Лекция ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ

1. Пищевая ценность и ассортимент растительных масел

Растительные масла являются одним из основных продуктов питания и служат для человека важнейшим источником энергии. Каждый грамм жиров, окисляясь в организме, дает около 37,7 кДж (9 ккал) энергии. Входящие в состав растительного масла такие жирные кислоты, как линолевая, линоленовая, названы Незаменимыми, или эссенциальными, и их отсутствие в продуктах питания может приводить к различным заболеваниям. Ежедневно человек должен потреблять 25-30 г растительного масла.

Незаменимые (полиненасыщенные) жирные кислоты способствуют выведению из организма излишних количеств холестерина, активизируют ферменты пищеварительного тракта, стимулируют защитные механизмы организма, участвуют в регуляции кровяного давления, работе желез внутренней секреции, благотворно влияют на состояние центральной нервной системы.

Фосфолипиды, входящие в состав растительного масла (основной компонент клеточных структур), имеют существенное значение в проницаемости клеточных оболочек и внутриклеточном обмене. Наиболее важный из фосфолипидов – Лецитин, проявляет липотропное действие, препятствуя ожирению печени и способствуя лучшему усвоению жиров.

Входящий в состав растительного масла витамин Е (токоферол) обладает антиокислительными свойствами, витамин К стимулирует свертывание крови и укрепляет кровеносные сосуды. Каротиноидные пигменты (каротины) при окислительном распаде в животных тканях образуют витамин А.

Пищевые растительные масла широко используют для производства майонеза и маргарина, их добавляют в тесто для улучшения качества и калорийности мучных изделий, для смазывания форм для выпечки, в консервной промышленности при производстве рыбных, мясных и растительных консервов.

Остающиеся после отделения масла жмых и шрот содержат много белка, минеральных веществ, витаминов и обладают высокой биологической ценностью. Их используют для непосредственного скармливания сельскохозяйственным животным, для приготовления комбикормов, получения пищевых и кормовых белков.

Ассортимент растительных масел. В настоящее время в стране производят несколько видов растительных масел: подсолнечное, соевое, рапсовое, льняное, касторовое, горчичное, кукурузное, кунжутное и др. По объему производства на первом месте стоит подсолнечное масло.

В зависимости от органолептических и физико-химических показателей растительное масло делят на товарные сорта и марки.

По степени очистки масло делят на следующие виды:

- нерафинированное, подвергнутое механической очистке, оно имеет интенсивно выраженные вкус и запах, содержит все сопутствующие вещества, обладает высокой биологической ценностью;

- Гидратированное, Очищенное механически и прошедшее гидратацию;

- рафинированное, прошедшее различные способы очистки, это масло прозрачно, обезличено по вкусу и запаху, имеет пониженную биологическую ценность.

Масло подсолнечное нерафинированное и гидратированное может быть высшего, первого и второго сортов. На пищевые цели используют масло высшего и первого сортов.

Рафинированное масло выпускают недезодорированным и дезодорированным. В свою очередь дезодорированное масло делят на две марки: масло марки Д для производства продуктов детского и диетического питания и масло марки П (пищевое).

Качество растительных масел оценивается по органолептическим и физико-химическим показателям.

К органолептическим показателям относятся вкус, запах, цвет и прозрачность.

Вкус и Запах Растительных масел зависят от вида и качества перерабатываемого сырья, от способа производства (прессование или экстрагирование) и технологических режимов работы оборудования. Сырые доброкачественные растительные масла имеют специфический вкус и запах для данного вида масла. В масле не допускаются посторонние привкусы и запахи, горечь и затхлость (легкие горечь и затхлость могут быть в масле 2-го сорта). Вкус и запах масел становятся менее выраженными после рафинации. По вкусу и запаху можно установить вид масла, в определенной степени доброкачественность, а также наличие таких примесей, как например, следы бензина. Запах масла определяют при его температуре 20 °С. Его наносят тонким слоем на стеклянную пластинку или растирают на тыльной поверхности руки.

Цвет растительных масел обусловливается присутствием в их составе красящих веществ (пигментов), таких, как каротиноиды, хлорофилл и их производные. Цвет сырых растительных масел достаточно специфичен, однако он сильно зависит от способа извлечения масел (так, экстракционные масла окрашены интенсивнее прессовых), а также от условий их хранения. Известно, что под действием кислорода воздуха, ультрафиолетового и гамма-излучения на каротиноиды масло постепенно обесцвечивается. Для определения цвета масло наливают в стакан слоем не менее 5 мм и рассматривают его в проходящем и отраженном свете на белом фоне.

Прозрачность – показатель, характеризующий отсутствие в растительном масле при температуре 20 °С мути или взвешенных частиц, видимых невооруженным глазом, которые ухудшают товарный вид масла, снижают сорт. Для определения прозрачности 100 мл масла наливают в стеклянный цилиндр и оставляют на одни сутки при температуре 20 °С. Отстоявшееся масло рассматривают на белом фоне. Оно считается прозрачным, если нет мути и хлопьев во взвешенном состоянии. В масле 2-го сорта допускается легкое помутнение или сетка над осадком.

К физико-химическим показателям относятся: содержание влаги и летучих веществ; кислотное, цветное, йодное числа; содержание нежировых примесей; фосфорсодержащих веществ; температура вспышки.

Кислотное число – одна из основных характеристик качества масла, пригодности его для пищевых целей. Под ним подразумевается количество КОН в мг, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла. Оно характеризует содержание свободных жирных кислот в масле, наличие которых объясняется главным образом протеканием процесса расщепления молекул глицеридов при несоблюдении режимов хранения масличного сырья, нарушении технологического процесса производства масла и условий его хранения, а также незавершенностью процессов образования молекул триацилглицеринов в связи с неблагоприятными погодными условиями при выращивании растений. Накопление в масле свободных жирных кислот свидетельствует об ухудшении его качества. В рафинированном подсолнечном масле кислотное число не должно превышать 0,4, в нерафинированном масле высшего сорта – 1,5.

В рафинированном масле отсутствуют фосфолипиды, что обусловливает его невысокую биологическую ценность. В нерафинированном масле массовая доля фосфолипидов составляет 0,4-0,6 %, после гидратации их содержание снижается до 0,1-0,2 %.

Из рафинированного и гидратированного масла полностью удалены нежировые (неомыляемые) примеси, поэтому в них нет отстоя и осадка. В нерафинированном масле высшего сорта массовая доля нежировых примесей, которые могут выпадать в отстой, не должна превышать 0,05 %.

Цветное число масла показывает интенсивность его окраски, то есть наличие каротиноидов. Оно выражается количеством мг йода (в йодистом калии), в 100 мл воды, раствор которого имеет цвет масла. В рафинированном масле цветное число равно 10-12, в нерафинированном оно колеблется от 15 до 35.

Содержание пестицидов, токсичных элементов, микотоксинов, радионуклидов в масле не должно превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов утвержденных Минздравом.

Дефекты растительных масел обусловлены главным образом несоблюдением условий или сроков их хранения и определяются протеканием в них химических или биохимических процессов порчи. Качество масел зависит также от степени свежести исходного сырья (масличных семян), соблюдения технологических режимов получения и рафинации масел.

Наиболее часто встречаются следующие дефекты растительных масел: посторонние привкусы и запахи, помутнения и выпадение осадка. Посторонние или неприятные привкусы и запахи – следствия несоблюдения товарного соседства при хранении. Затхлый запах может иметь масло, полученное из дефектных семян. Прогорклый вкус, ощущение першения в горле при дегустации или вкус и запах олифы появляются в результате протекания химических или биохимических процессов порчи при хранении масел в условиях повышенной температуры, влажности, на свету, в результате контакта с воздухом или длительного хранения.

Интенсивное помутнение или выпадение осадка в рафинированных маслах, а также в тех видах и сортах масел, которые по стандарту должны быть прозрачными, без осадка, – результат попадания влаги в масло, сильного охлаждения, которое может вызвать выпадение восков или твердых триациглицеридов.

Упаковка, транспортировка и хранение масел. Растительные масла фасуют в стеклянные бутылки (250, 500 г), в настоящее время чаще в бутылки и бутыли из полимерных материалов (500, 1000, 2000, 3000, 5000 мл), а также в стальные бочки (200 л). На каждой единице транспортной тары или бутылке должна быть маркировка: сведения о товаре в соответствии с требованиями стандартов. Перед фасовкой масло деаэрируют.

Перевозят масло в железнодорожных и автомобильных цистернах, а фасованное – любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозок пищевых грузов.

Хранят подсолнечное масло в закрытых, затемненных помещениях при температуре не выше 18 °С в течение не более 4 месяцев со дня розлива. При хранении необходимо исключить контакт масла с кислородом воздухом, что достигается использованием герметической тары.

Неблагоприятные условия хранения вызывают окисление жиров с возникновением прогорклого и салистого вкуса. Хранение масла при пониженных температурах приводит к его помутнению.

2. Технология производства растительного масла

Существует два способа получения растительного масла: механический (прессование) и химический (экстрагирование). На маслобойных предприятиях (в сельском хозяйстве) масло получают первым способом. Более 80 % производимого масла получают вторым способом на маслоэкстракционных заводах, так как он обеспечивает более полное извлечение масла из сырья.

Технологический процесс получения масла состоит из нескольких этапов.

2.1. Подготовка сырья к извлечению масла.

Очистка от примесей и сушка семян. Технологический процесс переработки маслосемян начинается с их очистки от примесей. Органические и минеральные примеси необходимо удалить, так как они уменьшают выход масла, могут сообщить ему специфический привкус, ускоряют износ оборудования и образуют много пыли в рабочих помещениях.

Для очистки семян от примесей применяют разнообразные зерновые сепараторы. Они имеют аспирационную систему для удаления легких примесей и набор пробивных сит (решет), чаще с круглыми отверстиями, для отделения мелких примесей. Количество сорной примеси в массе маслосемян после очистки не должно превышать 1 %.

Перед сепарированием маслосемена проходят через магнитные устройства для удаления из них металломагнитных примесей. После сепарирования поток маслосемян проходит еще раз через магнитный очиститель и попадает в камнеотборник, который выделяет крупные минеральные примеси (камешки, галька, стекло).

Влажность семян высокомасличных сортов подсолнечника не должна превышать 7 %. В семенах с повышенной влажностью происходят различные биохимические процессы, которые ухудшают качество получаемого масла.

Для сушки маслосемян могут быть использованы барабанные, шахтные, рециркуляционные и камерные зерносушилки. При этом необходимо строго соблюдать режим сушки. Предельно допустимая температура нагрева семян подсолнечника не должна превышать 55 °С. Хорошие результаты дает применение для сушки семян установок и бункеров с активным вентилированием (сушка осуществляется подогретым или сухим атмосферным воздухом). В этом случае сушку прекращают, когда относительная влажность воздуха, выходящего из бункера при вентилировании, понижается до 60-65 %, что соответствует равновесной влажности семян подсолнечника 7 %.

Обрушивание семян. После очистки и сушки маслосемена подсолнечника направляют на рушильные машины для отделения ядра от лузги. Процесс разрушения семенной оболочки (лузги) называется Обрушиванием. Для подсолнечника применяются машины, работающие по принципу ударного воздействия на семена. Такими машинами являются бичевые и центробежные рушки.

Рабочими органами бичерушки являются бичевой барабан и дека. Для нормальной работы рушки окружная скорость бичевого барабана должна быть 23-26 м/с, частота вращения при этом составляет 550-630 об./мин. Дека имеет волнистую поверхность. Зазор между декой и барабаном можно регулировать в пределах от 8 до 80 мм. Работает бичерушка следующим образом. Семена, поступающие в питающий бункер, валиком равномерно распределяются по длине бичевого барабана. Пройдя питающую щель, семена попадают на бичи быстро вращающегося барабана и ударяются о них. При достаточной окружной его скорости происходит обрушивание семян. Необрушенные семена отбрасываются на деку, где происходит окончательное обрушивание.

Продукт обрушивания называется Рушанкой. Это смесь, которая состоит из целого обрушенного ядра, оболочек (лузги), сечки (частиц ядра), масличной пыли, целых необрушенных семян (целяка) и не полностью обрушенных семян (недоруша). По технологическим нормам качество рушанки при переработке подсолнечника должно соответствовать следующим требованиям: содержание недоруша и целых необрушенных семян не должно превышать 25 %, сечки – 15 %, масличной пыли – 15 %.

Необходимо отметить, что в процессе переработки масличного сырья нужно по возможности предотвращать окисление масла. Маслосодержащие материалы не должны длительное время контактировать с кислородом воздуха в оборудовании. Для уменьшения интенсивности окислительных процессов в масличном сырье нужно свести к минимуму образование масличной пыли, так как окисление масла на поверхности мелких частиц проходит очень активно. В рушке воздух движется с большой скоростью и при наличии масличной пыли масло в сырье интенсивно окисляется. Кислотное число масла может резко возрастать. Попадание налипаний масличной пыли из застойных зон в технологический поток отрицательно сказывается на качестве готового масла, усиливая его окисление.

Для уменьшения окисления необходимо снизить количество масличной пыли и мелкой масличной сечки. А для этого следует правильно регулировать работу рушки.

Отделение ядра от оболочки. После обрушивания рушанка поступает на разделение по фракциям: ядро, оболочку, целые семена, недоруш. Оболочка выводится из производства, ядро направляется на измельчение, недоруш и целые семена – на повторное обрушивание.

Необходимость разделения рушанки вызвана следующим обстоятельством. Лузга имеет большую пористость и не содержит масла. При дальнейшей совместной переработке с высокомасличным ядром она будет поглощать значительное количество выделяющегося масла, что увеличит потери масла в процессе производства. Кроме того, увеличивается объем перерабатываемого сырья, и производительность оборудования снижается. И, наконец, ухудшается качество получаемого масла за счет восков, которые переходят в него из лузги.

Для разделение подсолнечной рушанки применяют аспирационную вейку, которая состоит из рассева и аспирационного корпуса. Рассев вейки предназначен для разделения рушанки на фракции примерно одного размера. Это необходимо для того, чтобы в аспирационном корпусе более контрастно проявилось различие в аэродинамических свойствах лузги и ядра. В аспирационном корпусе происходит разделение полученных с рассева фракций на ядро и лузгу. Пересыпаясь с полочки на полочку, рушанка подвергается воздействию воздуха, всасываемого вентилятором. Лузга увлекается потоком воздуха внутрь аспирационных каналов, а ядро сходит с наклонных полочек, отделенное от лузги, в виде готового продукта.

Отделение ядра от лузги можно также осуществить в аспираторах и пневмосепараторах.

Измельчение семян и ядра проводят после отделения оболочек (ядро семян) или без отделения оболочки (необрушенные), например, семена рапса и льна.

Измельчение в производстве растительного масла имеет важное значение, так как сильно влияет на выход масла и производительность основного оборудования. Измельчение семян и ядра необходимо для того, чтобы нарушить связи масла с белковой частью ядра и облегчить его извлечение. Измельченный продукт называют Мяткой, из которой можно извлечь масло при существенно меньших внешних воздействиях, чем из целых семян или ядер.

Главная задача измельчения ядра семян – максимально возможное разрушение клеточной структуры, способствующее более полному извлечению масла. При измельчении необходимо достигать оптимального размера и наибольшей однородности получаемой массы. При разрушении клеток масло высвобождается и удерживается на поверхности мятки связями с нежировыми компонентами, в частности с белками.

Измельчение ядра осуществляют в Вальцовых станках способом раздавливания, истирания и сжатия.

Влаготепловая обработка мятки (жарение). Масло в мятке находится в связанном состоянии. При прессовании холодной, неподготовленной мятки получается малый выход масла. Для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов в технологии производства растительных масел применяют влаготепловую обработку мятки – так называемое жарение.

Сама операция влаготепловой обработки включает увлажнение мятки капельной влагой или водяным паром до заданного значения и последующую сушку перемешиваемого слоя материала при подводе тепла до заданной влажности и температуры.

Наиболее распространенные аппараты для влаготепловой обработки мятки – чанные жаровни, в которых в верхнем чане проводится увлажнение, а во всех последующих чанах – сушка. При увлажнении и нагреве необходимо обеспечить инактивацию ферментной системы в мятке, что способствует подавлению нежелательных окислительных и гидролитических процессов, приводящих к накоплению в масле негидратируемых фосфолипидов и свободных жирных кислот.

В последние годы чаще применяют шнеки-инактиваторы (вместо первого чана жаровни), в которых проводят первый этап влаготепловой обработки, увлажняя мятку горячим водяным паром до 8-9 % и нагревая до 80-85 °С для инактивации ферментов. Нагретая и увлажненная мятка называется Мезгой, которая направляется на предварительное прессование для первичного съема масла (при двойном прессовании). После этого на втором этапе влаготепловой обработки проводят высушивание (жарение) сырья до влажности 3-5 % и нагрев до 110-120 °С перед окончательным прессованием.

2.2. Прессование мезги.

Для получения масла с применением давления используются шнековые прессы. Основной рабочий орган пресса – шнековый вал, собранный из отдельных витков, насаженных на общий вал.

Различают шнековые прессы для предварительного съема масла (Форпрессы) и для окончательного съема масла (Экспеллеры). В форпрессах для увеличения давления шаг витков к выходу уменьшается, а диаметр тела витка увеличивается. В экспеллерах шнек имеет постоянный шаг витков, так как давление на материал в них создается за счет противодавления. Существуют также прессы двойного действия. В них совмещены предварительный и окончательный съем масла. Предварительный съем масла осуществляется в коротком вертикальном зеере, а окончательный съем масла в более объемном горизонтальном зеере.

Исходная мезга представляет собой сыпучий пористый материал. При всестороннем сжатии под воздействием прилагаемого давления происходят два тесно связанных между собой процесса: отделение жидкой части (масла) и соединение (сплавление) твердых частиц материала с образованием брикета жмыха. Для увеличения выхода масла необходимо сочетание влажности мезги – 3-5 % и ее температуры – 110-120 °С.

Шнековые прессы имеют однотипные рабочие органы и общую схему устройства и работы. Основные рабочие органы шнекового пресса – шнековый вал и зеерный цилиндр. Конечные продукты процесса прессования – прессовое масло и жмых. При вращении шнекового вала, помещенного в зеерный цилиндр, то есть в барабан, собранный из зеерных планок с малыми зазорами между ними, мезга транспортируется от места загрузки к выходу. При этом возникает давление, которое отжимает из нее масло. Давление в зеерном цилиндре форпресса постепенно увеличивается (от 10 до 30 МПа) в результате уменьшения шага витков и увеличения диаметра шнека. Частота вращения шнекового вала колеблется от 12 до 25 об/мин.

Масло проходит через зазоры в зеерном цилиндре и собирается в поддоне. Величина зазора между зеерными планками зависит от того, какой – предварительный или окончательный съем масла производят на прессе, а также от того, какое масличное сырье перерабатывают. В случае предварительного прессования зазор между планками несколько больше, чем в случае окончательного прессования. Зазор между зеерными планками изменяется от ступени к ступени, уменьшаясь по направлению к выходу прессуемого материала. Чем больше давление в прессе, а оно больше в случае окончательного прессования и растет по направлению к выходу прессуемого материала, тем меньше должен быть зазор между зеерными планками. Общее изменение зазора от 1,5 до 0,15 мм.

Отжатый масличный материал (жмых) на выходе из зеерного цилиндра встречается с устройством, регулирующим его толщину (от 3 до 12 мм) на выходе из пресса.

2.3. Экстрагирование масла.

Основным недостатком механического способа получения масла прессованием является неполное извлечение его из сырья: в жмыхе остается 7-10 % масла. Более совершенным в этом плане и современным является химический способ, или экстрагирование масла из сырья органическими растворителями. В отходе маслоэкстракционного производства, шроте, содержится не более
1-3 % масла.

На маслоэкстракционных заводах после форпрессования (предварительного съема масла) форпрессовую ракушку (жмых) направляют на экстракцию для окончательного извлечения масла. Растворители, применяемые для этих целей, должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к ним техникой и технологией экстракционного процесса. В общем виде эта требования определяются стремлением получить наибольший выход масла при экстракции, обеспечить наилучшие качественные показатели готовой продукции (масла и шрота), избежать вредного воздействия растворителя на организм человека и обеспечить безопасность работы с ним. В практике экстракции растительных масел наибольшее распространение получили алифатические углеводороды, в частности, Экстракционный бензин или Гексан, которые хорошо растворяют масла и имеют значительно меньшую по сравнению с ними температуру испарения.

Перед экстракцией предварительно жмых проходит соответствующую обработку, цель которой создать оптимальную структуру для извлечения масла растворителем, для чего его дробят на дробилках (молотковых и дисковых), проводят кондиционирование в чанных жаровнях и лепесткование на плющильных вальцовых станках. Форма частиц материала в виде лепестка (пластинки материала толщиной примерно 0,4 мм) позволяет иметь в экстракторах легко проницаемую растворителем массу материала. Из-под плющильных вальцов транспортерами лепесток направляется в экстрактор. Лепесток из форпрессового жмыха – это не единственная возможная структура экстрагируемого материала. Также применяют крупку и гранулы, получаемые без плющильных вальцовых станков.

Экстрактор – основной аппарат маслоэкстракционного цеха. Он предназначен для извлечения масла в растворитель. В качестве экстракционного растворителя применяют бензин с температурой кипения 65-68 °С.

Существует два основных способа экстракции: погружение материала в противотоке с растворителем и ступенчатое орошение материала в противотоке с растворителем. Известны комбинации этих двух способов. Для способа экстракции погружением характерен диапазон соотношений растворитель-материал от 1:1 до 0,6:1, а для способа экстракции орошением – от 0,6:1 до 0,3:1, то есть расход растворителя меньше.

Наиболее распространенными являются вертикальные Шнековые экстракторы, реализующие способ экстракции погружением. В непрерывно действующих шнековых экстракторах создается противоток сырья (лепестков) и растворителя, нагретого до температуры 50-55 °С. Образовавшийся раствор, содержащий 25-35 % масла и 65-75 % растворителя, называют Мисцеллой, которую после экстрагирования фильтруют на специальных фильтрах и сливают в мисцеллосборники. Наиболее совершенными являются карусельный и ленточный экстракторы, в которых экстрагирование масличного сырья осуществляется орошением, что сопровождается меньшим расходом растворителя и способствует получению мисцеллы большей концентрации.

Для отделения масла от растворителя с целью его отгонки мисцеллу направляют сначала в предварительный Дистиллятор, где ее обрабатывают глухим паром с температурой 100 °С, а затем – в окончательный дистиллятор для обработки перегретым острым паром с температурой 180 °С с применением вакуума до полного удаления растворителя. Полученное масло выводят из дистиллятора и охлаждают в теплообменниках. Затем его взвешивают и направляют на очистку.

Остающуюся после фильтрации твердую часть называют шротом. После окончания экстракции шрот содержит масла около 1 % и растворителя около 40 %. Его обрабатывают острым паром с применением вакуума в тостерах для испарения (отгонки) растворителя, подсушивают, охлаждают и измельчают.

Испарившийся в дистилляторах бензин вместе с паром конденсируют в теплообменниках-конденсаторах, а затем в водоосадителях отделяют по плотности от воды и снова используют для экстрагирования масла.

3. Очистка растительных масел

Очистку сырых масел от различных примесей называют Рафинацией, А масла, не подвергавшиеся после получения никакой обработке, кроме фильтрации, – сырыми. Они содержат разнообразные примеси, в том числе нежелательные. К примесям относят вещества различной природы и происхождения. Их делят на три группы. Первая включает сопутствующие триглицеридам вещества, переходящие в масло в процессе его извлечения из доброкачественного сырья. Вторая – вещества, образующиеся в результате химических реакций (окисления, гидролиза) при извлечении и хранении масла. Третья – собственно примеси: минеральные вещества (например, песок), частички жмыха или шрота, остатки растворителя.

Однако помимо нежелательных примесей в жирах всегда имеются сопутствующие вещества, которые не только полезны, но и необходимы для нормальной жизнедеятельности организма человека. К таким веществам относятся, например, жирорастворимые витамины (К, Е), каротиноиды, стерины и др. Некоторые сопутствующие вещества занимают как бы промежуточное положение, например, фосфолипиды. С одной стороны это физиологически активные вещества, имеющие важное значение в обменных процессах организма, являющиеся ингибиторами окисления масел. С другой, – присутствие фосфолипидов в маслах, особенно в больших количествах, приводит к выпадению осадка, что резко снижает товарный вид и затрудняет дальнейшую переработку масла.

Рафинированные жиры легче подвергаются порче, так как при рафинации из них выводятся естественные антиоксиданты – фосфолипиды, токоферолы. Поэтому процесс рафинации стремятся вести так, чтобы, извлекая нежелательные примеси, по возможности сохранить полезные свойства. С этой же целью ограничивают глубину очистки масел. В зависимости от происхождения примесей, а также в зависимости от назначения масла используют разные методы рафинации.

В соответствии с механизмом протекания процессов методы рафинации условно делят на физические, химические, физико-химические.

Физические методы. Их применяют для первичной очистки масел, после чего они считаются нерафинированными. К ним относятся отстаивание, фильтрация, центрифугирование. С помощью этих методов из масла удаляются механические примеси и частично коллоидно-растворенные вещества, например, фосфолипиды, выпавшие в осадок, воду, попавшую в масло в процессе извлечения.

Отстаивание – наиболее простой способ рафинации, при котором из масла удаляют крупные взвешенные частицы мезги, жмыха и шрота в гущеловушках. Двойная механическая гущеловушка (производительность 8-10 т масла в час) представляет собой прямоугольную емкость, которая разделена продольной перегородкой на два изолированных отсека. Неочищенное масло поступает в гущеловушку через карман в первый отсек, где происходит предварительное отстаивание. Отстоявшееся в первом отсеке масло через щель в продольной перегородке перемещается во второй отсек. Отвод очищенного масла происходит через патрубки этого отсека. Осевшая гуща (шлам), состоящая из механических примесей и коллоидных частиц, удаляется с поверхности дна скрепковым цепным механизмом в шнек для шлама.

Фильтрация применяется для удаления из масла более мелких частиц мезги в фильтрпрессах. Широко применяют дисковый механизированный фильтр ФГДС (производительность 4-5 тонн в час). Он имеет корпус в виде цилиндра с коническим днищем. Внутри корпуса расположен полый вертикальный вал с набором фильтрующих дисков. Диски выполнены из сетки и с обеих сторон обтянуты фильтровальной тканью. Между дисками уложены прокладки из фильтроткани. В полом валу имеются радиальные отверстия для подачи профильтрованного масла из внутренней полости диска в полый вал. Снизу полый вал сообщается с патрубком для выхода фильтрованного масла из фильтра.

Центрифугирование масла применяют как для непосредственного отделения взвешенных частиц, так и для дополнительного отжима масла из шлама (осадка) после отстаивания или фильтрования. Основным узлом центрифуги является установленный горизонтально ротор. По форме он представляет собой цилиндр, переходящий в усеченный конус. Суспензия, которую необходимо разделить на составляющие ее части, поступает через питающую трубу во вращающийся ротор. Твердые взвешенные частицы под действием центробежных сил осаждаются на внутреннюю коническую поверхность ротора и направляются шнеком к выгрузным отверстиям. Жидкая фаза протекает между витками шнека и стремится остаться на наибольшем радиусе вращения, то есть в цилиндрической части ротора. Для жидкости на большом диаметре ротора имеются сливные окна, через которые она выбрасывается в приемный отсек кожуха центрифуги. Таким образом, процесс разделения масла по компонентам происходит непрерывно.

Химические методы. К ним относится Щелочная рафинация или нейтрализация. Это обработка масла щелочью для выведения избыточного количества свободных жирных кислот (для снижения кислотного числа). В процессе нейтрализации образуются мыла (соли) как результат взаимодействия жирных кислот и щелочи. Мыла нерастворимы в нейтральном жире и образуют осадок в виде хлопьев – соапсток. Для щелочной рафинации на предприятиях чаще всего применяют растворы NaOH различной концентрации, а также растворы Na2СО3, иногда КОН. Остатки мыла из масла удаляют путем промывания водой, а затем его сушат в вакуум-аппаратах. Для лучшего выделения соапстока и снижения потерь масла после введения щелочи в него добавляют 1-1,5 %-ный раствор поваренной соли. В последнее время применяют метод непрерывной щелочной нейтрализации путем смешивания (с автоматической дозировкой) обработанного продукта с раствором щелочи и последующего отделения соапстока на сепараторах. Степень очистки продукта при этом повышается.

Физико-химические методы. Эти методы включают гидратацию фосфолипидов, белковых и других слизистых веществ, вымораживание, отбеливание и дезодорацию масла. С помощью этих методов из масла удаляют примеси, образующие в маслах истинные растворы, без химического изменения самих веществ (красящие, вкусовые и одорируюшие вещества и др.).

Гидратация заключается в добавлении к маслу горячей воды (или введению в него насыщенного пара), чтобы создать эмульсию с температурой
45-60 °С, затем эту эмульсию непрерывно перемешивают в эмульгаторе в течение 30 минут. Количество воды, необходимое для выведения фосфолипидов из масла, определяют в лабораторных условиях пробной гидратацией, обычно оно составляет 0,5 % на 1 % фосфатидов, которые обладают гидрофильными свойствами и в процессе гидратации интенсивно вбирают воду, набухают и укрупняются. В результате образуются хлопья, выпадающие в осадок. При такой обработке удаляют фосфолипиды, белковые и слизистые вещества, частично пигменты; они набухают и выпадают в осадок, захватывая механические взвеси. После этого осадок выводится, а масло сепарируется или фильтруется. Гидратация проводится после первичной очистки масла физическими способами. Гидратированное масло в отличие от нерафинированного имеет менее выраженные вкус и аромат, менее интенсивную окраску без помутнения и отстоя.

Вымораживание. Подсолнечное масло подвергают вымораживанию для удаления воскообразных веществ. Наличие восков в масле ухудшает его товарный вид. Для их выделения масло подвергают специальной обработке до или после щелочной рафинации. Сначала масло охлаждают (вымораживают) до 10-12 °С и выдерживают при этой температуре, медленно перемешивая до образования кристаллов воска. Затем масло отфильтровывают от кристаллов воска. Профильтрованное масло прозрачное, не мутнеет при охлаждении даже
до 5 °С.

Отбеливание (адсорбционная рафинация) заключается в извлечении из масла красящих веществ путем обработки его адсорбентами. При этом уменьшается цветное число масла. При отбеливании растительных масел в качестве адсорбентов используют различные отбельные глины, которые называют «отбельными землями», или «отбельными порошками», а также активированный уголь. Как правило, используют бентонитовую глину, основными компонентами которой являются силикаты. Адсорбент вносят в масло в количестве 2-2,5 % от его массы. При отбеливании масло некоторое время перемешивают с адсорбентом в специальных аппаратах, а затем фильтруют. При этом на фильтре остается отбельный порошок вместе с адсорбированными красящими веществами, а осветленное масло проходит через фильтр. Такое масло используют для производства маргарина, майонеза, кондитерского жира и др. После щелочной и адсорбционной рафинации масло считается рафинированным. Следует отметить, что одновременно с отбеливанием в масле происходят нежелательные процессы – изомеризация жирных кислот и снижение стабильности отбеленного масла при хранении.

Дезодорация применяется для извлечения из масла посторонних веществ, которые придают ему специфические запахи и привкусы. Это ароматические углеводороды, низкомолекулярные кислоты, альдегиды, кетоны, эфирные масла. Частично эти вещества выводятся из масла на предыдущих этапах рафинации. В основе дезодорации лежит различие в температурах испарения летучих ароматических веществ и самих жиров. Растительное масло помещают в вакуум-дезодораторы и при обработке острым сухим паром (температура около 200 °С) под вакуумом отгоняют летучие вещества, придающие маслу запах и вкус, а также остатки бензина. Дезодорация является самым надежным способом удаления ядохимикатов из масел, так как в этих условиях они полностью разрушаются. Рафинированные дезодорированные масла прозрачны, без осадка, без запаха, имеют обезличенный вкус.

4. Пищевая ценность, ассортимент и технология маргарина

Маргарин представляет собой высокодисперсную жироводную эмульсию, в состав которой входят высококачественные пищевые жиры, молоко, эмульгаторы, соль, сахар, пищевые красители, ароматизаторы, вкусовые и прочие добавки. Он предназначается для приготовления бутербродов, кулинарных, хлебобулочных и кондитерских изделий. Это высокоусвояемый (94,3-97,5 %) и высококалорийный (3120 кДж, или 745 ккал на 100 г) продукт. Он содержит полиненасыщенных жирных кислот в 8-10 раз больше, чем сливочное масло. Диетические виды маргарина обогащены витаминами.

В зависимости от назначения маргарины подразделяют на группы: бутербродные, столовые и для промышленной переработки. Внутри группы определенному рецептурному составу соответствует наименование маргарина.

Маргарины бутербродные (жира 62 и 82 %) используют для приготовления бутербродов в домашних условиях и в сети общественного питания. Ассортимент: Экстра, Славянский, Любительский, Шоколадный сливочный, Ленинградский. Маргарин Экстра (без соли) можно использовать для приготовления крема.

Маргарины столовые (жира 72, 75 и 82 %) предназначены для употребления в пищу в домашних условиях и в сети общественного питания для приготовления кулинарных, мучных кондитерских и хлебопекарных изделий. Ассортимент: Сливочный, Молочный, Новый, Радуга, Солнечный.

Маргарины для промышленной переработки (жира 82, 82,5 и 83%) предназначены для производства хлебобулочных изделий (Жидкий для хлебопекарной промышленности), для мучных кондитерских изделий (Жидкий молочный для кондитерской промышленности) и для промышленной переработки (Безмолочный).

В зависимости от органолептических показателей маргарины группы столовых подразделяются на высший и 1-й сорта. Вкус и запах маргаринов бутербродных, столовых высшего сорта и маргарина для кондитерской промышленности чистые, молочные или молочнокислые. Консистенция для всех видов маргарина (кроме жидких) пластичная, плотная и однородная. В 1-м сорте допускаются слегка мажущаяся консистенция и неоднородность цвета.

Стандартом нормируются содержание жира (62-83 %), влаги (16-27 %), соли (0,5-1,2 %), кислотность (не более 2,5°), температура плавления (27-35 °С).

К дефектам маргарина относят излишне кислый вкус и крошливую консистенцию. Недопустимыми дефектами являются плесень, горький вкус, металлический привкус, творожистая консистенция и др.

Фасуют маргарины в виде брусков, завернутых в кашированную фольгу, пергамент; в стаканчики и коробки из полистирола (100-500 г); банки металлические для консервов (0,5-10 кг); ящики дощатые, фанерные, из гофрированного картона; бочки деревянные, фанерно-штампованные и фанерные барабаны (22-50 кг).

Хранят маргарин в охлаждаемых помещениях и в холодильниках при температуре от -20 до 15 °С при постоянной циркуляции воздуха и относительной влажности воздуха не более 80 %.

Сроки хранения маргаринов зависят от вида и упаковки их, от температуры помещения, где их хранят, применения консервантов и колеблются от 48 час до 90 дней.

Основным сырьем для производства маргарина являются Саломасы (до 85 %) и растительные масла, подвергнутые полной рафинации (обезличенные по вкусу, запаху и цвету).

Саломасы получают в результате Гидрогенизации – обработки жидких растительных жиров водородом в присутствии медно-никелевого катализатора при температуре 200-230 °С в специальных автоклавах. В результате ненасыщенные жирные кислоты присоединяют водород и восстанавливаются до насыщенных, тугоплавких кислот (в том числе до 44 % их изомеров), а консистенция жира из жидкой переходит в твердую. Полученные саломасы имеют пластичную консистенцию, цвет от белого до бледно-желтого, специфические вкус и запах, они различаются жирно-кислотным составом, а, следовательно, температурой плавления (18-37 °С), твердостью и биологической ценностью.

Нежировое сырье, входящее в состав маргарина, предназначено для улучшения вкуса, запаха и биологической ценности. Основным компонентом является молоко, которое придает приятный запах и вкус маргарину. Особенно облагораживает запах маргарина сквашенное молоко. Для улучшения вкуса применяются соль, сахар, лимонная кислота, какао-порошок. Для придания маргарину светло-желтого цвета, как у сливочного масла, в него добавляют жирорастворимые натуральные красители (синтетические не допускаются) – это каротин, семена аннато. Затраты красителя – 1,6 кг на 100 кг маргарина. Для повышения биологической ценности маргарин обогащают жирорастворимыми витаминами А и Д. В качестве ароматизаторов используют диацетил, ванилин. Для повышения стойкости во время хранения и уменьшения окислительных процессов в маргарин добавляют консерванты – сорбиновую, аскорбиновую и бензойную кислоту (или ее соли).

Для обеспечения устойчивости маргарина, предотвращения его расслоения на воду и жировые компоненты в него добавляют пищевые эмульгаторы
Т-1, Т-2, Т-Ф, МД, основой которых являются фосфолипиды и моноглицериды в определенном соотношении.

В основе производства маргарина лежит процесс Эмульгирования жировой основы с молоком или водой с последующим охлаждением эмульсии и ее механической обработкой. Сначала готовят грубую эмульсию, смешивая компоненты в смесителе обычного типа (с лопастными мешалками). Затем она поступает в гомогенизатор, где обрабатывается при повышенном давлении, и выходит в виде тонкодисперсной эмульсии.

Из гомогенизатора эмульсия поступает в охладитель, в котором ее температура снижается до 10-16 °С, затем в кристаллизатор, где создается уплотненная пластичная масса маргарина. Из кристаллизатора маргарин поступает в формовочно-упаковочные аппараты, которые фасуют его в пачки по
250-500 г, а потом в устройство для укладывания в картонные коробки.

5. Пищевая ценность, ассортимент и технология майонеза

Майонез представляет собой сметанообразную, мелкодисперсную эмульсию типа «масло в воде», приготовленную из рафинированных дезодорированных растительных масел (подсолнечного, оливкового, соевого и др.) с добавлением эмульгаторов, вкусовых добавок и пряностей. Его употребляют как приправу к овощным, мясным и рыбным блюдам и относят к высокопитательным продуктам. Энергетическая ценность майонеза обусловлена значительным содержанием растительного масла (до 67 %), находящегося в диспергированном состоянии и поэтому легко усвояемого.

Обязательными компонентами майонеза являются яичный порошок
(2-6 %), молоко сухое обезжиренное (1-2,5 %), сахар-песок (1,2-5,0 %), соль поваренная (0,4-2,0 %), сода питьевая (0,05 %), горчичный порошок (0,25-2,5 %), уксусная кислота (0,55-1,25 %). При введении в рецептуру тмина, перца черного, укропного эфирного масла, экстракта сельдерея, петрушки, сунели и чеснока получают майонез с пряностями, а при введении лимонной и сорбиновой кислот, томата-пасты, соуса Южный, чеснока, перца красного горького, пюре из красного сладкого перца и других получают острые майонезы.

Биологическая ценность майонеза характеризуется наличием в нем полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов и других биологически активных веществ, содержащихся во вкусовых добавках (молоке, яичном порошке). Такие добавки, как уксус и горчица, придают майонезу острый вкус и возбуждают аппетит, улучшая пищеварение.

У каждого компонента майонеза кроме создания вкуса и аромата есть свое специальное назначение. Так, сухое молоко, яичные продукты, горчичный порошок являются эмульгаторами, которые создают определенную структуру; питьевая сода способствует набуханию белков, а уксус и соль препятствуют развитию микрофлоры, оказывая консервирующее действие.

Схема производства майонеза состоит из следующих операций:

- подготовка растительных масел;

- приготовление пасты (смешение водорастворимых компонентов) и получение эмульсии в смесителях и гомогенизаторах;

- фасовка готового продукта.

Эмульсию получают смешиванием пасты с растительным маслом и водным раствором соли и уксуса. Для тонкого эмульгирования используют гомогенизацию, в результате чего получается однородная сметанообразная консистенция.

В зависимости от состава и назначения майонезы подразделяют на закусочные, десертные и диетические.

К Закусочным майонезам относят: столовые – Провансаль, Молочный, Любительский; с пряностями – Весна (с укропным маслом), Ароматный (с экстрактом петрушки, укропа, сельдерея); острые с вкусовыми и желирующими добавками – Московский (с красным горьким перцем), Праздничный (с перцем, чесноком, кинзой, орехами), Салатный.

В Десертных майонезах (Медовый, Апельсиновый, Яблочный) уксусную кислоту заменяют лимонной. В состав включают фруктово-ягодные джемы и эссенцию. Используют их как приправу к сладким блюдам.

В Диетических Майонезах (Карпаты и Диабетический) сахар заменяют ксилитом или сорбитом.

По консистенции майонезы подразделяют на Сметанообразные (Провансаль, с пряностями, Диетические), Пастообразные (Острый, Любительский) и порошкообразные, получаемые сублимационной или распылительной сушкой.

Майонезы оценивают по вкусу и запаху, консистенции, цвету, содержанию жира, влаги, кислотности, стойкости эмульсии.

К дефектам майонезов относят расслаивание эмульсии, наличие большого количества пузырьков воздуха, прогорклый привкус, неоднородность окраски.

Фасуют майонез в стеклянные банки (массой нетто от 200 до 1000 г), в тубы из алюминия или полимерных материалов (50-500 г), в бумажные пакеты с полимерными покрытиями, коробочки и стаканчики из полимерных материалов.

Хранят при относительной влажности воздуха не выше 75 % в течение следующих сроков (в днях):

Хранят майонез при температуре от 3 до 18 °С и относительной влажности воздуха не более 75%. Не допускается хранение и транспортирование майонеза при температуре ниже 0 °С. В зависимости от температуры хранения и вида майонеза устанавливаются определенные сроки хранения: при температуре 3-7 °С – 30 сут, при 8-13 °С – 20 сут, при 14-18 °С – 10 сут.