Оптимізація складу жирових систем нового покоління

Автор(и)

  • Pavlo Nekrasov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-1791-8822
  • Olga Gudz Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-2308-8098
  • Oleksandr Nekrasov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-2156-262X
  • Tatyana Berezka Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-1329-2981

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.160316

Ключові слова:

технологія олеогелів, промислове виробництво жирових систем, термомеханічні характеристики, термостабільність олеогелів

Анотація

Жири є невід’ємною складовою харчування людини. Підвищений вміст транс-ізомерів в їх складі обумовлює низку серцево-судинних захворювань та хвороб порушення метаболізму. Перспективним підходом до вирішення проблеми мінімізації вмісту транс-ізомерів жирних кислот у складі харчових продуктів є створення жирових систем нового покоління – олеогелів, які є об’єктом представленого дослідження. Як дисперсійне середовище олеогелів було використано високоолеїнову соняшникову олію, що на відміну від олії традиційних сортів дає можливість отримувати системи з підвищеною стійкістю до окиснення. Дисперсною фазою вказаних жирових систем було обрано бджолиний віск, трипальмітин та моноацилгліцерини. Вибір комплексу вказаних компонентів ґрунтувався на їх властивостях створювати в олеогелях тривимірну структуру з заданими термомеханічними характеристиками. В теперішній час бракує інформації щодо залежності основних характеристик олеогелів від співвідношення інгредієнтів їх дисперсної фази. Зокрема, одним з найбільш проблемних місць технології олеогелів є їх термостабільність, яка суттєво впливає на параметри виробництва, транспортування, а також на умови і терміни зберігання. Для вирішення вказаного завдання в роботі застосовано методологію поверхні відклику. Визначення невідомих значень вектора параметрів здійснювалось шляхом застосування алгоритмів регресійного аналізу. Мінімізація функціоналу відхилу виконувалась шляхом знаходження відповідних комбінацій експериментальних рядів предикторів. В результаті досліджень розроблено математичну модель, яка дозволяє, виходячи з даних про компонентний склад олеогелів, прогнозувати їх термостабільність. Обґрунтовано раціональні масові частки компонентів дисперсної фази олеогелів: вміст бджолиного воску 3,27 % мас.; вміст трипальмітину 3,07 % мас. та вміст моноацилгліцеринів 4,70 % мас., при яких досягається максимальне значення функції відклику. Отримані результати слугуватимуть науковим підґрунтям для розробки технологічних параметрів промислового виробництва жирових систем нового покоління, умов і термінів їх зберігання та транспортування.

Біографії авторів

Pavlo Nekrasov, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра технології жирів та продуктів бродіння

Olga Gudz, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Завідувач лабораторією

Кафедра технології жирів та продуктів бродіння

Oleksandr Nekrasov, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра фізичної хімії

Tatyana Berezka, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології жирів та продуктів бродіння

Посилання

  1. Nekrasov, P. O., Piven, O. M., Nekrasov, O. P., Gudz, O. M., Kryvonis, N. O. (2018). Kinetics and thermodynamics of biocatalytic glycerolysis of triacylglycerols enriched with omega-3 polyunsaturated fatty acids. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 5, 31–36.
  2. Tkachenko, N., Nekrasov, P., Makovska, T., Lanzhenko, L. (2016). Optimization of formulation composition of the low-calorie emulsion fat systems. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 3 (11 (81)), 20–27. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.70971
  3. Tkachenko, N., Nekrasov, P., Vikul, S. (2016). Optimization of formulation composition of health whey-based beverage. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 1 (10 (79)), 49–57. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.59695
  4. Booker, C., Mann, J. (2008). Trans fatty acids and cardiovascular health: Translation of the evidence base. Nutrition, Metabolism And Cardiovascular Diseases, 18 (6), 448–456. doi: http://doi.org/10.1016/j.numecd.2008.02.005
  5. Kavanagh, K., Sajadian, S., Jenkins, K. A., Wilson, M. D., Carr, J. J., Wagner, J. D., Rudel, L. L. (2010). Neonatal and fetal exposure to trans-fatty acids retards early growth and adiposity while adversely affecting glucose in mice. Nutrition Research, 30 (6), 418–426. doi: http://doi.org/10.1016/j.nutres.2010.06.006
  6. Kummerow, F. A., Zhou, Q., Mahfouz, M. M., Smiricky, M. R., Grieshop, C. M., Schaeffer, D. J. (2004). Trans fatty acids in hydrogenated fat inhibited the synthesis of the polyunsaturated fatty acids in the phospholipid of arterial cells. Life Sciences, 74 (22), 2707–2723. doi: http://doi.org/10.1016/j.lfs.2003.10.013
  7. Kwon, Y. (2015). Effect oftrans–fatty acids on lipid metabolism: Mechanisms for their adverse health effects. Food Reviews International, 32 (3), 323–339. doi: http://doi.org/10.1080/87559129.2015.1075214
  8. Zulim Botega, D. C., Marangoni, A. G., Smith, A. K., Goff, H. D. (2013). Development of Formulations and Processes to Incorporate Wax Oleogels in Ice Cream. Journal of Food Science, 78 (12), 1845–1851. doi: http://doi.org/10.1111/1750-3841.12248
  9. Lim, J., Hwang, H.-S., Lee, S. (2016). Oil-structuring characterization of natural waxes in canola oil oleogels: rheological, thermal, and oxidative properties. Applied Biological Chemistry, 60 (1), 17–22. doi: http://doi.org/10.1007/s13765-016-0243-y
  10. Moghtadaei, M., Soltanizadeh, N., Goli, S. A. H. (2018). Production of sesame oil oleogels based on beeswax and application as partial substitutes of animal fat in beef burger. Food Research International, 108, 368–377. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.03.051
  11. Ojijo, N. K. O., Kesselman, E., Shuster, V., Eichler, S., Eger, S., Neeman, I., Shimoni, E. (2004). Changes in microstructural, thermal, and rheological properties of olive oil/monoglyceride networks during storage. Food Research International, 37 (4), 385–393. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2004.02.003
  12. Rocha-Amador, O. G., Gallegos-Infante, J. A., Huang, Q., Rocha-Guzman, N. E., Moreno-Jimenez, M. R., Gonzalez-Laredo, R. F. (2014). Influence of Commercial Saturated Monoglyceride, Mono-/Diglycerides Mixtures, Vegetable Oil, Stirring Speed, and Temperature on the Physical Properties of Organogels. International Journal of Food Science, 2014, 1–8. doi: http://doi.org/10.1155/2014/513641
  13. Da Pieve, S., Calligaris, S., Co, E., Nicoli, M. C., Marangoni, A. G. (2010). Shear Nanostructuring of Monoglyceride Organogels. Food Biophysics, 5 (3), 211–217. doi: http://doi.org/10.1007/s11483-010-9162-3
  14. Toro-Vazquez, J. F., Alonzo-Macias, M., Dibildox-Alvarado, E., Charó-Alonso, M. A. (2009). The Effect of Tripalmitin Crystallization on the Thermomechanical Properties of Candelilla Wax Organogels. Food Biophysics, 4 (3), 199–212. doi: http://doi.org/10.1007/s11483-009-9118-7
  15. Yang, S., Li, G., Saleh, A. S. M., Yang, H., Wang, N., Wang, P. et. al. (2017). Functional Characteristics of Oleogel Prepared from Sunflower Oil with β-Sitosterol and Stearic Acid. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 94 (9), 1153–1164. doi: http://doi.org/10.1007/s11746-017-3026-7
  16. Okuro, P. K., Malfatti-Gasperini, A. A., Vicente, A. A., Cunha, R. L. (2018). Lecithin and phytosterols-based mixtures as hybrid structuring agents in different organic phases. Food Research International, 111, 168–177. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.05.022
  17. Kouzounis, D., Lazaridou, A., Katsanidis, E. (2017). Partial replacement of animal fat by oleogels structured with monoglycerides and phytosterols in frankfurter sausages. Meat Science, 130, 38–46. doi: http://doi.org/10.1016/j.meatsci.2017.04.004
  18. Okuro, P. K., Tavernier, I., Bin Sintang, M. D., Skirtach, A. G., Vicente, A. A., Dewettinck, K., Cunha, R. L. (2018). Synergistic interactions between lecithin and fruit wax in oleogel formation. Food & Function, 9 (3), 1755–1767. doi: http://doi.org/10.1039/c7fo01775h
  19. Buerkle, L. E., Rowan, S. J. (2012). Supramolecular gels formed from multi-component low molecular weight species. Chemical Society Reviews, 41 (18), 6089–6102. doi: http://doi.org/10.1039/c2cs35106d
  20. Myers R., Montgomery D., Anderson-Cook C. Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments. Hoboken: John Wiley & Sons, 2016. 825 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-20

Як цитувати

Nekrasov, P., Gudz, O., Nekrasov, O., & Berezka, T. (2018). Оптимізація складу жирових систем нового покоління. Technology Audit and Production Reserves, 1(3(45), 16–20. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.160316

Номер

Том 1 № 3(45) (2019): Хімічна інженерія

Розділ

Технології виробництва харчування: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Pavlo Nekrasov, Olga Gudz, Oleksandr Nekrasov, Tatyana Berezka

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.