СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕЛКОВОГО КОРМОВОГО ПРОДУКТА ИЗ СЕМЯН КЛЕЩЕВИНЫ
METHOD FOR PREPARATION OF PROTEIN FODDER PRODUCT OF CASTOR OIL PLANT SEEDS

Изобретение относится к технологии производства кормов для сельскохозяйственных животных и к технической биохимии.
Вопросы протеинового питания сельскохозяйственных животных актуальны как в нашей стране, так и за рубежом, и это диктует необходимость расширения ресурсов кормового белка для животноводства, в том числе за счет использования нетрадиционных источников белка для отдельных групп сельскохозяйственных животных.
Белки семян клещевины, потенциально являясь полноценным кормовым продуктом, содержат ряд антипитательных и токсичных компонентов (рицинин, рицин, аллерген), что не позволяет использовать их в качестве кормовой добавки без предварительной подготовки. В то же время семена клещевины и получаемые из них после извлечения масла жмыхи и шроты отличаются высоким содержанием белка, богатого незаменимыми аминокислотами, что дает основание считать их перспективным сырьем для кормового и технического использования при эффективном способе обезвреживания. В условиях растущего дефицита кормового белка разработка универсального способа детоксикации белков семян клещевины, позволяющего вырабатывать обезвреженные жмыхи и шроты с высокой протеиновой ценностью, приобретает особую актуальность.
Существуют различные способы устранения токсичных компонентов, содержащихся в белках семян технических масличных растений семейства молочайные - клещевины и тунга.
Известен способ послеуборочной обработки плодов тунга, включающий сбор плодов, складирование их в виде насыпи, которую укрывают и выдерживают под слоем теплоизолирующего материала в течение 90-96 часов для обеспечения самосогревания плодов, при этом каждые 12 часов определяют температуру плодов внутри насыпи и поддерживают ее не выше 30°C посредством регулирования толщины слоя теплоизолирующего материала, отделение плодовой оболочки от семян, сушку семян осуществляют в течение 100-120 минут при 80°C в установках для сушки чайного листа, отделение семенной оболочки от ядра и досушку ядра семян при температуре 80°C в течение 60 минут до влажности 8% также в установках для сушки чайного листа.
Известен также способ получения белкового кормового продукта из семян клещевины [Пат. РФ №2429713], заключающийся в том, что свежеубранные плоды клещевины, части плодов (третинки) и свободные от плодовых оболочек семена с начальной влажностью 15±2% укладывают в бурты, укрывают подручными теплоизолирующими материалами, выдерживают в течение 2-х суток, каждые 12 часов определяют температуру внутри буртов и поддерживают ее не выше 30 градусов посредством регулирования толщины слоя теплоизолирующего материала. Затем плоды обрушивают, извлекают из семян масло, а получаемый белковый продукт является кормовым продуктом. Указанный способ принят за прототип.
Общим недостатком описанных способов является необходимость регулярного контроля температуры и влажности процесса регулируемого самосогревания плодов клещевины. К тому же, непостоянен физико-механический состав убранной массы плодов, что препятствует равномерному распределению тепла и влаги в плодах, уложенных в бурты, а значит и качественной детоксикации. Кроме того, сезонные погодные условия во время уборки плодов клещевины не всегда позволяют гарантированно создавать заданные температурный и влажностный режимы детоксикации для получения желаемого результата.
Техническим результатом изобретения является получение нетоксичного белкового продукта с высоким содержанием белка, обеспечение сохранности сырья для его дальнейшей переработки в связи с сезонностью технологии, а также снижение энергозатрат.
Технический результат достигается тем, что в способе приготовления белкового кормового продукта из семян клещевины, включающем регулируемое самосогревание сырья с начальной влажностью 15±2% при температуре не выше 30°C, обрушивание плодов, извлечение масла из семян с получением белкового кормового продукта в виде жмыха, согласно изобретению регулируемое самосогревание проводят в течение 36 часов в термостате, непосредственно после выгрузки из термостата осуществляют контроль показателя кислотного числа масла, после обрушивания плодов семена высушивают, затем отделяют семенную оболочку от ядра, а масло извлекают из ядер семян.
Заявляемый способ приготовления белкового кормового продукта из семян клещевины соответствует критерию НОВИЗНА, так как продолжительность его меньше, чем в известных способах за счет проведения процесса регулируемого самосогревания сырья в термостате;
получение масла осуществляют из ядер семян, очищенных от семенных оболочек, что позволяет получить кормовой продукт с высоким содержанием белка при низком содержании золы.
Применение термостата для проведения регулируемого самосогревания сырья позволяет за короткий срок установить необходимые параметры обработки плодов и семян клещевины. Это обеспечивает стабильность условий обработки, неизменно высокое ее качество. Обработка сырья в мягких условиях при начальной влажности 15±2% и температуре не выше 30°C позволяет значительно снизить степень денатурации белков, что обеспечивает качество целевого продукта.
Обрушивание плодов перед высушиванием семян позволяет сократить продолжительность сушки и снизить энергозатраты процесса.
Высушивание семян после обрушивания плодов позволяет придать сырью стабильность для его дальнейшего хранения без потери качества, что важно при сезонности поступления сырья на переработку.
Отделение семенной оболочки от ядра семян позволяет получить после выделения масла высокобелковый целевой продукт с более низкой зольностью в сравнении с выделенным из неочищенных семян, так как основное количество минеральных веществ семянки, определяющих показатель зольности, сосредоточено в семенной оболочке.
Полученные в ходе эксперимента данные показывают, что оптимальной для сохранения качества извлекаемого масла является продолжительность регулируемого самосогревания 36 часов. Процесс детоксикации, протекающий в термостате при влаготепловом воздействии, контролировали по снижению токсичности белка обезжиренных основных тканей семян (таблица 1).
В таблице 1 приведена зависимость изменения показателей ОБЦ и токсичности белков семян клещевины от продолжительности регулируемого самосогревания.
По причине того, что первичным продуктом переработки семян клещевины является масло, а самосогревание плодов инициирует процессы гидролиза запасных веществ семян, к которым относятся липиды, любые качественные изменения первичного продукта необходимо строго контролировать. По этой причине нужно контролировать показатель кислотного числа масла, возрастание которого свидетельствует об ухудшающемся качестве продукта. Контроль кислотного числа масла осуществляют после выгрузки плодов клещевины из термостата. Через 36 часов регулируемого самосогревания оно достигает величины, допустимой ГОСТ на медицинское касторовое масло.
В таблице 2 приведены данные зависимости качественных характеристик масла семян клещевины от условий регулируемого самосогревания плодов.
Таблица 2
Физико-химические характеристики:
Продолжительность
массовая
температура
кислотное
регулируемого
доля влаги
массы
число масла семян,
самосогревания, ч.
в плодах, %
плодов, °C
мг KOH/г
Исходные семена
15,0
20
0,85
24
17,3
21
0,93
36
19,1
22
1,09
48
21,9
23
2,20
72
30,2
27
2.60
Через 36 часов ОБЦ белков семян достигает своего максимального значения, при этом кислотное число масла возрастает в допустимых пределах. Превышение указанного оптимального срока самосогревания служит причиной ухудшения качества масла вследствие его ферментативного гидролиза (об этом свидетельствует продолжающийся рост кислотного числа масла) и возрастания токсичности белков семян из-за накопления в них свободных жирных кислот. Продолжительность самосогревания менее 36 часов не дает желаемого результата снижения токсичности белков семян.
Технический результат достигается только при сочетании описанных параметров процесса, что позволяет получить при извлечении касторового масла из семян клещевины в качестве побочного продукта нетоксичный белковый продукт для использования его в составе кормовой смеси для сельскохозяйственных животных или на технические нужды.
Заявленное техническое решение соответствует критерию ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, так как может быть использовано на любом предприятии, перерабатывающем плоды клещевины при условии оснащенности его соответствующим оборудованием.
Способ приготовления белкового кормового продукта из семян клещевины осуществляют следующим образом.
Свежеубранные плоды клещевины и части плодов (третинки) с начальной влажностью 15±2% помещают в термостат, в котором проводят самосогревание при регулировании температуры. Самосогревание проводят в течение 36 часов при температуре не выше 30°C. Непосредственно после выгрузки из термостата осуществляют контроль показателя кислотного числа масла. Затем обрушивают плоды, а семена высушивают. Далее отделяют семенную оболочку от ядра. Из ядер семян получают масло и побочный продукт, который является нетоксичным высокобелковым кормовым продуктом из семян клещевины.
Заявляемый способ поясняется примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Свежеубранные плоды клещевины с начальной влажностью 13% помещают в термостат, проводят регулируемое самосогревание, которое продолжают 24 часа. При этом поддерживают температуру на уровне 30°C. Непосредственно после выгрузки из термостата определяют показатель кислотного числа масла, который составляет 0,93 мг КОН/г. Далее плоды обрушивают, выделенные семена высушивают. Затем отделяют семенную оболочку от ядра. Из ядра семян получают масло и побочный нетоксичный белковый продукт с высоким показателем ОБЦ.
Пример 2. Свежеубранные плоды клещевины с начальной влажностью 15% помещают в термостат, проводят регулируемое самосогревание, которое продолжают 36 часов. При этом поддерживают температуру на уровне 30°C. Непосредственно после выгрузки из термостата определяют показатель кислотного числа масла, который составляет 1,09 мг КОН/г. Далее плоды обрушивают, выделенные семена высушивают. Затем отделяют семенную оболочку от ядра. Из ядра семян получают масло и побочный нетоксичный белковый продукт с высоким показателем ОБЦ.
Пример 3. Свежеубранные плоды клещевины с начальной влажностью 17% помещают в термостат, проводят регулируемое самосогревание, которое продолжают 48 часов. При этом поддерживают температуру на уровне 30°C. Непосредственно после выгрузки из термостата определяют показатель кислотного числа масла, который составляет 2,20 мг KOH/г. Далее плоды обрушивают, выделенные семена высушивают. Затем отделяют семенную оболочку от ядра. Из ядра семян получают масло и побочный слаботоксичный белковый продукт.
Заявленный способ позволяет получить нетоксичный белковый продукт с высоким содержанием белка, обеспечить сохранность сырья для его дальнейшей переработки в связи с сезонностью технологии, а также снизить энергозатраты.
Положительный эффект при реализации разработанного способа заключается в комплексном использовании семян клещевины.