Методы обнаружения растительных жиров в молочной продукции, в том числе по наличию фитостеринов
Предлагаем вашему вниманию статью Елены Стайновой, химика-эксперта санитарно-гигиенической лаборатории филиала ЦГИЭ в городе Москве в ВАО, опубликованную в № 11 2017 журнала «СЭС» (Cанитарно-эпидемиологический собеседник). Статья публикуется с согласия автора в полном объеме.
Проблема фальсификации и контроля качества молока и молочной продукции заслуживает самого пристального внимания как надзорных органов, так и испытательных лабораторных центров, занимающихся исследованиями данной продукции. Особое значение сегодня имеют идентификация молочной продукции, то есть подтверждение ее натуральности, соответствие состава надписи на этикетке, отсутствие дополнительных, несвойственных молочным жирам сырьевых компонентов, а также соотношение заявляемого качества продукта и его цены. В системе сертификации данное исследование относится к категории добровольных, и необязательность его проведения может приводить к неконтролируемому насыщению рынка низкокачественными продуктами по завышенным ценам.
Наиболее распространена фальсификация молочных продуктов путем изменения их натурального состава при введении вредных, а иногда и опасных для здоровья людей компонентов. Некоторые производители подчас максимально удешевляют себестоимость продукта, заменяя натуральные молочные жиры растительными – пальмовым, соевым и другими маслами, которые намного дешевле. При этом в средствах массовой информации все чаще стали появляться материалы о пользе смешанных сливочно-растительных продуктов, хотя вред натуральных (животных жиров) нельзя считать обоснованным – достаточных доказательств, в частности повышения при их употреблении уровня холестерина, нет.
Отметим, что в смесях растительные жиры обычно находятся в свободной или гидрированной форме. В гидрированных формах высоко содержание вредных для здоровья трансизомеров жирных кислот, поэтому их использование необходимо ограничивать. Согласно нормативным актам, регламентирующим физико-химические характеристики молока и молочных продуктов, любое добавление растительных жиров в естественном или гидрированном виде недопустимо.
Отличить некоторые фальсифицированные товары, например творог или сметану, по вкусовым качествам практически невозможно. Выявить несоответствие состава продукта с большей долей вероятности можно в аккредитованных лабораториях методом газовой хроматографии. В настоящее время основными способами установления фальсификации жировой фазы признаны метод обнаружения растительных стеринов и метод определения жирно-кислотного состава молочного жира.
Рис. 1в. Хроматограмма стериновой фракции молочного жира с добавками растительного происхождения
Рис. 2а. Хроматограмма жирно-кислотного состава сливочного масла
Рис. 2б. Хроматограмма жирно-кислотного состава фальсифицированного сливочного масла с добавлением растительного
Метод обнаружения растительных стеринов
Продукты животного и растительного происхождения имеют четкие различия по составу стеринов.
Стерины делятся на группы:
Самый распространенный из зоостеринов – холестерин, которым представлена основная часть всех стеринов молочного и других видов животных жиров. Наиболее известные фитостерины – β-ситостерин, брассикастерин, кампестерин и стигмастерин: ими представлена основная часть всех стеринов жиров растительного происхождения. Другими словами, в стериновой фракции молочного жира содержится лишь холестерин и не могут содержаться фитостерины, и, наоборот, в растительном жире присутствуют исключительно фитостерины, холестерина же в нем нет.
При обнаружении растительных стеринов руководствуются ГОСТ 33490-2015 и ГОСТ 31979-2012. Чтобы выделить стерины из продуктов, применяется щелочной гидролиз предварительно выделенной жировой фракции продукта с последующим экстрагированием неомыляемой стериновой фракции. Фальсификация выявляется при анализе состава стериновой фракции методом газовой хроматографии. Присутствие на хроматограмме пика β-ситостерина говорит о наличии в продукте растительных жиров. Остальные фитостерины дополнительно подтверждают факт фальсификации.
Как видно на хроматограмме (1а), молочный жир имеет один пик холестерина. На хроматограмме стеринов подсолнечного масла (1б) пиков три и они соответствуют фитостеринам – кампестерину, стигамастерину и β-ситостерину. На хроматограмме молочного жира с растительными добавками (1в) одновременно визуализируются и пик холестерина, и пики фитостеринов – брассикастерина, кампестерина, стигмастерина и β-ситостерина.
Согласно лабораторным исследованиям с контрольными образцами, метод обнаружения растительных стеринов позволяет выявить фальсификацию при содержании фитостеринов 2%.
Метод определения жирно-кислотного состава молочного жира
Молочный жир обладает строго определенным составом жирных кислот, содержание и соотношение которых регламентируют ГОСТ 32261-2013 «Масло сливочное. Технические условия» и ГОСТ 52253-2004 «Масло и паста масляная. Общие технические условия». Для определения содержания жирных кислот используется газохроматографический метод определения массовой доли метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК) (ГОСТ 31663-2012).
Принцип получения МЭЖК основан на предварительной экстракции жировой фазы продукта и проведении реакции этерификации жира с метанолом в присутствии щелочного катализатора – гидроксида натрия. Сущность метода заключается в измерении массовой доли МЭЖК, расчете соотношений массовых МЭЖК и сравнении полученных данных с нормативными. По результатам сравнительного анализа устанавливают факт наличия или отсутствия фальсификации продукта (2а, 2б).
Для молочного жира характерны присутствие легких С4:С10 кислот, высокое (8–13%) содержание миристиновой кислоты и низкое (3–5,5%) – линолевой. В фальсифицированном продукте содержание легких кислот занижено или их совсем нет, содержание миристиновой кислоты занижено (2–8%), а линолевой завышено (6–15%).
Необходимо отметить, что хотя в данном методе по факту определяются эфиры жирных кислот, в результатах анализа указывается содержание не эфиров, а самих кислот. Для нашей страны такая практика обычна, а за рубежом, как правило, определяются сами кислоты.
Содержание жирных кислот в молочном жире сильно варьирует в зависимости от сезона сбора молока, породы коров, их питания и в особенности от технологии производства продукта. В частности, для твердых сыров разной степени созревания характерны индивидуальные диапазоны массовых долей МЭЖК, которые в настоящее время не нормированы, а в плавленых сырах жировая фаза состоит из молочного жира разных компонентов – масла, сливок, сыров, творога и т.д., что в принципе затрудняет их сравнение с чистым молочным жиром и делает применение метода несостоятельным и неправомочным.
Жирно-кислотный состав сливочного масла и фальсификата
Жирные кислоты
Жирно-кислотный состав молочного жира по ГОСТ 32261-2013
Сливочное масло
Фальсификат
Масляная
2,4–4,2
3,3
0,2
Капроновая
1,5–3,0
2,1
0,2
Каприловая
1,0–2,0
1,3
0,2
Каприновая
2,0–3,8
2,8
0,4
Лауриновая
2,0–4,4
3,1
1,5
Миристиновая
8,0–13,0
10,5
2,9
Миристолеиновая
0,6–1,5
0,8
0,2
Пальмитиновая
21,0–33,0
30,5
37,1
Стеариновая
8,0–13,5
13,3
7,3
Олеиновая
20,0–32,0
26,4
32,8
Линолевая
2,2–5,5
3,5
16,1
Согласно практическим исследованиям, проведенным в лаборатории, метод определения жирно-кислотного состава может быть использован только для выявления грубых фальсификаций, когда содержание недопустимых растительных примесей составляет более 20%, так как даже в натуральном молочном жире содержание жирных кислот существенно различается в пределах разрешенных диапазонов.
Таким образом, метод обнаружения растительных стеринов может быть использован как основной для подтверждения факта фальсификации молочного продукта, он более достоверен и точен, поскольку выявляет растительные добавки от 2% и не предполагает разночтений.
Вследствие того, что состав молочного жира зависит от многих факторов и может изменяться в широких диапазонах, метод определения жирно-кислотного состава позволяет выявить только грубые подделки, где содержание растительных добавок и иных животных жиров составляет более 20%.
Разбор: Как выявляют фальсификацию молочных продуктов в России
В июне Роспотребнадзор опубликовал ежеквартальные результаты лабораторной проверки молочной продукции. По итогам исследования за первые три месяца 2018 года более 15 тысяч проб молока и молочной продукции было выявлено 4% фальсификата. За весь 2017 год показатель фальсификации снизился с 5% до 4%.
Однако за борьбой с фальсификатом скрывается множество технологических и нормативных нюансов и методологических противоречий. Milknews расспросил экспертов, какими методами определяют замену молочных жиров растительными и какие разработки в этом направлении сейчас ведутся.
Фальсификация жировой фазы
В документе среди критериев фальсификации как сырого молока, так и всех молочных продуктов, числится использование немолочных видов сырья и добавление растительных масел.
Больше всего волнует потребителя и контролирующие органы именно замена жиров. Если опустить все прочие существующие виды фальсификации (в числе которых ассортиментная, количественная и т.д.) и говорить только о фальсификации состава, то здесь основным действующим документом являются Методические указания “Оценка подлинности и выявления фальсификации молочной продукции”, разработанные Федеральным Центром гигиены и эпидемиологии (Роспотребнадзор).
1. Метод обнаружения растительных стеринов
Согласно лабораторным исследованиям, такой метод обнаружения растительных стеринов позволяет выявить фальсификацию при 2% содержания фитостеринов.
2. Метод определения жирно-кислотного состава
Метод заключается в измерении массовой доли метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК), расчете соотношений массовых МЭЖК и сравнении полученных данных с нормативными. По результатам этих анализов устанавливается факт наличия или отсутствия фальсификации продукта.
Кроме того, содержание жирных кислот в молочном жире может меняться от множества других факторов: сезона сбора молока, породы КРС, рациона и технологий производства продукта.
Таким образом, с точки зрения точности методов, обнаружение растительных стеринов является более достоверным, так как выявляет растительный компонент от 2%. Из-за того, что состав молочного жира зависит от многих факторов и может изменяться в широких диапазонах, метод определения жирно-кислотного состава позволяет выявить грубые нарушения, где содержание растительных добавок превышает 20%.
Разработка нового метода
Врио директора ВНИИ маслоделия и сыроделия Елена Топникова рассказала Milknews, что 7 февраля 2018 года на ТК 470/МТК 532 рассматривалась окончательная редакция стандарта «Молоко и молочная продукция. Определение состава стеринов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии», разработчиком которой является ФГАНУ «ВНИМИ».
“Данная методика не затрагивает вопросы жирно-кислотного состава продукта, а относится к области оценки стеринового состава жировой фазы продукта путем сравнения хроматограмм стеринов продукта со временем удерживания стандартных веществ стеринов (холестерина, ß-ситостерина, брассикастерина, кампестерина и стигмастерина). Он позволяет устанавливать фальсификацию продукта растительными жирами и относится к качественным методам. Фитостерины считаются обнаруженными, если время удерживания стерина на хроматограмме отличается от времени удерживания стерина рабочего раствора не более чем на 1 %. При оценке не учитываются пики фитостеринов с соотношением сигнал/шум не более 3.
Данный проект стандарта уже был одобрен ТК и принят Евразийским советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 августа 2018 г. №111-П по результатам голосования в АИС МГС). Ему присвоен номер ГОСТ 34456-2018.
Молоко с растительными жирами: о чем говорят фитостерины
Фитостерины в сухом молоке – такое нарушение в ходе очередной проверки выявили специалисты Татарской межрегиональной ветеринарной лаборатории Россельхознадзора (ФГБУ «Татарская МВЛ»). Эта находка говорит о том, что производитель добавил в продукт растительные жиры.
«Сухое молоко – растворимый порошок, который получают из нормализованного коровьего молока путем его сгущения и высушивания. Оно входит в состав многих видов детского питания и широко используется в кулинарии», – рассказал «Ветеринарии и жизни» Денис Матюшко, заведующий отделом токсикологии и биохимии Татарской МВЛ.
Самой ценной фракцией этого продукта является молочный жир. Он содержит холестерин – природный жирный спирт, который имеет исключительно животное происхождение. Но недобросовестные производители, стремясь сэкономить, добавляют в сухое молоко растительные жиры.
«Индикатором животного происхождения молока является наличие в продукте только холестерина. Соответственно, фитостеринов в сухом молоке быть не должно», – пояснил Денис Матюшко.
Отличить фальсифицированное молоко от натурального на вкус или цвет практически невозможно. Получить достоверные результаты позволяет метод газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием, который используют специалисты Татарской МВЛ. Они исследовали четыре пробы сухого молока, в одной из них обнаружили фитостерины.
«Информация, касающаяся этих и других нарушений, поступает в автоматизированную систему Россельхознадзора в области ветеринарии «Веста». Дальнейшие действия, в том числе связанные с усилением лабораторного контроля недобросовестного производителя, проводит Россельхознадзор», – сообщил наш эксперт. И напомнил, что молоко и молочная продукция должны соответствовать требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013).
Свежие отраслевые новости на нашем канале в Telegram
Добавьте «Ветеринарию и жизнь» в избранное в Я НДЕКС.НОВОСТИ
Метод обнаружения растительных жиров в жировой фазе газожидкостной хроматографией стеринов
Milk and milk products. Detection method of vegetable fat in lipid phase by gas-liquid chromatography of sterols
Дата введения 2013-07-01
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности» Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ «ВНИМИ» Россельхозакадемии)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 3 декабря 2012 г.) N 54-П
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1783-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31979-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 7, 2019 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на молоко и молочные продукты и устанавливает метод обнаружения растительных жиров в жировой фазе методом газожидкостной хроматографии стеринов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты*
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.1.019-2009 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».
ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53457-2009 «Масло рапсовое. Технические условия».
ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия
ГОСТ 13928-84 Молоко и сливки заготовляемые. Правила приемки, методы отбора проб и подготовка их к анализу
ГОСТ 14022-88 Водород фтористый безводный. Технические условия
ГОСТ 14919-83 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия
ГОСТ 20289-74 Реактивы. Диметилформамид. Технические условия
ГОСТ 24363-80 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 26809-86 Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу
ГОСТ 27752-88 Часы электронно-механические кварцевые настольные, настенные и часы-будильники. Общие технические условия
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:
3.1 метод газожидкостной хроматографии: Метод разделения и анализа смеси веществ, основанный на их различной растворимости в тонком слое жидкости, нанесенной на твердый носитель, когда в процессе разделения компоненты смеси распределяются между неподвижной жидкой и подвижной газовой (газ-носитель) фазами.
4 Сущность метода
Метод основан на процедуре осаждения стеринов в виде дигитонинов, растворения их в смеси формамида с диметилформамидом с последующей экстракцией стеринов пентаном и последующим разделением стеринов методом газожидкостной хроматографии.
5 Средства измерений, вспомогательное оборудование, посуда и реактивы
Хроматограф газовый, включающий следующие элементы:
— термостат с программированием температуры, обеспечивающий нагрев колонки до температуры (260±2) °С;
Воронка фильтрующая ВФ по ГОСТ 25336 диаметром фильтра 90 мм.
Азот газообразный по ГОСТ 9293, ос.ч.
Кислород газообразный технический по ГОСТ 5583, первый сорт.
Формамид по нормативным и техническим документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
Методы выявления ингредиентов фальсификации молочного жира и растительных масел
Методы выявления ингредиентов фальсификации молочного жира и растительных масел.
Контроль качества пищевых продуктов – одна из составляющих проблемы здорового питания. Значительное расширение ассортимента продуктов питания на потребительском рынке России не обходится без стремления выпуска продукции заведомо заниженного качества, либо явные подделки. В связи с этим особенную актуальность приобретает проверка пищевых продуктов, которая включает ряд действий по установлению их соответствия нормативным документам (Технические регламенты, Санитарно-эпидемиологические правила и нормы (СанПиН), ГОСТ, ТУ).
Чаще всего фальсификации подвержены дорогостоящие виды растительных масел и молочные продукты (масло, сметана, сыр, сгущеное молоко, мороженое и др.). Для определения подлинности из молочных продуктов выделяют молочный жир, который подвергают исследованию.
Состав молочного жира гораздо шире, чем любых других жиров животного или растительного происхождения. Коровий молочный жир содержит большое количество различных кислот, большинство из которых присутствуют в чрезвычайно низких количествах. Но некоторые жирные кислоты очень важны, например, лактоны, участвующие в образовании уникального вкуса. Существенное отличие молочного жира от других жиров заключается в повышенном содержании (около 8%) низкомолекулярных жирных кислот (масляной, капроновой, капроловой и каприновой). Для удешевления стоимости и уменьшения издержек некоторые производители вводят в состав масложировой продукции растительные жиры, при этом не заявляя их в составе продукта. Это снижает содержание низкомолекулярных жирных кислот в продукте.
Для определения фальсификации масложировой продукции (молоные продукты и растительные масла) достоверными методами являются определение жирнокислотного состава и состава стериновой фракции (только для молочной продукции), которые устанавливаются хроматографическим методом. Наиболее изучено содержание в жирах лауриновой, миристиновой, пальмитиновой, стеариновой, олеиновой и линолевой кислот. Поэтому именно эти кислоты рассматриваются в качестве критериев идентификации натуральности молочного и растительных жиров. Определение жирнокислотного состава проводится по следующим нормативным документам:
— ГОСТ Р 52253-2004 «Масло и паста масляная из коровьего молока. Общие технические условия»;
— ГОСТ Р 51486-99 «Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот»;
— ГОСТ Р 51483-99 «Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме».
При содержании растительных добавок в молочных продуктах менее 20% анализом жирнокислотного состава фальсификацию не всегда удается выявить достоверно, что связано с достаточно широкими границами содержания кислот в молочном жире. В данном случае, применение второго метода (установления состава стериновой фракции) снимает эту проблему.
Как правило, стерины представлены соответствующими одноатомными спиртами (стеролы) и их эфирами (стериды). По происхождению их различают на зоостерины (обнаружены в животных), фитостерины (обнаружены в растениях) и микостерины (обнаружены в грибах). Из зоостеринов как важнейшего представителя выделяют холестерин. Он присутствует во всех видах продуктов, содержащих животный жир. Например, в сливочном масле его содержание составляет 0,17-0,21%, а в сыре 0,28-1,61%. Другой группой являются фитостерины, которая в основном представлена следующими соединениями: бета-ситостерин, брассикастерин, стигмастерин, кампестерин. Они являются структурными компонентами клеточных стенок растений.
Определение состава стериновой фракции проводится по следующему нормативному документу: ГОСТ Р 51471-99 «Жир молочный. Метод обнаружения растительных жиров газожидкостной хроматографией стеринов». Наличие бета-ситастерина при определении состава стериновой фракции свидетельствует о присутствии растительных жиров в продукции, другие же фитостерины дополнительно подтверждают наличие жиров немолочного происхождения. Это свидетельствует о фальсификации состава молочного продукта.
