Гидрогенизация жиров

Гидрогенизация жиров — это процесс соединения ненасыщенных жиров с водородом с целью частичного или полного превращения их в насыщенные жиры . Обычно гидрогенизация проводится с использованием жидких растительных масел, в результате чего получаются твердые или полутвердые жиры .

Изменение степени насыщенности жира меняет некоторые важные физические свойства, например, интервал плавления, из-за чего жидкие масла становятся полутвердыми. Твердые или полутвердые жиры предпочтительны для некоторых хлебобулочных изделий, таких как печенье и тесто для пирогов, поскольку смешивание жира с мукой приводит к более желательной рассыпчатой текстуре выпеченного продукта. Поскольку частично гидрогенизированные растительные масла дешевле животных жиров, доступны в широком диапазоне консистенций и обладают другими желательными характеристиками, такими как повышенная окислительная стабильность и более длительный срок хранения , они являются преобладающими жирами, используемыми в качестве шортенинга в большинстве коммерческих хлебобулочных изделий.

Процесс обычно проводится при очень высоком давлении с помощью никелевого катализатора, который удаляется из конечного продукта.

Процесс

Гидрирование растительного масла осуществляется путем нагревания смеси растительного масла и металлического катализатора, обычно никеля, в почти вакууме до очень высоких температур и введения водорода. Это заставляет атомы углерода масла разрывать двойные связи с другими атомами углерода. Каждый атом углерода становится одинарной связью с отдельным атомом водорода, и двойная связь между атомами углерода больше не может существовать.

Желательные (слева) и нежелательные пути частичной гидрогенизации ненасыщенных жиров. Элаидиновая кислота — это трансжир, оказывающий негативное воздействие на здоровье.

Полная гидрогенизация приводит к превращению всех ненасыщенных жиров в насыщенные путем преобразования всех двойных связей жира в одинарные. Частичное гидрирование восстанавливает некоторые, но не все, двойные связи за счет частичной замены одинарными связями. Степень гидрирования контролируют путем ограничения количества водорода, температуры и времени реакции, а также катализатора. ^{[ 1 ]}

Проблемы

Цис - транс -изомеризация некоторых оставшихся ненасыщенных углеродных связей в их транс-изомеры во время процесса частичного гидрирования приводит к образованию транс-жиров , которые, как было продемонстрировано, представляют риск для сердечно-сосудистых заболеваний. ^{[ 2 ]} Преобразование цис-связей в транс-связи химически предпочтительно, поскольку транс-конфигурация имеет более низкую энергию, чем естественная цис-конфигурация. В равновесии соотношение транс/цис-изомеров составляет примерно 2:1.

Многочисленные исследования пришли к выводу, что эти трансжирные кислоты оказывают негативное воздействие на здоровье. В результате многие страны приняли регулирование трансжиров , направленное на устранение или строгое ограничение их количества в промышленных пищевых продуктах, например, обязательную маркировку трансжиров на пищевых продуктах. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США пришло к выводу, что частично гидрогенизированные масла обычно не признаются безопасными , и с 2018 года относит их к категории пищевых добавок, а не продуктов питания. ^{[ 5 ]}

Доступен ряд старых и новых ингредиентов для замены частично гидрогенизированного масла со значительным содержанием трансжиров. ^{[ 2 ]}

Усовершенствованные процессы гидрогенизации позволяют производить частично гидрогенизированное масло с гораздо меньшим количеством трансжиров. ^{[ 2 ]}
Масла, богатые мононенасыщенными жирными кислотами (особенно олеиновой кислотой ), полученные в результате селекции растений, обладают более высокой стабильностью по сравнению с их предшественниками, богатыми полиненасыщенными жирными кислотами, обеспечивая аналогичное улучшение срока хранения. ^{[ 2 ]}
Тропические масла ( пальмовое масло , пальмоядровое масло , кокосовое масло ) естественно богаты насыщенными жирами. Их можно дополнительно фракционировать для увеличения концентрации желаемых жирных кислот. ^{[ 2 ]}
Переэтерификацию можно использовать для смешивания нескольких типов жиров с получением масла с промежуточными свойствами. Например, соевое масло и полностью гидрогенизированное соевое масло можно переэтерифицировать с получением полутвердого масла. ^{[ 2 ]}

Диетические рекомендации

Многие организации здравоохранения рекомендуют ограничить или заменить в рационе потребление трансжиров и насыщенных жиров в пользу ненасыщенных жиров. ^{[ 6 ]}

История

Вильгельм Норман запатентовал гидрирование жидких масел в 1902 году.

Нобелевский лауреат Поль Сабатье работал в конце 1890-х годов над разработкой химии гидрирования. ^{[ 7 ]} В то время как Сабатье рассматривал гидрирование только паров, немецкий химик Вильгельм Норман в 1901 году показал, что жидкие масла можно гидрировать, и запатентовал этот процесс в 1902 году. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Процесс гидрирования Норманна позволил стабилизировать доступный китовый жир или рыбий жир для потребления человеком, и эта практика держалась в секрете, чтобы избежать недовольства потребителей. ^{[ 11 ]} В 1905–1910 годах Норманн построил в компании Herford завод по закалке жира . В то же время изобретение было распространено на крупномасштабный завод в Уоррингтоне , Англия, компании Joseph Crosfield & Sons, Limited . Прошло всего два года, прежде чем затвердевший жир можно было успешно производить на заводе в Уоррингтоне, производство которого началось в конце 1909 года. Общий объем производства в первый год составил почти 3000 тонн. ^{[ 11 ]}

В 1909 году Procter & Gamble приобрела в США права на патент Норманна. ^{[ 12 ]} В 1911 году они начали продавать первый гидрогенизированный Crisco шортенинг , состоящий в основном из частично гидрогенизированного хлопкового масла . Дальнейший успех пришел благодаря маркетинговой технологии бесплатной раздачи кулинарных книг, в которых каждый рецепт содержал Криско.

В начале 20 века в США начали импортировать соевые бобы как источник белка; побочным продуктом было большое количество соевого масла. В то же время потребителям не хватало молочного жира. Производители маргарина обнаружили, что гидрогенизированные жиры действуют лучше, чем ранее использовавшаяся комбинация животных и жидких растительных жиров. К 1920 году маргарин, изготовленный из гидрогенизированного соевого масла и растительных масел, таких как Crisco и Spry , продаваемый в Англии, начал заменять масло и сало при выпечке хлеба, пирогов, печенья и тортов. ^{[ 13 ]}

Производство гидрогенизированных жиров неуклонно росло до 1960-х годов, когда переработанные растительные жиры заменили животные жиры в США и других западных странах. Сначала аргумент был финансовым из-за более низких затрат; Сторонники также заявили, что гидрогенизированные жиры маргарина более полезны для здоровья, чем насыщенные жиры сливочного масла. ^{[ 14 ]}

С тех пор пищевая промышленность отошла от частично гидрогенизированных жиров в ответ на проблемы со здоровьем, связанные с трансжирами, требования к маркировке и удаление трансжиров из разрешенных пищевых добавок. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 17 ]} Их заменили полностью гидрогенизированными жирами, растительными маслами, которые естественным образом содержат больше насыщенных жиров и, следовательно, более твердыми при комнатной температуре, такими как пальмовое и кокосовое масло , а также переэтерифицированными жирами , которые не могут приводить к образованию трансжиров.

См. также

Гидроочищенное растительное масло

Ссылки

^ Ян П. Фриман «Маргарины и шортенинги» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2005, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a16_145
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Тереза Тарраго-Трани, Мария; Филлипс, Кэтрин М.; Лемар, Линда Э.; Холден, Джоан М. (2006). «Новые и существующие масла и жиры, используемые в продуктах с пониженным содержанием трансжирных кислот» (PDF) . Журнал Американской диетической ассоциации . 106 (6): 867–880. дои : 10.1016/j.jada.2006.03.010 . ПМИД 16720128 .
^ «Смертельные жиры: почему мы до сих пор их едим?» . Независимый . 10 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 14 июня 2008 г. Проверено 16 июня 2008 г.
^ «В Нью-Йорке принят запрет на трансжиры» . Новости Эн-Би-Си . 05.12.2006. Архивировано из оригинала 13 февраля 2013 года . Проверено 9 января 2010 г.
^ «FDA дает пищевой промышленности 3 года на отказ от трансжиров» . Нью-Йорк Таймс . 16 июня 2015 г. Архивировано из оригинала 16 июня 2015 г. Проверено 16 июня 2015 г.
^ Американская кардиологическая ассоциация, Сакс Ф.М., Лихтенштейн А.Х., Ву Дж.Х., Аппель Л.Дж., Крегер М.А., Крис-Этертон П.М., Миллер М., Римм Э.Б., Рудель Л.Л., Робинсон Дж.Г., Стоун Нью-Джерси, Ван Хорн Л.В. (июль 2017 г.). «Диетические жиры и сердечно-сосудистые заболевания: президентские рекомендации Американской кардиологической ассоциации» . Тираж . 136 (3): е1–е23. doi : 10.1161/CIR.0000000000000510 . ПМИД 28620111 . S2CID 367602 . Всемирная организация здравоохранения, Министерство здравоохранения Канады, «Выбор продуктов с полезными жирами» . Здоровье Канады . 10.10.2018 . Проверено 24 сентября 2019 г. , Министерство здравоохранения и социальных служб США, «Сократите потребление насыщенных жиров» (PDF) . Министерство здравоохранения и социальных служб США . Проверено 24 сентября 2019 г. Национальная служба здравоохранения Великобритании, «Жир: факты» . Великобритании Национальная служба здравоохранения . 27 апреля 2018 г. Проверено 24 сентября 2019 г. Научно-консультативный комитет Великобритании по питанию «Насыщенные жиры и здоровье» . Научно-консультативный комитет по питанию (SACN). Проверено 26 июля 2021 г.], Министерство здравоохранения и старения Австралии, "Толстый" . Австралии Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям и Департамент здравоохранения и старения . 24 сентября 2012 г. Проверено 24 сентября 2019 г. Министерство здравоохранения Сингапура, «Правильное употребление жиров!» . Сингапура Министерство здравоохранения . Проверено 24 сентября 2019 г. Министерство здравоохранения и благосостояния семьи Индии, «Здоровая диета» . Индии Министерство здравоохранения и благосостояния семьи . Проверено 24 сентября 2019 г. Министерство здравоохранения Новой Зеландии, «Выбор более здоровой пищи» . Новой Зеландии Министерство здравоохранения . Проверено 3 июня 2021 г. и Министерство здравоохранения Гонконга. «Узнай больше о жире» . Гонконга Департамент здравоохранения . Проверено 24 сентября 2019 г.
^ Нобелевские лекции по химии, 1901–1921 гг . Эльзевир. 1966. Перепечатано онлайн: «Поль Сабатье, Нобелевская премия по химии 1912 года» . Нобелевский фонд . Проверено 7 января 2007 г.
^ de 141029 Процесс превращения ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения.
^ GB 190301515 Процесс преобразования ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения.
^ Паттерсон Х.Б. (1998). «Гидрирование» (PDF) . Серия научных лекций . Архивировано из оригинала (PDF) 26 сентября 2007 года . Проверено 7 января 2007 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Вильгельм Норманн и история закаливания жира, Мартин Фидлер, 2001» . 20 декабря 2011 года. Архивировано из оригинала 1 октября 2011 года . Проверено 14 августа 2007 г.
^ Шертлефф В., Аояги А. «История соевых бобов и соевых продуктов: с 1100 г. до н.э. по 1980-е гг.» . Архивировано из оригинала 18 октября 2005 года.
^ Куммеров Ф.А. (2008). Холестерин вас не убьет, а вот трансжиры могут . Траффорд Паблишинг. ISBN 978-1-4251-3808-0 . ПРИМЕЧАНИЕ. Ненадежный источник.
^ Ашерио А., Стампфер М.Дж., Уиллетт У.К. (1999). «Трансжирные кислоты и ишемическая болезнь сердца» . Медицинский журнал Новой Англии . 340 (25): 1994–8. дои : 10.1056/NEJM199906243402511 . ПМИД 10379026 . Архивировано из оригинала 3 сентября 2006 года . Проверено 14 сентября 2006 г.
^ «Спросите экспертов: гидрогенизированные масла» . Беркли Велнесс . Средства правовой защиты здравоохранения. 1 октября 2011 года . Проверено 24 ноября 2018 г.
^ Коллетт, Роберт Л. (7 июля 2015 г.). «Зачем нужна монография о полностью гидрогенизированных маслах и жирах» . Качество имеет значение . Фармакопейная конвенция США . Проверено 24 ноября 2018 г.
^ Хейнс, Фиона (23 сентября 2018 г.). «Частично или полностью гидрогенизированные масла: правда о трансжирах» . Ель ест . Дотдаш . Проверено 24 ноября 2018 г.

Внешние ссылки

Шертлефф, Уильям; Аояги, Акико (2020). История гидрирования, шортенингования и маргарина (1860-2020): обширно аннотированная библиография и справочник (PDF) . Лафайет, Калифорния: Центр Soyinfo. ISBN 9781948436182 .

[1] Ян П. Фриман «Маргарины и шортенинги» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2005, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a16_145

[TTT2006-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Тереза Тарраго-Трани, Мария; Филлипс, Кэтрин М.; Лемар, Линда Э.; Холден, Джоан М. (2006). «Новые и существующие масла и жиры, используемые в продуктах с пониженным содержанием трансжирных кислот» (PDF) . Журнал Американской диетической ассоциации . 106 (6): 867–880. дои : 10.1016/j.jada.2006.03.010 . ПМИД 16720128 .

[3] «Смертельные жиры: почему мы до сих пор их едим?» . Независимый . 10 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 14 июня 2008 г. Проверено 16 июня 2008 г.

[4] «В Нью-Йорке принят запрет на трансжиры» . Новости Эн-Би-Си . 05.12.2006. Архивировано из оригинала 13 февраля 2013 года . Проверено 9 января 2010 г.

[5] «FDA дает пищевой промышленности 3 года на отказ от трансжиров» . Нью-Йорк Таймс . 16 июня 2015 г. Архивировано из оригинала 16 июня 2015 г. Проверено 16 июня 2015 г.

[aha2017-6] Американская кардиологическая ассоциация, Сакс Ф.М., Лихтенштейн А.Х., Ву Дж.Х., Аппель Л.Дж., Крегер М.А., Крис-Этертон П.М., Миллер М., Римм Э.Б., Рудель Л.Л., Робинсон Дж.Г., Стоун Нью-Джерси, Ван Хорн Л.В. (июль 2017 г.). «Диетические жиры и сердечно-сосудистые заболевания: президентские рекомендации Американской кардиологической ассоциации» . Тираж . 136 (3): е1–е23. doi : 10.1161/CIR.0000000000000510 . ПМИД 28620111 . S2CID 367602 . Всемирная организация здравоохранения, Министерство здравоохранения Канады, «Выбор продуктов с полезными жирами» . Здоровье Канады . 10.10.2018 . Проверено 24 сентября 2019 г. , Министерство здравоохранения и социальных служб США, «Сократите потребление насыщенных жиров» (PDF) . Министерство здравоохранения и социальных служб США . Проверено 24 сентября 2019 г. Национальная служба здравоохранения Великобритании, «Жир: факты» . Великобритании Национальная служба здравоохранения . 27 апреля 2018 г. Проверено 24 сентября 2019 г. Научно-консультативный комитет Великобритании по питанию «Насыщенные жиры и здоровье» . Научно-консультативный комитет по питанию (SACN). Проверено 26 июля 2021 г.], Министерство здравоохранения и старения Австралии, "Толстый" . Австралии Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям и Департамент здравоохранения и старения . 24 сентября 2012 г. Проверено 24 сентября 2019 г. Министерство здравоохранения Сингапура, «Правильное употребление жиров!» . Сингапура Министерство здравоохранения . Проверено 24 сентября 2019 г. Министерство здравоохранения и благосостояния семьи Индии, «Здоровая диета» . Индии Министерство здравоохранения и благосостояния семьи . Проверено 24 сентября 2019 г. Министерство здравоохранения Новой Зеландии, «Выбор более здоровой пищи» . Новой Зеландии Министерство здравоохранения . Проверено 3 июня 2021 г. и Министерство здравоохранения Гонконга. «Узнай больше о жире» . Гонконга Департамент здравоохранения . Проверено 24 сентября 2019 г.

[xxxx1966yc-7] Нобелевские лекции по химии, 1901–1921 гг . Эльзевир. 1966. Перепечатано онлайн: «Поль Сабатье, Нобелевская премия по химии 1912 года» . Нобелевский фонд . Проверено 7 января 2007 г.

[xxxx0000yd-8] 141029 Процесс превращения ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения.

[xxxx0000ye-9] GB 190301515 Процесс преобразования ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения.

[patt1998yf-10] Паттерсон Х.Б. (1998). «Гидрирование» (PDF) . Серия научных лекций . Архивировано из оригинала (PDF) 26 сентября 2007 года . Проверено 7 января 2007 г.

[xxxx2001yg-11] Перейти обратно: ^а ^б «Вильгельм Норманн и история закаливания жира, Мартин Фидлер, 2001» . 20 декабря 2011 года. Архивировано из оригинала 1 октября 2011 года . Проверено 14 августа 2007 г.

[12] Шертлефф В., Аояги А. «История соевых бобов и соевых продуктов: с 1100 г. до н.э. по 1980-е гг.» . Архивировано из оригинала 18 октября 2005 года.

[kumm2008-13] Куммеров Ф.А. (2008). Холестерин вас не убьет, а вот трансжиры могут . Траффорд Паблишинг. ISBN 978-1-4251-3808-0 . ПРИМЕЧАНИЕ. Ненадежный источник.

[asch2006-14] Ашерио А., Стампфер М.Дж., Уиллетт У.К. (1999). «Трансжирные кислоты и ишемическая болезнь сердца» . Медицинский журнал Новой Англии . 340 (25): 1994–8. дои : 10.1056/NEJM199906243402511 . ПМИД 10379026 . Архивировано из оригинала 3 сентября 2006 года . Проверено 14 сентября 2006 г.

[15] «Спросите экспертов: гидрогенизированные масла» . Беркли Велнесс . Средства правовой защиты здравоохранения. 1 октября 2011 года . Проверено 24 ноября 2018 г.

[16] Коллетт, Роберт Л. (7 июля 2015 г.). «Зачем нужна монография о полностью гидрогенизированных маслах и жирах» . Качество имеет значение . Фармакопейная конвенция США . Проверено 24 ноября 2018 г.

[17] Хейнс, Фиона (23 сентября 2018 г.). «Частично или полностью гидрогенизированные масла: правда о трансжирах» . Ель ест . Дотдаш . Проверено 24 ноября 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]