Способ комплексной переработки семян масличных и зернобобовых культур Советский патент 1989 года по МПК A23J1/14 C11B1/10 

1C

4

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения липидов, белков и фенольных соединений в процессе комплексной переработки семян масличных и зернобобовых культур. Цель изобретения - увеличение выхода липидов из сырья, повышение качества и пищевой ценности масла и белкового продукта, выделения фракций интактных биологически активных липидов и фенольных соединений. Полученные по предлагаемому способу продукты могут найти применение в пищевой промышленности, фармакологической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства. Способ включает подсушку сырья до остаточной влажности 3,0-3,5%, предварительное обезжиривание его углеводородным растворителем, протеолиз щелочными протеазами при рН 8,0-9,5, температуре 45-50°С течение 3-4 ч, причем количество фермента составляет 1-4% от массы сырья. Продукты ферментолиза разделяют на жидкую и твердые фазы и экстрагируют из них фракцию, содержаюую биологически активные липиды и фенольные соединения, используя менее липофильные органические растворители, чем при экстракции нейтральных липидов, а из водной фазы выделяют высушиванием высококачественный белковый гидролизат. 4 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и касается выделения липидов, белков и фенольных соединений из семян масличных и зернобобовых культур.

Цель изобретения - увеличение выхода липидов из сырья, повышение качества и пищевой ценности масла и белковых продуктов, выделение фракции интактных биологически активных липидов и фенольных соединений, в том числе госсипола.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят обрушивание и измельче- |ние сьфья, подсушивание до остаточной влажности не вьш1е 3-3,5% и пятикратную экстракцию липидов углеводородным растворителем, например гексаном или бензином, с последующим упариванием экстрагента и получением фракции нейтральньк липидов. При этом для отделения нейтрального жира от смеси

биологически активных липидов и фе- нольных соединений предварительное Ъбезжири ван 1е осуществляют углеводородными растворителями при соотношении сырья ирастворителя 1:2-2,5. Проводят протеолиз твердого остатка щелочными протеазами микробного происхождения, например, протосубтилинами при рН 8- 9,5. Для фиксации биологически активных липидов и фенольных соединений, в том числе госсипола на твердой фазе протеолиза воздействие осуще,- ствляют при 45-50°С в течение 3-4 ч, количество ферментов составляет 1-3% от массы сырья. Соотношение твердой и жидкой фаз протеолиза составляет 1:20. Подкисление среды разбавленной минеральной кислотой до рН 4-5 с последующим нагреванием в те- чение 5 мин при 85-90 с. По окончании протеолиза осуществляют разделение гидролизуемой массы на жидкую и твердую фракции и проводят трехкратную экстракцию биологически активных липидов и фенольных соединений, используя в качестве экстрагента диэти- ловьй эфир (в случае водной фазы), и диэтиловый эфир, а затем.ацетон (в. случае твердого остатка). При этом соотношение сьфье : экстрагент составляет во всех случаях 1:2,5. Органические экстракты объединяют, упаривают экстрагенты, получая таким образом фракцию биологически активных липидов ифекольных соединений. Белковый гидролиз1.ат получают, высушивая водную фазу. Таким образом, в результате предварительной сушки ядра достигается полнота извлечения нейтрального жира, повьпцение его качества вслед- .ствие; НИЗКОГО содержания госсипола. Предварительное обезжиривание углево- дородньи Ш растворителем позволяет отделить нейтральный жир от биологи- чески активных липидов и госсипола. Протеолиз в щелочной среде делает возможным одновременное выделение концентрат а биологически активных липидов и фенольных соединений, в том числе госсипола, с сохранением их нативкости а также получение высококачественного белкового гидролизата.

Ч р к м е р 1.10 г ядра хлопчатник подсушивают до остаточной влажности 3% при температуре не выше 85 С (температура ядра не Bbmie 65°С), измельчают в кофемолке. Берут навеску в 5г, производят пятикратное обезжири

д 5 0 5 О д

5

5

вание гексаном порциями по 25 мл.-- Каждая порция отделяется от твердого осадка декантацией. Экстракты объединяют, фильтруют через бумажный фильтр, упаривают на роторном испарителе, получают 1,68 г нейтрального жира. К полученному твердому остатку добавляют 100 мл 0,05 с трис-НС1 буфера с рН 8,5, затем 0,4 г ферментного препарата протосубтилина Г10Х (с содержанием наполнителя 75%), Гидролиз ведут 3 ч при , постоянно перемешивая и поддерживая рН с помощью одномолярного водного раствора NaOH. Гидролиз прекращают подкислением среды до рН 4,5 10% раствором НС1 и нагреванием в течение 5 мин при 85-90 С. Далее реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, центрифугируют, отделяя водную фазу от твердой, трехкратно экстрагируют твердую часть сначала диэтиловым эфиром, затем ацетоном порциями по 25 мл, водную часть - трехкратно диэтиловым эфиром порциями по 25 МП. Экстракты объединяют, промывают водой до нейтральной реакции, высушивают безводным сульфатом натрия, растворители удаляют на роторном испарителе. При этом получают 0,2450 г липидов с содержанием госсипола 0,045 г. Обезжиренную водную фазу лиофильно высушивают, получают 1,885 г белкового гидролизата. Твердьй остаток подсушивают в сушильном шкафу при температуре не больше 60 С.

П,РИМ ер 2. 5г производственного шрота хлопчатника подвергают протеолизу аналогично примеру 1. Количество фермента с наполнителем 0,8 г, время протеолиза 4 ч. Выход липидов 0,3235; белков 1,800 г. В качестве фермента используют щелочную протеазу из Bacillus subtilis, которая вьшускается в соответствии с ТУ59.О1.00374-84 в виде порошка или гранул. Зависимости выхода липидов, белков и распределение госсипола от рН среды, количества ферментов, времени проведения процесса сведены в табл.1-4.

Содержание липидов в предварительно обезжиренном ядре (определенное химическим методом) 4,9%.

Содержание липидов в шроте (определенное химическим методом) 6,49%.

Как видно из результатов, приведенных в таблицах, наиболее полный

5

выход масла наблюдается: для обезжиренного ядра при рН 8,5, количестве ферментов 1% от массы сырья, длительности протеолиэа 3 ч для шрота рН 8,5, количестве ферментов 4%, длительности 4 ч. Оптимальный выход белкового гидролизата и максимальный переход госсипола в концентрат биологически активных липидов и фенольных соединений происходит при количестве ферментов 2%, времени проведения про теолиза 4ч.

Пример 3, Из5г неподеушен ного ядра подсолнечника вьщеляют ко- нечные продукты аналогично примеру 1 При этом для выявления преимущества предлагаемого способа проводят параллельно аналогичную процедуру вьщеле- ния продуктов, не включающую стадию предварительной подсушки. Выход нейтральных липидов из подсушенного ядра 2,60 г (52,0%), из неподсушенного 2,56 г (51,3%).

Как видно из приведенных примеров, реализация предлагаемого способа позволяет с высоким выходом получать одновременно 3 вида продуктов: нейтральный жир, фракцию биологически активных липидов фенольных соединений и белковый гидролизат, которые пригодны к использованию в пищевой промьшшенности, а также фармацевтической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства.

Формула изобретения

Способ комплексной переработки семян масличных и зернобобовых культур, предусматривающий обрушивание их до ядра семянки, измельчение его, обработку углеводородным растворителем.

Таблица 1

Выход липидов при протеолизе предварительно обезжиренного ядра

8,5. (Контроль) 8,0 8,5 9,0 10

отделение последнего от твердого остатка, упаривание растворителя с получением липидной фракции, проведение .ферментативного гидролиза твердого остатка и зкстракцию диэтиловым эфиром остаточных липидов, с получением органической фазы, водной фазы и твердого остатка, с поледующим упариванием органической и водной фаз и получением липидов и белкового гидролизата, отличающийся тем.

что, с целью увеличения выхода липидов из сырья, повьш1ения качества и пищевой ценности масла и белкового продукта, вцделения фракции интактных биологически активных липидов и фенольных соединений, перед измельчением сырья осуществляют его предварительное высушивание до влажности 3,0- 3,5%, а ферментативную обработку проводят перед проведением экстракции липидов из твердого остатка диэтиловым эфиром, при этом в качестве

ферментного препарата используют протосубтилин Г10Х в количестве 1- 4,0% от массы сьфья, гидролиз ведут при 45-50 С в течение 3-4 ч при соотношении твердой и жидкой фаз 1:20,

а по окончании гидролиза осуществляют разделение гидролизируемой массы на жидкую и твердую фракции и экстрагируют биологически активные липи- ды и фенольные соединения из водной

фазы диэтиловым эфиром, а из твердой фракции - последовательно диэтиловым эфиром, а затем ацетоном при том же объемном соотношении, причем после разделения фаз по окончании

экстракции осуществляют объединение органических экстрактов с последующим отделением биологически активных липидов и фенольных соединений при упаривании экстрагентов.

2,17 4,17 4,90 4,28 3,68

Выход липидов при протеолизе промьш- леннбго шрота хлопчатника

рН Количество Время протеоли- Выход липидов, фермента, % за ч

8,5 . 1,036,17

8,5 2,046,26

8,5 4,0 46,47

I

Таблица 3

Выход водорастворимого белка из обезжиренного ядра

Количество Время протео- Выход фермента, % лиза, ч белка, %

Контроль 4 18,20

1221,74

,62

837,70

2232,65 2437,70 2 839,0

Таблица 4

Распределение госсипола в получаемых продуктах

ПродуктСодержание госсипола, %

Свободный Связанный

Исходное ядро1J9 0,1 Гексановый экстракт 0,08 Концентрат биологически активных липидов18,4 Водорастворимый белок0,02 Твердый остаток0,02-0,05 0,3

I

Составитель В.Поляков Редактор С.Лисина Техред, М.Ходанич Корректор О.Ципле

Заказ 4788/4Тираж 525Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101