Производные жиров, используемые сегодня в пищевых продуктах, практически не содержат трансжиров. В связи с вредом трансжиров для здоровья во многих странах были введены ограничения на их применение. Масштабные исследования показали, что трансжиры могут привести к повышению уровня холестерина в крови, тем самым увеличивая риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний.
Трансжиры
В 1901 году немецкий химик Вильгельм Норманн показал, что жидкое масло можно гидрогенизировать и превратить в твердый или полутвердый жир. Эта реакция гидрогенизации (гидрирование) масла была запатентована в 1902 году. Гидрогенизация растительных масел или рыбьего жира осуществляется при взаимодействии масла с газообразным водородом. Можно произвести полное гидрирование и получить твердое масло. Если реакция гидрогенизации протекает не полностью (частичное гидрирование), консистенция полученного в результате масла может варьироваться от полутвердой до твердой.
В результате частичной гидрогенизации получаются трансизомеры жирных кислот, которые представляют собой молекулу ненасыщенной жирной кислоты с атомами водорода (H), расположенными не на одной стороне от двойной связи, а напротив друг друга, образуя транс-соединение. Природные ненасыщенные жирные кислоты имеют двойные связи, в которых атомы водорода (H) расположены на одной стороне от двойной связи или образуют цис-конфигурацию.
Частично гидрогенизированное растительное масло очень широко используется из-за его стабильности и способности увеличивать срок хранения пищевых продуктов. Частично гидрогенизированное растительное масло известно в виде маргарина, шортенинга и кулинарного жира. Оно дешевле, чем животный жир, и в 1910 году могло восполнить нехватку молочного жира и проблему избытка соевого масла в Америке. Частично гидрогенизированное растительное масло считается более безопасным для потребления, чем животный жир, который может значительно увеличить риск ишемической болезни сердца (ИБС). С тех пор и до 1960-х гг. производство гидрогенизированного масла неуклонно росло. Содержание трансизомеров жирных кислот или трансжиров в пищевых продуктах варьировалось от 0 до 33 г на 100 г продукта. Шортенинг и маргарин могут содержать до 33 г трансжиров на 100 г продукта.
Законодательное регулирование использования трансжиров
В 1990-х гг. исследования по изучению или подтверждению влияния трансжиров на здоровье начали обнаруживать некоторые факты. Исследование, проведенное в 1994 году в США, показало, что от ишемической болезни сердца умирают более 30000 человек в год, и это было связано с потреблением трансжиров (Виллет и Аскерио, «American Journal of Public Health», 1995). В 2006 году было подсчитано, что с потреблением трансжиров было связано 100000 смертей (Залога и соавт. «Nutrition in Clinical Practice», 2006).
В начале 1990-х гг. употребление частично гидрогенизированного растительного масла в качестве заменителя животного жира считалась основной причиной ИБС в результате повышения уровня холестерина и насыщенного жира в крови. Первоначальные результаты, полученные Менсинком и Катаном в 1992-м и 1995 году и показывающие, что употребление трансжиров может привести к повышению уровня липопротеинов низкой плотности (известных как плохой холестерин) и понижению уровня липопротеинов высокой плотности (хороший холестерин), подтолкнули многих других исследователей к изучению вредного воздействия трансжиров на здоровье.
Эти открытия привели к пересмотру законодательного регулирования использования трансжиров во всем мире. В 2006 году Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (US Food and Drug Administration (FDA) потребовало указывать информацию о содержании трансжиров на этикетках продуктов питания. В 2013 году было внесено предложение о том, что трансжиры более не будут иметь статус общепризнанно безопасных (GRAS), и данный статус для трансжиров был окончательно отменен в 2015 году. Кроме того, с июня 2018 года FDA запретило использование трансжиров во всех пищевых продуктах в США, кроме случаев, особо разрешенных FDA (FDA, 2017).
Затем обязательное указание на содержание трансжиров на этикетках продуктов питания было принято в Канаде, Парагвае, Чили, Аргентине, Гонконге, Тайване и Южной Корее, в то время как в других странах, таких как Австралия, Китай и Малайзия и европейские государства, оно по-прежнему оставалось добровольным до 2016 года. Европейские страны, такие как Дания, Швейцария и Австрия и ряд других, также ограничили содержание трансжиров в жирах, используемых для производства хлебобулочных изделий, до 2% (де Йесус, 2014). Это означает, что принятые в 2018 году в Соединенных Штатах правила могли бы сформировать тенденцию в области регулирования использования трансжиров в будущем, поэтому представителям пищевой промышленности необходимо найти решение данной проблемы.
Стратегии замены и отказа от трансжиров
В качестве решения проблемы отказа от трансжиров и их замены предлагается несколько способов (Кодали, 2014), начиная с такого простого, как замена смеси используемых типов масел на комплексный продукт, например путем переэтерификации жиров из полностью гидрогенизированных жиров и натуральных жиров. Некоторые из распространенных решений включают использование полностью гидрогенизированного жира в качестве источника насыщенного или твердого жира для приготовления и переэтерификации. Жидкое масло может использоваться в твердой жировой матрице.
Небольшие количества твердого стеарина из полностью гидрогенизированного пальмового или соевого масел могут захватывать большие количества жидкого масла. Например, было доказано, что смесь высокоолеиновых масел с низким содержанием насыщенных жиров снижает содержание трансжиров в изделиях из слоеного теста. Однако следует избегать использования большого количества жира с очень высокой температурой плавления, поскольку это может вызвать «воскообразность» изделия.
В вышеуказанном процессе захвата можно также использовать эмульгаторы (моно- или диацилглицериды), некоторые крахмалы, такие как мальтодекстрин, сложноэфирные производные длинных неразветвленных жирных кислот и жирных спиртов, такие как эфиры восков. Для исключения образования трансжиров может использоваться модификация характеристик жира в направлении повышения содержания олеиновых жиров или насыщенных жирных кислот с помощью генетической или традиционной модификации маслосемян для получения желаемых свойств жира, например масел с высоким содержанием олеиновой кислоты при низком содержании линоленовой кислоты. Кроме того, стабильные жидкие масла в виде смеси высокоолеиновых масел с небольшим количеством полностью гидрогенизированного твердого жира или суперстеаринового пальмового масла могут обеспечить окислительную и структурную стабильность без содержания трансжиров (0%).
Другой способ – использовать жидкое масло с антиоксидантами, которые обеспечат окислительную стабильность и продлят срок годности продуктов. Как вариант, возможно использование натуральных (таких как токоферолы) и синтетических антиоксидантов и их комбинаций. Отказ от трансжиров также может осуществляться за счет использования масла с текстуризаторами (эмульгаторы, инкапсулирующие и структурирующие агенты), смеси масел с твердым сырьем, ферментативно или химически переэтерифицированных жиров; с использованием тропических масел и продуктов их фракционирования, а также при помощи структурированного или дизайнерского жира на основе нахождения функционального жира с определенной пользой для здоровья и калорийностью. Исходя из указанных методов, можно выбрать четыре основные стратегии:
- рецептура,
- модификация жиров,
- использование тропических масел и их фракций,
- переэтерификация.
При применении может использоваться один метод или их комбинация (Мурдиати, 2017).
Пальмовое масло
Замена трансжиров на пальмовое масло является наиболее предпочтительным методом благодаря регулируемым характеристикам насыщенных, мононасыщенных и полинасыщенных жирных кислот. Пальмовое масло получают путем прессования из мякоти (мезокарпа) пальмового плода с дальнейшей очисткой. Затем очищенное пальмовое масло подвергают фракционированию, в результате которого получают жидкую фракцию, называемую олеиновой, и твердую фракцию, называемую стеариновой. Кроме того, из части семян плода пальмы производят пальмоядровое масло.
В отличие от других растительных масел, пальмовое масло содержит равновесные количества насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Его можно фракционировать физическим способом (сухое фракционирование) для получения разнообразных фракций с различными характеристиками жирных кислот и консистенцией от жидких и полутвердых до твердых. Смешивая фракции пальмового масла, можно производить жиры с различными свойствами для использования в качестве ингредиентов многих пищевых продуктов.
Фракции пальмового масла имеют следующее применение: олеиновая фракция используется в кулинарном масле; стеариновая фракция – в шортенинге, маргарине и спредах; суперолеин (продукт дальнейшего фракционирования олеиновой фракции) может использоваться для получения высококачественного заменителя масла какао (CBR); средние фракции пальмового масла (PMF, полутвердая фракция, получаемая в результате дальнейшего фракционирования олеина пальмового масла) являются сырьем для эквивалента масла какао (CBE). Олеиновая и стеариновая фракции пальмоядрового масла используются в качестве сырья для заменителя масла какао (CBS). Фракционирование пальмового и пальмоядрового масел осуществляется физическим способом, при этом не образуются трансизомеры жирных кислот. Поэтому пальмовое масло является хорошей альтернативой трансжирам и жирам животного происхождения.
Дальнейшее использование растительного масла во многом зависит от его цены и влияния на здоровье. С помощью физической обработки из пальмового масла, как из растительного масла с особым жирнокислотным составом, не содержащего трансжиров, можно получить большое количество фракций, которые могут широко использоваться в продуктах питания.
