Спосіб одержання рослинної олії з антиоксидантною добавкою

Реферат: Спосіб одержання рослинної олії з залізовмісною антиоксидантною добавкою характеризується очищенням та сушінням насіння, руйнуванням шкірки насіння і відділенням її від ядра, переробкою насіння, пресуванням (віджимом), рафінацією та відстоюванням. На стадії відстоювання додатково вводять залізовмісну добавку (ліпідо-магнетитову суспензію) в кількості від 0,2 мас. % до 1,0 мас. %, і проводять гомогенізацію простим перемішуванням при кімнатній температурі протягом 2-3 хвилин. UA 120971 U (12) UA 120971 U UA 120971 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до харчової промисловості, а саме до області олійно-жирової промисловості, конкретно до способів збільшення стійкості рослинної олії до окиснення киснем повітря, і може бути використана для збільшення терміну її придатності та збагачення залізом. Відомо, що збільшення обсягу виробництва продукції харчової та олійно-жирової промисловості дедалі настійніше вимагає (для збільшення термінів зберігання рідких і твердих жирів, кремів, масел і так далі) створення нових доступних і ефективних способів підвищення стійкості цих продуктів до окиснення киснем повітря. Введення добавок спеціальних з'єднань антиокиснювачів (антиоксидантів) в продукцію олійно-жирової промисловості - один з найбільш ефективних способів підвищення її стійкості до окиснення. Одним із необхідних завдань при виробництві рослинної олії є підвищення якості продукту. Через те, що рослинна олія з плином часу окиснюється, змінюються її фізичні і хімічні властивості, що призводить до погіршення її органолептичних властивостей. Крім цього існує проблема нестачі заліза в раціоні людини, адже організм не здатен синтезувати усі необхідні мінеральні речовини і повинен їх одержувати ззовні. З метою зниження схильності рослинної олії до окиснення використовують інгібітори антиоксиданти природного та штучного походження та різні способи одержання рослинних олій та технологічні прийоми. Однак, існуючі способи захисту рослинних масел від окисної деструкції мають ряд недоліків. Відомим є спосіб отримання вітамінізованої рослинної олії, стійкої до окиснення, який включає її охолодження і обробку ультрафіолетовим опроміненням з метою запобігання окисних процесів в олії [1]. Обробку олії ультрафіолетовим опроміненням проводять при русі масляної плівки. Недоліком способу є потреба у великих економічних та енергетичних затратах. Відомим є спосіб отримання рослинної олії, який включає її обробку постійним магнітним полем [2]. Недоліком способу є незабезпечення технологічними умовами достатнього рівня перекісного та кислотного числа рослинної олії. Відомим є спосіб одержання стабільної озонованої олії, який полягає у її барботуванні озоново-кисневою сумішшю та капсулюванні у м'які желатинові капсули, який відрізняється тим, що як рослинну олію використовують олію зародків пшениці, насіння вівса, виноградних кісточок, плодів шипшини або обліпихи, барботування олії проводять в 2-3 етапи [3]. Недоліком способу є використання рослинної олії без теплової обробки і використання біологічно активної сировини з певними властивостями в кожному конкретному виді олії, що не забезпечує в достатній мірі антиокисний захист. Відомий спосіб отримання рослинних масел, що включає подрібнення насіння з отриманням мезги, вологотеплову обробку реагентом і виділення олії методом пресування, як реагент використовують амінооцтову кислоту - гліцин в кількості 0,3 % - 1,0 % до маси м'ятки [4]. Недоліками способу є низька стійкість олії до окиснення при тепловій обробці і низька якість продукту, а також використання на стадії вологотеплової обробки хімічного реагенту. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі, що заявляється, є спосіб отримання рослинної олії, що включає подрібнення насіння з отриманням мезги і виділення олії методом пресування. При цьому перед подрібненням насіння в нього додають борошно зародків пшениці в кількості від 1,0 % до 10,0 % від обсягу насіння, що забезпечує вміст олії зародків пшениці в рослинній олії від 0,2 % до 1,0 % [5]. Недоліком способу є легка окиснюваність токоферолів (зокрема їх регулятора пероксидного окиснення ліпідів - октакозанолу) - основних антиоксидантів зародків пшениці, що призводить до низької стійкості олії до окиснення при тепловій обробці, а також до низької якості продукту. Задачею корисної моделі, що заявляється, є розробка способу одержання рослинної олії функціонального призначення і розширення асортименту рослинних олій підвищеної якості та харчової цінності. В основу корисної моделі поставлена задача створити антиоксидантну залізовмісну добавку для рослинних олій, яка збагачує олію Fe (II) і уповільнює процеси їх окиснення. Задача вирішується за рахунок того, що спосіб одержання рослинної олії характеризується очищенням та сушінням насіння, руйнуванням шкірки насіння і відділенням її від ядра, переробкою насіння, пресуванням (віджимом), рафінацією та відстоюванням, причому на стадії відстоювання додатково вводять залізовмісну добавку (ліпідо-магнетитову суспензію) в кількості від 0,2 до 1,0 мас. %, і проводять гомогенізацію простим перемішуванням при кімнатній температурі протягом 2-3 хвилин. 1 UA 120971 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Залізовімісну добавку (ліпідо-магнетитову суспензію - ЛМС) одержують при сумісному подрібненні ультратонкого порошку магнетиту з поверхнево-активною речовиною (ПАР) і нагріванні (температура 50-60 °C) з повільним додаванням рослинної олії при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): магнетит 26 ПАР 30 олія 44. Позитивний ефект досягається за рахунок збільшення вмісту Fe (II) та збільшення стійкості до окиснення, що забезпечується комплексною дією залізовмісного компоненту ЛМС магнетиту. Завдяки здатності магнетиту до комплексоутворення з гідропероксидами, ЛМС не тільки гальмують термоокисний розпад жирних кислот, а й за певних умов (при підвищених температурах) можуть відновлювати пероксидні угруповання за подвійними зв'язками, що утворилися в жирних кислотах при окисненні. Підвищення стійкості олії до окиснення, супроводжується уповільненням зміни пероксидного, йодного і кислотного чисел з часом (табл. 1). Технічним результатом корисної моделі є підвищення термінів зберігання масла в 3,5 рази, забезпечення ефекту стійкості рослинного масла при смаженні за рахунок введення в рослинну олію ліпідо-магнетитової (залізовмісного компонента) в заявлених кількостях. Оскільки при температурах 140-200 °C в олії зменшується накопичення пероксидів в 3-4 рази, витрата жирних кислот зменшується в 2-3,5 рази і в 5-6,5 разів зменшуються полімеризаційні процеси згущення олії. А також за рахунок введення в рослинну олію ЛМС підвищується її біологічна цінність, оскільки відзначено зниження в 1,8 і 1,6 рази продукції активних форм кисню при спонтанній і індукованій хемолюмінесценції, що свідчить про підвищення внутрішньоклітинного антиоксидантного захисту, і підвищення резистентності організму до різних вірусних і інфекційних агентів. Пропонована корисна модель ілюструється наступними прикладами. Приклад 1: Мінімальна межа щодо наведеного способу. Одержують ЛМС при такому співвідношенні компонентів (мас. %): магнетит 20 ПАР 25 олія 55. При одержанні олії насіння соняшнику очищають, сушать, руйнують шкірки насіння і відділяють її від ядра, потім подрібнюють насіння з отриманням мезги, і виділенням масла методом пресування (віджимом), рафінацією та відстоюванням, на стадії відстоювання додатково вводять ЛМС і проводять гомогенізацію простим перемішуванням при кімнатній температурі протягом 2-3 хвилин при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: На стадії відстоювання в олію вводять магнетит у співвідношенні: олія 99,4 мас. % ЛМС 0,6 мас. %. Приклад 2: Одержують ЛМС при такому співвідношенні компонентів (мас. %): магнетит 26 ПАР 30 олія 44. Спосіб одержання рослинної олії по прикладу 1, тільки на стадії відстоювання в олію вводять ЛМС у співвідношенні (мас. %): олія 99,8 ЛМС 0,2. Приклад 3: Максимальна межа щодо наведеного способу. Одержують ЛМС при такому співвідношенні компонентів (мас. %): магнетит 30 ПАР 35 олія 35. Спосіб одержання рослинної олії по прикладу 1, тільки на стадії відстоювання в олію вводять ЛМС у співвідношенні (мас. %): олія 99,0 ЛМС 1,0. 2 UA 120971 U Таблиця 1 Вплив кількості магнетиту на органолептичні показники та на термін зберігання рослинних олій При Зміна співвідношеннях, Збагачення органолептичних що наведені у олії залізом показників прикладах № 1 2 3 1 Відсутня Незначне Олія 2 Незначна збагачена залізом Колір олії змінюється. Олія Значний 3 від темновміст заліза в коричневого до олії чорного кольору 5 10 Значення кислотного числа, мг КОН/г 4 0,35 Значення йодного числа, г I2/100 г 5 150,5 Значення пероксидного числа, ммоль 1/2O/кг 6 2,5 0,25 155,5 2,1 0,3 157,4 2,0 При введенні магнетиту у співвідношенні, яке наведено у прикладі 1, знижується функціональність рослинної олії, а термін зберігання подовжується на незначний термін. При введенні магнетиту у співвідношенні, яке наведено у прикладі 3, суттєво погіршуються органолептичні показники, а саме з'являється потемніння олії (олія набуває чорного кольору). Співвідношення, яке наведено у прикладі 2 є оптимальним. При такому співвідношенні олія збагачується залізом, її органолептичні показники залишаються незмінними, а термін зберігання подовжується. Завдяки змішуванню вологого осаду магнетиту з розчином ПАР та олії вдається досягти рівномірного розчинення магнетиту в олійному середовищі та уникнути розшаровування. Аналіз ступеня стійкості експериментальних олійно-магнетитових суспензій наведено у табл. 2. Таблиця 2 Аналіз ступеня стійкості експериментальних олійно-магнетитових суспензій Суспензія Кількість не зруйнованої суспензії, % соняшникової Швидкість обертання, об/хв. олії з 1000 3000 магнетитом та Тривалість центрифугування, хв. ПАР 1 2 1 2 Термоудар (100 °C) 99,95 99,9 99,925 99,85 Кріоудар (99,95 99,9 99,925 99,85 12 °C) 15 20 5000 1 99,925 2 99,85 99,925 99,85 Як бачимо, завдяки змішуванню вологого осаду магнетиту з розчином ПАР та олії вдається збільшити стійкість олії до розшаровування. Олія залишається однорідною, магнетит не випадає в осад. Також потрібно зазначити, що отримані нами олійно-магнетитові суспензії виявились стійкими в широкому спектрі температур. Усе це вдалося завдяки введенню ПАР. У табл. 3 наведено дані щодо зміни пероксидного числа під час термостатування соняшникової олії з додаванням ЛМС. 3 UA 120971 U Таблиця 3 Вплив термостатування на пероксидне число соняшникової олії з добавкою ЛМС. Температура, °C 140 160 5 10 Зміст ЛМС в Зміст пероксидів, ммоль 1/2 О/кг в часі, годину соняшниковій олії, % 0 2 4 7 Без добавки ЛМС 2,0 5,3 7,1 10,6 Без добавки антиоксиданту (в 2,0 5,3 7,1 10,6 прототипі) 0,1 (в найближчому 2,0 3,5 3,4 3,3 аналогу) 0,1 2,0 3,3 3,3 3,2 0,2 (в найближчому 2,0 3,3 3,0 3,0 аналогу) 0,2 2,0 3,15 2,9 2,9 1,0 (в найближчому 2,0 3,0 2,7 2,6 аналогу) 1,0 2,0 2,9 2,6 2,5 Без добавки ЛМС 2,0 3,8 4,5 6,0 Без добавки антиоксиданту (в 2,0 3,8 4,5 6,0 найближчому аналогу) 0,1 (в прототипі) 2,0 2,3 2,2 2,0 0,1 2,2 2,1 1,9 0,2 (в прототипі) 2,0 2,25 2,0 2,0 0,2 2,1 1,9 1,85 1,0 (в прототипі) 2,2 1,8 2,0 1,0 2,0 1,7 1,8 Аналогічна картина спостерігається до впливу ЛМС на термостабільність і на зміни тіобарбітурового числа при термостату ванні. Використання ЛМС як антиоксиданту при введенні в рослинні олії помітно зменшує окисну полімеризацію під час смаження. Так, добавка 0,2-1,0 мас. % ЛМС до рослинної олії збільшує її термічну стабільність з 3-х до 14-ти годин, регулюючи утворення пероксидів, при цьому втрата олеїнової кислоти була повністю пригнічена, розпад лінолевої кислоти був уповільнений на 3/4, а ліноленової на 2/3. Вплив ЛМС на термічну стабільність соняшникової олії оцінювали по кінетиці накопичення пероксидів (пероксидне число, ммоль 1/2 О/кг) і зміни тіобарбітурового числа (мг МА/1000 г) при термостатуванні 50 мл олії у відкритих бюксах при температурах 140 і 160 °C, що моделювало процес смаження харчових продуктів. В табл. 4 наведені результати дослідження нерафінованої недезодорованої соняшникової олії. 15 Таблиця 4 Результати аналізу недезодорованої соняшникової олії з введенням антиоксидантних добавок. Вимоги Без добавки антиоксиданту (в найближчому аналогу) Без добавок ЛМС З антиоксидантною добавкою (в найближчому аналогу) З добавкою ЛМС Значення пероксидного числа, Значення кислотного числа, мг ммоль 1/2 О/кг КОН/г 11,04-16,2 1,48-6,5 11,0-15,0 2,0-6,5 6,69-8,2 0,87-3,0 2,0-2,5 0,25-0,35 4 UA 120971 U В табл. 5 наведені результати дослідження якості рафінованої дезодорованої олії з введенням ЛМС. Таблиця 5 Результати аналізу дезодорованої соняшникової олії з введенням антиоксидантних добавок. Вимоги Без добавки антиоксиданту (в найближчому аналогу) Без добавок ЛМС З антиоксидантною добавкою (в найближчому аналогу), 1,0 мас. % З антиоксидантною добавкою(в найближчому аналогу)0,5 мас. % З антиоксидантною добавкою (в найближчому аналогу), 0,2 мас. % З добавкою ЛМС, 1,0 мас. % З добавкою ЛМС, 0,5 мас. % З добавкою ЛМС, 0,2 мас. % 5 10 15 20 25 Значення пероксидного числа, Значення кислотного числа, мг ммоль 1/2 О/кг КОН/г 2,0 0,5 2,0 0,5 0,8 0,25 1,1 0,3 1,2 0,3 0,6 1,0 1,1 0,20 0,25 0,25 Отримана дезодорована рослинна олія з добавкою ЛМС має достатню стійкість при смаженні, підвищений термін зберігання і високу біологічну цінність. Одержані результати підтверджують, що запропонований спосіб одержання рослинної олії збільшує термін її придатності, підвищує біологічну цінність, що сприяє кращому засвоєнню її організмом, та покращує органолептичні показники олії, збагачує готові страви з додаванням олії залізом необхідним для нормального функціонування організму. А введення поверхневоактивної речовини (стабілізатора суспензії) в ліпідо-магнетитову суспензію модифікує поверхню частинок магнетиту в олії та забезпечує її подальшу однорідність. Таким чином, запропонований спосіб одержання рослинної олії використовує додаткову технологічну операцію на стадії відстоювання - введення залізовмісної добавки - ліпідомагнетитової суспензії, яка забезпечує достатній рівень засвоюваного Fe (II) та набуває більшої стійкості олії до окиснення, і може використовуватись в біотехнологіях та харчовій промисловості як спосіб одержання рослинної олії зі збільшеним терміном її придатності та підвищеною біологічною цінністю. Джерела інформації: 1. Патент Российской федерации № 2241340, A23D 9/02, Способ получения витаминизированного растительного масла. 2. Патент РФ № 2017804, МКИ С11В 5/00, Способ стабилизации к окислению растительного масла, опубл. 15.08.1994. 3. Патент України № 100142, А61К 36/00, A23D 9/02, Спосіб одержання стабільної озонованої рослинної олії. 4. Патент RU № 2219227 С1, С11В 1/00, 20.12.2003 Способ получения растительного масла. 5. Патент RU № 2278152 С1, С11В 1/00, 20.12.2006 Способ получения растительного масла. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб одержання рослинної олії з залізовмісною антиоксидантною добавкою, який характеризується очищенням та сушінням насіння, руйнуванням шкірки насіння і відділенням її від ядра, переробкою насіння, пресуванням (віджимом), рафінацією та відстоюванням, який відрізняється тим, що на стадії відстоювання додатково вводять залізовмісну добавку (ліпідомагнетитову суспензію) в кількості від 0,2 мас. % до 1,0 мас. %, і проводять гомогенізацію простим перемішуванням при кімнатній температурі протягом 2-3 хвилин. 5 UA 120971 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6