Почему они горчат: разбираемся с жирами и кислотностью выпечки и «вкусняшек»

Хлебобулочные изделия часто изготавливаются с использованием большого количества жировых веществ. Природа и концентрация липидов, из которых они состоят, сильно различаются в зависимости от типа продукта и рецепта. Жиры, наиболее часто используемые при их переработке, — это сливочное масло, маргарин, гидрогенизированные растительные масла, свиное сало и оливковое масло.

И хлебобулочные изделия, и сами масла и жиры, используемые при их приготовлении, подвержены прогорканию, то есть ухудшению их липидной составляющей. В дополнение к изменению питательных качеств жирового вещества это явление также приводит к образованию неприятных запахов и привкусов, которые ухудшают органолептические качества.

Прогорклость жиров

Прогоркание состоит из ряда химических реакций с участием жиров, в результате которых образуются неприятные соединения. В зависимости от типа протекающих реакций выделяют два типа прогорклости: гидролитическую и окислительную.

Гидролитическая прогорклость

Гидролитическая прогорклость вызвана реакциями гидролиза, в результате которых высвобождаются свободные жирные кислоты (FFA). Эти реакции происходят при наличии воды и катализируются различными факторами, такими как:

• Ферменты (липазы), уже присутствующие в пище или выделяемые микроорганизмами
• Кислая или щелочная среда

Гидролитическая прогорклость, также называемая просто кислотностью, характерна для хлебобулочных изделий с высоким содержанием воды, особенно при слишком длительном хранении и в неподходящих условиях.

Окислительная прогорклость

Окислительную прогорклость можно рассматривать как следствие реакций между кислородом воздуха и жирным веществом, в частности с составляющими его жирными кислотами.

Этот тип окисления протекает в две отдельные фазы, характеризующиеся образованием различных химических соединений.

Первыми продуктами окисления являются пероксиды жирных кислот, называемые продуктами первичного окисления липидов.

Эти соединения относительно стабильны и не имеют собственного запаха, но они могут легко разлагаться с образованием множества более мелких молекул, таких как альдегиды и кетоны, называемые вторичными продуктами окисления. Это и есть настоящие виновники прогорклого аромата, вызывающие увеличение значения p-анизидина.

Образование пероксидов, а затем альдегидов и кетонов может происходить по нескольким механизмам:

• Автоокисление
• Фотоокисление
• Ферментативные реакции

Самоокисление представляет собой радикальную реакцию, начало которой катализируется присутствием ионов металлов, пероксидов, тепла и УФ-излучения. Вместо этого фотоокисление происходит по другому механизму, в который вмешивается световое излучение.

Поэтому для контроля гидролитической и окислительной прогорклости хлебобулочных изделий является целесообразным определять концентрацию свободных жирных кислот (FFA), пероксидов, альдегидов и кетонов (p-анизидин) в готовых изделиях и в сырье, используемом при их приготовлении.

Аналитический контроль

В исследовательской лаборатории CDR ChemicalLab «Francesco Bonicolini» решили разработать простую и быструю систему для определения срока годности хлебобулочных изделий, которая может быть легко использована пищевыми компаниями даже на производственной линии.

С этой целью с помощью аналитической системы CDR FoodLab® было проведено исследование, в ходе которого оценивалось развитие прогорклости ряда хлебобулочных изделий, подвергнутых термическому стрессу.

Объект исследований

Исследование проводилось на кексах, круассанах, двух различных типах пасты из фундука и на песочном печенье. В течение всего времени исследования продукты подвергались воздействию температуры 50 ± 2°С.

Ниже приводится пищевая ценность и, в частности, жиры, содержащиеся в различных хлебобулочных изделиях, выбранных для исследования.

Таблица 1. Пищевая ценность

Таблица 2. Процент и тип жира каждого продукта

Образец каждого хлебобулочного изделия брали с плиты через равные промежутки времени и обрабатывали методом извлечения жира, разработанным в лабораториях CDR для этого типа продуктов питания.

Метод CDR для извлечения образца прост, не связан с каким-либо риском для оператора, а воздействие на окружающую среду сведено к минимуму, поскольку не требует токсичных растворителей, дорогостоящей утилизации отходов или вытяжных шкафов.

Метод извлечения жира:

1. Взвесить 10 г продукта (после измельчения специальным блендером, если необходимо) и поместить в центрифужную пробирку.
2. Добавить 5 мл реактива для экстракции масла 100 мл (код *300133).
3. Хорошо перемешать.
4. Разогреть смесь для растворения жиров.
5. Центрифугировать смесь со скоростью не менее 5000 об./мин в течение 10 минут.

Рисунок 1 Экстракция жировых веществ с помощью системы CDR FoodLab®

Супернатант, полученный (рис. 1) при центрифугировании обработанного продукта, используют для проведения анализов кислотности (на свободные жирные кислоты), пероксидов (на продукты первичного окисления) и p-анизидин (на продукты вторичного окисления).

Эти анализы могут быть выполнены быстро и легко с помощью системы CDR FoodLab®, которая используется для определения рассматриваемых параметров, как масел и жиров, используемых в качестве ингредиентов, так и жиров, извлеченных из готовых продуктов (закуски, печенье, спреды и сухая выпечка).

По сравнению с классическими методами, CDR FoodLab® используется для анализа микроколичеств образца. Эта характеристика означает, что для проведения анализов достаточно выделить минимальное количество (1–2 г) жировых веществ из готового продукта и знать целевую степень прогорклости жировых веществ, которые необходимо определить.

Использование классических методов для проведения тех же анализов было бы немыслимо, учитывая большое количество жировых веществ, которое необходимо извлечь для анализа.

Ниже приведены результаты анализов, проведенных в ходе исследования.

Анализ данных

Как видно из графиков, тестирование спредов и песочного печенья длилось дольше по сравнению с другими продуктами, что увеличивало время между отборами образцов. Такой результат связан с тем, что эти продукты более стабильны.

Кислотность стабильна для всех продуктов, за исключением круассанов. Повышение кислотности в круассанах, вероятнее всего, происходит из-за более высокого процента влажности продукта по сравнению с другими.

Колебания значений кислотности объясняются тем, что каждый анализ проводился на разных образцах, поскольку необходимо анализировать продукт сразу после вскрытия индивидуальной упаковки.

Анализируя результаты пероксидного анализа, можно увидеть исключительную стабильность как спредов, так и круассанов, в то время как незначительное увеличение пероксидов на кексах и экспоненциальный рост на песочном печенье очевидны.

Изучив данные о p-анизидине в случае двух спредов, можно увидеть разницу в значении этого параметра. Содержание p-анизидина в спреде 2 начинается с более низкого значения и остается постоянным в течение теста. В спреде 1 содержание p-анизидина начинается с более высокого значения, а затем немного уменьшается в заключительной фазе. Это уменьшение можно объяснить потерей летучести вторичных продуктов окисления или их химической реакцией во время стресс-теста.

В случае круассанов отмечается увеличение значения p-анизидина, которое через короткое время устанавливается на постоянном уровне. В случае песочного печенья значение остается постоянным в течение примерно 200 часов перед линейным увеличение количества p-анизидина.

Кексы подвергаются внезапному вторичному окислению в начальной фазе теста, при этом исходное значение p-анизидина практически стабильно примерно за 50 часов теста. Это значение снижается на несколько единиц при продолжении стресс-теста.

Выводы

Прогорклость готового продукта можно определить, анализируя кислотность, пероксиды и p-анизидин в жире, из которого он состоит.

Поэтому выполнение серии анализов полезно для проведения исследований о том, как улучшить качество и стабильность вашего продукта с течением времени, чтобы увеличить срок его хранения.

Извлекая минимальное количество жира с помощью системы, разработанной в исследовательских лабораториях CDR, можно быстро и легко определить срок годности готового продукта с использованием аналитической системы CDR FoodLab®. Эта система помогает определять рассматриваемые параметры масел и жиров, и используемых в качестве ингредиентов, и готовых продуктов, например, закусок, печенья, спредов и сухих хлебобулочных изделий, с помощью простого фотометрического метода.

Система экстракции, разработанная CDR, позволяет просто и быстро анализировать экстракцию образца, избегая рисков для оператора и окружающей среды.

С помощью CDR FoodLab® также можно анализировать лактозу для «безлактозных» продуктов, содержание спирта в готовом продукте и в спиртовых растворах, обеспечивать полную серию анализов, при контроле качества хлебобулочных изделий и спредов. Анализы выполняются быстро и легко, даже на производственной линии, без привлечения высококвалифицированного персонала, имеющго опыт работы с лабораторными методами.

В отличие от традиционных или референтных методов, для проведения анализа не требуется титрование, наличие лабораторной посуды, калибровки и технического обслуживания прибора, а также длительного времени анализа. Результаты сопоставимы с результатами эталонных методов. С помощью CDR FoodLab® анализ кислотности, пероксидов и p-анизидина можно выполнить всего за 5 минут на масле или жире в качестве сырья или на том, что было извлечено из готового продукта.

Система анализа CDR FoodLab® является ценным механизмом для компаний любого размера, производящих хлебобулочные изделия, поскольку позволяет быстро и легко контролировать качество от сырья до готового продукта и облегчает исследования по увеличению срока годности этого иногда очень сложного вида продукции.

Материал подготовлен на основе статьи экспертов-химиков компании FoodLab® Симоны Беллассай и Лизы Меарелли.

Смотрите также видео с записью вебинара «Анализ жиров растительного и животного происхождения с CDR FoodLab®» от специалистов ХЛР:

Вам понравится видео: