Глитцериды. Строение, классификация и физико-химические свойства

1. Глитцериды. Строение, классификация и физико-химические свойства.

 

Глицериды - наиболее распространенный и важный компонент простых нейтральных липидов.

Выделение чистых глицеридов - сложная операция, требующая применения специальной техники, например дробной кристаллизации при низких температурах. Впервые глицериды были синтетически получены в 1854г Бертло нагреванием до 200°С смеси глицерина с жирными кислотами в присутствии минеральных кислот. Если в этом синтезе применять смесь кислот, то получается сложная смесь смешанных глицеридов.

Строение глицеридов

Глицериды имеют следующую общую  формулу:

 

 

 

где R, R’, R” – углеводородные радикалы.

Три гидроксила глицерина могут  быть этерифицированы либо только одной кислотой, например, пальмитиновой или олеиновой, либо двумя или тремя различными кислотами.

Как уже отмечалось выше, большинство  жиров содержит две или три  главные кислоты и некоторые  другие кислоты в меньшем количестве. Все кислоты распределены таким  образом, что образуется по возможности большее число смешанных глицеридов («принцип равномерного распределения»). Иными словами, каждая молекула глицерида стремится к наиболее гетерогенному составу. Так, например, масло какао, содержащее в качестве основных кислот пальмитиновую, стеариновую и олеиновую примерно в равном молярном соотношении, состоит в большей степени (55%) из ольпальмитостеарина, тогда как трипальмитин, тристеарин и триолеин содержатся в незначительных количествах. Оливковое масло, несмотря на то, что оно содержит высокий процент олеиновой кислоты (80% от общего количества кислот), содержит всего 30% триолеина наряду с 45% диолеинов с предельной кислотой (пальмитиновой и стеариновой) и 25% линолеодиолеинов.

Различное распределение кислот в  глицеридах объясняет некоторые  различия в физических свойствах  жиров. Так, масло какао и овечий жир содержат в качестве главных  кислот пальмитиновую, стеариновую  и олеиновую примерно в равных количествах, и все же они обладают разными свойствами. Масло какао плавится при низкой температуре (34 ⁰С), и оно рассыпчато, в то время как овечий жир, плавящийся при более высокой температуре (44-49 ⁰С), жирный на ощупь и густой. Первое ведет себя как индивидуальное вещество, а второй – как сложная смесь.

Выделение чистых глицеридов – сложная  операция, требующая применения специальной техники, например дробной кристаллизации при низких температурах.

Впервые глицериды синтетически были получены Бертло (2854) нагреванием до 200 ⁰С смеси глицерина с жирными кислотами в присутствии минеральных кислот. Если в этом синтезе применять смесь кислот, то получается сложная смесь смешанных глицеридов. Позднее глицериды получил Вюрц (1859), нагревая 1,2,3-трибромпропан с серебряными солями жирных кислот:

 

 

Глицериды, содержащие два различных  концевых кислотных остатка, обладают асимметрическим атомом углерода и, следовательно, могут быть оптически деятельными.

Физические свойства

Как правило, жиры не выдерживают перегонки  и разлагаются, даже если их перегоняют при пониженном давлении.

Температура плавления, а соответственно и консистенция жиров зависят  от строения кислот, входящих в их состав. Твердые жиры, т.е. жиры, плавящиеся при сравнительно высокой температуре, состоят преимущественно из глицеридов предельных кислот (стеариновая, пальмитиновая), а в маслах, плавящихся при более низкой температуре и представляющих собой густые жидкости, содержатся значительные количества глицеридов непредельных жирных кислот (олеиновая, линолевая, линоленовая).

Для многих глицеридов характерно наличие  «двойной температуры плавления». Так, чистый тристеарин плавится при 71 ⁰С. Однако если тристеарин расплавить, а затем резко охладить, то при повторном нагревании он плавится сначала при 55 ⁰С, затем затвердевает и снова плавится при 71 ⁰С. Удалось установить также существование и третьей точки плавления. Это явление обусловлено наличием для стеарина трех полиморфных кристаллических форм с различной температурой плавления: устойчивая β-форма (71,5 ⁰С); β’-форма (65 ⁰С) и α-форма (54,5 ⁰С).

Так как природные жиры представляют собой сложные смеси смешанных  глицеридов, они плавятся не при  определенной температуре, а в определенном температурном интервале, причем предварительно они размягчаются. Для характеристики жиров применяется, как правило, температура затвердевания, которая не совпадает с температурой плавления – она несколько ниже. Некоторые природные жиры – твердые вещества; другие же – жидкости (масла). Температура затвердевания изменяется в широких пределах: -27 ⁰С у льняного масла, -18 ⁰С у подсолнечного, 19-24 ⁰С у коровьего и 30-38 ⁰С у говяжьего сала.

Температура затвердевания жира обусловлена  характером составляющих его кислот: она тем выше, чем больше содержание предельных кислот.

Жиры растворяются в эфире, полигалогенопроизводных, в сероуглероде, в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле) и в бензине. Твердые жиры трудно растворимы в петролейном эфире; нерастворимы в холодном спирте. Жиры нерастворимы в воде, однако они могут образовывать эмульсии, которые стабилизируются в присутствии таких поверхностно-активных веществ (эмульгаторов), как белки, мыла и некоторые сульфокислоты, главным образом в слабощелочной среде. Природной эмульсий жира, стабилизированной белками, является молоко.

Химические свойства

Гидролиз. Среди реакций жиров особое значение имеет гидролиз, который

можно осуществить как кислотами, так и основаниями (щелочной гидролиз называют омылением):

 

Гидролиз жиров идет постепенно; например, при гидролизе тристеарина

получается сначала дистеарин, затем моностеарин и, наконец, глицерин и стеариновая кислота.

Практически гидролиз жиров производят или перегретым паром, или же нагреванием в присутствии серной кислоты или щелочей. Превосходными катализаторами гидролиза жиров являются сульфокислоты, получаемые сульфированием смеси непредельных жирных кислот с ароматическими углеводородами (контакт Петрова). В семенах клещевины находится особый фермент – липаза, ускоряющий гидролиз жиров. Липаза широко применяется в технике для каталитического гидролиза жиров.

Реакции присоединения. Двойные связи непредельных кислот, входящих в состав жира, могут быть прогидрированы каталитическим путем, они присоединяют бром и йод.

В связи с тем, что твердых  жиров не хватает для технического использования и пищевых целей, большое техническое значение приобрело превращение более дешевых жидких жиров в твердые. Это превращение осуществляется путем каталитического гидрирования двойных связей кислот жидких жиров, при этом жидкие ненасыщенные жиры переходят в твердые насыщенные, поэтому процесс называют также отверждением жиров. В качестве сырья применяют жир морских млекопитающих и растительные масла – подсолнечное, хлопковое и др. Гидрирование проводится в жидкой фазе при 160-200 ⁰С и 2-15 атм. в присутствии никелевых катализаторов. Продукты гидрирования известны под различными названиями (салолин, саломас и др.).

Гидрогенезированные жиры сходны во всех отношениях с природными твердыми жирами. Гидрогенизацией некоторых распространенных растительных масел (масло земляного ореха, хлопковое, соевое) получают пищевые жиры. Так, искусственное масло, или маргарин, представляет собой эмульсию гидрогенизированного растительного жира в молоке; он имеет вид, консистенцию, запах и вкус сливочного масла. Запах и вкус придаются предварительным брожением молока с особыми видами молочных бактерий, вызывающих частичное окисление и синтезирующих диацетил – основное душистое вещество сливочного масла. Иногда прибавляют и синтетический диацетил. Для стабилизации эмульсии в маргарин вводят также природные эмульгаторы, такие, как яичный желток или лецитин, выделенный из желтка или сои.

2. Мороженое. Классификация  и ассортимент. Факторы, формирующие  качество. Дефекты. Хранение.

Классификация и ассортимент

В настоящее время существуют различные  классификации мороженого. Ниже приведены  некоторые из них.

Мороженое выпускают следующих  видов:

· молочное, сливочное и пломбир на основе молочной смеси с содержанием жира соответственно 2,8-3,5 %, 8-10 %, 12-15%;

· плодово-ягодное и ароматическое (без добавления молочного сырья) с введением в сироп эссенций, органических и красящих веществ;

· любительские виды вырабатывают в  небольшом количестве с использованием разных наполнителей.

В зависимости от особенностей приготовления  мороженое подразделяют на:

· мягкое. Его получают путем фризерования смеси (без закаливания);

· закаленное. Оно подразделяется на основные и любительские виды;

· домашнее.

По виду фасовки мороженое бывает:

· весовым;

· мелкофасованным (в брикетах, вафельных или бумажных стаканчиках, глазированное мороженое и другое);

· крупновасованным (торты, кексы, в коробках и полиэтиленовых мешочках).

Следующая классификация мороженого:

1. Мороженое в зависимости от  состава применяемого сырья подразделяют  на следующие группы:

· мороженое на молочной основе: молочное, сливочное, пломбир, кисломолочное, сывороточное;

· мороженое на плодово-ягодной (овощной) основе: плодово-ягодное, овощное;

· мороженое на основе сахара, сахаристых веществ, сахарозаменителей: ароматическое;

· мороженое на молочной и плодово-ягодной  основе: щербет, сорбет;

· молокосодержащее мороженое: молочно-растительное, сливочно-растительное, растительно-молочное, растительно-сливочное, в том числе щербет с растительным жиром;

· мороженое, изготовляемое без  фризерования: пищевой (ароматический) лед, фруктовый лед.

2. Мороженое в зависимости от  нормируемой массовой доли жира  подразделяют на:

· нежирное

· маложирное

· классическое (нормальной жирности)

· жирное

· высокожирное

3. Мороженое в зависимости от  использования вкусовых ингредиентов  подразделяют на:

· виды мороженого с наполнителями, внесенными в виде однородной массы: шоколадное (с добавлением какао-порошка); кофейное (с добавлением вытяжки кофе); с цикорием (с добавлением вытяжки корня цикория); крем-брюле (с добавлением сиропа крем-брюле); яичное(с добавлением яиц или продуктов их переработки); ореховое (с добавлением орехового пралине); фруктовое (с добавлением протертых плодов и ягод);

· виды мороженого с добавками, внесенными в целом виде, или кусочками, или  в виде «прослоек», «прожилок», «стержня», «спирали»:мороженое с изюмом; с цукатами; с орехами; с джемом; с мягкой карамелью; с фруктами; с шоколадом;

4. Мороженое в зависимости от  его температуры и консистенции  подразделяют на:

· мягкое

· закаленное

5. Мороженое в зависимости от  массы и вида фасования подразделяют  на:

· весовое

· фасованное, в том числе крупнофасованное и мелкофасованное

6. Мороженое в зависимости от  способа изготовления подразделяют  на:

· однослойное

· многослойное

· в пищевом покрытии (с частичным  пищевым покрытием), в том числе  эскимо

· декорированное

· изделия из мороженого (пирожные, торты, рулеты)

7. Кисломолочное мороженое в  зависимости от используемого  сырья и заквасок подразделяют  на йогуртное, ацидофильное, кефирное, сметанное, творожное, простоквашное, ряженковое и другое.

При добавлении витаминов к наименованию мороженого добавляют слово «витаминизированное».

При использовании заменителей  сахара к наименованию мороженого добавляют: «с ксилитом», «с сорбитом» и так  далее в зависимости от заменителей.

При добавлении ароматизаторов во все  группы мороженого (кроме ароматического) к наименованию добавляют «с ароматом…».

Мороженое допускается изготавливать  в пищевом покрытии или с частичным  пищевым покрытием, в вафельных  изделиях или с использованием печенья  по НД и рецептурам, утвержденным в  установленном порядке.

В настоящее время ассортимент  мороженого очень разнообразен. Закаленное мороженое вырабатывается основных и любительских видов. В основе видов  и ассортимента каждого из них  лежат особые рецептуры. К основным видам закаленного мороженого относят  молочное, сливочное, пломбир, плодово-ягодное и ароматическое. Мороженое на молочное основе (молочное, сливочное, пломбир) вырабатывается без наполнителей и с наполнителями (изюмом, кофе, какао-порошком, орехами, шоколадом, ягодами, цукатами, крем-брюле и др). Плодово-ягодное мороженое готовится на основе пюре, соков, сиропов разных плодов и ягод (сливовое, клубничное, черносмородиновое, вишневое и др). Мороженое может быть в глазури или без нее. Наименование мороженого соответствует виду основного сырья и добавки (с ванилином, с корицей, орехами). Любительские виды мороженого вырабатывают в меньших количествах, чем основные виды, но при более разнообразных комбинациях сырья. Так вырабатывают овощное мороженое, мороженое на основе сыворотки, кисломолочное, молочно-растительное, сливочно-растительное. Мороженое может быть порционным или весовым. Оно может быть на палочке, в вафельном стаканчике.

Факторы, формирующие качество

Сырье

Сырье, применяемое для изготовления мороженого должно соответствовать  требованиям НД для сырья отечественного производства и/или быть разрешенным  к применению в пищевой промышленности Министерством здравоохранения  Российской Федерации.

Для изготовления мороженого применяют  следующие группы и виды сырья:

1. молоко и продукты переработки  молока: