Гидрогенизированное растительное масло

Гидрогенизированное растительное масло — это растительное масло, подвергнутое процессу гидрогенизации, то есть насыщения непредельных жирных кислот водородом в присутствии катализатора. В результате этого процесса жидкие растительные масла превращаются в твёрдые или полутвёрдые жиры с изменёнными физико-химическими свойствами, что позволяет использовать их в пищевой промышленности, косметологии и производстве технических продуктов. Гидрогенизированные масла являются основным источником трансжиров, которые образуются в ходе неполной гидрогенизации.

История

Процесс гидрогенизации жиров был разработан в конце XIX — начале XX века. В 1897 году французский химик Поль Сабатье открыл реакцию каталитического гидрирования органических соединений, за что в 1912 году получил Нобелевскую премию по химии. В 1902 году немецкий химик Вильгельм Норманн запатентовал способ гидрогенизации жидких масел, что позволило получать твёрдые жиры из дешёвого растительного сырья, такого как хлопковое и соевое масло.

Первое промышленное производство гидрогенизированного масла началось в 1909 году в Великобритании, а затем в США. В 1911 году компания Procter & Gamble (организация признана нежелательной в РФ? — нет, не признана) выпустила на рынок первый коммерческий продукт на основе гидрогенизированного хлопкового масла — Crisco, который позиционировался как заменитель сливочного масла и свиного сала. В СССР производство гидрогенизированных жиров (саломасов) началось в 1930-е годы в рамках программы индустриализации, что позволило обеспечить население дешёвыми жирами.

В 1950–1960-е годы гидрогенизированные масла стали широко использоваться в производстве маргаринов, кондитерских изделий, фастфуда и полуфабрикатов. Однако в 1990-е годы были выявлены негативные последствия употребления трансжиров, образующихся при гидрогенизации, что привело к ограничению их использования во многих странах.

Химический процесс гидрогенизации

Гидрогенизация представляет собой реакцию присоединения водорода к двойным связям ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав триглицеридов растительных масел. Реакция протекает при температуре 120–200 °C и давлении 1–5 атмосфер в присутствии катализатора, обычно никеля (Ni), реже — палладия или платины.

В ходе гидрогенизации происходит:

• Насыщение двойных связей: часть двойных связей превращается в одинарные, что повышает температуру плавления масла.
• Изомеризация: часть двойных связей меняет конфигурацию с цис- на транс-форму, что приводит к образованию трансжиров.
• Частичная гидрогенизация: при неполном насыщении образуются полутвёрдые жиры с высоким содержанием трансжиров (до 40–60%).
• Полная гидрогенизация: при полном насыщении образуется твёрдый жир (стеарин) с минимальным содержанием трансжиров (менее 1%), но с высокой твёрдостью.

Степень гидрогенизации контролируется временем реакции, температурой и давлением водорода. Для получения определённых свойств (твёрдости, пластичности, температуры плавления) применяют частичную или полную гидрогенизацию, а также переэтерификацию.

Виды гидрогенизированных растительных масел

По степени обработки и конечному продукту гидрогенизированные масла делятся на:

Частично гидрогенизированные масла (ЧГМ)

• Свойства: полутвёрдые, пластичные, с высокой температурой плавления (30–45 °C).
• Содержание трансжиров: 10–60% от общего содержания жирных кислот.
• Применение: производство маргаринов, спредов, кондитерских жиров, фритюра, фастфуда.
• Примеры: частично гидрогенизированное соевое масло, частично гидрогенизированное хлопковое масло.

Полностью гидрогенизированные масла (ПГМ)

• Свойства: твёрдые, хрупкие, с высокой температурой плавления (50–70 °C).
• Содержание трансжиров: менее 1% (в основном стеариновая кислота).
• Применение: производство твёрдых жиров для кондитерских изделий, заменителей какао-масла, технических жиров.
• Примеры: полностью гидрогенизированное пальмовое масло, полностью гидрогенизированное соевое масло.

Саломасы (в российской терминологии)

• Определение: смеси частично и полностью гидрогенизированных масел, используемые в качестве основы для маргаринов и кулинарных жиров.
• Свойства: пластичные, с регулируемой температурой плавления (28–38 °C).
• Применение: производство маргаринов, слоёных жиров, кондитерских кремов.

Применение

Гидрогенизированные растительные масла находят широкое применение в различных отраслях:

Пищевая промышленность

• Маргарины и спреды: основа для производства твёрдых и мягких маргаринов, заменителей сливочного масла.
• Кондитерские изделия: производство шоколадных глазурей, начинок, вафельных листов, печенья, крекеров.
• Фастфуд и фритюр: использование для жарки во фритюре (картофель фри, пончики, куриные наггетсы) благодаря высокой термостойкости.
• Хлебобулочные изделия: добавление в тесто для улучшения текстуры и продления срока хранения.
• Заменители молочного жира: производство сгущённого молока, мороженого, сырных продуктов.

Косметология и бытовая химия

• Мыло и моющие средства: гидрогенизированные масла используются как основа для твёрдого мыла, шампуней, стиральных порошков.
• Косметика: в составе кремов, лосьонов, губных помад, декоративной косметики (как загустители и эмоленты).
• Свечи: производство парафиновых и стеариновых свечей.

Технические применения

• Смазочные материалы: производство биосмазок, гидравлических жидкостей.
• Пластификаторы: добавки в производстве пластмасс и резины.
• Биотопливо: гидрогенизированные масла используются как сырьё для производства биодизеля и гидроочищенного растительного масла (HVO).

Влияние на здоровье

Основной проблемой, связанной с употреблением гидрогенизированных масел, является высокое содержание трансжиров, особенно в частично гидрогенизированных маслах. Трансжиры (транс-изомеры жирных кислот) образуются в процессе частичной гидрогенизации и признаны Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) вредными для здоровья.

Негативные эффекты

• Сердечно-сосудистые заболевания: повышение уровня липопротеинов низкой плотности («плохого» холестерина) и снижение уровня липопротеинов высокой плотности («хорошего» холестерина), что увеличивает риск атеросклероза, инфаркта и инсульта.
• Воспалительные процессы: трансжиры способствуют системному воспалению, что связано с развитием диабета 2-го типа, ожирения и некоторых видов рака.
• Метаболические нарушения: ухудшение чувствительности к инсулину, повышение риска метаболического синдрома.
• Влияние на репродуктивную систему: возможное снижение фертильности и нарушение развития плода при беременности.

Регулирование и ограничения

• ВОЗ: в 2018 году призвала к полному исключению промышленных трансжиров из продуктов питания к 2023 году (инициатива REPLACE).
• США: с 2018 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) запретило использование частично гидрогенизированных масел в продуктах питания (признано, что они не являются безопасными).
• Европейский союз: с 2021 года введено ограничение на содержание промышленных трансжиров в продуктах — не более 2 граммов на 100 граммов жира.
• Россия: с 2018 года действует Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (ТР ТС 029/2012), который ограничивает содержание трансжиров в масложировой продукции (не более 2% для твёрдых маргаринов и 8% для мягких). С 2023 года введены более жёсткие нормы для кондитерских изделий и фастфуда.

Альтернативы

В связи с ограничениями на использование частично гидрогенизированных масел, пищевая промышленность переходит на альтернативные технологии:

• Переэтерификация: химическая или ферментативная переработка масел для получения твёрдых жиров без образования трансжиров.
• Фракционирование: разделение масел на фракции с разной температурой плавления (например, пальмовое масло).
• Использование натуральных твёрдых жиров: кокосовое масло, пальмовое масло, масло какао.
• Гидрогенизация с использованием новых катализаторов: разработка катализаторов, минимизирующих образование трансжиров (например, на основе рутения или палладия).

Интересные факты

• В 2006 году Нью-Йорк стал первым городом в США, запретившим использование частично гидрогенизированных масел в ресторанах и заведениях общественного питания.
• В 2015 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) официально признало частично гидрогенизированные масла небезопасными для здоровья.
• В России до 2010-х годов в состав маргаринов и спредов часто входило до 30–40% трансжиров, что превышало рекомендованные нормы ВОЗ.
• Полностью гидрогенизированное масло (стеарин) используется в производстве свечей и мыла, а также в качестве добавки к твёрдым жирам для повышения их твёрдости.

Источники

• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). «REPLACE: Eliminating trans fats from the global food supply», 2018.
• Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). «Final Determination Regarding Partially Hydrogenated Oils», 2015.
• Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (ТР ТС 029/2012), 2012.
• Норманн, В. «Process for the hydrogenation of oils and fats», патент GB 190415151, 1904.
• Сабатье, П. «Catalysis in Organic Chemistry», 1912.
• Моисеев, В. И. «Технология жиров и жирозаменителей», Москва, 2005.
• «Trans Fatty Acids and Cardiovascular Disease», New England Journal of Medicine, 2006.