ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА

АННОТАЦИЯ

Поскольку, по данным многочисленных современных исследований весомыми показателями функциональности жировых продуктов являются соотношение полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ω6 и ω3, а также соотношение суммы насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот (НЖК:МНЖК:ПНЖК), то вопросы, касающиеся фортификации функциональных свойств жировых продуктов целевого (специального) назначения путём комбинирования их состава с использованием измельчённых необезжиренных (полножирных) масс семян масличного льна и кунжута составляют предмет исследования данной статьи. Теоретически обоснован биологический потенциал измельченной необезжиренной массы семян масличного льна как перспективной составляющей для обогащения ПНЖК группы ɷ3 новых пищевых растительно-жировых композитных смесей специального назначения. В рецептурах многих булочных и мучных кондитерских изделий как жировой компонент обычно включены маргарины, которые частенько не сбалансированы по соотношению жирных кислот ω6 и ω3. В связи с этим предложено перед внесением в тесто предварительное смешивание маргарина с необезжиренной измельченной массой семян масличного льна и кунжута без извлечения масла из их состава. Определены жирнокислотные составы семян местных сортов льна «Бахмальский-2» и кунжута «Ташкентский-122» для смешения их измельченных необезжиренных масс с маргарином, приведены примеры расчета соотношения этих компонентов для смешения и сбалансирования жирнокислотного состава жировой композиции целевого назначения. Установлено, что включение измельченных необезжиренных масс семян масличного льна и кунжута в маргарин в определенных соотношениях по расчету позволяет получить сбалансированные по соотношению жирных кислот ω6:ω3 и по соотношению НЖК:МНЖК:ПНЖК композиции.

ABSTRACT

Since, according to very numerous modern studies, significant indicators of the functionality of fatty products are the ratio of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) of the ω6 and ω3 families, as well as the ratio of the sum of saturated, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids (SFA:MUFA:PUFA), then issues related to fortification functional properties of fatty products of the target (special) purpose by combining their composition with the use of crushed full-fat masses of oil flax and sesame seeds are the subject of this article. The theoretical substantiation of the biological potential of the crushed non-defatted mass of oil flax seeds as a promising component for the enrichment of PUFA group ɷ3 of new food vegetable-fat composite mixtures for special purposes. In the recipes of many bakery and flour confectionery products, margarines are usually included as a fat component, which are often not balanced in terms of the ratio of ω6 and ω3 fatty acids. In this regard, before adding to the dough, it is proposed to pre-mix margarine with a non-defatted crushed mass of oil linseed and sesame seeds without extracting oil from their composition. The fatty acid compositions of seeds of local varieties of flax "Bakhmalsky-2" and sesame "Tashkentsky-122" were determined for mixing their crushed fat-free masses with margarine, examples of calculating the ratio of these components for mixing and balancing the fatty acid composition of the fat composition for the intended purpose are given. It has been established that the inclusion of crushed non-fatted masses of oil flax and sesame seeds in margarine in certain ratios according to the calculation makes it possible to obtain compositions balanced in terms of the ratio of fatty acids ω6:ω3 and in terms of the ratio of the amounts of SFA:MUFA:PUFA compositions.

Ключевые слова: функциональные свойства, сырьё, масличные семена, пищевые жиры, комбинирование, жировая композиция, сбалансирование, жирнокислотный состав.

Keywords: functional properties, raw materials, oilseeds, edible fats, combination, fat composition, balancing, fatty acid composition.  

Известно, что в нынешнее время важная роль в вопросе правильного питанию человека отводится функциональным продуктам питания. Большинство жировых продуктов относятся к продуктам массового потребления и, соответственно, обоснованно являются достаточно удобными объектами обогащения их рецептурных составов с целью фортификации их функциональных свойств. С этой целью в отечественной и зарубежной практике разрабатываются и применяются различные методы и способы получения функциональных продуктов различного рода с заданными свойствами – растительных масел, полученных смешением (купажированием) традиционных и нетрадиционных масел, жировых продуктов специального назначения, как эмульсионных, так и безводных, в том числе, маргаринов, кулинарных жиров, спрэдов, растительно-жировых смесей (РЖС). Большим потенциалом в сегменте обогащённых продуктов обладают композиционные жировые продукты, полученные путём изменения состава жировой фазы по количеству и соотношению жирных кислот. Причем, следует отметить, что по данным очень многочисленных современных исследований весомым показателем функциональности является соотношение полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ω6 и ω3, а также соотношение суммы насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот (НЖК:МНЖК:ПНЖК). Эффективность их биологического действия, заключающаяся в нормализации липидного обмена, наиболее высокая только при соблюдении их конкретного соотношения. При этом, рекомендуемым соотношением суммы жирных кислот НЖК:МНЖК:ПНЖК является их соотношение 1:1:1, а оптимальным соотношением жирных кислот группы ω6 и ω3 для здорового человека соответственно является соотношение 10:1, для лечебного питания – от 3:1 до 5:1. При этом в продуктах, традиционно выпускаемых масложировой промышленностью, в основном наблюдается явная нехватка ПНЖК группы ω3 и дисбаланс в соотношении жирных кислот НЖК:МНЖК:ПНЖК.  Перспективным сырьем для расширения ассортимента функциональных масел, жировых и растительно-жировых продуктов являются семена льна масличного, обладающие выраженным физиологическим влиянием на основные регуляторные и метаболические процессы человеческого организма. Они содержат в своем составе рекордное для растительного сырья количество α-линоленовой кислоты (ω3). Это обусловливает определенные преимущества использования льняных семян и продуктов их переработки для коррекции недостаточности ПНЖК группы ω3.

Купажирование растительных масел является эффективным технологическим приёмом достижения заданного соотношения ПНЖК ω6 и ω3 путём создания 2-х- или многокомпонентных систем из натуральных растительных масел. При этом основным очень удобным в технологическом плане источником ПНЖК группы ω3, как было выше изложено, может быть льняное масло [1, с.153-154]. С физиологической точки зрения льняное масло оказывает благотворное влияние в предупреждении и лечении сердечно-сосудистых заболеваний.  Анализ известных литературных данных доказывает, что льняное масло обладает антиатеросклеротическим, антиаритмическим, антитромботическим, противовоспалительным и антиаллергическим свойствами и может быть использовано для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, в терапии острого и хронического воспаления и нарушений, связанных с чрезмерно активной иммунной реакцией [2, с.40-41]. Однако, масла с высоким содержанием ПНЖК, особенно, линоленовой кислоты (группы ω3), в частности, льняное масло, легко окисляется, на стадиях прессования и фильтрации в нем идут интенсивные окислительные и гидролитические процессы и в нем могут повышаться кислотное и перекисные числа [3, с.30-32]. Поэтому в последнее время некоторыми исследователями разработаны способы получения функциональных растительно-жировых продуктов - так называемых жиромучных смесей (ЖМС) [4,5], в компонентный состав которых, помимо жиров и масел, также включены измельченные массы семян масличных или низкомасличных культур, их зародышей.    

Жировые продукты в виде маргаринов, жиров специального назначения, заменителей и альтернатив животных и растительных масел и жиров используются в производстве многих продуктов и полуфабрикатов кондитерской, хлебопекарной, молочной, пищеконцентратной отраслей пищевой промышленности, общественном питании. Они выступают в качестве одного из основных компонентов готового продукта. В этом случае химический состав таких жировых продуктов, а следовательно, и других продуктов на их основе, может являться базовым критерием, определяющим их принадлежность к функциональным. Таким образом, поиск и исследования наиболее доступных, технологически удобных, биологически ценных сырьевых ресурсов для создания новых видов жировых продуктов для сектора «здорового» питания являются актуальным и имеют значительную научно-практическую значимость.

Поскольку пищевая промышленность всё более нуждается в жирах структурированной консистенции со сбалансированным жирнокислотным составом, повышенным содержанием полноценных биологически и физиологически значимых нутриентов, которые по своим технологическим свойствам могут быть использованы в качестве основного компонента маргариновой, хлебопекарной и мучной кондитерской продукции, то наиболее перспективным является создание новых видов растительно-жировых композитов целевого назначения с комбинированием традиционно используемых жировых продуктов с необезжиренными измельченными массами масличных семян с высокими функциональными характеристиками. В работе [4] была теоретически и экспериментально обоснована технология получения функциональных жиромучных смесей, с использованием жиров, масел и продуктов переработки нетрадиционного низкомасличного сырья, коим является зародышевый продукт зерна пшеницы, состав которого характеризуется высоким содержанием биологически активных веществ, в том числе, несколько повышенным (7-14%) количеством  ω3 жирных кислот. Однако, следует отметить, что этого недостаточно для получения сбалансированных по соотношению ω6:ω3 жирных кислот в жиромучных композициях без дополнительного использования жидких растительных масел, богатых  ω3 жирными кислотами, таких, например, как соевое, рыжиковое, льняное масла. Это затрудняет сохранение структурированной консистенции полученных жиромучных композиций.  Поэтому в работе [5] было предложено включение измельченной необезжиренной массы льняных семян в растительно-жировые смеси (РЖС) вместо необезжиренной муки зародышей пшеницы. Это позволит исключению применения жидких растительных масел для получения эффекта по сбалансированию соотношения жирных кислот ω6 и ω3. Однако, и здесь остается ощутимым дисбаланс жирных кислот по соотношению НЖК:МНЖК:ПНЖК.

В связи с этим, целью исследования в данной работе является получение растительно-жировой композитной смеси структурированной консистенции со сбалансированным жирнокислотным составом как по соотношению жирных кислот ω6:ω3, так и по соотношению НЖК:МНЖК:ПНЖК, исключающее использование каких-либо жидких растительных масел. При этом, в качестве растительных компонентов предусмотрено комбинированное использование измельчённых масс семян льна и кунжута без предварительного извлечения из их состава масла.

Таким образом, основными объектами исследований являются растительно-жировые композиции структурированной консистенции, измельченные необезжиренные массы масличных семян льна и кунжута, жировой компонент (на примере маргарина). В качестве масличного сырья выбраны семена местных сортов льна «Бахмальский-2» и кунжута «Ташкентский-122».

Анализ жирных кислот проводили на основе метода газовой хроматографии на хроматографе Clarus 600 Perkin-Elmer (США). Условия хроматографического анализа: колонка - Restek, Stabilwax; длина колонки– 60 mm; диаметр колонки – 0,32 mm ID; детектор – ПИД; носитель газа – азот; температура в термостате (градиентный метод): 1-8 мин - 80⁰С, 8-18 мин – 130⁰С и 18-22мин - 180⁰С; split- 1/10; объём (количество) инъекции – 1 мкл.

Трехкомпонентные функциональные жировые смеси могут быть получены смешением измельченных масс из выбранных семян с жировым продуктом (маргарином).

В рецептурах многих булочных и мучных кондитерских изделий как жировой компонент обычно включены маргарины, которые частенько не сбалансированы по соотношению жирных кислот ω6 и ω3. Поэтому перед внесением в тесто предлагается предварительное смешивание маргарина с сухой термически обработанной (при 70-80⁰С для предотвращения гидролиза глюкозидов и инактивации ферментных систем) необезжиренной измельченной массой семян масличного льна и кунжута без извлечения масла из их состава.

В таблице представлены  жирнокислотные составы (%) выбранных компонентов растительно-жировой композиции.

Таблица 1.

Жирнокислотные составы (%) выбранных компонентов растительно-жировой композиции

Высокое содержание α–линоленовой (ω3) кислоты в составе измельченных льняных семян и олеиновой - в составе кунжутных, в их смеси с маргарином может способствовать получению сбалансированной трехкомпонентной растительно-жировой композиции как по соотношению жирных кислот ω6:ω3, так и по соотношению НЖК:МНЖК:ПНЖК.

Для получения функциональной жировой композиции профилактического назначения с соотношением ω6:ω3=10:1 из выбранного маргарина, измельченной массы льняных и кунжутных семян, в соответствии с расчётом компоненты выбирают в следующем соотношении:

где: m₁ – масса измельченных льняных семян, г или кг;

m₂ – масса измельченных кунжутных семян, г или кг;

m₃ – масса маргарина, г или кг;

– содержание линолевой кислоты в масле семян льна, %;

– содержание α-линоленовой кислоты в масле семян льна, %;

– содержание линолевой кислоты в масле семян кунжута, %;

– содержание α-линоленовой кислоты в масле семян кунжута, %;

– содержание линолевой кислоты в маргарине, %;

– содержание α-линоленовой кислоты в маргарине, %;

– масличность измельченных льняных семян, %;

– масличность измельченных кунжутных семян, %;

– содержание жира в маргарине, %;

 – требуемое соотношение ПНЖК семейств ω-6 : ω-3

При этом задаёмся долевым количеством маргарина (m₃=50-80%) в композиции. При этом в соответствии с расчётом для получения композиции с соотношением жирных кислот ω-6:ω-3=10:1 компоненты должны быть выбраны в следующих соотношениях:

Маргарин                                                                 50,0 ÷ 80,0 %

Измельченная масса семян кунжута                        13,2 ÷ 41,5 %

Измельченная масса семян льна                              6,7 ÷ 8,5 %

Полученные композиции имеют жирность 64,4÷74,5%, соотношение НЖК:МНЖК:ПНЖК, равное (21,74 ÷ 27,3) : (29,16÷38,9) : (33,8÷39,1) или 1: 1,3÷1,4 : 1,2÷1,8.

Таким образом, на основе выше представленного можно сделать вывод, что включение измельченных необезжиренных масс семян масличного льна и кунжута в маргарин в определенных соотношениях по расчету позволяет получить растительно-жировые композитные смеси структурированной консистенции со сбалансированным жирнокислотным составом как по соотношению жирных кислот ω6:ω3, так и по соотношению НЖК:МНЖК:ПНЖК, исключающее использование каких-либо жидких растительных масел.

 Исследования влияния применения таких композиций на качество хлебобулочных и мучных кондитерских изделий подтвердили эффективность их применения как с технологической, так и с функциональной точки зрения.

Список литературы:

1. Ипатова Л.Г. Жировые продукты для здорового питания. Современный взгляд/ Л.Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, А.П. Нечаев, В.А. Тутельян. – М.: ДеЛи принт, 2009. 396 с.
2. Ипатова О.М., Прозоровская Н.Н., Баранова В.С., Гусева Д.А. Биологическая активность льняного масла как источника омега-3 альфа-линоленовой кислоты. Биомедицинская химия, 2004, том 50 №1, С.25-43
3. Гусева Д.А. Сравнительный анализ льняного масла трех вариантов холодного отжима / Д.А. Гусева, Н.Н. Прозоровская, М.А. Санжаков, А.В. Широнин // Масложировая промышленность.-2011.- №3. – С. 30-32.
4. Джураева Н.Р. Получение растительно-жировых смесей целевого назначения с использованием зародышей пшеницы. – Автореферат дисс. … доктора философии (PhD) по техническим наукам.–Т.: ТашКТИ.-2018.–26 с.
5. Isabaev I.B., Khudaykulov A.Sh., Dzhuraeva N.R, Ashurova Z.T and Tursunova U. Obtaining technologically and physiologically functional special-purposes of fat products. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 848 (2021) 012020 doi:10.1088/1755-1315/848/1/012020