Лекция 18 Жиры животные и растительные. Производство растительного масла. Гидрогенизация жиров

По происхождению сырья жиры подразделяют на животные (молочные, наземных животных, птиц, морских животных и рыб), растительные (масла из семян и мякоти плодов), переработанные - на основе модифицированных жиров (маргарин, кулинарные, кондитерские, хлебопекарные).

По консистенции жиры делятся на твердые (бараний, говяжий, свиной, костный) и жидкие (подсолнечное, соевое, кукурузное и др. масла).

По способности полимеризоваться выделяют жиры: высыхающие (льняное, конопляное, тунговое масло), полувысыхающие (подсолнечное, соевое, кукурузное, кунжутное и др. масла) и невысыхающие (оливковое, рапсовое, горчичное и др. масла).

Основными структурными компонентами липидов являются насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, которые определяют их свойства. По наибольшему содержанию насыщенных жирных кислот выделяют животные жиры. Ненасыщенные жирные кислоты преобладают в растительных маслах.

По содержанию ПНЖК пищевые жиры делятся на три группы: I - рыбий жир и растительные масла (до 60-70 %), II - свиной и птичий (до 50 %), III - бараний и говяжий (до 5-6 %).

В состав жиров входят фосфолипиды - сложные эфиры глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты. В жирах содержатся различные стерины: животные (зоостерины) и растительные (фитостерины).

Животные жиры являются источником витаминов А и D; растительные масла - витамина Е и провитамина А - β-каротина.

Вид и количество жировых продуктов, вносимых в тесто для отдельных хлебобулочных изделий из пшеничной муки, установлены в утвержденных для них рецептурах, которые предусматривают внесение в тесто от 0 до 20-30 % жира.

Добавление в тесто даже небольших количеств жира (около 0,5 % к массе муки) существенно влияет на реологические свойства, повышая газоудерживающую способность. При этом уменьшается липкость теста и оно лучше проходит через рабочие органы тесторазделочного оборудования. Внесение значительных количеств жира (10 % и более) заметно снижает бродильную активность дрожжей и интенсивность газообразования. Жиры улучшают структурно-механические свойства мякиша, замедляют процесс черствения хлеба.

Показатели качества жиров

Органолептические показатели: вкус, цвет, запах, прозрачность, консистенция.

Вкус и запах имеют решающее значение при определении качества жиров: степени свежести, вида, степени обработки (рафинации). К веществам обуславливающим вкусоароматические свойства жиров, относятся терпены, летучие жирные кислоты, альдегиды, кетоны, эфиры и т. д.

Цвет жиров имеет широкий диапазон: от белого - у свиного до почти черного - у хлопкового. Он зависит от характера и соотношения содержащихся в жире пигментов.

Прозрачность определяют в жидких и расплавленных твердых жирах.

Консистенцию устанавливают в твердых жирах. Соответственно жиры могут быть твердыми, мазеобразными, жидкими.

Из физических показателей определяют плотность, показатель преломления, температуру плавления и застывания, твердость, температуру вспышки.

На основании физических показателей жиров проводят идентификацию, фальсификацию, степень и чистоту рафинации жиров.

Плотность (масса единицы объема) жиров характеризует состав жирных кислот, входящих в молекулу триглицерида. Плотность жиров уменьшается с увеличением молекулярной массы и увеличивается с повышением степени ненасыщенности жирных кислот, входящих в состав триглицерида. Плотность нерафинированных жиров выше, чем рафинированных.

Показатель преломления характеризует чистоту жиров и степень их окисления. Показатель преломления возрастает при наличии оксигрупп, увеличении молекулярного веса и количества непредельных жирных кислот.

Температура плавления - температура, при которой жир переходит из твердого состояния в капельно-жидкое. С увеличением непредельных жирных кислот температура плавления уменьшается. Чем выше температура плавления, тем хуже они усваиваются организмом (например, температура плавления твердого бараньего жира - 44…56 ºС, а мазеобразного свиного - 36…46 ºС).

Температура застывания - это температура перехода жира из жидкого состояния в твердое. Температура застывания жира, как правило, значительно ниже температуры плавления.

Твердость характеризует структурно-механические свойства твердых жиров. Этот показатель используется для определения качества маргаринов и саломасов.

Температура вспышки экстракционного масла - это температура, при которой выделяющиеся при нагревании жира летучие вещества образуют с воздухом горючую, вспыхивающую в пламени горелки смесь. Это показатель характеризует чистоту экстракционного масла и полноту удаления растворителя. Остатки растворителя понижают температуру вспышки.

Химические показатели:

Массовая доля влаги и летучих веществ - повышенное содержание влаги снижает пищевую ценность жиров, их стойкость при хранении, способствует развитию гидролитических процессов. Повышенное содержание воды свидетельствует о нарушении технологического режима производства масел и жиров, разрушении эмульгированных жиров (маргарин).

К химическим показателям качества относятся также числа жиров.

Цветное число характеризует интенсивность окраски растительных масел, а также степень их очистки. Нерафинированные масла имеют более темный цвет и соответственно более высокое цветное число по сравнению с рафинированными.

Кислотное число характеризует количество свободных жирных кислот, содержащееся в 1 г жира, и выражается количеством мг гидроксида калия, необходимым для их нейтрализации. Кислотное число является важнейшим показателем качества пищевых жиров и нормируется нормативными документами. При несоблюдении условий и сроков хранения жиров кислотное число увеличивается, что обусловлено в основном гидролизом триглицеридов.

Число омыления выражается объемом гидроксида калия, необходимым для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот, находящихся в 1 г жира. Число омыления служит показателем окислительной порчи жира.

Йодное число показывает количество граммов йода, которое может присоединиться к 100 г жира. Оно характеризует степень ненасыщенности и качество жира. По величине этого показателя судят о преобладании в жирах насыщенных или ненасыщенных жирных кислот. Чем выше в жире содержание ненасыщенных жирных кислот, тем выше значение йодного числа. Тугоплавкие жиры имеют низкое йодное число, легкоплавкие - высокое. Это показатель имеет важное значение при идентификации пищевых жиров, особенно животных. Так, низкое йодное число свиного жира свидетельствует о добавлении к нему тугоплавкого жира (бараньего или говяжьего). Кроме того, йодное число характеризует степень свежести жиров. При окислении жиров в процессе хранения йодное число уменьшается.

Перекисное число - количество первичных продуктов окисления жиров-перекисей, способных выделять из водного раствора йодистого калия йод. Выражается в количестве йода в граммах, выделенного перекисями из 100 г жира. Содержание перекисей в жирах обнаруживается задолго до появления неприятных вкуса и запаха.

Получение растительного масла

Отечественная промышленность вырабатывает около 40 видов растительных масел. Они отличаются жирно-кислотным составом, содержанием сопутствующих веществ, степенью очистки, органолептическими показателями.

Технология производства растительных масел включает следующие операции:

- подготовка к хранению и хранение масличных семян;

- подготовка семян к извлечению масла;

- собственно извлечение масла;

- рафинация (очистка от примесей);

- розлив;

- упаковка и маркировка.

Извлечение масла из семян осуществляется 3 способами:

1. прессование;

2. экстракция;

3. комбинированный способ (прессование и экстракция).

Наиболее широко применяются два способа: при переработке семян с высоким содержанием масла - сначала проводят прессование, при котором получают примерно ¾ всего масла, а затем экстракцию, с помощью которой извлекают остальное масло. Из низкомасличных семян масло извлекают методом экстракции.

Получение растительного масла комбинированным способом (черным указан способ прессования)

Плодовые и семенные

оболочки

Извлечение масла из мятки (увлажнение, пропаривание, жарение)

Вода, пар

			Извлечение масла экстракцией из жмыха, выходящего из пресса

Прессование мезги

Жмых

Масло

Масло Масло

Фильтрация масла

Шрот

Обрушивание семян. Главная часть масла сосредоточена в ядре семян - в зародыше и эндосперме, плодовая и семенная оболочки содержат относительно небольшое количество масла, имеющего другой (худший по пищевой ценности) липидный состав. В связи с этим при переработке многих масличных семян плодовые и семенные оболочки отделяют от основных маслосодержащих тканей - ядра. Операция отделения оболочек от ядра - обрушивание.

Измельчение семян. Для извлечения масла из семян необходимо разрушить клеточную структуру их тканей. Получаемый после измельчения семян материал называется мяткой.

Извлечение масла. Масло, адсорбированное в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается значительными поверхностными силами. Для эффективного извлечения масла необходимо эту связь ослабить. С этой целью используют гидротермическую обработку мятки - приготовление мезги или жарение. При этом ослабевает связь липидов с нелипидной частью семян - белками и углеводами и масло переходит в относительно свободное состояние. Мятка превращается в мезгу.

Способом прессования невозможно добиться полного обезжиривания мезги, так как на поверхности жмыха, выходящего из пресса, всегда остаются тонкие слои масла, удерживаемые поверхностными силами, во много раз превышающими давление, развиваемое современными прессами.

Единственным способом, обеспечивающим практически полное извлечение масла, является экстракционный способ.

В качестве растворителей применяют бензин марки А и нефрас.

Экстракцию ведут двумя способами:

1 - погружением - извлечение масла из масличного сырья осуществляется прохождением его через поток растворителя в условиях противотока;

2 - ступенчатым орошением - непрерывно перемещается только растворитель, а экстрагируемый материал остается в покое.

Схема извлечения масла методом экстракции

Экстрагируемый материал

Обработка шрота

Экстрактор

Шрот Шрот на склад

Мисцелла Растворитель

Масло на склад

Мисцелла - смесь мятки и растворителя (бензина).

Шрот - остаток после удаления растворителя и масла. (В шроте остается бензин. Его очищают и после направляют на корм скоту.)

В масло-жировой промышленности операцию отгонки растворителя называют дистилляцией.

Рафинация масел и жиров

Рафинация- очистка масел от примесей различного характера: сопутствующих триглицеридам веществ (фосфатиды, пигменты); веществ, образующихся в результате химических реакций (свободные жирные кислоты, перекиси и др.); минеральных примесей, частиц шрота и жмыха. При проведении рафинации необходимо не только удалить вредные примеси, но и сохранить сопутствующие биологически активные вещества: жирорастворимые витамины; фосфолипиды, незаменимые жирные кислоты.

Методы рафинации условно делят на физические (отстаивание, фильтрация, центрифугирование); химические (гидратация и нейтрализация); физико-химические (отбеливание, дезодорирование, вымораживание).

В зависимости от степени очистки растительные масла выпускают следующих видов: нерафинированные, гидратированные, рафинированные, отбеленные, салатные.

Современная технология полной рафинации предусматривает удаление:

- механических примесей - получают нерафинированное масло;

- фосфолипидов (операция гидратации масла, получают гидратированное масло);

- свободных жирных кислот (операция щелочной нейтрализации, получают рафинированное недезодорированное масло);

- восков и воскоподобных веществ (операция вымораживания используется для подсолнечного масла, получают салатное масло для употребления в пищу, производства маргарина);

- красящих веществ (операция отбеливания масла, предназначена для гидрирования и производства маргариновой продукции);

- веществ, ответственных за вкус и запах масел и жиров (операция дезодорации, получают рафинированное дезодорированное масло).

Гидратация - это удаление из масла с помощью воды группы веществ с гидрофильными свойствами, важнейшими из которых являются фосфолипиды (ценные в пищевом отношении соединения с антиокислительными свойствами). При хранении масел они выпадают в виде легко разлагающегося осадка, который затрудняет ряд технологических операций по переработке масла.

Цель дезодорации - удаление из масла альдегидов, кетонов и других летучих продуктов, определяющих запах и вкус масла, а также выделение из растительных масел нежелательных чужеродных соединений - полициклических ароматических углеводородов, ядохимикатов, токсичных продуктов - афлатоксинов и др. Дезодорация является обязательной операцией для получения масел и жиров, применяемых при производстве маргарина, и масла, непосредственно используемого в питании.

Масло подсолнечное должно соответствовать ГОСТ Р 52465-2005 «Масло подсолнечное. Технические условия».

Получение гидрированных жиров

Для производства маргарина, кондитерских и кулинарных жиров необходимы пластичные, высокоплавкие и твердые (при комнатной температуре) жиры. Они могут быть получены из жидких растительных масел путем гидрогенизации. Методом гидрогенизации жидких жиров (подсолнечного, арахисового, рапсового, кунжутного масел, жиров рыб) получают саломасы. Сущность процесса гидрогенизации - насыщение водородом в присутствии никелевого катализатора ненасыщенных жирных кислот по месту двойной связи, при этом образуются насыщенные жирные кислоты, а жир из жидкого состояния переходит в твердое.

Гидрирование остатков полиненасыщенных жирных кислот, входящих в состав триглицерида, происходит ступенчато, т. е. более ненасыщенные последовательно превращаются в менее ненасыщенные: линоленовая →линолевая → олеиновая→стеариновая кислота.

Одновременно с основной химической реакцией изменяется пространственная конфигурация остатков жирных кислот, входящих в состав триглицерида (цис- транс -изомеризация).

-СН₂ СН₂- -СН₂

| | |

СН=СН НС=СН

|

(цис -форм) СН₂- (транс -форма)

Температура плавления полученных саломасов колеблется от 31 до 55 ºС. Пищевой саломас имеет цвет от белого до бледно-желтого, пластичную консистенцию, специфический вкус и запах. Для удаления пахучих веществ его подвергают рафинации.

Дата добавления: 2014-01-13