Окислительная и гидролитическая порча пальмового масла и жировых продуктов, приготовленных на его основе, при различных условиях хранения и транспортировки

Резюме

Изучали влияние условий хранения рафинированного дезодорированного пальмового масла на показатели качества и безопасности: в емкостях из черного металла (низкоуглеродистая сталь) при нерегулируемой температуре; в запаянных полиэтиленовых пакетах при температуре не выше 20 °С; в емкостях из нержавеющей стали под наслоением азота при температуре 40±1 °С. Выбор объектов исследования определялся нормативными документами Российской Федерации, регулирующими транспортирование и хранение растительных масел и масложировых продуктов на их основе. У всех образцов пальмового масла с перекисным числом от 1,0 до 1,5 ммоль акт. кислорода на 1 кг отмечено наличие слабого постороннего привкуса, не свойственного обезличенному жиру; при перекисном числе >1,5 ммоль акт. кислорода/кг наблюдались явно выраженные посторонние привкусы и запахи, свойственные несвежему маслу. Прогорклый вкус отмечен в образцах со значением перекисного числа - 2,0 ммоль акт. кислорода/кг. Кислотное и анизидиновое числа за исследуемый период изменялись в меньшей степени - соответственно с 0,06 до 0,1 мг КОН/г и с 1,2 до 1,4. Доказано, что транспортирование/хранение пальмового масла при температуре выше 50 °С без наслоения азота значительно ускоряет процесс его окислительной порчи. На основании полученных данных можно рекомендо-вать транспортирование/хранение и ведение технологического процесса с минимально возможным временем контакта расплавленного масла с кислородом воздуха для получения качественного конечного продукта (в течение 2-3 ч с момента плавления).

Ключевые слова:масло пальмовое, хранение, транспортирование, технологический процесс, жировые продукты, окислительная порча, гидролитическая порча

Вопр. питания. - 2012. - № 4. - С. 18-23.

Специалистами ВОЗ на основании многочисленных данных по негативному воздействию транс-изомеров жирных кислот, образующихся в процессе гидрирования растительных масел, на здоровье человека [5, 8-13] рекомендована замена частично гидрированных растительных масел (саломасов) на натуральные растительные масла и животные жиры, имеющие твердую консистенцию при комнатной температуре [8-13]. В 2003 г. после совместных экспертных консультаций ФАО/ВОЗ было рекомендовано снизить уровень потребления транс-изомеров жирных кислот, независимо от их происхождения, до 1% от суточной калорийности рациона, что соответствует 2% от общего потребления жиров, а в 2008 г. снизить его для транс-изомеров жирных кислот промышленного происхождения насколько возможно.

Рекомендации ФАО/ВОЗ способствовали тому, что во всем мире при производстве масложировых продуктов (таких как маргарины, заменители молочного жира, жиры специального назначения) в последние годы стали широко использоваться тропические масла. Было показано, что такая замена позволяет снизить риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний на 12-20%. При этом использование растительных масел предпочтительнее, чем животных жиров [1, 8-13], поскольку они, в отличие от последних, практически не содержат холестерина, который в совокупности с высоким содержанием насыщенных жирных кислот способен повышать риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

Для замены саломасов при производстве пищевой продукции в мире чаще всего используют пальмовое масло и его фракции. Это связано с тем, что пальмовое масло имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с другими тропическими маслами [3, 4]. Во-первых, содержание насыщенных кислот в нем намного меньше (<50%), чем в животных жирах и других тропических маслах [2]. Кроме того, до 25% основной насыщенной кислоты пальмового масла, пальмитиновой, сосредоточено во 2-м положении триацилглицерола [6], что обеспечивает ее хорошую усвояемость в форме 2-моноацилглицерола. Именно эта особенность пальмового масла, отсутствующая у других растительных масел, определила его использование при производстве заменителей жиров грудного молока, которые содержат до 57% пальмитиновой кислоты во 2-м положении молекулы триацилглицерола [7, 14]. Во-вторых, кроме насыщенных жирных кислот в пальмовом масле содержится довольно высокое количество олеиновой (36-44%) и незаменимой линолевой (9-12%) кислот. В-третьих, пальмовое масло является источником токоферолов (их содержание в нем может достигать 300 мг/кг) [4]. Токоферолы являются антиоксидантами, т.е. препятствуют окислительной порче жиров и масел при хранении. В организме человека антиоксиданты принимают активное участие в нейтрализации свободных радикалов, попадающих извне, и тем самым замедляют процессы старения и развития многих заболеваний, в том числе онкологических. Именно поэтому все омолаживающие кремы содержат токоферолы. Некоторые токоферолы проявляют Е-витаминную активность, сильнее всего она выражена у α-токоферола. В-четвертых, пальмовое масло в отличие от других растительных масел содержит токодиенолы и токотриенолы (до 700 мг/кг), антиоксидантная активность которых в 40-60 раз выше, чем токоферолов.

Однако масличные пальмы не произрастают на территории Российской Федерации и стран ближнего зарубежья. Мы вынуждены импортировать их из Малайзии и Индонезии или получать с европейских заводов, занимающихся очисткой сырых тропических масел. При этом все достоинства пальмового масла могут быть перечеркнуты процессами его транспортирования и хранения в ненадлежащих условиях.

Для производства пищевых продуктов используют рафинированное дезодорированное пальмовое масло (РДПМ). Согласно рекомендуемым международным техническим нормам и правилам по хранению и транспортировке наливных грузов - пищевых жиров и масел CAC/RCP 36-1987 (REV.1-1999, REV.2-2001, REV.3-2005), все растительные масла рекомендуется хранить и транспортировать в резервуарах из нержавеющей стали. Допускается использование для этих целей резервуаров из низкоуглеродистой стали со специальным покрытием, инертным по отношению к жирам и маслам, и только при условии обработки металла в соответствии с МОС 8501-161988. Все резервуары для хранения и перевозки твердых, полутвердых масел и жиров, а также масел высокой вязкости должны быть оборудованы нагревательными системами для перевода продукта в жидкое гомогенное состояние для погрузки и выгрузки. Нагревательные элементы должны быть изготовлены из нержавеющей стали. Следовательно, в случае использования емкости с нагревателем типа паровой рубашки вся емкость также изготавливается из нержавеющей стали.

Поскольку пальмовое масло относится к перечисленной выше группе масел, оно хранится и транспортируется наливом в емкостях из нержавеющей стали. Согласно CAC/RCP 36-1987 все трубопроводы и системы транспортирования для всех рафинированных растительных масел должны быть изготовлены из нержавеющей стали. Также в CAC/RCP оговаривается, что в случае долговременного хранения и транспортировки высококачественных продуктов суда и резервуары рекомендуется оснащать оборудованием для наслаивания инертного газа необходимой степени чистоты.

Однако Федеральный закон № 90-ФЗ "Технический регламент на масложировую продукцию" и Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 024/2011 "Технический регламент на масложировую продукцию" не дифференцируют, в отличие от международных документов, масла с различной вязкостью и температурой плавления. Они также не устанавливают никаких требований относительно материалов, непосредственно контактирующих с масложировой продукцией в процессе ее хранения и транспортирования наливом и не указывают условий хранения и транспортирования. Рекомендации CAC/RCP 36-1987 по хранению и перевозке твердых, полутвердых масел учтены в ГОСТ Р 53776-2010 "Масло пальмовое рафинированное дезодорированное для пищевой промышленности. Технические условия".

С учетом сказанного целью настоящего исследования было изучение влияния различных условий хранения РДПМ на показатели его качества и безопасности.

Материал и методы

В проведенных нами исследованиях использовано РДПМ, которое хранилось в следующих условиях:

1) в емкостях из черного металла (низкоуглеродистая сталь) при нерегулируемой температуре;

2) в запаянных полиэтиленовых пакетах при температуре не выше 20 °С;

3) в емкостях из нержавеющей стали под наслоением азота при температуре 40±1 °С. Выбор объектов исследования определялся нормативными документами Российской Федерации, регулирующими транспортирование и хранение растительных масел и масложировых продуктов на их основе.

В процессе хранения исследовали изменение основных показателей безопасности масложировой продукции: перекисного числа (ПЧ; по ГОСТ Р 51487-99; в ммолях акт.кислорода/кг), характеризующего окислительную порчу; кислотного числа (КЧ; по ГОСТ Р 52110-2003; в мг КОН/г), характеризующего гидролитическую порчу, а также анизидинового числа (АЧ; по ГОСТ Р 53099-2009, ИСО 6885:2006), характеризующего накопление вторичных продуктов окисления. Кроме того, исследовали изменение огранолептических показателей (по ГОСТ 5472-50, ГОСТ 10766-64).

Исходное РДПМ имело следующие показатели: ПЧ - 0,2 ммоль акт. кислорода/кг; КЧ - 0,06 мг КОН/г; АЧ - 1,2; вкус и запах - чистые, свойственные обезличенному маслу.

В исследовании были использованы заменители молочного жира (ЗМЖ) 2 типов: температура плавления (Тпл) ЗМЖ-1 - 28-32 °С; Тпл ЗМЖ-2 - 30-34 °С, выпущенные в соответствии с ГОСТ Р 53796-2010. В состав исследуемых ЗМЖ в качестве одного из компонентов входило пальмовое масло, соответствующее требованиям ГОСТ Р 53776-2010. Исследование органолептических показателей ЗМЖ и РДПМ проведено по ГОСТ Р 52179-2003.

Результаты и обсуждение

Исследования показали, что в течение 6 мес хранения РДПМ в емкостях из черного металла наибольшим изменениям был подвержен показатель ПЧ, характеризующий накопление в пальмовом масле первичных продуктов окисления и гидроперекисей. Как видно из рисунка, зависимость носила параболический характер. После 2 мес хранения ПЧ превысило 1,0 ммоль акт. кислорода/кг и далее увеличивалось каждый месяц на 1,3. В течение 6-го месяца хранения наблюдался скачок в накоплении перекисных соединений - ПЧ достигло 7,3 ммоль акт. кислорода/кг. При этом АЧ изменялось в меньшей степени. После 2 мес хранения его увеличение составило 1,3, в последующие 4 мес - 1,4. КЧ в процессе хранения выросло с 0,06 до 0,1 мг КОН/г. Пальмовое масло с ПЧ >1,0 ммоль акт. кислорода/кг (после 2 мес хранения) характеризовалось появлением слабого постороннего вкуса и запаха, не свойственных обезличенному жиру. С нарастанием ПЧ посторонний вкус (прогорклый) и запах (несвежего масла) усиливались. При ПЧ > 2,0 ммоль акт. кислорода/кг появился четко выраженный горький вкус. Так как показатели АЧ и КЧ изменялись в меньшей степени, чем ПЧ, можно сделать вывод о том, что изменение органолептических показателей пальмового масла в наибольшей степени связано с увеличением значений его ПЧ.

Хранение РДПМ в полиэтиленовых пакетах при температуре не более 20 °С в течение 6 мес не привело к значительному увеличению ПЧ (повышение с 0,2 до 0,35 ммоль акт. кислорода/кг). Другие показатели (КЧ, АЧ, органолептические показатели) остались практически без изменений. Показатели качества и безопасности РДПМ, хранившегося в емкостях из нержавеющей стали под наслоением азота, практически не изменились.

Изменение перекисного числа в процессе хранения пальмового масла в различных условиях

Таким образом, хранение и перевозка пальмового масла в емкостях из нержавеющей стали под наслоением азота, а также в запаянных полимерных пакетах при температуре до 20 °С позволяет сохранить показатели качества и безопасности пальмового масла на исходном уровне и не допускает ухудшения его органолептических показателей. Как показывает практика, хранение РДПМ в запаянных полимерных пакетах при температуре не выше 10 °С позволяет значительно увеличить сроки хранения без изменения качества продукта. В соответствии с рекомендациями CAC/RCP 36-1987, температура хранения и транспортирования пальмового масла наливом не должна превышать 40 °С, при погрузке/выгрузке она может быть увеличена до 50-55 °С.

Как известно, при транспортировании пальмового масла из Малайзии или Индонезии суда находятся несколько суток в экваториальной зоне, где на солнце температура масла в танкере (при отсутствии системы кондиционирования азотом и поддержания заданной температуры) может достигать 50-60 °С. Кроме того, некоторые производители напрямую используют пальмовое масло при производстве пищевых продуктов (хлебобулочные изделия, мучные кондитерские изделия, плавленые сырные продукты и т.д.). При этом в процессе производства пальмовое масло может находиться в расплавленном состоянии (50-55 °С) более 1 сут.

В связи с этим представляло интерес исследовать, как изменяются ПЧ и органолептические показатели пальмового масла с различными исходными характеристиками в процессе хранения в емкостях без наслоения инертного газа при температуре 55±1 °С (табл. 1). В ходе эксперимента выявлена достаточно четкая закономерность. У всех образцов пальмового масла с ПЧ от 1,0 до 1,5 ммоль акт. кислорода/кг отмечено наличие слабого постороннего привкуса, не свойственного обезличенному жиру. У образцов пальмового масла с ПЧ >1,5 ммоль акт. кислорода/кг наблюдались явно выраженные посторонние привкусы и запахи, свойственные несвежему маслу. Прогорклый вкус был в образцах с ПЧ -2,0 ммоля акт. кислорода/кг. Иными словами, при транспортировании/хранении пальмового масла при повышенной температуре без наслоения азота значительно ускоряется процесс его окислительной порчи. Пальмовое масло с исходным ПЧ >0,9 ммоль акт. кислорода/кг за 12 ч хранения при 55 °С приобретает посторонний запах и привкус. На основании полученных данных можно рекомендовать транспортирование/хранение и ведение технологического процесса с минимально возможным контактом расплавленного масла с кислородом воздуха. Если нет возможности на предприятии ограничить контакт расплавленного масла с кислородом воздуха путем создания азотной подушки, то при использовании в технологическом процессе РДПМ, соответствующего ГОСТ Р 53776-2010, его нахождение в расплавленном состоянии не должно превышать 8 ч. Во всех остальных случаях рекомендуется переработка пальмового масла в течение 2-3 ч (во избежание получения некачественного продукта).

В странах ЕС пальмовое масло широко используется для жарения продуктов во фритюре, так как оно более устойчиво к окислению, особенно при повышенной температуре, чем жидкие растительные масла [6], поэтому на следующем этапе исследований мы проанализировали, как изменяются органолептические свойства различных образцов РДПМ в процессе его длительного нагревания (в течение 8 ч) при температуре 100 °С. Исходные образцы пальмового масла оценивали по органолептическим показателям и значению ПЧ (табл. 2).

Из приведенных данных можно сделать вывод, что жарение на пальмовом масле с ПЧ не более 0,9 ммоль акт. кислорода/кг не приводит к появлению неприятного вкуса в течение длительного использования даже без дополнительного внесения химических антиоксидантов, тогда как нагревание пальмового масла с ПЧ >1,0 ммоль акт. кислорода/кг при 100 °С в течение 8 ч приводит к появлению горького послевкусия, а с ПЧ более 2,0 ммоль акт. кислорода/кг - горького вкуса. Учитывая, что на производстве жарение во фритюре обычно осуществляется при температуре 150-220 °С, появление горького вкуса произойдет значительно раньше.

Обычно для повышения устойчивости к окислению во фритюрные масла добавляют химические антиоксиданты фенольной природы с низкими значениями допустимой суточной дозы (0,2-0,5 мг/кг массы тела). Таким образом, исходное ПЧ фритюрных масел будет оказывать сильное влияние на количество химического антиоксиданта, необходимого для замедления его прогоркания (окислительной порчи), но при этом их количество не должно превышать допустимые нормы.

Таблица 1. Изменение перекисного числа (ПЧ) в процессе хранения пальмового масла при температуре 55±1 °С

Таблица 2. Изменение органолептических показателей пальмового масла (РДПМ) при нагревании

Таблица 3. Изменение органолептических и физико-химических показателей заменителей молочного жира (ЗМЖ) в процессе хранения

В ФГБУ "НИИ питания" РАМН разработаны национальные стандарты ГОСТ Р 53796-2010"Заменители молочного жира. Технические условия", ГОСТ Р 53776-2010 "Масло пальмовое рафинированное дезодорированное для пищевой промышленности. Технические условия", включенные в перечень стандартов, при применении которых обеспечивается соблюдение требований Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 "О безопасности пищевой продукции". В этих национальных стандартах учтены все международные рекомендации по хранению и транспортировке наливом твердых и полужидких масел и масложировых продуктов.

Нами были проведены исследования по хранению ЗМЖ, выпущенных в соответствие с ГОСТ Р 53796-2010. В состав исследуемых ЗМЖ в качестве одного из компонентов входило пальмовое масло, соответствующее требованиям ГОСТ Р 53776-2010. ЗМЖ, упакованные в картонные короба с полимерными пакетами-вкладышами, хранились при температуре не выше 20 °С. Исследование органолептических показателей ЗМЖ проведено по ГОСТ Р 52179-2003. Результаты исследований представлены в табл. 3.

Как видно из представленных данных, ЗМЖ, выпущенные с учетом всех требований национальных стандартов ГОСТ Р 53796-2010, ГОСТ Р 53776-2010, при хранении при температуре не выше 20 °С в обычной полимерной упаковке не претерпевают изменений, приводящих к ухудшению показателей их качества и безопасности. Хранение ЗМЖ при температуре не выше 10 °С позволяет значительно увеличить их срок годности.

На основании результатов исследования можно прийти к выводу, что в случае хранения/транспортирования и переработки РДПМ получить качественные продукты, изготовленные на его основе, можно только с соблюдением всех условий, заложенных в ГОСТ Р 53776-2010. Соблюдение условий хранения и транспортирования пальмового масла дает возможность длительно сохранять показатель ПЧ на уровне <0,9 ммоль акт. кислорода/кг. Превышение значения этого показателя приводит к появлению у пальмового масла постороннего запаха и привкуса, усиливающихся в процессе его использования при производстве различных пищевых продуктов. Получение некачественных продуктов, в свою очередь, вызывает справедливые нарекания потребителей, связывающих ухудшение качества продуктов с использованием пальмового масла. В то же время использование пальмового масла, соответствующего ГОСТ Р 53776-2010, не приводит к ухудшению качества выпускаемой на его основе пищевой продукции и позволяет увеличить сроки ее годности.

Литература

1. Бессонов В.В., Кулакова С.Н., Байков В.Г. // Масложир. пром-сть. - 2012. - № 1. - С. 7- 9.

2. Зайцева Л.В. // Пищ. пром-сть. - 2012. - № 3. - С. 2-5.

3. Ипатова Л.Г., Кочеткова А.А., Нечаев А.П. и др. Жировые продукты для здорового питания. Современный взгляд. - М.: ДеЛи принт, 2009. - 395 с.

4. Ричард О’Брайен. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение - СПб.: Профессия, 2007. - 752 с.

5. Ascherio A., Katan M., Zock P.L. et al. // New Eng. J. Med. - 1999. - Vol. 340. - P. 1994-1998.

6. George S., Arumughan C. // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1993. - Vol. 70, N 12. - P. 1255-1258.

7. Kallio H., Rua P. // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1994. - Vol. 71, N 9. - P. 985-992.

8. L’Abbe M.R., Stender S., Skeaff C.M. et al. // Eur. J. Clin. Nutr. - Vol. 63. - S50-S67.

9. Mozaffarian D., Aro A., Willett W.C. // Ibid. - Vol. 63. - S5-S21.

10. Mozaffarian D., Clarke R. // Ibid. - Vol. 63. - S22-S33.

11. Nishida С., Uauy R. // Ibid. - Vol. 63. - S1-S4.

12. Skeaff C.M. // Eur. J. Clin. Nutr. - Vol. 63. - S34-S49.

13. Uauy R., Aro R., Clarke R. et al. // Ibid. - Vol. 63. - S68-S75.

14. Xu X. // Eur. J. Lipid Sci. Technol. - 2000. - Vol. 102, № 3. - P. 2 8 7- 3 0 3 .