Alai

Složení mastných kyselin a fyzikálně-chemické vlastnosti surovin

Suroviny, CaO a FHCSO, byly analyzovány na složení mastných kyselin a fyzikálně-chemické parametry před CaO:FHCSO. Bylo zjištěno, že obsah oleje v řepkovém semeni je 40,5 ± 2,8 %. V CaO převažovaly kyseliny olejová (58,3 ± 0,6 %), linolová (22,8 ± 0,5 %), α-linolenová (9,7 ± 0,4 %), palmitová (4,5 ± 0,3 %) a stearová (1,6 ± 0,2 %). Rafinovaný a bělený CaO vykazoval hodnotu R barvy Lovibond (1,48 ± 0,14), bod tání (-9 ± 1 °C), index lomu (1,465 ± 0,002), specifickou hmotnost (0,921 ± 0,001), hodnotu zmýdelnění (188 ± 3), hodnotu jódu (122 ± 3), hodnotu peroxidu (0,165 ± 0,008 meq/kg) a hodnotu volných mastných kyselin (0,1 ± 0,004 %). Obsah kyseliny stearové (72 ± 0,8 %) byl zjištěn výrazně vyšší v FHCSO získané z místního výrobního odvětví Vanaspati, následovaný kyselinou palmitovou (20 ± 0,5 %) a kyselinou olejovou (4 ± 0,3 %). FHCSO měla hodnotu R barvy Lovibond (2,1 ± 0,22), teplotu tání (59 ± 1 °C), index lomu (1,472 ± 0,003), specifickou hmotnost (0,918 ± 0,001), hodnotu zmýdelnění (198 ± 2), hodnotu jódu (6 ± 2), hodnotu peroxidu (0,167 ± 0,006 meq/kg) a hodnotu volných mastných kyselin (0,918 ± 0,001).098 ± 0,003 %).

Složení TAG směsí CaO:FHCSO

Profil TAG je znám jako potenciální klíč k pochopení několika fyzikálně-chemických vlastností daného oleje nebo tuku vyvinutého procesem modifikace. V tabulce 1 je uvedena klasifikace hlavních TAG (trojsytné = S3; jednosytné = S2U; dvojsytné = U2S; trojsytné = U3) směsí Cao:FHCSO před a po procesu interesterifikace při různých dnech skladování. Výsledky ukazují, že přídavek FHCSO k CaO před interesterifikací zvýšil obsah nasycených mastných kyselin v různých směsích. Maximální obsah S3 (63,9 ± 0,5 %) byl zjištěn v T3, zatímco obsahy S2U, U2S a U3 byly poměrně nízké v T2 a T3 při přímém porovnání s T1 před interesterifikací směsí Cao:FHCSO. Výrazné snížení obsahu S3 a U3 bylo pozorováno u všech experimentálních úprav po dokončení interesterifikace. Naproti tomu obsahy S2U a U2S u T1, T2 a T3 se po interesterifikaci výrazně zvýšily. Maximální nárůst obsahu U2S byl zaznamenán u T1 s nejvyšší hodnotou (50,4 ± 0,5 %). Existuje mnoho zpráv o vlivu interesterifikace na složení TAG v konečném produktu, z nichž je patrné, že koncentrace některých TAG se zvýšily, některých snížily a vzniklo několik nových TAG. Proces randomizace způsobuje přeskupení druhů TAG, snížení obsahu S3 a U3 a zvýšení obsahu TAG S2U a U2S . Po interesterifikaci se vysoké podíly S3 přítomné ve výchozích směsích snížily o 73-89 % a největší změny byly pozorovány u směsí se 40-50 % tvrdých zásob (relativní snížení U3 o 38-64 % a relativní zvýšení U2S o 59-130 % pro různé směsi jedlých olejů . Poměr celkových nenasycených (U)/celkových nasycených (S) se po interesterifikaci významně zvýšil oproti původní hodnotě s pořadím T1 (28,3 ± 0,3 %) > T2 (3,06 ± 0,2 %) > T3 (1,43 ± 0,1 %). Poměry U/S pro interesterifikované směsi Cao:FHCSO byly vyšší než 1 a odpovídaly doporučení Organizace pro výživu a zemědělství/Světové zdravotnické organizace (FAO/WHO) a Výboru Evropské unie (EUC) pro minimální poměr nenasycených mastných kyselin k nasyceným mastným kyselinám . Během skladování nebyly zjištěny významné změny obsahu S3, S2U a U2S (p ≥ 0,05). Po 60 dnech interesterifikace však byl zaznamenán maximální pokles obsahu U3 o 13 % u T1, 7,5 % u T2 a 5,6 % u T3. Podobně poměr nenasycených mastných kyselin k nasyceným mastným kyselinám u vzorků rafinovaného bavlníkového oleje a směsi panenského olivového oleje po chemické interesterifikaci vykazoval mírné snížení během 28denního skladování při 60 °C . Ukázalo se, že margarín s nulovým obsahem trans, vyrobený z různých směsí tekutých olejů za použití 0,5 % katalyzátoru methoxidu sodného při 70 °C a intenzivním míchání po dobu 15 min, zůstal po interesterifikaci zachován . Celkový obsah TAG ve všech experimentálních úpravách se po interesterifikaci a během skladování mírně snížil (p ≤ 0,05), což může naznačovat tvorbu částečných mono- a diacylglycerolů ve směsích Cao:FHCSO. Podobné výsledky pozorovali Kowalski et al. . Žádoucí přírůstky obsahu S2U a U2S u T2 ukazují na jeho lepší složení TAG ve srovnání s T1 a T3. Specifickým strukturovaným lipidům vzniklým modifikací TAG interesterifikací je věnována stále větší pozornost pro léčbu poruch výživy díky jejich absorpci, metabolismu a způsobu distribuce do biologických tkání, což může poskytnout užitečné informace pro přípravu doplňků stravy se specifickými funkcemi .

Fyzikálně-chemické vlastnosti CaO:Pro identifikaci fyzikálně-chemických vlastností olejů a jejich směsí se obvykle používají barevné jednotky Lovibond, bod tání, index lomu, specifická hmotnost, zmýdelnění a jodové číslo

. Fyzikálně-chemické výsledky studie jsou uvedeny na obr. 1.

Hodnota R barvy Lovibond

Po interesterifikaci byl u všech úprav pozorován trvalý pokles jednotek R barvy Lovibond (obr. 1). 1a). Maximální pokles barevných jednotek byl zaznamenán u T3 (1,2 ± 0,4) ve srovnání s počáteční hodnotou (1,75 ± 0,6). Intenzita barvy byla pozorována světlejší u T1, pravděpodobně kvůli jejímu zušlechtěnému stavu, a byla pozorována nejnižší hodnota barvy 1,1 ± 0,3 jednotky. Bylo zjištěno, že hodnota barvy směsí CaO:FHCSO se po celou dobu skladování nesignifikantně zvyšovala (p ≥ 0,05). Mírné změny a ztmavnutí barvy lze přičíst několika faktorům, jako je složení S3 směsi, obsah tokoferolů, podmínky skladování a oxidační účinky během skladování . Chemická interesterifikace významně snížila obsah tokoferolů ve vzorcích rostlinných olejů . Úbytek tokoferolu je nejdůležitější a pravděpodobně jedinou známou nevýhodou chemické interesterifikace, protože α-tokoferol má ve směsích rostlinných olejů nejvyšší aktivitu vitaminu E . Snížení obsahu tokoferolu při interesterifikaci však nemá opačný vliv na oxidační stabilitu interesterifikovaných směsí a doplnění tokoferolu do interesterifikovaných olejů stejným množstvím vyloučených tokoferolů lze úspěšně použít v příbuzných potravinářských odvětvích .

Teplota tání

Teplota tání tuku má přímý vztah k jeho stupni tvrdosti a lze ji použít jako kritérium čistoty. Obr. 1b ukazuje profil tání směsí CaO:FHCSO před a po interesterifikaci. Profil tání směsí byl přímo úměrný obsahu S3 pocházejícího z FHCSO před interesterifikací. Po interesterifikaci však byl u všech směsí zaznamenán náhlý pokles profilu tání. Maximální pokles profilu tání (7,3 °C) byl u směsi T1, což může souviset s rozsáhlým přeskupením mastných kyselin mezi TAG a úměrným poklesem obsahu S3 ve směsi CaO:FHCSO. Směs 70 % hydrogenovaného řepkového oleje, 10 % palmového stearinu a 20 % řepkového oleje měla počáteční bod tání 37 °C, který po 5 minutách interesterifikační reakce klesl na 35 °C a po 20 minutách na 32 °C a poté zůstal konstantní. Vědecké studie potvrdily, že obsah tvrdého tuku v daném vzorku přímo souvisí se složkami zpracovatelských směsí s vysokým bodem tání . Po interesterifikaci byl u různých směsí rostlinných olejů zjištěn absolutní pokles teploty tání v rozmezí 7-31 °C, což lze vysvětlit snížením podílu S3 s vyšší teplotou tání . Termogram tání rovněž potvrdil přítomnost interesterifikovaného produktu s nižším bodem tání, což může být způsobeno vymizením vysoce tajícího podílu TAG . Kromě toho interesterifikace tukových směsí s velkým množstvím tvrdých zásob (75 %) vedla k malé změně bodu tání, což rovněž potvrdilo výsledky uvedené v této studii. Během doby konzervace byl u všech ošetření zaznamenán mírný nárůst profilu tání, což může souviset s částečnou přeměnou U3 na U2S, S2U a S3 v důsledku oxidačního žluknutí. Zdá se, že typ TAG je hlavním určujícím faktorem pro dosažení směsí s diferencovanými vlastnostmi tání . Výzkumné studie dospěly k závěru, že chemická interesterifikace směsí jedlých olejů snížila body tání, což jsou žádoucí fyzikálně-chemické vlastnosti pro možné použití jako margarín, ztužený tuk a cukrářský tuk .

Index lomu a specifická hmotnost

Index lomu je mírou míry ohybu světla látkou. Index lomu se u všech úprav mírně snižoval s rostoucí přeměnou složek S3 na S2U a U2S po interesterifikaci. Index lomu byl ovlivněn délkou řetězce a počtem molekul dvojných vazeb přítomných ve směsi CaO:FHCSO. Údaje o indexu lomu během skladování však odrážely stabilitu olejových směsí až 2 měsíce a pohybovaly se v rozmezí 1,463 až 1,67 jednotek (obr. 1c). Zvýšení obsahu volných kyselin, hodnoty peroxidů a vysoká teplota skladování byly zdokumentovány jako faktory odpovědné za mírné zvýšení indexu lomu jednotek směsí rostlinných olejů během skladování . Změny měrné hmotnosti směsí CaO:FHCSO před a po interesterifikaci byly pravidelně sledovány a jsou uvedeny na obr. 1d. U všech úprav byl po interesterifikaci zaznamenán mírný pokles specifické hmotnosti, který je pravděpodobně způsoben větším množstvím dvojných vazeb ve směsích Cao:FHCSO. Během skladování byly tyto hodnoty zjištěny s mírně rostoucím trendem, což lze přičíst tvorbě polymerních frakcí S3.

Zmýdelnění a hodnota jódu

Po ukončení procesu interesterifikace bylo možné zaznamenat mírný pokles hodnot zmýdelnění, což naznačuje vznik proporcionálně více frakcí U2S u všech úprav (obr. 1e). T1 měla nejnižší hodnotu zmýdelnění (182 ± 0,56), následovaná T2 (185 ± 0,57) a T3 (187 ± 0,58), což může souviset s přítomností nejvyšších obsahů nenasycených látek v T1 (93,5 ± 0,7), T2 (72,7 ± 0,6) a T3 (56,9 ± 0,5) (tab. 1). Hodnota zmýdelnění je známým ukazatelem střední molekulové hmotnosti mastných kyselin tvořících triglyceridy. Výsledky ukazují, že triglyceridů obsahujících mastné kyseliny s nízkou molekulovou hmotností (s krátkým řetězcem) bylo více v T3 ve srovnání s T2 a T3; proto T3 vykazovala vysokou úroveň hodnoty zmýdelnění. Výsledky dále prokázaly, že hodnoty zmýdelnění se během skladování u všech ošetření zvýšily. U každé směsi CaO:FHCSO bylo po 60 dnech skladování zjištěno zvýšení hodnoty zmýdelnění (1-2 %). Jodová hodnota je považována za index nenasycenosti, což je jedna z nejdůležitějších analytických charakteristik oleje. Údaje o změnách jodových hodnot směsí CaO:FHCSO jsou uvedeny na obr. 1f. Přechod v hodnotách jódu byl funkcí experimentálních směsí CaO:FHCSO se současným poklesem obsahu nenasycených látek během tvorby směsi, zatímco po interesterifikaci nebyla zjištěna žádná změna stupně nenasycení. Bylo také zjištěno, že hodnoty jódu se u studovaných směsí olejů během skladování postupně snižovaly, což může být způsobeno úbytkem dvojných vazeb oxidačním žluknutím. Pomalý pokles hodnoty jódu v olejových směsích může být způsoben indukčním obdobím, kdy se tuk pomalu oxidoval, což ukazuje na počáteční stadium autooxidační reakce. Rychlé změny jodových hodnot olejových směsí lze přičíst šíření autooxidačního procesu, při němž se z volných radikálů v mastných kyselinách, které vznikají v iniciační fázi nebo při autooxidační reakci, tvoří hydroperoxidy. Na konci doby skladování byla pozorována mírná změna hodnoty jódu, která může být způsobena fází ukončení reakce .

Oxidační stabilita směsí CaO:FHCSO

Lipidy jsou složeny z nenasycených a nasycených mastných kyselin. Nenasycené části jsou při zpracování a skladování náchylné k oxidaci a nakonec dochází k tvorbě peroxidů, hydroperoxidů, aldehydů, ketonů, mastných kyselin s krátkým řetězcem a nakonec k nepříjemnému zápachu. Oxidační změny ve směsích CaO:FHCSO byly měřeny pomocí hodnot peroxidů a volných mastných kyselin, které jsou zobrazeny na obr. 1.

Peroxidová hodnota

Peroxidová hodnota může být použita k určení stupně znehodnocení a množství oxidačního žluknutí původních směsí olejů. Změny peroxidových hodnot vybraných směsí CaO:FHCSO před interesterifikací, po interesterifikaci a během skladování jsou patrné z obr. 1g. Hodnoty peroxidů T1, T2 a T3 se od sebe před interesterifikací významně nelišily (p ≥ 0,05). U všech směsí CaO:FHCSO vykazovaly interesterifikované oleje nižší peroxidové hodnoty než jejich neinteresterifikované protějšky. Hodnoty peroxidů vzorků olejů se výrazně zvýšily do 20 min chemické interesterifikace, po níž následovalo snížení po 30 min . Snížení peroxidových hodnot rostlinných olejů po interesterifikaci zaznamenali také Basturk a kol. a Farmani a kol. Přitom změny peroxidových hodnot se snižovaly se zvyšující se koncentrací FHCSO ve směsi CaO:FHCSO během skladování. T2 (3,31 ± 0,08 meq/kg) a T3 (2,86 ± 0,09 meq/kg) vykazovaly lepší oxidační stabilitu než T1 (3,76 ± 0,07 meq/kg). Hodnoty peroxidů všech směsí CaO:FHCSO však byly zaznamenány v mezích normy (5 meq/kg).

Hodnota volných mastných kyselin

Volné mastné kyseliny vznikají v tucích v důsledku enzymatické hydrolýzy lipázami, ionty kovů působícími jako volné radikály nebo při zvýšení teploty. Hodnoty volných mastných kyselin vyjádřené v procentech kyseliny olejové u pokusných ošetření jsou znázorněny na obr. 1h. Volné mastné kyseliny snadno podléhají oxidaci, takže jejich zvýšené množství způsobuje zhoršení barvy a chuti výrobku. Volné mastné kyseliny všech směsí CaO:FHCSO se po interesterifikační reakci snížily. Pokles volných mastných kyselin mohl být způsoben alkalickou povahou methylátu sodného použitého jako katalyzátor. Methylát sodný je považován za silnou zásadu a téměř 70 % katalyzátoru se používá k neutralizaci volných mastných kyselin, pouze 30 % iniciuje a udržuje reakci přeskupování. Volné mastné kyseliny v palmovém oleji a směsích palmového oleinu byly po chemické interesterifikaci zjištěny poměrně nízké, což může být způsobeno reakcí alkalického katalyzátoru methylátu sodného s volnými kyselinami . Bylo zjištěno, že tvorba volných mastných kyselin ve směsích CaO:FHCSO se zvyšuje s prodlužující se dobou skladování. T1 vykazoval vyšší rostoucí trend tvorby volných mastných kyselin ve srovnání s T2 a T3, což lze vysvětlit na základě obsahu nenasycených TAG. Mnoho autorů však prokázalo, že chemická interesterifikace může negativně ovlivnit oxidační stabilitu tuků a olejů během skladování. Neinteresterifikované a interesterifikované oleje (řepkový, lněný, sójový a slunečnicový) skladované při 55 °C vykazovaly malý rozdíl v oxidaci lipidů, zatímco vzorky byly shledány stabilnějšími při 28 °C . Oxidační stabilita při skladování je silně ovlivněna typem lipidů a lipidy použitými k výrobě . Přítomnost frakce bez TAG v produktech interesterifikace také snižuje jejich odolnost vůči oxidaci, což se zdá být v této studii pravdivé, protože všechny experimentální směsi měly na konci doby skladování méně celkových TAG, zatímco výchozí směs vykazovala nejvyšší frakci TAG. Optimální kombinace hydrogenace a náhodné interesterifikace může zlepšit oxidační stabilitu surových olejů a rozšířit tak jejich použití v potravinách. Oxidační stabilitu interesterifikovaných tuků, která se během skladování snižuje, lze navíc výrazně zlepšit použitím antioxidantů . Velký význam se přisuzuje bioaktivním složkám, jako je vitamin E a karotenoidy, pro zvýšení oxidační stability v potravinách a biologickém systému. Změny v nálezech však mohou vyplývat z použití syntetických molekul mírně odlišných od přírodních . Doplnění antioxidantů ve funkční stravě může chránit lidský organismus před nežádoucími jevy a dysfunkcí metabolického syndromu díky příznivým účinkům těchto fytochemikálií .

Senzorické hodnocení směsí CaO:FHCSO

Obrázek 2 představuje organoleptické hodnocení směsí CaO:FHCSO při různých intervalech skladování. Původní směsi CaO:FHCSO před interesterifikací získaly nejvíce požadovaných hodnocení pro chuťové vlastnosti, vzhled a celkovou přijatelnost. Při interesterifikaci si směsi CaO:FHCSO zachovaly svou senzorickou přijatelnost a ve srovnání s původními hodnotami byly zaznamenány velmi malé odchylky v senzorickém hodnocení. Výsledky senzorické analýzy prokázaly přijatelnost zkrácení s nulovým obsahem trans-tuku připraveného chemickou interesterifikací směsí rostlinných olejů . Ze směsí rafinovaného olivového a palmového oleje v různém poměru, které byly podrobeny interesterifikaci, vznikly plastické tuky podobné svými senzorickými vlastnostmi měkkému a obalovému typu margarínu . Bylo zjištěno, že všechny senzorické vlastnosti se výrazně snižují s prodlužující se délkou skladování od 30. do 60. dne. Avšak T2 a T3 dosáhly větší senzorické přijatelnosti ve srovnání s T1 během celé doby skladování. Podobně bylo zjištěno, že intenzita chuti se snížila po chemické interesterifikaci směsí 100 % máslového tuku a 80-20 % máslového tuku a kanolového oleje. Trend žádoucí chuti T2 a T3 podle senzorického panelu lze přičíst složení a povaze mastných kyselin přítomných v těchto směsích CaO:FHCSO. Nejméně žádoucí senzorické hodnocení směsi T1 může být způsobeno vyšším obsahem nenasycených mastných kyselin ve směsi CaO:FHCSO. Kromě toho bylo zjištěno, že oxidace směsí CaO:FHCSO během skladování negativně koreluje s přijatelností funkčních tuků. Nejnižší senzorické hodnoty pro T1 by také mohly souviset s přítomností aldehydových a ketonových sloučenin, které ovlivnily rybí příchuť ve směsi CaO:FHCSO na konci studie (po 60 dnech). Bylo zjištěno, že randomizace neměla žádný škodlivý vliv na senzorickou přijatelnost . Je také známo, že přítomnost polymerních frakcí U2S s bodem tání v rozmezí 25 °C až 45 °C ve vyvinutých funkčních tucích je zodpovědná za senzorické vlastnosti výrobků při pokojové teplotě skladování . Nejdůležitější byla směs 50 % CaO:50 % FHCSO (T2), která měla žádoucí profil TAG, fyzikálně-chemické a senzorické vlastnosti pocházející z T1 a T3.

.