Лабораторное оборудование на пищевых производствах в каталоге MilkLife.ru 

Введение 

На сегодняшний день коровье молоко является наиболее распространенным продуктом, пригодным как для непосредственного употребления в пищу, так и для переработки. Это связано с большим распространением содержания коров по всему миру за счет ряда преимуществ: долголетия, высоких объемов получения молока и толерантности к различным климатическим условиям (за исключением экстремальных). Одомашнивание данных животных во многом поспособствовало удовлетворению потребностей человека в мясе и молоке. Поэтому, по мере увеличения численности населения, растет и потребность в большем количестве крупного рогатого скота. 

Одним из основных компонентов в коровьем молоке является молочный жир (липиды), наряду с белком и лактозой. Молочный жир удовлетворяет потребность организма человека в энергии и пищевых веществах за счет содержания в нем: жирорастворимых витаминов, фосфолипидов, три-, ди- и моноглицеридов и жирных кислот (насыщенных, ненасыщенных, свободных, ω-3, ω-6 и ω-9) [1, 2]. Помимо этого, состав молочного жира оказывает непосредственное влияние на физикохимические свойства готового молочного продукта [3, 4, 5, 6], и, следовательно, на технологические свойства молока, включая его дальнейшую переработку.

Состав молочного жира в основном представлен триглицеридами (ТАГ/ТГ/TG), они составляют 98 %. Исследованиями было определено, что расположение жирных кислот в структуре триглицерида во многом влияет на физико-химические свойства жира: температуру плавления, поведение при кристаллизации, эмульгируемость, растворимость, поверхностную и межфазовую активность, активность липазы, возможно, и на специфические структурные характеристики мембраны жировых шариков молока, их устойчивость к окислению, реологическим свойствам и т. д. [7]. Уже известно, что в коровьем молоке присутствует около 400 жирных кислот [8], из которых, теоретически, могут быть получены многие тысячи случайных комбинаций триглицеридов [9]. 

В настоящее время полностью не выяснено как происходит формирование структуры триглицеридов, т. е. за счет последовательности каких химических реакций и влияния каких физических факторов происходит встраивание тех или иных жирных кислот в молекулу глицерида. Из-за этого пока не установлена прямая зависимость между сформированными комбинациями триглицеридов и свойствами жира. В связи с чем при поведении исследований принята во внимание идентификация триглицеридов по классам (семействам), где С24–С34 – короткоцепочные, С36–С44 – среднецепочные, С46–С54 – длинноцепочные. 

По литературным данным установлено, что такие факторы, как порода животных и их генотип, кормление, сезон и стадия лактации влияют на концентрацию отдельных типов триглицеридов [10, 11, 12, 13, 14], содержащихся в жире. Из зарубежных исследований стало известно о 3454 видах триглицеридов с различ - ным составом жирных кислот. У 220 групп триглицери - дов установлена молекулярная концентрация, также обнаружено, что низкомолекулярные жирные кис - лоты (С2:0 и пропионовая С3:0) участвуют в синтезе триглицеридов [9]. Группой ученых проведено исследование триглицеридного состава жировой фазы молока у голштино-фризской породы, где подтверждено влияние фактора сезонной лактации коров на триглицеридный состав молочного жира. В результате проведенного исследования ими было выявлено 236 специфических триглицеридов, характерных для зимнего периода лактации, и 105 – для летнего [15]. Изучение состава триглицеридов может способство - вать выявлению специфических маркеров, позволяющих осуществлять идентификацию молочного сырья и продуктов на его основе. Поэтому исследование и сбор аналитической информации относи - тельно триглицеридного состава молочного жира в настоящий момент является актуальной задачей. 

Собранная информация, в дальнейшем, может способствовать выявлению влияющих факторов, включая и региональные особенности на состав жировой фазы коровьего молока.

Объекты и методы исследования 

Исследования проводились на базе лаборатории технохимического контроля и арбитражных методов анализа в ФГАНУ «ВНИМИ». Объектами исследования являлись 27 образцов сырого молока, отобранных с различных ферм, в том числе и с ферм Республики Беларусь. Пробоподготовка образца осуществлялась в соответствии с ГОСТ 32915-2014 «Молоко и молочная продукция. Определение жирнокислотного состава жировой фазы методом газовой хроматографии», путем экстрагирования жира на роторном испарителе с водяной баней из 50 см 3 образца молока, предварительно смешанного с 150 см 3 гексана. Полученный жир в объеме 100 мкл растворяли в 2 см 3 гексана и добавляли 100 мкл 5 % метилата натрия, пробу интенсивно встряхивали и после отстаивания отбирали верхний слой на хроматографирование. По данной схеме проводилось исследование жирнокислотного состава. Исследование триглициридного состава проводилось по ГОСТ Р 70238-2022 «Молоко и молочная продукция. Метод идентификации состава жировой фазы и определение массовой доли молочного жира». Полученный после экстрагирования жир в объеме 100 мкл растворяли в 2 см3 гексана, перемешивали и пробу переносили в виалу для последующего хроматографического исследования. 

Анализ жирнокислотного и триглицеридного состава проводили методом газовой хроматографии с использованием хроматографа «Кристаллюкс 4000М» с ПИД-детектором и программным обеспечением для обработки хроматографических данных «NetChrom». 

Для разделения жирных кислот применялась кварцевая капиллярная колонка Supelco-2560 100 m × 0,25 mm × 0,2 µm (Sigma-Aldrich, США), неподвижная фаза FFAP. Режим разделения: расход газа-носителя – 40 мл/мин (азот); давление на капиллярной колонке – 2,8 атм; Tдетектора – 260 °С; Tиспарителя – 230 °С; температурный градиент: 100 °С (выдержка 5 мин) – 15 °С/мин до 165 °С (выдержка 1 мин) – 2 °С/мин до 240 °С; объем вкола пробы – 1 мкл. Расчет состава метиловых эфиров жирных кислот проводился методом внутренней нормализации. Идентификацию смеси проводили с использованием стандарта метиловых эфиров жирных кислот Supelco FAME 37mix components. 

Для исследования триглицеридного состава применялась капиллярная кварцевая колонка RESTEK RTX-65TG 30 m × 0,25 mm × 0,1µm (RESTEK, США), неподвижная фаза 65 % дифенил и 35 % диметилполисилоксан. Режим разделения: расход газаносителя – 40 мл/мин (азот); давление на капиллярной колонке – 2,8 атм; Tдетектора – 370 °С; Tиспарителя – 320 °С; температурный градиент: 200 °С – 5 °С/мин до 360 °С (выдержка 4 мин); объем вкола пробы – 1 мкл. Идентификацию смеси проводили с использованием стандарта триглицеридов RM 519 (Community Bureau of Reference BCR). Количественный расчет – методом внутренней нормализации.

Результаты и их обсуждение 

Полученные результаты исследований позволили систематизировать данные и установить минимальное и максимальное значение по каждой жирной кислоте, определив, также, и среднее значение по всем исследованным образцам. Среди 27 исследованных образцов жировая фаза 25 образцов сырого молока соответствовала установленным нормативным значениям и была отмечена как не фальсифицированная жирами немолочного происхождения. Данные по образцам, не соответствующим установленным нормированным значениям были проанализированы отдельно. 

В таблице 1 представлено содержание основных жирных кислот в сыром коровьем молоке по результатам анализа 25 образцов жировой фазы сырого молока. По полученным данным можно сделать вывод о том, что жировая фаза всех исследованных образцов молока укладывается в нормативные требования, установленные для молочного жира коровьего молока. При анализе хроматограмм отмечено, что при низком значении масляной кислоты (С4:0) значение пальмитиновой кислоты (С16:0) стремится к максимально допустимому значению и наоборот, при сниженном значении пальмитиновой кислоты (С16:0) снижается количество стеариновой (С18:0) (приближаясь к минимально допустимой отметке), возрастает значение миристиновой (С14:0) кислоты. Стоит отметить, что во всех образцах значение линолевой кислоты (С18:2) не превышало верхнюю границу нормы (не более 5,5 %), что может свидетельствовать об отсутствии примеси растительных жиров. 

В связи с тем, что жирнокислотный состав жировой фазы молока неинформативен при фальсификации животными жирами, то данные образцы были проанализированы и по триглицеридному составу (табл. 2)

Характерными семействами триглицеридов для исследованных образцов сырого коровьего молока можно отнести группы: С32, С36, С38, С42, С44, С46, С52 и С54. Полученные результаты отличаются от установленных нормированных значений согласно ГОСТ Р 70238-2022. Стоит отметить, что семейства триглицеридов С42 и С46 находятся в одном диапазоне значений, максимальная разница между ними составила ± 0,2 %. Подобная взаимосвязь не наблюдалась при анализе жировой фазы сырого молока, в образцах которого не было выявлено жиров немолочного происхождения. Группы С36 и С38 единственные, у которых сохранялся средний диапазон значений от 12,5 % до 13,5 %, поэтому их можно отнести к «доминирующими» группам триглицеридов. 

Среди 27 исследованных образцов жировой фазы сырого молока было выявлено два образца молока с отклонениями по жирнокислотному составу. Полученные по ним результаты были обработаны, проанализированы и представлены в таблице 3 и на рисунке 1. В данных образцах коровьего молока можно отметить низкое содержание следующих жирных кислот: каприловой (С8:0), каприновой (С10:0) и лауриновой (С12:0), в образце 1 также и миристиновой (С14:0). Данные жирные кислоты являются характерными для молочного жира. При этом в образце 1 также зафиксировано превышение содержания олеиновой кислоты на 12,0 % (от нормы), а в образце 2 на 5,0 % (при обычной норме для сырого молока в 24,0 % [10]). Совокупность данных признаков может свидетельствовать об изменении состава молочного жира, которое, в том числе, может быть обусловлено и фальсификацией жирами немолочного происхождения. Для подтверждения данных предположений проведено исследование триглицеридного состава (табл. 4 и рис. 2). Как видно из полученных данных, наибольшее отклонение отмечено в группах С50, С52 и С54. Данные группы можно отнести к характерным, то есть «доминирующими» при проведении анализа жировой фазы образца при наличие говяжьего жира. 

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 70238-2022 рассчитана массовая доля говяжьего жира (по формуле из ГОСТ Р 70238-2022 п. 8.5.2). ГЖ = 2,0355 − 1,2193wс 38 − 2,9015wс 44+ +0,8284wс 48 + 0,953wс50+ +1,7163wс52 − 0,08638wс54 где значения для образца 1: С38 – 14,17, С44 – 3,44, С48 – 6,46, С50 – 13,36, С52 – 18,01, С54 – 7,31; для образца 2: С38 – 14,81, С44 – 4,64, С48 – 8,03, С50 – 13,31, С52 – 14,08, С54 – 3,93. По результатам расчета были получены следующие значения, указывающие на вероятный подмес говяжьего жира в жировую фазу исследованных образцов: образец 1 – 22,46 %, образец 2 – 13,66 %. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что наиболее эффективным методом для идентификационной оценки фальсификации молочного жира служит исследование триглицеридного состава.

Выводы 

Проведенные результаты исследований жирнокислотного и триглициридного состава жировой фазы сырого коровьего молока показали, что триглицеридный состав позволяет наиболее полно определить идентификационные характеристики жировой фазы, в том числе при наличии в жировой фазе исследуемого образца жиров животного происхождения. Впоследствии, данная методика может быть эффективна и при анализе молочных продуктов, в том числе и молокосодержащих. Выявленные зависимости в отношении триглициридного состава могут позволить наиболее точно характеризовать и идентифицировать жировую фазу молочного сырья. Поэтому сбор информации по оценке состава жировой фазы сырого молока является необходимым ресурсом в решении не только методологических, но и технологических задач, стоящих перед производством. Полученная информация в дальнейшем может быть полезна для формирования идентификационных характеристик жировой фазы молочного сырья в зависимости от состава молока и его региональной принадлежности. 

Источник: Молочная промышленность. 2024. № 3. С. 43–49.