Чому вони гірчать: розбираємось з жирами та кислотністю випічки і смаколиків

Хлібобулочні вироби часто виготовляють із застосуванням великої кількості жирових речовин. Природа й концентрація ліпідів, із яких вони складаються, сильно відрізняються залежно від типу продукту і рецепту. Жири, що найчастіше використовуються в їх переробленні, — це вершкове масло, маргарин, гідрогенізовані рослинні олії, свиняче сало та оливкова олія.

І хлібобулочні вироби, і самі олії та жири, що використовуються в їх приготуванні, схильні до згіркнення, тобто погіршення їхньої ліпідної складової. На додаток до зміни поживних якостей жирової речовини це явище також призводить до утворення неприємних запахів і присмаків, котрі погіршують органолептичні якості.

Згірклість жирів

Згіркнення складається з низки хімічних реакцій з участю жирів, у яких утворюються неприємні сполуки. Залежно від типу реакцій, що протікають, виділяють два типи згірклості: гідролітичну і окислювальну.

Гідролітична згірклість

Гідролітична згірклість викликана реакціями гідролізу, в результаті яких вивільняються вільні жирні кислоти (FFA). Ці реакції відбуваються за наявності води й каталізуються різними факторами, такими як:

• Ферменти (ліпази), які вже присутні в їжі або виділяються мікроорганізмами
• Кисле чи лужне середовище

Гідролітична згірклість, яку також називають просто кислотністю, характерна для хлібобулочних виробів із високим вмістом води, особливо в разі тривалого зберігання й у невідповідних умовах.

Окислювальна згірклість

Окислювальну згірклість можна розглядати як наслідок реакцій між киснем повітря і жирною речовиною, зокрема з жирними кислотами в її складі.

Цей тип окислення проходить за дві окремі фази, що характеризуються утворенням різних хімічних сполук.

Першими продуктами окислення є пероксиди жирних кислот, які називаються продуктами первинного окислення ліпідів.

Ці сполуки відносно стабільні й не мають власного запаху, але можуть легко розкладатися з утворенням численних дрібніших молекул, таких як альдегіди й кетони, що називаються вторинними продуктами окислення. Це і є справжні винуватці згірклого аромату, котрі викликають збільшення значення p-анізидину.

Утворення пероксидів, а потім альдегідів та кетонів може відбуватися за декількома механізмами:

• Автоокислення
• Фотоокислення
• Ферментативні реакції

Самоокислення являє собою радикальну реакцію, початок якої каталізується присутністю іонів металів, пероксидів, тепла й УФ-випромінювання. Натомість фотоокислення відбувається за іншим механізмом, у який втручається світлове випромінювання.

Тому для контролю гідролітичної та окислювальної згірклості хлібобулочних виробів є доцільним визначати концентрацію вільних жирних кислот (FFA), пероксидів, альдегідів і кетонів (p-анізидин) у готових виробах та в сировині, що використовується в їх приготуванні.

Аналітичний контроль

У дослідній лабораторії CDR ChemicalLab «Francesco Bonicolini» вирішили розробити просту й швидку систему для визначення терміну придатності хлібобулочних виробів, яка може бути легко використана харчовими компаніями навіть на виробничій лінії.

Із цією метою за допомогою аналітичної системи CDR FoodLab® було проведено дослідження, в ході якого оцінювався розвиток згірклості низки хлібобулочних виробів, що зазнали термічного стресу.

Об’єкт досліджень

Дослідження проводилося на кексах, круасанах, двох різних типах пасти з фундука та на пісочному печиві. Протягом усього часу дослідження продукти піддавалися температурі 50 ± 2°С.

Нижче наводиться харчова цінність і, зокрема, жири, які містяться в різних хлібобулочних виробах, обраних для дослідження.

Таблиця 1. Харчова цінність

Таблиця 2. Відсоток і тип жиру кожного продукту

Зразок кожного хлібобулочного виробу брали з плити через однакові проміжки часу й обробляли методом виділення жиру, розробленим у лабораторіях CDR для цього типу продуктів харчування.

Метод CDR для отримання зразка простий, не пов’язаний із будь-яким ризиком для оператора, а вплив на навколишнє середовище зведено до мінімуму, оскільки не вимагає токсичних розчинників, дорогої утилізації відходів або витяжних шаф.

Метод виділення жиру:

1. Зважити 10 г продукту (після подрібнення спеціальним блендером, якщо необхідно) і помістити в центрифугальну пробірку.
2. Додати 5 мл реактиву для екстракції олії 100 мл (код *300133).
3. Добре перемішати.
4. Розігріти суміш для розчинення жирів.
5. Центрифугувати суміш зі швидкістю не менше 5000 ніж об./хв протягом 10 хвилин.

Рисунок 1 Екстракція жирових речовин за допомогою системи CDR FoodLab®

Супернатант, отриманий (рис. 1) під час центрифугування обробленого продукту, використовують для проведення аналізів кислотності (на вільні жирні кислоти), пероксидів (на продукти первинного окиснення) та p-анізидину (на продукти вторинного окиснення).

Ці аналізи можуть бути виконані швидко й легко за допомогою системи CDR FoodLab®, що використовується для визначення аналізованих параметрів, і олій та жирів, що використовуються як інгредієнти, і жирів, витягнутих із готових продуктів (закуски, печиво, спреди й суха випічка).

Порівняно з класичними методами, CDR FoodLab® використовується для аналізу мікрокількості зразка. Ця характеристика означає, що для проведення аналізів достатньо виділити мінімальну кількість (1–2 г) жирових речовин із готового продукту й знати цільовий ступінь згірклості жирових речовин, які необхідно визначити.

Використання класичних методів для проведення тих самих аналізів було б немислимим, зважаючи на велику кількість жирових речовин, які необхідно отримати для аналізу.

Нижче наведено результати аналізів, проведених під час дослідження.

Аналіз даних

Як видно з графіків, тестування спредів і пісочного печива тривало довше порівняно з іншими продуктами, що збільшувало час між відборами зразків. Такий результат пов’язаний із тим, що ці продукти є більш стабільними.

Кислотність стабільна для всіх продуктів, окрім круасанів. Підвищення кислотності в круасанах, найімовірніше, відбувається через більш високий відсоток вологості продукту порівняно з іншими.

Коливання значень кислотності пояснюються тим, що кожен аналіз проводився на різних зразках, оскільки необхідно аналізувати продукт відразу після розкриття індивідуальної упаковки.

Аналізуючи результати пероксидного аналізу, можна побачити виняткову стабільність як спредів, так і круасанів, тоді як незначне збільшення пероксидів на кексах та експоненційне зростання на пісочному печиві є очевидними.

Вивчивши дані про p-анізидин у випадку з двома спредами, можна побачити різницю в значенні цього параметра. Вміст p-анізидину в спреді 2 починається з нижчого значення й залишається постійним протягом тесту. У спреді 1 вміст p-анізидину починається з вищого значення, а потім трохи зменшується в заключній фазі. Це зменшення можна пояснити втратою леткості вторинних продуктів окиснення або їх хімічною реакцією під час стрес-тесту.

У випадку з круасанами відзначається збільшення значення p-анізидину, яке через короткий час встановлюється на постійному рівні. У разі пісочного печива значення залишається постійним протягом приблизно 200 годин перед лінійним збільшенням кількості p-анізидину.

Кекси піддаються раптовому вторинному окисленню в початковій фазі тесту, при цьому вихідне значення p-анізидину є практично стабільним приблизно за 50 годин тесту. Це значення знижується на кілька одиниць після продовження стрес-тесту.

Висновки

Згірклість готового продукту можна визначити, аналізуючи кислотність, пероксиди і p-анізидин у жирі, з якого він складається.

Тому виконання серії аналізів корисне для проведення досліджень про те, як покращити якість і стабільність вашого продукту з часом, щоби збільшити термін його зберігання.

Виділяючи мінімальну кількість жиру за допомогою системи, розробленої в дослідницьких лабораторіях CDR, можна швидко й легко визначити термін придатності готового продукту з використанням аналітичної системи CDR FoodLab®. Ця система допомагає визначати параметри олій і жирів, і тих, що використовуються як інгредієнти, і готових продуктів, наприклад, закусок, печива, спредів і сухих хлібобулочних виробів, за допомогою простого фотометричного методу.

Система екстракції, розроблена CDR, дозволяє просто й швидко аналізувати екстракцію зразка, уникаючи ризиків для оператора й навколишнього середовища.

За допомогою CDR FoodLab® також можна аналізувати лактозу для «безлактозних» продуктів, вміст спирту в готовому продукті й спиртових розчинах, забезпечувати повну серію аналізів під час контролю якості хлібобулочних виробів і спредів. Аналізи виконуються швидко й легко, навіть на виробничій лінії, без залучення висококваліфікованого персоналу, який має досвід роботи з лабораторними методами.

На відміну від традиційних або референтних методів, для проведення аналізу не потрібне титрування, наявність лабораторного посуду, калібрування й технічного обслуговування приладу, а також тривалий час аналізу. Результати можна порівняти з результатами еталонних методів. За допомогою CDR FoodLab® аналіз кислотності, пероксидів і p-анізидину можна виконати всього за 5 хвилин на олії або жирі як сировині або на тому, що було виділено з готового продукту.

Система аналізу CDR FoodLab® є цінним механізмом для компаній будь-якого розміру, що виробляють хлібобулочні вироби, оскільки дає змогу швидко й легко контролювати якість від сировини до готового продукту та полегшує дослідження щодо збільшення терміну придатності цього іноді дуже складного виду продукції.

Матеріал підготовлено на основі статті експертів-хіміків компанії FoodLab® Сімони Беллассай та Лізи Меареллі.

Дивіться також відео із записом вебінару «Аналіз жирів рослинного і тваринного походження із CDR FoodLab®» від фахівців ХЛР: