Способ комплексной переработки семян масличных и зернобобовых культур

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения липидов, белков и фенольных соединений в процессе комплексной переработки семян масличных и зернобобовых культур. Цель изобретения - увеличение выхода липидов из сырья, повышение качества и пищевой ценности масла и белкового продукта, выделения фракций интактных биологически активных липидов и фенольных соединений. Полученные по предлагаемому способу продукты могут найти применение в пищевой промышленности, фармакологической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства. Способ включает подсушку сырья до остаточной влажности 3,0-3,5%, предварительное обезжиривание его углеводородным растворителем, протеолиз щелочными протеазами при рН 8,0-9,5, температуре 45-50°С течение 3-4 ч, причем количество фермента составляет 1-4% от массы сырья. Продукты ферментолиза разделяют на жидкую и твердые фазы и экстрагируют из них фракцию, содержаюую биологически активные липиды и фенольные соединения, используя менее липофильные органические растворители, чем при экстракции нейтральных липидов, а из водной фазы выделяют высушиванием высококачественный белковый гидролизат. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (? 1.) 425 7080/3 1-13

l(22) 03.06.87 .(46) 15.08.89. Бюл. h - 30 ,(71) Институт химии растительных ве"

;ществ АН УЗССР (72) С.Д.Гусакова, И.П.Назарова, А.И.Глушенкова, Д.А.Хашимов, Х.Г.Алимов и П.Х.Юлдашев (53) 663.15 (088.8)

- (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1221232, кл. С 11 В 1/10, опублик.

1986.

Патент Великобритании

У 2127425, кл. С 11 В i/10, опублик.

1984. (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

СЕМЯН МАСЛИЧНЫХ И ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР (57) Изобретение относится к биотехнологии и касается получения липидов, белков и фенольных соединений в процессе комплексной переработки семян масличных и зернобобовых культур.

Цель изобретения — увеличение выхода липидов из сырья, повышение качества

Изобретение относится к биотехнологии и касается выделения липидов, белков и фенольных соединений из семян масличных и зернобобовых культур.

Цель изобретения — увеличение выхода липидов из сырья; повьппение качества и пищевой ценности масла и белковых продуктов, выделение фракции интактных биологически активных липидов и фенольных соединений, в том числе госсипола.

ÄÄSUÄÄ 1500240 А 1 (so 4 А 23 3 1/14, С 1 В 1/10

2 и пищевой ценности масла и белкового продукта,, выделения фракции интактных биологически активных липидов и фенольных соединений. Полученные по предлагаемому способу продукты могут найти применение в пищевой промышленности, фармакологической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства. Способ включаетподсушку сырья до остаточной влажности 3,0-3 5X, предварительное обезжиривание его углеводородным растворителем, протеолиз щелочными протеаэами при рН 8,0-9,5, температуре 4550 С в течение 3-4 ч, причем количество фермента составляет 1-47. от массы сырья. Продукты ферментолиза разделяют на жидкую и твердые фазы и экстрагируют из них фракцию, содержащую биологически активные липиды и фенольные соединения, используя менее липофильные органический растворители, чем при экстракции нейтральных липидов, а иэ водной фазы выделяют высушиванием высококачест- . венный белковый гидролизат. 4 табл.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят обрушивание и иэмельче ние сырья, подсушивание до остаточной влажности не вьппе 3-3,57 и пятикратную экстракцию липидов углеводород- Ъ ным растворителем, например гексаном или бензином, с последующим упариванием экстрагента и получением фракции нейтральных липидов, При этом для отделения нейтрального жира от смеси

3 — 150024 биологически активных липидов и фенольных соединений предварительное обезжиривание осуществляют углеводо-, родными растворителями при соотношении сырья ирастворителя 1:2-2,5. Проводят

5 протеолиз твердого остатка щелочными протеазами микробного происхождения, например, протосубтилинами при рН 89,5. Для фиксации биологически актив-.10 ных липидов и фенольных соединений. в том числе госсипола на твердой фазе протеолиза воздействие осуществляют при 45-50 С в течение 3-4 ч, количество ферментов составляет

1-3 от массы сырья. Соотношение твердой и жидкой фаз протеолиза составляет 1:20. Подкисление среды разбавленной минеральной кислотой до рН

4-5 с:последующим нагреванием в те- 20 чение 5 мин при 85-90 С. По окончании нротеолиза осуществляют разделение гидролизуемой массы на жидкую и твердую фракции и проводят трехкратную экстракцию биологически активных 25 липидов и фенольных соединений, используя в качестве экстрагента диэтиловый эфир (в случае водной фазы), и диэтиловый эфир, а затем, ацетон (в. случае твердого остатка). При этом соотношение сырье : экстрагент составляет во всех случаях 1:2,5. Органические экстракты объединяют, упаривают экстрагенты, получая таким образом фракцию биологически активных липидов ифенольных соединений. Белковый гидролизат получают, высушивая водную фазу. Таким образом, в результате предварительной сушки ядра достигается полнота извлечения нейтрального жира, повышение его качества вслед.ствие низкого содержания госсипола.

Предварительное обезжиривание углеводородными растворителем позволяет от. делить нейтральный жир от биологически ак:тивных липидов и госсипола.

Протеолиз в щелочной среде делает возможным одновременное выделение кон-. центрата биологически активных липидов и фенольных соединений, в том числе госсипола, с сохранением их нативности, а также получение высококачественного белкового гидролизата.

Ч р и м е р 1. 10 rядрахлопчатника подсушивают до остаточной влажности

3% при температуре не выше 85 С (темо «55 пература, ядра не выше 65 С), измельо чают в кофемолке. Берут навеску в

5г, производят пятикратное обезжири0 4 ванне гексаном порциями по 25 мл.--Каждая порция отделяется от твердого осадка декантацией. Экстракты объединяют, фильтруют через бумажный фильтр, упаривают на роторном цспарителе, получают 1;68 г нейтрального жира.

К полученному твердому остатку добавляют 100 мл 0,05 с трис-НС1 буфера с рН 8,5, затем 0,4 r ферментного препарата протосубтилина Г10Х (с содержанием наполнителя 75 ). Гидролиз ведут 3 ч при 50 С, постоянно перемешивая и поддерживая рН с помощью одномолярного водного раствора NaOH °

Гидролиз прекращают подкислением среды до рН 4,5 10 раствором НС1 и нагреванием в течение 5 мин при 85-90 С.

Далее реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, центрифугируют, отделяя водную фазу от твердой, трехкратно экстрагируют твердую часть сначала диэтиловым эфиром, затем ацетоном порциями по 25 мл, водную часть — трехкратно диэтиловым эфиром порциями по 25 мл.. Экстракты объединяют, промывают водой до нейтральной реакции, высушивают безводным сульфатом натрия, растворители удаляют на роторном испарителе. При этом полу-! чают 0,2450 r липидов с содержанием госсипола 0,045 г ° Обезжиренную водную фазу лиофильно высушивают, получают 1,885 r белкового гидролизата.

Твердый остаток подсушивают в сушильном шкафу при температуре не больше

60 С.

П,р и .м е р 2. 5 г производственного шрота хлопчатника подвергают протеолизу аналогично примеру 1.

Количество фермента с наполнителем

0,8 г, время протеолиза 4 ч ° Выход липидов 0,3235; белков 1,800 г. В качестве фермента используют щелочную протеазу из Bacillus зиЬЙ1is, которая выпускается в соответствии с ТУ59.01.00374-84 в виде порошка или гранул. Зависимости выхода липидов, белков и распределение госсипола от рН среды, количества ферментов, времени проведения процесса сведены в табл.1-4.

Содержание липидов в предварительно обезжиренном ядре (определенное химическим методом) 4,9 .

Содержание липидов в шроте (определенное химическим методом) 6,49 .

Как видно из результатов, приведенных в таблицах, наиболее полный

1500240

Выход липидов при протеолизе предварительно обезжиренного ядра

Количество фермента, Х рН

Время эа, ч

Выход липидов, протеоли8,5, (Контроль)

8,0

8,5

9,0

2,17

4,17

4,90

4,28

3,68 выход масла наблюдается: для обезжиренного ядра при рН 8,5, количестве ферментов 1Х от массы сырья, длительности протеолиэа 3 ч для шрота рН

8,5, количестве ферментов 4Х, длительности 4 ч. Оптимальный выход белкового гидролизата и максимальный переход госсипола в концентрат биологически активных липидов и фенольных соединений происходит при количестве ферментов 2 ., времени проведения протеолиза 4 ч.

Пример 3. Из 5 г неподсушенного ядра подсолнечника выделяют ко- 15 нечные продукты аналогично примеру 1.

При этом для выявления преимущества предлагаемого способа проводят параллельно аналогичную процедуру выделения продуктов, не включающую стадию 20 предварительной подсушки. Выход нейтральных липидов из подсушенного ядра 2,60 r (52,0 ), из неподсушенного.

2,56 r (51,3 ).

Как видно из приведенных примеров, реализация предлагаемого способа позволяет с высоким выходом получать одновременно 3 вида продуктов; нейтральный жир, фракцию биологически З0 активных липидов фенольных соединений и белковый гидролизат, которые пригодны к использованию в пищевой промьшптенности, а также фармацевтической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства.

Формула изобретения

Способ комплексной переработки се- 4р мян масличных и зернобобовых культур, предусматривающий обрушивание их до ядра семянки, нзмельчение его, обработку углеводородным растворителем, отделение последнего от твердого остатка, упаривание растворителя с получением липидной фракции, проведение ферментативного гидролиза твердого остатка и экстракцию диэтиловым эфиром остаточных липидов, с получением органической фазы, водной фазы и твердого остатка, с поледующим упариванием органической и водной фаз и получением липидов и белкового гидролизата, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода липидов из сырья, повышения качества и пищевой ценности масла и белкового продукта, выделения фракции интактных биологически активных липидов и фенольных соединений, перед измельчанием сырья осуществляют его предварительное высушивание до влажности 3,0"

3,5, а ферментативную обработку проводят перед проведением экстракции липидов из твердого остатка диэтиловым эфиром, при этом в качестве ферментного препарата используют протосубтилин Г10Х в количестве 14 0Х от массы сырья, гидролиз ведут при 45-50 С в течение 3-4 ч при соотношении твердой и жидкой фаз 1:20, а по окончании гидролиза осуществляют разделение гидролизируемой массы на жидкую и твердую фракции и экстрагируют биологически активные липиды и фенольные соединения из водной фазы диэтиловым эфиром, а из твердой фракции — последовательно диэтиловым эфиром, а затем ацетоном при том же объемном соотношении, причем после разделения фаз по окончании экстракции осуществляют объединение органических экстрактов с последующим отделением биологически активных липидов и фенольных соединений при упаривании экстрагентов.

Таблица

1500240

Таблица 2

Выход липидов при протеолизе промыш-ленного шрота хлопчатника рН Количество Время протеоли- Выход липидов, фермента, 7. sa ч Ж

8,5

8,5

8;5

1,0

2,0

4,0

4

6,17

6,26

6,47!

Таблица 3

Выход водорастворимого белка из обезжиренного ядра

Количество Время протео" фермента, Е лиза, ч

Выход белка, 7

Таблица 4

Распределение госсипола в получаемых продуктах

Продукт

Содержание госсипола, Ж

Свободный Связанный

Исходное ядро

Гексановый экстракт

Концентрат биологически активных липидов

Водорастворимый белок

Твердый остаток

1,19

0,08

0,1

18,4

0,02

0,02-0,05

0;03

0,3

Составитель В.Поляков

Техред, М.Ходанич Корректор 0 Ципле

Редактор С.Лисина

Заказ 4788/4 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Контроль

1

2

4

4

4

18,20

21, 74

28,62

37,70

32,65

37 ° 70

39,0