарт качества масла, но и сокращается потребность в химических веществах для очистки.

Кроме того, прогрессируют методики деколорации масла, исключающие применение активированного угля. В качестве альтернативы применяются нехимические подходы: например, ультразвук или определенные спектры света, которые способны расщеплять и удалять цветные пигменты, тем самым, обеспечивая более чистый и прозрачный продукт [15].

Прогресс в области совершенствования процессов очистки и повышения качества растительных масел неуклонно движется вперед, раскрывая перед производителями невиданные ранее перспективы. Современные методики способствуют не только сохранению ценных характеристик этих продуктов, но и значительно улучшают их вкусовые качества и аромат, вдобавок повышая сроки их сохранности. Особое внимание при этом уделяется экологическим аспектам: необходимо использовать такие подходы, которые будут уменьшать влияние производства на окружающий мир. Свидетельство тому — последние достижения в этой сфере, демонстрирующие впечатляющие успехи и инновации [6].

Ключевым новшеством является технология суперкритической экстракции, которая в значительной степени превосходит традиционные практики. Этот передовой метод применяет суперкритические жидкости для извлечения масел, позволяя получать продукт высочайшего качества [5]. Преимущество также в том, что процесс происходит без нагрева и химических реагентов, что делает его не только более эффективным, но и экологически чистым.

Использование суперкритических флюидов для извлечения растительных масел представляет собой передовой подход, сочетающий характеристики жидкости и газа, обеспечивая высокую эффективность без ущерба для ценных характеристик продукта. Этот метод не только защищает окружающую среду от загрязнения, но и гарантирует безопасность для здоровья людей [3].

Продукция, созданная на основе орехов ши, которая заменяет какао-масло, благодаря передовым технологиям в производственных процессах, стала настоящим прорывом. Инновационные методы очистки, фракционирования и системы контроля позволяют достичь идеальных свойств этого продукта [12]. В результате, масло из орехов ши нашло свое применение в многих отраслях промышленности, улучшая качество и производительность. Это открывает новые горизонты для его использования.

Производители, стремясь улучшить качество и продлить срок хранения аналогов кокосового масла, получаемых из орехов ши, применяют инновационные методы. Одним из ключевых подходов является энзиматический гидролиз, направленный на разрушение сложных липидных структур. Это не только способствует лучшему усвоению продукта организмом, но и придает ему большую стабильность [2]. С другой стороны, рафинирование играет роль катализатора для улучшения органолептических характеристик — очищение от примесей значительно улучшает вкус и аромат, делая масло более пригодным для долгого хранения. Эти методы, вместе, устанавливают новые стандарты в промышленной переработке орехов ши, внося свежий подход в традиционное производство [4].

Новые достижения в индустрии производства альтернативного какао-масла открывают перед ней новые горизонты. С применением передовых техник, таких как гидрогенизация, производители теперь могут придавать своим продуктам уникальные свойства, изменять текстуру и контролировать температурные режимы, что значительно расширяет область их применения [9]. Теперь этот ингредиент находит свое применение не только в производстве конфет и различных шоколадных изделий, но и занимает свою нишу в косметической промышленности. Интересно, что последние технологические открытия в получении аналогов какао-масла из орехов ши позволяют сохранять полезные качества исходного сырья, обеспечивая высокое качество конечного продукта.

В современном мире все более актуальной становится проблема экологического и экономического воздействия производства заменителей какао-масла, которое получается из масла орехов ши [8]. Деревья ши, растущие в африканских регионах Запада и Центра, являются источником этого масла, которое широко применяется в пищевой и косметической промышленности. Процессы, связанные с обработкой масла, такие как холодное прессование, рафинирование, гидрогенизация и энзиматический гидролиз, направлены на улучшение качества и функциональных свойств этого продукта. Однако возникающие опасения относительно влияния этих процессов на экономику и природные системы становятся предметом обсуждений и исследований, поскольку они могут оказывать существенное воздействие на данные аспекты [12].

Для получения ценного ши-масла требуется тщательно обрабатывать плоды соответствующих деревьев, что приводит к значительному использованию воды и энергетических ресурсов. Этот процесс может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, включая загрязнение водоемов и выбросы опасных веществ в атмосферу. Кроме того, вырубка деревьев ши может привести к разрушению природных лесов и уменьшению биологического разнообразия.

Для уменьшения экологического вреда от производства альтернативного масла какао на основе ши-орехов необходимо внедрить комплекс экологических инициатив.

Для достижения экономии ресурсов, включая воду и энергию, в процессах производства, индустрия должна активно развивать инновации. Однако не менее важно улучшить системы утилизации отходов, применяя передовые методы вторичной переработки остаточных материалов. Аудит и стандартизация производственных процедур будут играть ключевую роль в обеспечении соответствия экологически устойчивым стандартам развития [6].

Процесс создания заменителя какао-масла на основе масла из орехов ши оказывает двоякое влияние на экономику и экологию общества. С одной стороны, он может способствовать экономическому росту и созданию новых рабочих мест. Однако необходимо также учитывать потенциальный негативный экологический эффект данного процесса. Важно найти баланс между производством этого продукта и сохранением окружающей среды. Промышленность, связанная с производством аналога масла какао из орехов ши, сталкивается с различными возможностями и препятствиями, которые могут определить ее будущее [10].

В последние годы потребители все больше отдают предпочтение продуктам, произведенным в естественных условиях без использования синтетических добавок. Это особенно заметно в сфере продовольствия, где все больше внимания уделяется продуктам с ярко выраженным натуральным и органическим характером. Орехи ши, как источник натурального масла, полностью соответствуют этим требованиям, что делает их очень привлекательными для тех, кто придерживается здорового образа жизни.

Однако глобализация сельского хозяйства привела к тому, что орехи ши теперь выращиваются во многих странах, включая Африку, Южную Америку и Азию [1]. Возможности производства масла из орехов ши значительно расширяются с введением новых географических зон выращивания. Это открывает новые перспективы для индустрии, предлагая отличную альтернативу традиционному какао-маслу [14].

Применение инновационных технологий и обновленного оборудования приводит к радикальным изменениям в производстве аналога масла какао из орехов ши. Процесс становится не только более продуктивным, но и существенно экономит затраты. Такие новшества открывают возможности для увеличения производства и оптимизации затрат на производимую продукцию.

В отрасли производства растительных масел, конкуренция между маслами, получаемыми из орехов ши, становится все более активной. Другие масла, включая какао и карите, представляют сильную конкуренцию. Чтобы занять свое место на рынке и привлечь внимание покупателей, производители должны постоянно улучшать качество своей продукции и выделять ее уникальные свойства [10]. В свете растущего спроса на орехи ши, которые являются ключевым компонентом в производстве аналога какао-масла, существует риск исчерпания запасов этого ценного ресурса. Чтобы обеспечить непрерывность поставок, производители должны искать инновационные подходы к выращиванию и сбору этих орехов, сосредотачиваясь на принципах устойчивого развития. Расширение зон выращивания орехов ши может создавать экологические проблемы, такие как вырубка лесов и разрушение природных биомов. Поэтому необходимо ответственно подходить к увеличению объемов производства, уделяя особое внимание охране окружающей среды. Важно использовать экологически чистые технологии и поддерживать программы по восстановлению лесных массивов.

В результате экспериментов было выяснено, что сочетание масла орехов ши с небольшим количеством других растительных жиров значительно улучшает характеристики продукта. Этот продукт может стать альтернативой традиционному какао-маслу. В таблицах 1–3 представлены результаты проведенных экспериментов.

Таблица 1

Рецептуры составных плиток из какао-порошка с наполнителем из твердого ши

Ингредиенты	Эталон	20 % заменитель	30 % заменитель	30 % заменитель
Сахар	48,6	48,6	48,6	48,6
Какао-порошок (10–12 %)	15,0	12,0	10,5	10,5
Обезжиренное сухое молоко	6,0	6,0	6,0	6,0
Жир ПЯС IV 7 смесь *1	30,0	30,3	30,4	30,4
Лецитин	0,4	0,4	0,4	0,4
Наполнитель какао-порошка на основе ши A *2	-	2,7	4,1	-
Наполнитель какао-порошка на основе ши B *3	-	-	-	4,1
Общее содержание жира	31,7	31,7	31,7	31,7

Таблица 2

Средняя сила проникновения в составные плитки

Ингредиенты	Эталон	20 % заменитель	30 % заменитель
Сила проникновения в граммах через 1 неделю при 20 °C	985	1036	1076
Сила проникновения в граммах через 1 неделю при 27 °C	573	625	637

Таблица 3

Измерение поседения в составных плитках с наполнителем

Недель до видимого поседения	Эталон	20 % заменитель
Изотерма 15 °C	22	более 52
Изотерма 20 °C	более 52	более 52
Изотерма 23 °C	более 52	более 52

Проведенные эксперименты позволили выявить значительное влияние использования ши в качестве добавки на характеристики кондитерских изделий. Открытие заключается в том, что добавление отходов ши в процентном соотношении до 30 % вместо традиционного какао-порошка не только возможно, но и приносит определенные преимущества для продукта. К примеру, замена ингредиента ши придает конечному продукту большую прочность и способность лучше справляться с изменениями температуры. Это было подтверждено анализом текстуры, где увеличение содержания ши приводило к повышению термостойкости. Кроме того, было обнаружено, что при сокращении содержания какао на 20 %, изделия лучше сохраняют свою первоначальную форму и менее подвержены изменениям цвета при хранении в холодных условиях.

Развитие исследований по альтернативным источникам какао-масла, включая его производство из орехов ши, открывает перед нами новые возможности, но сопровождается некоторыми сложностями. Растущий интерес к продукции, которая производится в естественных условиях и не содержит искусственных добавок, способствует расширению областей добычи сырья и внедрению новых технологических процессов. Однако производители сталкиваются с необходимостью найти баланс между удовлетворением потребностей рынка и решением проблем, связанных с ограниченным доступом к первичным ресурсам и возможным воздействием на экологию. Это требует внимания со стороны отрасли и стратегического планирования.

Литература:

1. Драгилев А. И. Основы кондитерского производства /. А. И. Драгилев, Г. А. Маршалкин. — М.: Колос, 2019. — 448 с.
2. Матисон В. А., Арутюнова Н. И. Качество продуктов питания // Пищевая промышленность. 2022. № 4. С. 50–54.
3. Царегородцева Е. В. Требования к безопасности и качеству продуктов питания в Европейском союзе и России // Вестник Марийского государственного университета. Сер. «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2021. Т. 3. № 4 (12). С. 52–57.
4. Эквиваленты масла какао, улучшители масла какао SOS-типа, заменители масла какао POP-типа. Метод определения температуры застывания = Cocoa butter equivalents, cocoa butter improvers of SOS-type, cocoa butter extenders of POP-type. Method for determination of solidification point: национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 54652–2011: введен впервые: введен 2013–01–01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. — Москва: Стандартинформ, 2022. — III, 7 с.
5. Bang H. J., Kim C. T., Kim B. H. Liquid and Gas Chromatographic Analyses of Triacylglycerols for Asian Sesame Oil Traceability. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2022;116:1354–1362.
6. Bootello M. A., Garcés R., Martínez-Force E., Salas J. J. Effect of Solvents on the Fractionation of High Oleic–High Stearic Sunflower Oil. Food Chem. 2022;172:710–717.
7. Cebula D. J., Smith K. W. Differential Scanning Calorimetry of Confectionery Fats: Part II–Effects of Blends and Minor Components. J. Am. Chem. Soc. 1992;69:992–998. doi: 10.1007/BF02541064.
8. Kang K. K., Jeon H. J., Kim I. H., Kim B. H. Cocoa Butter Equivalents Prepared by Blending Fractionated Palm Stearin and Shea Stearin. Food Sci. Biotechnol. 2022;22:347–352.
9. Kang K. K., Kim S., Kim I. H., Lee C., Kim B. H. Selective Enrichment of Symmetric Monounsaturated Triacylglycerols from Palm Stearin by Double Solvent Fractionation. LWT–Food Sci. Technol. 2022; 51:242–252.
10. Kim B. H., Akoh C. C. Recent Research Trends on the Enzymatic Synthesis of Structured Lipids. J. Food Sci. 2019; 80:C1713–C1724.
11. Pirouzian H. R., Konar N., Palabiyik I., Oba S., Toker O. S. Pre-Crystallization Process in Chocolate: Mechanism, Importance and Novel Aspects. Food Chem. 2020;321:126718. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.
12. Shukla V. K. S. Cocoa Butter, Cocoa butter Equivalents, and Cocoa Butter Substitutes. In: Akoh C. C., editor. Handbook of Functional Lipids. 1st ed. CRC Press; New York, NY, USA: 2021. pp. 279–307.
13. Timms R. E. Processing Methods. In: Timms R. E., editor. Confectionery Fats Handbook: Properties, Production and Application. 1st ed. Oily Press; Bridgwater, UK: 2019. pp. 105–142.
14. Wähnelt S., Teusel D., Tülsner M. Influence of Isomeric Diglycerides on Phase Transitions of Cocoa Butter–Investigation by Isothermal DSC. Fat Sci. Technol. 1991;93:174–178.
15. Yamada K., Ibuki M., McBrayer T. Cocoa Butter, Cocoa Butter Equivalents, and Cocoa Butter Replacers. In: Lai O. M., Akoh C. C., editors. Healthful Lipids. 1st ed. AOCS Press; Champaign, IL, USA: 2020. pp. 642–664.