Аннотация

Введение. Исследование свойств эмульгаторов и их влияния на характеристики пищевых эмульсий, разработка технологических решений по подбору эмульгаторов и их смесей для различных продуктов является актуальным направлением научных исследований. Цель работы – исследование влияния физико-химических показателей поверхностно-активных веществ на свойства пищевых эмульсий, а также разработка практических рекомендаций по их подбору для создания эмульсионных продуктов различных типов.
Объекты и методы исследования. Модельные молочно-жировые эмульсии; спреды, изготовленные в лаборатории; твердые и мягкие моноглицериды жирных кислот и лецитины различных производителей. Температуру плавления эмульгаторов определяли методом, который основан на фиксации температуры поднятия расплава эмульгатора в капилляре, открытом с двух концов. Жирнокислотный состав определяли путем получения хроматограмм метиловых эфиров жирных кислот с последующей идентификацией разделяемых компонентов и их количественным определением по площади пиков. Содержание твердых триглицеридов в эмульгаторах определяли методом ЯМР. Сведения о гидрофильно-липофильном балансе исследуемых эмульгаторов были получены из спецификаций производителей.
Результаты и их обсуждение. Установлено, что твердые моноглицериды отличаются повышенным содержанием стеариновой и пальмитиновой кислот. В мягких моноглицеридах преобладает олеиновая кислота, в комплексном эмульгаторе «моноглицериды/лецитин» – линоленовая и олеиновая жирные кислоты. Твердые моноглицериды характеризуются высоким содержанием твердых триглицеридов при 35 °C (82,93 %), что коррелирует с высокой температурой плавления (80 °C) и низким йодным числом (3 мг I₂/100 г). Для формирования рекомендаций по способу подготовки эмульгатора к внесению в состав пищевой эмульсии были подобраны соотношения рафинированного дезодорированного жидкого растительного масла и эмульгатора. Эмульгаторы растворяли в масле при температуре на 5–7 °C выше температуры плавления эмульгатора при соотношении масло:эмульгатор от 6:1 до 10:1. При изучении процесса переохлаждения эмульсии при производстве спредов с использованием различных эмульгаторов определена температура кристаллизации и время фазового перехода.
Выводы. Данные, полученные в результате исследования, позволяют расширить теоретические основы создания пищевых эмульсий путем разработки научно обоснованных рекомендаций по подбору поверхностно-активных веществ и открывают перспективы дальнейших исследований свойств различных эмульгаторов и их влияния на качество готовых пищевых эмульсий.

Ключевые слова

Эмульгаторы, гидрофильно-липофильный баланс, поверхностно-активные свойства, коагуляционные структуры, кристаллизационные структуры, жирно-кислотный состав

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Соглашение между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации (Минобрнауки России) и ООО «Зеленые линии» о предоставлении из федерального бюджета субсидии на реализацию комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, выполняемого с участием Московского государственного университета пищевых производств (МГУПП) от 26 ноября 2019, № 075-11-2019-042

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арасова Л. И., Тагиева Т. Г., Завадская И. М. К вопросу оценки эффективности пищевых ПАВ для эмульсионной продукции масложирового ассортимента // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института жиров. 2019. № 1–2. С. 39–43.
2. Tereshchuk L. V., Starovoytova K. V., Ivashina O. A. Practical aspects of the use of emulsifiers in manufacturing emulsion fat-and-oil products // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6. № 1. P. 30–39. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-1-30-39.
3. Топникова Е. В., Лепилкина О. В., Коноплева А. А. Влияние эмульгаторов на реологические свойства спредов // Переработка молока. 2014. Т. 179. № 9. С. 44–46.
4. Monoacylglycerols in dairy recombined cream: II. The effect on partial coalescence and whipping properties / E. Fredrick // Food Research International. 2013. Vol. 51. № 2. P. 936–945. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.02.006.
5. Fredrick E., Walstra P., Dewettinck K. Factors governing partial coalescence in oil-in-water emulsions // Advances in Colloid and Interface Science. 2010. Vol. 153. № 1–2. P. 30–42. https://doi.org/10.1016/j.cis.2009.10.003.
6. Petrut R. F., Danthine S., Blecker C. Assessment of partial coalescence in whippable oil-in-water food emulsions // Advances in Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 229. P. 25–33. https://doi.org/10.1016/j.cis.2015.12.004.
7. Study of the biofunctional properties of cedar pine oil with the use of in vitro testing cultures / A. Yu. Prosekov [et al.] // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6. № 1. P. 136–143. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-1-136-143.
8. Ali F., Wang J., Ullah N. Oil/fat blending strategy for improving milk fat globule membrane stability and its effect on fatty acid composition // International Journal of Dairy Technology. 2019. Vol. 72. № 4. P. 496–504. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12604.
9. Habashi V., Elhamirad A. H., Pedramnia A. Textural properties of low fat mayonnaise with whey protein concentrate and Tragacanth gum as egg and fat substitutes // Foods and Raw Materials. 2021. Vol. 9. № 1. P. 19–23. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-19-23.
10. Tippetts M., Martini S. Effect of cooling rate on lipid crystallization in oil-in-water emulsions // Food Research International. 2009. Vol. 42. № 7. P. 847–855. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.03.009.
11. Relating crystallization behavior of monoacylglycerols-diacylglycerol mixtures to the strength of their crystalline network in oil / I. Tavernier [et al.] // Food Research International. 2019. Vol. 120. P. 504–513. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.10.092.
12. Influence of cooling rate on partial coalescence in natural dairy cream / K. Moens [et al.] // Food Research International. 2019. Vol. 120. P. 819–828. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.11.044.
13. Loi C. C., Eyres G. T., Birch E. J. Effect of mono- and diglycerides on physical properties and stability of a protein-stabilised oil-in-water emulsion // Journal of Food Engineering. 2019. Vol. 240. P. 56–64. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.07.016.
14. Moens K., Tavernier I., Dewettinck K. Crystallization behavior of emulsified fats influences shear-induced partial coalescence // Food Research International. 2018. Vol. 113. P. 362–370. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.07.005.
15. Doğan M., Göksel Saraç M., Aslan Türker D. Effect of salt on the inter-relationship between the morphological, emulsifying and interfacial rheological properties of O/W emulsions at oil/water interface // Journal of Food Engineering. 2018. Vol. 275. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.109871.
16. Technical emulsifiers in aerosol whipping cream – Compositional variations in the emulsifier affecting emulsion and foam properties / M. Blankart [et al.] // International Dairy Journal. 2020. Vol. 102. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2019.104578.
17. Jadhav H., Waghmare J., Annapure U. Effect of mono and diglyceride of medium chain fatty acid on the stability of flavour emulsion // Food Research. 2021. Vol. 5. № 2. P. 214–220. https://doi.org/10.26656/fr.2017.5(2).589.
18. Katsouli M., Tzia C. Effect of lipid type, dispersed phase volume fraction and emulsifier on the physicochemical properties of nanoemulsions fortified with conjugated linoleic acid (CLA): Process optimization and stability assessment during storage conditions // Journal of Molecular Liquids. 2019. Vol. 292. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111397.
19. Design of biosystems to provide healthy and safe food. Part A: effect of emulsifier and preparation technique on physicochemical, antioxidant and antimicrobial properties / B. Maherani [et al.] // European Food Research and Technology. 2018. Vol. 244. № 11. P. 1963–1975. https://doi.org/10.1007/s00217-018-3108-2.
20. Marhamati M., Ranjbar G., Rezaie M. Effects of emulsifiers on the physicochemical stability of oil-in-water nanoemulsions: A critical review // Journal of Molecular Liquids. 2021. Vol. 340. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117218.
21. Formation and stability of W/O-high internal phase emulsions (HIPEs) and derived O/W emulsions stabilized by PGPR and lecithin / P. K. Okuro [et al.] // Food Research International. 2019. Vol. 122. P. 252–262. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.04.028.
22. Effect of outer water phase composition on oil droplet size and yield of (w1/o/w2) double emulsions / A. K. L. Oppermann [et al.] // Food Research International. 2018. Vol. 107. P. 148–157. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.02.021.
23. Pathak M. Nanoemulsions and their stability for enhancing functional properties of food ingredients // Nanotechnology applications in food: Flavor, stability, nutrition and safety / editors A. E. Oprea, A. M. Grumezescu. Academic Press, 2017. P. 87–106. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811942-6.00005-4.
24. Fabrication of oil-in-water emulsions as shelf-stable liquid non-dairy creamers: Effects of homogenization pressure, oil type, and emulsifier concentration / Y. N. Soo [et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2021. Vol. 101. № 6. P. 2455–2462. https://doi.org/10.1002/jsfa.10871.
25. Novoselova M. V., Prosekov A. Yu. Technological options for the production of lactoferrin // Foods and Raw Materials. 2016. Vol. 4. № 1. P. 90–101. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-90-101.
26. Yildirim M., Sumnu G., Sahin S. The effects of emulsifier type, phase ratio, and homogenization methods on stability of the double emulsion // Journal of Dispersion Science and Technology. 2017. Vol. 38. № 6. P. 807–814. https://doi.org/10.1080/01932691.2016.1201768.
27. Effect of oil content and emulsifier type on the properties and antioxidant activity of sea buckthorn oil-in-water emulsions / H. Zheng [et al.] // Journal of Food Quality. 2020. Vol. 2020. https://doi.org/10.1155/2020/1540925.
28. Effect of HLB value on the properties of chitosan/zein/lemon essential oil film-forming emulsion and composite film / Y. Sun [et al.] // International Journal of Food Science and Technology. 2021. Vol. 56. № 10. P. 4925–4933. https://doi.org/10.1111/ijfs.15216.