СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖИРА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ТРИГЛИЦЕРИДОВ, ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ, ЖИРОВАЯ ФАЗА И СПРЕД, СОДЕРЖАЩИЕ ЕГО

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности и, в частности, к способу производства твердого жира, пригодного для структурирования жидкой жировой фазы.

Предшествующий уровень техники

Натуральные растительные жиры преимущественно имеют жидкую консистенцию при температуре окружающей среды. Если же требуется более твердая консистенция, например, в производстве пластичных эмульсионных спредов, то в этом случае в жидкое масло вводится твердый жир. В спреде на основе обработанной эмульсии типа вода в масле (В/М-эмульсия) масляная фаза состоит из жидкого масла, которое структурируется пространственной решеткой кристаллов твердого жира. За счет структурирования жировой фазы спред приобретает требуемые пластичность и эмульсионную стабильность. Между качеством твердого жира и его количеством, необходимым для структурирования масла, существует обратно пропорциональная зависимость.

Натуральные растительные жиры, обладающие свойствами твердого жира, встречаются редко. В контексте настоящего описания под натуральными жирами имеются в виду жиры в том виде, в каком они присутствуют в исходном сырьевом источнике, не подвергавшемся генетической модификации, в частности в семенах или плодах определенных растений. Как правило, такие необработанные растительные жиры нельзя использовать в качестве твердого жира, так как содержание в них насыщенных жирных кислот с длиной цепочки, по меньшей мере, 16 атомов углерода обычно не настолько высоко, как это необходимо для твердого жира. Жир из семян масляного дерева (дерево ши), какао-масло и пальмовое масло - это только некоторые примеры жиров, содержащих большое количество насыщенных жирных кислот.

Какао-масло - это единственный необработанный твердый жир, который содержит относительно высокое количество насыщенных жирных кислот и который, как таковой, использовался для производства маргарина. Однако применение какао-масла в качестве твердого жира для приготовления спредов связано с серьезными недостатками. Какао-масло имеет высокое содержание пальмитиновой кислоты. Кроме того, качество продуктов, приготовленных с какао-маслом, страдает от сильно выраженного в них явления рекристаллизации. В шоколаде оно проявляется в форме поседения («цветения») шоколада. В производстве спредов это чревато образованием крупных зерен, ухудшающих консистенцию продукта. Наконец, какао-масло является слишком дорогостоящим продуктом для того, чтобы использовать его в качестве твердого жира в производстве маргарина.

Пальмовое масло, наоборот, является дешевым продуктом, но имеет другие недостатки. Чтобы сделать его пригодным для использования в качестве первоклассного твердого жира, необходимо подвергнуть его предварительной модификации. Структурирующая функциональная способность пальмового масла не достаточна для получения хороших продуктов. Относительно низкое содержание уровень насыщенных жирных кислот (<50 мас.%), их неблагоприятное распределение по составляющим триацилглицеридам и относительно высокое содержание (>15 мас.%) полиненасыщенных жирных кислот делают необходимым проведение процесса модификации пальмового масла. Помимо недостаточной структурирующей способности, пальмовое масло проигрывает также от избыточного присутствия в нем триглицеридов типа POP и РРО, которые вызывают последующую кристаллизацию в виде нежелательных кристаллов жира в готовом жировом спреде.

Поэтому пальмовое масло необходимо подвергнуть либо гидрогенизации, либо фракционированию с целью повышения в нем уровня насыщенных жирных кислот. Оба этих метода приводят к образованию структурированных жиров, которые вызывают чрезмерно неприятное ощущение во рту. Вот почему получаемые жиры обычно используют только в качестве добавки к другим основным твердым жирам или в качестве компонента смеси для переэтерификации. Указанная смесь для переэтерификации обычно содержит дополнительный жир, богатый по содержанию среднецепочечными (С 12 или С 14) насыщенными жирными кислотами, такой как пальмоядровый или кокосовый жир. Именно таким путем можно получать жировые композиции с эффективной структурирующей способностью. Они обычно содержат, в качестве основных структурирующих триглицеридов, триглицериды категорий ННН, Н2М, H2U и НМ2, где Н обозначает остатки насыщенных жирных кислот с длиной цепочки более 15 атомов углерода; М - остатки насыщенных жирных кислот с длиной цепочки 12 или 14 атомов углерода (т.е. вышеупомянутых среднецепочечных насыщенных жирных кислот) и U -остаток ненасыщенных жирных кислот с длиной цепочки более 15 атомов углерода.

Квалифицированные специалисты в данной области могут манипулировать свойствами готовой переэтерифицированной смеси триглицеридов путем соответствующего выбора трех видов жиров: жира, содержащего среднецепочечные триглицериды, жира с высоким содержанием остатков пальмитиновой кислоты и, не обязательно, жидкого масла, такого как рапсовое или подсолнечное масло. При использовании жирового компонента с высоким содержанием пальмитиновой кислоты указанная манипуляция позволит получить триглицеридный профиль, в котором остатки пальмитиновой кислоты будут доминировать как жирнокислотные остатки, обозначенные через Н, в качестве остатков М будут превалировать остатки лауриновой кислоты, а жирнокислотные остатки группы U будут содержать значительные порции остатков как моно-, так и полиненасыщенных жирных кислот С17+.

Один из вариантов модификации жира, содержащего среднецепочечные триглицериды, описан в US 6238723. Здесь используется рапсовое масло с высоким содержанием лауриновой кислоты, полученное из семян культуры рапса, подвергнутой биотехнологической обработке на основе генной модификации. Указанное высоколауриновое рапсовое масло переэтерифицировали с жиром с высоким содержанием С16+ жирных кислот, таких как пальмитиновая или стеариновая кислоты. Показано, что для подобной переэтерификации пригодны только гидрогенизированные жиры либо жиры, полученные генетической модификацией.

Хотя из пальмового масла после его соответствующей модификации можно получить твердый жир, который является вполне удовлетворительным с точки зрения его хорошей структурирующей способности и обеспечения хороших вкусовых качества готового продукта мажущейся консистенции, тем не менее, этот полученный натуральный жир, как и какао-масло, не избавлен, к сожалению, от такого недостатка как нежелательное высокое содержание пальмитиновой кислоты. Установлено, что высокое содержание остатков пальмитиновой кислоты обусловливает высокое Keys-число. Keys-число жира - это мера диетического влияния потребления жира на уровень холестерина в крови и, следовательно, показатель риска сердечно-сосудистых заболеваний. Высокое Keys-число означает, что потребление жира оказывает отрицательный эффект на уровень холестерина в крови. Необходимо, чтобы структурирующий жир содержал высокий уровень насыщенной жирной кислоты. Однако единственным вариантом замены пальмитиновой кислоты является стеариновая кислота.

В настоящее время повышение содержания остатков стеариновой кислоты в растительном жире может быть обеспечено только за счет гидрогенизации ненасыщенного растительного масла, фракционирования специфических растительных жиров или генетической модификации растительных культур, являющихся сырьем для получения масла. Однако в настоящее время отказались от применения процесса гидрогенизации для обработки жиров, поскольку он противоречит требованию натуральности продуктов. Равным образом масла, полученные из семян генетически модифицированных культур, квалифицируются как ненатуральные. Применение фракционирования, как указывалось выше при характеристике низкосортного пальмового масла, также нежелательно, поскольку фракционирование, как таковое, влечет за собой образование потока вторичных продуктов, т.е. отходов, которые требуют дальнейшей переработки. Более того, единственным растительным жиром, который содержит стеариновую кислоту и из которого можно получить пригодный для указанной цели фракционированный жир, является вышеупомянутый жир из семян масляного дерева (дерева ши), требующий к тому же обязательного рафинирования влажным фракционированием, а этот процесс также считается «ненатуральным»; все это делает жир масляного дерева весьма дорогостоящим для применения в производстве обычных спредов.

В соответствии с совместными неопубликованными патентными заявками ЕР00204120.0 и ЕР01201916.2 установлено, что некоторые натуральные жиры с высоким содержанием стеариновой кислоты пригодны в качестве твердого жира в производстве пищевых спредов на основе В/М-эмульсии. Хотя эти жиры известны уже давно, их использование для производства пищевых эмульсионных спредов еще не получило одобрения и вовсе не из-за их способности структурировать масло. Удивительно, но эти жиры в рафинированном виде нельзя использовать без проведения их модификации. Одним из вариантов модификации может служить фракционирование, особенно предпочтительным является его «натуральный» вариант - сухое фракционирование.

В патентной заявке WO 97/28695 раскрывается способ переэтерификации, который использует в качестве единственного жира негидрогенизированное масло с высоким содержанием стеариновой кислоты. Содержание в нем остатка стеариновой кислоты составляет 15-45%. Способ позволяет получать специфические жировые композиции с приемлемым соотношением между триглицеридами (ННО+НОН) и триглицеридами (HHL+HLH), составляющим <1,0.

О обозначает остатки олеиновой кислоты, L - остатки полиненасыщенных жирных кислот, Н - см. определение выше. Указывается, что при необходимости выбора масла с высоким содержанием стеариновой кислоты в качестве исходного масла следует выбирать только масло, полученное генетической модификацией. Применение этой процедуры к высокостеариновым жирам, упомянутым в патентных заявках ЕР00204120.0 и ЕР01201916.2, приводит к получению твердых жиров с соотношением между триглицеридами (ННО+НОН) и (HHL+HLH)>1,0 и крайне плохими вкусовыми качествами.

Настоящее изобретение обеспечивает масла, которые получены без использования гидрогенизации и генетической модификации. Оно обеспечивает способ модификации и улучшения структурирующей способности, технологичности и пригодности для обработки высокостеариновых жиров, при этом указанный способ можно квалифицировать как «натуральный».

Краткое описание изобретения

Авторами установлено, что переэтерификация определенных жиров с высоким содержанием триглицеридов стеариновой кислоты с жиром, имеющим высокое содержание остатков лауриновой или миристиновой кислот, как заявлено в пункте 1 формулы изобретения, приводит к получению питательного продукта и ряд производственных преимуществ.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает модификацию и улучшение структурирующих свойств специфических натуральных высокостеариновых жиров без их гидрогенизации или использования генетически модифицированных источников жиров.

Исходные жиры, используемые в настоящем изобретении, выбираются из группы, состоящей из жира Allanblackia (Алланблакия), жира Pentadesma (Пентадесма), жира Kokum и жира Sonchy. Содержание в них остатков стеариновой кислоты превышает 35 мас.%; жиры имеют чрезвычайно низкое содержание (<5 мас.%) остатков полиненасыщенных жирных кислот. Предпочтительно выбирается такой жир, который содержит, по меньшей мере, 40 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 50 мас.% остатков стеариновой кислоты. Указанные жиры включают также фракции, полученные путем сухого фракционирования этих жиров. Указанные жиры квалифицируются как натуральные. Натуральные жиры - это нативные жиры, присутствующие в сырьевом источнике этих жиров, в частности в семенах или плодах определенных растений, причем растений, выведенных традиционным методом без использования генетической модификации. Очистка (рафинирование) жира или обработка его сухим фракционированием (без применения растворителей) не изменяет статус его натуральности.

Изобретение предусматривает переэтерификацию одного из указанных жиров (А) с жиром В, который содержит, по меньшей мере, 40 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 мас.% остатков насыщенных жирных кислот с длиной цепочки 12 или 14 атомов углерода. Жир В предпочтительно является натуральным жиром, таким как, например, пальмоядровый жир, кокосовый жир или фракции этих жиров. В смеси для переэтерификации жиры А и В присутствуют в соотношении от 80:20 до 20:80, предпочтительно от 70:30 до 30:70, более предпочтительно - от 60:40 до 40:60. В зависимости от указанных соотношений смесь для переэтерификации содержит, хотя и не обязательно, дополнительные жировые компоненты.

Условия переэтерификации обычны и хорошо известны специалистам в данной области. В предпочтительном варианте переэтерификация проводится с применением ферментативного процесса. Поскольку такой процесс квалифицируется как естественный («натуральный») и исходные жиры являются натуральными, то жиры, получаемые ферментативной переэтерификацией, также могут квалифицироваться как натуральные твердые жиры.

В зависимости от вида фермента ферментативная переэтерификация может приводить к перераспределению жирнокислотных остатков, которое отличается от результата химической переэтерификации. Следовательно, при использовании одной и той же начальной смеси твердые жиры, получаемые двумя способами (ферментативная и химическая переэтерификация), могут обладать различными свойствами.

Для переэтерификации жиров А и В можно полностью или частично заменить жир А или жир В фракциями этих жиров.

Жиры, получаемые согласно настоящему изобретению, имеют высокое содержание триглицеридов типа ННН, Н2М, H2U и НМ2, которые известны своей структурирующей функциональностью в жировой фазе при комнатной и повышенных температурах. Предпочтительно их уровень составляет, по меньшей мере, 20 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 25 мас.% от общего содержания триглицеридов в переэтерифицированном жире. Жиры характеризуются относительно низким содержанием ННН-триглицеридов, которые служат причиной нежелательного воскового привкуса. Предпочтительно, чтобы отношение общего количества указанных структурирующих триглицеридов к ННН-триглицеридам составляло, по меньшей мере, 4, более предпочтительно, по меньшей мере, 5.

Жиры, получаемые согласно настоящему изобретению, при использовании их для производства жировых спредов обеспечивают отличные вкусовые свойства, эффективную структурирующую способность и хорошую стабильность вкуса. Однако, что еще более важно, они обладают уникальной комбинацией натуральности и полезным для здоровья низким Keys-числом. Дополнительным преимуществом высокостеариновых жиров, получаемых согласно заявленному способу, является их относительно низкая калорийность. В пищеварительном тракте стеариновая кислота образует стеариновые соли желчных кислот, которые менее легко всасываются из кишечника, чем желчные соли пальмитиновой кислоты.

Следующий вариант изобретения включает жировую фазу, пригодную для производства пищевых продуктов типа эмульсии вода в масле, чья жировая фаза состоит из растительного масла и 25-80 мас.%, предпочтительно 30-60 мас.% твердого жира, полученного согласно изобретению. Жировая фаза предпочтительно имеет содержание твердого жира по результатам стандартного метода импульсного ядерного магнитного резонанса (NMR) ниже 4% при 35°С и выше 10% при 20°С.

Изобретение включает также пищевые композиции, для приготовления которых используется жир, полученный согласно изобретению. Эта пищевая композиция предпочтительно представляет собой эмульсионный спред с непрерывной жировой фазой, например маргарин и аналогичные спреды пониженной жирности с содержанием жира 30-80 мас.%.

Способ производства спредов включает стадии:

- эмульгирования 20-70 мас.% водной фазы с 30-80 мас.% жировой фазы и

- охлаждения и обработки эмульсии с получением эмульсии с мажущейся консистенцией,

причем жировая фаза которой была приготовлена с твердым жиром, полученным согласно настоящему изобретению.

Часть жидкого масла жировой фазы может быть любым потребительским маслом, обычно используемым для производства спредов, например рапсовым маслом, подсолнечным маслом, соевым маслом или их смесями.

Хотя спреды согласно изобретению приготовляются предпочтительно с растительной жировой фазой, изобретение включает также спреды, в которых часть жировой фазы заменена молочным жиром.

Водная фаза может иметь любой состав, который традиционен для производства спредов и в который входят обычные для спредов ингредиенты, такие как вода, один или более эмульгаторов, желирующие и/или загущающие агенты, соль, краситель, ароматизатор, консервант и белки молока. Водная фаза может также содержать дисперсную жировую фазу» что в конечном итоге может дать М/В/М-эмульсию, которая будет представлять собой разновидность спредов согласно настоящему изобретению.

Для приготовления спреда применяется традиционная технология производства спредов. Водную и жировую фазы готовятся путем смешивания соответствующих ингредиентов. Затем обе фазы эмульгируют. Полученную предварительную эмульсию подвергают обычному охлаждению и обработке с использованием скребковых теплообменников и штифтовых мешалок таким образом, чтобы в конечном итоге получить пластичный спред.

Описанный способ основан на отработанной технологии, хорошо известной квалифицированному специалисту в данной области. Подробности ее можно найти в различных учебниках, например, К.А.Alexandersen, Margarine Processing Plants and Equipment (Vol.4, Bailey's Industrial Oil and Fat Products. Wiley and Sons Inc., New York, 1996).

Заявленный спред предпочтительно производится только с натуральными ингредиентами.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Сущность изобретения раскрывается в нижеследующих неограничивающих примерах.

Пример 1

Для производства жировой композиции согласно изобретению использовали высокостеариновый жир Allanblackia. Жирнокислотный состав жира Allanblackia приводится в таблице I.

60 мас. частей жира Allanblackia смешивали с 40 частями обычного пальмоядрового жира. Смесь переэтерифицировали по стандартной методике для химической переэтерификации, хорошо известной специалистам в данной области.

В таблице II приводится жирнокислотный состав полученного переэтерифицированного жира.

Триглицеридный состав, определение которого проводилось с помощью стандартного метода жидкостной хроматографии с серебряной фазой и дополнительной комбинации числа атомов углерода и жирнокислотного анализа, приводится в таблице III.

Квалифицированному специалисту в данной области понятно, что состав переэтерифицированного жира, как видно из вышеприведенных таблиц, как нельзя лучше подходит для производства спредов. О его хороших свойствах свидетельствуют, в частности, крутая кривая плавления жира (см. таблицу V) и его профиль кристаллизации, т.е. те показатели, которые базируются на достаточно низком отношении ННН-триглицеридов к (ННН+Н2М+H2U+НМ2)-триглицеридам и на присутствии достаточно большой фракции Н2М-триглицеридов. Такой триглицеридный состав гарантирует высокую технологичность спредов.

Пример 2

Релевантные свойства твердого жира, описанного в примере 1, сравнивали с такими же свойствами твердого жира, полученного традиционным способом из двух натуральных жиров: пальмового масла и пальмоядрового жира. Сравниваемый твердый жир представлял собой переэтерифицированную смесь, содержащую 40 массовых частей стеарина пальмового масла, полученного сухим фракционированием, с температурой плавления 52°С и 40 массовых частей аналогичного жира, но полученного из пальмоядрового жира, который использовался в примере 1. Смесь дополнительно содержала 20 массовых частей рапсового масла.

Жировую фазу как для жировых композиций согласно изобретению, так и для указанного сравниваемого образца готовили путем смешивания 50 мас. частей твердого жира с 50 мас. частями рапсового масла.

Жирнокислотный состав смесей приводится в таблице IV.

В то время как питательная ценность двух композиций является, по-видимому, одинаковой, число Keys этих композиций существенно различается. Нежелательно высокое число 19,7 смеси, взятой для сравнения, снижалось до 9,3 в случае смеси согласно изобретению, что означает несомненную пользу для здоровья.

В таблице V показаны релевантные точки кривой плавления жиров, которая свидетельствует о функциональности двух смесей по отношению к структурированию продукта.

Хотя статус натуральности обоих жиров, виды триглицеридов и содержание насыщенных жирных кислот в них существенно не различались, тем не менее данные, представленные выше, четко показывают, что переэтерифицированный жир, полученный способом согласно изобретению, превосходил взятый для сравнения жир по питательной ценности и структурирующим свойствам.