Исследование на выявление примесей в молочных жирах (фальсификации молочной продукции)

Источник: The DairyNews
Жиры и масла формируются из триглицеридов (триацилглицерины), которые состоят из трех жирных кислот, присоединенных к основной цепи глицерола. Все жиры и масла имеют одинаковую структуру. Различия возникают фактически в жирных кислотах, участвующих в реакциях, из-за их относительной концентрации и способа сочетания жирных кислот для образования триглицерида. Это означает, что испытание на выявление примесей обычно включает в себя анализ этих различий (хотя для некоторых анализов используют второстепенные компоненты, которые являются специфическими для определенных жиров и масел). Например, испытание на выявление растительных стеринов является отличным методом определения добавления растительных масел в молочные жиры.

Алистер Макгиббон
Алистер Макгиббон
Доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Fonterra Research and Development Centre
1.    Резюме:
•    Исследование молочного жира важно для определения примесей в молочных продуктах (фальсификации).
•    Исследование на жиро-кислотный состав не является достаточно достоверным методом.
•    Исследование избыточных стеринов в молочных продуктах более чувствительный метод для определения примесей.
•    Недавние разработки IDF в части исследований триглицеридов позволяют получить более достоверные результаты, чем определение жирокислотного состава , потому что данный метод анализирует каким образом жирные кислоты объединены в триглицериды.

2.    Введение
Жиры и масла формируются из триглицеридов (триацилглицерины), которые состоят из трех жирных кислот, присоединенных к основной цепи глицерола. Все жиры и масла имеют одинаковую структуру. Различия возникают фактически в жирных кислотах, участвующих в реакциях, из-за их относительной концентрации и способа сочетания жирных кислот для образования триглицерида. Это означает, что испытание на выявление примесей обычно включает в себя анализ этих различий (хотя для некоторых анализов используют второстепенные компоненты, которые являются специфическими для определенных жиров и масел). Например, испытание на выявление растительных стеринов является отличным методом определения добавления растительных масел в молочные жиры.

При испытании молочного жира на выявление примесей других жиров и масел могут возникать трудности из-за естественного изменения состава молочного жира и естественной изменчивости состава примеси жира или масла.

Состав жирных кислот в молочных жирах изменяется за счет большого числа факторов, в том числе следующих
•    Генетика молочного стадаПорода коровы
•    Стадия лактации коровы
•    Состав рациона коровы, в том числе из-за климатических условий и применение дополнительных режимов кормления.

Эти факторы приводят к изменениям на протяжении периода лактации, между сезонами, и от региона к региону. На результаты также влияют и такие факторы, как особенности ведения сельскогохозяйства, например, круглогодичный отел или весенний отел, различные режимы кормления: в разных условиях и разных странах состав жирных кислот в молочных жирах будет отличаться. Эти различия могут меняться со временем по мере изменения способа кормления и практики ведения сельского хозяйства, в целом, а также необходимости постоянного обновления типовых диапазонов.

3.    Исследования с целью определения примесей в молочном жире

Исторические исследования для выявления примесей:
•    Число омыления (или Число Кэттстерфера)  – связано со средним молекулярным весом жирных кислот
•    Йодное число – связано со степенью ненасыщенности жирных кислот
•    Показатель преломления – зависит от степени ненасыщенности жирных кислот
•    Значение по методу Поленске – относится, как правило, к жирным кислотам с соотношением концентраций с8:0, с10:0 и с12:0
•    Число Рейхерта-Мейссля – связанное, в основном, с жирными кислотами с соотношением концентраций с4:0 и c6:0
•    Значение Киршнера – с4:0

Результаты испытания считаются удовлетворительными, если используются образцы чистого молочного жира и есть примеси. Однако на результаты этих испытаний влияет значительное естественное изменение в молочных жирах, что приводит к их неточности. Так как не было других доступных методов исследования, по результатам которых можно было бы получить результаты лучше, последние и стали основой для раннего пищевого законодательства.

С появлением газовой хроматографии стало возможным использовать более сложные методы исследования для обнаружения примесей (фальсификации).

Изначально показатель содержания масляной кислоты использовался для обнаружения примесей в молоке коров, овец, коз, крупного рогатого скота, и, в меньшей степени, верблюдов. Однако, для уровней масляной кислоты в молочных жирах характерны большие естественные различия, так что только значительные примеси будут находиться вне естественного диапазона изменения. Кроме того, такая методика означает, что уровни масляной кислоты могут быть занижены, если анализ проводиться недостаточно тщательно.

Можно провести анализ полного профиля жирных кислот,в то время, как для определения растительных масел, где есть явные изменения в концентрации ненасыщенных жирных кислот, это очень удобно, то обнаружить частично гидрогенизированные растительные масла со степенью ненасыщенности подобно молочному жиру — очень трудно. Кроме того, трудно определить источник примеси из-за возможно разной степени гидрирования масел. Это также касается животных жиров, которые по составу больше похожи на молочные жиры.

Это стало причиной разработки стандарта IDF и ISO, основанного на анализе неповрежденных (интактных) триглицеридов, а не на компонентах жирных кислот (Международный стандарт ISO 17678, IDF 202 (2010)). За счет использования интактных триглицеридов анализируется, каким образом три жирных кислоты вводятся в молекулу. Поскольку синтез триглицеридов не является случайным процессом, но обусловлен специфичностью ферментов, получаемые триглицериды будут характеризовать источник. Кроме того, используемые короткие колонны показывают разделение на основе числа атомов углерода (сумма углеродов в трех жирных кислотах), а насыщенные и ненасыщенные триглицериды с тем же числом атомов углерода не отличаются. Это означает, что натуральные масла и гидрогенизированные масла имеют такие же характеристики по реакции и не будут усложнять анализ.

4.    Исследование жирных кислот
При исследованиях смесей или композиций состав жирных кислот представляет собой просто арифметическую сумму жирных кислот отдельных компонентов смеси (т.е. С18:0 в смеси – сумма С18:0 в отдельных компонентах, умноженная на пропорцию этого компонента в смеси).

В Таблице 1 показан диапазон обычных жирных кислот животных и растительных жиров и масел. Для смеси 50:50 конкретного молочного жира и соевого масла с соотношением С18:0, значение будет 7,35 (12,2*0,5 + 3,5*0,5). Однако если провести исследование  компонентов смеси невозможно, необходимо полагаться на типовые значения или диапазоны. Это тот случай, когда исследование на выявление примесей в молочных жирах проводят в условиях, при которых натуральный молочный жир и примеси недоступны, а это именно та проблема, которая усложняет проведение анализов на определение содержания примесей. Если натуральный молочный жир имеется, и проверено, что он чистый, то результаты анализов будут более точными, и можно определить содержание примеси в цепочке распределения.

Если исследуется другая жирная кислота, например, С12:0, тогда по таблице 1 понятно, что существует целый ряд примесей с показателем соотношения меньше С12:0, чем для молочного жира, что снижает соотношение С12:0 для смеси. Однако есть только два масла (кокосовое и пальмовое), которые могут приводить к увеличению С12:0 в смеси. Таким образом, высокое значение С12:0 может показывать либо чистый молочный жир с верхним значением диапазона, либо молочный жир, «загрязненный» кокосовым или пальмовым маслом. Что именно из этого имеет место быть, можно определить путем проведения анализа растительных стеринов, так как ни один животный жир не может увеличить С12:0. Если анализ растительного стерина показывает, что значение последнего выше типового значения для молочных жиров, тогда можно заподозрить наличие примесей. Тем не менее, если уровни растительных стеринов будут нормальными для молочного жира, тогда можно говорить о чистом молочном жире в верхнем значении диапазона. (Примечание: молочный жир содержит некоторые растительные стерины за счет растительного рациона питания коровы).

Единственное условие отсутствия С12:0 в животных жирах – молочный жир крупного рогатого скота; в молочном жире овец и коз содержатся жирные кислоты, значением С12:0 (относится только к молоку, а не к жиру самой туши). Может понадобиться другая методика исследования для данных видов молока.

Таблица 1. Обычное содержание жирных кислот в жирах и маслах

Источники данных:
Масла и жиры, Хаммонд (Hammond), Справочник CRC, Хроматографический анализ липидов, 1993
Молочный жир, исторические данные, МакГиббон (MacGibbon) и Тейлор (Taylor), 2006, Продвинутая химия молока и молочных продуктов


5.    Примеры  соотношения жирных кислот в молочных жирах и смесях с пальмовым маслом
Пальмовое масло является, пожалуй, самой распространенной примесью, добавляемой к молочным жирам, так как физические свойства смеси близки к молочному жиру.

Чтобы не полагаться на прогнозируемые результаты, нами были составлены смеси молочного жира и пальмового масла, и уже затем проанализированы на содержание жирных кислот с помощью стандартного метода FAME (Метиловые эфиры жирных кислот) с базовой дериватизацией с метоксидом натрия. Смеси были чистыми молочными жирами (100% молочного жира / 0% пальмового масла), 90% молочного жира / 10% пальмового масла, 80% молочного жира / 20% пальмового масла, 70% молочного жира / 30% пальмового масла, 60% молочного жира / 40% пальмового масла, 50% молочного жира / 50% пальмового масла и чистое пальмовое масло (100% пальмового масла). Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2: Содержание жирных кислот в смесях пальмового масла / молочного жира (указан % пальмового масла в молочных жирах).

Примечание: 0% – это образец чистого молочного жира, а 100% – образец чистого пальмового масла. В промежуточных смесях количество пальмового масла больше.

Очевидно, что добавление большего количества пальмового масла отражается на содержании жирных кислот, которое по показателям приближается к чистому пальмовому маслу (C12:0 уменьшается, а C16:0 и C18:1 повышаются).

Таблица 3: Диапазоны содержания жирных кислот при добавлении пальмового масла в молочные жиры согласно с ограничениями по ГОСТ


•    ГОСТ 32261-2013 «Масло сливочное. Технические условия»
Примечание: общее значение концентрации С18:2 = С18:2 + С18:2, конъюгированные. Необходимо добавлять это значение при сравнении со стандартом.

Таблица 4: Соотношение  жирных кислот при добавлении пальмового масла в молочные жиры в сравнении с ограничениями по ГОСТ 32261-2013 «Масло сливочное. Технические условия.»

Примечание: ненасыщенные ./ насыщенные. (unsat/sat) – соотношение конкретных жирных кислот из этих групп
ненас./нас. = Сумма C18:1+C18:2 и Сумма C12:0+C14:0+C16:0+C18:0


Проведя сравнение по таблицам 3 и 4, можно определить, какое количество пальмового масла для конкретного образца молочного жира можно добавить без превышения диапазона.

6.    Значение содержания жирных кислот
Стоит отметить, что может возникать путаница со значениями содержания жирных кислот в образце, так как не все приведенные значения учитываются.

Ученые и химики-аналитики, как правило, выражают содержание жирной кислоты в качестве концентрации конкретной жирной кислоты в виде соотношения к концентрации всех жирных кислот. Таким образом, данные выводятся из газовой хроматографии, по которой площадь пика конкретной жирной кислоты сравнивается с общей площадью пика всех жирных кислот.

Выражается в % конкретных жирных кислот от общего количества жирных кислот, или в г жирных кислот на 100 г общего количества жирных кислот. (определение соотношения жирных кислот)

Диетологи и технологи, как правило, выражают жирные кислоты в процентах от общего содержания жиров.
Значение жирных кислот выражается в % конкретных жирных кислот к общему количеству жиров, или в г жирных кислот на 100 г жиров. Такая единица измерения должна указываться на этикетке пищевого продукта (определение содержания жирных кислот в жирах и, следовательно, в продуктах питания). Этот результат может быть получен путем анализа определенного количества жира и использования внутренних или внешних стандартов для определения количества конкретной жирной кислоты.

Последние единицы приводят к более низким значениям, так как жир состоит из 3 жирных кислот на глицериновой основе (глицериновая цепь не входит в соотношение грамма жирной кислоты на 100г от общего расчета жирных кислот). Кроме того, все другие второстепенные компоненты растворяются в жирах. Воздействие цепи глицерина будет зависеть от молекулярных масс жирных кислот, однако это может уменьшить содержание жирных кислот на 5-10%. Это означает , что сумма жирных кислот будет менее 100%.

Если единицы измерения выражены полностью и приведены к 100%, путаницы в измерениях не возникает, но если единицы полностью не выражены, то неясно, какой тип измерения используется.


7.    Справочные материалы
Chilliard, Y., Ferlay, A., Mansbridge, R.M. и Doreau, М. (2000) Пластичность молочного жира жвачных животных: контроль пищевой ценности насыщенных, полиненасыщенных, транс- и конъюгированных жирных кислот. Ann. Zootech., 49, 181-205.
Jee, M. (2002) Молочный жир и другие животные жиры при определении масел и жиров, Blackwell Publishing Ltd, Оксфорд, Великобритания, стр. 115-142.
Hammond (1993) Хроматографический анализ липидов, Справочник CRC
Hawke, J.C. и Taylor, M.W. (1995) Влияние факторов питания на выход, состав и физические свойства молочного жира. В: Fox, P.F. (ред.) Продвинутая химия молока и молочных продуктов, т.2, Липиды, 2-е изд., стр. 37-88. Чепмен и Холл, Лондон.
Международный стандарт ISO 12078 IDF 159 Безводный молочный жир - Определение содержания стеринов с помощью газо-жидкостной хроматографии (Контрольный метод). ISO, Швейцария и Международная молочная федерация, Брюссель, Бельгия
Международный стандарт ISO 18252 IDF 200 Обезвоженный  молочный жир - Определение содержания стеринов с помощью газо-жидкостной хроматографии (Регулярный метод), ISO, Швейцария и Международная молочная федерация, Брюссель, Бельгия
Международный стандарт ISO 17678„ IDF 202 (2010) Молоко и молочные продукты. Определение чистоты молочного жира с помощью газохроматографического анализа триглицеридов (Контрольный метод). ISO, Швейцария и Международная молочная федерация, Брюссель, Бельгия, 2010.
MacGibbon, A.K.H. и Taylor, M.W. (2006) Состав и структура жиров коровьего молока в Продвинутой химии молока и молочных продуктов, том 2, Липиды, 3-е изд., (P.F. Fox и P.L.H. McSweeney, ред.) Спрингер, Нью-Йорк, стр. 1-43,

Molkentin, J и Crawford, R.A. (2009) Международное совместное исследование по газо-жидкостному хроматографическому методу для определения чистоты молочного жира в молоке и молочных продуктах с помощью анализа триглицеридов – проект международного стандарта ISO 17678│IDF 202. Вестник Международной молочной федерации 434/2009.

Taylor, M.W. и MacGibbon, A.K.H. (2011) Молочные липиды: Жирные кислоты. В: Fuquay JW, Fox PF и McSweeney PLH (ред.), Энциклопедия наук о молоке и молочных продуктах, второе издание, том 3, стр. 655–659. Сан Диего: Academic Press

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
05.04.2024
В России резко сократилось количество импортных ветпрепаратов. Часть хозяйств используют запасы, другие переходят на отечественные аналоги. Российские производители наращивают производство и выводят на рынок новые препараты. Участники отрасли поделились с The DairyNews мнениями о текущей ситуации с ветпрепаратами и перспективах импортозамещения в этом сегменте.
Читать полностью