Химический состав и физические свойства растительных масел
Лекция 2. Химический состав, пищевая и техническая ценность различных масел.
1.Требования к качеству масличного сырья
2. Химический состав и физические свойства растительных масел
Цель лекции: Изучить особенности химического состава и пищевые качества различных растительных масел.
Готов освоить -ОК-10 -ПК – 5 - ПК-10 ПК-13 ПК-16ПК-40 ПК-27
1.Требования к качеству масличного сырья
Качество промышленного растительного сырья — семян и плодов масличных растений — регламентируется нормативными документами (ГОСТами, ОСТами, ТУ и др.). Во всех стандартах на масличные семена установлены нормы по влажности, засоренности и свежести, а также конкретизированы требования к масличному сырью в зависимости от поставщика и принимающей организации. В нашей стране основное масличное сырье — семена подсолнечника. Из семян подсолнечника вырабатывают свыше 85 % общего количества производимых растительных масел в России.
В России культивируют более 70 сортов и гибридов подсолнечника. Семена подсолнечника, поставляемые государственной заготовительной системой для промышленной переработки, должны быть без признаков самосогревания, иметь запах, свойственный нормальным семенам, не иметь посторонних запахов. Семена для промышленной переработки должны иметь влажность не менее 6 и не более 8 %, содержание сорной примеси не более 3 %, масличной — не более 7 %. Не допускаются присутствие семян клещевины и зараженность вредителями (кроме зараженности клещами не выше II степени). Важный показатель качества семян подсолнечника — кислотное число масла. По значению кислотного числа масла семена различают по классам: высший (не более 1,3 мг КОН), первый (1,4...2,2 мг КОН) и второй (2,3...5,0 мг КОН).
Партии семян подсолнечника, пораженные белой и серой гнилью, резко снижающей качество пищевого масла, размещают и транспортируют отдельно, чтобы исключить возможность смешивания с другими партиями.
Повышенное содержание линолевой кислоты в триацилглицеринах высокомасличного подсолнечника линолевого типа вызывает трудности в использовании подсолнечного масла в пищевых производствах. Дело в том, что при термическом воздействии на масло (при обжарке рыбы, мяса, овощей на консервных предприятиях, приготовлении обжаренного картофеля — чипсов и в ряде других производств) интенсифицируются окислительные процессы и снижается пищевая ценность получаемых продуктов. В связи с этим перед селекционерами была поставлена задача выведения сортов, синтезирующих преимущественно олеиновую кислоту. Ими были созданы сорта высокоолеинового подсолнечника типа Первенец, которые в настоящее время перерабатывают промышленно.
Во ВНИИМКе проходят селекционную проработку сорта и гибриды подсолнечника, более устойчивые к гидролитическому распаду запасных липидов, а также накапливающие в семенах масло, содержащее токоферольный комплекс, где присутствует свыше 80 % γ-токоферола. Антиокислительные свойства γ-токоферола более высокие по сравнению с α-токоферолами, характерными для обычных сортов.
Химический состав и физические свойства растительных масел
Главную массу липидов масличных семян составляют жиры и масла, представляющие собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот.
Вместо термина «липиды» часто употребляют выражение «сырой жир». К липидам относятся следующие группы веществ, извлекаемые из масличных плодов и семян:
простые липиды (сложные эфиры жирных кислот). Эту группу веществ составляют жиры, масла и воски;
сложные липиды (сложные эфиры жирных кислот с замещенными группами). К ним относят фосфолипиды, гликолипиды, амино-липиды, сульфолипиды;
свободные жирные кислоты;
неомыляемые липиды, растворимые в липидах первых трех групп (углеводороды, спирты и их производные, содержащие углеродные цепи и циклы, альдегиды и кетоны, вещества терпенового ряда).
Основную массу липидов (95...97%) масличных семян составляют триацилглицерины, или собственно жиры, — сложные эфиры глицерина и жирных кислот.
Сравнительно в небольших количествах в липидах содержатся воски. Это сложные эфиры жирных кислот с другими спиртами, кроме глицерина, например с жирными спиртами и стеролами.
Важнейшими из сложных липидов семян являются фосфолипиды, в состав которых наряду с жирными кислотами входят спирты — глицерин или иназитол, фосфорная кислота, азотистые основания с участием или без участия углеводов и других компонентов.
Липиды сравнительно легко гидролизуются, поэтому в их составе всегда обнаруживают отдельные компоненты — свободные жирные кислоты.
Наряду с общими веществами неомыляемой группы в семенах могут содержаться и соединения, специфические для данного масличного растения, например госсипол и его производные — в хлопковом масле, изотиацианаты, эруковая кислота — в масле семян капустных (рапса, сурепицы).
Жиры и масла.Известно более полутора тысяч растительных масел, все многообразие которых обусловлено различными сочетаниями сравнительно небольшого числа жирных кислот.
При синтезе жиров и масел в маслосодержащих тканях растений всегда получается смесь различных жирных кислот, близких по своему строению и свойствам, которые, образуя сложные эфиры с глицерином, дают смешанно-кислотные триацилглицерины:
где R1 R2, R3 — остатки жирных кислот.
Триацилглицерины состоят из насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Насыщенные кислоты имеют общую формулу, СnН2n02, ненасыщенные в зависимости от степени ненасыщенности: СnН2n-202; СnН2n-402; СnН2n-6О2 и СnН2n-8О2 соответственно с одной, двумя, тремя и четырьмя двойными связями. В природных условиях преобладают жирные кислоты, у которых п представляет собой четное число. Обычно п варьирует от 6 до 24 и более, но широко распространены жирные кислоты, п у которых равно 16 и 18.
Физические свойства растительных масел. Растительные масла имеют ряд общих физических свойств, которые определяются составом, структурой и расположением жирных кислот в молекулах триацилглицеринов.
Масла легче воды: плотность их находится в пределах 900...980 кг/м3, при повышении температуры она уменьшается.
Температура воспламенения жиров 300°С. Они характеризуются низкой теплопроводностью.
Масла обладают вязкостью, которая сильно уменьшается при повышении температуры и возрастает при понижении. Они преломляют свет. Показатель преломления характеризует идентичность и чистоту жиров.
Важнейшее свойство жиров — их растворимость. В воде жиры нерастворимы. Однако в присутствии эмульгаторов они могут образовывать с водой стойкие нерасслаивающиеся системы, называемые эмульсиями. Жиры хорошо растворяются в большинстве органических растворителей — в гексане, бензине, эфире, бензоле, дихлорэтане. Жиры способны поглощать различные летучие вещества, что может отрицательно сказываться на их органолептических свойствах. Это обстоятельство необходимо учитывать при хранении.
Пищевая ценность растительных масел. Калорийность жиров более чем в 2 раза превышает калорийность белков и углеводов. Обобщением результатов многих исследований установлено, что жиры должны составлять не менее 20% общего количества калорий, получаемых организмом человека.
По данным Института питания, в суточном пищевом рационе человека жиров всех видов должно быть не менее 100 г. Обычно жиры человек потребляет в природном, естественном виде, т. е. в виде чистого растительного или животного жира, и в различных пищевых продуктах, например, в крупах злаковых растений, в консервах и т. д. Рекомендуемая норма потребления растительного масла надушу населения составляет 13 кг/год или 35... 40 г/сут.
В питании человека важное значение имеют все три группы веществ — белки, жиры и углеводы, и взаимная замена их не дает должного эффекта. В ряде работ зарубежные и отечественные специалисты-физиологи высоко оценивают значение жиров в питании человека. Особое внимание физиологи уделяют растительным жирам в питании человека. Как показывают исследования, это связано с тем, что животные жиры не всегда оказываются ценными продуктами питания для организма человека, а для лиц преклонного возраста значительное потребление этих жиров даже вредно.
Состав растительных жиров. Характерная особенность пищевых растительных жиров — наличие в них помимо триацилглицеринов жирных кислот важных питательных веществ: жирорастворимых витаминов, фосфорсодержащих веществ и т.д.
В состав растительных жиров обычно входят витамины Е, К, провитамины А, В. Например, в масле кукурузных зародышей и в маслах других злаковых растений имеется большое количество токоферолов (витамин Е), в подсолнечном и соевом маслах — провитамин D.
Помимо витаминов и провитаминов в маслах присутствуют фосфолипиды и лецитины. Эти вещества обладают значительной биологической активностью, участвуют в процессах обмена веществ в организме человека и способствуют повышению всасывания в кишечник. Особенно богаты фосфолипидами соевое, подсолнечное, кукурузное, кунжутное и другие масла.
Особое значение имеют полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты. К ним относятся в первую очередь линолевая и лино-леновая, хотя присутствие линоленовой кислоты в пищевых маслах желательно ограничивать.