Гидрирование жиров - Fat hydrogenation

Гидрогенизация жиров - это процесс объединения жира, обычно растительных масел, с водородом, чтобы сделать его более насыщенным .

Процесс обычно осуществляется при очень высоком давлении с помощью никелевого катализатора (который удаляется из конечного продукта).

Их частичное гидрирование восстанавливает большую часть, но не все, этих двойных углерод-углеродных связей. Степень гидрирования регулируется путем ограничения количества водорода, температуры и времени реакции, а также катализатора. Цель состоит в том, чтобы превратить жидкие масла в твердые или полутвердые жиры , которые могут заменить масло и укорочение спредов, конфеты, печеными хорошо, и другие продукты.

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

Гидрогенизация превращает жидкие растительные масла в твердые или полутвердые жиры, такие как те, что присутствуют в маргарине . 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 текстуру 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 стабильность и более длительный срок хранения ), они являются преобладающими жирами, используемыми в качестве шортенинга в большинстве коммерческих выпеченных продуктов. товары.

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 некоторых пустых положениях с соответствующим уменьшением количества двойных связей. Типичное промышленное гидрирование является частичным, чтобы получить пластичную смесь жиров, которая является твердой при комнатной температуре , но плавится во время выпечки или потребления.

«Проблема трансжиров»

Побочным эффектом неполного гидрирования, имеющим последствия для здоровья человека, является изомеризация некоторых оставшихся ненасыщенных углеродных связей с их транс-изомерами . Трансжиры (полученные в результате частичной гидрогенизации) участвуют в заболеваниях системы кровообращения, включая болезни сердца . 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-изомеров составляет примерно 2: 1. Многие страны и регионы ввели обязательную маркировку трансжиров на пищевых продуктах и ​​обратились к промышленности с просьбой добровольно их сократить. Пищевая промышленность отошла от частично гидрогенизированных жиров (то есть трансжиров ) к полностью гидрогенизированным жирам и переэтерифицированным жирам в ответ на плохую рекламу трансжиров, требований к маркировке и удаления трансжиров из списка пищевых продуктов, признанных безопасными FDA. .

Каталитическое частичное гидрирование обязательно дает трансжиры из-за механизма 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 либо в цис, либо в транс , из которых транс является предпочтительным, независимо от исходного материала. Полное гидрирование не имеет этого побочного эффекта, поскольку оно также гидрирует любые произведенные трансжиры с образованием насыщенных жиров.

Многочисленные исследования показали, что эти трансжирные кислоты оказывают негативное влияние на здоровье. В результате многие страны приняли нормативные акты о трансжирах , направленные на устранение или строгое ограничение их количества в промышленных пищевых продуктах.

История

Обложка оригинальной поваренной книги Crisco, 1912 г.

Нобелевский лауреат Пол Сабатье работал в конце 1890-х годов над разработкой химии гидрогенизации, которая позволила получить производство маргарина , гидрогенизации масла и синтетического метанола . В то время как Сабатье рассматривал гидрирование только паров, немецкий химик Вильгельм Норманн в 1901 году показал, что жидкие масла можно гидрогенизировать, и запатентовал этот процесс в 1902 году. В 1905–1910 годах Норманн построил установку для отверждения жира в компании Herford . В то же время изобретение было распространено на крупный завод в Уоррингтоне , Англия, в компании Joseph Crosfield & Sons, Limited . Прошло всего два года, прежде чем затвердевший жир смог быть успешно произведен на заводе в Уоррингтоне, производство которого началось осенью 1909 года. В первый год было произведено почти 3000 тонн. В 1909 г. компания Procter & Gamble приобрела в США права на патент Нормана; в 1911 году, они начали продавать первые гидрогенизированное укорочение , Криско (состоящее в основном из частично гидрогенизированных хлопкового масла ). 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 году.

Процесс гидрогенизации Нормана позволил стабилизировать доступный китовый жир или рыбий жир для употребления в пищу человеком - практика, которая держится в секрете, чтобы избежать отвращения потребителей.

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 Соединенных Штатах. 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 появились ингредиенты (соевые бобы) и потребность (нехватка масла). 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 сразу же 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 из гидрогенизированного соевого масла начал заменять жир. Гидрогенизированные жиры, такие как Crisco and Spry , продаваемые в Англии, начали заменять масло и сало в выпечке хлеба, пирогов, печенья и тортов в 1920 году.

Производство гидрогенизированных жиров неуклонно увеличивалось до 1960-х годов, когда переработанные растительные жиры заменили животные жиры в Соединенных Штатах и ​​других западных странах. Сначала аргумент был финансовым из-за более низких затрат; Защитники также заявили, что ненасыщенные трансжиры маргарина более полезны, чем насыщенные жиры сливочного масла.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ян П. Фриман «Маргарины и укороченные продукты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 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. DOI : 10.1016 / j.jada.2006.03.010 . PMID  16720128 .
  3. ^ "Смертельные жиры: почему мы все еще едим их?" . Независимый . 2008-06-10. Архивировано 14 июня 2008 года . Проверено 16 июня 2008 .
  4. ^ "Нью-Йорк проходит запрет на транс-жиры" . NBC News . 2006-12-05 . Проверено 9 января 2010 .
  5. ^ «FDA дает пищевой промышленности 3 года на устранение трансжиров» . Нью-Йорк Таймс . 2015-06-16. Архивировано 16 июня 2015 года . Проверено 16 июня 2015 .
  6. ^ «Спросите экспертов: гидрогенизированные масла» . Беркли Велнес . Remedy Health Media. 1 октября 2011 . Проверено 24 ноября 2018 года .
  7. ↑ Коллетт, Роберт Л. (7 июля 2015 г.). «Зачем нужна монография по полностью гидрогенизированным маслам и жирам» . Качество имеет значение . Фармакопейная конвенция США . Проверено 24 ноября 2018 года .
  8. ↑ Хейнс, Фиона (23 сентября 2018 г.). «Частично или полностью гидрогенизированные масла: правда о транс-жирах» . Ель ест . Дотдаш . Проверено 24 ноября 2018 года .
  9. ↑ Нобелевские лекции по химии, 1901–1921 . Эльзевир. 1966 г.Перепечатано в Интернете: «Поль Сабатье, Нобелевская премия по химии 1912 года» . Нобелевский фонд . Проверено 7 января 2007 года .
  10. ^ de 141029  Процесс преобразования ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения
  11. ^ gb 190301515  Процесс преобразования ненасыщенных жирных кислот или их глицеридов в насыщенные соединения
  12. ^ Patterson HB (1998). «Гидрирование» (PDF) . Серия научных лекций . Архивировано из оригинального (PDF) 26 сентября 2007 года . Проверено 7 января 2007 года .
  13. ^ a b "Wilhelm Normann und die Geschichte der Fetthärtung von Martin Fiedler, 2001" . 20 декабря 2011 года Архивировано из оригинала на 1 октября 2011 года . Проверено 14 августа 2007 года .
  14. ^ Шуртлефф В., Аояги А. "История соевых бобов и соевых продуктов: 1100 г. до н.э. до 1980-х годов" . Архивировано из оригинального 18 октября 2005 года.
  15. ^ Kummerow FA (2008). Холестерин не убьет вас, но трансжиры могут . Издательство Trafford. ISBN 978-1-4251-3808-0. ПРИМЕЧАНИЕ: ненадежный источник.
  16. ^ Ascherio A, Стампферы MJ, Виллетты WC (1999). «Трансжирные кислоты и ишемическая болезнь сердца» . Медицинский журнал Новой Англии . 340 (25): 1994–8. DOI : 10.1056 / NEJM199906243402511 . PMID  10379026 . Архивировано из оригинального 3 -го сентября 2006 года . Проверено 14 сентября 2006 года .