Характер изменения кислотного числа жира пшеничной муки при длительном хранении в различных температурных условиях

Начиная с исследований известных учёных Н.П. Козьминой, Е.А. Алякринской и Л.А. Трисвятского, кислотное число жира (КЧЖ) рассматривается как показатель для определения срока хранения муки, её «возраста» и свежести. Ранее ограничительная норма КЧЖ для пшеничной муки была регламентирована отраслевым стандартом или кондициями.

Во всех опубликованных работах снижение органолептических показателей зернопродуктов объясняется изменениями их липидного комплекса, которые обуславливаются в первую очередь гидролитическими процессами. При гидролизе липидов пшеничной муки образуются в основном ненасыщенные жирные кислоты: олеиновая, линолевая и линоленовая соответственно с одной, двумя или тремя двойными связями [1]. Наличие двойных связей приводит к дальнейшему гидролизу этих кислот с одновременным образованием насыщенных жирных кислот. В последние годы учёные ввели термин «гидролитическое прогоркание» – результат химических реакций, протекающих при участии воды и включающих в себя расщепление молекул триглицеридов с одновременным образованием свободных жирных кислот с более короткими углеводородными остатками, что обуславливает снижение порога восприятия вкуса и аромата, появление посторонних привкусов и запахов или прогорклости [2]. КЧЖ как раз и является показателем, характеризующим степень гидролиза липидов.

В настоящее время Приказом ФАО/ВОЗ № 152 в пшеничной муке ограничено содержание свободных жирных кислот на уровне 50 мг КОН на 100 г продукта. В России этот показатель традиционно называется кислотным числом жира.

Специалисты ФБГНУ «ВНИИ зерна и продуктов его переработки» установили, что показатель КЧЖ можно использовать для определения сроков безопасного хранения и годности пшеничной муки [3].

Исследование было проведено на пшеничной муке, выработанной Мелькомбинатом № 3 (Москва) в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52189-2003 «Мука пшеничная. Общие технические условия». Опытные образцы муки хранили в лаборатории в термостатах и шкафах-холодильниках с регулируемой температурой при следующих режимах: при температуре воздуха tв=30±1,5°С и относительной влажности воздуха ?в=57±5%; tв=20±1,5°C, ?в=65±5%; tв= 10±1,5°С, ?в=70±5%; tв=0±1,5°С, ?в=90±5%. В этих условиях хранения средневзвешенная влажность муки Wм составила 9,7±1% при tв =30°С; 11,3±0,75% при tв=20°С; 13,1±0,16% при tв =10°С и 16±0,83% при tв= 0°С, что соответствовало равновесному влагосодержанию.

При закладке на хранение для каждого режима опытные образцы муки из одной и той же партии помещали в тканевые мешочки массой по 0,25 кг, которые затем равномерно располагали в 30-килограммовых мешках. В процессе хранения определяли температуру и относительную влажность воздуха, влажность и КЧЖ муки. Для каждого срока хранения извлекали один образец муки, который после анализов обратно не возвращали. Влажность муки оценивали по ГОСТ 9404-88, КЧЖ муки – по ГОСТ 31700-2012.

Результаты изменения КЧЖ в условиях длительного хранения опытных образцов пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта приведены на рисунке.  Анализ этих результатов показал, что, несмотря на различные температурные условия, для всех рассматриваемых вариантов характерно наличие трёх линейных периодов изменения КЧЖ по времени хранения. Эти периоды характеризуются различной интенсивностью роста КЧЖ, определяемой значениями производных КЧЖ от времени хранения (см. таблицу). Экспериментальную функцию КЧЖ в каждом периоде хранения аппроксимировали по линейной зависимости.
Чтобы аппроксимировать экспериментальные изменения КЧЖ по времени при каждой температуре хранения, применяли кусочно-линейную функцию, благодаря чему получены 3 периода с различными значениями производных.
Анализ результатов аппроксимации показал, что в начальный (первый) период хранения для каждого из опытных образцов муки характерно наибольшее значение производной в диапазонеот 1,819 до 4,382 (мг КОН/г жира)/мес при различных температурных условиях.
При хранении муки в условиях повышенных температур производные роста КЧЖ по времени во всех трёх периодах имеют большее значение, чем при низких температурах.
Второй период изменения КЧЖ по времени хранения характеризуется существенным замедлением роста КЧЖ по времени со значением производных в диапазоне от 0,571 до 1,484 (мг КОН/г жира)/мес (в 3-3,5 раза ниже, чем в первом периоде). Характер изменения КЧЖ по времени хранения от условий хранения во втором периоде такой же, как и в первом периоде. С увеличением температуры хранения значения производных увеличиваются от 0,571 до 1,484 (см. таблицу).
По характеру изменения КЧЖ по времени хранения муки третий период близок к первому, а именно: при температуре хранения муки 30°С производная равна 3,229; при 20°С – 2,92; при 10°С – 1,011; при 0°С – 1,236. Приведённые результаты получены при высокой достоверности R2 линейной аппроксимации зависимостей во всех периодах исследуемых температур хранения. Так, достоверность первого периода изменилась в диапазоне от 0,965 до 0,981, второго – от 0,71 до 0,842, третьего – от 0,84 до 0,976.
Следует отметить, что, независимо от условий хранения опытных образцов муки, продолжительность первого периода составила ~ 7-8 мес, второго периода ~ 8-9 мес и только продолжительность третьего периода существенно зависела от условий хранения. Различие по продолжительности третьего периода для разных вариантов хранения опытных образцов муки объясняется тем, что время окончания хранения всех партий муки, хранившихся при разных температурных условий, определялась достижением нормы годности пшеничной муки, установленной ранее [2, 3].

Наблюдались существенные различия в значениях КЧЖ во втором периоде: при повышенных температурах хранения(20 и 30°С) и низкой влажности муки значение КЧЖ в этом периоде составило 60±5 мг КОН/г жира, а при температуре хранения 10 и 0°С (при средневзвешенной влажности муки соответственно 13,1 и 16%) – 40 и 45 мг КОН/г жира. Представленный характер изменения КЧЖ при различных условиях хранения опытных образцов пшеничной хлебопекарной муки может быть частично объяснён особенностями гидролиза триглицеридов липазой. 

Исследованиями установлено, что «...липазы расщепляют триглицериды последовательным отщеплением остатков жирных кислот, при этом с максимальной скоростью происходит гидролиз триглицеридов до соответствующих диглицеридов; диглицериды расщепляются значительно медленнее, ещё медленнее расщепляются моноглицериды»1. 
Возможно, последовательное отщепление жирных кислот от триглицеридов влияет на характер изменения КЧЖ при хранении опытных образцов пшеничной хлебопекарной муки в различных условиях.

Согласно литературным данным, при хранении муки, наряду с гидролизом триглицеридов, одновременно происходит расщепление высокомолекулярных полиненасыщенных жирных кислот до насыщенных с углеводородными радикалами короткой или средней длины [5], а также другие гидролитические и окислительные процессы. Анализ данных на рисунке и в таблице позволяет предположить, что эти процессы наиболее чётко проявляются в последние периоды хранения.

Однако для более конкретных выводов необходимы дальнейшие исследования изменений липидов при длительном хранении пшеничной муки.
Приведённые в данной статье результаты могут быть полезны исследователям и практикам, использующим показатель КЧЖ для установления степени изменения органолептических показателей, определяющих сроки хранения и реализации пшеничной муки. При этом важно учитывать, что после быстрого роста КЧЖ в первые месяцы хранения (первый период) наступает период (второй) замедления роста (и даже стабилизации) значений КЧЖ, который сменяется новым ростом КЧЖ (третий период). Продолжительность этих периодов зависит от исходного значения КЧЖ муки, заложенной на длительное хранение, и от условий хранения.


Литература
1. Нечаев, А.П. Липиды зерна / А.П. Нечаев, Ж.Я. Сандлер. – М.: Колос, 1975. –158 с.
2. Приезжева, Л.Г. Использование показателя кислотное число жира для установления норм безопасного хранения и годности зернопродуктов / Л.Г. Приезжева, Е.П. Мелешкина // Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд: Материалы Междунар. науч. конф. – М.: НИИПХ Росрезерва, 2014. – Вып. 2. – С. 194-202. 
3. Приезжева, Л.Г. Установление норм свежести и годности пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта по кислотному числу жира / Л.Г. Приезжева // Хлебопродукты. – 2013. – С. 56-59.
4. Сингх, Р.П. Основные виды порчи пищевых продуктов / Р.П. Сингх, Б.А. Андерсен  // Срок годности пищевых продуктов  / Под ред. Р. Стеле; пер. с англ. – С.-Пб.: Профессия, 2006. – С. 17-40.
5. Эссе Р. Регулирование влагосодержания пищевых продуктов / Р. Эссе, А. Саари // Срок годности пищевых продуктов / Под ред. Р. Стеле; пер. с англ. – С.-Пб.: Профессия, 2006. – С. 41-61.

 

---