Хидратирано соево масло. Стокови характеристики на соевото масло. Киселинно число, mg KOH
Като ръкопис
ДУБРОВСКАЯ Ирина Александровна
ПОДОБРЯВАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЯТА ЗА ХИДРАТИРАНЕ НА СОЕВИТЕ МАСЛА С ПОЛУЧАВАНЕ НА ЛЕЦИТИНИ
Специалност: 18.05.06 - Технология на мазнините, етеричните масла и
парфюмерийни и козметични продукти
дисертации за степен
кандидат на техническите науки
Краснодар - 2013г
Работата е извършена във FGBOU VPO
"Кубански държавен технологичен университет"
| Научен съветник: | доктор на техническите науки, професор Герасименко Евгений Олегович |
| Официални противници: | Красилников Валерий Николаевич,Доктор на техническите науки, професор, професор в катедра „Технология и обществено хранене“ на Санкт Петербургския държавен търговско-икономически университет Прудников Сергей Михайлович,Доктор на техническите науки, професор, ръководител на катедрата по физични методи на изследване на Държавната научна институция "Всеруски изследователски институт по маслодайни култури" на Руската селскостопанска академия. СРЕЩУ. Пустовойта |
Водеща организация: FGBOU VPO "Воронежки държавен университет по инженерни технологии".
Защитата ще се проведе на 24 декември в 10:00 часа на заседание на дисертационния съвет D 212.100.03 в Кубанския държавен технологичен университет на адрес: 350072, Краснодар, ул. Московская, 2, стая G-248
Дисертацията може да бъде намерена в библиотеката на FSBEI HPE "Кубански държавен технологичен университет"
научен секретар
дисертационен съвет,
кандидат технически наук, доцент М.В. Филенкова
1 Обща характеристика на работата
1.1 Уместност на темата. Доктрината за продоволствена сигурност на Руската федерация за периода до 2020 г. предвижда развитието на фундаментални и приложни научни изследвания, както и въвеждането на иновативни технологии за сложна дълбока преработка на хранителни суровини за функционални и специализирани цели.
В маслената и маслената промишленост този подход се прилага най-пълно при преработката на соеви семена, които са изходна суровина за производството на растително масло, протеини и лецитин.
Трябва да се отбележи, че сред другите аналози от растителен произход преобладават соевите протеини и лецитините. Въпреки това много производители отказват да използват соеви протеини и лецитини в производството на функционални и специализирани продукти, тъй като около 80% от соята е генетично модифицирана.
В момента Русия остава една от малкото страни, отглеждащи сортове соя, които не са претърпели генетична модификация. Повечето от използваните от местните производители технологии обаче не отговарят на критериите за дълбока преработка, което се отнася преди всичко за ниската ефективност на технологиите за рафиниране на соево масло, които не осигуряват конкурентоспособни лецитини.
Като хранителна добавка лецитините намират широко приложение в производството на различни хранителни продукти. В същото време развитието на съвременните хранителни технологии предизвиква нарастване на нуждата от лецитини с насочени технологични и функционални свойства. Решаването на проблема чрез получаване на фракционирани лецитини включва организиране на отделно производство, което изисква използването на скъпо оборудване и консумативи, включително запалими и експлозивни разтворители.
По този начин е актуално усъвършенстването на технологията за хидратиране на соеви масла с производството на конкурентоспособни лецитини с целеви технологични и функционални свойства.
Дисертационният труд е извършен в съответствие с изследователския план „Разработване на интегрирани екологосъобразни ресурсоспестяващи технологии за преработка на растителни и животински суровини чрез физикохимични и биотехнологични методи с цел получаване на хранителни добавки, парфюми, козметика и хранителни продукти за функционални и специализирани цели" за 2011-2015 г. (код на работа 1.2.11-15, държавен регистрационен номер 01201152075).
1.2 Цел на работата: усъвършенстване на технологията на хидратиране на соеви масла с производство на лецитини.
1.3 Основните цели на изследването:
Анализ на научно-техническа литература и патентна информация по темата на изследването;
Избор и обосновка на обекти на изследване;
Изследване на характеристиките на химичния и групов състав на фосфолипидния комплекс на масла, получени от соеви семена от съвременни сортове;
Теоретично и експериментално обосноваване на метода за хидратиране на соеви масла с получаване на фракционирани лецитини с технологични и функционални свойства;
Теоретична и експериментална обосновка на метода за получаване на хидратирани фосфолипиди с високо съдържание на фосфатидилхолини;
Разработване на методи за оценка на ефективността на образуването на комплексни съединения на фосфолипидите с метали;
Теоретично и експериментално обосноваване на метода за отстраняване на сложни съединения на фосфолипиди с метали от нефт;
Разработване на структурна и технологична схема за хидратиране на масла с производство на фракционирани лецитини;
Проучване на показателите за качество и безопасност на получените продукти;
Оценка на икономическата ефективност на разработената технология.
1.4 Научна новост на работата. Установено е, че нерафинираните масла, получени от соеви семена от съвременни сортове, са перспективна суровина за производството на конкурентоспособни лецитини с насочен емулгиращ ефект.
За първи път беше разкрита зависимостта на критичната концентрация на вода в системата "триацилглицероли (TAG) - фосфолипиди - вода" от масовата част на фосфолипидите в системата и температурата.
Теоретично е обосновано и експериментално потвърдено, че при добавяне на разтвори на Ca и Mg хлориди към нерафинирано соево масло се образуват стабилни комплексни съединения на фосфолипиди с метали, което води до намаляване на тяхната хидратация, докато фосфатидилхолините не участват в реакциите на образуване на комплекси. .
Доказано е, че по време на образуването на комплекси от фосфолипиди с метали, динамичното равновесие се измества към намаляване на реда на асоциираните фосфолипиди, с увеличаване на техния брой, което води до повишаване на електрическата проводимост на системата.
Установено е, че при внасяне на вода в нерафинирано соево масло, предварително обработено с разтвори на Ca и Mg хлориди, фосфатидилхолините се хидратират предимно, докато специфичното им съдържание в хидратираната фракция достига 50%.
Показано е, че въвеждането на концентриран разтвор на лимонена киселина в хидратирано соево масло, предварително обработено с разтвори на Ca и Mg хлориди, води до разрушаване на образуваните преди това комплекси от фосфолипиди с метали и повишаване на тяхната хидратация.
1.5 Практическа уместност. На базата на проведените изследвания е разработена технология за хидратиране на соево масло с производство на фракционирани лецитини с насочени технологични и функционални свойства. Разработени са спецификации и спецификации за производство на фракционирани лецитини FH-50 и FEA-30 и за производство на хидратирано масло.
1.6 Внедряване на резултатите от изследването.Разработената технология за получаване на фракционирани лецитини е приета за внедряване в Център Соя LLC през третото тримесечие на 2014 г.
Икономическият ефект от въвеждането на разработената технология ще бъде над 24 милиона при преработка на 82 500 тона соево масло годишно.
1.7 Апробация на работата. Основните положения на дисертационния труд бяха представени на: Международна научно-практическа конференция „Интегрирано използване на биоресурси: технологии с ниски отпадъци“, КНИИХП РААС, Краснодар, март 2010 г.; Международна научно-практическа конференция „Иновативни начини в разработването на ресурсоспестяващи технологии за производство и преработка на селскостопански продукти“, GNU NIIMMP RAAS, Волгоград, юни 2010 г.; Всеруска конференция с елементи на научна школа за младежи „Кадрова подкрепа за развитието на иновативните дейности в Русия“, Москва, Ершово, октомври 2010 г.; IV Всеруска научно-практическа конференция на учени и студенти от университети "Регионален пазар на потребителски стоки: характеристики и перспективи за развитие, формиране на конкуренция, качество и безопасност на стоките и услугите", Тюмен, 2011 г.; Международна научно-практическа конференция „Иновативни хранителни технологии в областта на съхранение и преработка на селскостопански суровини“, КНИИХП РААС, Краснодар, юни 2011 г.; XI международна конференция „Мазнена и маслена индустрия-2011”, Санкт Петербург, октомври 2011 г.; Международна научно-практическа конференция „Иновативни хранителни технологии в областта на съхранението и преработката на селскостопански суровини“, КНИИХП РААС, Краснодар, май 2012 г.; VI международна конференция „Перспективи за развитие на маслодайната индустрия: технологии и пазар“, Украйна, Крим, Алушта, май 2013 г.
1.8 Публикации.По материалите от проведеното изследване са публикувани 3 статии в препоръчани от ВАК списания, 9 материала и резюмета на доклади, получен е 1 патент за изобретение.
1.9 Структура и обхват на работата.Дисертацията се състои от увод, аналитичен преглед, методическа част, експериментална част, заключения, списък с литература и приложения. Основната част от работата е извършена върху 123 страници машинописен текст, включващ 30 таблици и 23 фигури. Списъкът с литературата включва 84 заглавия, 12 от които са на чужди езици.
2 Експериментално
2.1 Методи на изследване. При провеждане на експериментални изследвания използвахме методите, препоръчани от VNIIZH, както и съвременни методи за физикохимичен анализ, които позволяват да се получи най-пълна характеристика на изследваните фосфолипиди и масла: методи за спектрален анализ (IR, UV), хроматография (TLC, GLC).
Хидратирани и нехидратирани фосфолипиди се изолират от масла чрез диализа.
Физикохимичните параметри на течните лецитини се определят съгласно GOST R 53970-2010 „Хранителни добавки. Лецитини E322. Общи технически условия".
Оценката на статистическата значимост на резултатите е извършена по известни методи с помощта на пакетите от приложения "Statistics", "Math Cad" и "Excel".
Блоковата диаграма на изследването е показана на фигура 1.
2.2 Характеристики на обектите на изследване. Като обекти на изследване са избрани масла, получени от производствена смес от соеви семена от съвременни сортове от домашно отглеждане "Вилана", "Лира", "Алба", култивирани в Краснодарския край.
Таблица 1 представя физичните и химичните параметри на нерафинираните соеви масла.
Фигура 1 - Блокова схема на изследването
Показано е, че изследваните проби от нерафинирани соеви масла отговарят на изискванията на GOST R 53510-2009 за физични и химични параметри.
нерафинирани масла от 1-ви клас и съдържат доста голямо количество нехидратирани фосфолипиди.
Таблица 1 - Физични и химични параметри на нерафинирани соеви масла
| Име на индикатора | Стойност на индикатора | Изисквания на GOST R 53510-2009 за нерафинирано масло от първи клас |
| Киселинно число, mg KOH/g | 2,24-3,12 | Не повече от 6,0 |
| Масова фракция, %: обезмаслени примеси | 0,08-0,10 | Не повече от 0,20 |
| фосфолипиди по отношение на стеаролеолецитин, % | 1,98-2,28 | Не повече от 4.0 |
| включително нехидратирани | 0,35-0,42 | Не е стандартизиран |
| влага и летливи вещества, % | 0,08-0,11 | Не повече от 0,30 |
| 4,90-5,23 | Не повече от 10,0 |
2.3 Изследване на състава на фосфолипидния комплекс.Една от основните характеристики, които определят технологично функционалните свойства на лецитините, включително вида на стабилизираните водно-маслени емулсии (директни или обратни), е съотношението фосфатидилхолини/фосфатидилетаноламини (PC/PEA).
Средният групов състав на фосфолипидния комплекс от соево масло от съвременни сортове от домашно отглеждане е представен в таблица 2.
Таблица 2 - Групов състав на фосфолипидния комплекс на соевото масло
Показано е, че във фосфолипидния комплекс на соевото масло съотношението PC/PEA е 1,15:1, което показва липсата на изразени технологично насочени функционални свойства.
Ефективно решение за промяна на груповия състав на фосфолипидния комплекс без използване на химическа модификация е фракционирането с помощта на селективни разтворители. Нашият иновативен подход към технологията за получаване на фракционирани лецитини, обогатени с определена технологично функционална група фосфолипиди (PC или PEA) се състои в селективното им отстраняване на етапа на хидратация.
За да се обоснове този подход, бяха проучени особеностите на груповия и химичния състав на хидратирани и нехидратирани фракции на фосфолипидния комплекс на соеви масла от местна селекция. Резултатите са представени в таблици 3 и 4.
Таблица 3 - Групов състав на хидратирани и нехидратирани фосфолипиди
| Масова фракция, % към общото съдържание на фосфолипиди | ||
| хидратирана | нехидратиран | |
| Фосфатидилхолини | 32 | отсъствие |
| Фосфатидилетаноламини | 21 | 16 |
| Фосфатидилинозитоли | 7 | 2 |
| Фосфатидилсерини | 12 | 7 |
| Фосфатидилглицероли | 14 | 5 |
| 14 | 68 | |
Таблица 4 - Химичен състав на фосфолипидния комплекс
| Име на индикатора | Стойност на индикатора | |
| хидратирани фосфолипиди | нехидратиращи се фосфолипиди | |
| Масова част на металите, %, включително: | ||
| K+ | 0,523 | 0,996 |
| Na+ | 0,026 | 0,38 |
| Mg+2 | 0,076 | 0,234 |
| Ca+2 | 0,127 | 0,833 |
| Cu+2 | 0,0009 | 0,029 |
| Fe (общо) | 0,015 | 0,490 |
| Количество метали | 0,768 | 2,962 |
| Масова част неосапуняеми липиди, % | 2,31 | 15,03 |
Показано е, че с изключение на PC, който присъства само в хидратираната фракция, и двете фракции съдържат сходни групи фосфолипиди. В същото време нехидратируемата фракция се характеризира със значително по-високо съдържание на поливалентни метални йони и неосапуняеми липиди, с които е известно, че фосфолипидите образуват стабилни комплексни съединения.
Фосфатидилхолините поради своя химичен състав и структура не образуват комплекси с метали и като най-полярни групи участват основно в образуването на сложни мицели с вода при хидратацията на маслата.
Като се има предвид горното, се прие, че чрез свързване на хидратиращите групи на фосфатидилинозитоли, фосфатидилсерини, фосфатидилглицероли и фосфатидни киселини, които са част от фосфолипидния комплекс, в комплексни съединения с метали и по този начин съставът им не се прехвърля в хидратирана фракция, е възможно значително да се увеличи съдържанието на PC в хидратираната фракция.
Имайки предвид това, ние изследвахме процеса на образуване на комплекси, за да обосноваме избора на ефективен комплексообразуващ реагент.
2.4 Изследване на процеса на комплексообразуване.Известно е, че фосфолипидите образуват по-стабилни комплекси с такива метали като Ca, Mg, Cu и Fe. В същото време се отбелязва селективният афинитет на отделни групи фосфолипиди към отделни метали. Като се има предвид, че желязото и медните йони засилват окислителните процеси, използването им за създаване на комплексни съединения е неподходящо.
Така за свързването на горните групи фосфолипиди в комплексни съединения са избрани метални йони Ca+2 и Mg+2 под формата на техните водоразтворими соли.
За провеждане на реакцията на образуване на комплекс е препоръчително като реагент да се използват Ca и Mg соли, образувани от силна киселина, способна да се дисоциира напълно в разтвор. Като се има предвид, че реагентите в края на технологичния процес частично ще останат във фосфолипидния продукт - лецитин, беше оценена допустимостта на използването им в хранителни продукти. В тази връзка хлоридите на Ca и Mg, традиционно използвани като хранителни добавки, бяха използвани в допълнителни изследвания.
На следващия етап се определя ефективната концентрация и количеството на избрания комплексообразуващ агент, т.е. разтвори на Ca и Mg хлориди, както и начините на тяхното въвеждане в маслото.
Условието за ефективния ход на реакцията на комплексообразуване в системата "TAG-фосфолипиди-вода" е да се осигури нейната хомогенност, която може да бъде нарушена при прекомерно въвеждане на воден разтвор на реагента. Като се има предвид това, ние определихме съдържанието на вода в системата TAG-фосфолипиди-вода, което не наруши нейната фазова стабилност. Масовата част на фосфолипидите в системата и температурата на процеса бяха избрани като фактори на вариация. Зависимостта на критичната концентрация на вода в системата от тези фактори е показана на Фигура 2.
Математическата обработка на получените данни позволи да се получи уравнение, което позволява да се изчисли критичната концентрация на вода в системата:
w= -0,08 – 0,13 f + 0,01 t + 0,02 f2 + 0,005 f t (1)
където w е критичната концентрация на вода, %
f е масовата част на фосфолипидите в маслото, %;
t – температура, С
На следващия етап от изследването е определено теоретичното количество метали, които трябва да бъдат въведени в нерафинираното масло за образуване на комплекси с хидратирани фосфолипиди. Изчислението се извършва по формулата:
XMe= 
където XMe е количеството метал, необходимо за образуването на комплексни съединения с отделна група фосфолипиди, % от теглото на маслото;
MMe е молекулното тегло на метала;
Mfl е средното молекулно тегло на отделна група фосфолипиди;
W - масова част на хидратирани групи фосфолипиди в масло, %;
K е броят на фосфолипидните молекули, които изграждат комплексното съединение.
Като се има предвид, че сложните съединения на отделни групи фосфолипиди с Ca и Mg имат приблизително еднаква стабилност, при извършване на изчисления с помощта на формула 2 се приема, че отделните групи фосфолипиди ще взаимодействат с Ca и Mg с еднаква вероятност.
Резултатите от изчисленията са представени в Таблица 5.
Таблица 5 - Количеството метали, необходимо за образуването на комплексни съединения с отделна група фосфолипиди
| Име на фосфолипидната група | Количество метали, % към масата на маслото | |
| Mg+2 (M=23) | Ca+2 (M=40) | |
| Фосфатидилинозитоли | 0,0007 | 0,001 |
| Фосфатидилсерини | 0,0001 | 0,0002 |
| Фосфатидилглицероли | 0,0052 | 0,009 |
| Фосфатни и полифосфатидни киселини | 0,0078 | 0,013 |
| аз | 0,0138 | 0,0232 |
Въвеждането на метали в маслото се извършва под формата на техните водни разтвори на соли (хлориди), докато изчисляването на необходимото количество соли (Xc) се извършва по формулата:
където XMe е количеството метал, необходимо за образуването на комплекси с хидратирани фосфолипиди;
Msalt е молекулното тегло на солта;
MMe е молекулното тегло на метала.
Установено е, че теоретично необходимото количество Ca и Mg хлориди за образуване на комплекси от фосфолипиди с метали е съответно 0,01 и 0,03% от теглото на маслото.
За бърза оценка на ефективността на образуване на комплекси от фосфолипиди с метали се предлага метод, базиран на определяне на електрическата проводимост на системата. Тази техника се основава на идеята, че образуването на комплекси от фосфолипиди с метали води до намаляване на полярността на фосфолипидните молекули и в резултат на това до намаляване на реда на асоциираните фосфолипидни комплекси с увеличаване на техния брой .
Електрическата проводимост в системата "триацилглицероли-фосфолипиди" има електрофоретичен характер, т.е. се определя от броя на спътниците на фосфолипидите, които са основните носители на заряд в такива системи. По този начин стойността на електрическата проводимост може да се използва като индикатор за ефективността на комплексообразуването в системата "TAG-фосфолипиди".
За провеждане на реакцията на комплексообразуване, нерафинираното соево масло се третира с комплексообразуващ агент в количество, изчислено по формула (3). Обработката се извършва в продължение на 240 минути в лабораторна инсталация с разбъркване, като температурата на процеса варира от 60°С до 90°С. Зависимостта на промяната в специфичната електрическа проводимост на системата "соево масло-реагент разтвор" от продължителността на реакцията на комплексообразуване е показана на фигура 3.
Показано е, че процесът на комплексообразуване е придружен от повишаване и последващо стабилизиране на електрическата проводимост на системата. Максималната промяна в електрическата проводимост, съответстваща на най-ефективния ход на реакцията на комплексообразуване, се постига, когато процесът се провежда при 90°С за 90-100 минути.
Като се има предвид, че нехидратиращите групи фосфолипиди, за разлика от хидратираните, са отделни молекули и димери, ние анализирахме размера на фосфолипидните асоциати в оригиналното масло и след третиране с метални соли (Фигура 4).
Показано е, че след третиране с Ca и Mg хлориди, средният размер на фосфолипидните асоциати намалява от 2-3 nm, което съответства на размера на мицеларните агрегати, до 0,5-1,3 nm, съответстващи на отделни молекули или димери, характерни за не -хидратиращи фосфолипиди.
С помощта на IR спектроскопия (Фигура 5) беше установено, че интензитетът на абсорбция, характерен за оригиналното масло, поради групата P-OH, намалява след обработка на маслото с Ca и Mg хлориди. Въпреки това, в маслото
третирани с Ca и Mg хлориди, интензитетът на абсорбция нараства в спектралните области, съответстващи на (PO-)- йони и карбоксилиони (COO-), свързани с метални катиони, което показва образуването на стабилни комплекси на фосфолипиди с метали и потвърждава формулираното по-рано предположение.
Идентифицирането на оптималното количество комплексообразуващ агент, което осигурява максимална степен на комплексообразуване на отделните групи фосфолипиди, се оценява по степента на намаляване на тяхната хидратация.
По време на експеримента соевото масло е предварително обработено с разтвор на смес от CaCl2 и MgCl2, взети в различни пропорции един с друг при предварително идентифицирани режими. Диапазонът на вариация в количеството на реагента беше от 20% дефицит до 20% излишък от теоретично изчисленото по уравнение (3). След приключване на процеса на комплексообразуване се извършва хидратация на водата при традиционни условия: температура 65С, количество вода - 2F (където F е масовата част на фосфолипидите в маслото), време на експозиция - 40 минути. След това системата се отделя чрез центрофугиране и се оценява хидратацията на фосфолипидите. Резултатите са представени на фигура 6.
В резултат на математическа обработка на данни беше получено уравнение, което описва адекватно процеса:
g = 84,74-1537,87m-1624,97k+13165,17m2+24721,27mk-162940k2 (4)
където g е хидратация, %;
m е количеството магнезиев хлорид, % от теглото на маслото;
k е количеството калциев хлорид, % от теглото на маслото.
Обработката на данни в среда MathCad позволи да се установи, че минималната стойност на хидратация от 55% ще бъде наблюдавана с добавяне на 0,030% магнезиев хлорид и 0,011% калциев хлорид. На следващия етап бяха определени режимите на хидратация на водата.
2.5 Определяне на режимите на хидратация на водата.Както е известно, ефективността на хидратацията се влияе от продължителността на процеса, температурата и количеството на хидратиращия агент.
За осъществяване на хидратация е избрано препоръчителното количество хидратиращ агент, равно на 2Fg (където Fg е съдържанието на хидратирани фосфолипиди в маслото), като се вземе предвид водата, необходима за разтваряне на солите. Добивът на фосфолипиди и специфичното съдържание на фосфатидилхолини в груповия състав на фосфолипидите, екскретирани по време на хидратация, бяха оценени като функции на отговор.
В резултат на математическа обработка на данни бяха получени уравнения, които описват адекватно процеса:
v1 = -24,21+2,28+1,3t-0,052+0,003t-0,0094t2 (5)
v2 = -14,87+2,14+1,01t-0,022-0,008t-0,03t2 (6)
където v1 е добивът на фосфолипиди, %;
v2 – специфично съдържание на фосфатидилхолини в груповия състав на фосфолипидите, %;
– продължителност на процеса, min;
t е температурата на процеса, 0С.
Графичната интерпретация на експерименталните резултати след математическа обработка е показана на фигури 7 и 8.
Обработката на данните в среда MathCad позволи да се установи, че максималната специфична стойност на съдържанието на фосфатидилхолини, равна на 56,0%, ще се наблюдава при хидратация в продължение на 10 минути при температура 60°С. В този случай добивът на фосфолипиди, изчислен съгласно уравнение 5, ще бъде 45%.
Груповият състав на фосфолипидите на фракциониран течен лецитин с високо съдържание на фосфатидилхолини (PC-50) е представен в таблица 6.
Таблица 6 - Групов състав на фосфолипиди на фракциониран течен лецитин (PC-50)
Показано е, че след селективното отстраняване на фосфолипидите на етапа на хидратация, съотношението PC/PEA в получения лецитин става равно на 2,8:1, което дава възможност полученият фракциониран продукт да се позиционира като емулгатор от директен тип.
Остатъчното съдържание на фосфолипиди в маслото, които са нехидратиращи се форми под формата на комплексни съединения с метали, след водна хидратация е 1,2%. На следващия етап бяха разработени режимите за отстраняването им от масла.
2.6 Разработване на режими за отстраняване на комплексни съединения на фосфолипиди с метали от нефт.За да се отстранят фосфолипидите, останали след водната хидратация от маслото, е необходимо да се разрушат техните комплекси с метали, образувани в резултат на третиране на соево масло с комплексообразуващ агент. Известни са методи за третиране на масла с различни реагенти, чиито молекули съдържат лиганд, способен да образува по-стабилни комплекси с метални йони, които са част от фосфолипидите. При избора на реагент е необходимо да се вземе предвид допустимостта на съдържанието му в хранителните продукти, тъй като част от него и образуваните от него комплекси с метали ще останат в крайния продукт - лецитин.
За да се оцени ефективността на използването на различни реагенти за разрушаване на комплексни съединения на фосфолипиди с метали, частично хидратираното масло, получено след 1-ви етап на хидратация, се третира с концентрирани (50%) разтвори на лимонена киселина, натриев цитрат и смес от лимонена и янтарна киселини, взети в съотношение 7:1 при препоръчителна температура 65 С.
Изчисляването на количеството реагенти се извършва съгласно формула 7, като се вземе предвид остатъчното съдържание на метали в маслото след водна хидратация на XMe ost, посочено в таблица 7.
Таблица 7 - Остатъчно съдържание на метали в маслото след водна хидратация
| Име на метал | Количество метал, % от теглото на маслото |
| Ca2+ | 0,004 |
| Mg2+ | 0,007 |
| Cu2+ | 0,0007 |
| Fe (общо) | 0,01 |
| Сума | 0,022 |
където Хр е количеството на разтвора на реагента, % към масата на маслото;
Мр е молекулното тегло на реагента, g/mol;
MMe е молекулното тегло на метала, g/mol;
Остатък XMe – съдържание на остатъчен метал в частично хидратирано масло, % към масата на маслото;
2 - коефициент, отчитащ концентрацията на разтвора на реагента
Анализът на ефективността на използването на различни реагенти за унищожаване на фосфолипидни комплекси с метали беше извършен съгласно по-горе предложения метод за оценка на електрическата проводимост на системата.
Показано е (Фигура 9), че максимално намаляване на електрическата проводимост на маслото, съответстващо на максималното разрушаване на комплексите на фосфолипидите с метали, се наблюдава, когато се третира с концентриран (50%) разтвор на лимонена киселина за 60 минути. В този случай количеството разтвор на лимонена киселина, изчислено по формула 7, е 0,11% от теглото на маслото.
На следващия етап се определят режимите на киселинна хидратация.
2.7 Дефиниция на режимите на киселинна хидратация.За да се определят режимите на киселинна хидратация, към частично хидратирано масло, обработено с разтвор на лимонена киселина, се добавя вода в количество 1,5–1,7 F и се подлага на излагане в продължение на 50 минути при предварително дефинираните режими. Температурата на експозиция варира в диапазона от 50-70°С. След излагане, системата се отделя чрез центрофугиране. Зависимостта на масовата фракция на фосфолипидите в хидратирано масло от продължителността на излагане и температурата на процеса е показана на Фигура 10.
Доказано е, че провеждането на процеса при температура 55-60°С за 30-40 минути дава възможност да се намали съдържанието на фосфолипиди в хидратираното масло до 0,08%.
Груповият състав на фосфолипидите на фракциониран течен лецитин, получен след киселинна хидратация (FEA-30), е представен в Таблица 7.
Таблица 7 - Групов състав на фосфолипиди на фракциониран течен лецитин (FEA-30)
Показано е, че съотношението PC/PEA в получения фракциониран лецитин е 1:4,3, което го прави възможно да се позиционира като емулгатор за емулсии от обратен тип.
2.8 Разработване на технология за хидратиране на соево масло за получаване на фракционирани лецитини.На базата на изследването е разработена технология за хидратиране за получаване на фракционирани лецитини. Блоковата диаграма е показана на фигура 11, технологичните режими са показани в таблица 8.
Фигура 11 - Блокова схема на хидратация за получаване на фракционирани лецитини
Таблица 8 - Технологични режими на хидратация на соево масло за получаване на фракционирани лецитини
| Име на етапа на процеса | Стойност на индикатора |
| комплексиране: | |
| температура, 0С | 85-90 |
| количество калциев хлорид, % от теглото на маслото | 0,011 |
| количество магнезиев хлорид, % от теглото на маслото | 0,03 |
| 90-100 | |
| Хидратация на вода: | |
| температура, 0С | 60-65 |
| 1,8-2,4 | |
| време на експозиция, мин | 10 |
| Киселинна хидратация: | |
| температура, 0С | 65 |
| количество лимонена киселина, % от теглото на маслото | 0,09-0,11 |
| време на експозиция с лимонена киселина, мин | 40-45 |
| количество вода, % към маслена маса | 1,5-1,7 |
| време на експозиция, мин | 30-40 |
| температура, 0С | 55-60 |
2.9 Оценка на физико-химичните параметри на получените продукти.
В резултат на внедряването на разработената технология в условията на Централен център за колективно ползване "Научноизследователски център по хранителни и химични технологии" на KubSTU беше разработена експериментална партида хидратирано соево масло и фракционирани лецитини, получени след водна и киселинна хидратация. Резултатите от оценката на качествените показатели на получените продукти са представени в таблици 9 и 10.
Таблица 9 - Показатели за качество на хидратирано соево масло
| Име на индикатора | Стойност на индикатора | Изисквания GOST R 53510-2009 за хидратирано масло |
| Киселинно число, mg KOH/g | 2,1 | Не повече от 4.0 |
| Масова част на обезмаслени примеси, % | Отсъствие | Отсъствие |
| Масова фракция на фосфора по отношение на стеаролеолецитин, % | 0,08 | Не повече от 0,5 |
| Масова част на влагата и летливите вещества, % | 0,1 | Не повече от 0,20 |
| Пероксидно число, mmol активен кислород на kg | 2,8 | Не повече от 10,0 |
Таблица 10 - Показатели за качество на получените фракционирани лецитини
| Име на индикатора | Стойност на индикатора | Изисквания на GOST R 53970-2010 за фракциониран лецитин | |
| фракциониран лецитин | |||
| FH-50 | FEA-30 | ||
| Масова част, %: вещества, неразтворими в толуен | 0,15 | 0,05 | Не повече от 0,30 |
| вещества, неразтворими в ацетон | 61,8 | 60,9 | Не по-малко от 60,0 |
| включително: фосфатидилхолини | 56 | 9 | Не е стандартизиран |
| фосфатидилетаноламини | 18 | 34 | Не е стандартизиран |
| влага и летливи вещества | 0,6 | 0,8 | Не повече от 1,0 |
| Киселинно число, mgKOH/g | 15,5 | 31,3 | Не повече от 36,0 |
| Пероксидно число, mmol активен кислород/kg | 3,4 | 3,9 | Не повече от 10,0 |
| Цветов номер на 10% разтвор в толуен, mg йод | 50,6 | 49,1 | Не е стандартизиран |
| Вискозитет при 25С, Pa s, | 11,2 | 9,8 | Не е стандартизиран |
Показано е (таблица 9), че по отношение на качеството полученото хидратирано соево масло отговаря на изискванията на GOST R 53510-2009.
Установено е, че по съдържание на токсични елементи, пестициди, микотоксини, радионуклиди, полученото хидратирано масло отговаря на изискванията на Техническия регламент на Митническия съюз ТР ТС 021/2011 „За безопасност на храните“.
Показано е (таблица 10), че по качество получените фракционирани лецитини отговарят на изискванията на GOST R 53970-2010.
По остатъчно съдържание на тежки метали, пестициди, радионуклиди, получените лецитини отговарят на установените изисквания за безопасност на Техническия регламент на Митническия съюз ТР ТС 029/2012 „Изисквания за безопасност на хранителни добавки, овкусители и технологични средства“.
ЗАКЛЮЧЕНИЯ
На базата на изследванията е разработена подобрена технология за хидратиране на соеви масла с производство на лецитини.
1. Доказано е, че нерафинираните масла, получени от соеви семена на съвременните сортове, се характеризират с високо съдържание на фосфатидилхолини и фосфатидилетаноламини, което им позволява да се използват като суровина за производство на фракционирани лецитини с насочени емулгиращи свойства.
2. Теоретично е обосновано и експериментално чрез IR спектроскопия, че добавянето на водни разтвори на Ca и Mg хлориди към нерафинирано соево масло води до образуване на стабилни комплекси на фосфолипиди с метали, което води до намаляване на тяхната хидратация с 30-35 %, докато фосфатидилхолините не участват в реакциите на комплексообразуване.
3. Установена е зависимостта на критичната концентрация на вода в системата "TAG-фосфолипиди-вода", над която е нарушена нейната хомогенност, от масовата част на фосфолипидите в системата и температурата.
4. Експериментално е установено, че при образуването на комплекси от фосфолипиди с метали, динамичното равновесие се измества към намаляване на реда на фосфолипидните асоциати, което води до намаляване на техния размер от 2–3 nm до 0,5–1,3 nm. .
5. За бърза оценка на ефективността на образуване на комплекси от фосфолипиди с метали се предлага метод, базиран на определяне на електропроводимостта на системата.
6. Установено е, че при въвеждане на вода в нерафинирано соево масло, третирано с разтвори на CaCl2 и MgCl2, фосфатидилхолините се хидратират предимно, докато масовата им част в груповия състав на фосфолипидите достига 50%.
7. Доказано е, че третирането на частично хидратирано соево масло, предварително обработено с разтвори на хлориди на Са и Mg, с 50% разтвор на лимонена киселина води до разрушаване на образувалите се преди това комплекси от фосфолипиди с метали и до повишаване на хидратацията. на фосфолипиди.
8. Разработена е подобрена технология за получаване на фракционирани лецитини с насочени технологични и функционални свойства (FH-50 и FEA-30), която включва следните стъпки: смесване на масло с разтвори на калциеви и магнезиеви хлориди с цел образуване на стабилни комплекси на фосфолипиди с метали; водна хидратация за получаване на фракциониран FX-50 лецитин и киселинна хидратация за получаване на хидратирано масло и фракциониран FEA-30 лецитин.
9. Показано е, че получените по разработената технология фракционирани лецитини по отношение на качество и безопасност отговарят на изискванията на GOST R 53970-2010 и TR CU 029/2012.
10. Икономическият ефект от въвеждането на разработената технология ще бъде над 24 милиона при производството на 1300 тона годишно фракциониран лецитин с високо съдържание на фосфатидилхолини (PC-50) и 1500 тона годишно фракциониран лецитин с високо съдържание на фосфатидилетаноламини (PEA-30).
1. Шабанова (Дубровская) И.А. Анализ на пазара и характеристики на соевите семена / Mkhitarants L.A., Voychenko O.N., Vergun D.V., Shabanova (Dubrovskaya) I.A. // Списание за нови технологии, 2011.-№1, с.24-27.
2. Шабанова (Дубровская) И.А. Домашните соеви лецитини са висококачествени суровини за производството на фосфолипидни хранителни добавки и функционални и специализирани продукти / Бутина Е.А., Герасименко Е.О., Войченко О.Н., Кузнецова В.В., Шабанова (Дубровская) И.А. // Списание за нови технологии, 2011.-№2, стр.15-18.
3. Шабанова (Дубровская) И.А. Изследване на идентификационните характеристики на растителните лецитини чрез ядрено-магнитна релаксация / Агафонов О.С., Лисовая Е.В., Корнена Е.П., Войченко О.Н., Шабанова (Дубровская) И.А. // Списание за нови технологии, 2011.-№3, стр.11-14.
4. Шабанова (Дубровская) И.А., Пашченко В.Н., Бутина Е.А. Получаване на хранителни стандартизирани лецитини от домашни суровини // Масла и мазнини, 2012.-№7, стр.16-17.
5. Патент 2436404 Руска Федерация, IPC A23D9/00 (2006.01). Метод за получаване на маслено-маслен фосфолипиден продукт [Текст] // Герасименко Е.О., Шабанова (Дубровская) И.А. и т.н.; заявител и патентопритежател НПП Аверс ООД No 2010115851/13; дек. 22.04.2010 г., опубл. 20.12.2011 г.
6. Шабанова (Дубровская) И.А., Пашченко В.Н., Герасименко Е.О. Развитие на технология за получаване на лецитини от местни суровини // Международна научно-практическа конференция "Интегрирано използване на биоресурси: технологии с ниски отпадъци" - Краснодар, KNIIHP RAAS, 11-12 март 2010 г.
7. Шабанова (Дубровская) И.А., Пашченко В.Н., Герасименко Е.О. Технология на преработка на некачествени фосфолипидни концентрати с цел получаване на лецитини // Международна научно-практическа конференция „Иновативни начини в разработването и ресурсоспестяващи технологии за производство и преработка на селскостопански продукти.“ - Волгоград, НИИМММП РААС, 17-18 юни , 2010 г
8. Шабанова (Дубровская) И.А., Пашченко В.Н., Войченко О.Н. Организация на производството на конкурентоспособен домашен течен лецитин // Всеруска конференция с елементи на научно училище за младежи "Подкрепа на персонала за развитието на иновативни дейности в Русия", Ершово, 26-29 октомври 2010 г.
9. Шабанова (Дубровская) И.А., Войченко О.Н., Кузнецова В.В. Сравнителна оценка на качеството на соевите лецитини от внос и местно производство // IV Всеруска научно-практическа конференция на учени и студенти от университети "Регионален пазар на потребителски стоки: характеристики и перспективи за развитие, формиране на конкуренция, качество и безопасност на стоки и услуги", Тюмен, 2011 г.
10. Шабанова (Дубровская) И.А., Войченко О.Н., Кузнецова В.В., Тугуз М.Р. Изследване на качествените показатели на растителните лецитини, получени от соеви семена // Международна научно-практическа конференция "Иновативни хранителни технологии в областта на съхранение и преработка на селскостопански суровини", Краснодар, KNIIHP RAAS, 23-24 юни 2011 г.
11. Шабанова (Дубровская) И.А., Бутина Е.А., Пашченко В.Н. Получаване на хранителни стандартизирани лецитини от местни суровини // XI Международна конференция „Мазнена и маслена индустрия 2011“, Санкт Петербург, 26-27 октомври 2011 г.
12. Дубровская И.А. Създаване на мастни продукти с повишена физиологична стойност / Butina E.A., Voychenko O.N., Vorontsova O.S., Spilnik E.P., Dubrovskaya I.A. // VII международна конференция „Мазнено-маслен комплекс на Русия: нови аспекти на развитие“, Москва, 28-30 май 2012 г.
13. Дубровская И.А., Герасименко Е.О., Бутина Е.А. Иновативна технология за хидратиране на соеви масла // VI международна конференция „Перспективи за развитие на маслодайната индустрия: технология и пазар“, Алушта, 29-30 май 2013 г.
14. Дубровская И.А. Развитие на иновативна технология за хидратиране на соеви масла / Герасименко Е.О., Дубровская И.А., Бутина Е.А., Смычагин Е.О. // XIII международна конференция „Мазнена и маслена индустрия-2013“, Санкт Петербург, 23-24 октомври 2013 г.
Характеристика и технология на химичните методи за рафиниране на мазнини
Отстраняване на восъци и восъчни вещества от растително масло
Наличието на восъци и восъчни вещества в слънчогледовото масло допринася за образуването на мътна суспензия или утайка при продължително съхранение. Това влошава представянето, затруднява обработката и филтрирането на маслото и се отразява неблагоприятно на активността на катализатора по време на хидрогениране.
VNIIZh разработи непрекъсната технологична схема за отстраняване (замразяване) на восъци от слънчогледово масло (фиг. 5.2.).
С помпа 2 масло от резервоара 1 подава се в първия охладител 3, където се охлажда до температура 20 ° C, след това в охладителя 4 довежда се до температура 10-12°C и влиза в експозитора 5 , който е вертикален цилиндричен апарат с работен капацитет 12 m 3 и капацитет до 80 тона / ден.
Химическите методи за рафиниране на мазнини включват хидратация - отстраняване на фосфолипиди от сурови растителни масла, които са преминали в масло от маслодайни семена. Необходимостта от премахване на фосфолипидите от маслото се дължи на факта, че те са ефективен фураж за селскостопански животни и се използват успешно в хлебопекарната, сладкарската, лаковата, парфюмерийната и маргариновата промишленост. Освен това наличието на фосфолипиди намалява търговските качества на маслото и затруднява по-нататъшната му преработка.
Хидратирането в техниката на рафиниране на мазнини е процесът на третиране на растителни масла с вода, в резултат на което фосфолипидите в тях, при добавяне на вода, губят своята разтворимост и се открояват под формата на обемна утайка. Съдържанието на фосфолипиди в маслата варира в широки граници и зависи от вида на маслото и начина на неговото производство.
По своята структура фосфолипидите са близки до мазнините, но за разлика от мазнините, само 2 молекули мастни киселини са свързани с глицерол, а мястото на третата киселина е заето от сложен радикал, който съдържа фосфор и азот.
Фосфолипидите лесно взаимодействат с други вещества, присъстващи в маслодайното семе и маслото, включително въглехидрати (захари), госипол и др., образувайки тъмно оцветени съединения. Чистите фосфолипиди са по-малко стабилни от мазнините, разлагат се при температура около 150ºС и потъмняват силно. Фосфолипидите са киселинни. Киселинното им число варира в зависимост от вида на маслото от 20 до 100. Киселинното число на фосфолипидите в слънчогледовото масло е 25-30. това означава, че когато слънчогледовото масло съдържа 1% фосфолипиди, киселинното му число се увеличава с 0,25-0,3 mg KOH.
В световната практика и у нас се предприемат мерки за усъвършенстване и усъвършенстване на технологията за изолиране на фосфолипиди от масло и подобряване качеството на фосфолипидните концентрати при запазване на тяхната биологична и физиологична стойност.
Но не винаги е необходимо да се отстраняват фосфолипидите от маслото (например, когато се използват растителни масла като дресинги за салати). Междувременно е установено, че със съдържанието на 1% фосфолипиди в слънчогледовото масло киселинното му число се увеличава с 0,25-0,3 mg KOH.
При технологията за хидратиране количеството инжектирана вода е важно. Зависи от вида на маслото, съдържанието на фосфолипиди, примесите и техния състав. Препоръчва се да се въведе от 0,3 до 10% вода от теглото на маслото, а в някои случаи дори повече. Оптималното управление на процеса на хидратация на практика се определя емпирично чрез провеждане на предварителни лабораторни експерименти.
Въвеждането на прекомерно количество вода или друг агент може да доведе до пептизация на фосфолипид-протеин-въглехидратния комплекс или до образуване на трудно разбиваема емулсия. Насищането на фосфолипидите с вода завършва, когато обемът на абсорбираната вода съответства на количеството свързана вода и съдържанието на фосфолипиди в маслото. Липсата на вода води до непълно отстраняване на хидрофилните примеси, а излишъкът води до пептизация, която настъпва при набъбване на частиците и води до частично разтваряне на фосфолипидите в маслото. В допълнение, прекомерната влага увеличава разходите за изсушаване на маслото след хидратация.
Химическата реакция на хидратация на фосфолипидите може да бъде представена с примера на взаимодействието на лецитин с вода.
Горната реакция дава само обща представа за процеса на хидратация. В действителност тук протичат по-сложни физични и химични процеси.
Отстраняването на фосфолипидите от маслото улеснява последващата обработка. Сапунът, получен чрез рафиниране от хидратирано масло, е по-ценен, когато се използва в производството на сапун, той се разлага по-лесно по време на обработка с киселина.
За да се засили процесът на хидратация, някои изследователи предлагат този процес да се провежда в ултразвуково поле.
Известно е, че при извършване на процеса на хидратация само с вода не се постига пълно отстраняване на фосфолипидите от маслото. Това се дължи на факта, че соли на магнезий и калций се намират в растителните масла. Установено е, че колкото повече фосфор има в маслото, толкова по-голямо е количеството на калция и магнезия, т.е. калциевите и магнезиевите производни на фосфатидната и лизофосфатидната киселини взаимодействат малко или изобщо не взаимодействат с вода, но могат да се разтварят в неполярни въглеродни разтворители, включително мазнини.
Изследване проф. Н. С. Арутюнян и др. и чуждестранни автори показаха, че мицелите от нехидратиращи се фосфолипиди са изградени по такъв начин, че техните полярни групи са свързани с водородни връзки, образувайки ядро, а въглеводородните вериги съставляват външната обвивка, която е добре солватирана от глицериди и предотвратява проникването на вода.
За отстраняване на такива нехидратиращи или трудни за хидратиране фосфор-съдържащи вещества от маслото, фосфорната киселина се използва като хидратиращ агент в заводската практика. В този случай фосфорната киселина има разрушителен ефект върху фосфолипидите, т.е. Съдържащият се в маслото фосфолипид-протеинов комплекс се разрушава и освобождаването на фосфолипиди от маслото е значително затруднено. Това води до загуба на ценен фосфолипиден продукт. Но фосфорната киселина не винаги се третира, а само в случаите, когато е причинена от технологична необходимост, например за последващо по-ефективно рафиниране, дезодориране и хидрогениране на мазнините. В много случаи се комбинират две операции (обработка на масло с фосфорна киселина и алкално рафиниране).
Като хидратиращи средства се препоръчват освен вода и фосфорна киселина слаби разтвори на електролити, танин, натриеви силикати, нишесте, лимонена киселина и др.
В индустриалната практика широко се използват различни методи, методи, схеми и режими на хидратация на фосфолипиди в периодично и непрекъснато изпълнение. Използването на една или друга схема или метод зависи от вида, качеството и степента на маслото, от обема на производството, по-нататъшното назначаване на хидратирано масло и фосфолипиден концентрат.
Според изследване на VNIIZh, по-долу са дадени някои показатели за соевия фосфолипиден концентрат.
фосфолипиди 61.1
вещества, неразтворими в петролев етер 2.6
Киселинното число на маслото, извлечено от
концентрат, mg KOH 6
Според литературата съдържанието на основните групи фосфолпиди (в%) в промишлените фосфолипидни концентрати от соево масло варира в следните граници:
Фосфатидилхолин 27,3-36,0
Фосфатидилетаноламин 14,2-30,0
Инозитолфосфат 16,7-32,0
Поради разнообразието от фабрични методи за хидратация, този раздел разглежда някои от най-прогресивните и обещаващи от тях.
На фиг. 5.3 показва схематична блокова диаграма на непрекъснат процес на хидратация на фосфолипиди от растително масло. Процесът на хидратация се състои от три основни операции:
1. Смесване на суров нефт с кондензат или друг агент (възел 5).
2. Отделяне на масло от хидратираща утайка (възел 9).
3. Изсушаване на масло (възел 11 ) и хидратационна утайка (възел 15).
За интензивно смесване на маслено-кондензатните фази успешно се използват изтласкващи, струйни и лопаткови миксери, както и реактор с реактивен турбулизатор, който осигурява близък контакт на противоположно полярни течности. За разделяне на двете фази на маслото - хидратационна утайка се използват непрекъснати утаители и сепаратори, а за изсушаване на маслото и хидратационната утайка се използват вакуумна сушилня тип дюза и вакуумна ротационна филмова сушилня.
Използването на сепаратори за разделяне на фази и ротационни филмови устройства за сушене на хидратационна утайка осигурява висока производителност на линията, сложност на обработката на растителни масла на етапа на хидратация с получаване на продукти с относително високо качество.
Фигура 5.4 показва непрекъсната технологична схема за хидратиране на фосфолипиди от растителни масла, предложена от VNIIZh. С помпи 1 и 4 масло, предварително филтрирано във филтри 2 и 5 и се нагрява в топлообменник 3, влиза в миксера 6.
Слънчогледовото и фъстъченото масло се загряват до температура 45-50°C, а соевите масла - до 65-70°C. предварителна тестова хидратация в лабораторни условия. Вместо посочения миксер може да се използва реактивен реактор-турбулатор, който осигурява близък контакт на хетерополярни течности, както и смесител с изхвърляне и др. Смесителят се избира в зависимост от изискваната производителност, вид и качество на оригинала суров нефт.
След смесване на маслото и кондензата в миксера 6 сместа се изпраща в сепаратора 7 за разделяне на фазите.
Хидратираното масло от сепаратора влиза в нагревателя 9, и след това за сушене във вакуумно-сушен деаерационен апарат 10 или за рафиниране. Мътното масло от сепаратора отново се връща за хидратация. Производителност на сепаратора 120 t/ден. Сушенето на маслото се извършва при температура 85-90°C при остатъчно налягане в сушилнята 2,66-3,99 kPa. Вакуумът в сушилнята се създава от тристепенен пароструен агрегат. Първоначалното съдържание на влага на маслото може да бъде средно около 0,2%, а крайното съдържание на влага е 0,05%. Капацитет на сушилнята 3,5-6,2 t/h, капацитет 1,625 m 3 , брой дюзи - 3 бр.
Соево масло- е концентриран източник на енергия (калории), силно смилаем, имащ в състава си голямо количество полиненаситени мастни киселини, като линолова и линоленова, комбинирани под общото наименование витамин F. Тези киселини са неесенциални, не могат да се синтезират в човешкото тяло и трябва да се набавят с храна. Витамин F е в състояние да понижи нивата на холестерола в кръвта и да предотврати развитието на атеросклероза, има антиаритмичен и кардиопротективен ефект поради способността си да разрежда кръвта и да намалява кръвното налягане. Витамин F се нарича още „витамин за красота“ поради благоприятното му въздействие върху еластичността и твърдостта на кожата и здравето на косата и помага за изгарянето на наситени мазнини в тялото, като по този начин допринася за загуба на тегло. В допълнение, соевото масло съдържа естествен антиоксидант, представен от витамин Е. Енергийната стойност на соевото масло е 9 kcal/g или 120 kcal на 1 супена лъжица (14 g). Националният изследователски съвет, ФАО и Световната здравна организация препоръчват 24% от калориите да са под формата на есенциални мастни киселини. Една супена лъжица соево масло (14 g) осигурява дневната нужда от есенциални мастни киселини за здраво дете или възрастен.
LLC "Amuragrocenter" произвежда натурално висококачествено масло от соеви семена, отглеждани в полетата на Амурска област, чието качество е признато за едно от най-добрите в света.
Използвайки висококачествени суровини и модерно оборудване, ние произвеждаме следните видове продукти:
- хидратирано соево масло;
- рафинирано дезодорирано соево масло.
Рафинирано дезодорирано соево масло с търговските марки (TM) "Noble Family", "Laditsa", "Filevskoye" е опаковано в PET бутилки от 1, 2 и 5 литра:
соево маслоТМ "Благородно семейство" |
соево маслоТМ "Ладица" |
соево маслоТМ "Филевское" |
 |
 |
|
|
Срок на годност 15 месеца |
100% соево рафинирано дезодорирано масло. Срок на годност 15 месеца 0,92 л., 4,78 л. |
100% соево рафинирано дезодорирано масло. Срок на годност 15 месеца 1 л., 2 л., 5 л. |
Рафинираните дезодорирани масла от тези марки са подходящи за салатен дресинг, пържене и задушаване, печене, пържене и консервиране.
Качеството и безопасността на соевото масло отговаря на изискванията на Техническия регламент на Митническия съюз 024/2011
Системата за управление, която се прилага за производството на тези продукти, е сертифицирана и отговаря на изискванията на GOST R ISO 22000-2007 (ISO 22000:2005).
Изпращането се извършва:
- в насипно състояние в железопътни цистерни, цистерни;
- насипно във флекситанки;
- насипно в PVC бъчви с обем 220 литра;
- по шосе, покрити вагони, железопътни контейнери.
АНОТАЦИЯ
Статията изследва преработката на соево масло с цел получаване на фосфатиден концентрат и хидрогенирана мазнина. Определени са оптималните режими на процесите на хидратация и хидрогениране на соевото масло. Разработени са маргаринови формулировки от местни мастни суровини: соево масло, памучно масло и тяхната лой, и са изследвани физикохимичните параметри на получения маргарин.
РЕЗЮМЕ
В работата е изследвана обработката на соево масло с цел получаване на фосфотиден концентрат и хидрогенирана мазнина. Определени са оптималните режими на водно дегумиране и хидрогениране на соевото масло. Разработва рецептурата на маргарин от местни мастни материали: соево масло, памучно масло и техните хидрогенирани масла, а също така изследва физико-химичните параметри на получения маргарин.
Ключови думи:соево масло, памучно масло, маргарин, свинска мас, янтарна киселина, мастнокиселинен състав, ненаситени мастни киселини, строителен, диетичен маргарин.
ключови думи:маргарин, хидрогенирано масло, янтарна киселина, състав на мастни киселини, ненаситени мастни киселини, структура - формиране агент, диетичен маргарин.
Соята се отглежда в няколко страни по света, като от тях се добива соево масло. Източна Азия е дом на соята и е била важна част от диетата от векове. Соята се култивира в Узбекистан от 1932 г., но остава земеделско любопитство и има незначителни добиви повече от половин век. Отглеждането на соя вече е започнало на държавно ниво.
Соевото масло се получава от соеви семена чрез пресоване или екстракция. Наред с маслото, важни компоненти на соевите семена са протеините (30-50%) и фосфатидите (0,55-0,60%).
Соевото масло намира широко приложение в хранително-вкусовата промишленост, както и в домакинството за подправка на салати от сурови или варени зеленчуци (съдържанието на ненаситени мастни киселини в него е около 60%). В индустриален мащаб често се използва като суровина за производството на маргарин и майонеза. Соевото масло съдържа линоленова, линолова, олеинова, арахинова, палмитинова, стеаринова мастни киселини, витамини Е, В4, К, както и минерални елементи.
Известно е, че полиненаситените мастни киселини освобождават тялото от лошия холестерол. Освен това соевото масло е богато на фитоестрогени (растителни хормони), които подобряват флората на стомашно-чревния тракт. Соевото масло нормализира процесите на съсирване на кръвта, обогатява тялото с желязо. Соевото масло е източник на лецитин, който се използва широко в хранителната и фармацевтичната промишленост.
Първо се изследва хидратацията на соевото масло при лабораторни условия и се получава фосфатиден концентрат.
При производството на диетични маргарини, майонези, комбинирани масла и спредове, хранителните растителни фосфолипиди се използват като емулгатор и хранителни биологично активни добавки.
Фосфолипидите се извличат от течни растителни масла (соево, слънчогледово, рапично, царевично) чрез хидратация за получаване на независими продукти, наречени фосфатидни концентрати с различен състав и свойства. Поради амфифилната природа на фосфолипидните молекули, те са повърхностно активни вещества (повърхностно активни вещества).
За да се установят оптимални условия на хидратация и да се определи оптималното количество вода, проведохме серия от изследвания върху хидратацията на соевото масло.
В опитите е използвано нерафинирано соево масло за предпечатна подготовка със следните показатели: киселинно число - 2,5 mg KOH, цветен номер - 50 mg йод, масова част на влагата и летливите вещества - 0,2%, масова част на обезмаслени примеси (утайка върху тегло) - 0,2%. За да се определи ефекта на количеството вода върху производителността на маслото, бяха използвани следните количества вода: 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0%.
Таблица 1 показва резултатите от експериментите, от които следва, че с увеличаване на количеството вода киселинното число на хидратираното соево масло намалява и добивът на хидратирана утайка се увеличава.
Маса 1.
Влияние на количеството вода върху производителността на соево масло за предпечат
| № | Количество вода, % | Киселинно число, mg KOH | Влажност, % | Изход, % | |
| хидратираща утайка | Масла | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 1,0 | 1,98 | 0,04 | 2,91 | 95,93 |
| 2 | 2,0 | 1,94 | 0,04 | 3,93 | 96,42 |
| 3 | 3,0 | 1,87 | 0,05 | 4,52 | 96,71 |
| 4 | 4,0 | 1,79 | 0,05 | 5,84 | 95,81 |
| 5 | 5,0 | 1,66 | 0,06 | 6,91 | 95,31 |
| 6 | 6,0 | 1,64 | 0,06 | 7,43 | 94,89 |
С увеличаване на количеството вода от 1,0 на 3%, добивът на хидратирано масло се увеличава от 95,93% на 96,71%, а добивът на хидратирана утайка от 2,91% на 4,52%. Въпреки това, по-нататъшно увеличаване на количеството вода от 4 на 6% води до намаляване на добива на хидратирано масло от 95,81 на 94,89%, а добивът на хидратираща утайка се увеличава от 5,49 на 6,95%. При провеждане на експерименти киселинното число на хидратираното масло намалява от 1,98 до 1,64 mg KOH, а съдържанието на влага в маслото се увеличава от 0,04 до 0,06%.
Въз основа на проведените изследвания се стигна до заключението, че оптималното количество вода за хидратация на соевото масло е 2-3%.
Когато нерафинираните растителни масла се хидратират, заедно с хидратираното масло се получава утайка, наречена фосфатидна емулсия. Фосфатидната емулсия се състои от вода, фосфолипиди и увлечено растително масло. След изсушаване на фосфатидната емулсия под вакуум се получава фосфатиден концентрат.
За получаване на фосфолипиден концентрат изследвахме режимите на сушене на фосфолипидната емулсия. Получената след хидратация фосфолипидна емулсия се суши в лаборатория при температури 60-90ºC. В същото време е изследвано влиянието на температурата на процеса върху продължителността на сушене. Изсушаването на фосфолипидната емулсия се извършва до достигане на фосфатиден концентрат със съдържание на влага до 1-3%. Резултатите от експериментите са показани на фигура 1.
Фигура 1. Влияние на температурата на процеса на сушене на фосфолипидния концентрат върху неговата продължителност
Показано е, че сушене при температура 70-90ºС за 30-50 минути. осигурява намаляване на влажността до стойностите, регламентирани от GOST.
Повишаване на температурата по време на сушене на фосфолипидна емулсия допринася за засилване на окислителните процеси. Протичането на окислителните процеси се контролира чрез определяне на пероксидната стойност на получения фосфатиден концентрат. Установено е, че при температури над 80°C скоростта на окислителните процеси нараства значително, т.е. нараства пероксидната стойност на концентрата (фиг. 2).
/Salidjanova.files/image002.png)
Фигура 2. Влияние на температурата на сушене на фосфолипидна емулсия върху пероксидната стойност
По този начин бяха установени следните оптимални режими на сушене на фосфолипидната емулсия: температура - 70-80 o C, остатъчно налягане - 5 kPa, време на сушене - 50 минути.
В резултат на изследването на физикохимичните параметри на фосфатидния концентрат са получени следните резултати: цветен номер - 12 mg йод, съдържание на влага и летливи вещества - 0,9%, съдържание на фосфати - 55,0%, съдържание на масло - 43,0%, съдържание на вещество, неразтворимо в етилов етер - 2,5%, киселинно число на маслото, изолирано от фосфатидния концентрат - 8 mg KOH, пероксидна стойност - 3,4 mol активно. кислород/кг.
Установено е, че качествените показатели на получения фосфатиден концентрат отговарят на изискванията на ГОСТ и е конкурентоспособен спрямо вносния фосфатиден концентрат.
Маргаринът е обърната емулсия, съставена от вода и мазнини. Основните суровини за маргарин са растителни масла в течна и хидрогенирана форма, както и животински мазнини. Най-широко използвани са слънчогледово, памучно и соево масло.
Есенциалните полиненаситени мастни киселини, фосфатидите (получени чрез хидратация от растителни масла), витамините в маргарина определят неговата хранителна и биологична стойност.
Съставът на мастните киселини на маргарина определя неговото предназначение. Така например съставът на мастните киселини на диетичния маргарин за възрастни хора с нарушен липиден метаболизъм трябва да съдържа линолова киселина на ниво от 50%. В зависимост от предназначението на диетичния маргарин се въвеждат фосфатиди и витамини в определено количество.
Въз основа на описаните по-горе данни разработихме формулировки на маргарин от местни мастни суровини: соево, памучно масло и тяхната свинска мас, а също така проучихме физикохимичните свойства на получения маргарин.
Основната суровина за производството на маргарин е свинската мас. Саломас е продукт, получен чрез хидрогениране на растителни масла и животински мазнини.
Чрез частично (селективно) хидрогениране на растителни масла и техните смеси с животински мазнини се получават пластмасови мазнини с точка на топене 31-34 ° C, твърдост 160-320 g / cm и йодно число 62-82, предназначени за използване като основен (структуриращ) компонент на маргарини и мазнини за готвене.
Хидрогенирането на соевото масло е един от перспективните методи за производство на твърда мас за хранителни и технически цели. За осъществяване на този процес са предложени различни видове катализатори: никел, никел-мед и никел-хром.
Хидрогенирането на соевото масло се отнася до сложни хетерогенни каталитични процеси, при които наред с насищането на етиленовите връзки с водород възникват много странични реакции, които влияят на качеството на целевия продукт с желаните свойства. Когато се използват относително активни катализатори, точката на топене и по-специално твърдостта на свинската мас, изостават от нейната степен на ненаситеност, която е характерна за хидрогенирането на соевото масло. Освен това, поради високата ненаситеност на маслото, продължителността на процеса на хидрогениране се увеличава.
За да се премахнат тези недостатъци и да се увеличи скоростта на хидрогениране, е препоръчително да се хидрогенира под формата на смеси с други масла, например с памучно семе. Освен това е известно, че пасивираните катализатори имат най-висок изомеризиращ капацитет по отношение на мононенаситените киселини. Това допринася за производството на хидрогенат с висока твърдост. Следователно, смеси от соеви (йодна стойност 137,1 J 2%) и памучни семена (йодна стойност 108,5 J 2%) масла бяха хидрогенирани в присъствието на високо активен (N-820) и пасивиран (N-210) никелов катализатор при температура от 180-200 o С. Количеството на катализатора и продължителността на процеса на хидрогениране са съответно 0,1%, 0,2% и 90 минути. Получената мазнина за отделяне на катализатора се филтрира през хартиен филтър при температура 80 о С. Резултатите от експериментите са представени в табл. 2.
Таблица 2.
Влияние на масления състав и активността на катализатора върху физикохимичните параметри на хидрогенатите
Масова фракция на соево масло в сместа, % | йодно число,%J2 | Точка на топене, o C | Киселинно число, mg KOH |
| Катализатор - N-820 | |||
| 5 | 54,4 | 44,2 | 0,94 |
| 10 | 56,2 | 42,6 | 1,23 |
| 20 | 59,7 | 38,2 | 0,96 |
| 30 | 63,3 | 35,6 | 1,34 |
| 40 | 67,7 | 31,1 | 1,28 |
| 50 | 73,4 | 28,6 | 1,08 |
| 60 | 78,8 | 26,2 | 1,26 |
| Катализатор - N-210 | |||
| 5 | 60,6 | 38,6 | 0,82 |
| 10 | 63,3 | 38,8 | 1,13 |
| 20 | 65,8 | 36,5 | 0,98 |
| 30 | 66,8 | 35,8 | 1,03 |
| 40 | 73,4 | 32,4 | 1,18 |
| 50 | 78,2 | 30,1 | 0,92 |
| 60 | 85,3 | 28,6 | 1,15 |
Както данните в табл. 2, с увеличаване на масовата част на соевото масло в сместа от 5 до 30, точката на топене на свинската мас намалява. Трябва да се отбележи, че лоят, получен в присъствието на пасивиран катализатор, има ниска точка на топене и киселинно число, за разлика от тези, получени при високо активен катализатор. В допълнение, използването на пасивиран катализатор подобрява селективността на процеса на хидрогениране.
Анализирайки получените данни, можем да заключим, че хидрогенирането на соевото масло и сместа му с памучно масло в присъствието на пасивиран никелов катализатор прави възможно получаването на ядлива свинска мас, която отговаря на изискванията на GOST.
При продължително съхранение стабилността на маргарините е тясно свързана с тяхната консистенция, по-специално със степента на дисперсия на влагата в продукта. Висока степен на дисперсия на влага и въздух в такива продукти може да се постигне само с използването на емулгатори и структурни стабилизатори. Повърхностното окисляване на маргарина или, както се казва, персонала, влошава външния вид, вкуса и миризмата на продуктите.
Новите разновидности на такива продукти могат да бъдат разделени на типове, при разработването на които не се използват емулгатори и структурни стабилизатори, маргарини, в които се въвеждат структурообразуватели.
За подобряване качеството на маргарините и повишаване на термичната стабилност на продукта се препоръчва използването на структурообразуватели - нисководна лой. Мазнините с ниско съдържание на йод повишават здравината на кристалната решетка на продукта, допринасят за задържането на нискотопими мастни фракции. Това прави възможно производството на топлоустойчиво масло, което запазва търговския си вид дори при повишени условия на съхранение и продажба на продукти.
Свинските маси с ниско съдържание на йод често се наричат напълно хидрогенирани мазнини от лой или стеарини, но разпоредбите изискват само йодна стойност нула за напълно наситени мазнини. Тъй като единственият критерий за хидрогениране на тези мазнини е активността на катализатора, може да се използва катализатор за многократна употреба. Обикновено се използват високо налягане и висока температура, за да се ускори максимално реакцията. Въпреки това, получаването на свинска мас с ниско съдържание на едно съдържание е много трудоемко, особено от силно ненаситено соево масло. Затова изследвахме производството на свинска мас с ниско съдържание на памучно масло.
За да се получи свинска мас с ниско съдържание на едно, се извършва дълбоко хидрогениране на памучно масло върху прахообразни никелови катализатори чрез фракционно подаване на катализатора.
Следователно, за да се интензифицира процеса на хидрогениране и да се стабилизира активността на катализатора, масло от памучно семе (йодна стойност - 108,5 J 2%, цвят - 8 кр. единици, киселинно число - 0,2 mg KOH / g, съдържание на влага на летливи вещества - 0,2 %,) се хидрогенира с въвеждане на катализатор на два етапа, т.е. направено е частично подаване. Хидрогенирането се провежда при температура 180°С, при атмосферно налягане на водорода и скорост на подаване на водород за барботиране от 3 l/min. в рамките на 3 часа, докато количеството на катализатора N-820 по отношение на никел е 0,2% от теглото на маслото. Зареждането на катализатора в началото на процеса беше 50-60%, а час по-късно, на втория етап, останалите 40-50% от общото количество на доставеното количество катализатор. Йодното число на суровината и продукта от хидрогенирането се определя по рефрактометричен метод, а точката на топене и киселинното число на маслото се определят по добре познатия метод.
Както показаха резултатите, фракционното зареждане на катализатора позволява да се намали продължителността на дълбоко хидрогениране на памучно масло с 1,4–1,7 пъти в лабораторни условия при получаване на свинска мас с нисък и висок титър. По отношение на йодната си стойност (5-8 J 2%) и температурата на топене (не по-ниска от 60 o C), получената свинска мас отговаря на изискванията за свинска мас с ниско съдържание на един - суровина за използване като структурообразувател при производството на маргарин .
На базата на компонентите, получени в лабораторията, проведохме изследвания за създаване на рецепта за диетичен маргарин с оптимизирани свойства. В проучването са използвани хранителна свинска мас, свинска мас от смес от памучни семена и соеви масла, памучен палмитин, соеви и памучни масла, емулгатор, фосфатиден концентрат и други компоненти. Поради въвеждането на мляко и силно ненаситено соево масло към рецептата се добавя лимонена киселина. Янтарната киселина също се добавя за повишаване на дисперсионната и окислителна стабилност на маргарина.
Предложената рецепта за маргарин е показана в таблица 3.
Таблица 3
Рецепта за маргарин
Компоненти на маргарина | Проби | ||
| 1 | 2 | 3 | |
Salomas, T pl 31-34 o C, твърдост 160-320 g/cm | 30 | 20 | 15 |
| Salomas, T pl 35-36 o C, твърдост 350-410 g/cm | 15 | 10 | 5 |
| Саломас от смес от памучни семена и соеви масла | 6 | 10 | 15 |
| Палмитинов памук T pl 20-25 o C | - | 10 | 15 |
| Соево масло | 15 | 15 | 15 |
| памучно масло | 15 | 15 | 15 |
| Структурен агент (дълбоко хидрогенирано масло) | - | 1 | 1 |
| Боядисване | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Емулгатор | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Мляко | 10 | 10 | 10 |
| Сол | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| Хранителен фосфатиден концентрат | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| захар | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| янтарна киселина | 0,05 | 0 | 0,03 |
| Лимонова киселина | 0 | 0,05 | 0,02 |
| Вода | 6 | 6 | 6 |
| Обща сума | 100 | 100 | 100 |
| Масова част на мазнините, % не по-малко от | 82 | 82 | 82 |
На базата на изготвената рецепта е приготвен маргарин в лабораторни условия. За да направите това, смес от предписани компоненти разбъркайтедокато се получи хомогенна емулсия и се преохлади.
Полученият маргарин има висока пластичност, по-голяма степен на дисперсност, технологичност, устойчивост и устойчивост на окисляване. В допълнение, добавянето на хранителни растителни фосфолипиди и янтарна киселина повишава хранителната стойност на предложения маргарин.
В резултат на експериментите беше установено, че използването на структурообразуващ агент в състава на маргарина - дълбоко хидрогенирано памучно масло, неговото избрано количествено съдържание и растителни масла позволяват частичното изтегляне на salomas (хидрогенирана мазнина) от маргарин, който направи възможно получаването на продукт с ниско съдържание на транс-изомери.
Библиография:
1. Лабораторен семинар по технология за преработка на мазнини. - 2-ро изд., преработено. и допълнителни / Н.С. Арутюнян, L.I. Янова, Е.А. Аришева и др. - М.: Агропромиздат, 1991. - 160 с.
2. Петибская В.С. Соя: химичен състав и употреба. - Майкоп: Полиграф-Юг, 2012. - С. 432.
3. Указ на президента на Република Узбекистан от 14 март 2017 г. № PP-2832 „За мерките за организиране на сеитба на соя и увеличаване на отглеждането на соя в републиката за 2017-2021 г.“ // Цялото законодателство на Узбекистан [Електронно ресурс] – Режим на достъп: https: //nrm.uz/contentf?doc=509888_&products=1_vse_zakonodatelstvo_uzbekistana (дата на достъп: 10.12.2018 г.).
4. Практическо ръководство за обработка и използване на соя / Изд. Д. Ериксън; превод от английски. – М.: Макцентр, 2002. – С.659
5. Терещук Л.В., Савелиев И.Д., Старовойтова К.В. Емулгиращи системи в производството на млечно-маслени емулсионни продукти // Техника и технология на производство на храни. - 2010. - No 4. - С.108
Ползи или вреди от соевото масло
Хидратирано и сурово пресовано соево масло е чиста, течна мазнина, която не съдържа протеини и въглехидрати, но има огромно количество витамин Е в две форми: витамин Е1, витамин Е2. Само тази форма се усвоява напълно от организма и има благоприятен ефект върху кожата, косата, ноктите, зрението. Калций, калий, натрий, фосфор, магнезий, лецитин, полиненаситени и наситени киселини, линолова, стеаринова, олеинова и други киселини допринасят за:- подмладяване на клетките;
- предотвратяване на развитието на рак;
- не позволявайте на холестеролните плаки да се образуват в съдовете.
- е отлично средство за профилактика на сърдечно-съдови заболявания;
- укрепва имунната система;
- предотвратява развитието на атеросклероза;
- подобрява работата на стомашно-чревния тракт;
- стимулира бъбречната функция;
- ускорява метаболизма;
- укрепва нервната система.
- Хора, склонни към алергии към входящи компоненти.
- Тези, които имат стомашни проблеми и често страдат от разстройства.
- Мозъчни тумори и индивидуална непоносимост.
Описание на видовете и сортовете леща: зелена, червена и оранжева, тяхната разлика и разлики
Задушено зеле - тайни и рецепти
Как да задушаваме зеле: препоръки за избор и приготвяне на съставки