Новий тип кондитерських (кулінарних) жирів функціонального призначення

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021 р. Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню і розробці технології модифікування жирової сировини з одержанням жирів кулінарного призначення. Сформульовано робочу гіпотезу щодо удосконалення технології модифікації жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси на відміну від традиційних жирів – ефірів жирних кислот і трьохатомного спирту гліцерину, що виключає утворення гліцидолових ефірів. Створено математичне описання (у вигляді регресійної моделі) і встановлено раціональні умови етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси з ферментним і кислотним каталізатором. Визначено показники якості одержаних модифікованих жирів. Визначено технологічні параметри використання модифікованих кулінарних жирів як фритюру. Науково обгрунтовані і розроблені рецептури рідких кулінарних жирів підвищеної харчової цінності шляхом купажування рослинних олій. Встановлено антиоксидантну стабільність розроблених сумішей. Науково-обґрунтоване технологію спеціалізованих жирів на основі пальмового стеарину, визначені оптимальні умови отримання таких жирів. Встановлено, що отримані жири за показниками якості відповідають вимогам нормативних документів. Запропоновано технологічну схему виробництва модифікованих кулінарних жирів. Розроблено та погоджено технічні умови ТУ У 20.5 – 1225000194 – 001: 2019 жири модифіковані рослинні кондитерські, кулінарні, хлібопекарські та для молочної промисловості. Проведено апробацію виробництва модифікованих кулінарних жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси в промислових умовах.Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.18.06 – technology of fats, essential oils and perfumery and cosmetic products. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute" of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkov, 2021. The thesis is devoted to the scientific substantiation and development of the technology for modifying fatty raw materials to obtain fats for culinary purposes. A working hypothesis is formulated regarding the improvement of the technology for modifying fats by esterification of fatty acids with high molecular weight alcohols, in contrast to traditional fats – esters of fatty acids and glycerol trihydric alcohol, which excludes the formation of glycidol esters. A mathematical description has been created (in the form of a regression model) and rational conditions have been established for the enzymatic esterification of fatty acids with high molecular weight alcohols: the ratio of the reagents is 0.9 mol/mol, the interaction time is 240 min, the temperature is 60 °C, provides the maximum yield of the target fraction 99.42 %. A mathematical description has been created (in the form of a regression model) and rational conditions have been established for the esterification of fatty acids with high molecular weight alcohols with an acid catalyst: the ratio of the reagents is 0.98 mol / mol, the interaction time is 280 min, the temperature is 172 °C, which provides the maximum yield target fraction 96.87 %. The technological parameters of the use of modified culinary fats as deep fat have been determined. It has been experimentally established that the peroxide value after 30 frying cycles corresponds to the regulatory documents for edible fats. The peroxide value of the developed frying fat after 30 frying cycles is 1.18 ½ O/kg, which is 20.1 times less than the indicator for traditional frying fat. It was found that the accumulation of polar compounds in modified cooking oil after 30 frying cycles is 1.92 times less than in sunflower oil. After deep-frying, the residual content of the developed cooking fat in the product is 1.24 times less than during frying in sunflower oil, which has a positive effect on the organoleptic qualities of culinary products, obtained by frying in such deep-fat. Scientifically substantiated and developed formulations of liquid culinary fats of increased nutritional value, which contain vegetable oil and palm oil in a ratio of 70:30, which ensures the preservation of high organoleptic characteristics, in particular, transparency. The antioxidant stability of the developed mixtures was established, which, in comparison with the initial oils, increased: for a mixture of sunflower oil and palm oil by 1.2 times, and for a mixture of soybean oil and palm oil by 1.26 times. A new technology for the modification of fats has been developed, which makes it possible to obtain a new type of special-purpose fats for use in the food industry (culinary, bakery and dairy products) by the ethanolysis of palm stearin. The rational conditions for obtaining such fats have been established: the amount of the Lipozyme TL IM enzyme is 12 % of the fatty acid mass; molar ratio of fatty acid to ethyl alcohol – 1:3; process temperature – 60 °С; the duration of the process - depending on the required qualifications. It was found that the obtained fats in terms of quality meet the requirements of regulatory documents provided for special-purpose fats, and, in addition, enriched with physiologically active ingredients – ethyl ester of fatty acids, which are better absorbed and reduce the resynthesis of fat in the human body. A technological scheme for the production of modified culinary fats based on high-molecular alcohols and fatty acids is proposed, which does not require additional capital costs for modernization, automation equipment; the production of the product can be realized on the existing technological equipment. A draft technical specification TU U 20.5 – 1225000194 – 001: 2019 modified vegetable fats for confectionery, culinary, bakery and dairy industries has been developed and approved. The production of modified culinary fats was tested by esterification of fatty acids with high molecular weight alcohols in industrial conditions.