EA013131B1 - Способ извлечения масла из низкомасличного сырья и получения белкового продукта и масло из зародышей тритикале - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к масложировой отрасли пищевой промышленности, а именно к способам получения масла и белкового продукта из низкомасличного сырья, преимущественно зародышей и отрубей зерновых культур, а также семян люпина, и может быть использовано в медицине, пищевой промышленности, парфюмерии и косметике. Способ извлечения масла из низкомасличного сырья растительного происхождения и одновременного получения белкового продукта включает очистку исходного сырья, сушку при температуре не выше 70°С до влажности 6-8% и последующий отжим в прессе, который осуществляют в условиях вакуума при остаточном давлении от 0,001 до 0,005 мПа в течение 3-5 мин прессом. Часть корпуса пресса размещена в вакуумной камере и выполнена перфорированной. Отжим осуществляют за один проход пресса, а сушку сырья осуществляют в псевдоожиженном слое в течение 7-10 мин. В качестве низкомасличного сырья растительного происхождения используют зародыши зерна тритикале или отруби тритикале или семена люпина. Другим объектом изобретения является масло из зародышей тритикале, содержащее комплекс витамина Е, фитостеролов и жирных кислот, полученное вышеуказанным способом.

Description

Изобретение относится к масложировой отрасли пищевой промышленности, а именно к способам получения масла и белкового продукта из низкомасличного сырья, преимущественно зародышей и отрубей зерновых культур, а также семян люпина, и может быть использовано в медицине, пищевой промышленности, парфюмерии и косметике.

Изобретение позволяет разработать высокоэффективный способ извлечения масла из низкомасличного сырья, интенсифицировать технологический процесс производства, получить продукт высокого качества.

Пищевая ценность масла зародышей и отрубей зерновых культур, а также семян люпина, обусловлена содержанием ненасыщенных жирных кислот, в частности линолевой и линоленовой, имеющих большое значение для жизнедеятельности человеческого организма, также содержанием витамина Е и фитостеролов. Наличие большого количества фитостеролов способствует снижению и нормализации уровня холестерина в организме человека. Пищевая ценность белкового продукта обусловлена наличием биологически активных веществ, необходимых организму человека и животных, например витаминов, микроэлементов, которые при обработке удаляются из зерна вместе с оболочкой и зародышем. Белки зерновых культур состоят из множества белков разной функциональной направленности - структурных, защитных, запасных и т.д. Многие из них являются ферментами и обеспечивают жизнедеятельность клеток в период формирования и налива зерна. В белках зерновых культур наибольший удельный вес приходится на долю запасных белков (80-85%). Эти белки являются главным источником азота в прорастающем семени и главным поставщиком белков для человека. Альбумины, на долю которых приходится 10-13% от общего количества белка и глобулины (6-7%), являются более полноценными по незаменимым аминокислотам. В состав альбуминов и глобулинов входят ферменты, ингибиторы и другие функционально активные белки. Содержатся альбумины и глобулины в основном в зародыше и алейроновом слое, и большая их часть при переработке зерна в муку и крупу удаляется.

Известен способ получения растительных масел из маслосодержащего сырья, включающий очистку сырья, сухую экструзию и прессование полученного материала, при этом маслосодержащее сырье предварительно подогревают до 20-70°С, а прессование ведут в две стадии: на первой стадии сырье подвергают экструзии, совмещенной с отжимом масла, а на второй - окончательному прессованию [1].

К недостаткам известного способа можно отнести продолжительность технологического процесса, а также использование процесса экструдирования, влияющего на изменение начального состава сырья, что сказывается на снижении его биологической ценности.

Известен способ получения масла из зародышей пшеницы, заключающийся в измельчении зародышей и экстракции в две стадии, первая при температуре 25-35°С в течение 1-5 мин, вторая - при температуре 30-60°С в течение 20-25 мин, а в качестве растворителя используют эфир, и/или этанол, и /или гексан, и/или раствор каустической соды, или смесь активированной воды рН 9-12 с эфиром, или этанолом, и/или гексаном, при этом растворитель дополнительно содержит пищевые поверхностно-активные вещества в количестве 0,1-0,6%. На первой стадии экстракции получается пшеничное масло, обогащенное витаминами, а на второй - менее обогащенное. В каждой фракции раздельно производится отгонка растворителя. Также производится отгонка растворителя из шрота [2].

Недостатками способа является использование растворителей при экстракции, что делает процесс многостадийным, трудоемким, повышает энергозатраты, ведет к удорожанию себестоимости продукции. А также требуется тщательная очистка продукта от растворителя.

Известен способ получения масла из зародышей зерновых культур, заключающийся в следующем: зародыши зерновых культур измельчают, суспензируют в водной среде, прогревают до 30-40°С, вводят ферментный препарат с амилолитической активностью из расчета 1-5 ед. на 1 г сырья, затем повышают температуру смеси до 88-92°С, охлаждают до 40-50°С и обрабатывают ферментными препаратами с амилолитической, протеолитической и целлюлазной активностью соответственно 0,5-2,0, 0,1-0,5 и 1,05,0 ед. на 1 г сырья в течение 1-2 ч при 45-50°С, затем вся масса обрабатывается хлоридом кальция (3-5% от массы сырья) при рН 7,2-7,8, затем нагревается до 80-85°С, охлаждается до 20°С, твердая фаза оседает, ее отделяют центрифугированием и затем экстрагируют масло этиловым спиртом при температуре 70-75°С [3].

Недостатками способа является многостадийность и трудоемкость, использование ферментных препаратов с направленной активностью химических реагентов, температура 80-85°С приводит к частичной денатурации белка и разрушению некоторой части витаминов, так как зерновые содержат ненасыщенные жирные кислоты, а также увеличение окисления липидов.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является способ извлечения масла и получение белкового продукта из низкомасличного растительного сырья, преимущественно из зародышей пшеницы [4] - прототип, включающий очистку исходного сырья, сушку до влажности 68%, отжим сырья в зеерной камере и термическую обработку исходного сырья. При этом сушку ведут при температуре не выше 70°С не более 10 мин, а термическую обработку ведут в прессе, в кипящем слое при температуре не выше 70°С в течение времени пребывания в прессе не более 5 мин. Отжим осуществляют в два этапа: после первого отжима сырье охлаждают до температуры не выше 40°С и осуществляют второй отжим-прессование.

- 1 013131

Недостатками способа являются многостадийность, сложность и длительность технологического процесса, длительность термической обработки (при сушке и во время отжима), а также невысокая продолжительность хранения готового продукта.

Таким образом, задачей, на решение которой направленно данное изобретение, является способ получения масла и белкового продукта из зародышей или отрубей зерновых культур или из семян люпина с сохранением биологической ценности в полученном продукте, упрощение технологического процесса; сокращение продолжительности приготовления; увеличение срока хранения масла, максимальное использование вторичных продуктов переработки муки. Кроме того, задачей изобретения является получение высококачественного масла из зародышей тритикале, содержащего в комплексе и витамины Е, и жирные кислоты, и фитостеролы, которое было бы устойчиво при длительном хранении без использования стабилизирующих добавок, снижающих витаминную ценность масла.

Это достигается тем, что предложен способ извлечения масла из низкомасличного сырья растительного происхождения и одновременного получения белкового продукта, включающий очистку исходного сырья, сушку при температуре не выше 70°С до влажности 6-8% и последующий отжим в прессе, который осуществляют в условиях вакуума при остаточном давлении от 0,001 до 0,005 мПа в течение 3-5 мин прессом, часть корпуса которого размещена в вакуумной камере и выполнена перфорированной, причем отжим осуществляют за один проход пресса, а сушку сырья осуществляют в псевдоожиженном слое в течение 7-10 мин, в качестве низкомасличного сырья растительного происхождения используют зародыши зерна тритикале, или отруби тритикале, или семена люпина. Кроме того, согласно изобретению предлагается масло из зародышей тритикале, содержащее комплекс витамина Е, фитостеролов и жирных кислот, полученное вышеуказанным способом, которое в составе жирных кислот содержит линолевую и линоленовую кислоты.

При использовании вакуума во время отжима из масла удаляется воздух, что ведет к улучшению показателей его качества, уменьшению окислительной способности, увеличению выхода продукта, а также ускорению процесса прессования. Уменьшение окислительной способности играет очень важную роль, так как содержащиеся в масле биологически ценные линолевая и линоленовая кислоты быстро разлагаются под действием кислорода. Полученное данным способом масло хранится до года, не ухудшая своих характеристик.

Предлагаемый способ осуществляется по нижеприведенной схеме.

Схема получения масла и белкового продукта (жмыха) из зародышей зерновых культур

Примеры осуществления способа.

Способ 1 реализуется по схеме следующим образом.

В качестве низкомасличного сырья использовали зародыши зерна тритикале.

Зародыши в количестве 150 кг предварительно очищают от механических и других загрязнений; производят отделение зародышей от отрубей при помощи центробежного классификатора с частотой вращения ротора 400 об/мин.

Затем выделенные зародыши сушат до влажности 6% при температуре не более 70°С до 10 мин.

Сушку проводят, используя сушилку ВКС06 виброкипящего слоя, с поверхностью решетки 0,6 м².

Далее подготовленное сырье поступает на отжим, который осуществляют за один проход пресса в вакууме при остаточном давлении от 0,001 мПа в течение 4 мин.

Полученное масло фильтруют и затем расфасовывают. Выход масла составил 5%. Показатели содержания ценных элементов (комплекс витамина Е, фитостеролов и жирных кислот), содержащихся в масле, см. в табл. 1 и 2. Белковый продукт (жмых) измельчают и расфасовывают.

Способ 2 реализуется следующим образом.

Способ отличается тем, что вместо зародышей зерновых культур используют отруби тритикале.

При получении масла из отрубей зерновых культур отруби предварительно очищают от механических и других загрязнений; производят отделение отрубей от зародышей, используя сита с диаметром отверстий 0,7-0,9 мм.

Затем выделенные отруби сушат до влажности 6% при температуре не более 70°С в течение 4-8 мин.

Далее подготовленное сырье поступает на отжим, который осуществляют за один проход пресса в вакууме при остаточном давлении от 0,003 мПа в течение 5 мин.

Полученное масло фильтруют, измельчают белковый продукт (жмых) и расфасовывают. Выход

- 2 013131 масла составил 3%.

Способ 3 реализуется следующим образом.

Способ отличается тем, что вместо зародышей и отрубей зерновых культур используют семена люпина.

При получении масла из семян люпина предварительно очищают семена от оболочки и сорных примесей. Затем подготовленные и очищенные семена люпина сушат до влажности 6% при температуре не более 70°С в течение 4-8 мин.

Далее подготовленное сырье поступает на отжим, который осуществляют за один проход пресса в вакууме при остаточном давлении от 0,003 мПа в течение 4 мин.

Полученное масло фильтруют. Выход масла составил 7%. Белковый продукт (жмых) измельчают и расфасовывают.

Изобретение позволяет разработать высокоэффективный способ извлечения масла из низкомасличного сырья и получение белкового продукта, интенсифицировать технологический процесс производства, получить готовый продукт высокого качества, повышенной биологической ценности из отечественного сырья.

Таблица 1

Содержание жирных кислот в маслах зародышей пшеницы и тритикале

Наименование жирных кислот	Масло зародышей пшеницы, г/100	Масло тритикале, г/100г
Пальмитиновая	16,8610,27	17,5510,32
Пальмитоленолеиновая	0,1610,008	0,1610,008
Стеариновая	0,6410,15	0,6710,17
Олеиновая	14,9110,29	12,2210,27
Линолевая	56,8710,56	52,2310,55
Линоленовая	9,1910,23	16,1010,26
Арахиновая	0,1310,005	0,1110,006
Гондоиновая	1,2+0,048	0,9610,05

Таблица 2

Содержание токоферолов и несвязанных стеринов в маслах зародышей пшеницы и тритикале

Наименование токоферолов (витамин Е) и несвязанных стеринов в маслах зародышей пшеницы и тритикале	Масло зародышей пшеницы, г/100 г	Масло тритикале, г/ ЮОг
β-токоферол	0.110614,1	0.054512,2
γ-токоферол	0.005710,3	0.004010,2
а-токоферол	0.2425+9,3	0.223218,9
γ-токотриенол	0.043512,6	0.284819,3
брассикастерол	0.011710,5	0.045711,8
кампастерол	0.235619,4	0.4556118,2
β-ситостерол	0.5770123,1	0.9343137,4

В зерне тритикале водо- и солерастворимых белков содержится в 1,7 раза больше, что обеспечивает более высокую пищевую ценность зерна тритикале.

В США проведено прямое изучение биологической ценности белков тритикале для человека в сравнении с пшеничными. Питательную ценность белков пшеницы и тритикале определяли на основе учета азотного баланса в группе добровольцев, получавших диету, содержащую 4 и 6 г азота в день. При этом большая часть (80%) приходилась на белок пшеницы или тритикале. Было отмечено, что хлеб из муки тритикале превосходил пшеничный и лучше поддерживал азотный баланс в организме человека на 4-граммовой диете. Азотный баланс для пшеницы составил минус 0,62 г, для тритикале - минус 0,44 г; на 6-граммовой диете - для пшеницы минус 0,16 г, для тритикале - плюс 0,01 г азота в день. При проведении эксперимента с ржаными изделиями, несмотря на более благоприятный аминокислотный состав ржи по сравнению с пшеницей или тритикале, результаты по азотному балансу хуже, чем тритикале и пшеницы. По данным М. Раковской в тритикале этот показатель выше (7,4-9,3%), чем у пшеницы (4,5

- 3 013131

6,7%), а зачастую превышает и рожь (6,6-10,9). Так, в опытах на крысах перевариваемость белка тритикале некоторых сортов составила 87,5% против 83% для пшеницы и 75% для ржи.

В связи с этим получаемые из зародышей тритикале устойчивое при хранении масло и белковый продукт обладают полезными свойствами и могут применяться как самостоятельные продукты, так и в виде добавок в пищевой промышленности, для кормов животных, а также в косметической и медицинской промышленности.

Источники информации.

1. Патент РФ № 2156790 С1, кл. С11В 1/10, опубл. в бюл. № 27, 27.09.2000 г.

2. А.С. СССР № 1819288 А3, кл. С11В 1/10, А23С 11/10, опубл. в бюл. № 20, 30.05.1993 г.

3. Патент РФ № 2092529 С1, кл. С11В 1/10, опубл. в бюл. № 26, 10.10.1997 г.

4. Патент РФ № 2281319 С2, кл. С11В 1/00, С11В 1/06, А231 1/12, опубл. в бюл. № 22 , 10.08.2006 г.

Claims (4)

1. Способ извлечения масла из низкомасличного сырья растительного происхождения и получения белкового продукта, включающий очистку исходного сырья, сушку при температуре не выше 70°С не более 10 мин до влажности 6-8% и последующий отжим в прессе, отличающийся тем, что осуществляют одноэтапный отжим в условиях вакуума за один проход пресса при давлении от 0,001 до 0,005 мПа в течение 3-5 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку сырья осуществляют в псевдоожиженном слое в течение 7-10 мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве низкомасличного сырья растительного происхождения используют зародыши зерна тритикале, или отруби тритикале, или семена люпина.

4. Масло из зародышей тритикале, полученное способом по п.1.