Способ снижения содержания насыщенных жирных кислот в молочном жире, получаемые продукты и их применение - RU2480019C2

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу снижения содержания насыщенных жирных кислот в молочном жире жвачных животных, предпочтительно молочном жире крупного рогатого скота, более предпочтительно молочном жире коровы, а также к молочному жиру жвачных животных, предпочтительно к молочному жиру крупного рогатого скота или молочному жиру коровы, который характеризуется пониженным содержанием насыщенных жирных кислот, предпочтительно полученному способом по изобретению, а также к пищевым композициям, полученным из данного молочного жира жвачных животных, предпочтительно молочного жира крупного рогатого скота или коровы, а также к их применениям.

Технологические предпосылки изобретения

Как и все пищевые жиры, молочный жир, главным образом, состоит из триглицеридов (98%), которые представляют собой сложные триэфиры жирных кислот и глицерина. Молочный жир характеризуется большим разнообразием жирных кислот (по меньшей мере десять различных основных жирных кислот) и большим разнообразием триглицеридов, которые являются комбинациями этих жирных кислот.

В частности, следует отметить жирные кислоты с короткой цепью, содержащей 4-10 атомов углерода, преимущественно, являющиеся насыщенными, жирные кислоты с длинной цепью, содержащей от 12 до 18 атомов углерода, в основном являющиеся насыщенными и мононенасыщенными, а также полиненасыщенные жирные кислоты с длинной цепью, которые присутствуют в количестве только около 3%; причем ненасыщенные жирные кислоты в основном находятся в «цис»-конфигурации, однако некоторые находятся в «транс»-конфигурации.

Данные жирные кислоты в основном содержат четное число атомов углерода, но также существует небольшая доля жирных кислот с нечетным числом атомов углерода (особенно с 15 и 17 атомами углерода).

Кроме того, триглицериды представляют собой либо триглицериды с короткой цепью (С₃₆-С₄₂), содержащие короткоцепочечную жирную кислоту, либо триглицериды с длинной цепью (C₄₄-C₅₄), содержащие только длинноцепочечные жирные кислоты. Все эти триглицериды являются либо тринасыщенными, то есть они содержат только насыщенные жирные кислоты, либо ненасыщенными, то есть они содержат одну или несколько ненасыщенных жирных кислот.

Молочный жир и пищевые продукты с богатым содержанием молочного жира (такие как масло, сливки, сыры…) характеризуются плохой пищевой ценностью вследствие высокого содержания насыщенных жирных кислот и холестерина в таком жире, что препятствует их применению.

В таблице 1 приведен состав жирных кислот в молочном жире.

Из данных таблицы 1 видно, что содержащий жирные кислоты молочный жир коровы содержит 65,5% насыщенных жирных кислот, 31% мононенасыщенных («цис» или «транс») и около 3,5% полиненасыщенных («цис» или «транс») жирных кислот, причем содержание выражено в массовых процентах по отношению к сумме всех жирных кислот, принятой за 100%, где суммой также называют общее содержание жирных кислот.

Кроме того, данный состав жирных кислот изменяется в зависимости от времени года, а также от питания молочных коров; весной и летом молочный жир содержит меньше насыщенных жирных кислот, поскольку корм в основном состоит из свежей травы, что обуславливает значительное содержание ненасыщенных жирных кислот, тогда как зимой корм крупного рогатого скота (консервированный корм) приводит к изменению состава молочного жира, который обогащается насыщенными жирными кислотами.

Поскольку веществом молока является животный жир, оно содержит холестерин (280 мг на 100 г). Однако, согласно рекомендациям по питанию, содержание холестерина в пище не должно превышать 300 мг в день. Следовательно, улучшение пищевой ценности молочного жира включает снижение содержания в нем холестерина и содержания насыщенных жирных кислот.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время выделение холестерина из молочного жира выполняют на производстве с использованием физических способов, таких как молекулярное инкапсулирование с помощью циклодекстрина или отгонкой с паром. Данные способы позволяют извлечь минимум 75% изначально присутствующего холестерина.

Существуют также другие способы снижения содержания насыщенных жирных кислот в молочном жире, однако они приводят к совершенно неудовлетворительным результатам.

Действительно, они представляют собой технологии животноводства, требующие особого кормления молочных животных (коров). На самом деле, возможно изменить кормление молочных животных (коров), давая им корм, обогащенный полиненасыщенными жирными кислотами (например, корма на основе льняного масла, соевого масла).

Влияние такого корма особенно заметно в зимний период, когда существует возможность сравнения с зимним рационом, основанном на сене или силосе. Однако подобное влияние весьма ограниченно во время других сезонов, когда животных (крупный рогатый скот) кормят травой (поскольку свежая трава богата полиненасыщенными жирными кислотами омега-3 типа). Масла, содержащиеся в корме для животных (крупного рогатого скота), подвергаются существенной биогидрогенизации в рубце коровы, что приводит к существенному повышению содержания ненасыщенных жирных кислот «транс» конформации в молочном жире (крупного рогатого скота), что не обязательно является желательным, учитывая принятую позицию ученых в области науки о питании касательно качества жирных кислот «транс» типа. Данный эффект частично уменьшает преимущества снижения полученных насыщенных жирных кислот.

Защита ненасыщенных жиров, обеспечиваемая в корме, позволяет снизить биогидрогенизацию. Данная процедура рекомендована компанией Rumentek (Австралия). Такой эффект достигается с помощью защитной оболочки, состоящей из веществ, не подвергающихся разложению под воздействием микроорганизмов, находящихся в рубце. Согласно лучшим результатам, полученным с использованием подобных процедур смены корма молочных коров, возможно добиться относительного снижения содержания насыщенных жирных кислот на 20-25%, причем содержание насыщенных жирных кислот падает от 70,5 до 54,4% (16,1% снижения в абсолютном выражении). (Poppit, S.D. et. al. 2002. Lipid-lowering effects of a modified butter-fat: a controlled intervention trial in healthy men, European Journal of Clinical Nutrition, 56, 64-71).

Однако, помимо снижения содержания насыщенных жирных кислот в молочном жире (крупного рогатого скота), данный способ требует обогащенного маслами корма, предназначенного для животных (крупного рогатого скота), что приводит к воспроизводству и ограничению селективного отбора, в свою очередь, это ведет к увеличению стоимости получаемого молочного продукта. Кроме того, такая смена корма молочных животных (крупного рогатого скота, такого как коровы), вызывает снижение содержания жира в молоке, и даже содержания белка. (Paccard P., Chenais F., Brunschwig P. July 2006. Maitrise de la matiere grasse du lait par l'alimentation des vaches laitieres, Etude bibliographique et simulations technico-economiques, Collection resultats, Onilait (2 rue Saint Charles, 75740 Paris Cedex 15) and Institut de l'Elevage (149 rue de Bercy, 75595 Paris Cedex 12), Compte rendu 030631012.

Другая возможность снижения содержания насыщенных жирных кислот в молочном жире заключается в выполнения многостадийного фракционирования молочного жира путем кристаллизации. Многостадийное фракционирование жиров путем кристаллизации применяется на так называемых твердых жирах (пластичных при комнатной температуре), таких как пальмовое масло или молочный жир. Данный способ позволяет получать более твердые и мягкие фракции (или даже жидкие), более подходящие для некоторых применений (например, твердые масла для изготовления кондитерских изделий, мягкие и легко намазывающиеся масла для потребителей и тому подобные).

Данный способ основан на частичной кристаллизации триглицеридов с высокой температурой плавления, достигаемой путем контролируемого медленного охлаждения в условиях умеренного перемешивания и дальнейшем их отделении от остающегося масла путем фильтрации или центрифугирования. Твердая фаза, сформированная в виде кристаллов, называется стеарин, а остающееся масло или жидкая фаза называется олеин. Данную операцию можно повторять различными способами с олеинами, получаемыми путем нового охлаждения при более низкой температуре.

Исходя из твердого жира, можно получать олеиновую фракцию с очень низкой температурой плавления (до 5°C). Данные последовательные процедуры выполняют с олеином, полученным на предыдущих стадиях, и называют многостадийным фракционированием. В этом процессе первыми кристаллизуются триглицериды с высокой температурой плавления; далее при более низких температурах кристаллизуются триглицериды со средней температурой плавления. Поскольку эти триглицериды главным образом состоят из насыщенных жирных кислот, уменьшение их концентрации в остаточных жидких фазах (олеинах) соответственно приводит к уменьшению содержания указанных насыщенных жирных кислот. В таблице 2, приведенной ниже, показаны выходы олеинов, полученных многостадийным фракционированием молочного жира, а также уменьшенное содержание насыщенных жирных кислот.

Из таблицы 2 видно, что снижение содержания насыщенных жирных кислот сводится к примерно 13% в абсолютном выражении (20% в относительном) для олеиновых фракций с самой низкой температурой плавления (5°C). Однако при фракционной кристаллизации невозможно добиться еще большего снижения вследствие затвердевания молочного жира при температурах ниже 4 или 5°C.

Третий способ снижения содержания насыщенных жирных кислот в молочном жире заключается в фракционировании молочного жира путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки). Перегонка представляет собой стандартный способ разделения жидкостей, содержащих смесь веществ с различными температурами кипения. Фракция, обозначаемая как «дистиллят», состоит из веществ, которые были выпарены и регенерированы вследствие конденсации. Фракция, обозначаемая как «остаток», образуется из остатков смеси, которые не были выпарены. Перегонка с малым расстоянием (молекулярная перегонка) представляет собой способ вакуумной перегонки, характеризующийся уменьшенным расстоянием между испарителем и конденсатором. Благодаря малому расстоянию возможно достигнуть разделения веществ с похожими характеристиками испарения, откуда и происходит французский термин, обозначающий молекулярную перегонку (перегонка с малым расстоянием), который напоминает о высокой селективности данного способа разделения.

Применение молекулярной перегонки для фракционирования молочного жира было изучено Campos R.J. et al. (2003, Journal of Dairy Science, 86, 735-745. - Arul, J. et al.), (1988, J. Am. Oil Chem. Soc. 65, 1642-1646). Исследования данных авторов показывают, что поскольку принцип разделения основан на молекулярной массе, триглицериды с короткой цепью будут отгоняться первыми; поскольку последние являются более насыщенными, дистилляты будут слегка обогащены насыщенными жирными кислотами, в отличие от остатка. Из этого следует, что снижение содержания насыщенных жирных кислот в остатках будет порядка 5-10% для самых высоких температур перегонки.

Изобретатели провели тестирование с помощью молекулярной перегонки на молочном жире (коров), полученном в летний сезон (температура 200-260°C, вакуум 0,001 мбар). Результаты состава жирных кислот в «остаточных» фракциях приведены в Таблице 3 и показывают выход и состав жирных кислот в молочном жире (коровы) и «остаточных» фракциях, полученных молекулярной дистилляцией.

Снижение содержания насыщенных жирных кислот достигает 12% при 260°C. При этой температуре «остаточная» фракция представляет собой одну треть от исходного молочного жира (коровы) и обеднена насыщенными жирными кислотами, особенно короткоцепочечными насыщенными жирными кислотами. Остаточное содержание насыщенных жирных кислот, однако, составляет все еще свыше 50%.

Следовательно, технологии и способы, описанные ниже, обеспечивают снижение содержания насыщенных жирных кислот молочного жира порядка от 65% до 50-55%, то есть снижение на 10-15% в абсолютном выражении. Такие уровни снижения, однако, являются недостаточными, чтобы отвечать современным требованиям, предъявляемым к питательному составу, согласно которым максимальное содержание насыщенных жирных кислот в конечном продукте должно составлять 30-40%. Молочный жир (коровы), полученный с помощью данных способов, все еще остается в основном насыщенным (более чем на 50%).

Некоторые молочные жиры, полученные от видов, отличных от жвачных животных, могут характеризоваться низким содержанием насыщенных жирных кислот, даже близким к современным требованиям к питательному составу. Например, в документе Osthoff et. al., Comparative Biochemistry and Phisiology, Part B, Biochemistry and Molecular Biology Elsiever Oxford GB Volume 147 no 2, April 2007, описан состав молока сервала (Felis Serval) во время середины периода лактации. Авторы обнаружили, что такие молочные жирные кислоты этого животного характеризуются содержанием насыщенных жирных кислот, равным 31,3 масс.%, по сравнению с общим содержанием жирных кислот в молочном жире. Однако такое молоко, полученное от кошки, существенно отличается содержанием белка, лактозы и жира. Содержание жирных кислот существенным образом отличается от содержания жирных кислот в молочном жире жвачных животных, например, молоко сервала очень богато полиненасыщенными омега-6 жирными кислотами, и соотношение омега-6/омега-3 составляет больше 10, что не является идеальным с точки зрения здоровья или пищевой ценности.

Цели изобретения

Настоящее изобретение предлагает новый способ снижения содержания насыщенных жирных кислот в жире, предпочтительно в молочном жире, особенно в молочном жире, полученном от жвачных животных, более предпочтительно от крупного рогатого скота или коровы.

Другим объектом настоящего изобретения является молочный жир жвачных животных, предпочтительно молочный жир крупного рогатого скота или молочный жир коровы, характеризующийся пониженным содержанием насыщенных жирных кислот, и способ его получения.

Предпочтительно, настоящее изобретение относится к указанному молочному жиру жвачных животных, предпочтительно к молочному жиру крупного рогатого скота или коровы, имеющему пониженное содержание насыщенных жирных кислот, а также повышенное содержание мононенасыщенных жирных кислот и предпочтительно повышенное содержание омега-6 (линолевой кислоты С18:2, цис-цис), СЛК (С18:2 цис-транс линолевой кислоты с сопряженными двойными связями) и омега-3 (С18:3 цис-цис-цис альфа линолевой кислоты) полиненасыщенных жирных кислот с постоянным соотношением содержания омега-6/омега-3, не обладающему недостатками на уровне техники.

Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение указанного молочного жира жвачных животных, предпочтительно молочного жира крупного рогатого скота или коровы, который будет проявлять улучшенные питательные свойства и который будет обеспечивать при использовании в пищевой композиции

- максимальное содержание на уровне 50% или менее 40%, даже менее 35% насыщенных жирных кислот,

- минимальное содержание мононенасыщенных жирных кислот на уровне минимум 45% или более 50%, даже более 55% мононенасыщенных жирных кислот,

- минимальное содержание полиненасыщенных жирных кислот предпочтительно на уровне минимум 5,5% или более 6,0%, или даже более 7,0% полиненасыщенных жирных кислот без существенного изменения соотношения омега-6/омега-3,

указанные уровни содержания выражены исходя из общего массового содержания жирных кислот, и позволяют в дальнейшем снизить долю холестерина в молочном жире жвачных животных, предпочтительно в молочном жире крупного рогатого скота или коровы.

Настоящее изобретение также относится к пищевым композициям, содержащим данный молочный жир жвачных животных, предпочтительно молочный жир крупного рогатого скота, более предпочтительно молочный жир коровы по изобретению, имеющим улучшенные питательные свойства, в частности к пищевым композициям, таким как молочные продукты или хлебобулочные и кондитерские изделия, мороженое, легко намазывающееся масло и тому подобные.

Еще одной целью настоящего изобретения является способ фракционирования на промышленном уровне (для крупномасштабных производств) молочного жира, полученного от жвачных животных, предпочтительно от крупного рогатого скота или коровы, а также к молочному жиру, получаемому указанным способом.

Краткое описание изобретения

Первым объектом настоящего изобретения является молочный жир жвачных животных, предпочтительно молочный жир крупного рогатого скота, более предпочтительно молочный жир коровы, содержание насыщенных жирных кислот в котором составляет ниже 50%, предпочтительно 49%, 48%, 47%, 46%, 45%, 44%, 43%, 42%, 41%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36% или даже 35%, содержание мононенасыщенных жирных кислот составляет выше 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54% или даже 55%, содержание полиненасыщенных жирных кислот составляет предпочтительно выше 5,5%, 6,0%, 6,5% или даже 7,0%, где данные % выражены по массе, исходя из общего содержания жирных кислот (масс:масс), а также любое пищевое применение такого молочного жира.

В молочном жире жвачных животных по изобретению соотношение полиненасыщенных омега-6:омега-3 (масс:масс) составляет предпочтительно менее 10, 9, 8, 7 или даже 6.

В молочном жире жвачных животных по изобретению содержание полиненасыщенных омега-6 (масс:масс), состоящих предпочтительно из линолевой кислоты, предпочтительно поддерживается ниже 30%, 25%, 20%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7% или даже ниже 6%.

Настоящее изобретение также относится к способу получения такого молочного жира, где содержание насыщенных жирных кислот составляет менее 50%, 49%, 48%, 47%, 46%, 45%, 44%, 43%, 42%, 41%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36%, 35%, содержание мононенасыщенных жирных кислот составляет выше 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54% или даже 55%, содержание полиненасыщенных жирных кислот составляет выше 5,5%, 6,0%, 6,5% или даже 7,0%, где данные % выражены по массе, исходя из общего содержания жирных кислот, причем жир данного молока, более точно молока жвачного животного, крупного рогатого скота или молочный жир коровы, имеющий нормальный состав жирных кислот (как представлено в Таблице 1), подвергают одной или нескольким стадиям фракционирования путем кристаллизации в сочетании с:

- а) одной или несколькими стадиями ферментативной переэтерификации с последующей одной или несколькими новыми стадиями фракционированной кристаллизации, либо

- б) одной или несколькими стадиями фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки).

В случае обработки путем ферментативной переэтерификации, способ должен включать:

- одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации, за которыми следуют

- одна или несколько стадий ферментативной переэтерификации, за которыми следуют

- одна или несколько новых стадий фракционирования путем кристаллизации.

Безусловно, ферментативная переэтерификация не снижает содержание насыщенных жирных кислот, но позволяет преобразовать насыщенные триглицериды и сделать их экстрагируемыми в одной или нескольких последующих стадиях фракционирования путем кристаллизации.

В случае обработки путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки), способ должен включать:

- одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации, за которыми следуют

- одна или несколько стадий фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки). Безусловно, молекулярная перегонка приводит к дополнительному снижению содержания насыщенных жирных кислот олеиновых фракций, полученных ранее.

В способе по изобретению, стадия (стадии) ферментативной переэтерификации представляет(ют) собой гидролиз с помощью липазы при температуре, составляющей от 60°C до 90°C в течение более одного часа, предпочтительно при температуре около 70°C в течение примерно 6 часов.

В способе по изобретению содержание воды в реакционной среде на стадии переэтерификации составляет менее 0,1%.

В способе по изобретению, стадии фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) выполняют при температурах кипения от 230°C до 300°C (предпочтительно в вакууме), более предпочтительно от 230°C до 270°C (предпочтительно в вакууме), более предпочтительно при давлении менее 0,1 мбар, более предпочтительно при давлении менее 0,01 мбар.

Подробное описание изобретения

Изобретатели обнаружили, что путем комбинирования стадий способа согласно изобретению можно достичь модификации состава жирных кислот в обработанном продукте в неожиданных пределах.

Согласно первому предпочтительному воплощению изобретения, способ включает:

а) одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации, таких как известные специалистам данного уровня техники, и поэтому соответствующих предпочтительно многостадийному фракционированию молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы путем частичной кристаллизации триглицеридов с высокой температурой плавления, вызванной контролируемым медленным охлаждением при умеренном перемешивании, и дальнейшему отделению оставшегося масла фильтрацией или центрифугированием.

Данную стадию или стадии фракционирования путем кристаллизации комбинируют с

б) одной или несколькими стадиями ферментативной переэтерификации указанного молочного жира (то есть ранее полученного молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коров), где предпочтительно жидкую фазу (олеин) с низкой температурой плавления (в частности, олеины с температурой плавления 20°C или 15°C, предпочтительно 10°C, более предпочтительно с температурой плавления 5°C), подвергают ряду реакций для гидролиза и повторной этерификации жирных кислот, находящихся во внешних положениях sn-1 и sn-3 в триглицеридах. В результате такой обработки жирные кислоты, находящиеся в указанных внешних положениях, могут перераспределиться случайным образом. Преобразование насыщенных триглицеридов позволяет снова провести экстракцию с помощью одной или нескольких стадий фракционирования путем кристаллизации. В первом воплощении, выполняют одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации, за которыми следуют одна или несколько стадий ферментативной переэтерификации, и затем снова выполняют одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации.

Предпочтительно, исходные продукты, подвергаемые одной или нескольким стадиям ферментативной переэтерификации, представляют собой предпочтительно жидкую фазу с низкой температурой плавления (олеин 10°C или олеин 5°C). Лучшие результаты достигаются, если исходить из олеинов с температурой плавления 5°C, содержащих изначально наименьшее количество насыщенных жирных кислот.

Согласно способу по изобретению, стадии переэтерификации и гидролиза выполняют с помощью липазы, например липазы Lipozyme® TL IM от NOVOZYMES (Дания).

Предпочтительно, гидролиз проводят при температуре от около 60°C до 90°C, предпочтительно при температуре порядка 70°C, минимально в течение 1 часа, предпочтительно в течение порядка 6 часов.

Для достижения эффективности взаимодействия, содержание воды в реакционной среде на данной стадии переэтерификации предпочтительно составляет ниже 0,1%, что обеспечивает быстрое протекание повторной этерификации жирных кислот, высвобожденных в результате гидролиза, и снижение содержания образовавшихся свободных жирных кислот.

С помощью ферментативной переэтерификации молочного жира и его олеиновых фракций можно успешно преобразовать тринасыщенные и мононенасыщенные триглицериды. Такое преобразование проявляется в повышении температуры плавления, а также в содержании твердого жира при различных температурах в обработанных жирах. Подобные изменения в составе триглицеридов и физических свойствах кристаллизации в большей степени заметны для олеиновых фракций по сравнению с молочным жиром, не подвергавшимся фракционированию. Подобные изменения более выражены, поскольку температура плавления обработанной олеиновой фракции является низкой. Стадии ферментативной переэтерификации приводит к более выгодным результатам, если их выполняют для олеиновой фракции молочного жира, в котором преобразование кристаллизующихся насыщенных триглицеридов повышено по сравнению с молочным жиром, не подвергавшимся фракционированию. В этом случае, дополняя способ по изобретению одной или несколькими стадиями фракционирования путем кристаллизации, следующими за стадией (стадиями) ферментативной переэтерификации, возможно вновь получить существенное снижение процентного содержания насыщенных жирных кислот в конечном продукте. Данные стадии фракционирования путем кристаллизации можно предпочтительно выполнять при низкой температуре (например, при 15°C, а затем при 2°C) для олеина 5°C, подвергшегося переэтерификации.

Результаты влияния ферментативной переэтерификации на кристаллизационные свойства (содержание твердых жиров и температуру плавления) молочного жира коровы и его олеиновой фракции приведены в Таблице 4.

Из данных, приведенных в Таблице 4, видно, что физические свойства (содержание твердого жира и температура плавления) молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы, а также его олеиновых фракций до и после ферментативной переэтерификации изменяются. Ферментативная переэтерификация действительно приводит к затвердеванию (о чем свидетельствует повышение температуры плавления и содержания твердого жира при температурах ниже указанной температуры плавления) молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы, и особенно его олеинов. Эти изменения в физических свойствах происходят без изменения состава жирных кислот жиров, подвергшихся переэтерификации (см. Таблицу 5).

Преимущественно продукты, полученные с помощью ферментативной переэтерификации можно снова использовать в одной или нескольких стадиях фракционирования путем кристаллизации с целью дальнейшего снижения содержания насыщенных жирных кислот в получаемой композиции. Так, олеины 5°C, полученные путем переэтерификации, характеризуются содержанием твердых жиров, близким к олеинам 15°C и даже близким к олеинам 20°C, не подвергавшимся переэтерификации. Благодаря этому для подвергшегося переэтерификации олеина 5°С преимущественно возможно выполнять двойное фракционирование путем кристаллизации при 15°C, и затем при 2°C. Результаты, полученные для олеинов в случае обоих указанных новых фракционирований, приведены в Таблицах 5 и 6.

В Таблице 5 показаны выходы и состав жирных кислот олеиновых фракций, полученных фракционированием путем кристаллизации олеина 5°C молочного жира, подвергнутого переэтерификации.

В Таблице 6 представлены физические свойства (содержание твердого жира и температура плавления) олеиновой фракции, полученной фракционированием путем кристаллизации олеина 5°C молочного жира, подвергнутого переэтерификации.

Преимущественно, комбинируя одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации, за которыми следует ферментативная переэтерификация, с последующими одной или несколькими стадиями фракционирования путем кристаллизации, возможно получить фракцию молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы, в которой содержание насыщенных жирных кислот существенно меньше 50% и может достигать 46% в настоящем воплощении. Такое снижение содержания не возможно получить никакими способами, известными из уровня техники. Кроме того, остающиеся насыщенные жирные кислоты представлены в основном короткоцепочечными жирными кислотами, то есть жирными кислотами молочного жира, содержащими 4-10 атомов углерода.

Таким образом, получаемый продукт содержит фракцию, обедненную насыщенными жирными кислотами с очень низкой температурой плавления (ниже 10°C).

Согласно второму предпочтительному воплощению изобретения, одну или несколько стадий фракционирования путем кристаллизации комбинируют с одной или несколькими стадиями фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки).

В данном предпочтительном воплощении изобретения молочный жир предпочтительно подвергать одной или нескольким стадиям фракционирования путем кристаллизации, как описано выше, с последующими одной или несколькими стадиями перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки).

Фракционирование путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) олеина 15°C (олеиновая фракция 15°C) из молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы выполняют при температурах кипения между примерно 200°C и примерно 300°C, предпочтительно между примерно 230°C и примерно 270°C в вакууме (то есть при давлении ниже 0,1 мбар, предпочтительно ниже 0,01 мбар). Стадию фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) олеина 10°С молочного жира проводят при температуре от около 200°C и до около 300°C, предпочтительно от около 230°C до около 270°C, при таких же условиях вакуума. Также, фракционирование путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) олеина 5°C молочного жира жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы выполняют при температурах кипения между около 200°C и около 300°C, предпочтительно между около 230°C и около 270°C, при таких же условиях вакуума.

Как было описано выше, жидкую фазу (олеин) с низкой температурой плавления, получаемой фракционированием, подвергают перегонке с малым расстоянием (молекулярной перегонке). Жидкая фаза имеет низкую температуру плавления, предпочтительно олеин 15°C, более предпочтительно олеин 10°C, еще более предпочтительно олеин 5°C.

Разделение различных олеинов выполняют способами, известными специалистам в данной области техники.

Благодаря выполнению одной или нескольких стадий фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) олеиновых фракций с низкой температурой плавления, в «остаточных» фракциях достигается очень сильное и непредвиденное дополнительное снижение содержания насыщенных жирных кислот. «Остаточная» фракция представляет собой фракцию молочного жира жвачного животного, крупного рогатого скота или коровы, не испарившуюся в ходе перегонки. Она состоит из менее насыщенных триглицеродов с более высокой молекулярной массой.

Согласно известным воздействиям перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) (Патент AU 512606 и EP 0442184), в «остаточных» фракциях наблюдается сильное снижение содержания холестерина (уровень снижения больше или равен 95%).

Данные этих различных примеров приведены в Таблицах 7 и 8.

В Таблице 7 представлен выход, состав жирных кислот и холестерина в остаточных фракциях, полученных перегонкой с малым расстоянием (молекулярной перегонкой) олеиновых фракций молочного жира.

В Таблице 8 представлены физические свойства (содержание твердого жира и температура плавления) остаточных фракций, полученных перегонкой с малым расстоянием (молекулярной перегонкой) олеиновых фракций молочного жира.

Путем комбинирования физических способов фракционирования кристаллизацией и перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) возможно получать фракции молочного жира, содержащие насыщенные жирные кислоты в количестве существенно меньше 50%, в зависимости от используемой олеиновой фракции, а также от температур кипения при перегонке с малым расстоянием (молекулярной перегонки); получаемые «остаточные» фракции имеют содержание насыщенных жирных кислот между примерно 45,7% и примерно 33,1%, содержание мононенасыщенных жирных кислот составляет от 48,6% до 59,5% и содержание полиненасыщенных жирных кислот составляет от 5,7% до 7,5%, без какого-либо существенного изменения соотношения «омега-6/омега-3». Ни одним из способов, известных из уровня техники, не позволяет добиться таких изменений в составе жирных кислот молочного жира.

За исключением стеариновой кислоты (С18), жирные кислоты не считаются гиперхолестеринемическими, перегонка с малым расстоянием (молекулярная перегонка) приводит к снижению доли насыщенных жирных кислот в целом, но в еще большей степени приводит к снижению содержания насыщенных короткоцепочечных кислот.

В результате перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) фракции, обедненные насыщенными жирными кислотами, также имеют чрезвычайно пониженное содержание холестерина (удаляется по меньшей мере 95% холестерина, изначально присутствующего в молочном жире).

Кроме того, так называемые «остаточные» фракции, обедненные насыщенными жирными кислотами и холестерином по изобретению обладают улучшенными физическими свойствами (температура плавления и уровень твердости изменены). Уровень твердости, равный содержанию твердых жиров при данной температуре, сильно изменяется. Чем выше величина уровня твердости, тем более твердым является жир при данной температуре. Данная характеристика является существенной для некоторых применений, например, легко намазывающиеся жиры (масла, …), для которых уровень твердости должен быть выше 10%, предпочтительно выше 15%. Для эмульсий типа «масло в воде» (молоко, кондитерские сливки, сыры, йогурты, …,) данные характеристики менее важны. Однако изменение физических свойств продуктов, получаемых по изобретению, позволяет расширить диапазон их применения, например, благодаря тому, что их температура плавления находится от 13 до 20°C.

Согласно предпочтительному воплощению изобретения, способ по изобретению можно применять к молочному жиру жвачных животных, крупного рогатого скота или коровы, имеющему пониженное содержание насыщенных жирных кислот по сравнению со стандартным продуктом (как показано в таблице 1), в частности исходя из молока, получаемого от молочных коров, питание которых было обогащено кормом с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, например кормом на основе льняного или соевого масла.

Настоящее изобретение также относится к пищевым композициям, содержащим фракции молочного жира по изобретению. Данные фракции могут присутствовать в виде смеси в целях снижения эффектов, вызванных критическими характеристиками полученных фракций, такими как снижение содержания короткоцепочечных жирных кислот или текучесть полученных фракций. Продукт по изобретению, в частности новые фракции, полученные способом по изобретению, находят множество различных применений, в частности в молочных продуктах типа молока, сливок, сыра, кисло-молочных продуктов, молока с вкусовыми наполнителями, десертов, и тому подобных, то есть для всех применений типа «масло в воде».

Также продукт по изобретению (новые фракции) может успешно применяться в хлебобулочных и кондитерских изделиях, таких как блинное тесто, пирожные из заварного теста, кондитерские изделия, тесто для бриошей. Использование продукта по изобретению в смеси с низким (10-20%) содержанием стеариновой фракции с высокой температурой плавления, смешанной с новой олеиновой фракцией с низким содержанием насыщенных жирных кислот, позволяет получать предпочтительное низкокалорийное и легко намазывающееся масло, жир которого содержит только 44% насыщенных жирных кислот, в то время как масла или низкокалорийные легко намазывающиеся масла, богатые стандартной олеиновой фракцией, содержат примерно 60%.

Кроме того, продукт по изобретению, в частности новые «остаточные» фракции с низким содержанием насыщенных жирных кислот и низким процентным содержанием холестерина, можно успешно использовать в пищевых композициях. Продукт по изобретению можно также использовать для ежедневного употребления жирных молочных продуктов с целью снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Примеры применения

Рекомбинированный сливочный сыр с низким содержанием жира (13,5% жира)

Рекомбинированный сливочный сыр получали, используя малонасыщенную фракцию молочного жира, полученную в результате многостадийного фракционирования кристаллизацией, и фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) (остаток при 250°C олеина 10°C молочного жира). Как показано в Таблицах 7 и 8, данная фракция обладает содержанием насыщенных жирных кислот равным 39,8%, содержанием холестерина 11 мг на 100 г, температурой плавления 16,8°C, и содержанием твердого жира 36,3%, 16,8% и 1,6% соответственно при 5°C, 10°C и 15°C.

Состав и способ, используемый для получения 60 кг рекомбинированного сливочного сыра с низким содержанием жира приведен ниже:

Состав:

Способ:

- за исключением йогуртовой культуры и сорбата калия, все сухие ингредиенты распределяют и растворяют в обезжиренном молоке при 65°C;

- добавляют малонасыщенную фракцию молочного жира и эмульгируют в мешалке с большими сдвиговыми усилиями при температуре 65°C;

- смесь нагревают при 80°C и пастеризуют в партии при 80°C в течение 15 минут;

- смесь охлаждают до 44°C;

- добавляют йогуртовую культуру и проводят ферментацию при 44°C в течение 4 часов до тех пор, пока pH не упадет до 4,7;

- продукт повторно нагревают при 65°C в течение 15 минут, затем добавляют сорбат калия;

- далее продукт перекачивают, гомогенизируют при 500 бар и разливают в чашки при 65°C;

- продукт охладают при 6°C и хранят в холодильной комнате.

При сравнении с рекомбинированным сливочным сыром с низким содержанием жира, полученным из стандартного безводного молочного жира в качестве сравнительного образца, продукт, полученный из фракции безводного молочного жира, обладает сравнимым вкусом и консистенцией при температуре охлаждения, а также при нормальной температуре окружающей среды (±20°C). Благодаря использованию особой фракции молочного жира, пищевая ценность тестируемого сливочного сыра значительно улучшена:

- содержание насыщенного жира: 5,2 г/100 г по сравнению с 9,0 г/100 г для сравнительного продукта (снижение на 42%);

- содержание холестерина: 2 мг/100 г по сравнению с 40 мг/100 г для сравнительного продукта (снижение на 95%).

Масло с низким содержанием жира (41% жира)

Масло с низким содержанием жира (41% жира) производили с использованием малонасыщенной фракции молочного жира, полученной в результате многостадийного фракционирования кристаллизацией и фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) (остаток при 250°C олеина 10°C молочного жира). Как показано в таблицах 7 и 8, данная фракция обладает содержанием насыщенных жирных кислот, равным 39,8%, содержанием холестерина 11 мг на 100 г, температурой плавления 16,8°C, и содержанием твердого жира 36,3%, 16,8% и 1,6% соответственно при 5°C, 10°C и 15°C.

Масло с низким содержанием жира представляет собой эмульсию вода в масле, и физические свойства жира (температура плавления, содержание твердого жира при 5, 10 и 15°C) очень важны для получения правильной консистенции.

Для того, чтобы жир легко намазывался при низкой температуре (то есть 5°C) и в то же время оставался твердым при температуре окружающей среды, молочный жир должен обладать содержанием твердого жира при 5°C максимум 40%, и температурой плавления выше 25°C. Для достижения таких свойств была приготовлена жировая фаза масла с низким содержанием жира путем смешивания 85% малонасыщенной фракции молочного жира с 15% стеариновой фракции молочного жира (с высокой температурой плавления), полученной в результате первой стадии фракционированной кристаллизации.

Состав и способ, использованный для получения 60 кг рекомбинированного масла с низким содержанием жира, приведен ниже:

Состав:

Жировая фаза:

Водная фаза:

Способ:

- жировую фазу и водную фазу готовят отдельно;

- жировую фазу готовят путем смешивания всех ингредиентов при 50°C;

- водную фазу готовят диспергированием и/или растворением всех ингредиентов в воде при 65°C;

- водную фазу вливают в жировую фазу и взбивают эмульсию «вода в масле» с помощью ротор/статорной мешалки при 57°C;

- эмульсию перекачивают через непрерывную линию производства мягкого масла (экспериментальный завод Kombinator Schroeder), где эмульсию пастеризуют (85°C, 15 с), охлаждают, кристаллизуют (до 10°C) и формуют (при 14°C);

- мягкое масло запаковывают в коробку и хранят при температуре охлаждения.

По сравнению с маслом с низким содержанием жира, приготовленным в качестве сравнительного образца из стандартного молочного жира, продукт, полученный из смеси фракций молочного жира, обладает очень хорошей намазываемостью при температуре охлаждения и очень хорошей консистенцией при 20°C (без обезжиривания).

Вкус продукта нормальный и сливочный. Благодаря использованию особой фракции молочного жира и даже с добавлением стеарина молочного жира пищевая ценность масла с низким содержанием жира значительно улучшена:

- содержание насыщенного жира: 18,1 г/100 г по сравнению с 27,1 г/100 г для сравнительного продукта (снижение на 33%);

- содержание холестерина: 17 мг/100 г по сравнению со 115 мг/100 г для сравнительного продукта (снижение на 85%).

Твердый сыр (жирный)

Твердый сыр (26% жира, 50% жира в пересчете на сухое вещество) получали с использованием малонасыщенной фракции молочного жира, полученной в результате многостадийного фракционирования кристаллизацией и фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) (остаток при 250°C олеина 10°C молочного жира). Как показано в таблицах 7 и 8, данная фракция обладает содержанием насыщенных жирных кислот, равным 39,8%, содержанием холестерина 11 мг на 100 г, температурой плавления 16,8°C и содержанием твердого жира 36,3%, 16,8% и 1,6% соответственно при 5°C, 10°C и 15°C.

Состав молока и способ изготовления твердого сыра приведены ниже:

Состав молока для приготовления сыра:

Способ:

- рекомбинированные сливки получают смешиванием при 50°C обезжиренного молока, воды с распределенной в ней сладкой сухой пахтой и малонасыщенной фракции молочного жира. Рекомбинированные сливки гомогенизируют при 150/50 бар (2 стадии) и перед использованием охлаждают при температуре ниже 10°C.

- Молоко для приготовления сыра получают смешиванием рекомбинированных сливок с обезжиренным молоком и ретентатом обезжиренного молока. Полученное молоко для приготовления сыра обладает содержанием жира 42 г/л, содержанием белка 40 г/л и содержанием лактозы 47 г/л.

- Молоко для получения сыра пастеризуют при 72°C в течение 30 секунд и охлаждают при 10°C перед использованием.

- Молоко для получения сыра нагревают при 34°C. Добавляют мезофильные молочные бактерии и при pH 6,45 добавляют ренин.

- Молоко для получения сыра коагулирует в сырной ванне в течение 12 минут.

По истечении 20 минут сгусток отделяют и перемешивают в течение 15 минут. Молочную сыворотку сливают и сгусток формуют. Сгусток затем прессуют в течение 80 минут. После прессования pH сгустка составляет 5,5.

- Засаливание выполняют в рассоле в течение 20 часов для сырных голов по 12 кг.

- Созревание длится 30 дней в комнате при температуре 15°C с гигрометрией 90%. По истечении 11 дней сыр пакуют. Общий уровень твердости составляет 53%, содержание жира 26,5% и pH 5,25.

- Сыр хранят при температуре охлаждения.

По сравнению с сыром, полученным в качестве сравнительного продукта из стандартного молочного жира (или сливок), продукт, полученный из малонасыщенных фракций молочного жира, обладает хорошим вкусом; его консистенция весьма приемлема и слегка мягче, чем у сравнительного образца. Благодаря использованию особой фракции молочного жира, пищевая ценность тестируемого сыра значительно улучшена:

- содержание насыщенного жира: 10,5 г/100 г по сравнению с 17,5 г/100 г для сравнительного продукта (снижение на 40%);

- содержание холестерина: 4 мг/100 г по сравнению с 75 мг/100 г для сравнительного продукта (снижение на 95%).

Применение в приготовлении кондитерских изделий/бисквитов: пирожное «Финансьер»

Некоторые кондитерские изделия и бисквиты можно приготовить с жидким маслом. Большое количество пирожных представляют собой такой тип кондитерских изделий/бисквитов. Пирожное «Финансьер» является хорошим примером, поскольку в нем содержится большая часть жира, но не содержится яичного желтка, являющегося другим источником холестерина. Пирожное «Финансьер» готовили, используя малонасыщенную фракцию молочного жира, полученную в результате многостадийной фракционированной кристаллизации и фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки) (остаток при 250°C олеин 10°C молочного жира). Как показано в таблицах 7 и 8, данная фракция обладает содержанием насыщенных жирных кислот, равным 39,8%, содержанием холестерина 11 мг на 100 г, температурой плавления 16,8°C и содержанием твердого жира 36,3%, 16,8% и 1,6% соответственно при 5°C, 10°C и 15°C.

Рецепт и способ приведены ниже:

Рецепт:

Способ:

- Смешать на маленькой скорости миндальную крошку, сахарную пудру и яичные белки.

- Внести просеянную муку.

- Добавить малонасыщенную фракцию молочного жира и дать постоять в холодильнике.

- Выпекать в течение 14 минут при 200°C.

После выпекания пирожное «Финансьер» содержит примерно 13% влаги и 39% жира.

По сравнению с пирожным «Финансьер», приготовленным из стандартного жидкого жира сливочного масла в качестве образца сравнения, тестируемое пирожное, приготовленное из малонасыщенных фракций молочного жира, обладает нормальной консистенцией и приемлемым вкусом. Благодаря использованию особой фракции молочного жира, пищевая ценность тестируемого пирожного «Финансьер» значительно улучшена:

- содержание насыщенных жиров: 11,2 г/100 г по сравнению с 17,8 г/100 г для сравнительного продукта (снижение на 37%);

- содержание холестерина: 3 мг/100 г по сравнению с 70 мг/100 г для сравнительного продукта (снижение на 96%).

Реферат

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения молочного жира по изобретению предусматривает одну или несколько стадий фракционирования молочного жира жвачных животных путем кристаллизации с последующей обработкой. Далее молочный жир подвергают либо одной или нескольким стадиям ферментативной переэтерификации с последующей одной или несколькими стадиями фракционирования путем кристаллизации, либо одной или нескольким стадиям фракционирования путем перегонки с малым расстоянием (молекулярной перегонки). Содержание насыщенных жирных кислот в полученном жире составляет менее 50 масс.% исходя из общего содержания жирных кислот. Изобретение позволяет получить молочный жир жвачных животных со сниженным содержанием насыщенных жирных кислот и холестерина и производить пищевые композиции на его основе с улучшенной пищевой ценностью. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 табл.

Формула