УДК 54

ОКИСЛЕНИЕ ЖИРОВОЙ ФАЗЫ В ВОДНО-ЖИРОВЫХ СМЕСЯХ

Петрова Светлана Николаевна1, Шалагина Яна Андреевна2, Игнатюк Оксана Дмитриевна3
1ФГБОУ ВО Ивановский государственный химико-технологический университет, кандидат химических наук, доцент
2ФГБОУ ВО Ивановский государственный химико-технологический университет, магистрант
3ФГБОУ ВО Ивановский государственный химико-технологический университет, магистрант

Аннотация
Изучено влияние воды на процесс окисления жировой фазы (подсолнечного масла) в водно-жировой смеси. Исследована кинетика накопления продуктов окисления в растительном масле. Установлена связь между скоростью накопления перекисных и кислотных соединений от времени и условий выдержки образцов.

Ключевые слова: , , , , ,


Рубрика: 02.00.00 ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Петрова С.Н., Шалагина Я.А., Игнатюк О.Д. Окисление жировой фазы в водно-жировых смесях // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2018/01/85654 (дата обращения: 23.09.2018).

Введение. Жиры являются важнейшими компонентами пищевого рациона человека, за счет них должно удовлетворяться до 30 % суточного каллоража [1]. Они используются как в нативном виде, так и в составе различных пищевых композиций. Ряд косметических и фармацевтических продуктов содержат в составе жировые составляющие, которые выполняют как питательную функцию, так и являются активными веществами. Липидные компоненты являются источником эссенциальных веществ – полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов и других физиологически полезных веществ [2]. 
При переработке и хранении жиросодержащей продукции липиды легко подвергаются окислительному воздействию кислорода воздуха. Процесс является автокаталитическим и проходит в несколько этапов с образованием различных продуктов – перекисей, гидроперекисей, альдегидов, кетонов и кислот. Цепные реакции окисления ускоряются при повышении температуры, в присутствии света, металлов переменной валентности, ферментов. 
Жиросодержащие композиции, кроме липидов, содержат в составе воду, углеводные и белковые компоненты. Исследование роли этих компонентов на окисление жиров является актуальным.
Окисление жировых систем, содержащих воду, изучено в ряде работ. В [3-5] исследовано окисление оливкового масла в присутствии воды. Показано, что наличие воды способствует более быстрому накоплению окислительных продуктов по сравнению с нативным маслом. При этом указано, что на процесс окисления влияют температура, наличие кислорода воздуха, свет, перемешивание и другие факторы.
Целью данной работы является изучение влияния воды на накопление продуктов окисления в жировой фазе водно-жировых смесей при комнатной температуре в присутствии кислорода воздуха.

Экспериментальная часть. 
В качестве объекта исследования использовали масло подсолнечное рафинированное дезодорированное вымороженное «высшего сорта» торговой марки «Горница», произведенное ООО «Аквилон» согласно ГОСТ 1129-2013 [6]. Образцы смеси вода-масло различного состава выдерживали при комнатной температуре, в присутствии света и кислорода воздуха, периодически перемешивая. Накопление продуктов окисления в масляной фазе контролировали по перекисному (ПЧ) и кислотному (КЧ) числам [7; 8]. Экспериментальные данные обработаны с использованием методов математической статистики в программах MS Excel и OriginPro.

Результаты и их обсуждения.

В жирно-кислотном составе подсолнечного масла превалирующими являются полиненасыщенная линолевая (48 – 77 %) и мононенасыщенная олеиновая (14 – 39 %) кислоты. Наличие двойных связей способствует активному протеканию окислительных процессов с образованием пероксидных, карбонильных и карбоксильных соединений, которые, попадая в организм человека, ускоряют протекание в нем окислительных процессов, внося свой вклад в развитие оксидантного стресса. 
Экспериментальные данные накопления перекисных и кислотных соединений в масляной фазе образцов в зависимости от времени выдержки представлены в таблице 1. Значение ПЧ и КЧ для исходного масла составляют 8,4 ммоль  и 0,1 мг КОН/г соответственно.

Таблица 1 – Кинетические данные накопления перекисных и кислотных соединений в смеси вода-масло

Время выдержки, сутки
Образцы
номер
1
2
3
4
5
6
Состав
вода : масло
0:1
0,025:1
0,05:1
0,25:1
0,5:1
2:1
1
ПЧ*
11,68
12,07
12,51
12,76
13,91
11,36
КЧ**
-
-
-
-
-
-
2
ПЧ
12,22
12,86
12,63
12,76
13,65
14,8
КЧ
-
-
-
-
-
-
3
ПЧ
15,86
14,61
15,83
17,46
19,86
19,65
КЧ
0,44
0,38
0,46
0,47
0,64
0,64
4
ПЧ
19,45
18,5
19,8
21,2
22,9
22,7
КЧ
-
-
-
-
-
-
5
ПЧ
27,7
25,43
27,68
25,30
29,98
29,46
КЧ
-
-
-
-
-
-
6
ПЧ
36,24
35,76
36,80
34,96
40,1
39,85
КЧ
-
-
-
-
-
-
7
ПЧ
43,56
44,62
44,31
45,92
45,49
45,28
КЧ
-
-
-
-
-
-
9
ПЧ
-
-
-
-
-
-
КЧ
0,65
0,81
0,73
0,99
1,06
1,16
14
ПЧ
-
-
-
-
-
-
КЧ
1,21
1,45
1,23
1,46
1,64
1,72

* ПЧ – перекисное число (ммоль );
** КЧ – кислотное число (мг КОН/г).
По экспериментальным данным рассчитаны относительные значения перекисного и кислотного чисел по формулам:

 (1)

 (2)

На рисунках 1 и 2 представлены кинетические кривые накопления продуктов окисления в образцах.

Рисунок 1 – Кинетика накопления перекисных соединений в образцах
(номер образца соответствует данным таблицы 1)

Зависимость перекисного числа от времени выдержки хорошо описывается экспоненциальной линией тренда с общим уравнением вида:

 (3)

Параметры этого уравнения для кинетических кривых представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Параметры уравнения (3)

№ образца
1
- 0,4558
0,52239
3,2035
0,99772
2
- 0,20594
0,33329
2,68642
0,99603
3
- 0,37236
0,48575
3,09878
0,99557
4
- 0,80021
0,899
3,95941
0,99698
5
-2,58609
2,68782
7,31556
0,99632
6
-2,24365
2,22833
6,41526
0,99984

Рисунок 2 – Кинетика накопления кислотных соединений в образцах
(номер образца соответствует данным таблицы 1)

Кинетические кривые (рис. 2) можно описать общим уравнением экспоненциального вида:

 (4)

Параметры этого уравнения для кинетических кривых накопления третичных продуктов окисления представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Параметры уравнения (4) для кинетических кривых

№ образца
1
-6,24173
6,95391
15,50828
0,96219
2
-9,29366
9,61068
16,28357
0,99523
3
-34,27806
34,83229
53,0576
0,97235
4
53,47477
-53,30319
-48,66224
0,99783
5
41,09315
-40,5177
-31,75458
0,97804
6
35,80145
-35,38004
-24,33955
0,98887

Кинетические кривые накопления продуктов окисления в жировой фазе образцов, в которых присутствует вода, лежат выше по сравнению с контролем. При этом в образцах с небольшим содержанием воды (до 0,05 г воды на 1 г масла) влияние ее роли на накопление перекисных и кислотных соединений незначительное. При дальнейшем увеличении доли воды в системе (до 0,5 г/г) процесс накопления продуктов окисления протекает с большей скоростью. А в образцах с количеством воды свыше 0,5 г/г накопление перекисных и кислотных соединений происходит с постоянной скоростью и практически не зависит от количества присутствующей воды.

Выводы. Изучена кинетика накопления перекисных и кислотных соединений в подсолнечном масле в зависимости от количества добавленной воды и времени выдержки при комнатной температуре в присутствии кислорода воздуха. Установлено, что наличие воды в водно-жировых смесях способствует увеличению накопления продуктов окисления масла по сравнению с контрольным образцом. С увеличением времени выдержки смесей это влияние становится более выраженным. Отмечено, что наибольшее влияние воды на увеличение накопления продуктов окисления наблюдается в области от 0,05 до 0,5 г воды на 1 г масла.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А., Витол И.С., Кобелева И.Б., Пищевая химия / Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Под ред. А.П. Нечаева. Издание 4-е, испр. и доп. – СПб.; ГИОРД, 2007. – 640 с.
  2. О’Брайн Р., Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение / Р. О’Брайн; пер. с англ. 2-го изд. В.Д. Широкова, Д.А. Бабейкиной, Н.С. Селивановой, Н.В. Магды – СПб.: Профессия, 2007. – 752 с., табл., ил.
  3. Ambrosone L., Angelico R., Cinelli G., Di Lorenzo V., Ceglie A., The Role of Water in the Oxidation Process of Extra Virgin Olive Oils // Journal of the American Oil Chemists’ Society. – 2002. №2.
  4. Lercker, G., N. Frega, F. Bocci, and G. Servidio, “Veiled” Extra-Virgin Olive Oil: Dispersion Response Related to Oil Quality, J. Am. Oil Chem. Soc. 71:657–658 – 1994.
  5. Ambrosone L., Mosca M., Ceglie A., Oxidation of water emulsified olive oils // Food Hydrocolloids. – 2006. №20.
  6. ГОСТ 1129-2013. Масло подсолнечное. Технические условия. – Введ. 2014-07-01. Постановлен Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации от 7 июня 2013 г. № 43. – 18 с.
  7. ГОСТ Р 51487-99. Масла растительные и жиры животные. Метод определения перекисного числа. – Введ. 2001-01-01. Постановлен Госстандартом России от 22 декабря 1999 г. № 643-ст. – 8 с.
  8. ГОСТ Р 31933-2012. Масла растительные. Методы определения кислотного числа. – Введ. 2014-01-01. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации от 3 декабря 2012 г. № 54-П. – 11 с.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Шалагина Яна Андреевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация