Переэтерифицированные жиры вред или польза
Отрасль жироперерабатывающей промышленности получила в наше время широкое развитие, т.к. для производства спредов, маргарина и кулинарных жиров, а также некоторых других технических продуктов требуются в основном твердые жиры. Растущая потребность в последних большей частью удовлетворяется путем применения отвержденных жидких жиров, получаемых путем гидрогенизации или переэтерификации.
Гидрогенизация заключается в том, что продукт подвергается воздействию чистого водорода при соответствующих температуре и давлении в присутствии катализатора (обычно это тонкоизмельченный никель). Гидрогенизация повышает температуру плавления жиров и увеличивает консистенцию масел, превращая ненасыщенные глицериды (например, олеиновой, линолевой и др. кислот) в насыщенные глицериды с более высокой температурой плавления (например, пальмитиновой, стеариновой и др. кислот). Степень гидрогенизации и конечная консистенция продуктов зависят от условий протекания этого процесса и от времени обработки.
Жир, получаемый в процессе гидрогенизации, называется саломасом. Сырьем для получения пищевых саломасов являются рафинированные растительные масла, в основном подсолнечное, соевое, хлопковое, низкоэруковое рапсовое или их смеси с пальмовым и животным маслом.
Гидрогенизация жиров, при производстве спредов и маргарина, согласно последним исследованиям, имеет крайне неприятный побочный эффект. Она ведёт к образованию, так называемых, трансизомеров жирных кислот (ТИЖК), практически отсутствующих в масложировой продукции на основе переэтерифицированных жиров. сливочном и в растительном масле и поэтому,
Трансизомеры, доля которых в гидрогенизированном масложировом продукте достигает 40%, повышают уровень холестерина в крови, нарушают нормальную работу клеточных мембран, способствуют развитию сосудистых заболеваний, отрицательно сказываются на половой потенции.
По словам руководителя лаборатории физиологии и питания Института питания — Сатбека Мусабекова, современные исследования показали, что трансизомеры нарушают работу ферментов, портят клеточные мембраны, увеличивают уровень холестерина в крови.
Учёные подсчитали, что ежедневное потребление 40 г. гидрогенизированного маргарина, содержащих 5 г. трансизомеров, увеличивает на 50% риск инфаркта.
Также ученые выяснили, что среди любителей продуктов с маргарином, прошедшим гидрогенизированную обработку:
- смертность от ишемической болезни сердца и число инфарктов миокарда значительно выше.
- у женщин рак груди встречается чаще на 40% (наличие ТИЖК было установлено, когда брали образцы жировой ткани).
- ухудшается качество молока у кормящих матерей,
- дети рождаются с низким весом,
- увеличивается риск развития диабета.
По этим причинам гидрогенизированные жиры являются вредоносными для здоровья человека, и в некоторых странах метод гидрогенизации запрещен для производства твертых жиров.
В связи с этим в настоящее время широкое распространение получил такой метод модификации жиров, как переэтерификация.
В целом процесс переэтерификации – это направленное изменение консистенции и физических свойств (температуры плавления, твердости), а также создание устойчивой кристаллической структуры жира или смеси жиров. Переэтерификации подвергают индивидуальные жиры и масла, но чаще всего их смеси.
Если рассмотреть реакцию переэтерификации в упрощенной форме, то данный процесс можно представить как расщепление отдельных триглицеридов с последующим удалением случайно выбранной жирной кислоты, перемешиванием ее с остальными жирными кислотами в смеси и последующим замещением ее другой, случайно выбранной жирной кислотой. Эти изменения в распределении жирных кислот в триглицеридах и оказывают влияние на свойства жиров и их физическое состояние.
Но в отличие от гидрогенизации, процесс переэтерификации позволяет получать жировые системы с минимальным содержанием трансизомеров жирных кислот, так как данный процесс не оказывает влияния на образование изомеров двойной связи ненасыщенных жирных кислот. Также процесс переэтерификации позволяет вводить в жировую основу повышенное количество физиологически ценной линолевой кислоты.
У масел (одного или смеси), прошедших процесс переэтерификации, отмечается:
- повышение пищевой ценности жировой смеси, так как переэтерификация смесей тугоплавких жиров (пальмового масла, пальмового стеарина) с жидкими растительными маслами обеспечивает наибольшую степень превращения трудноусвояемых организмом высокоплавких глицеридов в низкоплавкие;
- изменение температуры плавления;
- повышение пластичности и однородности, увеличение способности жира кристаллизироваться в устойчивой мелкокристаллической полиморфной модификации, что является отличительной особенностью переэтерифицированных жиров.
Переэтерификация позволяет получать новые виды пищевых жировых продуктов с заданными свойствами, дает возможность регулировать содержание в пищевых жирах высокоплавких жирных кислот. Переэтерификация приводит к снижению температуры плавления жира или смеси жиров, повышает их пластичность и стабильность к окислению кислородом воздуха.
При переэтерификации смесей растительных масел и животных жиров, а также тройных смесей (например, с саломасом) получаются продукты высокого качества по структуре и органолептическим показателям, такие как кулинарные жиры или основа для производства спредов. Переэтерификация значительно расширяет ассортимент жиров для кондитерских изделий, хлебопечения и консервирования, а также позволяет увеличить дозировку в маргарин негидрированных растительных масел, что существенно улучшает структурно-механические характеристики продукции.
Переэтерификация открывает большие возможности для изменения свойств жира (температуры его плавления, затвердевания, пластичности), т. е. позволяет получать жиры с заданными для пищевой технологии физико-химическими свойствами без изменения их жирокислотного состава.
Специализированные жиры, вырабатываемые с использованием в их жировых основах переэтерифицированных пластичных жиров, отличаются оптимальным содержанием глицеридов линолевой кислоты и по своим биологическим свойствам отвечают требованиям, предъявляемым к полноценному пищевому жиру.
Именно процесс переэтерификации позволяет максимально приблизить свойства заменителя к свойствам молочного жира, что дает возможность достигать широчайшего диапазона совместимости данных продуктов.
На сегодняшний день «Тульчинка» производит всю продукцию только с применением переэтерифицированных жиров, что позволяет добиться выработки различных продуктов с разнообразными качественными характеристиками, полезных для здоровья.
А. АЛЕКСЕЕНКО, заместитель директора масложирового дивизиона,А. ПРЕДЫБАЙЛО, начальник отдела инноваций Компания «ЭФКО»
К новым технологическим процессам, внедренным на предприятиях масложировой промышленности, можно отнести процесс переэтерификации. Переэтерификацией называют реакцию обмена ацилами при взаимодействии молекул двух сложных эфиров. Это один из видов модификации масел и жиров, позволяющий путем преобразования триглицеридного состава влиять на изменения их физико-химических свойств. В застывшем состоянии переэтерифицированные жиры имеют мелкокристаллическую структуру и однородную пластичную консистенцию [1–5].
Процесс переэтерификации (кроме случая ферментативной переэтерификации с использованием 1,3-специфической липазы) можно рассматривать как случайное удаление жирных кислот из молекул триглицеридов, перемешивание этих кислот и присоединение к глицериду жирных кислот, выбранных случайно. Поэтому технологические характеристики переэтерифицированных жиров зависят только от их жирнокислотного состава. В отличие от гидрогенизации, переэтерификация не влияет на степень насыщения и не вызывает изомеризации жирных кислот, полностью сохраняя жирнокислотный состав исходных жиров.
Природные масла и жиры по жирнокислотному составу в полной мере не отвечают современным представлениям о здоровом питании, так как имеют несбалансированный жирнокислотный состав. Использование переэтерификации позволяет получать специализированные жиры с «идеальным» жирнокислотным составом: содержанием насыщенных, моно- и полиненасыщенных жирных кислот, отношением ω-6/ω-3. Комбинируя переэтерификацию с другими методами модификации, можно получить те или иные продукты с заданными физико-химическими и функциональными свойствами. Особенностью переэтерифицированных жиров является способность кристаллизоваться в наиболее желательную для большинства твердых жиров β’-форму. Добавление их в жировую основу специализированных жиров существенно улучшает структурно-механические характеристики, делая их более пластичными и однородными. На заводе «ЭФКО Пищевые Ингредиенты» в 2002 году отработана технология переэтерификации и начато производство специализированных жиров с минимальным содержанием трансизомеров — до 1 %. В производстве заменителей молочного жира группы «Эколакт TF», мягких кондитерских жиров группы «Эконат» переэтерификация является основным звеном технологической цепочки.
В зависимости от используемого катализатора выделяют следующие виды переэтерификации: химическую и энзимную (ферментативную). Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Так, при химической переэтерификации используются натриевые катализаторы (метилат или этилат натрия), которые наиболее распространены, они требуют соблюдения условий хранения: герметичность упаковки, удаленность от источников открытого огня, повышенная влажность. Данные соединения не являются истинными катализаторами реакции, а служат лишь затравкой для образования таковых (глицерата натрия). После реакции катализатор должен инактивироваться и удаляться, поскольку переэтерификация является обратимой. Разрушение производится путем введения в систему воды или фосфорной кислоты. Продукт, полученный методом химической переэтерификации, подвергается дополнительной очистке и соответствует всем требованиям безопасности, установленным действующими нормативными документами. Ферменты получили широкое применение в медицине и пищевой промышленности благодаря бурному развитию биотехнологии. После огромной работы, проведенной производителями ферментных препаратов, энзимная переэтерификация стала доступна при производстве масложировой продукции в промышленных масштабах. Существует два вида каталитических липаз, различающихся по проявлению специфичности: неспецифическая липаза — катализирует реакции в трех позициях глицерида случайным образом; 1,3-специфическая липаза — катализирует реакции только на внешних положениях глицерида. Использование неспецифической липазы практически не имеет преимуществ перед обычными химическими методами, а получаемые продукты по своим свойствам подобны полученным химическим методом. Применение 1,3-специфических липаз позволяет производить продукты, имеющие особый триглицеридный состав, который нельзя получить химической переэтерификацией. Основное направление использования таких липаз — производство эквивалентов масла какао.
Исходное сырье, используемое для энзимной переэтерификации, необходимо подвергать рафинации и дезодорации, так как при превышении качественных показателей (содержание свободных жирных кислот, первичных и вторичных продуктов окисления, влаги) значительно снижается активность фермента, что уменьшает возможность его многократного использования.
В последнее время применение переэтерифицированных жиров, полученных химическим методом, определенным авторами, подвергается острой критике без каких-либо подтвержденных специальных токсикологических исследований. В процессе химической переэтерификации образуются метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК), присутствие которых вызывало неоднозначную оценку специалистов. Однако достоверно установлено, что МЭЖК присутствуют в липидах животных, грибов, бактерий. У человека и высших животных они содержатся в клетках поджелудочной железы, печени, кожи и в плазме крови. Ученым не удалось найти никаких научных исследований или публикаций, которые служили бы основанием для отнесения их к канцерогенным веществам.
Когда в Европе было выдвинуто предложение по исключению МЭЖК из списка предшествующих грузов для перевозки масел и жиров, предназначенных к использованию в пищевых продуктах после дальнейшей переработки, была создана специальная комиссия, в состав которой вошли авторитетные специалисты в области токсикологии и безопасности: доктор W. Aulmann — старший токсиколог Henkel KGaA, доктор D. Walker — руководитель безопасности и регулирования Procter & Gamble, доктор Hinze — руководитель безопасности и регулирования Unichema International (часть Unilever). Ими была проведена оценка токсичности, метаболизма, мутагенности, канцерогенности, пищевого использования, легкости очистки и удаления МЭЖК. Метиловые эфиры жирных кислот метаболизируются как и другие пищевые жиры, гидролизуются, а затем окисляются до углекислого газа и воды. Также они легко удаляются со свободными жирными кислотами из пищевых масел в процессе дезодорации из-за более низкой температуры кипения (при температуре 230 °С и стандартном расходе пара удаляется 99,0 % МЭЖК, и их содержание в готовом масложировом продукте составляет менее 0,1 %).
Химическая переэтерификация, как и ферментативная, широко используется производителями специализированных жиров в Европе и СНГ для получения продуктов с меньшим содержанием насыщенных жирных кислот и отсутствием трансизомеров и является безопасным методом модификации масел по всем показателям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ О’Брайен, Р. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение / Р. О’Брайен; пер. с англ. 2-го изд. В. Д. Широкова [и др.]. — СПб.: Профессия, 2007. — 752 с. Паронян, В. Х. Технология и организация производства жиров и жирозаменителей / В. Х. Паронян. — М.: ДеЛи принт, 2007. — 512 с. Химия жиров, 3-е изд., перераб. и доп. / Б. Н. Тютюников [и др.]. — М.: Колос, 1992. — 448 с. Жировые продукты для здорового питания. Современный взгляд / Л. Г. Ипатова [и др.]. — М.: ДеЛи принт, 2009. — 396 с. https://www.apag.org/issues/methyl.htm
Природные масла и жиры по жирнокислотному составу в полной мере не отвечают современным представлениям о здоровом питании, так как имеют несбалансированный жирнокислотный состав.
Особенностью переэтерифицированных жиров является способность кристаллизоваться в наиболее желательную для большинства твердых жиров β’-форму.
Продукт, полученный методом химической переэтерификации, подвергается дополнительной очистке и соответствует всем требованиям безопасности, установленным действующей нормативной документацией.
Здравствуйте, уважаемые одногруппники!
Сегодня я хочу познакомить вас со второй чпастью статьи про непищевые ингредиенты в пищевой промышленности. В первый раз, еще давно-давно, на заре моего присоединения к группе, я писала про маргарины и их вредоностность. Если кто не помнит или присоединился позже, то переработанный вариант статьи выложен здесь.
Теперь вот, по результатам посещения выставки и рассмотрения новейшей информации на злободневную тему здорового питания, публикую продолжение. Вся дальнейшая информация выкладывается мною для наивозможно большего распространения! Врага надо знать в лицо. Давайте будем голосовать рублем за производителя натуральных продуктов! Только не говорите мне, что натуральное – это всегда безумно дорого! Сколько мелких производителей не могут пробиться на наши прилавки, потому что там все заставлено химией. В мегаполисах совершенно забыты мелкие региональные марки! Но это так, к слову.
Как автор, я не возражаю, если моя статья будет скопирована целиком и выложена где-нибудь в блоге. Но очень прошу сохранить авторство, т.к времени, сил и средств потрачено на нее немало. Итак…
Наша история с маргаринами получила дальнейшее развитие! Врага ведь надо знать в лицо! Тем более, что нашим лицам теперь угрожает намазывание и маргарина и саломаса! В-открытую!
Вы не поверите, гидрогенгезированное растительное масло теперь вводят в крем! Я лично некотоое время назад читала этикетку! Ввиду того, что во многих странах на гидрогенезированные жиры в питании наложено ограничение, производители маргаринов стали искать новые рынки сбыта и теперь продвинули этот яд в косметику. Граждане! Дамы! Девушки!
Будьте внимательны! Читайте состав продукции на этикетке любого продукта, который хотите купить! Я понимаю, это долго, но оно того стоит! Это же ваше тело. Других не выдают! Надо жить в том, что есть, и заботиться о нем, как можно более тщательно. Теперь маргарин может быть и в кремике для лица. Напомню, он скрывается под названием «гидрогенезированное растительное масло».
Кстати, количество транс-изомеровв обязательном порядке указывается на этикетках продукции в некоторых государств, например в 14 странах ЕС и США. Флаг первенства принадлежит в этом вопросе Дании, которая первой в 2003 году ввела ограничения на содержание транс-изомеров с продуктах питания. И, кстати, тут я читала этикетку шоколадного батончика, там была указано “транс-изомеры – 1 мг”. Брать не стала. Боюсь снова набрать пару размеров от синтетической пищи.
А теперь о новых способах производства синтетических и полусинтетических жиров.
Недавно был открыт новый метод энзимной переэтерификации жиров. Дальнейшее продолжение описания этого продукта можно читать здесь. Только прочитав до конца, вы вместе со мной и еще одним господином, встреченным мною у полки с этим, любимым мною продуктом (…Никто, никто не скажет мне, что я тиран и сумасброд, за то, что к чаю я люблю хороший бутерброд”…) поймете, как это может быть, что “масло коровье” сливочное, желтое, равномерной консистенции, даже со слезой, а не пахнет молоком и стоит 34руб. за 180 г. Тогда как 1л молока стоит столько же. Это что ж некоторые недобросовестные производители туда суют “заботясь” о нашем с вами здоровье. Нет, о “здоровье” своего кошелька.
Переэтерификация представляет собой процесс обмена ацильными группами (остатками жирных кислот) внутри или между молекулами триглицеридов жиров. В первом случае процесс называется внутримолекулярной переэтерификацией, во втором случае – межмолекулярной переэтерификацией.
При внутримолекулярной переэтерификации изменяется взаимное положение ацильных групп внутри одной молекулы триглицерида:
При межмолекулярной переэтерификации происходит обмен ацильных групп между различными молекулами триглицеридов:
Цель переэтерификации. Как известно масла и жиры имеют разнообразный жирнокислотный состав (таблица 1). Качественный и количественный состав жирных кислот, входящих в триглицериды, полностью определяет свойства жиров и масел. Следовательно, при изменении жирнокислотного состава будут изменяться и свойства того или иного жира.
Таблица 1 – Жирнокислотный состав масел и жиров
Переэтерификация является одним из способов изменения химического состава триглицеридов, благодаря которому можно целенаправленно варьировать такие важные свойства жиров как консистенцию и температуру плавления. Желаемый жирнокислотный состав переэтерифицированного жира и его свойства задаются исходным соотношением твердых и жидких жировых компонентов.
Следует заметить, что цель переэтерификации близка цели гидрирования, но достигается другим способом. Причем в процессе переэтерификации, в отличие от гидрирования, суммарный жирнокислотный состав смеси жиров не изменяется.
Если переэтерификация на протяжении всего процесса осуществляется в одной фазе, то она завершается статистическим, т.е. подчиняющимся законам математической статистики, наиболее вероятным распределением ацильных групп в молекулах триглицеридов. Такая переэтерификация проводится при сравнительно высоких температурах (80…90 оС) и называется статистической, или высокотемпературной переэтерификацией.
Если же переэтерификация проводится при относительно низких температурах (15…30 оС), то в ходе её проведения в осадок из жидкой фазы выпадают высокоплавкие глицериды: система становится двухфазной. Такой процесс называется направленной, или низкотемпературной переэтерификацией.
В отечественной промышленности при получении главным образом пищевых жировых продуктов находит применение статистическая переэтерификация.
Очень широко переэтерификация используется в производстве пластичных пищевых жиров для маргариновой продукции. Планируется довести производство переэтерифицированных жиров до 15…20 % жирового набора маргариновой продукции.
Получение переэтерифицированных жиров позволяет решить следующие задачи:
- уменьшить удельный расход дорогостоящего саломаса за счет соответствующего увеличения расхода негидрированных жиров и масел;
- перейти к производству пластичных жиров с низким содержанием транс-непредельных кислот путем переэтерификации смесей растительных масел с глубокогидрированными жирами, содержащими насыщенные жирные кислоты;
- сократить удельные затраты пара, воды, электроэнергии на производство маргариновой продукции;
- увеличить ассортимент и повысить качество маргариновой продукции.
В промышленных условиях переэтерификацию проводят в присутствии порошкообразных высокоактивных катализаторов щелочного типа: для статистической (высокотемпературной) переэтерификации используют алкоголяты натрия – метилат натрия CH3ONa или этилат натрия C2H5ONa; для направленной (низкотемпературной) переэтерификации – сплав натрия с калием. Недостатком этих катализаторов является высокая пожаро- и взрывоопасность при их контакте с водой.
Механизм реакции переэтерификации при использовании в качестве катализатора этилата натрия сводится к образованию на первой стадии процесса диацилглицерата натрия:
Образовавшийся диацилглицерат натрия собственно и является истинным (действующим) катализатором процесса переэтерификации, а алкоголяты натрия выступают фактически в роли исходных реагентов для получения этого катализатора.
Дальнейший ход переэтерификации описывается следующими схемами реакций:
- внутримолекулярная переэтерификация
- межмолекулярная переэтерификация
По окончании процесса переэтерификации катализатор подвергают дезактивации путем добавления в жир воды или разбавленного раствора фосфорной кислоты:
Затем переэтерифицированный жир отмывают от остатков катализатора и продуктов его распада и направляют на дезодорацию для устранения запаха.
Высокая реакционная способность алкоголятов и ацилглицератов натрия приводит к их химическому взаимодействию с находящимися в жирах примесями воды, свободных жирных кислот и гидропероксидов. Причём это взаимодействие каталитически активных соединений носит необратимый характер:
В связи с этим всё жировое сырье, которое направляется на переэтерификацию, должно иметь высокую степень очистки от дезактивирующих применяемый катализатор примесей воды, различных кислот и гидропероксидов. Например, жир, который подготовлен для проведения переэтерификации, должен отвечать следующим минимальным требованиям:
- влажность – не более 0,015 %;
- кислотное число – не более 0,2 мг КОН/г;
- пероксидное число – не более 0,05 % I2.
Расчёт показывает, что даже в этом случае расход катализатора (этилата натрия) только на погашение примесей, присутствующих в исходном сырье в указанных количествах, составит 0,95 кг/т при общем расходе катализатора 1,2…1,4 кг на 1 т жира.