СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ С ЗАДАННЫМ ЖИРНО-КИСЛОТНЫМ СОСТАВОМ
METHOD FOR PRODUCTION OF VEGETABLE OILS WITH PRESET FATTY ACID COMPOSITION

Изобретение относится к масложировой промышленности и касается получения масел с заданным жирно-кислотным составом из семян масличных культур разных сортов.
Известен способ получения растительных масел-смесей с заданным жирно-кислотным составом, включающий расчет рецептуры масла-смеси, сбалансированной по соотношению ω-6 и ω-3 жирных кислот, дозирование, смешивание и упаковку масел. Расчет рецептуры смеси проводят путем составления и решения системы уравнений с неограниченным числом переменных (Патент №2437549).
Способ осуществляется следующим образом: на первом этапе получают исходные масла, проводят расчет количества исходных масел для получения заданного соотношения жирных кислот в смеси путем решения системы уравнений с неограниченным числом переменных, далее производят дозирование масел в соответствии с полученной рецептурой, их смешивание и упаковку. Данный способ предназначен для получения растительных масел-смесей, сбалансированных по соотношению ω-6 и ω-3 жирных кислот, из исходных масел. Необходимость получения растительных масел с заданным соотношением ω6:ω3 жирных кислот связана с рекомендациями института питания РАМН для здорового или лечебного питания, а также требованиями к льняному маслу по соотношению ω6:ω3 жирных кислот, предъявляемым в косметической промышленности.
Недостатком данного способа является то, что получаемое по способу-прототипу растительное масло-смесь с заданным жирно-кислотным составом будет иметь высокие перекисное и кислотное числа. Кроме того, фактическое соотношение ω6:ω3 жирных кислот в сравнение с расчетным соотношением, полученным по системе уравнений, имеет существенное отклонение в пределах адекватности данных уравнений. Высокие перекисное и кислотное числа связаны с тем, что для создания данных смесей используют уже готовые масла - одно с высоким содержанием легкоокисляемых полиненасыщенных жирных кислот, другое - с низким. А в процессе получения легкоокисляемого масла на стадиях прессования и фильтрации в нем идут интенсивные окислительные и гидролитические процессы. Получаемое по способу-прототипу растительное масло-смесь с заданным жирно-кислотным составом с высокими показателями перекисного и кислотного чисел будет иметь низкий срок безопасного хранения (срок, в течение которого перекисное и кислотное числа не будут превышать норм, установленных Техническим регламентом таможенного союза на масложировую продукцию).
С заданным жирно-кислотным составом по соотношению ω9:ω6 жирных кислот можно получать масло из различных сортов семян подсолнечника линолевого и олеинового типов. С заданным жирно-кислотным составом по соотношению ω6:ω3 жирных кислот можно получать масла из семян льна низколиноленового и высоколиноленового сортов. Типичным примером масличной культуры с большим количеством легкоокисляемых полиненасыщенных жирных кислот является лен. Смешивание льняных масел с различным жирно-кислотным составом для получения растительного масла-смеси с заданным жирно-кислотным составом приводит к получению смеси с высокими значениями показателей кислотного и перекисного чисел и низким сроком безопасного хранения. Фактическое соотношение ω6:ω3 жирных кислот получается с существенным отклонением от расчетного, вследствие однократного расчета рецептуры смеси масел без проведения дополнительного расчета после опытного смешивания и выведения поправочных коэффициентов.
Задачей изобретения является создание эффективного способа получения растительных масел с заданным жирно-кислотным составом высокого качества по показателям перекисного и кислотного чисел, с фактическим соотношением полиненасыщенных жирных кислот, имеющим меньшее отклонение от расчетного, а также увеличение срока безопасного хранения масла.
Техническим результатом изобретения является уменьшение отклонения фактического соотношения полиненасыщенных жирных кислот от расчетного, повышение качества масла заданного жирно-кислотного состава по показателям перекисного и кислотного чисел и увеличение срока безопасного хранения масла.
Технический результат достигается тем, что заявляемый способ получения растительных масел с заданным жирно-кислотным составом характеризуется определением жирно-кислотного состава исходных семян масличных культур, исходным расчетом количества семян каждого сорта, дозированием семян по исходному расчету, смешиванием семян, прессованием смеси семян, фильтрацией масла, определением жирно-кислотного состава масла, проведением уточненного расчета количества семян каждого сорта для получения масла с заданным жирно-кислотным составом, смешиванием семян по уточненному расчету, прессованием, определением жирно-кислотного состава и фасовкой полученного масла, при этом уточненный расчет количества семян каждого сорта проводят по системе уравнений:
где n - количество извлекаемых масел;
i
x - содержание целевого компонента в i-том сорте, %;
j
y - содержание целевого компонента в j-том сорте, %;
i(j)
l - массовая доля i(j)-го сорта в составе смеси;
i
k - кинетический коэффициент селективности извлечения i-го целевого компонента из j-го сорта;
j
k - кинетический коэффициент селективности извлечения j-го целевого компонента из i-го сорта;
К - требуемый коэффициент соотношения содержания жирных кислот.
В заявляемом способе формирование заданного жирно-кислотного состава масла осуществляется на стадии смешивания семян, а извлекается прессованием и фильтруется масло уже с заданным жирно-кислотным составом. Исследования показали, что в масле с заданным жирно-кислотным составом, полученном из смеси разных сортов льняных семян, перекисное число ниже на 1,83-3,0 ммоль активного кислорода/кг, а кислотное - на 0,98-2,10 мг КОН/г ниже по сравнению с маслом, полученным путем смешивания готовых масел. Заявляемый эффект объясняется тем, что при формировании заданного жирно-кислотного состава на стадии смешивания семян, в которых масло локализовано в липидных сферосомах и защищено от действия кислорода, не происходит ухудшения качества масла по показателям перекисного и кислотного чисел. А при формировании заданного жирно-кислотного состава путем смешивания готовых масел доступ кислорода в процессе смешивания провоцирует повышение перекисного числа. Кроме того, заявляемый эффект достигается и на стадии получения и фильтрации масла с заданным жирно-кислотным составом. Объясняется это тем, что в процессе получения масла прессованием протекают окислительные и гидролитические процессы в масле, катализируемые ферментами липаза и липоксигеназа. Также идет интенсивное неферментативное окисление получаемого горячего масла. Эти же процессы идут и при дальнейшей фильтрации масла после его получения. При хранении легкоокисляемого фильтрованного масла до смешивания продолжаются неферментативные процессы окисления и гидролиза. Кислотное и перекисное числа этого масла значительно повышены еще до составления смеси, что существенно влияет и на показатели кислотного и перекисного чисел самой смеси. А при прессовании смеси семян легкоокисляемое масло будет сразу смешиваться с низкокисляемым, что снизит интенсивность окислительных и гидролитических процессов при прессовании, фильтрации масла и дальнейшем его хранении. Высокое качество масла по показателям перекисного и кислотного чисел при его получении обеспечивает увеличение безопасного срока хранения получаемых масел, так как процессы порчи масла, особенно его окисление, протекают по экспоненциальному механизму.
Получение масла с фактическим соотношением полиненасыщенных жирных кислот с меньшим отклонением от расчетного достигается за счет проведения исходного расчета необходимого соотношения сортов семян, уточненного расчета с учетом результатов исходного и введения поправочных коэффициентов.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом: на первом этапе определяется фактический жирно-кислотный состав исходных семян масличных культур разных сортов, затем производится исходный расчет количества семян каждого сорта для получения заданного соотношения жирно-кислотного состава. Расчет проводится следующим образом: в известную программу вводятся исходные данные смешиваемых семян (жирно-кислотный состав, влажность, масличность, сорность) и рассчитывается количество каждого сорта для заданного соотношения. Далее производится дозирование семян по исходному расчету и их смешивание. Масло получают прессованием в лабораторных условиях, фильтруют и определяют его жирно-кислотный состав. По полученным результатам в расчетную программу вводятся уточнения и проводится дополнительный расчет, окончательное определение количества семян каждого сорта для получения масла с заданным жирно-кислотным составом, смешивание семян, опытное прессование, фильтрация масла и определение его жирно-кислотного состава. По полученным результатам проводится окончательное определение количества семян каждого сорта для получения масла с заданным жирно-кислотным составом. Это определение проводится путем расчета извлекаемой доли каждой из жирных кислот из смеси сортов семян масличных культур для получения соотношения этих кислот по четырем кинетическим коэффициентам селективности. С учетом кинетических коэффициентов селективности, характеризующих формирование смеси масличных культур в зависимости от сорта и содержания в нем жирной кислоты, составляется указанная выше система с ограниченным числом уравнений, равным числу неизвестных.
Полученная система уравнений решается, в результате этого находят искомое необходимое соотношение семян масличных культур разных сортов для получения из этой смеси масла с заданным жирно-кислотным составом.
Заявляемый способ подтверждается и иллюстрируется следующим примером.
Из семян льна низколиноленового сорта Сюрприз и высоколиноленового сорта ВНИИМК 630 прессованием получают смесь с соотношением ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот 4:1 двумя способами.
Прототип. Проводят извлечение масла прессованием из каждого сорта семян льна отдельно. Полученные масла подвергают фильтрации. Производят расчет рецептуры смешивания исходных масел для получения смеси с заданным жирно-кислотным составом путем составления и решения системы уравнений. Затем производят дозирование и смешивание двух масел в соответствии с расчетом.
11
12
21
22
Пример 1. На первом этапе определяют для каждого из сортов льна фактический жирно-кислотный состав семян. С помощью программы Excel проводят исходный расчет необходимого количества каждого из сортов семян льна для получения соотношения ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот 4:1. Проводят дозирование семян в соответствии с расчетом и их смешивание. Масло получают прессованием смеси, фильтруют и определяют его жирно-кислотный состав. Так как соотношение ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот получилось 3,04:1, а не 4:1, проводят уточненный расчет и опытное прессование повторяют. После уточненного расчета получают смесь с соотношением ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот 3,4:1. По подученным результатам проводится окончательное определение количества семян каждого сорта для получения масла с заданным жирно-кислотным составом. Это определение проводится путем расчета извлекаемой доли каждой из жирных кислот из смеси сортов семян масличных культур для получения необходимого соотношения этих кислот и выведения четырех кинетических коэффициентов селективности извлечения линолевой (ω6) и линоленовой (ω3) кислот k, k, k и k, которые приведены в таблице 1.
Составляют систему из четырех уравнений с четырьмя неизвестными и решают с учетом полученных кинетических коэффициентов селективности извлечения целевого компонента:
Решая систему из четырех уравнений с четырьмя неизвестными, находят количество семян каждого сорта для получения смеси с соотношением ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот 4:1. Таким образом, для получения смеси заданного соотношения берут 11% семян сорта ВКМИМК 630 и 89% семян сорта Сюрприз.
Далее проводят дозирование семян в соответствии с расчетным количеством и смешивание семян. Полученную смесь направляют на прессование. А полученное масло подвергают фильтрации.
Полученные по способу-прототипу и заявляемому способу масла анализируют по показателям перекисного и кислотного чисел, по жирно-кислотному составу. Определяют фактическое соотношение ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот, а также определяют срок безопасного хранения масла. Показатели качества, фактическое соотношение ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот и сроки безопасного хранения полученных масел с заданным жирно-кислотным составом по известному и заявляемому способам приведены в таблице 2.
Данный пример показывает, что заявляемый способ позволяет получать масла с заданным жирно-кислотным составом из семян масличных культур разных сортов более высокого качества по показателям кислотного и перекисного чисел с фактическим соотношением ω6:ω3 полиненасыщенных жирных кислот с меньшим отклонением от расчетного и увеличенным сроком хранения масла по сравнению с известным способом.