Спосіб переробки каротиновмісної сировини

(19) (II) (13) ftnsA23Kl/i4 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО . НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України Ni-3769-XN від 23X11. 1993 р. Публікується в редакції заявника (54) СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ КАРОТИНВМІСНОЇ СИРОВИНИ S (21)93090861 (22)30.12.92 одновременном добавлении воды в соотношении 1:(Ь4) до образования суспензии, которую перед удалением влаги подвергают термообработке, а экстрагируют жирорастворимые компоненты из полученного осадка путем трехкратного насыщения одной порции масла новыми порциями осадка, затем центрифугируют и получают целевые продукты - масляный концентрат и масляный шрот. (46) 30.09.96, Бюл. І г 3 М * " (56) Шнайдмам Л.О. Производство витаминов. М., Пищелромиздат, 1959, с 140-143 (прототип). (71) Докченко Гдоргій Вікторович (72) Донченко Георгій Вікторович, Чернухіна Лідія Олександрівна, Богуславський Володимир Аронович (73) Донченко Георгій Вікторович (UA) (57) 1. Способ переработки каротинсодержащего сырья, включающий измельчение его, удаление влаги, экстракцию жирорастворимых компонентов растительным маслом с последующим центрифугированием и получение целевых продуктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сырье измельчают при 2. Способ по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что термообработку суспензии проводят в реакторе или теплообменнике непрерывного действия при t° 100-120°С. 3. Способ по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что термообработку суспензии проводят при минус 30 - минус 50°С. Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к производству пищевых и кормовых витаминных добавок из растительного сырья, и может использоваться в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и профилактической медицине. Получение витаминных добавок путем переработки растительного сырья известно. Например, предшественник витамина А-каротин получают из моркови, тыквы, облепихи, плодов рябины. Прототипом изобретения является производственный способ переработки каротин содержащего сырья [1]. По способу-прототипу морковь моют, измельчают на пильных терках, отделяют влагу путем прессования полученной мезги, а сок фильтруют на сотрясательных ситах. После первого прессования в мезге остается около 30-40% каротина моркови. Поэтому полученный жом перемешивают с водой в соотношении 1:0,6, фильтруют, а полученный вторично жом, содержащий 20% каротина моркови, опять прессуют. Полученную третью порцию морковного сока фильтруют и объединяют с предыдущими двумя порциями. После этого сок нагревают до 70-75°С, отстаивают и фильтруют на фильтр-прессах. 10035 Полученный сок, содержащий до 1,0 мг% каротина, сушат до содержания влаги не более 15%. Затем проводят экстракцию каротина из осадка мэслом путем трехкратного настаивания при температуре 60-65°С и со- 5 отношении осадка к маслу 1:2. Причем, для извлечения каротина на одну порцию осадка расходуют три порции масла, К недостаткам прототипа относится следующее: 10 1. Процесс переработки сырья многоэтапный, включающий трехразовое прессование мезги и жома и фильтрацию полученного сока на специальном оборудовании при тщательном соблюдении условий 15 измельчения, перетирки и прессования. 2. Выход каротина в экстракте по отношению к содержанию его в осадке составляет 88-92%, а по отношению к исходному сырью только 6%. Значительная часть жиро- 20 растворимых витаминов переходит в отходы: в жоме остается до 10 мг%, а в шроте до 50 мг% каротина. 3. В качестве сырья используется только кондиционная морковь или тыква. 25 Следовательно, способ-прототип является трудоемким, а выход каротина - низким. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ переработки каротинсодержащего сырья и разработать 30 безотходную технологию, позволяющую путем упрощения схемы и применения некондиционного сырья удешевить процесс, повысить содержание каротина в целевых продуктах и обогатить их другими жирораст- 35 воримыми витаминами. Для этого в способе переработки каротинсодержащего сырья, включающем измельчение его, удаление влаги и экстракцию жирорастворимых компонентов раститель- 40 ным маслом с последующим центрифугированием и получение целевых продуктов, сырье измельчают при одновременном добавлении воды в соотношении 1:(1-4) до образования суспензии,, которую перед 45 удалением влаги подвергают термообработке, а экстрагируют жиро растворимые компоненты из полученного осадка путем трехкратного насыщения одной порции масла новыми порциями осадка, затем центри- 50 фугируют и получают целевые продукты масляный концентрат и масляный шрот. Способ предусматривает альтернативные методы термообработки суспензии: -термообработка в реакторе или тепло- 55 обменнике непрерывного действия при t° 100-120°С; - термообработка замораживанием при температуре минус 30-50°С. После центрифугирования получают масляно-витаминный концентрат - пищевую добавку с высоким содержанием каротина, витамина £ и витамина К и в осадке - масляный шрот - кормовую добавку, содержащую белок, свободные аминокислоты, каротин и витамины Є и К. Заявляемый способ позволяет: - значительно упростить схему, исключить многоэтапное получение сока; - создать безотходную технологию, позволяющую одновременно с получением масляного концентрата - пищевой добавки использовать отход ее производства масляный шрот в качестве кормовой добавки; -удешевить процесс, впервые использовав некондиционное сырье с низким содержанием каротина. Особо следует отметить, что предлагаемый способ впервые обеспечивает максимальное обогащение масляного концентрата витамином Е за счет освобождения его из клеток моркови и тыквы при измельчении сырья в присутствии воды до образования тонкой суспензии и в результате трехкратного насыщения одной порции масла путем смешивания ее с новыми порциями осадка. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, представлены в примерах 1-5 и таблицах 1-2, а также в описании исследований биологической ценности получаемых заявляемым способом целевых продуктов (примеры 6-7 и таблицы 3,4). Для обоснования указанных в формуле изобретения температурных интервалов о табл. 5 приведены результаты термообработки суспензии при температурах от плюс 90°С до плюс 120°С и от минус 20°С до минус 60°С. П р и м е р 1. Морковь чистят, моют, измельчают при добавлении воды в соотношении 1:4 до тонкой суспензии (не более 30 микрон) на экспериментальной тепломассообмен ной установке для измельчения сельхозпродуктов ИРЕ -01.00, переносят в реактор и нагревают до 100°С в течейие 20 мин при перемешивании, отжимают влагу на фильтрпрессах. Полученный осадок обрабатывают подсолнечным маслом, подогретым до температуры 40° при соотношении осэдок:масло 1:2 и перемешивании. Витаминно-масляный концентрат получают путем трехкратного использования одной порции маспа. Затем, после центрифугирования в осадке получают масляный шрот. 10035 П р и м є р 2. Морковь измельчают с водой при соотношении 1:2 до суспензии, которую замораживают при температуре -40°С и лиофилизируют на сублимационной сушке 5 LZ-9 производства Чехословакии в течение 20 часов. Лиофилизат экстрагируют, как описано в примере 1. Примерз. Морковь подвергают тонкому размолу 10 на универсальной малогабаритной машине УМА-ПР с водой в соотношении 1:2, кипятят в течение 3 минут в теплообменнике непрерывного действия, переносят для охлаждения и декантации о стеклянный реактор, 15 после чего осадок лиофилизируют, который затем экстрагируют подсолнечным маслом в соотношении 1:2 путем трехкратного насыщения одной порции масла новыми порциями осадка. Отделяют витаминно-масляный 20 концентрат центрифугированием при 6000 об/мин. П р и м е р 4. Тыкву чистят, удаляют сердцевину v\ измельчают до тонкой суспензии с водой при 25 соотношении 1:1. Получение осадка и экстракцию подсолнечным маслом проводят как описано в примере 1. П р и м е р 5. Некондиционную морковь с низким со- 30 держанием каротина (3,73 мг.%) моют и измельчают с водой в соотношении 1:4. Осадок получают нагреванием суспензии при 110°С в течение 30 мин. Удаление влаги и экстракцию подсолнечным маслом проводят, как 35 описано в примере 1. Исследование биологической ценности масляного концентрата, полученного заявляемым способом. 40 П р и м е р 6. Подопытных крыс весом 350-400 г, содержащихся на полноценном рационе А40Е делят на две группы: контроль и опыт. Опытным крысам за 20 часов до забоя 45 вводят орально по 2 мл препарата со следующим содержанием жирорастворимых витаминов: Исследование биологической ценности масляного шрота, полученного заявляемым способом. П р и м е р 7. Кролей весом 3 кг, содержащихся на рационе вивария, делят на две группы. Первую группу (контроль) содержат в течепие двух месяцев на диете вивария, второй группе (опыт) к диете вивария добавляют 10 г кормовой добавки из расчета на одно животное со следующим содержанием жирорастворимых витаминов; каротин - 15,3 мг.%; витамин Е - 36,0 мг. % ; витамин К - 20,7 мг. % {см. табл. 2 и 4). Как видно из приведенных данных, в полученном масляном концентрате содержится значительное количество жирорастворимых витаминов, что достигается практически полным извлечением из сырья по предложенной технологии. Получаемый масляный шрот представляет собой сбалансированный по незаменимым аминокислотам состав и содержит скорректированный процент лизина -100,0; треонина-119,0; валинз-114,0; изолейцина - 95,0, лейцина - 92,0; тирозина + фенмлаланина - 125,0; цистинл + метионина - 44,0. Следует также отметить, что в 1 г сухого масляного шрота содержится в свободном виде 4 мг гамма-аминомаеллной кислоты, являющейся положительным регуляторным фактором кровообращения. Полученные данные говорят в пользу того, что добавление масляного витаминного концентрата в продукты питания способствует увеличению содержания указанных аитаминов в организме. Таким образом, при добавлении в корм сельскохозяйственным животным масляного шрота привес увеличивается. В данном случае, увеличение веса кролей составляет 15% по сравнению с обычным рационом. Из приведенных данных можно заключить, что оптимальными пределами температур при термообработке являются: - для термообработки в реакторах температура 100-120°С, когда не происходит разрушение каротина и выход целевого прокаротин- 91,9 мг.%; 50 дукта максимален; витамин Е - 90,0 мг.%; - для термообработки при минус 30витамин К - 31,7% (см. табл. 1 пример 2). 50°С, когда наименьшие энергозатраты при В печени крыс определяют содержания максимальном выходе целевого продукта каротина и витаминов А и Є (см, табл. 3). масляного концентрата. 55 10035 Таблица 1 Содержание каротина, витаминов Е и К в масляном концентрате(|М Содержание витаминов, мг% каротин витамин Е витамин К Сырье - кондиционная морковь 7.95 5,58 5,43 Добавка, полученная по спосо 37,9 40,2 17,8 пример 1 42,8 85,0 22.5 пример 2 91.9 90,0 31.7 пример 3 52,6 85,0 21,7 Сырье - кондиционная тыква 4,4 3,52 0,516 пример 4 11,5 41,8 8.96 Сырье - некондиционная мор 3.73 3,29 3,01 28,1 69,0 17,3 бу-прототипу Добавки, полученные по заявляемому способу: Добавка, полученная по заявляемому способу: ковь Добавка, полученная по заявляемому способу: пример 5 Таблица 2 Основные показатели биологической ценности масляного шрота В исходной моркови | В масляном шроте п/п Содержание жирорастворимых витаминов, мг% каротин-7,95±2,3 15,3+8,1 витамин Е - 5,58+1,4 36,0±9.3 витамин К- 5,43+1,3 20,7+9,2 2. белок- 10,80 10.30 свободные аминокислоты - 1,33 1,10 10035 10 Таблица 3 Содержание жирорастворимых витаминов в печени крыс, получавших масляный концентрат (п=4). Содержание в мкг/rp печени Группа каротин витамин А витамин Е 3,53±О,33 278±31,8 37,3+3,0 Опыт 8,60±0.5 332,8±55,1 46,8+4,5 м± % 243,6 119,7 125,5 Контроль М± Таблица 4 Изменение привеса кролей, получавших масляный шрот(п=5) L Исходный вес Вес через 1 ме Вес через 2 ме (кг) сяц (кг) сяца (кг) Контроль 3,00±0,250 3,300+0,300 3,650+0,300 Опыт 3,00+0,340 3,400±0,400 4,200±0,450 Группа Таблица 5 Результаты термообработки суспензии при различных температурах № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Температу +90 И 00 +110 +120 +130 -20 -30 -40 -50 -60 20 20 20 20 20 120 60 60 60 60 96,2 86,9 91,7 93,7 93,8 6,8 5,3 5,3 5,3 5,3 48,6 51,3 51,8 50,8 42,8 53,2 61,5 62,0 61,8 61,7 ра обработки, ок С Время обработки, мин Влажность полученного осадка, % Выход каротина в масляном концентрате, % 10035 Упорядник Замовлення 4564 Техред М.Моргентал Коректор О. Кравцова Тираж . Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101