Способ извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала


 


Владельцы патента RU 2517855:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала включает измельчение материала, влаготепловую обработку в присутствии поверхностно-активного вещества, форпрессование, измельчение, водную экстракцию масла из форпрессового жмыха в присутствии биокатализатора, разделение полученной реакционной смеси центрифугированием на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции, причем при водной экстракции масла в качестве биокатализатора используют ферментный препарат или мультэнзимную композицию, содержащий(ую) как минимум три различные карбогидразные активности, вносимый(ую) из расчета 0,1-1,0 ед. общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья, причем процесс водной экстракции в присутствии биокатализатора осуществляют дважды с использованием содержащей биокатализатор водной фракции, полученной после разделения смеси центрифугированием, для повторной водной экстракции масла из твердого остатка. Изобретение позволяет повысить качество и пищевую ценность извлекаемых продуктов за счет максимального сохранения полезных компонентов сырья. 4 з.п. ф-лы, 5 табл., 25 пр.

 

Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано при извлечении масла и протеинсодержащего продукта из растительных масличных материалов.

Известен способ извлечения масла и белкового продукта из растительного масличного материала (патент Великобритании №2127425 А, кл. с11В 1/10, опубл. в 1984 г.), включающий измельчение исходного материала, его обработку, по крайней мере, одним ферментом в водной среде и разделение полученной реакционной смеси на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции.

Ферментативную обработку проводят в присутствии несмешивающегося с водой растворителя, например гексана.

При этом растворитель может быть добавлен и после ферментативного гидролиза (до или после отделения твердой протеинсодержащей фракции).

В качестве ферментов могут быть использованы α-амилаза, β-глюканаза, нейтральная, щелочная или кислая протеаза, пектолитические ферменты, целлюлаза и гемицеллюлаза; или смеси ферментов, например:

смесь α-амилазы, β-глюканазы и нейтральной протеазы из В. subtilis;

смесь пектолитических ферментов и целлюлаз из A. niger.

Ферментативный гидролиз ведут при комнатной или повышенной температуре от 15 до 90°С, а более предпочтительно от 45 до 70°С в течение 1-6 ч при рН=3-8.

Недостатками известного способа являются:

недостаточно полное выделение липидов из масличных культур с высоким содержанием масла;

использование органических растворителей (гексана), что приводит к повышению пожароопасности производства, загрязнению окружающей среды, оказывает негативный эффект на здоровье работников предприятия;

длительность ферментативной обработки материала в присутствии воды повышает вероятность микробного загрязнения протеинсодержащего продукта;

невысокий выход получаемого масла 76,8% от его исходного количества;

ухудшение качества получаемого масла;

ухудшение качества получаемого протеинсодержащего продукта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения масла и белкового продукта из высокомасличного растительного материала (патент Российской Федерации №2078797 С1, кл. С11В 1/10), включающий измельчение исходного материала, влаготепловую обработку с одновременным воздействием поверхностно-активным веществом (ПАВ) в количестве 0,02-0,20%, форпрессование мезги, обработку полученного форпрессового жмыха по крайней мере одним ферментом в водной среде, и разделение полученной реакционной смеси на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции.

При этом в качестве фермента используют препарат или мультэнзимную ферментную композицию с общей целлюлолитической активностью 80-250 ед./г в количестве 0,005-0,300% от массы жмыха, при гидромодуле 1:3-1:5 в течение 10-120 мин.

В качестве поверхностно-активных веществ используют натриевые соли моноэфиров дикарбоновых кислот и полиоксиэтилированных высших жирных спиртов.

В качестве фермента используют ферментный препарат Целловиридин Г20Х или мультэнзимную композицию с общей целлюлолитической активностью 1000-2500 ед/г в количестве 0,005-0,020% к массе жмыха, при этом обработку ферментом проводят при температуре 40-45°С и рН 7,0-7,5.

Недостатками известного способа являются:

недостаточно полное выделение липидов из масличных культур с высоким содержанием масла;

высокий расход электроэнергии на стадии влаготепловой обработки мезги при нагревании до 100-105°С в течение 10-120 минут;

денатурирование части белка на стадии влаготепловой обработки в результате воздействия высоких температур, что снижает питательную ценность получаемого протеинсодержащего продукта;

достаточно высокое содержание клетчатки 8,7-9,5% и липидов 4,5-7,0% в получаемом белковом продукте, что снижает его питательную ценность и сроки годности;

не достаточно высокий выход получаемого масла 88-92% от его исходного количества.

В основу изобретения положена задача усовершенствования экологически чистого способа извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала, которая позволила бы

повысить количество извлекаемого масла;

повысить качество и пищевую ценность извлекаемых продуктов за счет максимального сохранения полезных компонентов сырья;

снизить расход электроэнергии за счет снижения температуры на стадии влаготепловой обработки мезги;

снизить стоимость процесса за счет возможности повторного использования ферментов;

снизить количество расходуемой воды и затраты на ее очистку за счет повторного использования.

Для решения поставленной задачи в способе извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала, предусматривающем его измельчение, влаготепловую обработку в присутствии поверхностно-активного вещества, форпрессование, измельчение, водную экстракцию масла из форпрессового жмыха в присутствии биокатализатора, разделение полученной реакционной смеси центрифугированием на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции, на стадии водной экстракции масла в качестве биокатализатора используют ферментный препарат или мультэнзимную композицию, содержащий(ую) как минимум три различные карбогидразные активности, вносимый(ую) из расчета 0,1 -1,0 ед общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья, причем процесс водной экстракции в присутствии биокатализатора осуществляют дважды с использованием содержащей биокатализатор водной фракции, полученной после разделения смеси центрифугированием, для повторной водной экстракции масла из твердого остатка

При этом влаготепловую обработку измельченного материала в присутствии поверхностно-активного вещества проводят в течение 10-15 мин при 55±5°С.

В качестве биокатализатора может быть использован ферментный препарат или мультэнзимная композиция, содержащий(ая) целлюлазу, ксиланазу, 6-глюканазу и/или полигалактуроназу.

При этом продолжительность каждой стадии водной экстракции составляет 10-60 мин при температуре 45±5°С.

После водной экстракции осуществляют как минимум двукратное промывание твердой фракции 5-10% раствором хлорида натрия с последующим центрифугированием суспензии и сушкой получаемого протеинсодержащего продукта.

Состав и количество ПАВ, вносимых на стадии влаготепловой обработки мезги, гидромодуль (соотношение жидкой и твердой фаз) водной экстракции масла из форпрессового жмыха сохраняются как в прототипе.

Влаготепловая обработка измельченного материала в присутствии ПАВ позволяет ослабить связи липидов с протеиновыми комплексами клеток и подготовить масличное сырье как к отжиму масла в более мягких условиях, так и последующей водной экстракции масла в присутствии биокатализатора.

Водная экстракция масла из подготовленного таким образом материала в присутствии биокатализатора, содержащего как минимум три различные карбогидразные активности, вносимого из расчета 0,1-1,0 ед. общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья, приводит к быстрому разрушению клеточных структур, дальнейшему ослаблению связей липидов с белковыми веществами и высвобождению липидов из внутриклеточного пространства.

Повторное проведение водной экстракции масла из твердого протеинсодержащего остатка с использованием содержащей биокатализатор водной фракции, полученной после разделения смеси центрифугированием, позволяет повысить эффективность процесса, увеличить количество извлекаемого масла, снизить количество используемого катализатора, и, следовательно, снизить стоимость процесса.

Как минимум двукратное промывание твердого протеинсодержащего продукта 5 -10% раствором хлорида натрия позволяет повысить эффективность процесса извлечения масла, снизить его остаточное количество в протеинсодержащем продукте и вследствие этого повысить сроки его хранения.

Выбранная температура влаготепловой обработки измельченного материала в присутствии ПАВ 55±5°С и непродолжительное время воздействия в течение 10-15 минут обусловлена возможностью в большей степени сохранить нативность протеинов масличного сырья за счет снижения денатурирующего воздействия высоких температур и при этом получать на стадии форпрессования до 67-70% масла, не требующего рафинации по полной схеме, что позволяет сохранить в нем большее количество биологически активных веществ.

Снижение температуры и времени проведения влаготепловой обработки снижает количество удаляемого при форпрессовании масла и ухудшает эффективность последующей водной экстракции оставшегося масла.

Увеличение температуры и времени проведения влаготепловой обработки повышает денатурацию протеинов масличного сырья и ухудшает качество получаемого протеинсодержащего продукта.

Выбор биокатализатора для проведения водной экстракции масла из форпрессового жмыха, содержащего как минимум три карбогидразные активности, обусловлен морфологическими свойствами и химическим составом семян подсолнечника, содержащим клетчатку (целлюлозу), пектиновые вещества и гемицеллюлозу. Гидролиз этих биополимеров облегчает извлечение масла из форпрессового жмыха.

Присутствие только двух карбогидразных активностей является недостаточным для полного вскрытия клеточных образований и межклеточных структур и тем самым не позволяет достигнуть максимальной эффективности процесса водной экстракции масла.

Выбор количества вносимого биокатализатора на основании расчета общей целлюлолитической активности 0,1-1,0 ед. на 1 г сырья обусловлен как стандартизацией карбогидразных препаратов по этой активности, так и необходимостью снижения количества клетчатки в получаемом протеинсодержащем продукте путем ее гидролиза целлюлазой, что позволяет повысить его усвояемость.

Снижение количества вносимого биокатализатора из расчета менее 0,1 ед. общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья не позволяет в достаточной мере осуществить гидролиз некрахмальных полисахаридов и достигнуть высокого выхода масла за непродолжительное время водной экстракции, а также снизить содержание клетчатки в получаемом протеинсодержащем продукте.

Увеличение количества вносимого биокатализатора из расчета более 1,0 ед. общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья не приводит к значительному увеличению выхода масла при удорожании процесса вследствие большего количества используемого биокатализатора.

Выбор двукратного проведения процесса водной экстракции обусловлен увеличением эффективности процесса, приводящей к повышению количества извлекаемого масла, при сохранении суммарной продолжительности процесса водной экстракции и количества используемого биокатализатора, как в прототипе.

При одностадийном процессе водной экстракции выход масла ниже из-за частичного экранирования субстрата продуктами гидролиза (маслом, олигосахаридами и др.) и снижения эффективности процесса с увеличением времени водной экстракции.

Проведение трехстадийной водной экстракции признано нецелесообразным, так как не достигается более высокий процент извлечения масла, но увеличивается общее время проведения процесса, что повышает его энергоемкость, а также увеличивает вероятность микробного загрязнения.

Выбор продолжительности проведения каждой стадии процесса водной экстракции обусловлен достаточностью вскрытия клеточных структур и межклеточных образований, что позволяет достигнуть высокого выхода масла из форпрессового жмыха. Продолжительность проведения каждой стадии связана с количеством вносимого биокатализатора. С увеличением количества используемого катализатора до 0,1 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г сырья при высокой степени очистки ферментного препарата (не менее 10Х) продолжительность каждой стадии процесса водной экстракции может быть снижена до 10 мин.

Снижение времени водной экстракции на каждой стадии менее 10 мин является достаточным для адсорбции биокатализатора на поверхности измельченного форпрессового жмыха, но недостаточным для вскрытия клеточных структур и межклеточных образований, что связано с процессом высвобождения масла, и снижает его выход.

Увеличение времени водной экстракции на каждой стадии более 60 мин не приводит к повышению эффективности процесса, так как за счет экранирования частиц форпрессового жмыха высвобождающимся маслом снижается их доступность для воздействия биокатализатора и замедляется процесс гидролиза биополимеров.

Выбор температуры водной экстракции обусловлен температурным оптимумом воздействия большинства промышленно выпускаемых карбогидраз, гидролизующих некрахмальные полисахариды.

Снижение температуры менее 40°С приводит к уменьшению выхода масла и повышению его остаточного содержания в протеинсодержащем продукте за счет снижения активности биокатализатора.

Повышение температуры более 50°С увеличивает энергозатраты процесса без увеличения количества извлекаемого масла.

Выбор 5-10% раствора хлорида натрия для промывания твердой фракции, полученной при последующем центрифугировании смеси после двухстадийной водной экстракции, обусловлен снижением поверхностного натяжения между протеинами и маслом, что облегчает отделение последнего от протеинсодержащего продукта. Кроме того, хлорид натрия используется в пище и его остаточные количества в протеинсодержащем продукте являются не опасными.

Снижение концентрации раствора хлорида натрия менее 5% является менее эффективным и увеличивает количество необходимых стадий промывания протеинсодержащего продукта.

Увеличение концентрации раствора хлорида натрия более 10% не приводит к дальнейшему снижению поверхностного натяжения между протеинами и маслом, но увеличивает количество расходуемого реактива.

Количество повторностей при промывании протеинсодержащего продукта 5-10% раствором хлорида натрия обусловлено температурой промывания и количеством остаточного масла в протеинсодержащем продукте. При 50-70°С достаточно двукратного промывания 5-10% раствором хлорида натрия. При более низкой температуре требуется дополнительная стадия промывания для наиболее полного удаления масла из протеинсодержащего продукта. Более высокая температура промывания может приводить к частичной денатурации белков в протеинсодержащем продукте, что будет снижать его питательную ценность, а также повышать перекисное число выделяемого масла, что будет снижать сроки его хранения. Способ осуществляют следующим образом.

Семена масличных культур, например, подсолнечника, обрушивают, измельчают и подвергают влаготепловой обработке в присутствии ПАВ при 55±5°С в течение 10-15 мин с доведением влажности до 5-15%.

Мезгу с указанной влажностью подвергают форпрессованию с получением форпрессового жмыха. При этом получают 67 72% масла, не требующего рафинации по полной схеме.

Затем форпрессовый жмых измельчают и подвергают водной экстракции в присутствии биокатализатора, содержащего как минимум три различные карбогидразные активности, вносимого из расчета 0,1-1,0 ед. общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья.

Полученную реакционную смесь разделяют центрифугированием на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции с последующей сушкой протеинсодержащего продукта.

При этом стадию водной экстракции повторяют дважды с использованием содержащей биокатализатор водной фракции, полученной после разделения смеси центрифугированием, для повторной водной экстракции масла из твердого остатка.

Все масло, полученное предлагаемым способом, является пищевым. Протеинсодержащий продукт может использоваться как для пищевых, так и кормовых целей.

При этом с учетом химического состава и морфологических особенностей подсолнечного форпрессового жмыха в качестве биокатализатора может использоваться ферментный препарат или мультэнзимная композиция, содержащий(ая) целлюлазу, ксиланазу, β-глюканазу и/или полигалактуроназу.

При этом каждую стадию водной экстракции осуществляют при 40 50°С в течение 10-60 мин с последующим разделением смеси центрифугированием.

При этом полученную твердую фракцию промывают как минимум два раза 5-10% раствором хлорида натрия с последующим центрифугированием.

При этом количество выделяемого масла составляет 95-97%. Протеинсодержащий продукт содержит белка 50-55%, в том числе с содержанием водорастворимых белков 57-59% от общего содержания белка, клетчатки 6-5%, липидов 3-4%.

Пример 1. Семена подсолнечника измельчают и подвергают влаготепловой обработке (ВТО) в присутствии ПАВ в течении 10 минут при 60°С с доведением влажности до 10%. Затем подвергают прессованию на промышленном прессе с получением 68,5% масла от его исходного содержания в сырье и форпрессового жмыха с масличностью 21%.

Затем полученный форпрессовый жмых измельчают и обрабатывают в водной среде ферментным препаратом со степенью очистки 10Х, содержащим целлюлазу, ксиланазу, β-глюканазу и полигалактуроназу, вносимым из расчета 0,5 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г жмыха. Водную экстракцию проводят при перемешивании при 45°С в течение 15 минут. По истечении времени смесь центрифугируют с получением твердой фракции, масла и водной фракции, содержащей ферментный препарат.

К полученной твердой фракции добавляют полученную водную фракцию, содержащую ферментный препарат, и повторяют процесс водной экстракции еще в течение 15 мин, после чего смесь снова центрифугируют.

Выделенный протеинсодержащий продукт промывают 10% раствором хлорида натрия при 60°С, смесь центрифугируют, отделившееся при этом масло удаляют, а полученный твердый продукт повторно промывают тем же раствором хлорида натрия.

Выделенные фракции масла суммируются. Общий выход масла составил 97,1% от его исходного количества. Полученное масло характеризовалось кислотным числом (КЧ) - 1,2 мг КОН/г, перекисным числом (ПЧ) - 1,2 ммоля активного кислорода/кг, суммарным содержанием токоферолов - 849 мг/кг.

Полученный протеинсодержащий продукт характеризовался содержанием белка 52%, при 59%-ном содержании водорастворимых белков, клетчатки - 5%, липидов - 3%.

Пример 2. Способ выполняют аналогично примеру 1. В качестве биокатализатора на стадии водной экстракции используют ферментный препарат, содержащий целлюлазную и ксиланазную активности, и не содержащий других карбогидразных активностей. Ферментный препарат вносится из расчета 1,0 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г измельченного форпрессового жмыха. Продолжительность каждой стадии водной экстракции составляла 60 минут.

Пример 3. Способ выполняют аналогично примеру 1. Для водной экстракции используют ферментный препарат, содержащий целлюлолитическую, ксиланазную и полигалактуроназную активности, вносимый из расчета 0,1 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г жмыха. Водную экстракцию проводят дважды при продолжительности каждой стадии 60 минут.

Пример 4. Способ выполняют аналогично примеру 1. Для водной экстракции используют ферментный препарат, содержащий целлюлолитическую, ксиланазную, β-глюканазную и полигалактуроназную активности, вносимый из расчета 1,0 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г жмыха. Водную экстракцию проводят дважды при продолжительности каждой стадии 10 минут.

Пример 5. Способ выполняют аналогично примеру 1. Для водной экстракции используют ферментный препарат, содержащий целлюлолитическую, ксиланазную, β-глюканазную и полигалактуроназную активности, вносимый из расчета 0,07 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г жмыха. Водную экстракцию проводят дважды при продолжительности каждой стадии 60 минут.

Пример 6. Способ выполняют аналогично примеру 1. Для водной экстракции используют ферментный препарат, содержащий целлюлолитическую, ксиланазную, β-глюканазную и полигалактуроназную активности, вносимый из расчета 1,5 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г жмыха. Водную экстракцию проводят дважды при продолжительности каждой стадии 10 минут.

Данные по выходу масла и химическому составу протеинсодержащего продукта, полученные в примерах 2-6, представлены в табл.1.

Как видно из данных, представленных в табл.1, чем больше количество вносимого биокатализатора, выраженное в ед. общей целлюлолитической активности, тем меньше времени необходимо для проведения процесса водной экстракции масла из форпрессового жмыха при достижении одинакового выхода масла и качества протеинсодержащего продукта. Снижение времени водной экстракции снижает также вероятность микробного загрязнения.

Пример 7. Семена подсолнечника измельчают и подвергают влаготепловой обработке (ВТО) в присутствии ПАВ в течении 10 минут при 50°С с доведением влажности до 5%. Затем подвергают прессованию на промышленном прессе с получением 67% масла от его исходного содержания в сырье и форпрессового жмыха с масличностью 25%. Остальные условия сохраняются, как в примере 1.

Пример 8. Семена подсолнечника измельчают и подвергают влаготепловой обработке (ВТО) в присутствии ПАВ в течение 15 минут при 60°С с доведением влажности до 15%. Затем подвергают прессованию на промышленном прессе с получением 72% масла от его исходного содержания в сырье и форпрессового жмыха с масличностью 20%. Остальные условия сохраняются, как в примере 1.

Пример 9. Семена подсолнечника измельчают и подвергают влаготепловой обработке (ВТО) в присутствии ПАВ в течение 5 минут при 45°С с доведением влажности до 5%. Затем подвергают прессованию на промышленном прессе с получением 63% масла от его исходного содержания в сырье и форпрессового жмыха с масличностью 27%. Остальные условия сохраняются, как в примере 1.

Пример 10. Семена подсолнечника измельчают и подвергают влаготепловой обработке (ВТО) в присутствии ПАВ в течение 20 минут при 70°С с доведением влажности до 15%. Затем подвергают прессованию на промышленном прессе с получением 74% масла от его исходного содержания в сырье и форпрессового жмыха с масличностью 18%. Остальные условия сохраняются, как в примере 1.

Данные по выходу масла и химическому составу протеинсодержащего продукта, полученные в примерах 7-1,0 представлены в табл.2.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, температура влаготепловой обработки связана с ее продолжительностью. Низкая температура влаготепловой обработки и непродолжительное время воздействия снижают эффективность не только извлечения масла на стадии форпрессования, но также и на стадии последующей водной экстракции. Достаточно высокая температура влаготепловой обработки увеличивает энергозатраты без увеличения суммарного выхода масла, при этом ухудшая качество протеинсодержащего продукта за счет снижения содержания в нем водорастворимых белков.

Пример 11. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют в одну стадию в течение 120 мин.

Пример 12. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют в три стадии, при этом продолжительность каждой стадии составляет 60 мин.

Пример 13. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют в две стадии, при этом продолжительность каждой стадии составляет 5 мин.

Пример 14. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют в две стадии, при этом продолжительность каждой стадии составляет 70 мин.

Данные по выходу масла и химическому составу протеинсодержащего продукта, полученные в примерах 11-14, представлены в табл.3.

Как видно из данных, представленных в табл.3, проведение водной экстракции масла в присутствии биокатализатора в одну стадию при сохранении суммарной продолжительности процесса оказывается менее эффективным с точки зрения выделения масла и улучшения качества протеинсодержащего продукта, чем двухстадийная экстракция. Использование дополнительно третьей стадии водной экстракции не приводит к существенному увеличению выхода масла при удлинении времени процесса и повышении вероятности микробного загрязнения. Сокращение времени проведения стадии до 5 минут оказывает существенное влияние на снижение общего выхода масла и повышение содержания клетчатки и липидов в протеинсодержащем продукте. Увеличение времени проведения каждой стадии до 70 минут не приводит к дальнейшему увеличению выхода масла и снижению содержания клетчатки и липидов в протеинсодержащем продукте при повышении энергозатрат и вероятности микробного загрязнения.

Пример 15. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют при температуре 40°С.

Пример 16. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют при температуре 50°С.

Пример 17. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют при температуре 35°С.

Пример 18. Способ выполняют аналогично примеру 1. Процесс водной экстракции масла в присутствии биокатализатора осуществляют при температуре 55°С.

Данные по выходу масла и химическому составу протеинсодержащего продукта, полученные в примерах 15-18, представлены в табл.4.

Как видно из данных, приведенных в табл.4, снижение температуры водной экстракции ниже 40°С или повышение выше 50°С снижает эффективность процесса и выход масла, что приводит также к увеличению содержания клетчатки и липидов в получаемом протеинсодержащем продукте, и ухудшает его качество и усвояемость.

Пример 19. Способ выполняют аналогично примеру 1. По окончании процесса водной экстракции и разделения полученной смеси центрифугированием, выделенный протеинсодержащий продукт промывают один раз 10% раствором хлорида натрия при 80°С. После чего смесь центрифугируют.

Пример 20. Способ выполняют аналогично примеру 1. По окончании процесса водной экстракции и разделения полученной смеси центрифугированием, выделенный протеинсодержащий продукт промывают два раза 5% раствором хлорида натрия при 70°С, при этом полученный после центрифугирования при первой промывке раствор хлорида используется повторно при второй промывке.

Пример 21. Способ выполняют аналогично примеру 1. По окончании процесса водной экстракции и разделения полученной смеси центрифугированием, выделенный протеинсодержащий продукт промывают три раза 5% раствором хлорида натрия при 70°С, при этом полученный после центрифугирования при первой промывке раствор хлорида используется повторно при второй промывке, а полученный при второй промывке идет на третью промывку.

Пример 22. Способ выполняют аналогично примеру 1. По окончании процесса водной экстракции и разделения полученной смеси центрифугированием, выделенный протеинсодержащий продукт промывают два раза 10% раствором хлорида натрия при 50°С, при этом полученный после центрифугирования при первой промывке раствор хлорида используется повторно при второй промывке.

Пример 23. Способ выполняют аналогично примеру 1. По окончании процесса водной экстракции и разделения полученной смеси центрифугированием, выделенный протеинсодержащий продукт промывают два раза 15% раствором хлорида натрия при 60°С, при этом полученный после центрифугирования при первой промывке раствор хлорида используется повторно при второй промывке.

Пример 24. Способ выполняют аналогично примеру 1. По окончании процесса водной экстракции и разделения полученной смеси центрифугированием, выделенный протеинсодержащий продукт промывают два раза 2% раствором хлорида натрия при 80°С, при этом полученный после центрифугирования при первой промывке раствор хлорида используется повторно при второй промывке.

Данные по выходу масла и остаточному содержанию липидов в протеинсодержащем продукте, полученные в примерах 19-24, представлены в табл.5.

Как видно из данных, представленных в табл.5, однократное промывание протеинсодержащего продукта снижает общий процент извлекаемого масла и повышает остаточное содержание липидов в протеинсодержащем продукте, что будет снижать сроки его хранения. Снижение концентрации раствора хлорида натрия несколько снижает общий процент извлекаемого масла и повышает содержание липидов в протеинсодержащем продукте. Повышение концентрации раствора хлорида натрия практически не сказывается на увеличении выхода масла, но при этом увеличивается количество расходуемого реагента, что увеличивает стоимость процесса и потому является экономически нецелесообразным.

Исследование кислотного, перекисного чисел масла, получаемого методом водной экстракции, показало, что во всех случаях эти значения составляют 1,2±0,1 мг КОН/г и 1,3±0,1 ммоля активного кислорода/кг соответственно. Суммарное содержание токоферолов составляет 841±8,5 мг/кг.

Пример 25 (прототип). Семена подсолнечника обрушивают, измельчают и подвергают влаготепловой обработке в присутствии ПАВ в течение 35 минут при 100°С до конечной влажности 5%. Затем подвергают прессованию на промышленном прессе с получением 75% масла от его исходного содержания в сырье и форпрессового жмыха с масличностью 16%.

Затем полученный форпрессовый жмых измельчают и обрабатывают в водной среде при гидромодуле 1:4 ферментным препаратом, содержащим целлюлазную, ксиланазную и полигалактуроназную активности, вносимым из расчета 0,15 ед. общей целлюлолитической активности на 1 г жмыха. Водную экстракцию проводят при перемешивании при 50°С в течение 15 минут.По истечении времени смесь центрифугируют с получением твердой фракции, масла и водной фракции.

Общий выход масла составил 91,3% от его исходного количества.

Полученный протеинсодержащий продукт характеризовался содержанием общего белка 41,6%, при 55,7%-ном содержании в нем водорастворимых белков, клетчатки-9,0% и липидов-5,1%.

Таким образом, использование изобретения по сравнению с прототипом позволяет повысить выход масла при водной экстракции в присутствии биокатализаторов до 95-97% против 88-92% по прототипу.

Повысить качество, питательную ценность и сроки хранения протеинсодержащего продукта за счет повышения содержания в нем белка до 49-52% против 40-42% по прототипу, с увеличением содержания в общем белке фракции водорастворимых белков до 57-59% против 54-56% по прототипу, снижения содержания клетчатки до 5-6% против 8,7-9,5% и липидов до 3-4% против 5-7% по прототипу.

Снизить стоимость процесса за счет повторного использования фермента/мультэнзимной композиции.

Снизить количество используемой воды за счет повторного использования растворов биокатализаторов и растворов хлорида натрия и, следовательно, уменьшить энергозатраты на ее удаление при сушке или концентрировании конечных продуктов.

Таблица 1
Суммарный Химический состав протеинсодержащего продукта
Номер выход масла, Общий Водораств. белки, Клетчатка, Липиды, %
примера % от исходного белок,% к % к общему % к обезжир. к сухому
количества обезжир. белку в-ву в-ву
в-ву
2 78,5 38,5 30,9 11,8 12,3
3 95,2 49,3 57,1 5,4 4,1
4 97,0 51,9 58,9 5,2 2,9
5 93,8 41,6 55,6 8,8 5,6
6 97,2 49,9 58,7 5,0 2,9
Таблица 2
Суммарный Химический состав протеинсодержащего продукта
Номер выход масла, Общий Водораств. белки, Клетчатка, Липиды, %
примера % от исходного белок, % к % к общему % к обезжир. к сухому
количества обезжир. белку в-ву в-ву
в-ву
7 96,2 51,8 58,5 5,9 3,9
8 96,9 49,9 57,6 5,1 3,1
9 93,3 47,2 58,9 7,2 5,0
10 96,5 49,1 55,2 5,2 3,5
Таблица 3
Суммарный Химический состав протеинсодержащего продукта
Номер выход масла, Общий Водораств. белки, Клетчатка, Липиды, %
примера % от исходного белок, % к % к общему % к обезжир. к сухому
количества обезжир. белку в-ву в-ву
в-ву
11 91,1 42,1 54,3 8,7 5,1
12 97,5 51,7 57,6 4,9 3,1
13 78,9 39,9 29,5 13,4 12,5
14 97,3 52,2 59,2 4,9 2,8

Таблица 4

Суммарный Химический состав протеинсодержащего продукта
Номер выход масла, Общий Водораств. белки, Клетчатка, Липиды, %
примера % от исходного белок, % к % к общему % к обезжир. к сухому
количества обезжир. белку в-ву в-ву
в-ву
15 95,5 49,4 57,5 5,9 3,8
16 96,7 51,5 58,2 5,3 3,6
17 70,3 38,9 36,8 12,9 13,2
18 88,2 40,1 53,2 9,3 6,9
Таблица 5
Номер примера Суммарный выход масла, Содержание липидов в
% от исходного протеинсодержащем
количества продукте, % к сухому в-ву
19 94,5 5,1
20 95,5 3,8
21 96,9 3,1
22 96,9 3,2
23 97,2 2,9
24 93,7 4,9

1. Способ извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала, включающий измельчение материала, влаготепловую обработку в присутствии поверхностно-активного вещества, форпрессование, измельчение, водную экстракцию масла из форпрессового жмыха в присутствии биокатализатора, разделение полученной реакционной смеси центрифугированием на твердую протеинсодержащую, масляную и водную фракции, отличающийся тем, что при водной экстракции масла в качестве биокатализатора используют ферментный препарат или мультэнзимную композицию, содержащий(ую) как минимум три различные карбогидразные активности, вносимый(ую) из расчета 0,1-1,0 ед. общей целлюлолитической активностью на 1 г сырья, причем процесс водной экстракции в присутствии биокатализатора осуществляют дважды с использованием содержащей биокатализатор водной фракции, полученной после разделения смеси центрифугированием, для повторной водной экстракции масла из твердого остатка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что влаготепловую обработку измельченного материала проводят в течение 10-15 мин при 55±5°С.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используемый ферментный препарат или мультэнзимная композиция, содержат целлюлазу, ксиланазу, β-глюканазу и/или полигалактуроназу.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что продолжительность каждой стадии водной экстракции составляет 10-60 мин при температуре 45±5°С.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после водной экстракции осуществляют как минимум двукратное промывание твердой фракции 5-10% раствором хлорида натрия с последующим центрифугированием суспензии и сушкой получаемого протеинсодержащего продукта.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению физиологически функциональных ингредиентов, и может быть использовано при производстве функциональных продуктов питания с использованием сои.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению биологически активных добавок, и может быть использовано при производстве функциональных продуктов питания.
Изобретение относится к пищевой промышленности. .
Изобретение относится к технологии косметических продуктов и может быть использовано при получении растительных экстрактов. .
Изобретение относится к пищевой промышленности. .
Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к виноградным экстрактам и способам их изготовления. .
Изобретение относится к экстракции триглицерида из масличного растения при использовании алкилового сложного эфира жирной кислоты в качестве растворителя при определенной температуре (например, 15-180°С) для того, чтобы получить экстракционный раствор.
Изобретение относится к технологии растительных экстрактов для косметики. Измельченное сырье выдерживают с растворителем до равновесия и отделяют экстракт от твердой фазы фильтрацией. В качестве растворителя используют смесь косметического эмолента с циклопентасилоксаном в соотношении 1:1. Экстракцию ведут в две ступени при температуре не более 45°C и соотношении масс растворителя и сырья от 1:1 до 2:1. На второй ступени шрот обрабатывают чистым циклопентасилоксаном. Экстракт второй ступени смешивают с эмолентом и возвращают полученную смесь на первую ступень в качестве растворителя. Изобретение позволяет получать нативные растительные экстракты повышенной концентрации и снизить потери экстрактивных веществ и растворителей. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к способам переработки растительного сырья. Способ получения масляных экстрактов растительного сырья включает обработку сырья экстрагентом, содержащим растительное масло, водно-гликолевую фазу и ПАВ, в роторно-пульсационном аппарате в режиме непрерывной циркуляции при соотношении растительного сырья и масла от 1:10 до 1:20 в течение 5-20 мин при температуре 40-55°C с последующим отделением твердой растительной части. В качестве водно-гликолевой фазы используют водный 1,2-пропиленгликоль в количестве 1-10% от массы растительного сырья. Изобретение позволяет получить масляный экстракт с высоким содержанием экстрагируемых биологически активных веществ, обеспечить сохранность микробиологической чистоты экстрактов в течение гарантийного срока хранения (до 12 месяцев) и сократить время осуществления процесса. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 42 пр.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья. Способ экстракции растительного сырья, который предусматривает использование в качестве растительного сырья высушенного измельченного растительного сырья, а в качестве экстрагента - жидкого охлажденного фреона, экстракцию которым растительного сырья проводят многократно при модуле от 5 до 6, в течение 2-3 часов. Способ экстракции используется в способе получения хлорофиллсодержащего биоактивного продукта. Биоактивный продукт обладает повышенным содержанием хлорофилла по сравнению с аналогичными продуктами, полученными в результате экстракции углеводородами или низкомолекулярными спиртами. Изобретение позволяет сократить время технологического процесса переработки растительного сырья, повысить качество получаемого биоактивного продукта, повысить экологическую безопасность процесса. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 пр.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу выделения эфирного масла из лекарственного растительного сырья. Способ заключается в том, что навеску измельченного лекарственного растительного сырья помещают между двумя сетчатыми электродами из нержавеющей стали, которые погружают в емкость с очищенной водой комнатной температуры объемом, необходимым для полного погружения электродов, и в течение 30-40 мин проводят перемешивание до набухания сырья, затем к внешним контактам электродов подводят напряжение 5В от генератора переменного напряжения с частотой 3,16*103 Гц и экстрагируют в течение 30-60 минут при постоянном перемешивании до выделения эфирного масла в виде надводной фазы. Способ, описанный выше, позволяет увеличить количество эфирного масла, выделяемого из лекарственного растительного сырья при комнатной температуре, с сохранением нативной структуры молекулы. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области химической технологии, а именно - жидкостному экстрагированию целевого белкового продукта из различного вида сырья. Протеиновое сырье обрабатывают под давлением органическим экстрагентом с получением белкового продукта. Экстрагент с экстрагированными жировой и водной фазами направляют в сепаратор для разделения на экстрагент, жировую и водную фазы. Обезжиренный и обезвоженный белковый продукт измельчают в мельнице. Время окончания процесса обработки определяют по прекращению накопления водной и жировой фаз, выносимых экстрагентом из обрабатываемого сырья. Технологогическая линия содержит по меньшей мере один экстрактор, работающий под давлением до 15 атм. Экстрактор содержит перфорированную емкость, люк для загрузки протеинового сырья и выгрузки обезжиренного и обезвоженного белкового продукта, патрубок подачи в емкость органического экстрагента, патрубок для вывода смеси экстрагента с экстрагированными жировой и водной фазами. Технический результат: оптимизация условий получения белкового продукта, приводящая к повышению быстродействия процесса при одновременном расширении области применения получаемого продукта на пищевую промышленность. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 пр.
Наверх