Современные технологии получения и переработки масел и жиров базируются на результатах научно-технических исследований, которые проводятся по двум ключевым направлениям:
1. Исследования химического состава и медико-биологических свойств некоторых малоизученных жирных кислот или компонентов неомыляемых фракций растительных масел (терпенов, токотриенолов, фитостеринов и других изопреноидов), которые в перспективе могут быть использованы в качестве физиологически функциональных ингредиентов в продуктах здорового питания.
2. Создание жиров и масел определенного состава с заданными свойствами (дизайн липидов):
Необходимость модификации состава масел вызвана тем, что ни одно из известных пищевых масел не отвечает современным представлениям об идеальном жире:
- природные жиры и масла не имеют сбалансированного жирнокислотного состава, а значит оптимального для пищевого рациона человека соотношения насыщенных, моно- и полиненасыщенных жирных кислот, в том числе кислот, образующих семейства омега-6 и омега-3, а также мононенасыщенных жирных кислот семейства омега-9;
- рафинированные масла, при своих неоспоримых вкусовых достоинствах и высоких потребительских характеристиках, бедны фосфолипидами, витамином Е, фитостери-нами, каротиноидами и другими физиологически ценными соединениями; нерафинированные масла содержат указанные микронутриенты, но при этом включают нежелательные сопутствующие вещества, которые снижают пищевую ценность масел или затрудняют их использование в технологиях пищевых продуктов.
Другой причиной, обусловливающей необходимость модификации жирнокислотного состава, является разработка жировых продуктов, не содержащих транс-изомеров жирных кислот, потребление которых является серьезным фактором риска для здоровья человека. Решение этой задачи связано с заменой гидрогенизированных по традиционной технологии жиров, основных источников ТЖК, на натуральные растительные масла, имеющие твердую консистенцию, или их фракции (пальмовое, кокосовое, пальмоядровое), а также с применением таких методов модификации жирнокислотного состава как направленная переэтерификация или гидрогенизация по усовершенствованной технологии с жестким контролем концентрации ТЖК.
С целью направленного изменения состава и свойств жиров и масел в отечественной и зарубежной практике разрабатываются и применяются методы селекции и генной инженерии масличных культур, фракционирование и энзиматическая переэтерификация жиров и масел, смешение (купажирование) масел различных культур, включая нетрадиционные растительные источники [4–5].
Выращивание модифицированных селекционными методами масличных культур без применения приемов генной инженерии. С помощью методов традиционной селекции получены сорта рапса с пониженным содержанием гликозилатов и эруковой кислоты, сорта рапса с повышенным содержанием олеиновой и пальмитиновой кислот, сорта льна с низким содержанием в семенах альфа-линоленовой кислоты. В США выведены сорта подсолнечника с повышенным до 60–70 % содержанием олеиновой кислоты (среднеолеиновые сорта). Высокоолеиновые сорта с содержанием олеиновой кислоты 80 % были впервые получены советскими учеными с применением химического мутагенеза и традиционной селекции.
В нашей стране во ВНИИ масличных культур (ВНИИМК) селекционными методами получены безэруковые сорта рапса, сурепицы, горчицы сарептской. Масло, выделенное из семян этих сортов горчицы, содержит до 75–80 % олеиновой и линолевой кислот. Сравнительно новым для селекционеров направлением является разработка сортов рыжика повышенной масличности, со сниженным содержанием линоленовой кислоты в составе масла.
Применение методов генной инженерии для создания растений, продуцирующих масла заданного типа. Применение методов генной инженерии с целью модификации жирнокислотного состава масел преследует, как правило, решение следующих задач:
- в соответствии с требованиями современной нутрициологии в масле новых сортов необходимо снизить долю насыщенных кислот и повысить содержание олеиновой кислоты;
- для улучшения вкуса масла и повышения его окислительной устойчивости должно быть снижено содержание линоленовой кислоты и повышено содержание олеиновой кислоты;
- для получения масел более плотной консистенции, в меньшей степени нуждающихся в промышленной переработке, особенно в гидрогенизации, проводится модификация растений в направлении увеличения доли насыщенных кислот в составе триглицеридов масел.
С помощью генной инженерии создан новый вид трансгенной сои, масло которой отличается высоким содержанием олеиновой кислоты (55–75 %) при низких концентрациях линоленовой кислоты и насыщенных жирных кислот. В США проводится большая работа с целью получения генномодифицированной кукурузы, масло которой содержит высокие концентрации олеиновой и линолевой кислот, при пониженном содержании линоленовой.
Использование нетрадиционного масличного сырья целесообразно для получения специфических жирных кислот и других липидов, не встречающихся в традиционных масличных растениях или присутствующих там в ничтожном количеств
Перспективным источником считается амарант, масло которою содержит такие физиологически ценные компоненты, как сквален — регулятор липидного и стероидного обмена, предшественник некоторых стероидных гормонов, витамина D и холестерина, способный снижать уровень холестерина в сыворотке крови.
Технологии выделения таких масел предполагают небольшие объемы производства и специально разработанные технологические решения, учитывающие особенности используемого сырья и содержащихся в нем биологически активных компонентов [6, 8].
Применение переэтерификации, целью которой является позиционное перераспределение остатков жирных кислот в молекулах триглицеридов таким образом, чтобы изменились в нужном направлении физические свойства жиров и масел (температypa плавления, кристаллизационные характеристики, твердость, пластичность). Преимуществом переэтерифицированных жиров является отсутствие или минимальное содержание в них транс-изомеров жирных кислот. В качестве сырья для переэтерификации используют сочетания твердого и жидкого масел, например, пальмового и подсолнечного; полностью гидрированных кокосового и пальмоядрового с подсолнечным, соевым, или рапсовым; смесь соевого и других жидких масел с полностью гидрированным соевым маслом или высокоплавкой фракцией пальмового масла [1–3].
Процесс переэтерификации проходит в присутствии химических катализаторов (метилата или этилата натрия) или липолитических ферментов (энзимов). Химическая переэтерификация обеспечивает статистическое перераспределение всех жирнокислотных остатков во всех положениях триглицеридов; в случае ферментативной переэтерификации перераспределение носит позиционно-специфический характер, преимущественно в положении sn-l и sn-3.
Фракционирование липидов, представляющее собой выделение с помощью физических методов триглицеридов определенного жирнокислотного состава, применяется для направленного изменения температуры плавления и других физических свойств некоторых видов растительных масел. В масложировой промышленности широко применяется фракционирование пальмового и пальмоядрового масел. С помощью технологии фракционирования производят разделение фосфолипидов на группы — фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилсерины, фосфатидилинозиты и др.
Смешивание (купажирование) растительных масел является эффективным технологическим приемом достижения заданного соотношения жирных кислот различных типов путем создания двух- или многокомпонентных систем из натуральных растительных масел. В составе смеси используют как рафинированные дезодорированные масла (подсолнечное, соевое, рапсовое, кукурузное, рыжиковое), так и нерафинированные (подсолнечное, льняное, рыжиковое, масло зародышей пшеницы). Для повышения пищевой и биологической ценности купажированных масел их обогащают физиологически функциональными ингредиентами (жирорастворимыми витаминами и фосфолипидами).
Это направление не требует больших финансовых вложений, сложного оборудования и затрат времени, поэтому разработки технологических основ получения смешанных рафинированных и нерафинированных растительных масел с оптимальным или улучшенным составом жирных кислот в настоящее время относятся к наиболее актуальным и перспективным [7].
Литература:
1. Железной С. А. Получение, фракционирование и идентификация пищевых растительных фосфолипидов: дис.... канд. техн. наук: 05.18.07, 05.18.01 / С. А. Железной. — Воронеж, 2002.
2. Зайцева Л. В. Водная экстракция масла из подсолнечного жмыха с использованием целлюлоз / Л. В. Зайцева, Т. Л. Наумова, А. П. Нечаев // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. — 1994. — № 2. — С. 15–17.
3. Зайцева Л. В. Энзимная и химическая переэтерификация: сравнительный анализ / Л. В. Зайцева // Пищевая промышленность. — 2011. — № 6. — С. 2–5.
4. Лукин А. А. Функциональные свойства подсолнечного масла / А. А. Лукин // Молодой ученый. — 2013. — № 6. — С. 68–70.
5. Лукин А. А. Характеристика и показатели качества некоторых видов растительных масел / А. А. Лукин, С. Г. Пирожинский // Молодой ученый. — 2013. — № 7. — С. 58–60.
6. Комаров А. В. Комплексные исследования рафинации жиров и разработка эффективных методов переработки: дис.... канд. техн. наук: 05.18.06 / А. В. Комаров. — М., 2003.
7. Скорюкин А. Н. Технология получения и применения купажированных жировых продуктов с оптимальным составом жирнокислотным составом ПНЖК: дис.... канд. техн. наук: 05.18.06 / А. Н. Скорюкин. — М., 2004.
8. Щербин В. В. Биохимическое обоснование влияния жирнокислотного состава смесей растительных масел на их биологическую ценность и окислительную стойкость при хранении: дис.... канд. техн. наук: 03.00.04 / В. В. Щербин. — Краснодар, 2005.
