СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕДРОВОГО МАСЛА И ПИЩЕВОГО БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНОГО ПРОДУКТА
METHOD FOR PRODUCTION OF CEDAR OIL AND PROTEIN-CARBOHYDRATE FOOD PRODUCT

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения высококачественного растительного масла из семян сосны кедровой сибирской (кедровых орехов) и пищевого белково-углеводного продукта, которые можно использовать в качестве пищевой биологически активной добавки.
Известен способ получения кедрового масла, заключающийся в экстрагировании измельченного кедрового ореха гексаном (или эфиром, или бензином, или спиртом) в аппарате Сокслета при объемном соотношении орехов и растворителя от 1:0,8 до 1:3, с последующим удалением растворителя (патент РФ 2096443, МКИ С11В 1/10, опубл. 20.11.1997, БИ 32).
Недостатком известного способа является то, что он включает получение только кедрового масла, а остальные компоненты, содержащие значительное количество полезных веществ, не используются совсем. Кроме того, при его промышленном применении возможно получение кедрового масла низкого качества ввиду попадания в него различных смол и горьких веществ, содержащихся в сорной примеси (чешуя от шишки), прогорклого, плесневелого, с органической примесью ореха.
Недостатком этого способа является использование органических растворителей и необходимость их отгонки под вакуумом, что связано со значительным расходом электроэнергии, загрязнением конечного продукта остаточным содержанием экстрагента и ухудшением качества масла.
Известен экстракционный способ комплексной переработки кедрового ореха (патент РФ №2138541, С11В 1/10, опубл. 11.10.2001, Бюл. №27), включающий измельчение необрушенных кедровых орехов, выделение масла из орехов экстрагированием гексаном при объемном соотношении ореха и растворителя 1:3, при этом согласно изобретению кедровые орехи подвергают двухступенчатой экстракции, с получением на первой ступени осветленного кедрового масла, осадка, содержащего стерины, фосфолипиды и жирные кислоты, и послеэкстракционного остатка, содержащего белки и углеводы, причем на первой ступени выделение кедрового масла проводят при температуре кипения эктрагента и продолжительности процесса 2-6 часов, затем осуществляют разделение кедрового масла на осветленное кедровое масло и осадок, содержащий стерины, фосфолипиды и жирные кислоты, а на второй ступени проводят проточную экстракцию послеэкстракционного остатка этиловым спиртом при температуре кипения растворителя и продолжительности процесса 4-6 часов, жидкостном модуле 1:3 с получением спиртового экстракта и твердого остатка.
Известный способ позволяет экстрагировать только 22-23% кедрового масла, 5-6% спиртового экстракта и 71-73% твердого остатка для получения белково-углеводного комплекса.
Недостатком известного способа является также использование гексана для извлечения масла и необходимость его отгонки под вакуумом, что связано со значительным расходом электроэнергии, загрязнением конечного продукта (масла) остаточным содержанием экстрагента, а также пожароопасность и низкая экологическая безопасность технологии, предусматривающей использование больших количеств органических растворителей (гексана, спирта) при температуре кипения последних.
Известен способ комплексной переработки кедрового ореха (Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Т.1, кн.2. - Л., 1975. - С.618), заключающийся в том, что сначала производят сушку ореха, затем очистку от сорных примесей, калибровку ореха по размерам на фракции, обрушивание ореха, отделение ядра от шелухи, двукратное холодное прессование, измельчение жмыха холодного прессования, подготовку мезги к окончательному прессованию, окончательное (третье) горячее прессование, первичную очистку масла, дробление жмыха в дробилке, сортировку помола на ситовых устройствах, затаривание муки.
Недостатком известного способа является низкое качество получаемой продукции. Кроме того, необходимость трехкратного прессования делает процесс недостаточно эффективным.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения кедрового масла, включающий экстракцию необрушенных кедровых орехов водой (патент РФ 2194745, С11В 1/10, опубл. 20.03.2004, БИ №8). Предварительно орехи измельчают и выдерживают на холоде. Экстракцию проводят при температуре от 14 до 50°С в течение 0,5-3,0 часов при объемном соотношении материала и растворителя от 1:2 до 1:5. Изобретение позволяет получить экологически чистое качественное кедровое масло и повысить выход кедрового масла.
Недостатком известного способа является неполная утилизация биомассы кедрового ореха, в результате чего значительное количество полезных веществ остается невостребованным, низкий выход масла 9,8-10,2% (от а.с.с.), многократность экстрагирования (3-4 раза) и длительность (в течение 3 часов) экстрагирования, вероятность обсеменения масла и белково-жирового продукта посторонней, в том числе и патогенной, микрофлорой, находящейся на поверхности семян, а также низкое качество белково-жирового продукта, который содержит остатки плодовой оболочки (скорлупы) и семенной оболочки (пленки), что не позволяет использовать его в качестве пищевого продукта.
Задачей настоящего изобретения является максимальное извлечение кедрового масла высокого качества и получение пищевого белково-углеводного продукта, богатого белками, крахмалом, минеральными компонентами и другими ценными веществами, что позволяет наиболее полно использовать биомассу кедровых орехов и увеличить ассортимент продукции.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кедрового масла, включающем экстракцию, согласно изобретению в качестве маслосодержащего материала используют очищенное и тонко измельченное на дезинтеграторе ядро кедровых орехов. Экстракцию кедрового масла проводят водой при температуре 70-80°С, в течение 40-60 минут при весовом соотношении материала и растворителя от 1:8 до 1:10, затем полученную смесь разделяют в центробежном поле. Получают кедровое масло и белково-углеводный осадок.
Способ получения кедрового масла и пищевого белково-углеводного продукта осуществляют следующим образом.
Семена сосны кедровой сибирской (кедровые орехи) очищают от сорных примесей, калибруют по размерам на фракции, обрушивают, отделяют от плодовой и семенной оболочек. Очищенное ядро кедровых орехов измельчают на дезинтеграторе. При прохождении через зазор между двумя цилиндрическими стержнями дезинтегратора достигается тонкое измельчение клеточных структур ядра до частиц размером 400-600 мкм. Полученную измельченную ореховую массу экстрагируют водой при весовом соотношении материала от 1:8 до 1:10 с получением кедрового масла и белково-углеводного осадка.
Высокое качество кедрового масла достигается благодаря извлечению масла в водной среде, без использования органических растворителей, а также тем, что при высокой температуре экстракции (70-80°С) происходит инактивация ферментной системы, что исключает ферментативный гидролиз триацилглицеринов, приводящий к увеличению кислотного числа кедрового масла.
Высокий выход кедрового масла достигается в результате тонкого измельчения на дезинтеграторе маслосодержащего материала (ядра кедровых орехов), в результате чего значительно ослабляется связь между липидной и нелипидной частью ядра, что облегчает выделение масла.
Высокое качество белково-углеводного продукта (послеэкстракционного осадка) обеспечивается отделением плодовой и семенной оболочек от ядра на стадии обрушивания и высокой температурой экстрагирования масла.
Послеэкстракционный осадок (белково-углеводный продукт) представляет собой густую мазеобразную массу светло-кремового цвета, без выраженного запаха и вкуса, массовая доля влаги от 70,0 до 72,5%. В его состав входят белки 48,8-50,2%; крахмал 20,5-21,7%; пентозаны - 6,8-7,1%; клетчатка - 8,0-8,4%; зола - 7,0-7,2% в пересчете на абсолютно сухое вещество, что позволяет рекомендовать его в качестве биологически активной добавки.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Семена сосны кедровой сибирской (кедровые орехи) очищают от сорных примесей, калибруют по размерам на фракции, обрушивают, отделяют от плодовой и семенной оболочек. 1 кг очищенного ядра кедровых орехов измельчают на дезинтеграторе до частиц размером 400 мкм и экстрагируют горячей водой при температуре 70°С в течение 60 минут (весовое соотношение материал:вода 1:8), после чего водно-жировую смесь разделяют на центрифуге. Выход кедрового масла составляет 68,8%, белково-углеводного продукта - 84,8% в пересчете на абсолютно сухое вещество.
2
Кедровое масло представляет собой прозрачную маслянистую жидкость, которая не растворяется в воде и хорошо растворяется в органических растворителях (гексане, эфире, бензине), имеет слабый нежный аромат, светло-янтарный цвет. Основные показатели качества и физико-химические свойства кедрового масла находятся в диапазоне, характерном для пищевых растительных масел: цветное число - 10 мг I, кислотное число - 0,5 мг КОН/г, перекисное число - 2,4 ммоль ½О/кг, массовая доля влаги и летучих веществ - 0,25%, массовая доля нежировых примесей - 0,05%, плотность при 20°С - 0,9270, показатель преломления при 20°С - 1,4778. Кедровое масло содержит жирные кислоты: пальмитиновую - 4,4%, стеариновую - 2,7%, олеиновую - 22,7%, линолевую - 46,9%, γ-линоленовую - 20,5%, токоферолы - 52,8%.
Белково-углеводный продукт (послеэкстракционный осадок) представляет собой густую мазеобразную массу светло-кремового цвета, влажностью от 72,5%, без запаха и вкуса. Осадок состоит из белков 50,2%; крахмала 20,5%; пентозанов 7,1%; клетчатки 8,0%, содержание золы - 7,0% в пересчете на абсолютно сухое вещество.
Пример 2. Аналогично примеру 1. Семена сосны кедровой сибирской отделяют от плодовой и семенной оболочек. 1 кг очищенного ядра кедровых орехов измельчают на дезинтеграторе до частиц размером 600 мкм и экстрагируют горячей водой при температуре 80°С в течение 40 минут (соотношение материал: вода 1:10), после чего водно-жировую смесь разделяют на центрифуге. Выход кедрового масла составляет 69,5% в пересчете на абсолютно сухое вещество. Выход белково-углеводного продукта - 82,8% в пересчете на абсолютно сухое вещество.
2
Кедровое масло представляет собой прозрачную маслянистую жидкость, которая не растворяется в воде и хорошо растворяется в органических растворителях (гексане, эфире, бензине), имеет слабый нежный аромат, светло-янтарный цвет. Основные показатели качества и физико-химические свойства кедрового масла находятся в диапазоне, характерном для пищевых растительных масел: цветное число - 10 мг I, кислотное число - 0,7 мг КОН/г, перекисное число - 2,8 ммоль ½О/кг, массовая доля влаги и летучих веществ - 0,25%, массовая доля нежировых примесей - 0,05%, плотность при 20°С - 0,9272, показатель преломления при 20°С - 1,4778. Кедровое масло содержит жирные кислоты: пальмитиновую - 4,6%, стеариновую - 2,9%, олеиновую - 23,9%, линолевую - 44,9%, γ-линоленовую - 20,0%, токоферолы - 52,4%.
Белково-углеводный продукт (послеэкстракционный осадок) представляет собой густую мазеобразную массу светло-кремового цвета, влажностью от 72,5%, без запаха и вкуса. Осадок состоит из белков 58,8%; крахмала 21,7%; пентозанов 6,8%; клетчатки 8,4%, содержание золы - 7,2% в пересчете на абсолютно сухое вещество.