СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МАСЛА СЕМЯН GOSSIPIUM HIRSUTUM Российский патент 2016 года по МПК C11B1/10 A23D9/00 

Описание патента на изобретение RU2598640C2

Изобретение относится к пищевой, а именно к масложировой, промышленности, и касается способа получения масла из семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4»), отличающегося отсутствием токсичного полифенола - госсипола.

Известны 23 вида хлопчатника, четыре из которых культивируются (G. Arboreum L., G. Herbaceum L., G. hirsutum L. и G. barbadense L.). Хлопковое масло традиционно получают выжиманием из семян хлопчатника Gossipium hirsutum. Выход масла в среднем составляет 30%. При традиционном способе получения масла необходимо предварительно очищать семена от минеральных и органических примесей путем обработки семян водой и паром до оптимальной влажности 10-12% с последующим обрушением оболочки семян в дисковых или ножевых шелушителях [1]. В состав хлопкового масла, полученного выжиманием из семян хлопчатника, входят: линолевая (40-55%), олеиновая (15-35%), пальмитиновая (12-24%) и другие ЖК [1]. Кроме того, свежевыжатое масло имеет неприятный запах и вкус, красновато-бурый цвет, содержит до 2% смолистых, белковых, красящих веществ, в частности госсипол, который накапливается в основном в клетках семенного ядра и обладает высокой токсичностью, госсипурин, а также много свободных жирных кислот.

Известен способ получения хлопкового масла экстракцией измельченных семян хлопка с помощью низкокипящей фракции петролейного эфира (40-50°C) [2]. В состав хлопкового масла, полученного данным способом, входят следующие жирные кислоты: миристиновая (0,5-1,0%), пальмитиновая (21,8-26,7%), пальмитолеиновая (0,5-1,8), стеариновая (2,7-4,2%), олеиновая (16,0-36,0) и линолевая (35,4-54,5%). Содержание свободного госсипола в масле для различных видов хлопчатника составляет от 0,00 до 9,3%.

Целью изобретения является способ получения масла из семян Gossipium hirsutum (Хлопчатник, сорт АС-4), отличающегося отсутствием токсичного полифенола - госсипола.

Для достижения данной цели предлагается способ получения масла из семян Gossipium hirsutum (Хлопчатник, сорт АС-4) методом сверхкритической флюидной экстракции (СФЭ) с использованием диоксида углерода в качестве экстрагента (поток флюида 40 г/мин) и варьировании условий проведения процесса: давления (300-350 атм), температуры (40-45°C) и продолжительности экстракции (60-70 мин).

Использование диоксида углерода в качестве экстрагента позволяет сократить некоторые стадии в технологии рафинации масел, в частности стадию гидратации, необходимой для удаления из масел белков и фосфолипидов. Так как фосфолипиды и белки нерастворимы в сверхкритическом диоксиде углерода, они не попадают в состав экстрактов, получаемых методом СФЭ. С помощью подбора необходимых условий экстракции - параметров сверхкритического флюида, температуры и давления - можно снизить содержание в нерафинированном масле остальных примесей, от которых его очищают при рафинации (например, от восков и растительных пигментов).

Для получения масла семена хлопчатника Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4») сушат, измельчают и загружают в сверхкритический флюидный экстрактор (СКФ-экстрактор). Экстракция проводилась при температуре 40-45°C, потоке флюида 40 г/мин и варьировании давления (300-350 атм) и времени (60-70 мин).

Сущность изобретения состоит в следующем.

Предложен способ получения масла семян Gossipium hirsutum методом сверхкритической флюидной экстракции, отличающимся тем, что в качестве исходного сырья используются высушенные и измельченные семена хлопчатника Gossipium hirsutum (сорт «АС-4»), которые экстрагируют в сверхкритическом флюидном экстракторе диоксидом углерода (поток флюида 40 г/мин) при температуре 40-45°C, давлении 300-350 атм и времени 60-70 мин.

Полученное методом сверхкритической флюидной углекислотной экстракции масло семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4») характеризуется отношением содержания ненасыщенных ЖК к содержанию насыщенных ЖК, которое составляет 1.96, кислотным числом 1,4 мг КОН, отсутствием токсичного полифенола - госсипола - и жирнокислотным составом, представленным в табл. 1.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 200 атм и температуре 40°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 30 мин. Масло слегка желтоватого цвета, nD20 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 8%.

Пример 2. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 200 атм и температуре 45°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 60 мин. Масло слегка желтоватого цвета. nD20 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 9,5%.

Пример 3. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 200 атм и температуре 45°C. Продолжительность экстракции 70 мин. Масло слегка желтоватого цвета, nD20 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 9,6%.

Пример 4. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 350 атм и температуре 45°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 30 мин. Масло слегка желтоватого цвета. nD20 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 12%.

Пример 5. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 350 атм и температуре 40°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 60 мин. Масло слегка желтоватого цвета. nD20 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 17%. Содержание госсипола 0,001% по ГОСТ 13979.11-83.

Пример 6. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 350 атм и температуре 45°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 70 мин. Масло слегка желтоватого цвета. nD20 1,4700. КЧ 1,4. Выход масла 17,8%. Содержание госсипола 0,001% по ГОСТ 13979.11-83.

Пример 7. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 400 атм и температуре 40°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 60 мин. Масло темно-коричневого цвета. nD20 1,4705. КЧ 1,6. Выход масла 18,1%. Содержание госсипола 0,005% по ГОСТ 13979.11-83.

Пример 8. В колонку экстрактора загружали 200 г измельченных семян Gossipium hirsutum. Процесс СКФ-экстракции осуществляли при давлении 400 атм и температуре 50°C. Скорость потока флюида 40 г/мин. Продолжительность экстракции 80 мин. Масло темно-коричневого цвета. nD20 1,4705. КЧ 1,7. Выход масла 18,1%. Содержание госсипола 0,006% по ГОСТ 13979.11-83.

Таким образом, оптимальными условиями процесса являются: температура - 40-45°C, давление - 300-350 атм, продолжительность - 60-70 мин.

Понижение температуры, понижение давления и уменьшение продолжительности процесса экстракции ниже указанных диапазонов приводят к уменьшению выхода масла (примеры 1-3).

Повышение температуры, давления и увеличение продолжительности процесса экстракции выше указанных диапазонов (примеры 7,8) способствуют извлечению побочных веществ, что приводит к появлению более темной окраски масла и повышению его кислотного числа за счет извлечения госсипола.

Определение жирных кислот в масле Gossipium hirsutum осуществляли методом хромато-масс-спектрометрического анализа [6] после их превращения в соответствующие метиловые эфиры при обработке диазометаном.

Эфирный раствор диазометана получали из N-нитрозо-N-метилмочевины по известной методике [7].

Подготовку проб образцов проводили следующим образом: растворенную в бензоле точную навеску пробы метилировали диазометаном, добавляя небольшие порции раствора диазометана в диэтиловом эфире до прекращения выделения газообразного азота. Реакционную массу оставляли при комнатной температуре на 10 мин, а затем концентрировали до объема 10 мл, при этом избыток диэтилового эфира и диазометана удаляли при комнатной температуре с помощью струи газообразного азота. Для полного растворения метиловых эфиров жирных кислот добавляли по 2 капли хлороформа. Все процедуры подготовки проб проводили в токе азота. Хроматографирование проводили на хроматографе Shimadzu GC-17A с масс-спектроскопическим детектором GCMS-QP 5050. Объем вводимой пробы 0,5 мкл. Использовали капиллярную колонку с неполярной связанной жидкой фазой MDN-1, длина колонки 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм. В качестве газа-носителя был использован гелий при скорости потока 25 мл/мин, делитель потока 1:20. Режим хроматографирования: 150°C в течение 3 мин, затем 5°C/мин до 250°C и 250°C в течение 5 мин. Температура: инжектора - 180°C, детектора - 280°C. Для расшифровки полученных хромато-масс-спектров использовали компьютерную базу данных органических соединений NIST 107.

В таблице 1 приведен жирнокислотный состав масла семян Gossipium hirsutum, полученного при оптимальных параметрах проведения процесса методом сверхкритической флюидной экстракции с использованием диоксида углерода в качестве экстрагента и характеризующегося кислотным числом 1,4, отсутствием госсипола, отношением ненасыщенных жирных кислот к насыщенным = 1,96.

Хроматограмма масла после дериватизации жирных кислот (ЖК) диазометаном представлена на рис. 1.

Определение свободного госсипола в хлопковом масле проводили согласно методике межгосударственного стандарта 13979.11-83 [8], а также анилиновым способом, основанным на образовании нерастворимого дианилингоссипола [9].

Установлено, что хлопковое масло, полученное методом СКФ-экстракции с помощью жидкого СО2, практически не содержит госсипола (табл. 2).

Таким образом, масло семян Gossipium hirsutum, полученное методом сверхкритической углекислотной экстракции, характеризуется отсутствием госсипола.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шиков А.Н., Макаров В.Г., Рыженков В.Е. Растительные масла и масляные экстракты: технология, стандартизация, свойства. - М.: ИД «Русский врач», 2004. - 264 с.

2. Carter F.L., Castillo A.E., Frampton V.L., Kerr T. Chemical composition studies of seeds of the genus Gossipium II Phytochemistry. 1966. Vol. 5. P. 1103-1112.

3. Хлопчатник на юге России: монография / Г.С. Шахмедова, Ю.И. Дедова, И.Ш. Шахмедов, Н.Ю. Жарикова, Н.Д. Токарева. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2006. - 109 с.

4. US Patent 4008210. Solvent extraction of oil from oil seeds / Steele B.C., Barr D.R., Hunt C.T., Ayres J.L. - Publ. 15.02.1977.

5. US Patent 8021703. Oil seeds meal preparation / Schwelzer M., Green B.E. - Publ. 20.09.2011.

6. Farag R.S., Hallabo S.A.S., Hewedi F.M., Basyony A.E. Chemical evaluation of rape seed // Fette-Seifen Anstrichmittel. 1986. Vol. 88. N 10. P. 391-397.

7. Беккер X., Домшке Г., Фангхенель Э. и др. Органикум: В 2-х т. Т. 2. Пер. с нем. - М.: Мир, 1992. - 417 с.

8. Межгосударственный стандарт 13979.11-83. Жмыхи и шроты хлопковые. Метод определения свободного госсипола.

9. Руководство по методам исследования, технологическому контролю и учету производства в масло-жировой промышленности, т. 1, кн. 2. Л., 1967, с. 834.

Похожие патенты RU2598640C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МАСЛА СЕМЯН MORUS NIGRA 2013
  • Великородов Анатолий Валериевич
  • Ковалев Вячеслав Борисович
  • Щепетова Екатерина Владимировна
  • Имашева Нурия Мулдагалиевна
  • Кособокова Светлана Рудольфовна
RU2603511C2
Способ получения жирного масла и воска из косточек винограда сверхкритической флюидной экстракцией диоксидом углерода (варианты) 2018
  • Рамазанов Арсен Шамсудинович
  • Шахбанов Курбан Шахбанович
RU2732920C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СОСТАВ МАСЛА ИЗ СЕМЯН ДЫНИ 2015
  • Тырков Алексей Георгиевич
  • Великородов Анатолий Валериевич
  • Ковалев Вячеслав Борисович
  • Носачев Святослав Борисович
  • Пучков Михаил Юрьевич
RU2621024C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СОСТАВ МАСЛА ИЗ СЕМЯН ТЫКВЫ 2013
  • Тырков Алексей Георгиевич
  • Великородов Анатолий Валериевич
  • Ковалев Вячеслав Борисович
  • Носачев Святослав Борисович
  • Пучков Михаил Юрьевич
  • Абдельрахим Махомед Ахмед
RU2550076C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ СЕМЯН РОБИНИИ ПСЕВДОАКАЦИИ И ЕГО СОСТАВ 2015
  • Тырков Алексей Георгиевич
  • Юртаева Екатерина Алексеевна
RU2621022C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СОСТАВ МАСЛА АРБУЗНЫХ СЕМЯН 2013
  • Тырков Алексей Георгиевич
  • Великородов Анатолий Валериевич
  • Ковалев Вячеслав Борисович
  • Носачев Святослав Борисович
  • Пучков Михаил Юрьевич
  • Абдельрахим Махомед Ахмед
RU2542758C2
Способ получения полифенольного комплекса из ядровой древесины маакии амурской 2023
  • Разгонова Майя Петровна
  • Текутьева Людмила Александровна
  • Черевач Елена Игоревна
  • Федореев Сергей Александрович
  • Мищенко Наталья Петровна
  • Тарбеева Дарья Владимировна
  • Васильева Елена Андреевна
RU2822249C1
Способ комплексной переработки бурых водорослей 2018
  • Боголицын Константин Григорьевич
  • Каплицин Платон Александрович
  • Дружинина Анна Сергеевна
  • Овчинников Денис Владимирович
  • Шульгина Елена Валерьевна
  • Паршина Анастасия Эдуардовна
RU2676271C1
Способ получения липофильного экстракта крапивы двудомной, обогащённого хлорофиллом 2023
  • Ивахнов Артем Дмитриевич
  • Ульяновский Николай Валерьевич
  • Косяков Дмитрий Сергеевич
RU2812348C1
Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей 2016
  • Боголицын Константин Григорьевич
  • Каплицин Платон Александрович
  • Дружинина Анна Сергеевна
  • Овчинников Денис Владимирович
  • Шульгина Елена Валерьевна
  • Паршина Анастасия Эдуардовна
RU2637436C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 598 640 C2

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МАСЛА СЕМЯН GOSSIPIUM HIRSUTUM

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения масла семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «AC-4») методом сверхкритической флюидной углекислотной экстракции, при этом в качестве исходного сырья используют высушенные и измельченные семена хлопчатника, которые экстрагируют в сверхкритическом флюидном экстракторе диоксидом углерода (поток флюида 40 г/мин) при температуре 40-45 оС, давлении 300-350 атм и времени 60-70 мин. Состав масла семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «AC-4»), характеризуется отсутствием токсичного полифенола - госсипола, а также следующим жирнокислотным составом: додекановая кислота (С12:0) - 1,27, миристиновая кислота (С14:0) - 0,93, пальмитолеиновая кислота (С16:1Δ9) - 0,65, пальмитиновая кислота (С16:0) - 26,48, линолевая кислота (С18:2Δ9,12) - 43,36, олеиновая кислота (С18:1Δ9) - 20,47, цис-октадеценовая кислота (С18:1Δ6) - 1,24, стеариновая кислота (С18:0) - 4,26, 7,10,13-эйкозатриеновая кислота (С20:3Δ7,10,13) - 0,49, арахиновая кислота (С20:0) - 0,85. Отношение содержания ненасыщенных жирных кислот к содержанию насыщенных жирных кислот составляет 1,96, а кислотное число 1,4 мг КОН. Изобретение позволяет получить масло улучшенного качества без госсипола. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 598 640 C2

1. Способ получения масла семян Gossipium hirsutum методом сверхкритической флюидной экстракции, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используются высушенные и измельченные семена хлопчатника Gossipium hirsutum (сорт «АС-4»), которые экстрагируют в сверхкритическом флюидном экстракторе диоксидом углерода (поток флюида 40 г/мин) при температуре 40-45°C, давлении 300-350 атм и времени 60-70 мин.

2. Масло семян Gossipium hirsutum (хлопчатник, сорт «АС-4»), полученное методом сверхкритической флюидной углекислотной экстракции, отличающееся отношением содержания ненасыщенных жирных кислот к содержанию насыщенных жирных кислот, которое составляет 1.96, кислотным числом 1,4 мг КОН, отсутствием токсичного полифенола - госсипола - и следующим жирнокислотным составом, мас. %:
Линолевая кислота (С18:2Δ9,12) 43,36 Пальмитиновая кислота (С16:0) 26,48 Олеиновая кислота (С18:1Δ9) 20,47 Стеариновая кислота (С18:0) 4,26 Додекановая кислота (С12:0) 1,27 цис-Октадеценовая кислота (С18:1Δ6) 1,24 Миристиновая кислота (С14:0) 0,93 Арахиновая кислота (С20:0) 0,85 Пальмитолеиновая кислота (С16:1Δ9) 0,65 7,10,13-Эйкозатриеновая кислота (С20:3Δ7,10,13) 0,49

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2598640C2

ЩЕРБАКОВ В.Г., ЛОБАНОВ В.Г
"Биохимия и товароведение масличного сырья", М., КолосС, 2003, стр.224-229
Способ получения хлопкового масла 1988
  • Ильясов Атабек Туйчиевич
  • Мирзакаримов Рустам
  • Исаев Махмуджон Нигматович
  • Хужакулов Рашид Худойкулович
  • Ахмедов Умидилло
SU1576551A1
ЛИНИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА РАЗЛИЧНОЙ СОРТНОСТИ В ЗАДАННОЙ ПРОПОРЦИИ 1995
  • Фазлетдинов Самардин[Tj]
  • Канджа Сергей Николаевич[Ru]
  • Кадамов Абумуслим[Tj]
  • Насритдинов Рамазан[Tj]
RU2084563C1

RU 2 598 640 C2

Авторы

Великородов Анатолий Валериевич

Ковалев Вячеслав Борисович

Щепетова Екатерина Владимировна

Тырков Алексей Георгиевич

Пучков Михаил Юрьевич

Даты

2016-09-27Публикация

2014-02-20Подача