Розділ 8. твариннІ жири 8.1. хІмІчний склад та харчова цІннІсть тваринних жирІв

Жири добувають з тваринної сировини, до якої належать продукти переробки м'яса сільськогосподарських тварин - свиней, великої та дрібної рогатої худоби, коней, сільськогосподарської птиці (гусей, качок, курей), деяких промислових риб та морських ссавців (китів, кашалотів, та ін.).

За консистенцією тваринні жири поділяються на тверді і рідкі. Тверді жири знаходяться у тканинах наземних ссавців і птахів. Рідкі жири - в тканинах риб і деяких морських ссавців. В Україні виробництво риб'ячого жиру та жиру морських ссавців дуже обмежене, головним чином, для технічних цілей.

За цільовим призначенням тваринні жири можна поділити на харчові, кормові і технічні та такі, що використовуються в медицині.

Тваринні жири топлені виробляються наступних видів: свинячий, яловичий, баранячий, кінський, кістковий, збірний; в меншій кількості виробляється курячий, гусячий і качиний жири. Але останнім часом виробництво усіх тваринних жирів з різних причин суттєво скоротилося.

З точки зору біологічної цінності тваринні жири, за виключенням деяких риб'ячих, поступаються більшості рослинних олій. Це пов'язано з їх хімічним і, перш за все, жирнокислотним складом. Так, для більшості цих жирів вміст поліненасичених жирних кислот (вітамін Б) незначний. Максимальний їх вміст спостерігається у свинячому жирі, але і в ньому він ледь досягає 10 \%. Сума насичених жирних кислот, головним чином стеаринової і пальмітинової, досягає 50 \% і вище.

Згідно з рекомендаціями медиків-дієтологів, в раціоні людини тваринні жири повинні складати близько двох третин усіх жирів.

Тваринні жири, як і рослинні олії, мають високу енергетичну цінність. Крім того, невеликий вміст поліненасичених жирних кислот, які швидко окиснюються дозволяє підтримувати в клітинах організму належний окиснювально-відновлювальний баланс. У Таблиці 8.1 наводиться хімічний склад найбільш поширених жирів наземних тварин.

Таблиця 8.1.

Склад деяких тваринних жирів

Як свідчать наведені дані, тваринні жири мають невисокий вміст вітамінів. Слід зазначити, що в риб'ячих жирах вміст вітамінів А і О досить високий, але це передусім ті жири, які видобувають з печінки тріскових риб і використовують не як харчовий продукт, а як лікувально-профілактичний засіб. На відміну від рослинних, у тваринних жирах у помітній кількості (приблизно 0,1 \%) міститься холестерин С27Н45ОН.

Жирнокислотний склад жирів деяких риб та морських ссавців наводиться в Таблиці 8.2. Вміст моно- та поліненасичених кислот в жирах морських тварин значний. Характерними для морських тварин є вміст докозагексаєнової кислоти, яка в жирах наземних тварин та рослин не зустрічається.

Таблиця 8.2.

Жирнокислотний склад жирів деяких морських тварин

Завдяки високому вмісту вітамінів А і Д, які у рослинних оліях не зустрічаються, жир тріскових риб (тріска, пикша, сайда), а також підшкірний жир китів використовують у медичних цілях. Вміст вітаміну А в цих жирах 1500 - 50000 МО/г; а вітаміну Д 40000 - 60000 МО/г (МО — міжнародні одиниці активності вітамінів; 1 МО вітаміну А відповідає 0,3 мкг ретинолу, а 440 МО вітаміну Д—1 мкг).

Сфери застосування тваринних жирів досить різноманітні. Харчові тваринні жири головним чином використовують як кулінарні жири, а також при виробництві ковбас, м'ясних виробів, консервному виробництві, у кондитерських виробах. В незначній кількості ці жири використовують у виробництві маргаринової продукції. Велика частка тваринних жирів йде на виробництво високоякісного туалетного мила, косметичних кремів, як складова частина комбікормів, при виробництві жирних кислот, мастильних матеріалів та в деяких галузях техніки.

Фізико-хімічні і споживчі властивості тваринних жирів визначаються їх походженням, якістю сировини, способом виробництва та іншими чинниками.

Залежно від виду, якості жирової сировини і методу витоплювання харчові тваринні жири поділяють на яловичий жир вищого і І гатунку, баранячий - вищого і І гатунку; свинячий жир вищого і І гатунку; кістковий жир вищого і І гатунку, збірний і кінський жир. Крім того, змішуванням тваринних жирів, головним чином яловичого і баранячого, з рослинними оліями одержують кулінарні жири.

Консистенція тваринних жирів при температурі 15-20 °С може бути твердою (жир ВРХ, ДРХ, оленів, лосів, верблюжий), мазеподібною (свинячий), інколи рідкою (кістковий жир) і напіврідкою (кінський, гусячий і курячий).

Поскільки тваринні жири є сумішами різноманітних за жирно-кислотним складом триацилгліцеринів, при повільному охолодженні їх кристалізація відбувається неодночасно, на цьому засновано відділення твердої фракції яловичого жиру (стеарину) від рідкої або рідкої від твердої при розділені закристалізованого свинячого жиру.

Фізичні властивості тваринних жирів. Тваринні жири мають відносну густину нижчу, ніж вода, їх густина при 20 °С коливається від 910до 950 кг/м3 (Табл.8.3).

В'язкість жирів залежить від температури: з підвищенням температури в'язкість зменшується, а текучість жиру збільшується. Наприклад, в'язкість свинячого жиру при підвищенні температури від 20 до 100 °С падає майже в дев'ять разів.

Жири добре розчиняються в органічних розчинниках - диетило-вому та петролейному ефірах, бензині, бензолі, толуолі, хлороформі, дихлоретані, гексані і частково розчиняються в спирті та ацетоні. Рідкі жири розчиняються краще, ніж тверді. У жирах можуть розчинятись гази, наприклад, в 100 см3 свинячого жиру при температурі 40 °С розчиняється 11,5 см3 кисню, 100,3 см3 вуглекислого газу, 8,8 см3 повітря. Жири здатні поглинати різні леткі речовини та ефірні олії, що впливає на їх органолептичні властивості.

Температура кипіння тваринних жирів (вища 270 °С) при атмосферному тиску настільки велика, що вони починають розкладатись (з утворенням летких продуктів) раніше ніж настає температура кипіння. Це супроводжується потемнінням і виділенням газів з різким неприємним запахом, який передається жиру. Тому у виробничих умовах необхідно уникати нагрівання жирів до такої температури.

Коефіцієнт рефракції при 40 °С більшості тваринних жирів складає 1,456-1,460.

Жири тваринні, як і інші жири, належать до речовин з низьким поверхневим натягом.

Питома теплоємність жирів коливається від 1,29 до 2,3 кДж/ (кг-К).

Для розплавлення тваринних жирів на 1 кг продукту необхідно витратити 121-146 кДж.

Таблиця 8.3.

Фізичні та хімічні константи деяких тваринних жирів

Вплив технології виробництва на формування споживчих властивостей тваринних жирів Головною сировиною, що використовується у виробництві харчових тваринних жирів є жирова (м'яка) та кісткова (тверда) тканини забійних тварин, що дозволена органами ветеринарно-санітарного нагляду для переробки на харчові продукти.

Відповідно до анатомічного походження жирова сировина поділяється на групи: сальник, що вистеляє черевну порожнину, брижо-вий жир, навколонирковий жир, навколосерцевий жир, середостінний (жир з ліверу), жир голів великої рогатої худоби, жирова обрізь від зачищення туш, обрізь свіжого шпику, курдюк свіжий та підшкірний жир-сирець - усі ці жири належать до першої групи. Друга гру

па - це жир зі шлунків, кишковий жир від знежирення кишок, при мездруванні шкір, жирова обрізь, отримана від виробництва ковбас і консервів.

Внутрішній жир птиці (сальник, жир з кишок та шлунків) використовують для виробництва тваринних кормів.

Переробка тваринної сировини з одержанням жиру може бути зо-браженанаступною блок-схемою (Рис.8.1.).

Сортування жирової сировини необхідне для забезпечення максимально можливого виходу жиру, для створення оптимальних режимів вилучення жиру з сировини доцільно розсортувати жировміс-ну сировину за видами тварин, а також анатомічними ознаками, що в свою чергу, підвищує однорідність сировини за хімічним та морфологічним складом. На цій стадії, крім сортування, виконують операції по відділенню від жиру тканин, що містять білкові та вуглеводневі речовини - прирізі м'яса, сухожилля та інші частини туш. Наявність цих речовин призводить до пригорання, викликає підвищення швидкості гідролітичних процесів, що негативно позначається на якісних характеристиках жиру.

Промивання і попереднє подрібнення необхідні для позбавлення від залишків крові, вмісту кишок, що випадково потрапили до сировини та інших забруднень. Для покращення умов промивання сировину спочатку подрібнюють, нарізаючи її на смужки розміром 30-40 мм на спеціальних подрібнювачах і промивають холодною водою (температура 10-12°С), протягом 20-30 хвилин у проточній воді, більш висока температура при наявності в сировині ферментів, що розщеплюють жири (ліпаз), здатна привести до підвищення кислотного числа жиру.

При необхідності після подрібнення сировини її охолоджують холодною водою або холодним повітрям у спеціальних камерах. Охолодження водою доцільно застосовувати для тих видів сировини, які промиваються водою на попередній стадії. Охолодження водою з температурою 3-4 °С потребує 5-6 год.; операцію проводять у чанах. При охолоджені водою, завдяки суттєво більшому коефіцієнту теплопередачі (порівняно з повітрям) термін цієї операції скорочується. Крім того, досягається ефект додаткового промивання та абсорбції неприємних запахів, що важливо для сировини, яка була знята з шлунку та кишок. Топлений жир в цьому випадку має кращі органолептичні показники. Але завдяки цій операції вміст вологи у сировині підвищується, що в свою чергу призводить до підвищення витрат теплової енергії на стадії витоплювання жиру, збільшуються втрати жиру, тому що утворюється більш стійка водно-жирова емульсія. Нарешті, прискорюється гідроліз ацилгліцеринів жирів, що теж призводить до додаткових втрат жиру. Тому деякі види жирової сировини (свинячий, навколонирковий жир, баранячий, курдючний жир) охолоджують повітрям до температури 3-4 °С, відносній вологості 85 \%. Ця операція більш тривала і займає 16-24 год., але позбавлена недоліків, характерних для охолодження водою.

При використанні обладнання безперервної дії, яке забезпечує витопку жиру у будь-якому стані (парному, остиглому, охолодженому) з наступним очищенням його на сепараторах з промивкою гарячою водою, операцію охолодження не проводять.

Як при використанні поточних безперервно діючих ліній, так і при використанні періодично діючого обладнання, необхідною операцією є остаточне подрібнення для руйнування міжклітинної структури жирової тканини, що значно полегшує наступне витоплення жиру.

Для виконання цієї операції застосовують дезінтегратори, вовчки, центробіжні апарати, колоїдні млини.

Наступна технологічна операція - вилучення жиру - може здійснюватись декількома методами. Найпоширенішими з них є витоплювання, яка може бути як мокрою так і сухою. При використанні мокрого способу витоплювання жиру сировина знаходиться в безпосередньому контакті з водою. З одного боку, це сприяє більш швидкому вилученню жиру з сировини, але при цьому відбувається розчинення деяких білкових речовин сировини у воді, які можуть виступати як стабілізатори емульсій. В цих умовах прискорюються гідролітичні процеси, а відділення жирової фракції від водної ускладнюється. Тому більш прогресивним вважається сухий спосіб витоплювання жирів, при якому нагрівання сировини проводять глухою парою, а ємність з сировиною вакуумують. В умовах вакууму і нагрівання волога, що була у сировині швидко виводиться з апарату, в якому знаходиться двофазна система - жир і суха шквара (залишки білкових речовин сировини).

При використанні цього методу можливість гідролітичних процесів суттєво зменшується, але не виключаються місцеве перегрівання сировини і часткове руйнування білків та термічне перетворення жирів з утворенням темнозабарвлених речовин з неприємним запахом, що звичайно, погіршує органолептичні властивості готового жиру. Тому з метою запобігання цим процесам необхідно ретельно витримувати параметри процесу і перемішувати сировину. Створення вакууму не тільки сприяє швидкому вилученню води з сировини, а й захищає жир від окислюваного псування, що дозволяє отримати кінцевий продукт достатньо високої якості.

При вилученні жиру з кісток, які надалі використовують для харчового желатину та кісткового клею, найбільш доцільним методом є гідромеханічний метод. Суть якого полягає в тому, що за допомогою потужних гідравлічних ударів у холодній воді або іншому рідкому середовищі відбувається руйнування тканин сировини, в тому числі і жирових клітин, та вихід жиру в рідке середовище. При цьому білкові речовини, а також знежирені кістки не змінюють своїх властивостей і можуть з успіхом використовуватися на подальших стадіях переробки. Недоліком цього методу можна вважати використання досить складної механічної апаратури, за допомогою якої створюється режим гідравлічних ударів та кавітаційних імпульсів, а також (у разі використання води як рідкого середовища) утворення жирових емульсій.

Варіантом гідромеханічного методу можна вважати електроім-пульсний метод вилучення жиру з кісткової сировини. Механізм вилучення жиру при цьому такий самий, як і у попередньому варіанті (гідравлічні удари та кавітація), але створення такого гідромеханічного режиму, досягається не завдяки рухам механічних робочих органів машини, а за допомогою електричних розрядів конденсаторів, які створюють електричну напругу 50-90 кВт і навіть більшу. Цей варіант аналогічний механічному способу, але ефективність його вища, хоча апаратура не складніша.

За допомогою методу екстракції леткими розчинниками досягається найбільш повне знежирення сировини. До переваг цього методу, крім повноти вилучення жиру, слід віднести високу якість як самих жирів, так і білкових речовин і кісток. Недоліки цього методу: вибухо- та пожежонебезпечність, необхідність ретельного вилучення розчинника з жиру, складна та дорога апаратура. Цей метод застосовується на ряді підприємств, основною продукцією яких є клей та желатин.

При отриманні жиру методом витоплювання залишки його в шкварі надто великі. Тому зі шквари різними способами вилучають додаткову кількість жиру. Такі жири нижчі як за якістю, так і за сортом, ніж відповідні жири, вилучені з первинної жирової сировини. Шквару від мокрого способу вилучення жирів піддають додатковій обробці водою спочатку при 100 °С, а потім під тиском 0,2-0,5 МПа і температурі 120-125 °С в автоклаві протягом 3-5 год. Потім додають кухонну сіль і відстоюють. Залишковий вміст жиру в шкварі після цієї операції не перевищує 5 \%, і її використовують у кормовиробництві. Отримані таким чином жири мають підвищене кислотне число і темний колір. Шквару при сухому способі витоплення після зціджування піддають обробці на шнекових або гідравлічних пресах, досягаючи залишкового вмісту жиру в шкварі не більше 12 \%. Можна знежирювати шквару і на центрифугах. В цьому випадку залишкова жирність шквари коливається в межах 10-40 \%. Якість жиру, після обробки шквари на центрифугах вища ніж пресого жиру.

Очищення жиру. Незалежно від способу отримання жиру, особливо жиру зі шквари, необхідні додаткові операції очищення його від вологи, частинок кісток, шквари, мінеральних солей. Для цього застосовують такі операції, як фільтрування, відстоювання, сепарація. Найбільш простою з технологічної точки зору, є операція відстоювання, яка проводиться при температурі 60-65 °С протягом 5-6 год., внаслідок контакту жиру з киснем повітря під час такого відстоювання відбувається процес окиснення жиру, якість жиру знижується.

Сепарування жирів значно скорочує термін розділення жиру і домішок, а для полегшення цього процесу до жиру додають 10-15 \% води, процес ведуть при температурі 95-98 °С. Завдяки короткотривалій обробці окислювальні та гідролітичні процеси не встигають розвинутись, і жир отримують високої якості.

Фільтрування застосовують для жирів з низьким вмістом вологи (після сухої витопки), жири фільтрують при досить високих температурах (60-65 °С), в таких умовах можуть розвиватися окиснюваль-ні процеси і відбуватись погіршення органолептичних та фізико-хімічних показників жиру. Цього погіршення можна уникнути, якщо застосувати герметичні фільтри.

Пакування жирів. Перед пакуванням жир необхідно охолодити, при цьому залежно від тари та властивостей жиру глибина охолодження може бути різною. При пакуванні у велику тару (ящики, контейнери, бочки) свинячий та кістковий жир необхідно охолодити до 30-35 °С; температура баранячого таяловичого жиру повинна бути 3540 °С. Важливо проводити цю операцію щонайшвидше, бо при швидкому охолодженні формується дрібнокристалічна структура жирів, яка більш однорідна та пластична. Така кристалічна структура жирів зумовлює кращі смакові властивості та світліший колір. Навпаки, при повільному охолоджені утворюються великі кристали жиру, він має низькі органолептичні характеристики, а в деяких випадках може навіть утворювати двофазну систему (поділятися на тверду і рідку фракції). Крім того, повільне охолодження означає тривале перебування жиру в умовах підвищеної температури при перемішуванні, що провокує перебіг окиснювальних процесів і негативно позначається на якості жиру.

В тару місткістю 250-500 г жири пакують охолодженими до температури 12-14 °С. Таке охолодження виконується в два етапи. На першому етапі жир охолоджується до температури на 2-3 °С вищу за температуру його плавлення, а потім — в апаратах типу «Вотатор» або «Комбінатор», в яких охолодження поєднується з пластифікацією жиру.

Умови зберігання та контроль якості тваринних топлених жирів Харчові тваринні жири пакують в тару різної місткості, виконану з різних матеріалів. Згідно з ГОСТ 8285-91 (Додаток 2), що нині діє в Україні, жири топленні тваринні можна заливати в бочки з дерева місткістю 25, 50, 100 та 120 дм3, або в фанерно-штамповані бочки та картонні барабани місткістю 50 дм3, а крім того в ящики з фанери, гофрокартону чи картонну тару місткістю не більше 25 кг. Перед заповненням усіх перелічених видів тари в них потрібно вставляти мішки-вкладиші з полімерних матеріалів, або вистеляти в середині пергаментом чи полімерними плівками, дозволеними для використання Мінздравом України. Дрібна фасовка в споживчу тару може здійснюватися у пергамент, кашировану фольгу, у стаканчики з полівінілхлориду або з іншого полімерного матеріалу (з дозволу Міністерства охорони здоров'я України), а також у металеві та скляні банки. Ппакована продукція повинна мати маркіровку, в якій вказують піддприємство-виробник, вид і сорт жиру, масу нетто (а для великої фасовки і брутто), дату виготовлення.

Зберігати жирову продукцію потрібно в темних, сухих (відносна вологість не повинна перевищувати 80 \%) приміщеннях, що охолоджуються. При зберігання жирів не більше одного місяця можна підтримувати температуру 5-6 °С. Температура менше мінус 8 °С забезпечує зберігання жирів протягом 6 місяців, а температура нижче (-12 °С) — один рік. У приміщеннях, де зберігаються жири, неповинно бути речовин з сильним запахом, поскільки жири його активно сорбу-ють і набувають непритаманного їм запаху. Температура в приміщені не повинна коливатись, поскільки це може призвести до конденсації вологи на упаковці з жиром і його мікробіологічного псування (особливо при температурах, вищих за 0 °С). Взагалі в топлених жирах вміст вологи низький і мікробіологічне псування при правильному зберіганні їм не загрожує. Часто для попередження окиснювально-го псування при виготовлені цих жирів до них додають відомі антиоксиданти — бутилокситолуол (БОТ) чи бутилоксианідизол (БОА), або їх суміш у кількості, що не перевищує 0,02\%. Нині з'явились нові, більш ефективні антиоксиданти.

Всі топлені тваринні жири повинні відповідати вимогам, що наведені в ГОСТ, або іншій нормативній документації, затвердженій

Держстандартом України. У таблиці (Додаток 2) наводяться органолептичні та фізико- хімічні показники, яким повинні відповідати тваринні топлені жири. Контроль ступеню окиснення не передбачений ГОСТ. Але для прийняття рішення про можливість, зберігання жиру чи необхідність його реалізації і використання, можна скористуватись таким показником як перекисидне число. Для свіжого жиру значення перексидного числа не повинно перевищувати 1-1,5 мМоль 1/2 О/кг, для такого, що недоцільно зберігати 2-2,5 мМоль 1/2 О/кг. Для зіпсованого жиру перексідне число перевищує 7 моль 1/2 О/кг.

Якщо жири, що зберігались тривалий час, нагріти до досить високої температури (120-150°С) і знову охолодити, то пероксидне число такого жиру суттєво зменшиться, але при цьому з'являються продукти руйнування пероксидних сполук (перш за все карбонільні). Для оцінки якості таких жирів визначають органолептичні показники (смак та запах). Зіпсованому жиру притаманні неприємний (прогірклий) смак та запах. Показником вмісту карбонільних сполук в жирах є анізидинове число.