Гидрогенизация жиров - Fat hydrogenation

Гидрогенизация жиров это процесс объединения толстый - обычно растительные масла - с водородом, чтобы было больше насыщенный.

Процесс обычно проводится при очень высоком давлении с помощью никель катализатор (который удаляется из конечного продукта).

Их частичное гидрирование снижает большую часть, но не все, этих двойных углерод-углеродных связей. Степень гидрирования регулируется путем ограничения количества водорода, температуры и времени реакции, а также катализатора.[1] Цель состоит в том, чтобы превратить жидкие масла в твердые или полутвердые жиры, которые могут заменить масло сливочное и сокращение в пастах, конфетах, выпечке и других продуктах.

Частичное гидрирование типичного растительного масла до типичного компонента маргарина. В этом процессе удаляется большая часть двойных связей C = C, что повышает температуру плавления продукта.

Гидрирование превращает жидкость растительные масла в твердые или полутвердые жиры, например, присутствующие в маргарин. Изменение степени насыщения жира изменяет некоторые важные физические свойства, такие как диапазон плавления, поэтому жидкие масла становятся полутвердыми. Для выпечки предпочтительны твердые или полутвердые жиры, поскольку смешивание жира с мукой обеспечивает более желаемую консистенцию выпеченного продукта. Поскольку частично гидрогенизированные растительные масла дешевле животных жиров, они доступны в широком диапазоне консистенций и обладают другими желательными характеристиками (такими как повышенная окислительная способность). стабильность и дольше срок годности ), они являются преобладающими жирами, используемыми в качестве сокращение в большинстве коммерческих хлебобулочных изделий.

В результате полного гидрирования получается молекула, содержащая максимальное количество водорода (другими словами, превращение ненасыщенной жирной кислоты в насыщенную). Частичное гидрирование приводит к добавлению атомов водорода в некоторые из пустых позиций с соответствующим уменьшением количества двойных связей. Типичное промышленное гидрирование является частичным для получения податливый смесь жиров, твердая при комнатная температура, но тает во время выпечки или потребления.

«Проблема трансжиров»

Побочным эффектом неполного гидрирования, имеющим последствия для здоровья человека, является изомеризация некоторых из оставшихся ненасыщенных углеродных связей с их транс-изомеры. Трансжиры (в результате частичной гидрогенизации) были вовлечены в заболевания системы кровообращения, включая сердечное заболевание.[2] Превращение цис-связей в транс-связи является химически благоприятным, поскольку транс-конфигурация имеет более низкую энергию, чем естественная цис-конфигурация. В состоянии равновесия соотношение транс / цис-изомер составляет примерно 2: 1. Многие страны и регионы ввели обязательную маркировку трансжиров на пищевых продуктах и ​​обратились к промышленности с просьбой добровольно их сократить.[3][4][5] Пищевая промышленность отошла от частично гидрогенизированных жиров (т.е. транс-жиры ) и к полностью гидрогенизированным жирам и переэтерифицированные жиры в ответ на плохую рекламу трансжиров, требований к маркировке и удаления трансжиров из FDA список продуктов В целом признано безопасным.[6][7][8]

Каталитическое частичное гидрирование обязательно дает транс-жиров, из-за механизм реакции. На первой стадии реакции добавляют один водород, а другой, координационно ненасыщенный, углерод присоединяется к катализатору. Второй этап - это добавление водорода к оставшемуся углероду с образованием насыщенной жирной кислоты. Первая стадия обратима, так что водород повторно адсорбируется на катализаторе, и двойная связь повторно формируется. Промежуточный продукт с добавленным только одним водородом не содержит двойной связи и может свободно вращаться. Таким образом, двойная связь может переформироваться как СНГ или же транс, из которых транс является предпочтительным, независимо от исходного материала. Полное гидрирование не имеет этого побочного эффекта, потому что оно также гидрирует любые производимые транс жиры, чтобы дать насыщенные жиры.[нужна цитата ]

Многочисленные исследования пришли к выводу, что эти транс жирные кислоты негативно влияют на здоровье. В результате многие страны приняли регулирование трансжиров который направлен на устранение или строгое ограничение их количества в промышленных пищевых продуктах.

История

Обложка оригинальной поваренной книги Crisco, 1912 г.

Нобелевская лауреат Поль Сабатье работал в конце 1890-х годов над разработкой химии гидрирования, которая позволила маргарин, гидрирование масла и синтетическое метанол отрасли.[9] В то время как Сабатье считал гидрирование только паров, немецкий химик Вильгельм Норманн в 1901 году показал, что жидкие масла можно гидрогенизировать, и запатентовал этот процесс в 1902 году.[10][11][12] В 1905–1910 годах Норманн построил в г. Херфорд Компания. В то же время изобретение было распространено на крупный завод в г. Уоррингтон, Англия, в Джозеф Кросфилд и сыновья, Limited. Прошло всего два года, прежде чем затвердевший жир удалось успешно произвести на заводе в Уоррингтоне, производство которого началось осенью 1909 года. В первый год было произведено почти 3000 тонн.[13]В 1909 г. Procter & Gamble приобрела права США на патент Normann;[14] в 1911 году они начали продавать первые гидрогенизированные сокращение, Crisco (состоит в основном из частично гидрогенизированных хлопковое масло ). Дальнейший успех был достигнут благодаря маркетинговой методике раздачи бесплатных кулинарных книг, в которых каждый рецепт требовал Криско.

Вильгельм Норманн запатентовал гидрогенизацию жидких масел в 1902 г.

Процесс гидрирования Нормана позволил стабилизировать доступный китовый жир или же рыбий жир употребление в пищу человеком, практика держится в секрете, чтобы избежать отвращения потребителей.[13]

Во время правления Наполеона во Франции в начале 19-го века был изобретен маргарин, чтобы накормить войска с помощью жира и пахты. Это не было принято в США. В начале 20 века соевые бобы начали импортироваться в Соединенные Штаты в качестве источника белка; соевое масло было побочным продуктом. Что делать с этим маслом, стало вопросом. В то же время молочного жира потребителям не хватало. Был открыт метод гидрогенизации жира и превращения жидкого жира в твердый, и теперь ингредиенты (соевые бобы) и необходимость (нехватка масла) были. Позже средство для хранения, холодильник, стало фактором образования трансжиров. Жировая промышленность обнаружила, что гидрогенизированные жиры придают маргарину некоторые особенности, которые позволяют брать маргарин, в отличие от сливочного масла, из холодильника и немедленно намазывать его на хлеб. Путем незначительных изменений химического состава гидрогенизированного жира было обнаружено, что такой гидрогенизированный жир обеспечивает превосходные хлебопекарные свойства по сравнению с салом. Маргарин, изготовленный из гидрогенизированного соевого масла, начал заменять молочный жир. Гидрогенизированные жиры, такие как Crisco и Spry, продаваемый в Англии, начал заменять масло и сало в выпечке хлеба, пирогов, печенья и тортов в 1920 году.[15]

Производство гидрогенизированных жиров неуклонно увеличивалось 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; защитники также заявили, что ненасыщенные транс-жиры маргарина были полезнее, чем насыщенные жиры масла.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Иэн П. Фриман «Маргарины и шортенинг» в Энциклопедия промышленной химии Ульмана, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a16_145
  2. ^ Тереза ​​Тарраго-Трани, Мария; Филлипс, Кэтрин М .; Lemar, Linda E .; Холден, Джоанн 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. PMID  16720128.
  3. ^ «Смертельные жиры: почему мы до сих пор их едим?». Независимый. 2008-06-10. В архиве из оригинала от 14.06.2008. Получено 2008-06-16.
  4. ^ «Нью-Йорк проходит запрет на трансжиры». Новости NBC. 2006-12-05. Получено 2010-01-09.
  5. ^ "F.D.A. дает пищевой промышленности 3 года на устранение трансжиров". Нью-Йорк Таймс. 2015-06-16. В архиве из оригинала от 16.06.2015. Получено 2015-06-16.
  6. ^ «Спросите экспертов: гидрогенизированные масла». Беркли Велнес. Remedy Health Media. 1 октября 2011 г.. Получено 24 ноября 2018.
  7. ^ Коллетт, Роберт Л. (7 июля 2015 г.). «Зачем нужна монография по полностью гидрогенизированным маслам и жирам». Вопросы качества. Фармакопейная конвенция США. Получено 24 ноября 2018.
  8. ^ Хейнс, Фиона (23 сентября 2018 г.). «Частично или полностью гидрогенизированные масла: правда о трансжирах». Ель ест. Dotdash. Получено 24 ноября 2018.
  9. ^ Нобелевские лекции по химии, 1901–1921 гг.. Эльзевир. 1966 г. Перепечатано в Интернете: "Поль Сабатье, Нобелевская премия по химии 1912 г.". Нобелевский фонд. Получено 7 января 2007.
  10. ^ de 141029  Процесс преобразования ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения
  11. ^ гб 190301515  Процесс преобразования ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения
  12. ^ Паттерсон HB (1998). «Гидрирование» (PDF). Серия научных лекций. Архивировано из оригинал (PDF) 26 сентября 2007 г.. Получено 7 января 2007.
  13. ^ а б "Wilhelm Normann und die Geschichte der Fetthärtung von Martin Fiedler, 2001". 20 декабря 2011. Архивировано с оригинал 1 октября 2011 г.. Получено 14 августа 2007.
  14. ^ Шуртлефф В, Аояги А. «История соевых бобов и соевых продуктов: 1100 г. до н.э. по 1980-е годы». Архивировано из оригинал 18 октября 2005 г.
  15. ^ Куммеров Ф.А. (2008). Холестерин не убьет вас, но трансжиры могут. Издательство Trafford. ISBN  978-1-4251-3808-0. ПРИМЕЧАНИЕ: ненадежный источник.
  16. ^ Ашерио А, Стампфер MJ, Виллетт WC. «Трансжирные кислоты и ишемическая болезнь сердца». Архивировано из оригинал 3 сентября 2006 г.. Получено 14 сентября 2006.