Способ извлечения масла ферментативным гидролизом из растительного маслосодержащего сырья

Изобретение может быть использовано в масложировой промышленности для извлечения масла из маслосодержащего сырья. Способ включает измельчение маслосодержащего сырья, влаготепловую обработку, суспензирование в водной среде, обработку ферментативным препаратом с протеолитической активностью в водной среде и центрифугирование полученного гидролизата с разделением водной, масляной и гидролизованной твердой фракции. Сырье подвергают сушке до влажности 6%, обрушиванию, разделению рушанки, измельчению ядра семян, влаготепловую обработку проводят с нагреванием до 105°C, подготовленное сырье-мезгу охлаждают до 50°С, смешивают с водой в соотношении вода: мезга 4:1, к смеси добавляют комплексный ферментный препарат в количестве 1% массы мезги. В качестве комплексного ферментного препарата используют фермент из гепатопанкреаса краба, ферментативный гидролиз проводят при постоянном перемешивании в течение 5 часов при температуре 50°С, после выделения центрифугированием масляной фракции проводят инактивацию фермента нагревом выделенного масла до 80°C и вторичное центрифугирование масла с целью очистки масла от инактивированного фермента. Изобретение позволяет увеличить выход масла и максимально сохранить все полезные компоненты сырья.

 

Изобретение может быть использовано в масложировой промышленности для извлечения масла из маслосодержащего сырья.

Известны способы получения жиров экстракцией ферментативным раствором - посредством ферментативного гидролиза.

Сущность способа по пат. РФ 2094451 (6 C11B 1/00, Способ получения масла из высокомасличного растительного материала / Ключкин В.В., Кислухина О.В., Павлова Н.М., Надыкта В.Д. и др.; патентовладелец Северо-Кавказский филиал Всесоюзного НИИ жиров НПО «Масложирпром». - 5003846/13; заявл. 02.10.96; опубл. 27.10.97), состоит в следующем: масличный материал после измельчения подвергают влаготепловой обработке при влажности 8-14% и температуре 50-60°С с доведением влажности до 14-16% в течение 2-5 мин. Полученный жмых охлаждают и подвергают механоактивации в присутствии водного раствора ферментов в количестве 1-3% от массы жмыха при рН 5.0-5.5, полученную пульпу подвергают экспозиции в течение 3 ч при 50-55°С. Масляную фазу отделяют от жмыха центрифугированием с последующей экстракцией твердой фазы водой. Процесс ферментации, разделения фаз и экстракции повторяют. В качестве ферментной смеси используют ферментные препараты с целлюлозной активностью из расчета 2-5 ед. и протеазной активностью 0.1-0.5 ед. на 1 г сырья для разрушения оболочек клеток, а также мембран липидных гранул. Все масло, полученное предлагаемым способом, является пищевым. Из сырья извлекается 70-80% масла высокого качества, в котором содержится мало продуктов окисления, оно не требует гидратации.

Известен способ, выбранный нами в качестве прототипа, по пат. РФ 2092529 (6 C11B 1/00, Способ получения масла из зародышей зерновых культур / Ключкин В.В., Кислухина О.В., Павлова Н.М., Надыкта В.Д. и др.; патентовладелец Северо-Кавказский филиал Всесоюзного НИИ жиров НПО «Масложирпром». - 5004099/13; заявл. 02.10.91; опубл. 10.10.1997), который включает измельчение маслосодержащего сырья, суспендирование его в водной среде, тепловую обработку ее в две стадии. На первой проводят прогревание 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, а на второй обрабатывают смесью ферментных препаратов с амилолитической, протеолитической и целлюлазной активностью соответственно активностью 0.5-2.0 ед., 0.1-0.5 ед. и 1.0-5.0 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 из твердой фазы при температуре 70-75°С этиловым спиртом. Протеазы способствуют разрушению масляных гранул и наиболее полному высвобождению масла. Гидролиз крахмала, разрушение клеточных составляющих и высвобождение липидов путем воздействия ферментных препаратов по указанному способу позволяет получить достаточно хороший выход масла (увеличение выхода на 4.2-4.7%) из зародышей зерновых культур, при этом одновременно увеличивается выход такого ценного компонента масла как токоферол.

К недостаткам приведенных выше способов относится то, в качестве ферментной системы применяется смесь ферментов с различными активностями: амилолитической, протеазной, целлюлазной, при этом действие каждого из них направлено на определенное воздействие: на разрушение оболочек клеток или мембран липидных гранул на определенном технологическом цикле, что усложняет и удорожает технологию.

Целью настоящего способа является увеличение выхода высококачественного масла (с низким кислотным числом) и максимального сохранения всех полезных компонентов сырья.

Предлагаемый способ извлечения масла посредством ферментативного гидролиза растительного маслосодержащего сырья заключается в том, что семена маслосодержащей растительной культуры предварительно готовят к обработке - подвергают сушке до влажности 6% и обрушиванию, разделению рушанки, измельчению ядра семян (получению мятки) и влаготепловой обработке с нагреванием до 105°С.

Подготовленное маслосодержащее сырье-мезгу охлаждают до 50°С, смешивают с водой в соотношении вода: мезга 4:1 и к смеси добавляют комплексный протеолитический фермент, не обладающий липолитической активностью, в количестве 1% к массе маслосодержащего сырья.

В качестве протеолитического фермента используют ферментный препарат из гепатопанкреаса краба - гепатопанкреатин, в целом обладающий комплексной протеолитической, амилазной, хитиназной активностью и обеспечивающий максимальное выделение из сырья масла. Гепатопанкреатин - порошкообразный природный ферментный препарат, который получают путем удаления жира и влаги (например, ацетоном и н-бутанолом). В гепатопанкреатине установлено отсутствие липолитической активности, поэтому после ферментативной обработки должно сохраняться качество масла, в частности, низкое кислотное число.

Ферментативный гидролиз проводят в течение 5 часов при постоянном перемешивании и температуре 50°С.

Длительность процесса ферментативной обработки сырья в присутствии воды оптимальна и не снижает качества получаемого масла, сохраняются нативные компоненты сырья. В результате гидролитической обработки мезги из нее эффективно выделяется масло.

Отсутствие в ферментном препарате липолитической активности позволяет получить качественное пищевое масло с низким кислотным числом. Мягкий режим ферментативной обработки (невысокая температура, отсутствие органических растворителей) препятствует порче масла и белкового продукта. Максимально сохраняются необходимые нативные качества и пищевая ценность извлекаемых из сырья целевых продуктов.

Полученный гидролизат центрифугируют с разделением водной, масляной и гидролизованной твердой (белковой) фракции, затем проводят инактивацию фермента нагревом выделенного масла до 80°С и вторичное центрифугирование масла с целью его очистки от инактивированного фермента и получения целевого продукта.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологию и техническое обеспечение процесса производства масла за счет обработки высокомасличного материала одним ферментативным препаратом природного происхождения комплексного (протеолитического, амилазного, хитиназного) действия в водной среде и последующего разделения полученной смеси на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции, повысив при этом степень извлечения масла и его пищевое качество за счет отсутствия в ферментативном препарате липолитической активности.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1

Семена подсолнечника подвергали сушке до влажности 6% и обрушиванию, получали мятку разделением рушанки измельчением ядра семян. Мятку подвергали влаготепловой обработке при 105°С в течение 30 мин.

Полученную мезгу - 80 г охлаждали до 50°С, смешивали с водой в соотношении вода: масса мезги 4:1.

К смеси добавляли фермент гепатопанкреаса камчатского краба гепатопанкреатин - порошкообразный комплексный протеолитический фермент в количестве 1% к массе мезги - 0.8 г и при постоянном перемешивании подвергали гидролизу при температуре 50°С в течение 5 часов.

В результате выделялось масло, съем которого проводили центрифугированием смеси с разделением водной фракции и гидролизованной твердой фракции.

Полученное масло нагревали до 80°С для инактивации фермента и проводили вторичное центрифугирование масла для полного освобождения его от инактивированного фермента.

Выход извлеченного масла от его исходного содержания в семенах составил 26.6%, кислотное число - 1.9 мг КОН/г.

Пример 2

Способ осуществляли также, но к смеси не добавляли ферменты (контроль), при постоянном перемешивании мезгу подвергали гидролизу при температуре 50°С в течение 5 часов.

В результате выделялось масло, съем которого проводили центрифугированием смеси с разделением водной фракции и гидролизованной твердой фракции.

Полученное масло нагревали до 80°С для инактивации фермента и проводили вторичное центрифугирование масла для полного освобождения его от инактивированного фермента.

Выход извлеченного масла от его исходного содержания в семенах составил 5.2%, кислотное число - 1.6 мг КОН/г.

Пример 3

Полученную мезгу - 80 г охлаждали до 50°С, смешивали с водой в соотношении вода: масса мезги 4:1.

К смеси добавляли фермент протосубтилин Г10Х в количестве 1% к массе мезги - 0.8 г и при постоянном перемешивании подвергали гидролизу при температуре 50°С в течение 5 часов.

В результате выделялось масло, съем которого проводили центрифугированием смеси с разделением водной фракции и гидролизованной твердой фракции.

Полученное масло нагревали до 80°С для инактивации фермента и проводили вторичное центрифугирование масла для полного освобождения его от инактивированного фермента.

Выход извлеченного масла от его исходного содержания в семенах составил 18.4%, кислотное число - 3.1 мг КОН/г.

Пример 4

Полученную мезгу - 80 г охлаждали до 50°С, смешивали с водой в соотношении вода: масса мезги 4:1.

К смеси добавляли фермент панкреатин в количестве 1% к массе мезги - 0.8 г и при постоянном перемешивании подвергали гидролизу при температуре 50°С в течение 5 часов.

В результате выделялось масло, съем которого проводили центрифугированием смеси с разделением водной фракции и гидролизованной твердой фракции.

Выделенное масло нагревали до 80°С для инактивации фермента и проводили вторичное центрифугирование масла для полного освобождения его от инактивированного фермента.

Выход извлеченного масла от его исходного содержания в семенах составил 28.2%, кислотное число 23.3 мг КОН/г.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что наиболее качественный продукт с сохраненными нативными свойствами и с хорошим выходом целевого продукта - масла - получен в случае применения гепатопанкреатина как комплексного фермента для проведения ферментативного гидролиза.

В этом случае получается масло высокого качества. В таком продукте содержится значительно меньше продуктов окисления по сравнению с другими примерами, масло не требует гидратации.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологию и техническое обеспечение процесса производства масла и при меньших затратах получить хороший выход высококачественного целевого продукта.

Способ извлечения масла ферментативным гидролизом из растительного маслосодержащего сырья, включающий измельчение маслосодержащего сырья, влаготепловую обработку, суспензирование в водной среде, обработку ферментативным препаратом с протеолитической активностью в водной среде и центрифугирование полученного гидролизата с разделением водной, масляной и гидролизованной твердой фракции, отличающийся тем, что сырье подвергают сушке до влажности 6%, обрушиванию, разделению рушанки, измельчению ядра семян (получению мятки), влаготепловую обработку проводят с нагреванием до 105°, подготовленное сырье - мезгу - охлаждают до 50°С, смешивают с водой в соотношении вода: мезга 4:1, к смеси добавляют комплексный ферментный препарат в количестве 1% массы мезги, при этом в качестве комплексного ферментного препарата используют фермент из гепатопанкреаса краба, ферментативный гидролиз проводят при постоянном перемешивании в течение 5 ч при температуре 50°С, после выделения центрифугированием масляной фракции проводят инактивацию фермента нагревом выделенного масла до 80° и вторичное центрифугирование масла с целью очистки масла от инактивированного фермента.