Способ переработки семян сои
Владельцы патента RU 2688466:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)
Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ переработки семян сои включает их очистку от примесей, тепловую обработку, дробление, отделение оболочки от ядра с последующим извлечением, из выделенного ядра, масла экстракцией с получением соевого масла и шрота. При этом тепловую обработку соевых семян осуществляют путем кратковременной обработки горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек с последующим охлаждением атмосферным воздухом до температуры семян 20-30°С. Изобретение позволяет повысить степень отделения оболочки от соевого ядра и, как следствие увеличить содержание протеина в шроте, повысить степень перехода фосфолипидов в масло при одновременном улучшение степени их гидратируемости. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано при переработке семян сои с получением соевых масел и шротов
Известен способ перерабоки соевых семян с получением масла и жмыха или шрота [патент 2044034], включающий их очистку от примесей, нагрев парами воды до температуры 30-40°С при одновременном увлажнении до 11-15%, сухую экструзию в три стадии с обязательным отводом воздуха: на первой стадии температуру материала доводят до 70-80°С, на второй - до 100-110°С, на третьей - до 140-150°С, после чего извлекают масло прессованием или экстракцией.
Недостатком способа является значительное температурное воздействие на материал в процессе его переработки, что приводит к денатурации белковых веществ, снижающей пищевые и кормовые достоинства жмыхов и шротов, и протеканию нежелательных процессов в масле, ухудшающих его качество. Кроме того, переработка семян сои в предлагаемом способе осуществляется без отделения оболочки, что оказывает дополнительное отрицательное воздействие на качество получаемых продуктов: масел, жмыхов и шротов.
Прототипом изобретения является способ производства продуктов из семян сои [патент №2162289], включающий очистку семян от примесей, их увлажнение с последующей выдержкой для набухания, нагрев увлажненных семян до температуры 35-62°С, дробление нагретых семян с последующим выделением на рассеве оболочки, крупного дробленого ядра и мелкого дробленого ядра с оболочкой, которое далее подвергается пневмосепарированию с отделением оболочки. Выделенное ядро направляется на получение соевого масла и жмыха и других соевых продуктов.
Способ имеет следующие недостатки:
- неполное отделение оболочки от крупного ядра на рассеве, что снижает содержание белков в получаемых жмыхах;
- протекание гидролитических и окислительных процессов в маслах при увлажнении семян, их выдержке для набухания и нагреве, что приводит к росту кислотного и перекисного числа масел;
- денатурация белковых веществ в процессе нагрева увлажненных семян, приводящая к ухудшению качества жмыхов.
Задачей, решаемой изобретением, является усовершенствование способа переработки семян сои, обеспечивающее получение целевых продуктов: высокопротеинового шрота (жмыха) и высококачественного легкогидратируемого соевого масла.
Техническим результатом изобретения является повышение степени отделения оболочки от соевого ядра и, как следствие, увеличение содержания протеина в шроте, повышение перехода фосфолипидов в масло при одновременном улучшении степени их гидратируемости.
Технический результат достигается тем, что способ переработки семян сои включает их очистку от примесей, тепловую обработку, дробление, отделение оболочки от ядра с последующим извлечением из выделенного ядра масла экстракцией с получением соевого масла и шрота, при этом тепловую обработку семян осуществляют путем кратковременной обработки горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек с последующим охлаждением атмосферным воздухом до температуры семян 20-30°С.
Целесообразность обработки семян горячим воздухом перед дроблением диктуется следующим. В процессе интенсивного кратковременного теплового воздействия на семена горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек происходит их нагрев до температуры 65-75°С, что приводит к подсушке семян. При этом более быстро снижается влажность у оболочки по сравнению с ядром. Это сопровождается усадкой оболочки и, как следствие, снижением степени ее связанности с ядром. В процессе дробления она более легко отделяется от ядра и при последующем сепарировании удаляется из дробленки с помощью воздушного потока. А поскольку оболочка характеризуется низким содержанием протеина и высоким клетчатки, это приводит к увеличению содержания протеина в получаемом шроте и, как следствие, к выработке стандартного или высокопротеинового шрота, соответствующего требованию ГОСТа, который пользуется большим спросом во всех отраслях пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
Важным результатом кратковременной обработки семян сои перед дроблением горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек является инактивация ферментной системы, в т.ч. таких ферментов как липаза, липоксигеназа, фосфолипаза, что обеспечивает уменьшение интенсивности или полное предотвращение протекания в семенах окислительных, гидролитических и других нежелательных процессов при их подготовке к извлечению масла и, как следствие, к повышению качества извлекаемых масел. Кратковременная обработка семян горячим воздухом снижает и активность фермента уреазы, который характеризуется повышенной стойкостью ко всем тепловым и другим воздействиям в ходе технологической переработки семян сои. Это облегчает инактивацию этого фермента в процессе тестирования шрота.
Кроме того, в процессе тепловой обработки происходит изменение прочности связей фосфолипидов с компонентами семени: белковыми веществами и углеводами. Причем, эти процессы протекают с разной направленностью: полярные фосфолипиды, к которым относятся их негидратируемые группы, связываются более прочно, а связи менее полярных легкогидратируемых групп фосфолипидов ослабевают, и они переходят в масло.
Общим эффектом от кратковременного воздействия на семена сои горячего воздуха с температурой 160°С в течение 40-50 сек является улучшение качества получаемых целевых продуктов: масел и шротов, увеличение перехода фосфолипидов в масло при одновременном повышении степени его гидратируемости.
Экспериментально установлено, что при заявленных технологических режимах как уменьшение, так и увеличение времени воздействия горячего воздуха на семена приводит к ухудшению качества получаемых масел и шротов. Уменьшение времени теплового воздействия на семена снижает степень усадки оболочки, что ухудшает ее отделение при дроблении и дальнейшем сепарировании. Кроме того, более низкая продолжительность тепловой обработки семян не обеспечивает достаточную степень инактивации ферментов, что снижает качество получаемых масел. Увеличение времени воздействия приводит к повышению температуры нагрева семян, что отрицательно сказывается на качестве масел и протеинов шротов.
Заявленный способ переработки семян сои поясняется примерами. Пример 1. Семена сои подвергают кратковременной обработке воздухом с температурой 160°С в течение 40 сек, после чего их охлаждают атмосферным воздухом до температуры 20°С и направляют на дробление. Отделение оболочки от ядра осуществляют путем сепарирования. Выделенное ядро направляют на экстракцию с выработкой соевого масла и шрота.
Пример 2. Семена сои подвергают кратковременной обработке воздухом с температурой 160°С в течение 45 сек, после чего их охлаждают атмосферным воздухом до температуры 25°С и направляют на дробление. Отделение оболочки от ядра осуществляют путем сепарирования. В дальнейшем последовательность и режимы технологических операций аналогичны описанным в примере 1. Пример 3. Семена сои подвергают кратковременной обработке воздухом с температурой 160°С в течение 50 сек, после чего их охлаждают атмосферным воздухом до температуры 30°С и направляют на дробление. Отделение оболочки от ядра осуществляют путем сепарирования. В дальнейшем последовательность и режимы технологических операций аналогичны описанным в примере 1.
Показатели получаемых продуктов, полученных при переработке семян сои по разработанному способу, приведены в таблице.
Как следует из данных таблицы, разработанный способ обеспечивает повышение степени отделения оболочки от ядра в процессе дробления семян сои и их сепарирования и уменьшает ее содержание в ядре, поступающем на извлечение масла. Это дает возможность улучшить качество шротов за счет повышения содержания в них протеина и выработать шроты, соответствующие требованиями ГОСТа на высокопротеиновые шроты (по требованию ГОСТ Р 53799 содержание протеина в высокопротеиновом шроте в пересчете на абсолютно-сухое вещество должно быть не ниже 54,0%).
Кроме того, разработанный способ позволяет улучшить качество извлекаемого масла за счет инактивации ферментной системы, снизить кислотное число масла и увеличить переход фосфолипидов в масло при одновременном повышении степени их гидратируемости. Остаточное содержание фосфолипидов в масле не превышает 0,15-0,17%.
Снижение содержания фосфолипидов в масле после гидратации облегчает процессы его дальнейшей рафинации: нейтрализации, отбелки и др., при этом, существенно снижается величина отходов и потерь масла на этих стадиях.
Таким образом, совокупность представленных признаков позволяет достичь желаемый технический результат.
Способ переработки семян сои, включающий очистку семян от примесей, тепловую обработку, их дробление, отделение оболочки от ядра с последующим извлечением из ядра масла экстракцией с получением соевого масла и шрота, отличающийся тем, что тепловую обработку семян перед дроблением осуществляют путем кратковременной обработки воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек с последующим охлаждением атмосферным воздухом до температуры 20-30°С.
