Способ извлечения масла из высокомасличного растительного материала

 

Изобретение может быть использовано в масложировой промышленности для извлечения масла. Сущность: семена подсолнечника обрушивают, отделяют оболочку до содержания 0,3%, измельчают, воздействуют ферментной смесью с протеазной активностью 0,1-0,5 ед, целлюлазной активностью 1-5 ед и фосфатазной активностью 1-3 ед на 1 г сырья в течение 60 мин при 40-45^oC и извлекают липиды 10%-ным раствором хлорида натрия с последующим центрифугированием. Обработку ферментной смесью и извлечение хлоридом натрия повторяют дважды. 2 табл.

Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано для извлечения масла и белковых веществ из масличного сырья.

Известен способ (патент ЕПВ N 0113165, Fulbrook Р.Д. Экстракция растительных масел и протеинов из семян) получения масла и белковых веществ из семян рапса путем измельчения семян, суспензирования с ферментами в количестве 1% водой в соотношении 1:4 при pH 6,7. Затем мятку нагревают при перемешивании до температуры 50^oC, выдерживают 120 мин при температуре 80^oC 13 мин. Далее мятку охлаждают до 20^oC и фильтруют. Твердые частицы экстрагируют гексаном, фильтрат доводят до pH 3,5, разбавляют гексаном и центрифугируют, получая мисцеллу, водный слой и твердый остаток белковых веществ. В качестве смеси ферментов используется: альфа амилаза, бета - глюконаза, нейтральная протеаза, щелочная протеаза, пектолитические ферменты, целлюлаза, гемицеллюлаза. Количество извлеченного масла из семян 30,5% от общего его содержания.

К недостаткам способа относятся: низкий выход масла 30,5% от общего содержания, что объясняется, прежде всего, воздействием ферментов на высокомасличный материал при исходной высокой масличности, после вскрытия клеточной структуры происходит вытеснение липидов из внутренних микрокапилляров и адсорбция их на поверхности частиц. Поэтому воздействие ферментов, направленных на ослабление связи между липидами и белковыми веществами в значительной степени осложняется при взаимодействии с высокомасличным материалом; последующая экстракция после воздействия ферментов осуществляется гексаном без предварительной подсушки, в то же время экстракция гидрофобным растворителем масличного сырья с высокой влажностью (50% и более) не позволяет производить глубокое извлечение липидов и получать пищевое масло; экстракция масла гексаном углеводородным растворителем не позволяет получать масла высокого качества; в качестве ферментной системы применяется смесь, которая не позволяет эффективно провести извлечение масла из семян рапса.

Известен способ (патент США N 3288407 и его аналог патент ФРГ N 1492959), который состоит в следующем: масличные семена измельчают и затем при введении воды в соотношении 1:5 образуется паста, после того мятку обрабатывают пектолитическими ферментами при pH 6, при температуре 20^oC с концентрацией 2% паста перемешивается в течение одного часа, затем температура повышается до 50^oC и вводят амилолитические ферменты в концентрации 0,1% воздействие ферментов проводят в течение одного часа, затем температуру масличного сырья поднимают до 55^oC и воздействуют протеолитическими ферментами при pH 8,5 концентрацией 0,2% Затем жидкость отфильтровывают, из фильтрата центрифугированием выделяют масло, затем в фильтрате pH доводится до 4,8, что позволяет осадить и выделить протеины.

К недостаткам способа относятся: способ практически не предусматривает выделение липидов, только механическое извлечение водой, что не может превышать 20-30% от общего содержания; введение ферментов проводилось при простом перемешивании, что не позволило добиться хорошего контакта между ферментами и измельченным масличным сырьем; в качестве ферментов используется комплекс пектолитических, амилолитических, протеолитических ферментов, который не позволяет эффективно извлекать липиды масличного сырья.

Известен способ, выбранный в качестве прототипа [1] Масличные семена обрушивают, отделяют плодовую оболочку, измельчают при 20-25^oC, после чего мятку обрабатывают 0,1-0,2% раствора гидрокарбоната натрия, взятом из расчета 2-3% от массы сухого ядра. В качестве экстракции используют водный раствор хлорида натрия с ферментным препаратом мацеробацилином ГЗх в количестве 1-2% от массы сухого ядра, экстракцию мятки ведут в течение 150-180 мин при температуре 40-45^oC.

К недостаткам способа относятся: относительно невысокий выход растительного масла, что объясняется в первую очередь выбором ферментного препарата мацеробацилина ГЗх, его основным компонентом являются пектолитические ферменты, оказывающие воздействие на клеточные стенки масличного ядра и матрицу клеточной стенки, создаются лучшие условия для извлечения липидов, но при этом не разрушаются мембранные перегородки масляных глобул, остается прочной связь липидов с белками;
использование гидрокарбоната натрия для снижения поверхностного натяжения между белковыми веществами и липидами значительно усложняют проведение процесса;
низкая температура экстракции водным раствором хлористого натрия липидов (40-45^oC) приводит к многократным длительным экстракциям липидов.

Целью настоящих исследований является увеличение выхода растительного масла. Для достижения поставленной цели в способе извлечения масла из высокомасличного растительного сырья, преимущественно подсолнечника, путем отделения оболочки, обрушивания, измельчения ядра, обработки его ферментами в количестве 1-2% от массы сухого сырья при температуре 40-45^oC и извлечения масла водным раствором хлорида натрия используют смеси ферментных препаратов с целлюлазной, протеазной и фосфатазной активностью 1-5,0 ед. 0,1-0,5, 1,0-3,0 ед. на 1 г сырья соответственно и экстракцию хлоридом натрия при температуре 95^oC. Для достижения поставленной цели была использована смесь ферментных препаратов с целлюлазной, протеазной и фосфатазной активностью. Выбор ферментных препаратов вызван необходимостью разрушения оболочки клеток, а также мембран липидных гранул. Целлюлоза является главным компонентом всех стенок клеток растений, в том числе и масличного сырья. Воздействие протеазой приводит к разрушению мембранных белковых стенок липидных гранул, а применение фосфатаз ослабляет связь липидов и белковых веществ. Известно, что фосфолипиды, как наиболее полярные липиды по сравнению с триглицеридами, имеющие как гидрофобную, так и гидрофильные части молекул, являются промежуточным слоем между белковыми веществами и липидами. При воздействии фосфатазы разрываются установленные связи и липиды высвобождаются, что приводит к увеличению степени их диффузии в экстрагент. В табл. 1 приведены данные по извлечению липидов из ядра семян подсолнечника предлагаемой смесью ферментов различной концентрации.

Процесс ферментации проводился при pH 7,0 в течение 60 мин при температуре 40-45^oC, а извлечения масла хлоридом натрия после нагрева смеси до 85-90^oC. В этом случае повышается эффективность извлечения масла липидов без снижения качества. Данные представлены в табл. 2
Способ осуществляется следующим образом.

Семена подсолнечника обрушивают, отделяют плодовую оболочку до содержания 0,3% измельчаютвоздействуют ферментной смесью с протеазной активностью 0,1-0,5 ед. целлюлазной активностью 1,0-5,0 ед. и фосфатазной активностью 1,0-3,0 ед. на 1 г сырья в течение 60 мин при температуре 40-45^oC, затем температуру поднимают до 85-95^oC и извлекают липиды 10% раствором хлорида натрия с последующим центрифугированием. Обработку ферментной смесью и извлечение хлоридом натрия повторяют дважды.

Пример 1. Семена подсолнечника обрушивают, отделяют оболочку, измельчают, обрабатывают смесью ферментной с активностью целлюлазной, протеазной, фосфатазной 1,0; 0,1 и 1,0 ед. на 1 г сырья соответственно при температуре 40-45^oC в течение 60 мин, затем температуру поднимают до 85^oC и извлекают липиды 10% раствором хлорида натрия с последующим центрифугированием. Обработку ферментами и извлечение хлоридом натрия повторяют дважды. Выход масла 97,9%
Пример 2. Аналогичен 1, но отличается тем, что обработка проводится ферментной смесью с активностью целлюлазной, протеазной, фосфатазной 5,0; 0,5 и 3,0 ед. на 1 г сырья соответственно.Выход масла 98,3%
Пример 3. Аналогичен 1, но отличается тем, что обработка проводится ферментной смесью с активностью целлюлазной, протеазной, фосфатазной 0,5; 0,05; 0,5 ед. на 1 г сырья соответственно. Выход масла 97,3%
Пример 4. Аналогичен 1, но отличается тем, что обработка проводится ферментной смесью с активностью целлюлазной, протеазной, фосфатазной 6,0; 1,0; 4,0 ед. на 1 г сырья соответственно. Выход масла 98,5%
Пример 5. Аналогичен 1, отличающийся тем, что температура экстракции липидов хлоридом натрия 95^oC. Выход масла 98,2%
Пример 6. Аналогичен 1, отличающийся тем, что температура экстракции хлоридом натрия 75^oC. Выход масла 97,0%
Пример 7. Аналогичен 1, отличающийся тем, что температура экстракции хлоридом натрия 190^oC. Выход масла 98,3%
Пример 8. Аналогичен 1, отличающийся тем, что в качестве фермента использован мацеробацелин (по прототипу). Выход масла 90,8%
Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа определяется совокупностью признаков, позволяющих извлекать растительное масло с использованием определенного состава ферментов. При относительно высоких выходах масла 98,2% можно получать масла высокого качества без применения углеводородных растворителей, сохраняющие нативные свойства.

Формула изобретения

Способ извлечения масла из высокомасличного растительного сырья, преимущественно семян подсолнечника, включающий обрушивание с отделением оболочки, измельчение ядра, обработку мятки ферментным препаратом в количестве 1 2% от массы сухого сырья при 40 45^oС и выделение масла путем экстракции водным раствором хлорида натрия, отличающийся тем, что ферментный препарат используют в виде смеси, обладающей целлюлозной, протеазной и фосфатазной активностью 1,0 5,0 ед, 0,1 0,5 ед 1,0 3,0 ед. на 1 г сырья соответственно, а экстракцию хлоридом натрия ведут при 85-95^o С.

РИСУНКИ

Рисунок 1