Способ получения и жирнокислотный состав масла семян gossipium hirsutum

Авторы патента:

Великородов Анатолий Валериевич (RU)

Тырков Алексей Георгиевич (RU)

Ковалев Вячеслав Борисович (RU)

Щепетова Екатерина Владимировна (RU)

Пучков Михаил Юрьевич (RU)

C11B1/10 - экстракцией

A23D9/00 - Прочие пищевые масла или жиры, например шортенинги, кулинарные жиры

Владельцы патента RU 2598640:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный университет" (Астраханский государственный университет) (RU)

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения масла семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «AC-4») методом сверхкритической флюидной углекислотной экстракции, при этом в качестве исходного сырья используют высушенные и измельченные семена хлопчатника, которые экстрагируют в сверхкритическом флюидном экстракторе диоксидом углерода (поток флюида 40 г/мин) при температуре 40-45 ^оС, давлении 300-350 атм и времени 60-70 мин. Состав масла семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «AC-4»), характеризуется отсутствием токсичного полифенола - госсипола, а также следующим жирнокислотным составом: додекановая кислота (С12:0) - 1,27, миристиновая кислота (С14:0) - 0,93, пальмитолеиновая кислота (С16:1Δ9) - 0,65, пальмитиновая кислота (С16:0) - 26,48, линолевая кислота (С18:2Δ9,12) - 43,36, олеиновая кислота (С18:1Δ9) - 20,47, цис-октадеценовая кислота (С18:1Δ6) - 1,24, стеариновая кислота (С18:0) - 4,26, 7,10,13-эйкозатриеновая кислота (С20:3Δ7,10,13) - 0,49, арахиновая кислота (С20:0) - 0,85. Отношение содержания ненасыщенных жирных кислот к содержанию насыщенных жирных кислот составляет 1,96, а кислотное число 1,4 мг КОН. Изобретение позволяет получить масло улучшенного качества без госсипола. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к пищевой, а именно к масложировой, промышленности, и касается способа получения масла из семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4»), отличающегося отсутствием токсичного полифенола - госсипола.

Известны 23 вида хлопчатника, четыре из которых культивируются (G. Arboreum L., G. Herbaceum L., G. hirsutum L. и G. barbadense L.). Хлопковое масло традиционно получают выжиманием из семян хлопчатника Gossipium hirsutum. Выход масла в среднем составляет 30%. При традиционном способе получения масла необходимо предварительно очищать семена от минеральных и органических примесей путем обработки семян водой и паром до оптимальной влажности 10-12% с последующим обрушением оболочки семян в дисковых или ножевых шелушителях [1]. В состав хлопкового масла, полученного выжиманием из семян хлопчатника, входят: линолевая (40-55%), олеиновая (15-35%), пальмитиновая (12-24%) и другие ЖК [1]. Кроме того, свежевыжатое масло имеет неприятный запах и вкус, красновато-бурый цвет, содержит до 2% смолистых, белковых, красящих веществ, в частности госсипол, который накапливается в основном в клетках семенного ядра и обладает высокой токсичностью, госсипурин, а также много свободных жирных кислот.

Известен способ получения хлопкового масла экстракцией измельченных семян хлопка с помощью низкокипящей фракции петролейного эфира (40-50°C) [2]. В состав хлопкового масла, полученного данным способом, входят следующие жирные кислоты: миристиновая (0,5-1,0%), пальмитиновая (21,8-26,7%), пальмитолеиновая (0,5-1,8), стеариновая (2,7-4,2%), олеиновая (16,0-36,0) и линолевая (35,4-54,5%). Содержание свободного госсипола в масле для различных видов хлопчатника составляет от 0,00 до 9,3%.

Целью изобретения является способ получения масла из семян Gossipium hirsutum (Хлопчатник, сорт АС-4), отличающегося отсутствием токсичного полифенола - госсипола.

Для достижения данной цели предлагается способ получения масла из семян Gossipium hirsutum (Хлопчатник, сорт АС-4) методом сверхкритической флюидной экстракции (СФЭ) с использованием диоксида углерода в качестве экстрагента (поток флюида 40 г/мин) и варьировании условий проведения процесса: давления (300-350 атм), температуры (40-45°C) и продолжительности экстракции (60-70 мин).

Использование диоксида углерода в качестве экстрагента позволяет сократить некоторые стадии в технологии рафинации масел, в частности стадию гидратации, необходимой для удаления из масел белков и фосфолипидов. Так как фосфолипиды и белки нерастворимы в сверхкритическом диоксиде углерода, они не попадают в состав экстрактов, получаемых методом СФЭ. С помощью подбора необходимых условий экстракции - параметров сверхкритического флюида, температуры и давления - можно снизить содержание в нерафинированном масле остальных примесей, от которых его очищают при рафинации (например, от восков и растительных пигментов).

Для получения масла семена хлопчатника Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4») сушат, измельчают и загружают в сверхкритический флюидный экстрактор (СКФ-экстрактор). Экстракция проводилась при температуре 40-45°C, потоке флюида 40 г/мин и варьировании давления (300-350 атм) и времени (60-70 мин).

Сущность изобретения состоит в следующем.

Предложен способ получения масла семян Gossipium hirsutum методом сверхкритической флюидной экстракции, отличающимся тем, что в качестве исходного сырья используются высушенные и измельченные семена хлопчатника Gossipium hirsutum (сорт «АС-4»), которые экстрагируют в сверхкритическом флюидном экстракторе диоксидом углерода (поток флюида 40 г/мин) при температуре 40-45°C, давлении 300-350 атм и времени 60-70 мин.

Полученное методом сверхкритической флюидной углекислотной экстракции масло семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4») характеризуется отношением содержания ненасыщенных ЖК к содержанию насыщенных ЖК, которое составляет 1.96, кислотным числом 1,4 мг КОН, отсутствием токсичного полифенола - госсипола - и жирнокислотным составом, представленным в табл. 1.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 200 атм и температуре 40°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 30 мин. Масло слегка желтоватого цвета, n_D ²⁰ 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 8%.

Пример 2. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 200 атм и температуре 45°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 60 мин. Масло слегка желтоватого цвета. n_D ²⁰ 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 9,5%.

Пример 3. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 200 атм и температуре 45°C. Продолжительность экстракции 70 мин. Масло слегка желтоватого цвета, n_D ²⁰ 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 9,6%.

Пример 4. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 350 атм и температуре 45°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 30 мин. Масло слегка желтоватого цвета. n_D ²⁰ 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 12%.

Пример 5. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 350 атм и температуре 40°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 60 мин. Масло слегка желтоватого цвета. n_D ²⁰ 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 17%. Содержание госсипола 0,001% по ГОСТ 13979.11-83.

Пример 6. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 350 атм и температуре 45°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 70 мин. Масло слегка желтоватого цвета. n_D ²⁰ 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 17,8%. Содержание госсипола 0,001% по ГОСТ 13979.11-83.

Пример 7. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 400 атм и температуре 40°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 60 мин. Масло темно-коричневого цвета. n_D ²⁰ 1,4705. КЧ 1,6. Выход масла 18,1%. Содержание госсипола 0,005% по ГОСТ 13979.11-83.

Пример 8. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 400 атм и температуре 50°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 80 мин. Масло темно-коричневого цвета. n_D ²⁰ 1,4705. КЧ 1,7. Выход масла 18,1%. Содержание госсипола 0,006% по ГОСТ 13979.11-83.

Таким образом, оптимальными условиями процесса являются: температура - 40-45°C, давление - 300-350 атм, продолжительность - 60-70 мин.

Понижение температуры, понижение давления и уменьшение продолжительности процесса экстракции ниже указанных диапазонов приводят к уменьшению выхода масла (примеры 1-3).

Повышение температуры, давления и увеличение продолжительности процесса экстракции выше указанных диапазонов (примеры 7,8) способствуют извлечению побочных веществ, что приводит к появлению более темной окраски масла и повышению его кислотного числа за счет извлечения госсипола.

Определение жирных кислот в масле Gossipium hirsutum осуществляли методом хромато-масс-спектрометрического анализа [6] после их превращения в соответствующие метиловые эфиры при обработке диазометаном.

Эфирный раствор диазометана получали из N-нитрозо-N-метилмочевины по известной методике [7].

Подготовку проб образцов проводили следующим образом: растворенную в бензоле точную навеску пробы метилировали диазометаном, добавляя небольшие порции раствора диазометана в диэтиловом эфире до прекращения выделения газообразного азота. Реакционную массу оставляли при комнатной температуре на 10 мин, а затем концентрировали до объема 10 мл, при этом избыток диэтилового эфира и диазометана удаляли при комнатной температуре с помощью струи газообразного азота. Для полного растворения метиловых эфиров жирных кислот добавляли по 2 капли хлороформа. Все процедуры подготовки проб проводили в токе азота. Хроматографирование проводили на хроматографе Shimadzu GC-17A с масс-спектроскопическим детектором GCMS-QP 5050. Объем вводимой пробы 0,5 мкл. Использовали капиллярную колонку с неполярной связанной жидкой фазой MDN-1, длина колонки 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм. В качестве газа-носителя был использован гелий при скорости потока 25 мл/мин, делитель потока 1:20. Режим хроматографирования: 150°C в течение 3 мин, затем 5°C/мин до 250°C и 250°C в течение 5 мин. Температура: инжектора - 180°C, детектора - 280°C. Для расшифровки полученных хромато-масс-спектров использовали компьютерную базу данных органических соединений NIST 107.

В таблице 1 приведен жирнокислотный состав масла семян Gossipium hirsutum, полученного при оптимальных параметрах проведения процесса методом сверхкритической флюидной экстракции с использованием диоксида углерода в качестве экстрагента и характеризующегося кислотным числом 1,4, отсутствием госсипола, отношением ненасыщенных жирных кислот к насыщенным = 1,96.

Хроматограмма масла после дериватизации жирных кислот (ЖК) диазометаном представлена на рис. 1.

Определение свободного госсипола в хлопковом масле проводили согласно методике межгосударственного стандарта 13979.11-83 [8], а также анилиновым способом, основанным на образовании нерастворимого дианилингоссипола [9].

Установлено, что хлопковое масло, полученное методом СКФ-экстракции с помощью жидкого СО₂, практически не содержит госсипола (табл. 2).

Таким образом, масло семян Gossipium hirsutum, полученное методом сверхкритической углекислотной экстракции, характеризуется отсутствием госсипола.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шиков А.Н., Макаров В.Г., Рыженков В.Е. Растительные масла и масляные экстракты: технология, стандартизация, свойства. - М.: ИД «Русский врач», 2004. - 264 с.

2. Carter F.L., Castillo A.E., Frampton V.L., Kerr T. Chemical composition studies of seeds of the genus Gossipium II Phytochemistry. 1966. Vol. 5. P. 1103-1112.

3. Хлопчатник на юге России: монография / Г.С. Шахмедова, Ю.И. Дедова, И.Ш. Шахмедов, Н.Ю. Жарикова, Н.Д. Токарева. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2006. - 109 с.

4. US Patent 4008210. Solvent extraction of oil from oil seeds / Steele B.C., Barr D.R., Hunt C.T., Ayres J.L. - Publ. 15.02.1977.

5. US Patent 8021703. Oil seeds meal preparation / Schwelzer M., Green B.E. - Publ. 20.09.2011.

6. Farag R.S., Hallabo S.A.S., Hewedi F.M., Basyony A.E. Chemical evaluation of rape seed // Fette-Seifen Anstrichmittel. 1986. Vol. 88. N 10. P. 391-397.

7. Беккер X., Домшке Г., Фангхенель Э. и др. Органикум: В 2-х т. Т. 2. Пер. с нем. - М.: Мир, 1992. - 417 с.

8. Межгосударственный стандарт 13979.11-83. Жмыхи и шроты хлопковые. Метод определения свободного госсипола.

9. Руководство по методам исследования, технологическому контролю и учету производства в масло-жировой промышленности, т. 1, кн. 2. Л., 1967, с. 834.

1. Способ получения масла семян Gossipium hirsutum методом сверхкритической флюидной экстракции, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используются высушенные и измельченные семена хлопчатника Gossipium hirsutum (сорт «АС-4»), которые экстрагируют в сверхкритическом флюидном экстракторе диоксидом углерода (поток флюида 40 г/мин) при температуре 40-45°C, давлении 300-350 атм и времени 60-70 мин.

2. Масло семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4»), полученное методом сверхкритической флюидной углекислотной экстракции, отличающееся отношением содержания ненасыщенных жирных кислот к содержанию насыщенных жирных кислот, которое составляет 1.96, кислотным числом 1,4 мг КОН, отсутствием токсичного полифенола - госсипола - и следующим жирнокислотным составом, мас. %:

Линолевая кислота (С18:2Δ9,12)	43,36
Пальмитиновая кислота (С16:0)	26,48
Олеиновая кислота (С18:1Δ9)	20,47
Стеариновая кислота (С18:0)	4,26
Додекановая кислота (С12:0)	1,27
цис-Октадеценовая кислота (С18:1Δ6)	1,24
Миристиновая кислота (С14:0)	0,93
Арахиновая кислота (С20:0)	0,85
Пальмитолеиновая кислота (С16:1Δ9)	0,65
7,10,13-Эйкозатриеновая кислота (С20:3Δ7,10,13)	0,49

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.

Способ выделения эфирного масла из лекарственного растительного сырья // 2582292

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 экстракции растительного сырья, способ получения хлорофиллсодержащего биоактивного продукта, включающий такую экстракцию, и продукт // 2573310

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 получения масляных экстрактов растительного сырья // 2545680

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.

Способ получения растительных экстрактов для косметики // 2528693

Изобретение относится к технологии растительных экстрактов для косметики. Измельченное сырье выдерживают с растворителем до равновесия и отделяют экстракт от твердой фазы фильтрацией.

Способ извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала // 2517855

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.

Способ получения функциональных продуктов // 2485806

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

Способ приготовления липидной биоактивной композиции // 2482707

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

Способ получения фосфолипазы d // 2472351

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Способ комплексной переработки растительного сырья при получении силиконовых экстрактов // 2465307

Изобретение относится к технологии косметических продуктов и может быть использовано при получении растительных экстрактов. .

Продукт на водной основе, включающий маслосодержащие микрокапсулы, и способ его производства // 2593907

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложена водная дисперсия микрокапсул, включающих по крайней мере одно гидрофобное вещество и белковую поверхность раздела, окружающую по крайней мере одно гидрофобное вещество.

Жировая композиция для адаптированной детской молочной смеси // 2593410

Изобретение относится к композициям заменителей жира женского молока и может быть использовано при создании заменителей грудного молока для детей. Продукт включает растительные масла, такие как: кокосовое, соевое, высокоолеиновое подсолнечное масло и концентраты омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), а также обезвоженный молочный жир при следующем соотношении компонентов, мас.

Композиция для жарки // 2590804

Изобретение относится к масложировой промышленности и касается масла для жарки, предназначенного для обжаривания продуктов в неглубоком слое масла и во фритюре. Композиция для жарки, включающая рафинированное дезодорированное масло или смесь масел и стабилизирующую добавку.

Масляный экстракт на основе обогащенного растительного сырья // 2587046

Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано в качестве пищевого продукта, биологически активной добавки, фармакологической композиции. Масляный экстракт на основе обогащенных неорганической формой йода - йодид калия пророщенных семян нута в тыквенном масле из семян тыквы в соотношении нут:масло 1:1.

Газогенераторная утилизационная установка и топливные гранулы для нее // 2582986

Изобретение относится к области комплексной переработки твердого топлива на основе биоресурсов и может быть использовано при комплексной переработке пищевых продуктов.

Жировая или масляная композиция // 2582349

Изобретение относится к масложировой промышленности. Жировая или масляная композиция, содержащая от 0,02 до 1,8 мас.% тритерпенового спирта, находящегося в свободном состоянии (A); и 1,4 мас.% или менее сложного эфира жирной кислоты и тритерпенового спирта (B), от 88 до 99,5 мас.%.

Масляно-жировая композиция // 2580883

Изобретение относится к масложировой промышленности. Масляно-жировая композиция содержит: масла и жиры, произведенные путем оксидирования свежих масел и жиров, в результате которого разность значения анизидина до и после оксидирования составляет 0,5-350; и пищевые масла и жиры, характеризующиеся добавочным значением анизидина, рассчитанным по формуле, указанной ниже, и равным 0,07-350: добавочное значение анизидина = (значение анизидина после оксидирования - значение анизидина до оксидирования)×[количество добавок (вес.%)].

Способ получения композиции биологически активных веществ // 2567194

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству композиции, используемой в качестве биологически активной пищевой добавки как самостоятельно в виде готовых форм оздоровительного и медицинского назначения для внутреннего, наружного и парентерального применения, так и в продуктах питания.

Шоколадный или шоколадоподобный материал и способ его получения // 2567001

Изобретение относится к кондитерской отрасли. Шоколадный или шоколадоподобный материал содержит масло и жир.

Масляная или жировая композиция // 2566986

Изобретение относится к масложировой промышленности. Жировая или масляная композиция, содержащая от 0,02 до 0,65 масс.% тритерпенового спирта, находящегося в свободном состоянии, и 0,18 масс.% или менее γ-оризанола.

Способ производства кукурузного масла // 2603581

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ производства кукурузного масла предусматривает извлечение масла из кукурузных зародышей прессованием на прессах под давлением. Далее производят предварительный отжим масла из мезги. При этом извлекают 60-85% жира, после чего проводят экстракцию масла. Далее осуществляют первичную очистку масла, после чего полученное масло настаивают порошками тимьяна и розмарина, добавляя их в количестве 3-5 г и 2 г соответственно на 50 мл масла. Для лучшей экстракции масло подогревают до температуры 50°С. После настаивания масло подвергается фильтрации. Изобретение позволяет получить масло с низкими показателями кислотного и перекисного числа. 2 табл.