Получение пищевого саломаса на основе гидропереэтерификации хлопкового масла с пальмитином

АННОТАЦИЯ

В данной статье показаны методы получения пищевого саломаса из хлопкового масла. Предложено использование метода гидропереэтерификации смеси рафинированного хлопкового масла и пальмитина для получения пищевого саломаса. Установлено, что при гидропереэтерификации никель-медным катализатором смеси рафинированного хлопкового масла и пальмитина можно получить наилучший пищевой саломас, чем традиционным способом.

ABSTRACT

This article shows methods for obtaining edible from cottonseed oil. It is proposed to use the method of hydro-interesterification of a mixture of refined cottonseed oil and palmitine to obtain hydrogenated oil. It has been established that a mixture of refined cottonseed oil and palmitin can be obtained by hydro-interesterification with a nickel-copper catalyst a better hydrogenated oil than the traditional method.

Ключевые слова: саломас хлопковый, гидропереэтерификации, транс кислота, хлопковый пальмитин, катализатор

Keywords: hydrogenated cotton seed oil, hydro-interesterification, trans acid, cotton seed palmitine, catalyst.

Введение. На современном этапе развития маргариновой промышленности более жесткие требования предъявляются гидрированным саломасом, получаемых на различных катализаторах и из множества видов растительных масел, отличающихся между собой по жирно-кислотному и химическому составу [1-4].

До сих пор на гидрогенизационных заводах Узбекистана пищевые саломасы получают преимущественно на основе рафинированных хлопковых масел, получаемых прессовым и экстракционным способами. При этом, используют дисперсные осажденные никель-медные катализаторы собственного производства или импортные никелевые катализаторы, нанесенные на кизельгур (ГМ-3) или защищенные высокотвёрдым саломасом (Nyssosel и т.п.) [5].

Поэтому, пищевые саломасы по своим органолептическим и физико-химическим показателям резко различаются друг от друга. Это безусловно отражается на качественных показателях получаемых маргаринов.

Известно, что экстракционное рафинированное хлопковое масло по уровню чистоты уступает прессовому т.к. в нём содержатся остатки 3,4-бензопирена, госсипола, хлорофилла и их производных [6].

Другим, не менее важным показателем получаемых саломасов считается содержание в них транс-кислот, образующихся в процессе гидрогенизации растительных масел не зависимо от вида, используемого катализаторов [7].

Поэтому, ведутся научно-исследовательские работы по снижению образования транс-кислот в пищевых саломасах путем гидрирования смесей масел и жиров в зависимости от доступности местного сырья. В Узбекистане рафинированное хлопковое масло подвергают низкотемпературному фракционированию при 7,5-8,0°С и получают твердую фракцию хлопкового масла – пальмитин, который содержит до 60-75% триацилглицеридов, содержащих пальмитиновую кислоту (С_16:0) [8].

Безусловно, насыщенная пальмитиновая кислота не участвует в процессе гидрогенизации, но она мигрирует в триацилглицеридах как межмолекулярно так и по внутримолекулярному механизму т.е. схематически это можно изобразить следующим образом (рис. 1).

а)                                            б)

Рисунок 1. Механизмы межмолекулярного (а) и внутримолекулярного (б) перераспределения жирных кислот в триацилглицеридах

На практике гидрогенизация растительных масел и жиров протекает совместно с другими не менее важными химическими реакциями, как расщепление (К.ч., мг КОН/г), окисление (П.ч., ммоль О/кг и А.ч., у.е.) и переэтерификация жирных кислот в триацилглицеридах саломаса (П, %). Конечно, по сравнению с процессом насыщения жирных кислот водородом т.е. гидрогенизации остальные реакции протекают намного ниже, но их вклад в качество получаемого саломаса не следует снимать со счета.

Основная часть. Учитывая вышеизложенное нами изучена возможность снижения образования транс-кислот в пищевом саломасе, получаемом на основе рафинированного хлопкового масла по следующей схеме (рис. 2).

Рисунок 2. Схема получения пищевого саломаса на основе смеси рафинированного хлопкового масла и его твердой фракции - пальмитина

Выбор такой схемы получения пищевого салмоаса продиктован исходя из следующих соображений:

- получаемый пищевой саломас обогощается средне-молекулярной пальмитиновой кислотой;

- за счет увеличения насыщенных жирных кислот в гидрируемом сырье – рафинированном хлопковом масле сокращаются содержания транс-кислот и окисленных продуктов в составе получаемого саломаса;

- уменьшается диеновые соединения в получаемых пищевых саломасах;

- уменьшается образование тристеарина в получаемом саломасах;

- снижается расходы катализатора и водорода при получении саломасов.

Нами на основе вышеупомянутого способа были получены пищевые саломасы при температуре 220-240°С. Опыты осуществляли в лабораторной установке для гидрирования растительных масел и жиров на дисперсных (порошкообразных) катализаторах 1,0 г/кг.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Показатели нерафинированных пищевых саломасов, полученных по известному (контроль) и предлагаемом способами

Из табл. 1 видно, что добавление пальмитина в состав рафинированного хлопкового масла, подвергаемого гидрогенизации, позволяет обогатить жирно-кислотный состав получаемых саломасов насыщенной пальмитиновой кислотой, за счет чего частично снижается образование транс-кислот и продуктов окисления. Это происходит за счет интенсификации процесса гидрогенизации и перераспределения (переэтерификации) жирных кислот в ацилах триацилглицеридов, получаемых саломасов. Безусловно, такой способ позволяет повысить органолептические, реологические и другие свойства жировой основы для производства маргарина.

Следует отметить, что с точки зрения пищевой безопасности содержание вредных канцерогенных веществ в жировых основах маргарина не зависимо от формы и способа их получения должны быть минимальными. В этом аспекте, в гидрированных саломасах содержания остатков катализаторных металлов, окисленных продуктов и транс видов триацилглицеридов представляют особую опасность и поэтому, для повышения качества пищевых саломасов ведутся работы по их удалению или их сокращению.

Нами произведены анализы полученных пищевых саломасов по предлагаемой и известной (контроль) технологии, результаты которых представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Содержание вредных веществ и триацилглицеридный (ТАГ) состав пищевых саломасов, полученных по известному (контроль) и предлагаемом способами

Из табл. 2 видно, что с добавлением пальмитина в состав исходного рафинированного хлопкового масла сильно изменяются содержания вредных веществ в получаемых саломасах т.е. уменьшается их содержания за счет добавления насыщенной пальмитиновой фракции рафинированного хлопкового масла. Причем, это изменение также отражается на формировании ТАГ состава получаемых саломасов. Например, введение пальмитина в состав хлопкового масла до 50% позволяет увеличить содержания тринасыщенных (П₃) жирных кислот в получаемом саломасе увеличивается от 5 до 10%, и наоборот, содержания триненасыщенных (Н₃) жирных кислот уменьшается от 15 до 9% за счет изменение соотношения насыщенных жирных кислот к ненасыщенным.

Заключение. Таким образом, проведенные исследования позволяют рекомендовать разработанные способ получения пищевого саломаса путем смешивания рафинированного хлопкового масла с пальмитином и гидрирования их в присутствии гидропереэтерифицирующих никель-медных катализаторов для получения жировой основы маргарина.

Список литературы:

1. Исследование показателей качества жировой основы маргарина при замене традиционного хлопкового масла сафлоровым // Universum: Химия и биология : Ходжаев С.Ф., Абдурахимов С.А., Акрамова Р.Р., Хамидова М.О. 2018. №10(52). с. 15-18.
2. Ходжаев С. Ф. и др. Исследование изменения калорийности маргарина при различных его жирностях //Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности. – 2020. – С. 128-130.
3. Рузибаев А.Т., Салиджанова Ш.Д. Исследования процесса получения маргарина на основе местных жировых сырья // Universum: Технические науки: 2017. №10(43). с. 9-11.
4. Tursunbayevich R. A., Dilmurodovna S. S., Polatovich R. D. Cottonseed oil as a valuable raw material to obtain trans-free margarine //Journal of critical reviews. – 2020. – Т. 7. – №. 9. – С. 572-577.
5. Хамидова М. О. и др. Системное исследование технологии получения маргариновых продуктов //Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности. – 2020. – С. 125-127.
6. Товбин И.М., Меламуд Н.Л., Сергеев А.Г. Гидрогенизация жиров. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 296 с.
7. A.N.Akhmedov. Increasing the technology of lightly refined oil obtained from low-grade cotton seeds. Austrian journal of technical and natural sciences. Scientific journal № 3-4 2019 (March-April) –С.11-15.
8. Образование транс-кислот в твёрдых гидрированных саломасах получаемых из хлопковых масел // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Раджабова Ю.М. [и др.]. 2021. 2(83)
9. Рабинович, Л.М. Гидрогенизация и переэтерификация жиров. - Санкт-Петербург: Профессия, 2013. – 238 с