RU2778941C2 - Protein additive of sunflower seeds or rapeseed and its production - Google Patents
Protein additive of sunflower seeds or rapeseed and its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778941C2 RU2778941C2 RU2020111557A RU2020111557A RU2778941C2 RU 2778941 C2 RU2778941 C2 RU 2778941C2 RU 2020111557 A RU2020111557 A RU 2020111557A RU 2020111557 A RU2020111557 A RU 2020111557A RU 2778941 C2 RU2778941 C2 RU 2778941C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protein
- sunflower
- rapeseed
- content
- seeds
- Prior art date
Links
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 110
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 110
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 title claims abstract description 52
- 235000020238 sunflower seed Nutrition 0.000 title claims abstract description 52
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000000996 additive Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract description 109
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 235000005974 protein supplement Nutrition 0.000 claims description 27
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 claims description 23
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 claims description 23
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 235000012970 cakes Nutrition 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 229940116540 PROTEIN SUPPLEMENTS Drugs 0.000 claims description 10
- 239000008079 hexane Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 229940001941 Soy Proteins Drugs 0.000 claims 2
- 244000062645 predators Species 0.000 claims 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 37
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 37
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 11
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 10
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 10
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 9
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 5
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 5
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 4
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 235000019688 fish Nutrition 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N n-butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 3
- 230000036912 Bioavailability Effects 0.000 description 3
- 235000019733 Fish meal Nutrition 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N acetic acid ethyl ester Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035514 bioavailability Effects 0.000 description 3
- 239000004467 fishmeal Substances 0.000 description 3
- 235000019640 taste Nutrition 0.000 description 3
- CWVRJTMFETXNAD-FWCWNIRPSA-N 3-O-Caffeoylquinic acid Natural products O[C@H]1[C@@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)C[C@H]1OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 CWVRJTMFETXNAD-FWCWNIRPSA-N 0.000 description 2
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 2
- 239000005996 Blood meal Substances 0.000 description 2
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 description 2
- 235000006618 Brassica rapa subsp oleifera Nutrition 0.000 description 2
- 244000188595 Brassica sinapistrum Species 0.000 description 2
- CWVRJTMFETXNAD-JUHZACGLSA-N Chlorogenic acid Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)C[C@H]1OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 CWVRJTMFETXNAD-JUHZACGLSA-N 0.000 description 2
- 229940074393 Chlorogenic acid Drugs 0.000 description 2
- 241000698776 Duma Species 0.000 description 2
- 210000003746 Feathers Anatomy 0.000 description 2
- 240000007842 Glycine max Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- 230000035633 Metabolized Effects 0.000 description 2
- 235000019779 Rapeseed Meal Nutrition 0.000 description 2
- 241000277331 Salmonidae Species 0.000 description 2
- HUJXHFRXWWGYQH-UHFFFAOYSA-O Sinapine Chemical compound COC1=CC(\C=C\C(=O)OCC[N+](C)(C)C)=CC(OC)=C1O HUJXHFRXWWGYQH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 235000019772 Sunflower meal Nutrition 0.000 description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 2
- 229940029983 VITAMINS Drugs 0.000 description 2
- 229940021016 Vitamin IV solution additives Drugs 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 2
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 2
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 2
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 2
- 235000008984 brauner Senf Nutrition 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000001368 chlorogenic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 2
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 125000004383 glucosinolate group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- 229930003231 vitamins Natural products 0.000 description 2
- 241000324056 Bairdiella chrysoura Species 0.000 description 1
- 241000423655 Bidyanus bidyanus Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241001466804 Carnivora Species 0.000 description 1
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 1
- 239000004267 EU approved acidity regulator Substances 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 description 1
- 229950002499 Fytic acid Drugs 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 102000008934 Muscle Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010074084 Muscle Proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 241001277085 Pagrus auratus Species 0.000 description 1
- 241001282110 Pagrus major Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 240000005158 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 229940068041 Phytic Acid Drugs 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- PCMORTLOPMLEFB-ONEGZZNKSA-N Sinapinic acid Chemical compound COC1=CC(\C=C\C(O)=O)=CC(OC)=C1O PCMORTLOPMLEFB-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- 235000019764 Soybean Meal Nutrition 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 235000019658 bitter taste Nutrition 0.000 description 1
- 235000019519 canola oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000828 canola oil Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000004464 cereal grain Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000001516 effect on protein Effects 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structures Anatomy 0.000 description 1
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 1
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 235000021048 nutrient requirements Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000467 phytic acid Substances 0.000 description 1
- 235000013406 prebiotics Nutrition 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propanol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000004455 soybean meal Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- -1 supercritical CO 2 Chemical compound 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Настоящее изобретение относится к способу получения белковых добавок из семян подсолнечника или рапса для применения в кормах, технических вспомогательных веществах или пищевых продуктах, а также к произведенным этим способом белковым добавкам и кормам, которые содержат эти добавки.The present invention relates to a process for the production of protein supplements from sunflower or rapeseed seeds for use in feed, technical auxiliaries or food products, as well as protein supplements produced by this method and feed containing these additives.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
На фоне увеличивающейся численности населения мира и ограничения в будущем площадей и ресурсов растительные белковые продукты для питания человека, для технических целей и для применения в качестве корма для животных приобретают все большее значение. Возрастающий спрос на пищевые продукты животного происхождения, сопровождающий возрастающее во всем мире благосостояние, ведет к возрастающей потребности на оптимизированные в соответствии с физиологическими нормами питания белковые продукты, которые прежде всего метаболизируются животными по существу полностью и могут быть произведены просто и с приемлемыми затратами. Существующие кормовые добавки отчасти обладают значительными недостатками.Against the backdrop of an increasing world population and future space and resource constraints, plant-based protein products for human nutrition, for industrial purposes and for animal feed applications are becoming increasingly important. The increasing demand for foods of animal origin, which accompanies increasing worldwide prosperity, is leading to an increasing demand for nutritionally optimized protein products, which are primarily metabolized by animals essentially completely and can be produced simply and at reasonable cost. Existing feed additives partly have significant drawbacks.
Корма с растительными добавками имеют большое значение для производства пищевых продуктов животного происхождения. Они служат для обеспечения животных белками, углеводами, жирами и микроэлементами. Особенно важными для роста животных являются биологическая ценность и биодоступность белков и аминокислот, содержащихся в кормах. В экономическом отношении белковая фракция в кормах также является очень важной, так как эта фракция обуславливает значительную долю расходов.Feeds with vegetable additives are of great importance for the production of food products of animal origin. They serve to provide animals with proteins, carbohydrates, fats and trace elements. Especially important for animal growth are the biological value and bioavailability of proteins and amino acids contained in feed. From an economic point of view, the protein fraction in feed is also very important, since this fraction causes a significant share of the costs.
В качестве растительных белковых продуктов для корма для животных на рынке в основном выступают соевые бобы, соевый шрот после экстракции, продукты из соевого белка или мука и белковые продукты из зерна злаковых культур. Наряду с этим используют белки из других бобовых культур, таких как, например, горох, бобы и люпин, а также в качестве корма используют богатые белками отходы переработки пищевых продуктов, такие как, например, пивная дробина.The vegetable protein products for animal feed on the market are mainly soybeans, soybean meal after extraction, soy protein products or flour and protein products from cereal grains. In addition, proteins from other leguminous crops, such as, for example, peas, beans and lupins, are also used as feed, as well as protein-rich waste from food processing, such as, for example, brewer's grains.
Приемлемый по цене источник кормовых белков представляют собой остатки после прессования и экстракции, образующиеся при получении пищевого растительного масла из семян подсолнечника и рапса. Эта семена отличаются твердой оболочкой, имеющей преобладающим образом темную окраску, и маслосодержащей мякотью плода. Однако удаление оболочек этих семян в техническом отношении может быть очень затратным, особенно в случае семян рапса. Под оболочкой в настоящей заявке в порядке обобщения понимают все компоненты семян, которые не относятся к семядолям или зародышам, такие как, например, помимо тесты с высоким содержанием целлюлозы, другие оболочки семян, такие как, например, серебристая кожица.An affordable source of feed proteins are the residues after pressing and extraction, which are formed during the production of edible vegetable oil from sunflower and rapeseed seeds. These seeds are distinguished by a hard shell, which has a predominantly dark color, and an oily pulp of the fruit. However, the removal of the shells of these seeds can be technically very costly, especially in the case of rapeseed. Under the coat in the present application, by way of generalization, all components of the seeds that do not belong to the cotyledons or embryos, such as, for example, in addition to tests with a high cellulose content, other seed coats, such as, for example, silvery skin.
Семена подсолнечника содержат до 50 масс.% масла и в среднем около 18 масс.% белка. Семена рапса содержат до 45 масс.% масла и до 25 масс.% белка. Прессованием семян и экстракцией из жмыха органическими растворителями содержание масла в остатке после экстракции может быть снижено до значения меньше 3,5 масс.% (способ Сокслета), а содержание белка в зависимости от сырья может быть повышено до значения больше 40 масс.%. Таким образом, эти остатки представляют собой богатые белками добавки для кормов.Sunflower seeds contain up to 50 wt.% oil and an average of about 18 wt.% protein. Rape seeds contain up to 45 wt.% oil and up to 25 wt.% protein. By pressing the seeds and extracting from the cake with organic solvents, the oil content in the residue after extraction can be reduced to a value of less than 3.5 wt.% (Soxhlet method), and the protein content, depending on the raw material, can be increased to a value of more than 40 wt.%. Thus, these residues are protein-rich feed additives.
Остатки после прессования и экстракции, образующиеся при извлечении масла, в настоящее время уже применяют при производстве кормов. Однако их применение является сильно ограниченным, несмотря на высокое содержание белка. Такое положение в литературе обосновывают, в частности, тем, что усвояемость белков и возможность их использования уменьшается вследствие высоких температур технологического процесса при извлечении масла и связанной с этим потери незаменимых аминокислот, таких как лизин, метионин или цистеин (Björck, I. & Asp, N.G. (1983). The effects of extrusion cooking onnutritional value - a literature review. Journal of Food Engineering, 2, 281-308). При этом усвояемость белков из горячеобработанных остатков после прессования и экстракции в отдельных случаях может быть снижена до значения меньше 40% (Geoff L. Allan, Scott Parkinson, Mark A. Booth, David A.J. Stone, Stuart J. Rowland, Jane Frances, Rebecca Warner-Smith. Replacement of fish meal in diets for Australian silver perch, Bidyanus bidyanus: I. Digestibility of alternative ingredients. Aquaculture 186_2000. 293-310; Brett Glencross, Wayne Hawkins & John Curnow. Nutritional assessment of Australian canola meals. I. Evaluation of canola oil extraction method and meal processing conditions on the digestible value of canola meals fed to the red seabream (Pagrus auratus, Paulin). Aquaculture Research, 2004, 35, 15-24). Это означает, что животными может быть метаболизировано заметно меньше половины потребленных белков.Residues after pressing and extraction, resulting from the extraction of oil, are currently already used in the production of feed. However, their use is severely limited despite their high protein content. This situation in the literature is justified, in particular, by the fact that the digestibility of proteins and the possibility of their use is reduced due to high process temperatures during oil extraction and the associated loss of essential amino acids such as lysine, methionine or cysteine (Björck, I. & Asp, N. G. (1983), The effects of extrusion cooking on nutritional value - a literature review, Journal of Food Engineering, 2, 281-308. At the same time, the digestibility of proteins from hot-treated residues after pressing and extraction can in some cases be reduced to less than 40% (Geoff L. Allan, Scott Parkinson, Mark A. Booth, David A.J. Stone, Stuart J. Rowland, Jane Frances, Rebecca Warner -Smith, Replacement of fish meal in diets for Australian silver perch, Bidyanus bidyanus: I. Digestibility of alternative ingredients, Aquaculture 186_2000, 293-310, Brett Glencross, Wayne Hawkins & John Curnow, Nutritional assessment of Australian canola meals, I. Evaluation of canola oil extraction method and meal processing conditions on the digestible value of canola meals fed to the red seabream (Pagrus auratus, Paulin) Aquaculture Research, 2004, 35, 15-24). This means that markedly less than half of the proteins consumed can be metabolized by animals.
Далее описано, что доля отрицательно действующих примесей, прежде всего доля вторичных растительных веществ, таких как, например, полифенолы, таннины, глюкозинолаты или фитиновая кислота, в этих остатках может составлять до 10 масс.% и что эти соединения также ухудшают усвояемость корма. Кроме того, некоторые вторичные растительные вещества не только уменьшают усвоение макро- и микроэлементов из корма, но и обладают горьким вкусом и оказывают вяжущее действие. Возникающее при этом органолептическое впечатление от корма в случае сельскохозяйственных животных и особенно в случае свиней и крупного рогатого скота часто ведет к отказу от него. Кроме того, вторичные растительные вещества рапса или подсолнечника могут также отрицательно влиять на вкус сопутствующих продуктов, таких как яйца. Так, например, синапин, содержащийся в семенах рапса, при применении в кормах остатков рапса после экстракции может вести к появлению запаха рыбы в яйцах кур.It is further described that the proportion of negatively acting impurities, in particular the proportion of secondary plant substances such as, for example, polyphenols, tannins, glucosinolates or phytic acid, in these residues can be up to 10 wt.% and that these compounds also impair the digestibility of the feed. In addition, some secondary plant substances not only reduce the absorption of macro- and microelements from the feed, but also have a bitter taste and have an astringent effect. The resulting organoleptic impression of the feed in the case of farm animals and especially in the case of pigs and cattle often leads to the rejection of it. In addition, by-products of rapeseed or sunflower may also adversely affect the taste of by-products such as eggs. So, for example, sinapin, contained in rape seeds, when used in feed with rapeseed residues after extraction, can lead to the appearance of a fish odor in chicken eggs.
Семена подсолнечника и рапса согласно предшествующему уровню техники перерабатывают с направленностью на высокий выход масла. При этом их сначала освобождают от примесей, частично кондиционируют (доводят до заданных значений температуры и влажности), затем прессованием механически предварительно отделяют масло (остаточное содержание масла не превышает 10 масс.%) и далее остаточное масло гексаном экстрагируют из жмыха. Также осуществляют так называемое конечное прессование до остаточного содержания масла около 5 масс.% без последующей экстракции, причем остаточное содержание масла в жмыхе уменьшает стабильность остатков при хранении.Sunflower and rapeseed seeds according to the prior art are processed with a focus on high oil yield. At the same time, they are first freed from impurities, partially conditioned (brought to the specified values of temperature and humidity), then the oil is mechanically pre-separated by pressing (the residual oil content does not exceed 10 wt.%) and then the residual oil is extracted from the cake with hexane. Also carried out so-called final pressing to a residual oil content of about 5 wt.% without subsequent extraction, and the residual oil content in the cake reduces the stability of the residues during storage.
Согласно предшествующему уровню техники семена подсолнечника и рапса преобладающим образом подвергают прессованию необрушенными или частично обрушенными. В случае частичного обрушивания остается более 45 масс.% лузги, содержащейся в семенах перед извлечением масла из сырья, что в среднем соответствует остаточному содержанию лузги перед прессованием > 10 масс.% в случае семян подсолнечника и > 8 масс.% в случае семян рапса. В частности, для прессования, т.е. для конечного или предварительного прессования в качестве частичного извлечения масла, согласно предшествующему уровню техники считают необходимой долю лузги по меньшей мере в 10 масс.% для того, чтобы облегчить отток масла из пресса и тем самым повысить скорость прессования. Высокая скорость переработки, в частности, в случае корма для животных имеет большое значение, так как в случае корма для животных не могут быть установлены высокие цены, так что более длительный процесс прессования делал бы невозможным рентабельное использование жмыха в качестве корма для животных.According to the prior art, sunflower and rapeseed seeds are predominantly pressed unhulled or partially hulled. In the case of partial hulling, more than 45 wt.% of the husk contained in the seeds remains before the oil is extracted from the raw material, which on average corresponds to a residual content of husks before pressing > 10 wt.% in the case of sunflower seeds and > 8 wt.% in the case of rape seeds. In particular, for pressing, i.e. for final or pre-compression as partial oil recovery, according to the prior art, a husk content of at least 10 wt.% is necessary in order to facilitate the outflow of oil from the press and thereby increase the pressing speed. A high processing speed, in particular in the case of animal feed, is of great importance, since high prices cannot be set in the case of animal feed, so that a longer pressing process would make it impossible to use the cake economically as animal feed.
Жмых и шрот, полученные из необрушенных или частично обрушенных семян, после быстрой и горячей переработки обычно являются темноокрашенными, имеют очень высокое содержание сырой клетчатки до 44 масс.% и горько-вяжущий вкус. Поэтому они являются неприемлемыми для получения высококачественной белковой муки для применения за пределами низкоценового сектора корма для животных и обладают плохой усвояемостью, что можно объяснить термическим повреждением белков. Вследствие присутствия вторичных растительных веществ они являются приемлемыми только для кормления малого числа видов животных.Cake and meal obtained from unhulled or partially hulled seeds, after quick and hot processing, are usually dark-colored, have a very high content of crude fiber up to 44 wt.% and a bitter-astringent taste. Therefore, they are not suitable for high quality protein meal for use outside the low price animal feed sector and have poor digestibility, which can be explained by thermal damage to the proteins. Due to the presence of secondary plant matter, they are only suitable for feeding a small number of animal species.
С некоторых пор имеются также композиции, используемые для того, чтобы белки из остатков от извлечения подсолнечного или рапсового масла перерабатывать в белковую муку или белковые концентраты и таким образом делать их приемлемыми для применения в пищевых продуктах и высокосортных кормах. При этом удаление мешающих полифенолов, в основном хлорогеновой кислоты, синапина или синапиновой кислоты, ухудшающих вкус изолятов белка подсолнечника или рапса, а также глюкозинолатов стоит на первом плане.For some time now, there have also been compositions used to process proteins from residues from sunflower or rapeseed oil extraction into protein meal or protein concentrates and thus make them acceptable for use in foods and high-grade feeds. At the same time, the removal of interfering polyphenols, mainly chlorogenic acid, sinapin or sinapinic acid, worsening the taste of sunflower or rapeseed protein isolates, as well as glucosinolates, is in the foreground.
Для удаления полифенолов из обезжиренных шротов подсолнечника и рапса к настоящему времени предложены варианты экстракции с различными растворителями, в том числе также водой с различными значениями pH и смесями из спиртов и воды. При этом для удаления фенольных веществ из обезжиренных ядер семян подсолнечника применяли, в частности, бутанол в различных долях с водой, подкисленной соляной кислотой, этанол с содержанием 95 об.%, изопропанол (70 об.%) и метанол (80% об.). Недостаток в случае экстракции с этими растворителями представляет собой дальнейшая денатурация белков вследствие обработки растворителем, так что растворимость белков сильно уменьшается. Кроме того, доступность белка вследствие химической реакции с аминокислотами заметно снижается.To remove polyphenols from defatted sunflower and rapeseed meals, extraction options with various solvents, including water with different pH values and mixtures of alcohols and water, have been proposed so far. At the same time, to remove phenolic substances from defatted kernels of sunflower seeds, in particular, butanol was used in various proportions with water acidified with hydrochloric acid, ethanol with a content of 95 vol.%, isopropanol (70 vol.%) and methanol (80% vol.) . A disadvantage in the case of extraction with these solvents is the further denaturation of the proteins due to solvent treatment, so that the solubility of the proteins is greatly reduced. In addition, the availability of protein due to a chemical reaction with amino acids is markedly reduced.
В других публикациях описано получение белковых концентратов из семян рапса и подсолнечника. Эта белковые концентраты получают сухим или мокрым способом переработки, причем белок остается в остатке. Однако высокая доля нежелательных примесей (вторичных растительных веществ) и высокое содержание сырой клетчатки ограничивает их применение в качестве кормов, так что невозможно заметить особое преимущество по сравнению со шротами подсолнечника и рапса после экстракции. Поэтому большинство белковых концентратов имеют ограниченную широту применения и могут применяться в кормах только в низких концентрациях.Other publications describe the preparation of protein concentrates from rapeseed and sunflower seeds. These protein concentrates are obtained by dry or wet processing, and the protein remains in the balance. However, the high proportion of undesirable impurities (secondary plant matter) and the high content of crude fiber limit their use as feed, so that it is not possible to notice a particular advantage compared to sunflower and rapeseed meals after extraction. Therefore, most protein concentrates are of limited use and can only be used in feed at low concentrations.
В EP 2 885 980 B1 описан способ получения белка подсолнечника в качестве богатого белками корма. Для получения корма применяют обрушенные ядра семян подсолнечника с остаточным содержание лузги > 5 масс.%. Осуществляют прессование семян с содержанием масла от >= 8 до <= 18 масс.% и с содержанием белка от >= 30 до <= 45% в расчете на сухую массу. Остаточное содержание лузги <= 5 масс.% на усвояемость белков не влияет. Кроме того, также и в этом случае следует исходить из того, что высокое содержание сырой клетчатки и высокое содержание хлорогеновой кислоты в продукте сильно ограничивают его положительное восприятие и, следовательно, его применимость в качестве корма.EP 2 885 980 B1 describes a method for obtaining sunflower protein as a protein-rich feed. Crushed sunflower seed kernels with a residual content of husks > 5 wt.% are used to obtain feed. Seeds are pressed with an oil content of >= 8 to <= 18 wt.% and a protein content of >= 30 to <= 45% based on dry weight. The residual content of husks <= 5 wt.% does not affect the digestibility of proteins. In addition, also in this case, it must be assumed that the high content of crude fiber and the high content of chlorogenic acid in the product severely limit its positive perception and therefore its applicability as feed.
В EP 2 400 859 A2 описан также способ получения белковых продуктов из обрушенных ядер семян подсолнечника с остаточным содержанием лузги <= 5 масс.%. Он относится к получению белковых продуктов для применения в пищевых продуктах. Вследствие низкого остаточного содержания лузги может быть достигнуто высокое содержание белка в обезжиренном продукте более 45 масс.%. Благодаря низким температурам, которые при прессовании не превышают 80°C, а при удалении растворителя не превышают 90°C, этим способом достигается то, что сохраняются хорошие технико-функциональные свойства, наблюдается незначительная степень денатурации и, следовательно, должны иметься очень хорошие усвояемость и биодоступность. Однако низкие температуры во время переработки семян подсолнечника обуславливают очень большую длительность переработки на отдельных стадиях технологического процесса, из чего в итоге следуют очень высокие расходы на весь технологический процесс. Это ограничивает применимость продуктов в области кормов для животных, а также в области получения более дешевых пищевых продуктов.EP 2 400 859 A2 also describes a process for obtaining protein products from hulled sunflower seed kernels with a residual husk content of <= 5% by weight. It refers to the preparation of protein products for use in foods. Due to the low residual content of husks, a high protein content in the defatted product of over 45% by weight can be achieved. Thanks to the low temperatures, which do not exceed 80°C during pressing and do not exceed 90°C when the solvent is removed, this method achieves that good technical and functional properties are maintained, a low degree of denaturation is observed and, therefore, very good digestibility and bioavailability. However, the low temperatures during the processing of sunflower seeds cause very long processing times in the individual stages of the technological process, which results in very high costs for the entire technological process. This limits the applicability of the products in the field of animal feed as well as in the field of obtaining cheaper food products.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ получения качественных высокосортных белковых добавок из семян подсолнечника или рапса, которые вследствие низкого содержания вторичных растительных веществ и волокон имеют хорошую усвояемость белков, являются органолептически привлекательными и, кроме того, благодаря высокому содержанию в них белков и хорошему сохранению свойств белков являются ценными в отношении соответствия физиологическим нормам питания и, следовательно, могут применяться в кормах различным образом.The objective of the present invention is to develop a method for obtaining high-quality high-grade protein supplements from sunflower or rapeseed seeds, which, due to the low content of secondary plant substances and fibers, have good protein digestibility, are organoleptically attractive and, in addition, due to their high content of proteins and good retention of protein properties are valuable in terms of compliance with physiological nutritional norms and, therefore, can be used in feed in various ways.
Описание изобретенияDescription of the invention
Указанная задача решаются благодаря способу по п. 1 формулы изобретения. В других пунктах формулы изобретения приведены предпочтительные варианты осуществления способа, а также пункт о получаемых этим способом белковых добавках и их предпочтительном применении в кормах.This problem is solved thanks to the method according to p. 1 of the claims. In other claims, preferred embodiments of the method are given, as well as a claim on the protein supplements obtained by this method and their preferred use in feed.
В случае предложенного способа получения высокосортных белковых добавок из семян подсолнечника и рапса семена сначала обрушивают и лузгу отделяют от мякоти ядер предпочтительно просеиванием, провеиванием и сортировкой, так что содержание лузги составляет < 2,5 масс.%, предпочтительно < 1 масс.% и более предпочтительно < 0,25 масс.%.In the case of the proposed method for obtaining high-grade protein supplements from sunflower seeds and rapeseed, the seeds are first hulled and the husks are separated from the pulp of the kernels, preferably by sifting, winnowing and sorting, so that the husk content is < 2.5 wt.%, preferably < 1 wt.% or more preferably < 0.25 wt%.
Для изменения растворимости белка с целью достижения эффектов денатурации в белке во время стадий переработки обрушенных ядер в обезжиренный белковый продукт (прессование, экстракция, удаление растворителя и в случае необходимости измельчение) производят по меньшей мере одну обработку, денатурирующую белки, чтобы достигнуть денатурации белков, содержащихся в белковой добавке, до степени > 40%. В данном случае под обработкой понимают воздействие температуры во времени, отличающееся тем, что белки семян подсолнечника или рапса в ходе переработки выдерживают по меньшей мере в течение 10 минут, предпочтительно в течение 30 минут при температуре выше 90°C, предпочтительно выше 100°C, предпочтительно выше 110°C, более предпочтительно выше 120°C и ниже 150°C. По настоящему изобретению другая обработка, денатурирующая белки, может осуществляться, в том числе дополнительно к воздействию температуры во времени, в виде водно-спиртовой обработки белка при массовом соотношении спирта и воды в интервале от 1:20 до 20:1 и при температуре выше 40°C и лучше выше 50°C. В качестве спирта предпочтительно применяют одновалентные спирты, такие как метанол, этанол, пропанол, изопропанол или бутанол.To change the solubility of the protein in order to achieve the effects of denaturation in the protein, during the steps of processing the collapsed nuclei into a defatted protein product (compression, extraction, removal of the solvent and, if necessary, milling), at least one protein denaturing treatment is performed in order to achieve the denaturation of the proteins contained in a protein supplement, up to > 40%. In this case, treatment is understood as the effect of temperature over time, characterized in that the proteins of sunflower or rapeseed seeds are kept during processing for at least 10 minutes, preferably for 30 minutes, at a temperature above 90°C, preferably above 100°C, preferably above 110°C, more preferably above 120°C and below 150°C. According to the present invention, another treatment that denatures proteins can be carried out, including in addition to the effect of temperature over time, in the form of a water-alcohol treatment of the protein at a mass ratio of alcohol and water in the range from 1:20 to 20:1 and at a temperature above 40 °C and preferably above 50°C. As the alcohol, monovalent alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol or butanol are preferably used.
Этими обработками, денатурирующими белки, после глубокой очистки от лузги обеспечивается то, что в случае применения в корме для животных в жмыхе после экстракции содержится только очень малое количество лузги-клетчатки, а содержание других мешающих примесей уменьшается, и одновременно белки вследствие (частичной) денатурации прочно связываются в остающейся углеводной матрице ядра, что заметно снижает потери белка по цепочке валоризации белкового продукта до скармливания. Вследствие этого может, например, достигаться то, что в случае кормления рыбы в водоемах белки будут очень медленно переходить из белкового продукта в растворенное состояние и, таким образом, только незначительное количество в виде потерь будет поступать через водную фазу в окружающую среду.These protein-denaturing treatments, after deep husking, ensure that, in the case of use in animal feed, the oil cake after extraction contains only a very small amount of husk-fiber, while the content of other interfering impurities is reduced, and at the same time proteins due to (partial) denaturation are firmly bound in the remaining carbohydrate matrix of the core, which significantly reduces protein losses along the protein product valorization chain before feeding. As a result of this, for example, it can be achieved that in the case of feeding fish in water bodies, the proteins will very slowly pass from the protein product into the dissolved state and, thus, only a small amount in the form of losses will enter the environment through the aqueous phase.
Для другой переработки, осуществляемой после обрушивания, очищенные от лузги семена, предпочтительно после кондиционирования посредством регулирования температуры и влажности, подвергают прессованию до содержания масла < 25 масс.%, предпочтительно < 15 масс.% и более предпочтительно < 10 масс.%, но > 6 масс.% и предпочтительно > 9 масс.%, а затем из жмыха, полученного при этом механическом частичном извлечении масла, экстрагентом (например, гексаном, этанолом, надкритическим CO2, этилацетатом или их смесями) извлекают масло до содержания масла (при определении способом Сокслета) меньше 3,5 масс.% и предпочтительно меньше 2 масс.%.For another post-husking processing, the dehusked seeds, preferably after conditioning by temperature and humidity control, are pressed to an oil content of < 25 wt%, preferably < 15 wt% and more preferably < 10 wt%, but > 6 wt.% and preferably > 9 wt.%, and then from the cake obtained by this mechanical partial extraction of the oil, the extractant (for example, hexane, ethanol, supercritical CO 2 , ethyl acetate or mixtures thereof) extract the oil to the oil content (when determining Soxhlet method) less than 3.5 wt.% and preferably less than 2 wt.%.
В предпочтительном варианте осуществления температура во время прессования по меньшей мере в частях продукта должна превышать значение в 75°C, температура в жмыхе при прессовании предпочтительно достигает значения выше 85°C и более предпочтительно выше 95°C. Это может быть достигнуто, например, нагреванием пресса, подогревом ядер или благодаря высоким значениям срезающих усилий и давлений в прессе. Это обстоятельство ведет к заметному повышению скорости извлечения масла, к денатурации белков и к упрочнению прессовых остатков. Следствием упрочнения прессовых остатков, встречающегося при повышенных температурах, является то, что во время перемещения остатков между отдельными стадиями технологического процесса извлечения масла или во время последующей экстракции масла происходит истирание в меньшей степени, благодаря чему возникает меньше потерь и также меньше проблем при обработке мисцеллы (смесь масла и растворителя), так как от белкового продукта с мисцеллой отделяется меньшее количество пыли, образующейся при истирании. Таким образом, благодаря прессованию по настоящему изобретению уменьшаются потери при истирании и технологический процесс становится более рентабельным. При этом благодаря соответствующей высокой температуре повышается, например, прочность или давление разрушения жмыха, которое превышает 10 Н/мм2 в случае штранга жмыха диаметром 8 мм при определении на анализаторе текстуры (TA) при радиальной сжимающей нагрузке.In a preferred embodiment, the temperature during pressing at least in parts of the product should exceed 75°C, the temperature in the cake during pressing preferably reaches values above 85°C and more preferably above 95°C. This can be achieved, for example, by heating the press, by heating the cores, or by high shear forces and pressures in the press. This circumstance leads to a noticeable increase in the rate of oil extraction, to denaturation of proteins and to hardening of the press residues. A consequence of the hardening of the press residues occurring at elevated temperatures is that less attrition occurs during the movement of the residues between the individual stages of the oil recovery process or during the subsequent oil extraction, resulting in less wastage and also fewer miscella processing problems ( a mixture of oil and solvent), since less dust is separated from the protein product with miscella, which is formed during abrasion. Thus, by pressing according to the present invention, attrition losses are reduced and the process becomes more cost-effective. In this case, due to a corresponding high temperature, for example, the strength or breaking pressure of the cake is increased, which exceeds 10 N/mm 2 in the case of a cake extrusion with a diameter of 8 mm, as determined on a texture analyzer (TA) under a radial compressive load.
После экстракции предварительно отпрессованных масличных семян растворителями, которая должна осуществляться непосредственно из жмыха или после дальнейшей механической обработки жмыха (например, после измельчения и гранулирования), предпочтительно осуществляют отделение растворителя отгонкой растворителя предпочтительно при подводе тепла за счет перегретых органических растворителей и/или за счет применения водяного пара. Для удаления растворителя в предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению следует выбирать температуру > 90°C. В средах теплоносителей температуру предпочтительно устанавливают выше 100°C, более предпочтительно выше 120°C и ниже 150°C. При этом происходит дальнейшая денатурация белков, которая составляет больше 40%, предпочтительно больше 70% и более предпочтительно больше 90%. Денатурацию белка определяют способом DSC, описанным, например, в EP 2 400 859 A2. В данном случае при определении денатурации площадь пика DSC (энтальпию) определяют по сравнению с площадью пика для необработанных семян, нормированной по доле белков. Денатурация соответствует уменьшению площади, то есть при 100%-й денатурации площадь уже не наблюдается.After the extraction of the pre-pressed oilseeds with solvents, which should be carried out directly from the cake or after further mechanical treatment of the cake (for example, after grinding and granulation), the separation of the solvent is preferably carried out by distillation of the solvent, preferably with heat input due to superheated organic solvents and / or through the use of water vapor. To remove the solvent in a preferred embodiment of the method according to the present invention should choose a temperature > 90°C. In heat transfer media, the temperature is preferably set above 100°C, more preferably above 120°C and below 150°C. This results in further denaturation of the proteins, which is greater than 40%, preferably greater than 70% and more preferably greater than 90%. Protein denaturation is determined by the DSC method described, for example, in EP 2 400 859 A2. In this case, when determining denaturation, the DSC peak area (enthalpy) is determined in comparison with the peak area for untreated seeds, normalized to the proportion of proteins. Denaturation corresponds to a decrease in area, that is, at 100% denaturation, the area is no longer observed.
Высокая степень денатурации и возникающая при этом пониженная растворимость белка семян подсолнечника или рапса позволяют ожидать пониженную биодоступность и менее ценные свойства корма по сравнению с природными белками, что известно в случае остатков после экстракции согласно предшествующему уровню техники (S. Gonzalez-Perez, 2007: Sunflower proteins: overview of their physicochemical, structural and functional properties. Journal of the Science of Food and Agriculture 87(12); A. Moure et al., 2006: Functionality of oilseed protein products: A review, Food Research International, Volume 39, Issue 9). В случае применения белковой добавки, денатурированной согласно обработке по настоящему изобретению, в опыте с животными, например, при применении для кормления форелей, неожиданно было обнаружено, что, несмотря на снижение растворимости белка при pH=7 на 40% и степени денатурации больше 60%, тем не менее усвояемость белков, отчасти превышающая 80%, значительно выше, чем в случае остатков после экстракции согласно предшествующему уровню техники. Остатки после экстракции согласно предшествующему уровню техники также обладают низкой растворимостью и высокой степенью денатурации, но всегда содержат лузгу в количестве больше 10 масс.%. Для определения усвояемости рыб кормят экспериментальными рационами, а экскременты собирают соскабливанием. Усвояемость рассчитывают согласно рекомендациям NRC (National Research Council. 2011. Nutrient Requirements of Fish and Shrimp. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13039).The high degree of denaturation and the resulting reduced solubility of sunflower seed or rapeseed protein suggest reduced bioavailability and less valuable feed properties compared to natural proteins, as is known in the case of prior art extraction residues (S. Gonzalez-Perez, 2007: Sunflower proteins: an overview of their physicochemical, structural and functional properties, Journal of the Science of Food and Agriculture 87(12), A. Moure et al., 2006: Functionality of oilseed protein products: A review, Food Research International, Volume 39, Issue 9). In the case of using a protein supplement denatured according to the treatment of the present invention in animal experiments, for example when used to feed trout, it was unexpectedly found that, despite a decrease in protein solubility at pH=7 by 40% and a degree of denaturation greater than 60% , however, the digestibility of proteins, in part exceeding 80%, is significantly higher than in the case of residues after extraction according to the prior art. Prior art extraction residues also have low solubility and high denaturation, but always contain more than 10% by weight of husks. To determine digestibility, fish are fed experimental diets and faeces are collected by scraping. Digestibility is calculated according to NRC guidelines (National Research Council. 2011. Nutrient Requirements of Fish and Shrimp . Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13039).
Таким образом, представляется, что уменьшение доли лузги в остатках после экстракции оказывает непропорционально высокое воздействие на усвояемость белков в испытании по кормлению. При этом доля лузги в остатке после извлечения масла должна стремиться к значению меньше 5 масс.%, а уменьшение содержания лузги до значений меньше 2 масс.% и предпочтительно меньше 0,5 масс.% дает заметное преимущество по усвояемости. Указанное низкое содержание лузги в случае предложенного способа при механическом частичном извлечении масла достигается благодаря предварительной подготовке обрушенных семян подсолнечника или рапса с содержанием лузги < 2,5 масс.%, предпочтительно < 1 масс.% и более предпочтительно < 0,25 масс.%, так как остатки после экстракции из семян рапса или подсолнечника после извлечения масла соответствуют только приблизительно 50% массы семян рапса и подсолнечника.Thus, the reduction in the proportion of husks in the extraction residue appears to have a disproportionate effect on protein digestibility in the feeding test. At the same time, the proportion of husks in the residue after oil extraction should tend to a value of less than 5 wt.%, and reducing the content of husks to values less than 2 wt.% and preferably less than 0.5 wt.% gives a noticeable advantage in digestibility. The specified low content of husks in the case of the proposed method with mechanical partial extraction of oil is achieved due to the preliminary preparation of sunflower or rapeseed hulled seeds with a husk content of < 2.5 wt.%, preferably < 1 wt.% and more preferably < 0.25 wt.%, since the residues after extraction from rapeseed or sunflower seeds after oil extraction correspond to only approximately 50% of the mass of rapeseed and sunflower seeds.
Таким образом, предлагается применение белковых продуктов по настоящему изобретению из семян рапса или подсолнечника в качестве высокосортной замены животных белков, таких как, например, рыбная мука, животная мука, кровяная мука или перьевая мука. Доля замены от 35% до 60% предпочтительно, еще более предпочтительно до 80% и наиболее предпочтительно до 100% муки животного происхождения белковой добавкой по настоящему изобретению представляется рациональной и возможной. Такого рода замена в корме вплоть до замены в значительной степени компонентов животного происхождения уместна как по причинам постоянной необходимости, так и ввиду большого преимущества в экономическом отношении.Thus, the use of the protein products of the present invention from rapeseed or sunflower seeds as a high-grade substitute for animal proteins, such as, for example, fish meal, animal meal, blood meal or feather meal, is provided. A replacement rate of 35% to 60% preferably, even more preferably up to 80% and most preferably up to 100% of animal flour with the protein supplement of the present invention seems reasonable and feasible. This kind of substitution in the feed, up to and including substituting to a large extent the components of animal origin, is appropriate both for reasons of constant necessity and for the great economic advantage.
Благодаря способу по настоящему изобретению, несмотря на значительную денатурацию белка вследствие высоких температур, обеспечивается очень хорошая усвояемость белка. Это обнаруживается также тогда, когда в случае описанного способа с целью отделения определяющих вкус и частично несъедобных вторичных растительных веществ (например, полифенолов) осуществляют последующую обработку водно-спиртовыми смесями. Несмотря на денатурацию белков, возрастающую до значений выше 80% вследствие этой технологической стадии, усвояемость остается почти неизменной. В испытаниях обнаружено, что эти белковые добавки из семян рапса или подсолнечника, применяемые в качестве кормов, ведут к сравнительно высокому приросту массы тела животных, как и в случае традиционных кормов с равным содержанием белка. Поэтому особенно ценным в смысле хороших свойств корма представляется осуществление после извлечения масла последующей водно-спиртовой экстракции.Thanks to the method according to the present invention, despite the significant denaturation of the protein due to high temperatures, a very good digestibility of the protein is ensured. This is also apparent when, in the case of the method described, a post-treatment with water-alcohol mixtures is carried out in order to separate the taste-determining and partially inedible secondary vegetable substances (eg polyphenols). Despite protein denaturation increasing to values above 80% due to this technological step, digestibility remains almost unchanged. In tests, these protein supplements from rapeseed or sunflower seeds used as feeds have been found to lead to a relatively high increase in body weight of animals, as in the case of traditional feeds with an equal protein content. Therefore, it is especially valuable in terms of good feed properties that a subsequent water-alcohol extraction is carried out after the extraction of the oil.
Особые преимущества достигаются, кроме того, тогда, когда денатурация происходит не сразу к началу обработки, то есть во время прессования, а тогда, когда сначала осуществляют прессование в щадящем режиме при средней температуре фракции ядер в ходе процесса прессования ниже 80°C и предпочтительно ниже 70°C, а также осуществляют экстракцию масла при температуре ниже 80°C и затем осуществляют термическую денатурацию вследствие высокой температуры при удалении растворителя > 100°C и предпочтительно > 120°C. Может быть также рациональным отказаться от термической стадии при температуре > 100°C после извлечения масла и затем применять повышенную температуру > 100°C только после осуществления обработки белка водно-спиртовой смесью. Таким образом, белок может быть денатурирован еще более эффективно.Particular advantages are also achieved when the denaturation does not take place immediately at the start of the treatment, i.e. during the pressing, but when the gentle pressing is first carried out at an average temperature of the kernel fraction during the pressing process below 80° C. and preferably below 70°C, and carry out the extraction of the oil at a temperature below 80°C and then carry out thermal denaturation due to high temperature when removing the solvent > 100°C and preferably > 120°C. It may also be rational to omit the >100°C thermal step after oil extraction and then apply the >100°C elevated temperature only after the water-alcohol treatment of the protein has taken place. Thus, the protein can be denatured even more efficiently.
Свойства рапсового белкаProperties of rapeseed protein
Белковая добавка, полученная описанным способом из семян рапса, характеризуется по настоящему изобретению следующими свойствами (способы анализа описаны, в частности, в EP 2 400 859 A2):The protein supplement obtained in the manner described from rapeseed is characterized according to the present invention by the following properties (methods of analysis are described in particular in EP 2 400 859 A2):
- содержание гексана составляет от 0,0001 до 2 масс.% и/или- the content of hexane is from 0.0001 to 2 wt.% and/or
- содержание спирта составляет от 0,0001 до 2 масс.%;- the alcohol content is from 0.0001 to 2 wt.%;
- содержание белка составляет больше 45 масс.% и меньше 80 масс.% (при определении способом Дюма N*6,25);- the protein content is more than 45 wt.% and less than 80 wt.% (when determined by the Dumas method N * 6.25);
- содержание жира составляет < 3,5 масс.% (при определении с гексаном в приборе Сокслета);- the fat content is < 3.5 wt.% (when determined with hexane in the Soxhlet apparatus);
- растворимость белка составляет < 40%, предпочтительно < 25% и более предпочтительно < 20% (при определении по способу Морра и соавт. от 1985 г. и по NSI);- protein solubility is < 40%, preferably < 25% and more preferably < 20% (as determined by the method of Morra et al. from 1985 and by NSI);
- доля лузги составляет меньше 5 масс.%, предпочтительно < 2 масс.% и более предпочтительно < 0,5 масс.%;- the proportion of husks is less than 5 wt.%, preferably < 2 wt.% and more preferably <0.5 wt.%;
- степень денатурации белка: > 40%, предпочтительно > 70% и более предпочтительно > 80% (при определении способом DSC);- the degree of protein denaturation: > 40%, preferably > 70% and more preferably > 80% (as determined by the DSC method);
- усвояемость белка: > 60% и предпочтительно > 80%.- protein digestibility: > 60% and preferably > 80%.
Свойства белка подсолнечникаSunflower protein properties
Белковая добавка, полученная описанным способом из семян подсолнечника, характеризуется по настоящему изобретению следующими свойствами (при определении такими же способами определения, как и в случае рапсового белка):The protein supplement obtained by the described method from sunflower seeds is characterized according to the present invention by the following properties (when determined by the same determination methods as in the case of rapeseed protein):
- содержание гексана составляет от 0,0001 до 2 масс.% и/или- the content of hexane is from 0.0001 to 2 wt.% and/or
- содержание спирта составляет от 0,0001 до 2 масс.%;- the alcohol content is from 0.0001 to 2 wt.%;
- содержание белка составляет > 45 масс.% и < 80 масс.% (при определении способом Дюма N*6,25);- the protein content is > 45 wt.% and < 80 wt.% (when determined by the Dumas method N * 6.25);
- содержание жира составляет < 3,5 масс.% (при определении по способу Сокслета);- the fat content is < 3.5 wt.% (as determined by the Soxhlet method);
- растворимость белка составляет < 30%, предпочтительно < 25% или < 20%;- protein solubility is < 30%, preferably < 25% or < 20%;
- доля лузги составляет меньше 5 масс.%, предпочтительно < 2 масс.% и более предпочтительно < 0,5 масс.%;- the proportion of husks is less than 5 wt.%, preferably < 2 wt.% and more preferably <0.5 wt.%;
- степень денатурации белка: > 40%, предпочтительно > 70% и более предпочтительно > 80%;- degree of protein denaturation: > 40%, preferably > 70% and more preferably > 80%;
- усвояемость белков: > 70% и предпочтительно > 85%.- digestibility of proteins: > 70% and preferably > 85%.
Белковый продукт по настоящему изобретению, получаемый из подсолнечника, вследствие хорошей усвояемости может применяться в кормах с заметно более высокими концентрациями вместо источника белка животного происхождения (например, вместо рыбной муки, кровяной муки, перьевой муки и т.п.), чем это возможно в случае остатков от извлечения подсолнечного масла согласно предшествующему уровню техники, даже если еще обнаруживаются следы органических растворителей в корме.The protein product of the present invention derived from sunflower, due to its good digestibility, can be used in feeds with markedly higher concentrations instead of an animal protein source (for example, instead of fish meal, blood meal, feather meal, etc.) than is possible in in the case of residues from the extraction of sunflower oil according to the prior art, even if traces of organic solvents are still found in the feed.
В опытах по кормлению препарат из семян подсолнечника может заменять до 50% компонентов животного происхождения в традиционном корме без проявления заметных потерь в приросте животных. Также и в случае семян рапса возможна сравнительно высокая степень замены компонентов животного происхождения; в данном случае имеется ограничение в 45% в корме после простого извлечения масла из рапсового компонента посредством гексана. После дальнейшей обработки водно-спиртовыми смесями замена компонентов животного происхождения добавками из масличных семян может быть повышена до 60%, что по-прежнему обеспечивает экономически приемлемые показатели прироста.In feeding trials, the sunflower seed preparation can replace up to 50% of animal ingredients in traditional feed without any noticeable loss in animal growth. Also in the case of rapeseed, a relatively high degree of substitution of components of animal origin is possible; in this case there is a limitation of 45% in the feed after simply extracting the oil from the rapeseed component with hexane. After further treatment with water-alcohol mixtures, the replacement of animal components with oilseed additives can be increased up to 60%, which still provides economically viable growth rates.
Таким образом можно получать корм с высокой степенью замены компонентов животного происхождения белковыми продуктами по настоящему изобретению. Корма по настоящему изобретению, получаемые из семян рапса, допускают степень замены белковыми добавками по настоящему изобретению, получаемыми из рапса, больше чем на 30%, более предпочтительно больше чем на 40% и наиболее предпочтительно больше чем на 45%. Корма по настоящему изобретению, получаемые из семян подсолнечника, допускают степень замены белковыми добавками по настоящему изобретению, получаемыми из подсолнечника, больше чем на 30%, более предпочтительно больше чем на 40% и наиболее предпочтительно больше чем на 50%.In this way, it is possible to obtain a feed with a high degree of replacement of animal components by the protein products of the present invention. The feeds of the present invention derived from rapeseed allow a degree of replacement with the protein supplements of the present invention derived from rapeseed greater than 30%, more preferably greater than 40% and most preferably greater than 45%. Foods of the present invention derived from sunflower seeds allow a degree of replacement with protein supplements of the present invention derived from sunflowers of greater than 30%, more preferably greater than 40%, and most preferably greater than 50%.
В особенно предпочтительном варианте реализации корма по настоящему изобретению для плотоядных животных (например, лососей, форелей) животные компоненты на 100% заменяют препаратом по настоящему изобретению, получаемым из семян подсолнечника с долей лузги < 3,5 масс.%. При этом обнаруживаются потери в приросте животных до 20% и низкая усвояемость по сравнению белковыми добавками с животного происхождения. Тем не менее неожиданно было обнаружено, что животные, откармливаемые этими кормами, несмотря на более низкую массу тела и более низкое содержание мышечного белка, вызывают очень высокую степень одобрения потребителями. Поэтому выгодно, несмотря на уменьшенную кормовую ценность, отказаться от добавки компонентов животного происхождения, а возможный дефицит выравнивать применением специальных смесей аминокислот или витаминов и минеральных веществ.In a particularly preferred embodiment of the feed of the present invention for carnivores (eg salmon, trout), the animal components are 100% replaced with a preparation of the present invention derived from sunflower seeds with a husk fraction of < 3.5 wt.%. At the same time, losses in the growth of animals up to 20% and low digestibility compared to protein supplements from animal origin are found. However, it has surprisingly been found that animals fed with these feeds, in spite of their lower body weight and lower muscle protein content, elicit a very high degree of consumer acceptance. Therefore, it is beneficial, despite the reduced nutritional value, to abandon the addition of components of animal origin, and even out the possible deficiency by using special mixtures of amino acids or vitamins and minerals.
Для применения в кормах полезно смешивать белковые добавки по настоящему изобретению с другими добавками, такими как витамины, минеральные вещества, аминокислоты и/или белки, органолептические добавки (красители и ароматические вещества), зоотехнические добавки (ферменты, пребиотики и т.п.), технологические добавки (например, связующие вещества, регуляторы кислотности и т.п.), а также масла.For use in feeds, it is useful to mix the protein additives of the present invention with other additives such as vitamins, minerals, amino acids and/or proteins, organoleptic additives (colors and flavors), zootechnical additives (enzymes, prebiotics, etc.), processing aids (eg binders, acidity regulators, etc.) and oils.
В предпочтительном варианте реализации использования белковой добавки по настоящему изобретению в качестве корма применяют добавку из подсолнечника, смешанную с соевым белком, для применения в качестве корма для животных. При этом соотношение "белок-смесь" предпочтительно находится в интервале от 1:10 до 10:1, более предпочтительно от 30:70 до 70:30 и наиболее предпочтительно составляет 50:50 в расчете на содержание белка. Было обнаружено, что в случае применения как подсолнечника, так и сои неожиданно может достигаться хороший прирост, что особенно выделяется на фоне описанных свойств препарата из подсолнечника.In a preferred embodiment of the use of the protein supplement of the present invention as feed, a sunflower supplement mixed with soy protein is used for use as animal feed. In this case, the ratio "protein-mixture" is preferably in the range from 1:10 to 10:1, more preferably from 30:70 to 70:30, and most preferably 50:50 in terms of protein content. It has been found that when both sunflower and soybeans are used, unexpectedly good gains can be achieved, which stands out in particular against the described properties of the sunflower preparation.
Пример осуществленияImplementation example
Для получения добавки из ядер семян подсолнечника их обрушивали до остаточного содержания лузги < 1 масс.% и после установления в обрушенных ядрах семян подсолнечника влажности 5 масс.% в шнековом прессе при 95°C осуществляли извлечение масла до остаточного содержания масла 10 масс.%. Затем для улучшения экстракции масла осуществляли две разные стадии дополнительной механической обработки жмыха однократно переработкой в хлопья и однократно гранулированием после измельчения.To obtain an additive from sunflower seed kernels, they were crushed to a residual husk content of < 1 wt.%, and after establishing a moisture content of 5 wt.% in the collapsed sunflower seed kernels in a screw press at 95°C, the oil was extracted to a residual oil content of 10 wt.%. Then, to improve the extraction of oil, two different stages of additional mechanical processing of the cake were carried out once by processing into flakes and once by granulation after grinding.
Осуществляли дополнительное извлечение масла гексаном до остаточного содержания масла 2 масс.% и удаление гексана в течение 20 минут водяным паром, температура которого составляла 120°C. В заключение в течение 1 часа осуществляли экстракцию смесью "EtOH-вода" с соотношением в смеси 50-50 по массе. Последующее удаление смеси "EtOH-вода" осуществляли также горячим водяным паром с температурой 120°C. Затем образцы измельчали до аналитической дисперсности. Образующиеся при этом добавки имели растворимость белка 25% и степень денатурации 85%.Carried out additional extraction of oil with hexane to a residual oil content of 2 wt.% and the removal of hexane for 20 minutes with steam, the temperature of which was 120°C. Finally, extraction was carried out for 1 hour with a mixture of "EtOH-water" with a mixture ratio of 50-50 by weight. The subsequent removal of the mixture "EtOH-water" was also carried out with hot steam at a temperature of 120°C. Then the samples were ground to analytical fineness. The resulting additives had a protein solubility of 25% and a degree of denaturation of 85%.
Далее осуществляли смешивание с соевым белком в соотношении 20 масс.% белка подсолнечника и 80 масс.% соевого белка и прибавляли эту смесь в корм для лососей.Further, mixing was carried out with soy protein in a ratio of 20 wt.% sunflower protein and 80 wt.% soy protein, and this mixture was added to salmon feed.
Claims (34)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017120906 | 2017-09-11 | ||
DE102017120906.9 | 2017-09-11 | ||
PCT/EP2018/074408 WO2019048696A1 (en) | 2017-09-11 | 2018-09-11 | Protein ingredient made from oilseeds of sunflowers or rape, and the production thereof |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020111557A RU2020111557A (en) | 2021-10-13 |
RU2020111557A3 RU2020111557A3 (en) | 2022-03-23 |
RU2778941C2 true RU2778941C2 (en) | 2022-08-29 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4219469A (en) * | 1978-09-19 | 1980-08-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Extraction of cottonseed and concentrates to improve the color of protein isolate |
EP2400859A2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-01-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Protein preparations from sunflower seeds and production thereof |
EP2885980A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | Kramerbräu Agro & Food GmbH | Method and system for extraction of vegetable protein, in particular as protein-rich foodstuff or animal feed, and protein-rich human and animal food |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4219469A (en) * | 1978-09-19 | 1980-08-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Extraction of cottonseed and concentrates to improve the color of protein isolate |
EP2400859A2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-01-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Protein preparations from sunflower seeds and production thereof |
EP2885980A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | Kramerbräu Agro & Food GmbH | Method and system for extraction of vegetable protein, in particular as protein-rich foodstuff or animal feed, and protein-rich human and animal food |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2400858B1 (en) | Protein preparation produced from rape seeds | |
US20030072866A1 (en) | Protein and lipid sources for use in aquafeeds and animal feeds and a process for their preparation | |
JP2018506273A (en) | Beetle powder | |
EP2783576B1 (en) | Rape protein concentrate from mechanically deoiled rapeseed kernel | |
CA2457501C (en) | Soybean meal with a reduced fat and soluble sugar content, and methods of making and using the same | |
JP2009529094A (en) | Method for separating fat from non-soy plant material and composition produced by said method | |
EP3681309B1 (en) | Protein ingredient made from oilseeds of sunflowers or rape, and the production thereof | |
EP3550004B1 (en) | Method and device for the industrial processing of rape seed with recovery of cold pressed rape seed core oil | |
Dowd | Seed | |
Bridgemohan et al. | Chemical composition of a high protein animal supplement from Moringa oleifera | |
AU2001258113B2 (en) | Protein and lipid sources for use in aquafeeds and animal feeds and a process for their preparation | |
RU2778941C2 (en) | Protein additive of sunflower seeds or rapeseed and its production | |
EP3953442A1 (en) | Method and device for industrially obtaining rapeseed kernel oil and rape protein concentrate from rapeseed | |
CA2351903A1 (en) | Process for preparing nutritionally upgraded oilseed products | |
JP2024505310A (en) | Natural edestin protein isolate and use as texturing ingredient | |
Aletor et al. | Chemical and physio-chemical characterization of the flours and oils from whole and rejected cashew nuts cultivated in southwest Nigeria | |
TW202126180A (en) | Edible pongamia compositions, and methods of preparing and using thereof | |
CA2335745A1 (en) | Process for preparing nutritionally upgraded canola products | |
Kaur et al. | Effect of Germination on the Nutritional and Anti-Nutritional Composition of Soy Bean (Glycine max) | |
RU2788094C1 (en) | Method and device for industrial production of rapeseed oil and rapeseed protein concentrate from rapeseed | |
Yasothai | Processing method and composition of sesame oil cake–a review | |
Kumar et al. | Oilseed Meal as a Source of Protein: Introductory Remarks | |
US20230050958A1 (en) | Method for obtaining one or more protein preparations and oil fractions from sunflower seeds or rape seeds | |
Kpanja et al. | EFFECT OF SOAKING AND FERMENTATION ON THE PROXIMATE COMPOSITION, LEVELS OF ANTI NUTRITIONAL FACTORS, OIL QUALITY AND MINERAL ELEMENTS COMPOSITION OF CASTOR. | |
Nwokolo | Pumpkin, melon and other gourd seeds |