ІАУКОВІ ПРАЦІ НУХТ № 16 Харчові технології

УДК 665.3.094 О.В. Зенкіна, І.М. Демідов, доктори техн. наук

Національний технічний університет "ХПГ Л.В. Пешук, д-р с.-г. наук

Національний університет харчових технологій

ДОСЛІДЖЕННЯ ОКИСНЮВАЛЬНОЇ СТАБІЛЬНОСТІ ВИСОКООЛЕЇНОВОЇ ОЛІЇ ТА ПАЛЬМОВОГО ОЛЕЇНУ

Порівняно стійкості до окиснення високоолеї-ової олії з соняшнику сорту „Еней" та пальмового яеїну — жиру з досить низькою точкою топлення, \о мають близькі сфери застосування в маргари-овій промисловості. Досліджено і порівняно мож-ивість та доцільність стабілізації цих жирів з ^користанням сумішей антиоксидантів, таких як гіпсіох 204 (Вапізко) і Апігапвіпе 55.

Ключові слова: окиснювальна стабільність, псокоолеїнова олія, швидкість окиснення.

Високоолеїновий соняшник сорту "Еней" був зведений науковцями Інституту рослинництва ім. .Я. Юр'єва (Україна). Він має досить незвичний :ирнокйслотний склад олії. Так, вміст олеїнової кис-гги залежно від кліматичних умов вирощування оживається у межах 85...95 % , а вміет лшолевеїкяс-зти та насичених Жирних кислот досить низький, внденція до створення соняшнику з високим вмістом іеїнової олії існує в усьому світі. Така олія в англо-овній літературі навіть має специфічну назву — 0 8 0 , що є абревіатурою від "Ьі§Ь оіеіс 8ипі!1стег оіі" .], Закордонні аналоги "Енею" є гібридами, тобто ількість олеїнової кислоти в їхньому насінні змен-ується з покоління в покоління. Перевагою сорту Знею" є те, що кількість олеїнової кислоти відтво-оється якнайменш до п'ятого покоління.

Як і пальмовий олеїн, високоолеїнова олія може шористовуватйся як легкоплавка фракція для мар-іринової продукції. Завдяки жирнокислотному скла-/ високоолеїнова олія значно меншою мірою підля-іє окисненню, ніж рослинні олії, що вирощуються в федній смузі (звичайна соняшникові, кукурудзяна, ієва, гірчична, рапсова та ін.). Окрім цього, високоо-ннова олія (практично аналог оливкової) є особливо ,нним харчовим продуктом для людини, оскільки зрівняно з іншими рослинними оліями майже по-гістю засвоюється організмом, має благотворну дію і секреторну діяльність печінки та органи травлен-і. Цікаво, що мешканці південних районів Італії і >еції майже не мають серцево-судинних захворювань. а;на з причин цього — регулярне вживання оливко->ї олії. Такого ж висновку дійшли вчені, зокрема й здики, які вважають, що застосування в харчуванні іії з високим вмістом мононенасиченої олеїнової кис->ти знижує рівень холестерину в крові [2, 3].

У пальмовому олеїні порівняно з високоолеї->вою олією більший вміст насичених жирних кис-)т (що взагалі не дуже схильні до окиснення) та мен-а кількість мононенасиченої олеїнової кислоти. Але ількість діненасиченої лінолевої кислоти (що окис-оється значно швидше, ніж олеїнова) значно більша габл.1). Тому цікавим є порівняння цих жирів за сиснювальною стійкістю.

ТНе £оаІ о / і кіз шогк шаз сотрагізоп охудеп зіаЬіШу ой ісіік кі§к сопіаіпіпд оіеіс асій апй раїт оіеіп. ТНе теїііпц роіпіз о / ікезе {аіз аге Іои>, ікаі із иіНу ікезе /аіз каое зітіїаг аррИсаШп іп тагдагіпе іпйизігу. Аізо шаз іпоезііваіей роззіЬіШу йеіауіпе охійаіїоп апй ехіепзіоп оі зкеЦ-Ще Ьу изіпц апііохіАапі Ьіепйз, зиск аз ОгіпЛох 204 (Иапізко) апй Апігапзіпе 55.

Кеу шогйз: охШаШе зіаЬіШу, НідН оіеїс оіі, охШгіпд гаіе

Метою цього дослідження є визначення окисню-вальної стабільності високоолеїнової олії порівняно з пальмовим олеїном. Окиснення зразків проводили в модельних умовах, згідно зі стандартною методикою — визначення швидкості окиснення вимірюванням кількості поглинутого жиром кисню (при температурі 120 °С) [4]. В процесі окиснення вимірювали час та об'єм кисню, поглинутого в одиницю часу при постійному перемішуванні зразка в процесі насичення. Кількість жиру (олії) в кожному досліді становила 5 мл.

Проведено також дослідження з визначення стабілізації високоолеїнової олії та порівняння її з пальмовим олеїном, застосовуючи такі антиоксидан-ти, як Сгіїніох 204 і Апігапзіпе 55.

Вихідні характеристики експериментальних зразків наведено'у табл.1.

Таблиця 1 Характеристики вихідних зразків

Речовина Кислотне

число (КЧ)

Перекисне число (ПЧ)

Вміст жирної кислоти, % Речовина

Кислотне число (КЧ)

Перекисне число (ПЧ) С18:3 С18:2 С18:1 С18:0 С16:0 С14:0

Пальмовий олеїн 0,68 0,01 10... 13 40 ...44 4... 5 38 ...42 1 — 1,5

Високоолеї-нова олія 0,45 0,6 Сліди 2,7 90,5 3 3,8

Антиоксиданти вносили у кількості 0,05 % . Результати наведено в табл. 2.

Таблиця 2 Визначення окислювальної стійкості

вихідних зразків

Речовина Антиоксидант Період індукції, год

Швидкість окиснення У іО" , моль/ (л-е)

Пальмовий олеїн

7 1,68 Пальмовий

олеїн аг іп іох 204 16,5 2,де Пальмовий

олеїн Апігапвіпе 55 10,4 3,40

- 14 4,09

олія Сгіїніох 204 ЗО 5,15 олія Апігапзіпе 55 32,8 4,43

0. В. Зенкіна, І. М„ Демідов, Л.В. Пешук, 2005

Як видно з отриманих результатів, високоолеї-нова олія має значно більшу стійкість до окиснення, ніж пальмовий олеїн. Це можна пояснити досить ви-сокою концентрацією в ній природних антиокси-дантів — більшою, ніж у пальмовому олеїні. Дані

Харчові технології НАУКОВІ ПРАЦІ НУХТ № 16

щодо стабілізації експериментальних зразків антиок-сидантами також наочно демонструють набагато більшу стійкість до окиснення високоолеїнової олії, ніж пальмового олеїну, причому з'ясувалося, що при стабілізації олії кращі результати дає антиоксидант Апітапвіпе 55, а пальмового олеїну — Огіпйох 204, а це також є цікавим фактом для виробників маргари-нової продукції.

Відомо, що у звичайній соняшниковій олії к ільк і сть токоферолу к о л и в а є т ь с я в межах 5 1 , 5 . . . 1 0 4 , 3 м г / 1 0 0 г, в о л и в к о в і й — 2 5 , 0 . . . 45,3 мг/100 г [5]. Концентрація токоферолу в паль-мовій олії становить 80 мг/100 г, але в процесі її об-роблення він втрачається (понад 60 % від вихідної кількості), а після фракціонування більша кількість його переходить в тугоплавку фракцію (виходячи з температури топлення токоферолу [6]), отже, в паль-мовому олеїні його досить невелика кількість.

Метою подальших досліджень було визначення вмісту природних антиоксидантів у високоолеїновій олії і пальмовому олеїні (в розрахунку на токоферол) та визначення такого кінетичного параметра для ви-сокоолеїнової олії, як (ця величина часто пово-дить себе, як брутто-константа швидкості, що відпо-відає закону Арреніуса). Для цього додатково окисню-вали високоолеїнову олію з ініціатором згідно з пра-цею [4]. Як ініціатор використовували розчин азодіі-зобутиронітрилу (АІБН) молярною концентрацією 0,1 моль/л. Ця речовина при температурі понад 70 °С розпадається, створюючи вільні радикали за схемою:

• у ґ \ ¥ - — Т . » / Ь СМ

Швидкість ініціювання змінювали варіюван-ням концентрації АІБН. Основні характеристики окиснення високоолеїнової олії з ініціатором при різних швидкостях ініціювання наведено в табл. 8.

Стійкість до окиснення в процесі зберігання будь-якого жиру можна оцінити за таким кінетичним параметром, як тривалість періоду індукції при певній температурі. Період індукції т тим більше, чим вищі константа ш в и д к о с т і обриву ланцюгів і швидкість зародження ланцюгів [7, 8].

Період індукції за наявності інгібітору визна-чали за формулою

(1)

де [ІпН] —.концентрація інгібітору, моль/л; і — сте-хіометричний коефіцієнт інгібірування, який харак-теризує кількість ланцюгів, що обриває кожна моле-кула інгібітору (£ = 2,1); V, — швидкість ініціюван-ня, мольДлс); У10 -початкова швидкість окиснення, моль/(л-с).

Швидкість окиснення визначали за формулою У.--іЄаКв„р, (2)

де — тангенс кута нахилу відповідної кривої; Кбюр — коефіцієнт бюретки (К6іор = 710"7моль/(л-с)).

Швидкість ініціювання V, =ЬК, [АІВН], (3)

де Ь — середній коефіцієнт Виходу радикалів в об'єм (для ароматичних розчинників Ь = 1,1 в інтервалі температур 323...353 К); К ( — константа швидкості розпаду АІБН на вільні радикали (при температурі

348 К): К, = 7,4872-10 5 с"1; [АІБН] — концентрація інгібітору, моль/л.

Таблиця З Результати ініційованого окиснення

високоолеїнової олії [ А Ш Н ] 10",

моль/л і в а У 1 0 7 ,

моль/(л-с) У , Ю 7 ,

МОЛьДЛ'О) № -10», моль1/!л"'с"1'2

т , с

6 6,1 42,7 4,97 0,703 Х020 8 7,17 7,17 6,59 0,8X2 780 10 8,125 8,125 8,24 0,908 6 3 0

Використовуючи формулу (1), обчислювали по-чаткову швидкість окиснення високоолеїнової олії: У10 — 0,388 10"7 моль/(л с). Порівняльне окиснення жирів проводили завдяки самоініціюванню, тому У10 = 0. Знаючи У10 для високоолеїнової олії, вважа-ли, що пальмовий олеїн мас таку саму початкову швидкість окиснення (хоча ця цифра буде свідомо за-вищена). Згідно з формулою (1), знаючи відповідні періоди індукції, розраховували кількість інгібітору (вміст природних антиоксидантів у перерахунку на токоферол) в досліджуваних жирах: пальмовий олеїн містить 21,32 мг / 100 г, а високоолеїнова олія — 43,59 мг / 100 г. Отже, вміст природних антиокси-дантів у високоолеїновій олії значно більший, ніж у пальмовому олеїні, що і пояснює її більшу окисню-вальну стійкість.

Величину К 2 /УК, визначали, в и м і р ю ю ч и швидкість окиснення і знаючи концентрацію [ІпН]. (згідно з даними роботи [8] концентрація [ІпН] = = 8,298 моль/л):

У ^ Ш Н Щ . (4)

Графік залежності швидкості ініційованого окиснення високоолеїнової олії від кореня швидкості (не наведений) дає пряму, тангенс кута нахилу якої дорівнює 6,9110" ' . ДобутОк концентрації та констант [ІпН] К 2 / / К „ = - 6,9110"3 моль1/2л_1с "1/2. Відповід-но величина К г / - /К в= 0 ,8327Ю' 3 моль1/2л ! с 1/г.

Для порівняння визначили добуток [ІпН]х хКг/у/К6 для звичайної соняшникової олії: [ІпН] Кг/̂ ЕСв

= = 4,2-Ю"2 мольІ/2л~'с~1/2. Виявилося, що відношен-ня констант К 2 / /К^для високоолеїнової олії значно менше, ніж для звичайної. Це підтверджує більшу окиснювальну стабільність високоолеїнової олії.

Висновки. Високоолеїнова олія має більшу стійкість до окиснення, ніж звичайна соняшникова олія та навіть ніж досить стійкий до окиснення пальмовий олеїн. Високоолеїнова олія, що була отримана з насіння соняшнику "Еней", порівняно з сучасними закордон-ними аналогами [9] є більш стабільною щодо окиснен-ня. Така олія набагато легше піддається стабілізації з допомогою антиоксидантів, що робить її дуже перспек-тивною сировиною для підприємств олієжирової галузі.

ЛІТЕРАТУРА 1. Ьатрі А.М., ЛітЬеге Ь.Н„ КатаІ-ЕШіп А. А

віийу оп ІЬє іп ї іиепсе оі ї и с о з і е г о ї оп і Ь е г т а ї р о ї у т е г і г а і і о п о£ ригШесІ ЬІ£Ь оіеіс випПо^ег ігіасуіеіусегоїв / / «Іоигпаї оі Всіепсе о і Гоод апй А&гісиИиге. — 1999. — Уоі. 79. — Р. 573-579.

2 . Федоров Г.Ф., Зарембо-Рацевич Г.В. / / П и щ . пром-сть. Сер. 20. Масложировая пром-сть. — 1990. — Вмп. 6. — С. 1 - 6 .

47

ДАУКОВІ ПРАЦІ НУХТ № 16

, 3- Регопа ^8., Агсетіа €., ПиІг Оиііеггег V лШа А ЕНес* о І сііеіагу Ьі§Ь оіеіс асМ оііз аге ісЬ іп апйохійапів оп тісгозошаї Іірісі регахігіайоп іп аіа / / ^оигпаї о£ А^гісиНигаІ апсі ГоосЗ СЬетізІгу — 1005. - Уоі. 53, Ізз.З. ~ Р. 730-735.

4. Руководство по методам исследования, тех-юхимическому контролю и учету производства в мас-(ожировой промьішленности / Под ред. У.И. Трось-;о, А.Н. Мироновой. — Л.: ВНИИЖ, 1982. — Т 5 їьіп.З. — С. 22 -27 . '

, 5. Азнаурьян М.Г., Калашева НА., Современ-(ьіе технологии очистки жиров, производство марга-іина и майонеза. — М.,, 1999. — С.160-162.

6. Химическая знциклопедия. — М.: Сов. зн-(иклопедия. — Т. 1. — С.448-450.

Харчові технології

7. Рогинский ВА., Уткин И.В., Кинетика ав-тоокисления зфиров полиненаснщенньїх жирних кислот / / Кинетика и катализ. — 1991 — Т 32 Вьш.4. — С. 814-819. ' ' '

8. Ушкалова В.Н. Стабильность липидов пище-в м х продуктов. — М. : Агропромиздат , 1988 — С. 20-70.

9. Ле Ьеопагаіз А., Массіоіа V., т Яоссо А Охісіайуе зіаЬіІігаїіол о і соИ-ргеваесі ашійо^ег оіі изіпг рпепоііс сотрошкіз о І 4Ье з а т е зеейз / / .Іоигпаї о£ Всіепсе оі Роогі ашЗ А^гісиНиге. — 2003. — Уоі 84 Р . 5 2 3 - 5 2 8 .

Надійшла до редколегії 14. 03.05 р.