СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВО-ЛИПИДНОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
METHOD OF PRODUCTION OF PROTEIN-LIPID CONCENTRATE FROM PLANT OIL-CONTAINING MATERIAL

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно растениеводству и агробиотехнологии. Белково-липидный концентрат может быть использован в качестве стимулятора роста и защиты сельскохозяйственных культур.
Известен способ комплексной переработки семян льна [патент РФ №2435833, кл. С11В 1/10, A23D 9/00, опубл. 10.12.2011], который включает механическую обработку семян, экстракцию жидкими газами, выделение масла из экстракта путем отделения осадка от экстракта за счет нагревания смеси 30°С. Водную экстракцию осадка ведут в два этапа, в первый раз при 30°С при соотношении сырье:экстрагент 1:5 в течение 20 мин, далее экстракт фильтруют, а затем шрот вторично экстрагируют при 70°С в течение 60 мин, и оба экстракта смешивают, упаривают и добавляют масло и помещают в капсулу. Конечную экстракцию проводят под давлением до 30 МПа жидким диоксидом углерода. Изобретение позволяет получить продукт с увеличенным содержанием жирных кислот, являющийся основой для создания фармацевтического препарата.
Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, связанная с использованием жидкого диоксида углерода при высоком давлении.
Известен способ пищевой муки из семян льна [патент РФ №2376344, кл. С11В 1/04, С11В 1/10, A23J 1/14, опубл. 20.12.2009]. По первому варианту способ включает очистку семян от примесей, сушку, отжим масла и измельчение обезжиренных семян. После очистки семян от примесей их промывают в течение 5-10 мин при температуре не более 20°С, сушку семян осуществляют при температуре 70-80°С до влажности не более 10%, отжим масла производят прессованием, а измельченные обезжиренные семена просеивают через сита из проволочной сетки 0,67. По второму варианту после прессования осуществляют экстракцию обезжиренных семян гексаном при температуре 55-60°С в течение 1-8 часов, после чего полученную экстракционную пульпу сепарируют, а измельченные обезжиренные семена просеивают через сита из проволочной сетки 0,67. Изобретение позволяет повысить качество пищевой муки за счет снижения содержания масла в целевом продукте.
Недостатком известного способа является получение пищевой муки в качестве целевого продукта, а также использование обезжиренных семян льна.
Известен способ получения белково-жирового концентрата из семян растительного сырья [патент РФ №2074618, кл. A23J 1/14, опубл. 10.03.1997], предусматривающий выделение белково-жировой эмульсии из семян бобовых и масличных культур. При этом способе, очищенные сухие семена подвергают грубому дроблению, конвекционному прогреву при температуре 100-130°С в течение 10-30 мин, охлаждению их смешением с водой до температуры 10-45°С и выдерживанию в водной среде в течение 1-48 ч при pH 4,5-5,0. После влажного измельчения, экстракцию белков и липидов осуществляют одновременно с эмульгированием при pH 6,5-10,0, затем осаждают отделенную от твердого остатка белково-жировую эмульсию при pH 3,5-5,5 в течение 10-120 мин. В конце проводят нейтрализацию полученного осадка. Экстракцию белков и липидов проводят смесью воды и обезжиренного молока в соотношении 1,0:(0,5-3,0), соответственно. На стадии экстракции добавляют растительное масло в соотношении исходное сырье:растительное масло, равное 1:(0,05-0,1), соответственно. Способ позволяет увеличить выход белка и жира в составе белково-жирового концентрата и получить продукт, обладающий высокой биологической ценностью и хорошими функциональными свойствами.
Недостатком способа является длительность и сложность технологического процесса, широкий интервал технологических условий (температуры, время экстрагирования, значений кислотности среды).
Наиболее близкий по технической сути к предлагаемому является способ получения белково-липидного концентрата из растительного маслосодержащего сырья [патент РФ №2439140, кл. С11В 1/00, опубл. 10.01.2012], включающий обработку измельченного растительного маслосодержащего сырья реагентом, разделения полученной реакционной смеси на белково-липидную и крахмалсодержащую фазы. В качестве растительного маслосодержащего сырья используют рисовые отруби, а в качестве реагента берут водный раствор, состоящий из 0,1 н. раствора гидроксида натрия и 0,1 н. раствора гидроксида кальция при соотношении 1,0:1,0, а обработку проводят при температуре 100-105°С и соотношении растительное маслосодержащее сырье:водный раствор щелочного реагента, равном (1,0:0,5):(1,0:1,0). В экстрагирующую смесь добавляют воду в количестве, обеспечивающем соотношение растительное маслосодержащее сырье:вода, равное (1,0:3,0):(1,0:4,0). Полученную смесь разделяют на белково-липидную и крахмалсодержащую фазы. Белково-липидную фазу сушат с получением целевого продукта. Способ позволяет достигнуть высокого содержания липидов и белков в белково-липидном концентрате.
Недостатком способа является инактивация биологически активных соединений белково-липидного концентрата вследствие использования высоких температур.
Целью настоящего изобретения является получение белково-липидного концентрата, обладающего ростостимулирующими и защитными свойствами, для использования на сельскохозяйственных растениях.
Поставленная цель изобретения достигается предлагаемым способом получения белково-липидного концентрата из измельченного растительного маслосодержащего сырья, включающий обработку измельченного растительного маслосодержащего сырья реагентом, разделение полученной реакционной смеси на белково-липидную и крахмалсодержащую фазы, при этом в качестве растительного маслосодержащего сырья используют семена льна, а обработка семян льна проводится гексаном, взятым в массовом соотношении семена льна:гексан, равным 1:1,8-2, при температуре 15-25°С в течение 4-6 часов при встряхивании. Разделение полученной реакционной смеси на белково-липидную и крахмалсодержащую фазы осуществляют путем отгона гексана при пониженном давлении и последующей фильтрации полученной смеси.
Пример 1. 100 г измельченных семян льна обрабатывали 200 г гексана при температуре 20°С в течение 4-6 часов при встряхивании. Массовое соотношение семена льна:гексан равно 1:2. Разделение полученной реакционной смеси на белково-липидную и крахмалсодержащую фазы осуществляли путем отгона гексана при пониженном давлении в роторном испарителе и фильтрации смеси. Крахмалсодержащие соединения при этом выделяются в виде осадка, а фильтрат представляют собой белково-липидный концентрат. Получили 35 г белково-липидного концентрата, выход целевого продукта составляет 35%.
Уменьшение расхода гексана ниже массового соотношения «семена льна:гексан», равное 1:1,8, приводит к снижению выхода белково-липидного концентрата и снижению его биологической активности. Аналогично снижение температуры обработки ниже 15°С и сокращение продолжительности обработки менее 4 часов приводит к снижению выхода целевого продукта. Увеличение расхода гексана выше, чем в массовом соотношении «семена:гексан» 1:2, не нецелесообразно, так как не приводит к повышению выхода целевого продукта. Повышение температуры экстракции выше 25°С, продолжительности экстракции более 6 часов нецелесообразно из-за снижения биологической активности продукта и перерасхода электрической энергии. Проведение процесса выделения белково-липидной фракции из реакционной смеси путем отгона растворителя при пониженном давлении и температуре не более 30°С обеспечивает получение целевого продукта с высокой биологической активностью.
Проведены испытания целевого продукта на ростостимулирующую и защитную активности на растениях. В качестве модельных растений использовали проростки ячменя (сорт Челябинская 99), выращенные рулонным методом. Семена ячменя перед посевом обрабатывали эмульгированием раствора белково-липидной фракции в дистиллированной воде, из расчета 5 мкл рабочего раствора на 100 семян. В рабочих растворах кратность разбавлений составила 1/10000, 1/100000, 1/1000000. В экспериментах контролировали следующие физиологические параметры растений: всхожесть семян, энергия прорастания семян, длина побегов и корней проростков, пораженность проростков возбудителями корневых гнилей (alternaria, helminthosporium, fusarium). В качестве контроля были использованы проростки, выращенные из семян, обработанных дистиллированной водой.
Результаты испытаний представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Влияние белково-липидного концентрата на ростовые параметры проростков ярового ячменя при предпосевной обработке семян
Кратность разбавления концентрата
Всхожесть, %
Энергия прорастания, %
Длина побега, мм
Длина корней, мм
2 сутки
3 сутки
2 сутки
3 сутки
Контроль (вода)
92
90
7,4±0,16
20,6±0,11
14,6±0,08
29,6±0,08
1/10000
90
92
8,5±0,11
21,6±0,08
15,9±0,08
28,9±0,09
1/100000
97
96
9,3±0,09
23,8±0,11
19,1±0,10
34,4±0,11
1/1000000
90
91
8,9±0,09
23,4±0,09
18,7±0,10
28,7±0,09
Установлено, что белково-липидный концентрат обладает ростостимулирующими свойствами.
Таблица 2
Влияние обработки семян рабочими растворами белково-липидного концентрата на пораженность растений ячменя возбудителями болезней
Кратность разбавления концентрата
Зараженность болезнями, %
Общая зараженность, %
alternaria
helminthosporium
fusarium
Контроль (вода)
3,2.0.08
9,0±0,08
1,3±0,05
13,5
1/10000
3,1±0.09
1,8±0,08
1,1±0,07
6,0
1/100000
1,0±0,08
2,4±0.06
0,9±0,09
4,8
1/1000000
2,2±0,07
7,1±0,09
1,2±0.06
10,5
Предложенный способ получения белково-липидного концентрата из семян льна позволяет выделить биологическую активную часть, обладающую ростостимулирующими и защитными свойствами для сельскохозяйственных культур.