Способ подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к получению масла
METHOD FOR PREPARING SEEDS OF NIGELLA SOWING (NIGELLA) FOR OIL PRODUCTION

Изобретение относится к области переработки сельскохозяйственной продукции, а именно к отрасли получения растительных масел.
Масло тмина чёрного (чернушки посевной или нигеллы), полученное способом, включающим стадию обработки семенной массы раствором электролита с целью облегчения отделения оболочки от ядра.
На сегодняшний день из семян чернушки получают жирное масло методом холодного отжима, используемое как биологически активная добавка в пищевые, косметические и лекарственные продукты. Ценными компонентами масла нигеллы является комплекс ненасыщенных кислот и терпеноидных соединений. Эти и другие содержащие в семенах чернушки посевной ценные активные вещества дают основание считать перспективным это сырье для получения масла.
Лузга нигеллы имеет тонкую оболочку, очень плотно прилегающую к ядру. Воздушной прослойки нет. Массовая доля оболочки семян нигеллы посевной составила 15–25 %.
Однако в существующих технологиях операции отделения оболочки отсутствует. Это обусловлено тем, что оболочка плотно связана с ядром и ее удалить невозможно. А сама оболочка для масла является поставщиком нежелательных компонентов, что и ухудшает его качество.
Известна технология отделения оболочки (патент № 2 321 458 RU Способ подготовки зерна ржи и пшеницы к переработке). Способ включает очистку зерна от примесей, очистку поверхности зерна, увлажнение его до влажности 14–15%, отволаживание 4–20 минут, обработку зерна в вальцовом станке с зазором между вальцами 1,9 мм и его последующую аспирацию. Такой способ обеспечивает очистку поверхности зерна с частичным снятием оболочек, позволяет сократить процесс подготовки зерна за счет уменьшения времени отволаживания и снизить энергозатраты на последующее измельчение за счет нарушения целостности зерновки.
Недостатком является использование для увлажнения семя воды. Данная технология не сможет ослабить силы связи оболочки семян черного тмина с ядром, а следовательно не позволит достаточно полно ее удалить, что скажется на качестве получаемого масла.
За прототип взят наиболее близкий способ шелушения семян (патент №2 631343 RU Способ шелушения семян зернобобовых культур), включающий обработку семян между двумя обрезиненными валками, установленными с зазором и вращающимися навстречу друг другу, отличающийся тем, что семена перед шелушением замачивают горячим раствором с начальной температурой около 80°C и не менее чем 3,5%-ной концентрацией хлористого натрия в течение 90 минут для набухания и отслоения оболочки от ядра семени, а обрезиненные валки, установленные с зазором, вращаются с одинаковой окружной скоростью.
Недостатком его является длительность процесса отволаживания, который проходит полтора часа. Для самого процесса применяется высококонцентрированный раствор хлористого натрия, что приведет к неоправданным расходам. Повышенная температура 80°С, приведет к ускорению окислительных процессов и ухудшению качества получаемого масла.
Таким образом, задача изобретения состоит в очистке поверхности зерна со снятием оболочки, для повышении эффективности процесса подготовки зерна к переработке.
Техническим результатом изобретения являются, сокращение времени отволаживания зерна, повышение полноты снятие плодовой оболочки и повышение качества получаемого масла.
3
Технический результат достигается тем, что способ подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к получению масла включающий обработку семян перед шелушением путем замачивания раствором с определенной температурой и концентрацией хлористого натрия в течение определенного времени для набухания и отслоения оболочки от ядра семени, отделение оболочки между двумя обрезиненными валками, установленными с зазором и вращающимися навстречу друг другу с одинаковой окружной скоростью. При этом замачивание семян перед шелушением проводится электроактевированной водой - католитом с величиной рН 8,0–9,5 в количестве 5–15% , отволаживании в течение 10–25 минут при температуре 25–35°С, а отделение оболочки осуществляют между двумя обрезиненными валками, с зазором 0,5–1,0 мм. Электроактивированную воду получают путем электролиза 1–2%-ного водного раствора NaCl, при силе тока 0,5–0,6 А, напряжении тока 36 В и скорости потока воды в анодной и катодной зонах 5–10 см/ч.
Технология получения электроактивированной воды осуществляется в аппарате, конструкция которого приведенная в патенте на полезную модель № 76920. Конструктивной особенностью аппарата является разделение аппарата на три зоны: анодную, катодную и зону подачи исходного раствора хлорида натрия, которые разделены фильтрующими перегородками.
+
-
+
–
В данной конструкции установки электролизера водный раствор NaCl подается в среднюю зону и диссоциирует на ионы Na и Cl, через фильтрующие перегородки двигаются к соответствующим электродам, где встречаются с диссоциированными ионами воды Н иОН. Таким образом, в процессе электролиза водного раствора хлорида натрия в анодной зоне образуется НCl, а в катодной зоне NaOH.
В электроактивированной жидкости католите наряду с основным компонентом NaOH в растворе содержится и растворенный NaCl. Величина рН католита и его состав по концентрации NaOH и NaCl зависят от параметров процесса электролиза: исходной концентрации раствора NaCl, силы тока и скорости потока жидкостей в каждой зоне.
Качество отделение оболочки от ядра оценивали по показателю - общая зола, %, в навеске. Общая зола, называют выраженное в процентах количество минеральных веществ, остающихся после полного сгорания органических веществ навески. Сущность методов заключается в сжигании навески размолотого зерна с последующим количественным определением несгораемого остатка по ГОСТ 10847–74.
Примеры конкретной реализации способа.
Пример 1. 100 грамм семян черного тмина (негеллы) замачивают электроактевированной водой – католитом с величиной рН 8,0 в количестве 5%, проводят отволаживание в течение 10 при температуре 25°С, а отделение оболочки осуществляют между двумя обрезиненными валками, с зазором 0,5 мм. Для подтверждения степени удаления оболочки, в пробу очиненных семян определяют показатель общей золы. Из навески очищенных семян получают масло методом холодного прессования и проводят анализ его качественных характеристик. Результаты анализа приводятся в таблице 3.
Анолагично проведены примеры 2 и 3.
Примеры получения электроактевированной воды и ее характеристики приведены в таблице 1.
Параллельно проводится опыт по параметрам способа прототипа.
Примеры способа подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к отделению оболочки представлены в таблице 2.
Таблица 1 - Примеры получения электроактевированной воды и ее характеристики
Наименование показателя
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Прототип
Массовая доля NaCl в исходном растворе, %
1,0
1,5
2,0
3,5
Сила тока, А
0,50
0,55
0,6
-
Напряжение тока, В
36,0
36,0
36,0
-
Скорость прокачки воды в электролизере, см<sup>3</sup>/ч
5,0
7,5
10,0
-
Физико-химические показатели воды, подаваемой на увлажнение
рН
8,5
9,5
8,0
7,0
Массовая доля NaCl, подаваемой на увлажнение, %
0,5
0,5
0,75
3,5
Таблица 2 – Примеры способа подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к отделению оболочки
Наименование показателя
Пример 1
Пример 2
Пример 3
рН электроактивированной воды
8,0
8,75
9,5
Количество воды, подаваемой на увлажнение, %
5,0
10,0
15,0
Время отволаживания, мин
15,0
20,0
25,0
Температура отволаживания, °С
25
30,0
35
Зазор между валками, мм
0,5
0,75
1,0
Показатели качества отделения оболочки от ядра и показатели масла чёрного тмина, полученного холодным прессованием по проведенным примерам, а также по режимам способа прототипа, приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Органолептические и физико-химические показатели масла чёрного тмина, полученного холодным прессованием
Наименование показателя
Примеры
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Прототип
Цвет
Светло–желтый
Светло–желтый
Светло–желтый
Коричневый с буровато–зеленоватым оттенком
Запах
Свойственный маслу черного тмина, пикантный без постороннего запаха
Свойственный маслу черного тмина, пикантный без постороннего запаха
Свойственный маслу черного тмина, пикантный без постороннего запаха
Свойственный маслу черного тмина с наличием постороннего запаха
Вкус
Свойственный маслу черного тмина без постороннего привкуса
Свойственный маслу черного тмина без постороннего привкуса
Свойственный маслу черного тмина без постороннего привкуса
Свойственный маслу черного тмина, жгучий с привкусом горечи
Кислотное число, мг КОН/г
1,3
1,2
0,95
5,8
Перекисное число, <img file="00000001.jpg" he="8" wi="7" img-content="undefined" img-format="jpg" /> моль/кг
1,8
2,0
1,8
14,0
Влага и летучие вещества, %
4,20
1,2
Не жировые примеси, %
0,09
0,10
0,09
0,18
Фосфорсодержащие вещества, %, в пересчете на стеароолеолецетин
0,3
0,3
0,2
0,8
Общая зола, %
0,06
0,05
0,04
1,16
Неомыляемые вещества. %
1,0
2,7
По результатам, приведенным в таблице 3, можно видеть, что использование технологии увлажнения семян черного тмина электроактивированной водой с отволаживанием и последующим отделением оболочки проходом семян через валки обеспечивает почти полное удаление оболочки, о чем показывает показатель общей золы, равный 0,04-0,06%.
Полученное методом холодного прессования масло имеет очень высокие качественные показатели как по органолептическим, так физико-химическим показателям.
Кислотное число масла составляет 0,95-1,3 мгКОН/г, перекисное число 1,8-2,0  моль/кг.
Изобретение позволяет получить масло семян нигеллы с отделением оболочки и, соответственно, более высокого качества, а именно с пониженным содержанием сопутствующих веществ, без постороннего вкуса и запаха.