КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ФИТОСТЕРИНОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ Российский патент 2023 года по МПК A23D7/05 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к получению пищевых продуктов. Настоящее изобретение относится к способам снижения количества тугоплавкого жира в пищевых продуктах. Настоящее изобретение также относится к применению сложных эфиров фитостеринов.

Предпосылки изобретения

Производители продуктов питания в настоящее время ищут способы составления продуктов с лучшим питательным профилем жировой фракции (т.е. низким содержанием насыщенных жирных кислот и высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот) и предпочтительно без использования пальмового масла, но, разумеется, с сохранением тех же характеристик качества продукта [Patel, A. Edible oil structuring: Concept Methods and Applications, first edit.; The Royal Society of Chemistry, 2017]. Это, однако, является весьма непростым, поскольку жиры, обогащенные насыщенными жирными кислотами (например, сливочное масло, кокосовое масло и пальмовое масло), являются твердыми при комнатной температуре, тогда как жиры, обогащенные ненасыщенными жирными кислотами (например, оливковое масло), являются жидкими при комнатной температуре. Основной функциональной ролью жиров, обогащенных насыщенными жирными кислотами, является обеспечение желаемой текстуры (например, твердости, намазываемости) и вкусовых ощущений в пищевых продуктах [Patel et al. (2016) Food Funct. 7, 20-29].

В последнее время изучались различные стратегии снижения количества насыщенных жиров в пищевых продуктах. Первым подходом является переэтерификация жира. Эта технология может приводить к ограниченному снижению количества насыщенных жиров. Второй подход включает замену насыщенных жиров жидким маслом и структурирующим средством, также называемым загустителем. Эти соединения придают жидкому маслу функциональные свойства твердого жира путем образования взаимосвязанной сети, которая превращает жидкое масло в гелеобразный материал, который иногда называется олеогелем или органогелем [Marangoni et al. (2012) Soft Matter, 8, 1275-1300]. Хотя эти загустители были описаны в литературе, в настоящее время на рынке нет пищевых продуктов, содержащих олеогели, поскольку каждый тип загустителя имеет свои ограничения, препятствующие его применениям.

Использование сливочного масла для намазывания, выпекания и готовки все в большей степени заменяется использованием маргаринов, которые являются эмульсиями по типу «вода в масле». Также для составления маргаринов все еще продолжается поиск для замены насыщенных и транс-ненасыщенных жирных кислот ненасыщенными жирными кислотами.

Использование маргаринов в качестве смеси для намазывания на хлеб требует, чтобы продукт мог храниться в виде однородной эмульсии в холодильнике, был достаточно мягким для произведения с ним действий ножом или чем-либо подобным и обеспечивал определенные вкусовые ощущения при употреблении маргарина и достижении им температуры тела. Для достижения этих свойств маргарин содержит частично твердые жиры (твердые при комнатной температуре) и масла (жидкие при комнатной температуре).

Аспекты здоровья, связанные с употреблением маргарина, являются важными. По причинам, связанным со здоровьем, насыщенные и транс-ненасыщенные жирные кислоты предпочтительно заменяются негидрогенизированными мононенасыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами.

Кроме того, маргарины также могут содержать ингредиенты на основе фитостеринов (сложные эфиры станолов и сложные эфиры стеринов), которые, как известно, снижают уровень как общего холестерина, так и, в частности, холестерина липопротеинов низкой плотности (LDL) в крови при поглощении в достаточно высоких количествах. Поскольку нормальное потребление с пищей фитостеринов является недостаточным для индуцирования значительного снижения уровня холестерина в крови, включение ингредиентов на основе фитостеринов в маргарины является хорошим способом для введения более высоких количеств фитостеринов, которые являются достаточными для извлечения пользы из их свойств, способствующих снижению уровня холестерина [Salo, et al. (2003). В Gunstone (Ed.) Lipids for Functional Foods and Nutraceuticals. Bridgwater, England: The Oily Press]. Применение таких продуктов позволяет использовать более низкие дозы статинов, при этом по-прежнему достигая такой же величины снижения уровня холестерина LDL в крови (Marangoni & Poli (2010) Pharmacol. Res. 61, 193–169). Другим полезным свойством фитостеринов является то, что они не всасываются в организме и, таким образом, не вносят вклад в поглощение энергии в организме.

Сложные эфиры фитостеринов получают посредством этерификации фитостеринов из растений с жирными кислотами, которые также получены из растений. Сложные эфиры фитостеринов состоят из примерно 60% по весу фитостеринов и 40% по весу жирных кислот. В случае, если жирные кислоты получены из обычных растительных масел, состав жирных кислот в сложных эфирах фитостеринов является сходным с составом растительного масла, используемого в качестве источника жирных кислот.

В промышленном масштабе фитостерины можно получать из растительных масел и из древесины. Растительные станолы обнаруживаются в природе лишь в небольших количествах и могут быть получены путем гидрирования коммерчески доступных фитостеринов, которые являются главным образом ненасыщенными. При гидрировании двойные связи в молекулах растительных станолов насыщаются путем добавления водорода.

Сложные эфиры станолов затем получают путем последующей этерификации растительного станола со смесью жирных кислот, также полученных из растений. Сложные эфиры фитостеринов имеют медицинские свойства, сходные со свойствами сложных эфиров фитостанолов, но имеют другие физико-химические свойства.

Ввиду различия в их профиле плавления сложные эфиры станолов являются предпочтительными относительно сложных эфиров стерина для использования в качестве ингредиента в маргарине, поскольку они могут частично заменить твердую фракцию.

Применение сложных эфиров фитостеринов в жировых смесях все еще требует значительного количества тугоплавкого жира для получения подходящего продукта для получения маргаринов и родственных продуктов. В WO9819556 обсуждаются свойства различных жировых смесей со сложными эфирами фитостеринов и сложными эфирами фитостанолов. Однако для получения продукта с желаемыми свойствами (например, текстурой, консистенцией, вкусовыми ощущениями) коммерческие продукты, обогащенные фитостеринами или фитостанолами, все еще содержат значительные количества тугоплавкого жира, такого как пальмовое масло, и взаимосвязанные с ним по меньшей мере 20% насыщенных жирных кислот в жировой смеси.

Несмотря на существование фитостеринов в качестве функционального ингредиента пищевых продуктов в течение более чем 20 лет, все еще существует потребность в маргариноподобных композициях с высоким содержанием фитостеринов, но низкими количествами насыщенных жиров.

Ввиду еще более низкого содержания твердого жира в композициях, содержащих сложные эфиры фитостеринов, эти соединения не рассматривались в качестве альтернатив для сложных эфиров фитостанолов для частичной замены тугоплавкого жира и снижения таким образом количества насыщенных жирных кислот в маргаринах. В US20030068425 предлагается применение сложных эфиров фитостеринов при получении кондитерских изделий, таких как шоколад.

В US20110287156 раскрыты композиции на основе сложных эфиров фитостеринов для улучшения срока годности и стабильности к окислению пищевых композиций. В этом документе не проводится различие между сложными эфирами фитостеринов и сложными эфирами фитостанолов и не обсуждается тугоплавкий жир (жир, твердый при 20°C).

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение основано на обнаружении того, что некоторые сложные эфиры фитостеринов (сложные эфиры ситостерина) с очень низким содержанием насыщенных жирных кислот и с желаемыми свойствами снижения уровня LDL имеют физико-химические свойства, сравнимые со свойствами жиров с высоким содержанием насыщенных жирных кислот, таких как пальмовое масло и пальмовый стеарин.

Оно имеет преимущество, заключающееся в том, что применение этого типа сложного эфира фитостерина, например, в маргарине не требует компенсации тугоплавким жиром, обогащенным насыщенными жирными кислотами.

В настоящем изобретении также устранена необходимость в превращении фитостеринов в фитостанолы.

Традиционный тугоплавкий жир, такой как пальмовое масло, в жиросодержащих пищевых продуктах может быть полностью заменен конкретным типом сложных эфиров стеринов, описанных в настоящем изобретении, который содержит главным образом ненасыщенные жирные кислоты. Следовательно, настоящее изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что концентрация насыщенных жирных кислот (присутствующих в тугоплавком жире), например, в маргарине может быть значительно уменьшена даже до очень небольших количеств при обеспечении в то же время по-прежнему необходимой текстуры и желаемых вкусовых ощущений.

Настоящее изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что в сложном эфире фитостерина можно использовать жирнокислотную цепь олеиновой кислоты, например, из оливкового масла, что приводит к повышению содержания ненасыщенных жирных кислот.

Настоящее изобретение имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что вследствие более высокого содержания сложных эфиров фитостеринов в продуктах по настоящему изобретению для достижения рекомендованной дозировки 2,5 г сложного эфира фитостерина/фитостанола в сутки должно быть употреблено меньше маргарина, или что путем употребления среднего количества маргарина, составляющего приблизительно 20 г/сутки, вероятность достижения рекомендованного суточного потребления повышается.

В настоящем изобретении представлены продукты с благоприятным питательным профилем жировой фракции (т.е. низким содержанием насыщенных жирных кислот и высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот) с сохранением при этом тех же характеристик качества продукта.

В настоящем изобретении представлены продукты с желаемыми твердостью и намазываемостью при низких температурах (в холодильнике) и вкусовыми ощущениями при употреблении.

Способы и композиции по настоящему изобретению обеспечивают снижение количества насыщенных жиров в пищевых продуктах без переэтерификации жира и без использования загустителей, которые образуют взаимосвязанную сеть, которая превращает жидкое масло в гелеобразный материал (олеогель или органогель).

Способы и композиции по настоящему изобретению обеспечивают снижение количества насыщенных и транс-ненасыщенных жирных кислот, при этом продукт может храниться в виде однородной эмульсии в холодильнике, является достаточно мягким для произведения с ним действий ножом или чем-либо подобным и обеспечивает определенные вкусовые ощущения при употреблении маргарина и достижении им температуры тела.

Способы и композиции по настоящему изобретению обеспечивают дополнительное увеличение суточного потребления фитостеринов, что позволяет использовать более низкие дозы статинов, при этом по-прежнему достигая такой же величины снижения уровня холестерина LDL в крови.

Способы и композиции по настоящему изобретению позволяют получать маргариноподобные композиции с высоким содержанием фитостеринов, но низкими количествами насыщенных жиров.

Настоящее изобретение обобщенно представлено в следующих утверждениях.

1. Пищевая намазываемая эмульсия с содержанием жира, составляющим 10-90%, 20–90% (вес/об.), 30–90% (вес/об.), 40–90% (вес/об.), 50–90% (вес/об.), 10–30% (вес/об.), 10–40% (вес/об.), 10-50% (вес/об.), 10-60% (вес/об.), 10-30% (вес/об.), 20-40% (вес/об.), 30-50% (вес/об.), 40-60% (вес/об.), 50-70% (вес/об.), 60-80% (вес/об.), 70–90% (вес/об.), 20–50% (вес/об.), 30-60% (вес/об.), 40-70% (вес/об.), 50-80% (вес/об.), 60-90% (вес/об.), 10-50% (вес/об.), 20-60% (вес/об.), 30-70% (вес/об.) или 40-80% (вес/об.), где комбинация сложного эфира фитостерина, тугоплавкого жира и жидкого масла в жировой фракции состоит из:
- 10–50, 15-45, 20-40%, 20-50%, 30-50%, 10-40% или 10-30% (вес/вес) сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес/вес), 70% (вес/вес), 75% (вес/вес) или 80% (вес/вес) олеата фитостерина;

- 0-20%, 0-5%, 0-10%, 0-15%, 5-10%, 5-15% (вес/вес) тугоплавкого жира;

- жидкого масла в количестве до 100%.

2. Эмульсия согласно утверждению 1, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85% или 90% (вес/вес) олеата фитостерина.

3. Эмульсия согласно утверждению 1 или 2, где тугоплавкий жир составляет менее 15%, менее 10%, или менее 5%, или менее 2,5% (вес/вес) жировой фракции, или где жировая фракция не содержит тугоплавкий жир.

1. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-3, где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет менее 20%, менее 15%, менее 10% или менее 5% (вес/вес) от общего содержания жирных кислот.

2. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-4, которая не содержит сложный эфир фитостанола.

3. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-5, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75% или 80% (вес/вес) сложного эфира ситостерина.

4. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-6, где сложный эфир фитостерина содержит менее 20% полиненасыщенных жирных кислот.

5. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-7, которая представляет собой маргариноподобную композицию с содержанием жира, составляющим 50-70%, 55–70%, 60-70%, 50-60%, 50-65%, 60-70% (вес/об.).

6. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-7, которая представляет собой пастообразную композицию с содержанием жира, составляющим 30-40%.

7. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-9, которая содержит менее 10%, менее 5% или менее 2,5% (вес/вес) насыщенных жирных кислот.

8. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-10, где жидкое масло представляет собой оливковое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, льняное масло или их смесь.

9. Эмульсия согласно любому из утверждений 1-10, где жидкое масло представляет собой оливковое масло.

10. Применение сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% олеата фитостерина, при получении пищевой эмульсии.

11. Применение согласно утверждению 13 при получении маргарина.

12. Жировая смесь, где комбинация сложного эфира фитостерина, жидкого масла и тугоплавкого жира в жировой фракции состоит из:
- 10-50%, 15-45% или 20-40%, 10-30%, 20-50%, 10-40%, 20-50% (вес/вес) сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% олеата фитостерина,
- 0-20%, 0-5%, 0-10%, 0-15%, 5-10%, 10-15%, 15-20%, 5-15% или 10-20 (вес/вес) тугоплавкого жира,
- жидкого масла в количестве до 100%,
где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет 0-20% от общего содержания жирных кислот, как, например, менее 20%, менее 15%, менее 10% или менее 5% (вес/вес) от общего содержания жирных кислот.

1. Жировая смесь согласно утверждению 15, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75% или 80% олеата фитостерина.

2. Жировая смесь согласно утверждению 15 или 16, где тугоплавкий жир составляет менее 15%, менее 10%, менее 5% или менее 2,5% (вес/вес) жировой фракции, или где жировая фракция не содержит тугоплавкий жир.

1. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-17, где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет менее 20%, менее 15%, менее 10% или менее 5% от общего содержания жирных кислот.

2. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-18, которая не содержит сложный эфир фитостанола.

3. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-19, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75% или 80% сложного эфира ситостерина.

4. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-20, где сложный эфир фитостерина содержит менее 20% полиненасыщенных жирных кислот.

5. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-21, которая содержит менее 10% насыщенных жирных кислот.

6. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-22, где жидкое масло представляет собой оливковое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, льняное масло или их смесь.

7. Жировая смесь согласно любому из утверждений 15-23, где жидкое масло представляет собой оливковое масло.

8. Применение жировой смеси согласно любому из утверждений 15-24 при получении пищевой эмульсии.

9. Применение согласно утверждению 25 при получении маргарина.

10. Применение сложного эфира фитостерина для замены тугоплавкого жира в намазываемой эмульсии.

11. Применение согласно утверждению 27, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 65% олеата фитостерина, где тугоплавкий жир содержит пальмовое масло, пальмовый стеарин, кокосовое масло или сливочное масло, и где эмульсия представляет собой маргарин.

Подробное описание изобретения

Фигура 1. Химическая структура β-ситостерина (Soupas et al. (2005) Eur. J. Lipid Sci. Technol. 107, 107–118.)

Фигура 2. Кривая плавления β-ситостерилолеата после темперирования при 10°C в течение 72 часов.

Фигура 3. Картина WAXD β-ситостерилолеата после темперирования при 10°C в течение 72 часов.

Фигура 4. Картина SAXS β-ситостерилолеата после темперирования при 10°C в течение 72 часов.

Фигура 5. Микрофотография кристаллической решетки β-ситостерилолеата после темперирования при 10°C в течение 72 часов. Черная полоса представляет 100 мкм.

Фигура 6. DSC-кривые плавления смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом (PE-олеатом) после темперирования при 10°C в течение 72 ч. Различные кривые представляют различные концентрации β-ситостерилолеата. Панель A: чистое пальмовое масло в сравнении с пальмовым маслом с 50% β-ситостерилолеата. Панель B: пальмовое масло с 50% β-ситостерилолеата в сравнении с чистым β-ситостерилолеатом.

Фигура 7. Средний максимум пика ± стандартное отклонение (n = 5) для смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом после темперирования при 10°C в течение 72 ч в зависимости от концентрации β-ситостерилолеата.

Фигура 8. Средняя энтальпия плавления ± стандартное отклонение (n = 5) для смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом после темперирования при 10°C в течение 72 ч в зависимости от концентрации β-ситостерилолеата.

Фигура 9. Картины WAXD для смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом после темперирования при 10°C в течение 72 часов. Различные кривые представляют различные концентрации β-ситостерилолеата.

Фигура 10. Картины SAXS для смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом после темперирования при 10°C в течение 72 часов. Различные кривые представляют различные концентрации β-ситостерилолеата.

Фигура 11. Микрофотографии кристаллической решетки смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом после температурного темперирования при 10°C в течение 72 часов. Черная полоса представляет 100 мкм.

Фигура 12. SFC-профили различных маргаринов и смесей β-ситостерилолеата с рапсовым маслом.

Фигура 13. SFC-профили сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из подсолнечного масла и оливкового масла, пальмового масла и пальмового стеарина.

Фигура 14. SFC-профили смесей рапсового масла со сложными эфирами стеринов и жирных кислот, полученных из подсолнечного масла.

Фигура 15. SFC-профили смесей рапсового масла со сложными эфирами стеринов и жирных кислот, полученных из оливкового масла.

Определения

Пищевая намазываемая эмульсия относится к жиросодержащим композициям, которые являются твердыми при 4°C-20°C и жидкими при 37°C. Содержание жира в таких композициях находится в диапазоне, составляющем приблизительно 10-90%, 25-80% или 50-70% (вес/об.).

Пищевые намазываемые эмульсии включают продукты, известные как маргарин или гальварин и пастообразные продукты (обычно с 30-40% содержанием жира (вес/об.)). Другие коммерческие пищевые продукты, которые подпадают под эту категорию, представляют собой намазываемые сыры.

Маргарин, как определено директивой Европейского Союза, относится к «эмульсии по типу «вода в масле», полученной из растительных/животных жиров, с содержанием жира, составляющим по меньшей мере 10%, но меньше 90%, которая остается твердой при температуре 20°C и подходит в качестве пастообразного продукта».

В настоящем изобретении маргарин обычно содержит только растительные жиры и масла.

В настоящем изобретении предпочтительные варианты осуществления маргарина обычно имеют 50-70% содержание жира.

Фитостерины представляют собой тритерпены с химической структурой, сходной со структурой холестерина. Как показано на фигуре 1, они состоят из стероидного ядра из четырех колец с гидроксильной группой, присоединенной к атому C-3 кольца A, и алифатической боковой цепью, присоединенной к атому C-17 кольца D. Фитостерины включают свыше 250 различных растительных стеринов и станолов и родственных соединений, но более часто встречающимися являются β-ситостерин, стигмастерин и кампестерин. Растительные стерины отличаются только их боковой цепью. Возможные видоизменения боковых цепей включают присутствие разветвленной метильной или этильной группы при атоме C-24 и присутствие и положение одной двойной связи (Piironen et al. (2000) J. Sci. Food Agric. 80, 939-966).

Фитостанолы представляют собой насыщенные продукты гидрирования фитостеринов, где двойная связь в стериновом кольце отсутствует.

Сложные эфиры фитостеринов являются продуктом реакции жиров и фитостеринов. В зависимости от типа жира состав жирных кислот может варьироваться.

Для ясности, этерифицированные варианты фитостанолов (сложные эфиры фитостанолов) не подходят под определение сложных эфиров фитостеринов по настоящему изобретению.

Это отличается от, например, US20110287156, где сложный эфир фитостерина является собирательным названием для сложных эфиров как растительных стеринов, так и растительных станолов. Однако температуры плавления сложного эфира фитостерина и его соответствующего сложного эфира станола значительно отличаются, что приводит к различиям в текстуре и/или вкусовых ощущениях.

Подходящие сложные эфиры фитостеринов по настоящему изобретению также имеют по меньшей мере 65, 70, 75, 80 или 85% ненасыщенных жирных кислот, где ненасыщенная жирная кислота обычно представляет собой олеиновую кислоту (C18:1). В равной степени можно использовать жирные кислоты с цепью C16:1, C20:1 или C24:1, но они встречаются только в ограниченных количествах в ограниченном числе семян растений.

Подходящие сложные эфиры фитостеринов в контексте настоящего изобретения содержат главным образом олеиновую кислоту в качестве жирной кислоты, т. е. по меньшей мере 65%, 70%, 80% или 90%.

Предпочтительная композиция на основе сложных эфиров фитостеринов содержит по меньшей мере 65, 70, 80, 90% олеата ситостерина.

Этих значений содержания олеиновой кислоты можно достичь путем этерификации с оливковым маслом, которое имеет содержание олеиновой кислоты, обычно составляющее 74-80% в зависимости от партии. Также другие масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, такие как высокоолеиновое подсолнечное масло (приблизительно 80%), высокоолеиновое соевое масло (приблизительно 82-84%), высокоолеиновое сафлоровое масло (приблизительно 78%) и высокоолеиновое масло канолы (приблизительно 78-84%), являются подходящими в контексте настоящего изобретения.

Другие коммерческие масла имеют существенно более низкое содержание олеиновой кислоты (рапсовое масло с низким содержанием эруковой кислоты — приблизительно 60%, рапсовое масло с высоким содержанием эруковой кислоты — приблизительно 15%; соевое масло — приблизительно 25%, кукурузное масло — приблизительно 27%, хлопковое масло — приблизительно 41%, подсолнечное масло — приблизительно 21%, сафлоровое масло — приблизительно 18%, сливочное масло — приблизительно 30%, пальмовое масло — приблизительно 40%, пальмоядровое масло — приблизительно 15%, кокосовое масло — приблизительно 8% или меньше).

Тугоплавкий жир относится к фракции жира, которая является твердой при комнатной температуре и которая включается в состав продуктов, таких как маргарин, вместе с жидким маслом.

Тугоплавкий жир также определяют как фракцию твердых жиров в жировой фракции маргаринов. Жировая фракция представляет собой смесь твердого жира и масла.

Жиры, которые обычно используют для получения тугоплавкого жира в таких продуктах, являются природными маслами, такими как пальмовое масло или кокосовое масло, или гидрогенизированными маслами, такими как гидрогенизированное рапсовое масло или гидрогенизированное подсолнечное масло, или сливочным маслом. Фракции пальмового масла, такие как пальмовый стеарин и средняя фракция пальмового масла, также часто используются для получения тугоплавкого жира.

Настоящее изобретение позволяет заменить по существу весь или весь тугоплавкий жир, который используется в маргарине. Варианты осуществления настоящего изобретения, следовательно, могут содержать меньше 4, 3, 2, меньше 1,5 или меньше 0,5 грамма насыщенных жирных кислот на 100 граммов маргарина.

«Тугоплавкий жир» отличается от общего термина «триглицеридный жир» тем, что последний может относиться как к твердому, так и к жидкому жиру и к их смесям.

Жидкое масло, т.е. жидкое при 20°C, является фракцией намазываемой эмульсии, такой как маргарин. Типичными примерами жидких масел в контексте настоящего изобретения являются рапсовое масло, подсолнечное масло или льняное масло.

Жировые смеси получают сначала путем нагревания жиров по отдельности при температуре, превышающей температуру плавления жира, с разрушением памяти кристаллов до тех пор, пока они не станут полностью жидкими. Затем жидкие масла объединяют и перемешивают при нагревании при температуре, превышающей температуру плавления обоих жиров, до тех пор, пока не будет получена визуально однородная смесь.

Хотя основными составляющими жировой фракции по настоящему изобретению являются сложный эфир фитостерина, жидкое масло и тугоплавкий жир, композиция, такая как маргарин, может содержать соединения, такие как моноглицериды, диглицериды и полиглицерилполирицинолеат (PGPR).

Стандартная обработка маргарина известна из уровня техники и включает следующие этапы.

- Получение масляной фазы путем нагревания тугоплавкого жира при температуре, превышающей температуру плавления, до тех пор, пока он полностью не расплавится, и смешивание его с жидким маслом (например, рапсовым маслом или подсолнечным маслом). Затем в жировой фазе диспергируют эмульгаторы и, вероятно, также в жировую фазу добавляют антиоксиданты и красители.

- Получение водной фазы путем растворения соли, белков, сахара, консервантов, ароматизаторов и, вероятно, также стабилизаторов в воде.

- Получение эмульсии путем смешивания масляной фазы и водной фазы. Эмульсию необязательно пастеризуют, чтобы избежать микробного загрязнения. После пастеризации эмульсию выдерживают при температуре, составляющей приблизительно 43°C, чтобы избежать образования зародышей кристаллов.

- Охлаждение эмульсии в скребковом теплообменнике для индуцирования кристаллизации липидов.

- Маргарин пропускают через машину со штифтовым ротором, где охлажденная эмульсия завершает свою кристаллизацию и где формируется желаемая текстура маргарина.

(Miskandar et al. (2005) Asia Pac J Clin Nutr 14, 387-395 и Young N., Wassell P. (2008) Margarine and Spreads. В: Hasenhuettl G.L., Hartel R.W. (eds) Food Emulsifiers and Their Applications. Springer, New York, NY).

Примерами вышеуказанных ингредиентов являются соль (хлорид натрия или калия), лецитин, фосфатиды, полиглицерилполирицинолеат (PGPR), молочный порошок, лактоза, сложные эфиры лимонной кислоты и моноглицеридов и диглицеридов, бикарбонат натрия и лимонная кислота в качестве средств, регулирующих pH, β-каротин в качестве красителя, ароматизаторы, консерванты, такие как EDTA кальция-динатрия, пропил-, октил- и додецилгаллаты, BHT, BHA, аскорбилпальмитат, аскорбилстеарат, стеарилцитрат, изопропилцитрат и сорбиновая кислота и бензойная кислота и их натриевые, калиевые и кальциевые соли, пищевые белки, такие как казеин, казеинат, альбумин, белки молочной сыворотки, растительные белки или изолят соевого белка, эмульгаторы, такие как моноглицериды и диглицериды, загустители, такие как желатин, пектин, каррагинаны, агар, ксантан, геллан, крахмал или производные крахмала, альгинаты или производные метилцеллюлозы (Young N., Wassell P. (2008) Margarines and Spreads. В: Hasenhuettl G.L., Hartel R.W. (eds) Food Emulsifiers and Their Applications. Springer, New York, NY).

Наиболее богатыми природными источниками фитостеринов являются растительные масла, за которыми следуют зерна злаковых культур и орехи. Фитостерины экстрагируют для использования в фармацевтических, косметических и пищевых путях применения (Fernandes & Cabral (2007) Bioresource Technol. 98, 2335-2350; Piironen et al. (2000), цитируемый выше). Двумя основными сырьевыми материалами, используемыми для крупномасштабной экстракции фитостеринов, являются растительные масла и талловое масло (побочный продукт процесса крафт-варки целлюлозы) (Helminen et al. (2006) Organic Process Res. & Dev. 10, 51–63; Thompson & Grundy (2005) Am. J. Cardiol. 96, 3-9). Эпидемиологические и экспериментальные исследования показали, что фитостерины могут обеспечивать защиту от большинства известных видов рака в западных обществах, но их основной полезный эффект в отношении здоровья состоит в снижении концентраций циркулирующего холестерина. Метаанализ 41 испытаний показал, что 10% снижения уровней холестерина LDL в крови можно достичь при оптимальном потреблении фитостеринов в количестве 2 г/сутки, за рамками которого наблюдается лишь незначительный эффект (Mensink et al. (2003) The Am. J. of Clinical Nutrition 77, 1146–1155). Кроме того, имеются сведения, что каждый 1% снижения уровня холестерина LDL соответствует 1% снижения риска, связанного с ишемической болезнью сердца, особенно у субъектов с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний, таких как субъекты, имеющие сахарный диабет 2 типа (Marangoni & Poli (2010), цитируемый выше). При потреблении фитостеринов для снижения уровня холестерина LDL не демонстрируются какие-либо побочные эффекты, за исключением детей и беременных женщин, у которых имеется риск дефицита каротиноидов (Nestel et al. (2001) Eur J Clin Nutr. 55, 1084-1090; Sioen et al. (2011) British J. Nutrition 105, 960–966). С учетом того, что среднее суточное потребление фитостеринов у взрослых достигает лишь 150-400 мг/сутки, фитостерины необходимо вводить в более высокой концентрации для извлечения пользы из их свойств, способствующих укреплению здоровья (Ntanios (2001) Eur. J. Clin. Nutrition 103, 102–106). Одним возможным способом введения является включение фитостеринов в состав пищевой матрицы. Обогащение пищевых продуктов свободными фитостеринами, однако, является затруднительным с точки зрения технологии и качества пищевых продуктов, поскольку они нерастворимы в воде и плохо растворимы в жирах, входящих в рацион питания, тогда как их температуры плавления являются довольно высокими (приблизительно 140–150°C) (Piironen et al. (2000), цитируемый выше). Следовательно, было проведено много исследований для поиска подходов для преодоления этих ограничений. Благодаря этерификации фитостеринов в положении C-3 в кольце A с жирной кислотой (FA) с получением сложных эфиров фитостеринов (PE) повышается их растворимость в липидах, снижается их температура плавления и, таким образом, облегчается их включение в состав жиросодержащих продуктов питания (Ostlund (2007) Ann. Rev. Nutrition 22, 533-549). Сложные эфиры фитостеринов в настоящее время уже используются в качестве ингредиента пищевых продуктов в современных функциональных пищевых составах. Маргарины и столовые пастообразные продукты являются идеальными основами, хотя сливочный сыр, заправки для салатов и йогурты также используются в качестве систем доставки (Vaikousi et al. (2007) J. Agric. Food Chem. 55, 1790-1798). Из анализа обогащенных жирами пищевых продуктов, снижающих уровень холестерина, таких как маргарины и пастообразные продукты, представленных на бельгийском рынке, был сделан вывод о том, что концентрация сложных эфиров фитостеринов, которая используется в жировой фазе в этих продуктах, находится в диапазоне 10-50% в зависимости от типа продукта (например, легкий маргарин, маргарин со сливочным маслом или оливковым маслом и т.п.).

Однако добавление сложных эфиров фитостеринов в жировую фазу пищевых продуктов может влиять на их поведение при кристаллизации и может, таким образом, приводить к проблемам, появляющимся в процессе производства или связанным с макроскопическими свойствами готового продукта (Rodrigues et al. (2007) Food Res. Int. 40, 748-755). Фундаментального исследования этой темы, однако, очень не хватает. Насколько известно авторам настоящего изобретения, о влиянии добавления сложных эфиров фитостеринов на физические свойства пищевых жиров только дважды сообщалось в литературе. Vu и соавт., (2004) Food Res. Int. 37, 175-180, показали, что самостоятельно приготовленные сложные эфиры фитостеринов, добавленные в жидкое кукурузное масло, вызывали нежелательную кристаллизацию сложных эфиров фитостеринов при концентрации, превышающей некоторое пороговое значение. Rodrigues и соавт., (2007), в цитируемом выше источнике, исследовали, как поведение молочного жира при кристаллизации изменялось при смешивании с коммерческой смесью сложных эфиров фитостеринов. Они показали, что добавление сложных эфиров фитостеринов к молочному жиру индуцировало формирование более мягкой консистенции и достижение более низкого содержания твердого жира. Однако эти авторы не сообщали никакой информации о поведении при плавлении и полиморфном поведении ни для чистых субстратов, ни для их смесей, поскольку не проводились анализы ни методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), ни методом рентгеновской дифракции (XRD). Кроме того, сложные эфиры фитостеринов добавляли лишь в двух различных концентрациях, что давало лишь ограниченное представление о фазовом поведении смесей сложных эфиров фитостеринов с молочным жиром.

Примеры

Пример 1. Влияние добавления β-ситостерилолеата на поведение пальмового масла при кристаллизации в «равновесном состоянии»

Материал

β-ситостерин (≥70%) и олеиновую кислоту (≥90%) приобретали у Sigma Aldrich (Бреннбю, Дания). Пальмовое масло получали от Unilever (Нидерланды). β-ситостерин имел чистоту 80,5% и использовался без дополнительной очистки. Примеси представляли собой кампестерин и бета-ситостанол, каждый из которых имел максимальную концентрацию 10%.

Синтез и очистка β-ситостерилолеата

В основе синтеза β-ситостерилолеата лежал способ из Panpipat et al. (2013b) Biochem. Engin. J. 70, 55-62. β-ситостерин смешивали с олеиновой кислотой в молярном соотношении 1,0:1,0 (моль/моль) при концентрации 0,2M в 800 мл гексана. Иммобилизованную липазу — липазу A Candida Antarctica (CAL A, Codexis, Пасадена, США) — добавляли в смесь в количестве 20% (вес.% по β-ситостерину). Реакцию проводили в закрытом реакторе объемом 1 л с механической мешалкой при 50°C в течение 48 ч. при непрерывном перемешивании и в присутствии 62,5% (вес. % по β-ситостерину) молекулярного сита для удаления воды из растворителя. Реакцию прекращали путем отфильтровывания иммобилизованной липазы и молекулярного сита под вакуумом (Sigma-Aldrich, Бреннбю, Дания). Остаток промывали гексаном для удаления любого субстрата или продукта.

Первую, грубую оценку выхода реакции этерификации осуществляли посредством тонкослойной хроматографии (TLC). Таким образом, 10 мкл полученных реакционных смесей использовали для TLC вместе с 10 мкл β-ситостерина и олеиновой кислоты в качестве эталона. Пластины проявляли с помощью двух различных проявляющих растворителей: сначала смесью хлороформ/метанол/вода (64:10:1, об.:об.:об.) до середины пластины и высушивали, а затем смесью хлороформ/метанол/уксусная кислота (97,5:2,5:1, об.:об.:об.) практически до верхнего края пластины и снова высушивали. Идентификацию пятен на пластине проводили путем кратковременного погружения пластины в раствор серной кислоты (30% H2SO4 в метаноле), а затем нагревания пластины при 100°C в течение 1 мин. с помощью фена. Пятна β-ситостерина и β-ситостерилолеата демонстрируют пурпурный цвет, тогда как пятна олеиновой кислоты — белый. Значения фактора удерживания (Rf) β-ситостерина, олеиновой кислоты и β-ситостерилолеата составляли соответственно 0,63, 0,47 и 0,91. Выход реакции оценивали, исходя из относительной интенсивности пятна β-ситостерина по сравнению с пятном β-ситостерилолеата, полученным из реакционной смеси. Выход был явно ниже 90% и оценивался как составляющий 40-60%.

Синтезированный β-ситостерилолеат очищали с помощью колонки с силикагелем низкого давления. Стеклянную колонку (4 см × 40 см), упакованную 300 мл силикагеля (Sigma-Aldrich, Оверейсе, Бельгия), диспергированного в гексане, использовали для отделения β-ситостерина и олеиновой кислоты из β-ситостерилолеата. Сначала 10 г продукта реакции наносили на силикагель путем перемешивания продукта реакции с восемью ложками силикагеля в гексане при 60°C в течение 5 мин., после чего растворитель удаляли. Продукт реакции, нанесенный на силикагель, измельчали в порошок, а затем загружали в колонку. Затем 1,8 л растворителя, представляющего собой смесь гексан/этилацетат (40:1, об.:об.), позволяли протекать через колонку, и элюент собирали в пробирки объемом 30 мл. При тестировании с помощью TLC значения Rf β-ситостерина, олеиновой кислоты и β-ситостерилолеата в этом растворителе составляли соответственно 0,00, 0,00 и 0,35. Содержимое каждой пробирки тестировали на наличие β-ситостерина, олеиновой кислоты и β-ситостерилолеата с помощью TLC путем нанесения 10 мкл из каждой тестовой пробирки на пластину для TLC. Пластины проявляли смесью хлороформ/метанол/вода (64:10:1, об.:об.:об.) до середины пластины и затем смесью хлороформ/метанол/уксусная кислота (97,5:2,5:1, об.:об.:об.) практически до верхнего края пластины и снова высушивали. Присутствие β-ситостерина, олеиновой кислоты и β-ситостерилолеата на пластине визуализировали с помощью раствора серной кислоты, как описано выше. Содержимое пробирок, содержащих только β-ситостерилолеат, собирали, и растворитель выпаривали.

Состав жирных кислот пальмового масла и β-ситостерилолеата

Состав жирных кислот определяли путем метилирования пальмового масла и олеиновой кислоты. Таким образом образовывались «метиловые сложные эфиры жирных кислот» (FAME), которые затем разделяли посредством газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором (GC-FID). Метилирование проводили путем нагревания смеси из 5 мг липида, 1 мл толуола и 2 мл 1% серной кислоты в течение ночи до 50°C. Затем добавляли 5 мл 5% раствора хлорида натрия с водой в качестве растворителя, и FAME экстрагировали с помощью 3 мл гексана. Разделение и количественное определение FAME проводили с помощью GC-FID (Trace GC Ultra, Thermo Fisher Scientific, Interscience, Бельгия) с холодным вводом пробы непосредственно в колонку. FAME разделяли на колонке EC Wax (длина: 30 м, внутренний диаметр: 0,32 мм, толщина пленки: 0,25 мкм) (Grace, Бельгия), используя специальную температурно-временную программу (70-180°C (5°C/мин), 180-235°C (2°C/мин), 235°C (9,5 мин). Идентификацию пиков проводили с помощью стандартной серии из 35 различных FAME (Nu-Check, США). Количественное определение площади пика проводили с помощью программного обеспечения ChromCard для Windows (Interscience, Бельгия). Определение выполняли в трех повторностях (Ryckebosch et al. (2012) JAOCS 89, 189-198).

Таблица 1. Состав жирных кислот (%) β-ситостерилолеата и пальмового масла

Значения показывают среднее для трех измерений. Погрешность составляет 0,2%.

Получение смесей

Девять смесей β-ситостерилолеата с пальмовым маслом получали с диапазоном концентраций β-ситостерилолеата 10-90% с интервалами композиции в 10%. Чистые липиды полностью расплавляли в печи при температуре 80°C. Расплавленные чистые липиды собирали в конической пробирке и выдерживали при 80°C в течение 30 мин. при периодическом перемешивании с помощью вихревой мешалки.

Кристаллизация до «равновесного» состояния

В этом примере показан эффект добавления β-ситостерилолеата в отношении кристаллизации пальмового масла в «равновесном» состоянии. Сначала образцы расплавляли при 80°C в течение 15 минут, а затем помещали на водяную баню при 10°C для быстрого охлаждения (при приблизительно 5°C/мин). В соответствии с имеющимися литературными сведениями (AOCS, 1997a) температурно-временной профиль в течение 72 ч при 10°C использовали для приведения образцов в «равновесное» состояние. Наблюдали, что энтальпия плавления согласно DSC и максимум пика кривой плавления пальмового масла больше не изменяются значительно при выдерживании при 10°C в течение более чем 48 ч. Описанное темперирование образцов проводили на водяной бане.

Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC)

Эксперименты по DSC проводили с помощью DSC Q2000 (TA Instruments, Нью-Касл, США), оснащенного автоматическим пробоотборником, и азота в качестве продувочного газа. Сапфир и индий использовали для калибровки базовой линии, и пустую кювету использовали в качестве эталона. Герметичные алюминиевые кюветы (TA Instruments, Брюссель, Бельгия) заполняли приблизительно 10 мг расплавленного жира. Приблизительно 10-20 мг расплавленных образцов закупоривали в герметичных алюминиевых кюветах Tzero (TA Instruments, Брюссель, Бельгия). После достижения «равновесного» состояния образцы нагревали при 20°C/мин до 80°C. Энтальпию плавления (ΔH), т.е. количество тепла, высвобождающееся при плавлении, рассчитывали с помощью программы Universal Analysis путем интегрирования кривой плавления с использованием горизонтальной базовой линии. Кривые плавления смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом продемонстрировали один пик, который интегрировался линейно с фиксированной конечной точкой при 70°C. Максимумы пиков для пиков на кривых плавления (T_max) также определяли с помощью Universal Analysis.

Рентгеновская дифракция

Анализы методом рентгеновской дифракции проводили со смесями пальмового масла с 0, 20, 40, 60, 80 и 100% β-ситостерилолеата после того, как они достигали «равновесного состояния». Рентгеновскую дифракционную камеру Xenocs Xeuss (Xenocs, Сассенаж, Франция), оснащенную детектором на основе запоминающих пластин Mar345 (MARresearch, Нордерштедт, Германия), использовали для получения картин рассеяния рентгеновского излучения. Молибденовый источник пучка рентгеновского излучения со сверхнизкой расходимостью GeniX 3D имел мощность 50 кВ (1 мА), давая пучок с постоянной интенсивностью и длиной волны 0,7107 Å. Приблизительно 25-30 мг расплавленного образца закупоривали в герметичных алюминиевых кюветах Tzero (TA Instruments, Брюссель, Бельгия). После достижения «равновесного» состояния образцы помещали на платформу с регулируемой температурой Linkam DSC600 (Linkam Scientific Instruments, Суррей, Великобритания) перед пучком. Объединенные картины малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) и широкоугольной дифракции рентгеновских лучей (WAXD) регистрировали при постоянной температуре 10°C. Все рентгенограммы обрабатывали с помощью программного обеспечения Conex, также используя измерение с пустой емкостью для DSC и калибровочное измерение с образцом бегената серебра (Gommes & Goderis (2010) J. Appl. Crystall. 43, 352-355).

Микроскопия в поляризованном свете (PLM)

Для PLM каплю расплавленного, однородного образца каждой смеси и обоих чистых компонентов переносили на предметное стекло для микроскопа посредством стеклянной пипетки Пастера. Эту каплю накрывали покровным стеклом. Образцы затем снова помещали в печь для плавления образца для получения равномерной и однородной толщины слоя образца.

Микроструктуру образцов изучали с помощью поляризационного микроскопа Olympus BX51 (Olympus Optical Co. Ltd., Япония), оснащенного цифровой камерой Infinity 2 (Lumenera Corporation, Канада). После достижения «равновесного» состояния образцы помещали на пластину с регулируемой температурой Linkam PE120 (Linkam Scientific Instruments, Великобритания). Изображения получали с увеличением 40× и 100×, используя программное обеспечение Infinity Capture (Lumenera Corporation, Канада).

Результаты

Чистый β-ситостерилолеат

Дифференциальная сканирующая калориметрия

Кривая плавления β-ситостерилолеата показана на фигуре 2. На этой кривой плавления наблюдали один-единственный пик. Стериновая часть β-ситостерилолеата состояла из различных типов фитостеринов. Измерения с помощью DSC чистого β-ситостерилолеата показали, что эти смеси различных стеринов, этерифицированных с одной жирной кислотой, вели себя практически так же, как чистый компонент, в том, что касается их хорошей смешиваемости. Наблюдаемые эффекты могут, таким образом, полностью объясняться типом жирной кислоты в сложном эфире фитостерина, а не видоизменениями между различными фитостеринами. Максимум пика кривой плавления составлял 29,9°C ± 0,9°C, что значительно не отличалось от максимума пика для PO. Это значение соответствует температуре плавления, представленной в литературных источниках (Leeson & Flöter (2002) Food Res. Int. 35, 983-991). Энтальпия плавления составляла 53,9 Дж/г ± 2,1, что значительно не отличалось от энтальпии плавления PO. Это значение также является близким к энтальпии плавления, представленной в цитируемых выше литературных источниках (Leeson & Flöter (2002)). Поскольку имеется только один-единственный пик, полиморфные переходы не происходили при нагревании, и β-ситостерилолеат кристаллизовался в одной фракции (Panpipat et al. (2013a) J. Coll. Interface Sci. 407, 177-186).

Рентгеновская дифракция

На фигуре 3 на картине WAXD для P-олеата наблюдали семь пиков: два небольших пика при 2θ = 4,04° (d = 10,08 Å) и 2θ = 5,33° (d = 7,65 Å), выраженный пик при 2θ = 6,76° (d = 6,03 Å), широкий двойной пик при 2θ = 8,15° (d = 5,00 Å) и 2θ = 8,41° (d = 4,85 Å), другой выраженный пик при 2θ = 9,68° (d = 4,21 Å) и последний небольшой пик при 2θ = 10,72° (d = 3,80 Å). На фигуре 4 показана картина SAXS. Видимыми являются три пика, начиная со среднего пика в положении 2θ = 0,73° (d = 55,80 Å), затем острый пик в положении 2θ = 1,48° (d = 27,52 Å) и небольшой пик при 2θ = 2,20° (d = 18,54 Å). Поскольку как на картине SAXS, так и на картине WAXD присутствовало несколько пиков, β-ситостерилолеат явно присутствует в кристаллической фазе (Dijkstra et al. (2007), в «The Lipid Handbook». Third Edition. Taylor & Francis Group, Boca Raton). Для объяснения этих пиков не может быть использована такая же терминология, что и для TAG-липидов, например, пальмового масла. Молекулярная структура сложных эфиров фитостеринов слишком отличается от молекулярной структуры TAG, чтобы говорить о таких же кристаллических формах. В прошлом данные XRD для сложных эфиров фитостеринов не исследовались. Поскольку холестериловые сложные эфиры (CE) и сложные эфиры фитостеринов имеют сходную молекулярную структуру, в этой работе сравниваются данные XRD для β-ситостерилолеата с данными для CE. Дополнительная этильная группа, которая появляется в бета-ситостериловых сложных эфирах, сравниваемых с CE, выступает над плоскостью. Ginsburg и соавт. (1984) [Prog. Lipid Res. 23, 135-167] показали картину XRD холестерилолеата (CE-олеата) в кристаллической фазе, жидкой фазе и мезоморфной фазе. Картина XRD для кристаллической фазы CE-олеата в значительной степени соответствует картине XRD для чистого PE-олеата. На картине SAXS для CE-олеата присутствуют пики, обусловленные слоистой структурой CE-олеата. У β-ситостерилолеата, таким образом, вероятно, также обнаруживается слоистая структура (Souza et al. (2011) Chem. Physics Lipids 164, 664-671).

Для CE с жирнокислотной цепью из по меньшей мере шести атомов углерода уже были описаны три кристаллические формы: «монослой типа 1», «монослой типа 2» и «бислой». Относительная важность межмолекулярных взаимодействий между цепями, взаимодействий между кольцами и взаимодействий между цепями и кольцами является фактором, который определяет то, какой тип кристаллической формы образуется. Эти взаимодействия определяют относительную стабильность кристаллических форм при определенной температуре. Все три кристаллические формы относятся к моноклинной кристаллической структуре (Ginsburg et al. (1984), цитируемый выше). Кристаллическая форма CE-олеата представляет собой монослой типа 2, характеризующийся d = 18,5 Å в качестве толщины слоя между монослоями. Эти кристаллы являются моноклинными с двумя молекулами на элементарную ячейку (Ginsburg et al. (1984), цитируемый выше; Guo & Hamilton (1995) Biophysical Journal 68, 2376-2386); Souza et al. (2011), цитируемый выше; Das & De (2011) Chem. Phys. Lipids 164, 33-41). Это значение (d = 18,5 Å) также было отображено на картине SAXS для β-ситостерилолеата, но с намного более низкой интенсивностью, чем для пика в положении 2θ = 1,48° (d = 27,52 Å). Эта толщина слоя (d = 27,52 Å) скорее типична для монослоя типа 1. Третий пик с расстоянием d = 55,80 Å, таким образом, опять-таки является типичным для толщины слоя двухслойной структуры (Dorset (1987) J. Lipid Res. 28, 993-1005; Das & De (2011), цитируемый выше). Значения относительной интенсивности пиков зависят от ориентации длинной оси молекулы относительно плоскости монослоя. Снижение интенсивности некоторых пиков происходит вследствие эффекта предпочтительной ориентации кристаллитов (Das & De (2011), цитируемый выше). Кроме того, в Dorset (1987), цитируемом выше, также указано несколько расстояний, соответствующих двухслойной структуре CE-миристата, которые также обнаруживались на картине WAXD для β-ситостерилолеата. Пик с расстоянием d = 4,85 Å может быть обусловлен укладкой жирнокислотных цепей бок о бок, а расстояние d = 10,08 Å может указывать на укладку колец бок о бок (Dorset (1987), цитируемый выше). Преобладающими взаимодействиями в кристаллах CE в форме монослоя типа 2 являются взаимодействия между кольцами и между цепями (Ginsburg et al. (1984), цитируемый выше). Молекулы являются антипараллельными. Ацильные цепи противоположных монослоев переплетены, но неплотно упакованы рядом друг с другом с образованием границы раздела между слоями. Они не составляют специфическую структуру «подъячейки» (Gao & Craven (1986) J. Lipid Res. 27, 1214-1221; Das & De (2011), цитируемый выше). В CE-олеате ненасыщенная цепь согнута таким образом, что линейность цепи сохраняется, насколько это возможно (Craven & Guerina (1979) Chem. Phys. Lipids 29, 91-98; Ginsburg et al. (1984), цитируемый выше). Наблюдается значительное соответствие цепи олеата за пределами области изгиба из шести атомов около цис-двойной связи (Gao & Craven (1986), цитируемый выше). Был сделан вывод, что β-ситостерилолеат образовывал двухслойную структуру в «равновесном» состоянии.

Микроскопия в поляризованном свете

На фигуре 5 показана кристаллическая решетка β-ситостерилолеата спустя 72 ч. темперирования при 10°C. Четко наблюдались кристаллы, что также ожидалось согласно результатам XRD. Кристаллы были игольчатыми, как и в случае с CE-олеатом (Das & De (2011), цитируемый выше). Иголки были самоструктурированными в виде сферолитов. Сферолиты содержали поляризационный крест с плечами, параллельными плоскостям поляризации. Они также наблюдались в случае с CE (Lundberg (1975) Chem. Phys. Lipids 14, 309-312). Диаметр сферолитов находился в диапазоне 30-230 мкм. Сферолиты β-ситостерилолеата были преимущественно окрашены оттенками серого цвета, но также демонстрировали легкое желтоватое, оранжеватое и синеватое окрашивание.

Смеси пальмового масла с β-ситостерилолеатом

Дифференциальная сканирующая калориметрия

Кривые плавления смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом показаны на фигурах 6A и 6B. Каждый раз наблюдали один пик на концентрацию. От чистого пальмового масла до пальмового масла с 30% β-ситостерилолеата пик снижался, и максимум пика сдвигался в сторону более низких температур. От пальмового масла с 30% β-ситостерилолеата до пальмового масла с 40% β-ситостерилолеата пик, по-видимому, сохранял такой же размер, но значительно сдвигался в сторону более низкой температуры. В смеси с β-ситостерилолеатом в количестве от 40% до 60% пик был главным образом острее и больше при приблизительно такой же температуре. В пальмовом масле с β-ситостерилолеатом в количестве от 60% до 70% пик начинал сдвигаться обратно в сторону более высокой температуры без какого-либо изменения размера пика. В смеси с β-ситостерилолеатом в количестве от 70% до 80% пик становился острее и больше и сдвигался в сторону более высокой температуры. В пальмовом масле с β-ситостерилолеатом в количестве от 80% до 90% пик сдвигался в сторону более высокой температуры без какого-либо видимого изменения размера пика. В пальмовом масле с β-ситостерилолеатом в количестве от 90% до 100% пик становился острее и больше, и максимум пика увеличивался.

На фигуре 7 показаны максимумы пиков для смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом в «равновесном состоянии». Максимум пика, соответствующий каждой концентрации β-ситостерилолеата, является средним значением для максимумов пиков из пяти образцов. При добавлении до 20% β-ситостерилолеата максимум пика значительно не уменьшался. При добавлении более 20% β-ситостерилолеата максимум пика падал до минимального значения 24,5°C ± 0,1°C при концентрации 50%. При последующем повышении концентрации β-ситостерилолеата максимум пика снова постепенно возрастал. Как указано выше, никакого значительного различия не наблюдали между чистым пальмовым маслом и 100% β-ситостерилолеатом, более того, эти границы пика значительно не отличались от таковых у пальмового масла с 10%, 20% и 90% β-ситостерилолеата.

Фигуру 7 можно также рассматривать как линию ликвидуса на фазовой диаграмме двухкомпонентной системы пальмовое масло/β-ситостерилолеат (Marangoni & Wesdorp (2013) Pharmacol. Res. 61, 193-199). Фазовая диаграмма демонстрирует эвтектическое поведение, поскольку при некоторых концентрациях β-ситостерилолеата максимум пика является более низким, чем у чистого пальмового масла и чистого β-ситостерилолеата. Эвтектический минимум достигался при концентрации 50% β-ситостерилолеата. Эвтектическое поведение смесей обусловлено несовместимостью в твердой фазе (Dijkstra et al. (2007), цитируемый выше). Причина, почему β-ситостерилолеат и пальмовое масло являются несмешиваемыми в твердой фазе, состоит в различии молекулярной структуры, что означает, что они не встраиваются в одну кристаллическую форму (Dorset (1987), цитируемый выше; Lida et al. (2002) JAOCS 11, 1137-1144; Saadi et al. (2011) Journal of Food Sci. 76, C21-C30).

При нанесении на график энтальпии плавления в зависимости от концентрации β-ситостерилолеата (фигура 8) наблюдалось уменьшение до 30% β-ситостерилолеата. Уменьшающаяся энтальпия плавления достигала минимального значения 45,8 Дж/г ± 1,7 при концентрации 30% β-ситостерилолеата, а затем она снова постепенно увеличивалась. Начиная с 70% β-ситостерилолеата, достигалось значение плато, что значительно не отличалось от энтальпии плавления 100% β-ситостерилолеата.

Рентгеновская дифракция

На фигурах 9 и 10 показаны картины WAXD и SAXS для смесей пальмового масла с β-ситостерилолеатом спустя 72 ч. темперирования при 10°C. На картине SAXS первый пик, характерный для β-ситостерилолеата, становится видимым, начиная с 20% β-ситостерилолеата и далее. На картине WAXD кривая 20% β-ситостерилолеата также стремилась к пику β-ситостерилолеата в положении 2θ = 6,76° (d = 6,03 Å). β-ситостерилолеат кристаллизовался, таким образом, уже начиная с 20%, что также ожидалось согласно результатам DSC. Картины SAXS и WAXD для смесей с 40% и 60% β-ситостерилолеата четко демонстрировали пики как β-ситостерилолеата, так и пальмового масла. Пальмовое масло продолжает образовывать кристаллы при высоких концентрациях β-ситостерилолеата. Помимо типичных пиков пальмового масла и β-ситостерилолеата, новые пики не наблюдались. β-ситостерилолеат и пальмовое масло кристаллизовались по отдельности друг от друга, а не в одной кристаллической форме.

Пальмовое масло кристаллизовалось при всех концентрациях β-ситостерилолеата в виде бета-штрих-полиморфа. Кристаллическая форма β-ситостерилолеата также была одинаковой во всех смесях.

Площадь всех дифракционных пиков, соответствующих одной кристаллической форме, будет пропорциональна количеству этой формы, но коэффициент пропорциональности может изменяться в зависимости от кристаллической структуры. Это означает, что значения относительного содержания различных кристаллических форм не могут быть получены непосредственно из соответствующих поверхностей ниже их соответствующих пиков (Shukat et al. (2012) J. Thermal Anal. Calorimetry, 108, 153-161). Визуально наблюдали, что относительная площадь пиков пальмового масла уменьшалась, а относительная площадь пиков β-ситостерилолеата увеличивалась с повышением концентрации β-ситостерилолеата.

Это может происходить из-за того, что количество бета-штрих-полиморфной формы пальмового масла уменьшается, а количество кристаллов β-ситостерилолеата увеличивается при повышении концентраций β-ситостерилолеата.

Микроскопия в поляризованном свете

На фигуре 11 показаны микрофотографии, соответствующие различным концентрациям β-ситостерилолеата. Как уже было ясно из результатов XRD, пальмовое масло и β-ситостерилолеат кристаллизуются по отдельности и образуют свои собственные кристаллы. В смеси с 10% β-ситостерилолеата кристаллов β-ситостерилолеата не наблюдали, тогда как в смеси с 20% β-ситостерилолеата наблюдали яркие, игольчатые кристаллы β-ситостерилолеата с размером приблизительно 16-42 мкм рядом с кристаллами пальмового масла. Самые большие игольчатые кристаллы β-ситостерилолеата наблюдали в смеси с 30% β-ситостерилолеата, и они имели размер, составляющий приблизительно 23-150 мкм. Начиная с этой концентрации, кристаллы β-ситостерилолеата группировались вместе, хотя они не образовывали сферолиты. В смесях с 40-90% β-ситостерилолеата игольчатые кристаллы β-ситостерилолеата были меньшими, имея размер, составляющий приблизительно 7-25 мкм, который был не намного большим, чем у кристаллов пальмового масла. Начиная с 80% β-ситостерилолеата, кристаллы пальмового масла нельзя было больше четко различить на изображениях. Игольчатые кристаллы β-ситостерилолеата были очень яркими и демонстрировали оранжеватое и зеленоватое окрашивание.

Кристаллы β-ситостерилолеата, по-видимому, все в большей степени самоструктурируются в виде сферолитов при более высоких концентрациях β-ситостерилолеата. Рост сферолитов зависит от степени пересыщения, точно так же как процессы зародышеобразования и роста (Marangoni & Wesdorp (2013), цитируемый выше). Было обнаружено, что только 100% β-ситостерилолеат явно является сферическим. Вплоть до 90% β-ситостерилолеата включительно движущая сила роста и расположения сферолитов была, по всей вероятности, слишком маленькой. Рост сферолитов обусловлен диффузионной нестабильностью, а также тремя режимами зародышеобразования новых кристаллитов на фронте роста. Рост сферолитов является вторичным процессом зародышеобразования (Abe et al. (2002) Liquid Crystals 29, 1503-1508; Marangoni & Wesdorp (2013), цитируемый выше).

Пример 2

В таблице 2 показан состав ряда коммерческих маргариновых продуктов.

Анализ продукта и информации на упаковке продукта выявил, что все продукты с растительными жирами содержат 19-31 г насыщенных жиров на 100 г жира, а маргарины, снижающие уровень холестерина, содержат сложные эфиры фитостеринов/фитостанолов в диапазоне 15-41 г на 100 г жира.

Таблица 2. Состав коммерческих маргариновых продуктов

Продукты, содержащие фитостанолы, указаны с помощью ##.

Пример 3. Получение смесей β-ситостерилолеата с рапсовым маслом

β-Ситостерилолеат получали согласно способу, описанному в примере 1. Смеси получали из самостоятельно приготовленного β-ситостерилолеата (PE-олеата) с рапсовым маслом. Концентрации PE-олеата в смесях составляли 30%, 40% и 50%. Чистота PE-олеата составляла > 99% (как определено с помощью тонкослойной хроматографии). Для сравнения SFC-профиля этих смесей с профилем жировой фракции существующих маргаринов использовали 3 типа коммерческих маргаринов: Benecol™ «Bakken en Smeren», Becel Original™ и Becel Pro Activ™ (состав этих маргаринов обобщенно представлен в таблице 2).

Состав жирных кислот PE-олеата определяли согласно способу из Ryckebosch et al (2012), цитируемого выше.

Состав стеринов PE-олеата анализировали согласно способу из Ryckebosch, (2012), цитируемого выше.

Иллюстративный образец маргарина расплавляли в печи при 80°C. Жидкий маргарин затем растворяли в избытке диэтилового эфира. Воду удаляли путем добавления безводного Na₂SO₄, оставляя на 30 мин. при периодическом перемешивании. Na₂SO4 удаляли путем фильтрации через складчатый фильтр. Остаток многократно промывали диэтиловым эфиром, пока желтый цвет не исчезал, чтобы однозначно получить все липиды в фильтрате. Диэтиловый эфир в фильтрате выпаривали в роторном испарителе. Выход экстракции жиров сравнивали с содержанием жира, указанным на упаковке маргарина. Состав жирных кислот жировых фракций маргарина также определяли с помощью способа, описанного выше, и сравнивали со значением на упаковке.

Содержание твердого жира (SFC) определяли в следующих жирах: смесях 30%, 40%, 50% PE-олеата в рапсовом масле и жировых фракциях Becel Original ™, Becel Pro Activ ™ и Benecol ™ согласно способу AOCS Cd16b-93 (прямой способ) для нестабилизированных жиров. Жиры расплавляли в течение 30 мин. при 80°C, затем выдерживали в течение ночи (16 ч.) при 0°C и затем в течение 60-65 мин. при каждой из выбранных температур измерения: 10, 20, 30, 35, 40 и 45°C. Определение SFC проводили для всех жиров 3 раза. Результаты показаны в таблице 3 и на фигуре 12.

Таблица 3. Содержание жирных кислот в PE-олеате

Значения показывают среднее для трех измерений. Погрешность составляет 0,2%.

Таблица 4. Состав стеринов PE-олеата

Значения показывают среднее для трех измерений. Погрешность составляет 0,2%.

Таблица 5. Значения содержания твердого жира (SFC) для различных составов PE-олеата в рапсовом масле и для различных коммерческих маргаринов (среднее ± стандартное отклонение для трех повторностей)

См. также фигуру 12 в отношении представления этих результатов.

На основании результатов анализов SFC был сделан вывод, что 30% является оптимальной концентрацией PE-олеата в смеси с рапсовым маслом, поскольку SFC-профиль этой смеси является наиболее близким к профилям коммерческих маргаринов. Жирнокислотный профиль смеси с 30% PE-олеата также весьма сходен с профилями наилучших жировых смесей, описанных в патенте EP 1011343 B1 (см. стр. 12, таблицу 4, смеси 1 и 2). На основании экстраполяции этих данных смесь с 25% PE-олеата также будет подходящей для получения маргарина.

Посредством DSC тестировали влияние типа жидкого жира в смесях с PE-олеатом, но оказалось, что он не имеет эффекта в отношении тепловых свойств (результаты не показаны). Поэтому вместо рапсового масла также можно использовать, например, подсолнечное масло.

Смеси с концентрацией PE-олеата 20% или ниже можно использовать с добавлением дополнительного типа жира, который служит в качестве тугоплавкого жира.

Растительные стерины можно также этерифицировать вместо олеиновой кислоты жирными кислотами из коммерческого жира, такого как оливковое масло, высокоолеиновое подсолнечное масло, высокоолеиновое соевое масло, высокоолеиновое сафлоровое масло или высокоолеиновое масло канолы. SFC-профиль жировых смесей может, таким образом, несколько отличаться вследствие небольшого различия в жирнокислотном профиле между PE-олеатом и коммерчески доступными высокоолеиновыми маслами. Например, поскольку высокоолеиновое подсолнечное масло содержит примерно 10% линолевой кислоты и 80% олеиновой кислоты, то ожидаемый SFC-профиль жировых смесей является несколько более низким, чем у смесей с PE-олеатом. То же самое справедливо для высокоолеинового сафлорового масла, которое содержит приблизительно 78% олеиновой кислоты и 13% линолевой кислоты. С другой стороны, поскольку процентное содержание насыщенных жирных кислот в составе жирных кислот оливкового масла составляет приблизительно 13%, а у высокоолеинового соевого масла составляет приблизительно 9%, то ожидаемые SFC-профили жировых смесей являются несколько более высокими, чем у смесей с PE-олеатом. Это продемонстрировано в нижеследующих примерах.

Пример 4. Сложные эфиры стеринов в качестве средства, улучшающего текстуру

Два различных типа жиров с высоким содержанием олеиновой кислоты (по меньшей мере 70%) использовали для этерификации древесного стерина: оливковое масло и высокоолеиновое подсолнечное масло. Чистота синтезированных сложных эфиров стеринов составляла более 99%, как определено с помощью H-ЯМР. Сложные эфиры стеринов не содержали свободных стеринов, а только очень небольшое количество свободных жирных кислот, как показано в таблице 6. Определение общего содержания свободных жирных кислот проводили путем образования диметиламидных производных из свободных жирных кислот и последующего разделения и выявления с помощью GC-FID, как описано в Gheysen et al. (Food Chemistry 2018, 441-450). Определение общего содержания свободных жирных кислот проводили в трех повторностях.

Таблица 6. Среднее общее содержание свободных жирных кислот в различных сложных эфирах стеринов со стандартным отклонением

Таблица 7. Состав жирных кислот различных типов сложных эфиров стеринов, пальмового масла и пальмового стеарина

Определенный согласно способу из Ryckebosch et al. (2012), цитируемого выше. Значения показывают среднее для трех измерений. Погрешность составляет 0,2%.

Состав жирных кислот сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла и оливкового масла, характеризовался высокой степенью ненасыщенности и в обоих случаях содержал более 70% олеиновой кислоты. В отличие от этого, пальмовое масло и пальмовый стеарин содержали намного больше насыщенных жирных кислот. Содержание насыщенных жирных кислот в пальмовом масле составляло практически 50%, а в пальмовом стеарине оно даже доходило до 67%.

Таблица 8. Состав стеринов сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла и оливкового масла

Таблица 9. Содержание жира (SFC) в сложных эфирах стеринов, пальмовом масле и пальмовом стеарине

Значения показывают среднее значение ± стандартное отклонение для трех повторностей. SFC определяли согласно способу AOCS Cd16b-93 (прямой способ) для нестабилизированных жиров, как объяснено выше.

Эти данные также представлены на фигуре 13.

При каждой температуре показатели SFC обоих типов сложных эфиров стеринов были выше, чем у пальмового масла. Этот результат является весьма неожиданным, поскольку пальмовое масло содержит намного больше насыщенных жирных кислот, чем сложные эфиры стеринов. Кроме того, при температуре до 20°C SFC сложных эфиров стеринов является сходным с таковым у пальмового стеарина, который содержит еще больше насыщенных жирных кислот, чем пальмовое масло. SFC-профили сложных эфиров стеринов, и, в частности, сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла, являются намного более крутыми, чем SFC-профиль пальмового стеарина, особенно в области температур от 20°C до 30°C. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что остаточное SFC при температурах выше 37°C является меньшим для сложных эфиров стеринов, чем для пальмового стеарина. Сложные эфиры стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла, уже практически полностью плавятся при 40°C, что гарантирует отсутствие воскового вкусового ощущения в смесях с жидким жиром в любой концентрации. SFC сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из оливкового масла, при температурах выше 37°C является более высоким, чем у сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла, вероятно, вследствие того, что первые содержат более высокоплавкую фракцию сложных эфиров стеринов, состоящую из сложных эфиров насыщенных жирных кислот и стеринов.

Поскольку сложные эфиры стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла или оливкового масла, имеют SFC-профиль, весьма сходный с профилем традиционного тугоплавкого жира (пальмового масла и пальмового стеарина), можно сделать вывод, что их можно использовать в смесях с жидким жиром в качестве замены для традиционного тугоплавкого жира.

Анализы текстуры различных типов сложных эфиров стеринов и пальмового масла и пальмового стеарина проводили с помощью анализатора текстуры (Lloyd Instruments модели LF plus), оснащенного датчиком нагрузки на 100 Н и цилиндрическим зондом (диаметром 6 мм). Пластиковые стаканы диаметром 30 мм и высотой 70 мм заполняли 11,5 г образца. Образцы затем расплавляли при 80°C в течение 30 мин, а затем помещали на водяную баню при 10°C для быстрого охлаждения. Образцы выдерживали при 10°C в течение 72 ч для приведения их в кинетически стабильное состояние. После этого темперирования для образцов получали деформационные кривые зависимости «сила-расстояние» путем приложения усилия к зонду для проникновения в образец при постоянной скорости 10 мм/мин на расстояние 10 мм. Твердость липида определяли как максимальное усилие, необходимое для проникновения в образец.

Таблица 10. Твердость различных типов сложных эфиров стеринов, пальмового масла и пальмового стеарина

Значения показывают среднее ± стандартное отклонение для четырех повторностей. Значения с разными буквами в верхнем индексе различались значимо, как продемонстрировано с помощью однофакторного ANOVA в сочетании с критерием Тьюки.

Результаты показали, что при 10°C оба типа сложных эфиров стеринов были практически в четыре раза тверже, чем пальмовое масло. Это неожиданный результат, поскольку при 10°C SFC сложных эфиров стеринов был лишь почти в два раза выше, чем SFC пальмового масла. Кроме того, твердость обоих сложных эфиров стеринов была сходна с твердостью пальмового стеарина. Таким образом, образовывался высоконенасыщенный липид с такой же твердостью, что и у высоконасыщенного жира, о чем ранее не сообщалось. Фактически этот результат противоречит всем существующим «правилам» кристаллизации жира.

Несмотря на различия в их жирнокислотном профиле, твердость при 10°C обоих сложных эфиров стеринов значительно не отличалась. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что одну и ту же твердость можно получить как со сложными эфирами стеринов, полученными из высокоолеинового подсолнечного масла, так и со сложными эфирами стеринов, полученными из оливкового масла, но с меньшим количеством насыщенных жирных кислот.

Пример 5. Липидные смеси, содержащие средства, улучшающие текстуру, согласно настоящему изобретению

Несколько липидных смесей получали из различных типов сложных эфиров стеринов с различными массовыми соотношениями сложных эфиров стеринов и рапсового масла и без тугоплавкого жира. Массовые соотношения различных липидных смесей показаны ниже.

Содержание твердого жира (SFC) определяли для различных липидных смесей и для различных коммерческих маргаринов. В таблице 11 показаны результаты, представленные как среднее ± стандартное отклонение для трех повторностей. SFC определяли согласно способу AOCS Cd16b-93 (прямой способ) для нестабилизированных жиров, как объяснено выше. На фигурах 14 и 15 также показаны SFC-профили различных липидных смесей, содержащих сложные эфиры стеринов, полученные из высокоолеинового подсолнечного масла и оливкового масла соответственно. SFC-профили коммерческих маргаринов представлены на фигуре 12.

Таблица 11. Содержание твердого жира (SFC) в различных липидных смесях и различных коммерческих маргаринах

Полученные SFC-профили четко указывают на то, что липидные смеси 1-12 можно использовать для получения липидосодержащих пищевых продуктов, в которых твердый жир необходим для придания структуры готовому пищевому продукту. В целом, при каждой температуре липидные смеси, содержащие сложные эфиры стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла, имели несколько более низкое SFC, чем липидные смеси с такой же концентрацией сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из оливкового масла. Это было ожидаемо, поскольку в составе жирных кислот сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла, содержится меньше насыщенных жирных кислот, чем в сложных эфирах стеринов и жирных кислот, полученных из оливкового масла.

Путем сравнения с SFC-профилями коммерческих маргаринов можно сделать вывод, что липидные смеси 2-9 являются весьма подходящими для применения в обычных столовых маргаринах и пастообразных продуктах. Липидная смесь 1, вероятно, является слишком мягкой для использования в намазываемых столовых маргаринах и пастообразных продуктах. Липидные смеси 10-12 будут, вероятно, вызывать восковое послевкусие во рту при использовании в намазываемых столовых маргаринах, поскольку в этих липидных смесях SFC при температурах выше 30°C является слишком высоким (Miskandar et al. (2005) Asia Pac J Clin Nutr. 14, 387-395). Эти липидные смеси могут, однако, все равно использоваться в других типах маргаринов, таких как, например, маргарин для слоеного теста, где такие высокие значения SFC при температурах выше 37°C не вызывают нежелательное вкусовое ощущение.

Таким образом, можно сделать вывод, что типичная концентрация для получения желаемой текстуры в намазываемом столовом маргарине составляет 20-35% сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из оливкового масла, или 25-45% сложных эфиров стеринов и жирных кислот, полученных из высокоолеинового подсолнечного масла.

Пример 6. Получение мягкого столового пастообразного продукта, содержащего сложные эфиры стеринов, обогащенные олеиновой кислотой

Получают мягкий столовый пастообразный продукт, который содержит различные типы сложных эфиров стеринов, обогащенных олеиновой кислотой, из примера 4. Получают модельный мягкий столовый пастообразный продукт с типичным составом, содержащий жидкое масло (например, рапсовое масло), сложные эфиры стеринов, обогащенные олеиновой кислотой, и эмульгаторы (0,4% моно- и диглицеридов и 0,2% соевого лецитина) в липидной фазе и 1,5-2,5% столовой соли и 0,01% консерванта (например, сорбата калия) в водной фазе. Согласно типичному способу получения пастообразного продукта липидную фазу получают путем сначала смешивания полностью расплавленных сложных эфиров стеринов с жидким маслом при нагревании, а затем добавления эмульгаторов. Водную фазу получают отдельно путем растворения соли и консерванта в воде. Затем эмульсию получают путем смешивания липидной и водной фазы при температуре, составляющей приблизительно 43°C. Эмульсию необязательно пастеризуют, чтобы избежать микробного загрязнения. Эмульсию затем пропускают через скребковый теплообменник (SSHE) для индуцирования кристаллизации липидов, а затем через машину со штифтовым ротором, где охлажденная эмульсия завершает свою кристаллизацию и где формируется желаемая текстура маргарина. Наконец, маргарином заполняют баночки [Miskandar (2005) Asia Pac. J. Clin. Nutr., 14, 387–395].

Концентрация сложных эфиров стеринов в жировой фазе маргаринов определяется по общему количеству липидной фазы в маргарине и по рекомендованному диапазону суточного потребления фитостеринов. Получали четыре типа маргаринов с различным содержанием липидов. В таблице 12 показано содержание сложных эфиров стеринов и рапсового масла в липидной фазе различных пастообразных продуктов, которое зависит от общего содержания липидов. Намеченное содержание сложных эфиров стеринов в пастообразных продуктах составляло 20 г/100 г, что соответствует содержанию стеринов 12 г/100 г и что обеспечивает суточное потребление 2,4 г стеринов при употреблении маргарина в количестве 20 г/сутки. Например, если липидная фаза содержит 33% сложных эфиров стеринов, то среднежирный маргарин, состоящий из 60% липидной фазы, будет обеспечивать достаточно высокие суточные дозы фитостеринов при ежесуточном употреблении 20 г маргарина.

Таблица 12. Содержание липидов и содержание сложных эфиров стеринов и рапсового масла в липидной фазе различных пастообразных продуктов

В таблице 13 показано содержание насыщенных жирных кислот в различных пастообразных продуктах в зависимости от типа масла, используемого для синтеза сложных эфиров стеринов, и с учетом состава липидов пастообразных продуктов и состава жирных кислот сложных эфиров стеринов и рапсового масла. Следует отметить, что пастообразные продукты не содержат пальмовое масло и будут содержать менее 3,5 г насыщенных жирных кислот на 100 г продукта, тогда как аналогичные продукты, существующие на рынке, по-прежнему содержат 7-17 г насыщенных жирных кислот на 100 г продукта.

Таблица 13. Содержание насыщенных жирных кислот в различных пастообразных продуктах (%)

Как часто делается в других исследованиях, пастообразный продукт сначала получают в небольшом масштабе (приблизительно 1 л), используя мороженицу, которая фактически представляет собой SSHE и является очень недорогой и простой в использовании и позволяет оптимизировать рецепт [Shah (2014) J. Am. Oil Chem. Soc. 91, 309–316; Saadi (2012) Food Chem. 133, 1485–1493; Pande (2013) Biocatal. Agric. Biotechnol. 2, 76–84]. Макроскопические свойства, такие как твердость и намазываемость, полученных маргаринов анализировали спустя неделю хранения при 4°C с помощью анализатора текстуры и сравнивали с такими же свойствами коммерческих маргаринов [Steen (2014) Food Bioprocess Technol. 7, 2855-2864]. Пастообразные продукты также подвергали термическому и морфологическому анализу (используя рентгеновские и микроскопические процедуры), рассчитывая на получение механистического понимания. Кроме того, размер капель пастообразных продуктов определяли с помощью импульсного ЯМР. На следующем этапе пастообразные продукты получали в полупромышленном масштабе (25 л). Для получения пастообразных продуктов использовали опытную установку для получения маргарина, которая имеет преимущество, заключающееся в том, что она также содержит машину со штифтовым ротором вместе с SSHE.

Изобретение относится к масложировой промышленности. Пищевая намазываемая эмульсия с содержанием жира, составляющим 10-90% (вес./об.), где комбинация сложного эфира фитостерина, тугоплавкого жира и масла, жидкого при 20°С, в жировой фракции состоит из: 10-50% (вес./вес.) сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина, 0-20% (вес./вес.) тугоплавкого жира, масла, жидкого при 20°С, в количестве до 100% (вес./вес.). Применение сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина, для частичной или полной замены тугоплавкого жира в пищевом продукте, выбранном из группы, состоящей из намазываемой пищевой эмульсии, шортенинга, молочного продукта, заменителя молочного продукта на основе растительного масла, зернового продукта, хлебобулочного изделия и готового мясного продукта. Применение сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина, при получении намазываемой пищевой эмульсии. Жировая смесь, где комбинация сложного эфира фитостерина, масла, жидкого при 20°С, и тугоплавкого жира в жировой фракции состоит из: 10-50% (вес./вес.) сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина, 0-20% (вес./вес.) тугоплавкого жира, масла, жидкого при 20°С, в количестве до 100% (вес./вес.), где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет 0-20% (вес./вес.) от общего содержания жирных кислот, и где жировая смесь содержит твердый жир при 20°С. Применение жировой смеси при получении пищевого продукта, выбранного из группы, состоящей из намазываемой эмульсии, шортенинга, молочного продукта, заменителя молочного продукта на основе растительного масла, хлебобулочного изделия и готового мясного продукта. Изобретение позволяет получить продукт с желаемой твердостью и намазываемостью при низких температурах (в холодильнике) и вкусовыми ощущениями при употреблении, а также снизить количества насыщенных жиров в пищевых продуктах без переэтерификации жира и без использования загустителей, которые образуют взаимосвязанную сеть, которая превращает жидкое масло в гелеобразный материал. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 табл., 15 ил., 6 пр.

1. Пищевая намазываемая эмульсия с содержанием жира, составляющим 10-90% (вес./об.), где комбинация сложного эфира фитостерина, тугоплавкого жира и масла, жидкого при 20°С, в жировой фракции состоит из:

- 10-50% (вес./вес.) сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина,

- 0-20% (вес./вес.) тугоплавкого жира,

- масла, жидкого при 20°С, в количестве до 100% (вес./вес.).

2. Эмульсия по п. 1, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 75% (вес./вес.) или 80% (вес./вес.) олеата фитостерина.

3. Эмульсия по п. 1 или 2, где тугоплавкий жир составляет менее 15%, менее 10% или менее 5% (вес./вес.) жировой фракции.

4. Эмульсия по любому из пп. 1-3, где жировая фракция не содержит тугоплавкий жир.

5. Эмульсия по любому из пп. 1-4, где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет менее 15%, менее 10% или менее 5% (вес./вес.) от общего содержания жирных кислот.

6. Эмульсия по любому из пп. 1-5, где сложный эфир фитостерина содержит менее 20% (вес./вес.) полиненасыщенных жирных кислот.

7. Эмульсия по любому из пп. 1-6, которая представляет собой маргариноподобную композицию с содержанием жира, составляющим 50-70% (вес./вес.).

8. Эмульсия по любому из пп. 1-6, которая представляет собой пастообразную композицию с содержанием жира, составляющим 30-40% (вес./вес.).

9. Эмульсия по любому из пп. 1-8, где жидкое масло представляет собой оливковое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, льняное масло или их смесь.

10. Применение сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина, для частичной или полной замены тугоплавкого жира в пищевом продукте, выбранном из группы, состоящей из намазываемой пищевой эмульсии, шортенинга, молочного продукта, заменителя молочного продукта на основе растительного масла, зернового продукта, хлебобулочного изделия и готового мясного продукта.

11. Применение по п. 10 для полной замены тугоплавкого жира в указанном пищевом продукте.

12. Применение по п. 10 или 11, где пищевой продукт представляет собой маргарин.

13. Применение сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина, при получении намазываемой пищевой эмульсии.

14. Применение по п. 13 при получении маргарина.

15. Жировая смесь, где комбинация сложного эфира фитостерина, масла, жидкого при 20°С, и тугоплавкого жира в жировой фракции состоит из:

- 10-50% сложного эфира фитостерина, содержащего по меньшей мере 65% (вес./вес.) олеата фитостерина,

- 0-20% (вес./вес.) тугоплавкого жира,

- масла, жидкого при 20°С, в количестве до 100% (вес./вес.),

где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет 0-20% (вес./вес.) от общего содержания жирных кислот, и где жировая смесь содержит твердый жир при 20°С.

16. Жировая смесь по п. 15, где сложный эфир фитостерина содержит по меньшей мере 75% или 80% (вес./вес.) олеата фитостерина.

17. Жировая смесь по п. 15 или 16, где тугоплавкий жир составляет менее 15%, менее 10% или менее 5% (вес./вес.) жировой фракции.

18. Жировая смесь по любому из пп. 15-17, где жировая фракция не содержит тугоплавкий жир.

19. Жировая смесь по любому из пп. 15-18, где количество насыщенных жирных кислот в жировой фракции составляет менее 15%, менее 10%, менее 5% (вес./вес.) от общего содержания жирных кислот.

20. Жировая смесь по любому из пп. 15-19, где содержание жирных кислот в сложном эфире фитостерина предусматривает менее 20% (вес./вес.) полиненасыщенных жирных кислот.

21. Жировая смесь по любому из пп. 15-20, где жидкое масло представляет собой оливковое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, льняное масло или их смесь.

22. Применение жировой смеси по любому из пп. 15-21 при получении пищевого продукта, выбранного из группы, состоящей из намазываемой эмульсии, шортенинга, молочного продукта, заменителя молочного продукта на основе растительного масла, хлебобулочного изделия и готового мясного продукта.

23. Применение по п. 22 при получении пищевой эмульсии.

24. Применение по п. 22 или 23 при получении маргарина.