автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка эффективной технологии получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов

На правах рукописи

БАГРОВ Александр Александрович

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТИРОВАННЫХ ПОДСОЛНЕЧНЫХ МАСЕЛ И ФОСФАТИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Специальность 05.18.06 -Технология жиров, эфирных масел и

парфюмерно-косметических продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

7 НОЯ 2013

Краснодар - 2013 005536ЭП

005536911

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мартовщук Валерий Иванович

Ксандопуло Светлана Юрьевна

доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой безопасности жизнедеятельности, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Багалий Татьяна Михайловна

кандидат технических наук, зам. директора испытательного центра масложировой продукции «Аналитик»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический

институт пищевой промышленности»

Защита состоится 26 ноября 2013 года в 13°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.03 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, аудитория Г-248

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Автореферат разослан 25 октября 2013 г.

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

М.В. Филенкова

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность работы. Современная организация производственных технологий пищевых предприятий, в том числе масложировых, предусматривает применение комплексных эффективных решений по переработке растительного сырья с получением высококачественной основной продукции, а также образующихся побочных или вторичных продуктов.

Значительное разнообразие перерабатываемых масложировой отраслью сырьевых ресурсов, отличающихся химическим составом основных и сопутствующих компонентов, определяют актуальность постоянного поиска технологических решений на всех стадиях производства.

В современных условиях развитие отечественной масложировой промышленности направлено на производство конкурентоспособных растительных масел повышенного качества за счет совершенствования технологии рафинации, обеспечивающей высокую степень их очистки от сопутствующих триацилглицеринам веществ и, в первую очередь, от фосфолипидов.

В зависимости от условий получения растительные масла могут содержать различные количества фосфолипидов, которые представляют сложную группу полярных липидов, обладающих ценными физиологическими и технологическими свойствами.

Учитывая это, перспективным и эффективным направлением является разработка эффективной технологии получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов, обеспечивающей более полное выведение фосфолипидов из масел с одновременным повышением качества получаемых фосфатидных концентратов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме «Разработка комплексных экологически безопасных ресурсосберегающих технологий переработки растительного сырья с применением физико-химических и электрофизических методов» Госрегистрация № 01200956355.

1.2 Цель работы: разработка эффективной технологии получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов.

1.3 Основные задачи исследования:

— анализ научно-технических литературных источников и патентной информации по теме исследования;

— модернизация и подготовка основных методов исследования, используемых в качестве критерия оценки эффективности технологических решений;

— обоснование выбора и характеристика объектов исследования;

— обоснование выбора эффективного реагента для максимального выведения фосфолипидов и повышения их качества;

— определение и обоснование эффективных технологических режимов гидратации фосфолипидов из подсолнечных массл;

— исследование влияния мехапохимической обработки на степень выведения фосфолипидов;

— исследование влияния технологических факторов на устойчивость фосфолипидной эмульсии;

— изучение факторов, влияющих на концентрирование фосфолипидной эмульсии при получении фосфатидных концентратов;

— исследование физико-химических показателей гидратированных масел и фосфатидных концентратов;

— разработка технологических режимов и схемы получения гидратированных масел и фосфатидных концентратов;

— разработка комплекта технической документации, включающего технологическую инструкцию на производство гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов, а также технические условия «Фосфатидные концентраты, обогащенные протеином».

— оценка экономической эффективности разработанной технологии.

1.4 Научная повита. Выявлено, что водный раствор молочной сыворотки усиливает поляризующую способность сопутствующих липидам

веществ. Впервые обоснована и подтверждена целесообразность применения водных растворов молочной сыворотки в качестве эффективного гидрагирующего агента, обеспечивающего высокий эффект снижения межфазного натяжения на границе раздела фаз «нерафинированное масло -водный раствор молочной сыворотки».

Впервые показано, что применение водных растворов молочной сыворотки позволяет интенсифицировать выведение фосфолипидов из нерафинированных подсолнечных масел, а также повысить качество и пищевую ценность получаемого фосфатидного концентрата.

Впервые установлено, что для определения эффективных режимов выведения фосфолипидов рационально применять методы с использованием ультразвука в импульсном режиме и электрофизических характеристик системы «нерафинированное масло - гидратирующий агент».

Впервые обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения механохимического активатора для смешивания гидратирующего агента — водного раствора молочной сыворотки с нерафинированным маслом, обеспечивающего повышение степени выведения фосфолипидов.

Впервые показано, что обработка фосфолипидной эмульсии в мехапохимическом активаторе позволяет снизить се устойчивость, что, в свою очередь, позволяет обеспечить «мягкие» режимы сушки.

1.5 Практическая значимость. Разработана комплексная технология получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов с применением в качестве гидратирующего агента водного раствора молочной сыворотки и методов мсхапохимической активации.

Разработана технологическая установка смешивания нерафинированного подсолнечного масла и гидратирующего агента в мехапохимическом активаторе роторного типа со сверхвысокими сдвиговыми усилиями, а также технологическая установка обработки фосфолипидной эмульсии в мехапохимическом активаторе с гидрофильно-гидрофобными поверхностями.

Разработан комплект технической документации на производство гидратированного подсолнечного масла и фосфатидного концентрата, обогащенного протеином, включающий технологическую инструкцию и технические условия.

1.6 Реализация результатов исследования. Разработанная технология и технологическая схема внедрены в условиях филиала «Лабинекий МЭЗ» ООО «МЭЗ Юг Руси» в I квартале 201 Згода.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений составляет 3500,0 тыс. руб. в год при переработке 30 тыс.т подсолнечного масла.

1.7 Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: научно-методических семинарах кафедры технологии жиров, косметики и экспертизы товаров КубГТУ, г.Краснодар 2010-2012; Международной научно-практической конференции «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции», г.Волгоград, 17-18 июня 2010г.

1.8 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 материал конференции, получено 2 патента РФ на изобретения и 1 патент на полезную модель.

1.9 Структура и объем диссертационной работы. Диссертациопиая работа состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений.

Работа изложена на 102 страницах и включает 15 таблиц и 11 рисунков. Список литературных источников включает 184 наименований.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методы исследования. При проведении аналитических исследований использовали стандартные методы, рекомендованные ВНИИЖиров, а также современные физико-химические и аналитические

методы, позволяющие получить наиболее точные характеристики исследуемых объектов.

Межфазное натяжение на границе раздела фаз «масло -гидратирующий агент» определяли на модифицированном сталагмометре.

Определение стойкости эмульсии проводили но разработанной методике титрометрическим методом. Тип эмульсии рассчитывали по гидрофильно-липифильному балансу (ГЛБ), который определяли как отношение эфирного числа к сумме гидроксильного и кислотного чисел.

Оценку результатов и их статистическую достоверность проводили по известным методикам с использованием пакетов прикладных программ.

Структурная схема исследования приведена на рисунке 1.

2.2 Обоснование выбора н характеристика объектов исследования. В качестве объектов исследования использовали образцы нерафинированных подсолнечных масел, полученные из производственной смеси семян подсолнечника в условиях филиала «Лабинский МЭЗ» ООО «МЭЗ Юг Руси» (таблица 1).

Таблица 1 - Физико-химические показатели нерафинированных подсолнечных масел

Наименование показателя Значение показателя

Цветное число, мг Ь 20-28

Массовая доля, %:

влаги и летучих веществ 0,10-0,15

фосфолипидов, втом числе: 0,61 -0,78

негидратируемых 0,28-0,32

неомылясмых липидов, в том числе: 0,92-1,42

восков 0,22-0,26

Массовая доля пигментов, мг%:

каротиноидов 0,64-0,70

хлорофиллов 0,90- 1,48

Массовая доля металлов переменной

валентности, мг/кг, в том числе:

железо 1,10-1,16

медь 0,08-0,12

Кислотное число, мг КОН/г 2,05 - 2,57

Перекисное число, ммоль активного

кислорода/кг 3,35-4,26

Гидратируемость фосфолипидов, % 54,15-59,10

Рисунок 1 - Структурная схема исследования

Показано, что нерафинированное масло, полученное из производственной смеси семян подсолнечника, содержит в своем составе достаточно высокое количество негидратируемых фосфолииидов, которые при водной гидратации не выводятся. По-видимому, такая низкая гидратируемость фосфолипидов, полученных из масел производственных образцов, обусловлена наличием высокого содержания металлов переменной валентности таких, как медь и железо, которые образуют устойчивые комплексы с негидратируемыми формами фосфолипидов.

Учитывая это, для повышения эффективности процесса гидратации фосфолипидов из нерафинированных подсолнечных масел необходимо искать пути по подбору эффективного гидратирующего агента.

2.3 Обоснование выбора гидратирующего агента. Ранее в работах кафедры технологии жиров, косметики и экспертизы товаров КубГТУ показана эффективность применения органических и неорганических кислотных реагентов для выведения сопутствующих триацилглицеринам веществ - фосфолипидов. Однако получаемые таким образом фосфатидные концентраты характеризуются высокими значениями кислотных чисел.

Учитывая имеющийся опыт использования кислотных реагентов, при выборе гидратирующего агента мы руководствовались следующими требованиями, во-первых, агент должен обладать высокой комплексообразующей способностью по отношению к металлам переменной валентности и высокой способностью снижать межфазное натяжение на границе раздела фаз «нерафинированное масло - гидратирующий агент», во-вторых, быть экологически безопасным и, в-третьих, быть доступным с экономической точки зрения.

Из множества агентов мы остановились на вторичном продукте переработки молочной промышленности - молочной сыворотке (таблица 2). Таблица 2 - Химический состав молочной сыворотки

Наименование показателя Значение показателя

1 2

Массовая доля, %:

влаги 92,72 - 94,25

сухих веществ, в том числе: 6,58 -6,70

1 .2

белков 1,04-1,20

жиров 0,10 -0,12

углеводов, в том числе: 4,12-4,25

лактозы 3,62 - 3,70

органических кислот, в том числе:

молочной 1,10-1,24

лимонной 0,24 - 0,32

аскорбиновой 0,010 -0,02

Массовая доля, мг/%:

аминокислот, в том числе: 1020,44-1128,36

незаменимых 500,82 -510,72

заменимых 569,72 - 697,57

витаминов:

ниацин (РР) 0,10-0,16

тиамин (В|) 0,03 - 0,05

пантатеновая кислота (В5) 0,12-0,14

пиридоксин (В6) 0,32 - 0,40

Установлено, что молочная сыворотка содержит органические кислоты: молочную, лимонную и аскорбиновую, обладающие высокой комплексообразующей способностью по отношению к ионам металлов переменной валентности, что является важным для применеиия се в качестве гидрагирующего агента. Кроме этого, в составе молочной сыворотки содержатся аминокислоты, которые также являются эффективными ком п лексообразоватсл я ми.

В таблице 3 представлены логарифмы констант устойчивости комплексов, образующихся компонентами молочной сыворотки с ионами металлов переменной валентности.

Таблица 3 - Логарифмы констант устойчивости комплексов с ионами

поливалентных металлов

Логарифм констант устойчивости с

Наименование комплексона ионами металлов

Си Ре3'

1 2 3

Органические кислоты, в том числе:

молочная 3,90 3,52

1 2 3

лимонная 6,74 10,78

Аминокислоты, в том числе:

глутаминовая кислота 10,78 11,25

лейцин 8,25 9,86

лизин 10,23 8,7

аланин 9,91 10,2

Установлено, что наиболее высокими значениями констант устойчивости характеризуются комплексы лимонной кислоты с ионам Бе , а также комплексы глутаминовой кислоты и лизина с ионами Си2 ' .

Известно, что поверхностная активность, обусловленная межфазным натяжением на границе раздела фаз «нерафинированное масло — гидратирующий агент», является одиим из факторов, определяющих эффективность гидратации фосфолипидов.

Учитывая это, для более полной оценки поверхностной активности системы нами были проведены исследования зависимости величины межфазного натяжения на границе раздела фаз следующих систем: «нерафинированное масло - молочная сыворотка», «нерафинированное масло - раствор молочной кислоты», «нерафинированное масло - раствор лимонной кислоты» (рисунок 2).

Рисунок 2 - Зависимость межфазного натяжения на границе раздела фаз «нерафинированное масло -гидратирующий агент» при температуре 25°С: Э - раствор лимонной кислоты; й - раствор молочной кислоты; С] - молочная сыворотка

к ж

<и «

Й а <и о ж

3 ■е-

о -

4,0

5,0

рН

6,0

Установлено, что наибольшее снижение межфазного натяжения наблюдается на границе раздела фаз «нерафинированное масло — молочная сыворотка», что свидетельствует о высокой поляризуемости сопутствующих триацилглицеринам веществ - фосфолипидов.

При оценке показателей безопасности молочной сыворотки установлено, что по гигиеническим и микробиологическим показателям она соответствует требованиям Ф3№88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

Таким образом, выбранная нами в качестве гидратирующего агента молочная сыворотка обладает высокой комплексообразующей способностью, свойством снижать межфазиое натяжение на границе раздела фаз «нерафинированное масло - гидратирующий агент», отвечает требованиям гигиенической и микробиологической безопасности, а Также является доступной с экономической точки зрения.

2.4 Определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов подсолнечных масел. Максимальный эффект снижения межфазного натяжения проявляется при использовании молочной сыворотки. Однако, как показали предварительные исследования, фосфатидный концентрат, полученный из масла, ги драгированного молочной сывороткой не соответствует требованиям ТУ 9146-006-00371185-97, предъявляемым к органолептическим и реологическим показателям.

Для уточнения концентрации молочной сыворотки определяли межфазное натяжение на границе раздела фаз: «нерафинированное масло -водный раствор молочной сыворотки» и устанавливали эффективное количество водного раствора молочной сыворотки, обеспечивающее максимальную поверхностную активность (рисунок 3).

Установлено, что высокая поверхностная активность обеспечивается при концентрации водного раствора молочной сыворотки от 0,3 до 0,8%. Однако, учитывая задачу не только интенсифицировать выведение фосфолипидов из масел, но и получить фосфагидные концентраты высокого качества, обогащенные протеином, концентрацию водного раствора молочной сыворотки приняли 0,6%.

4 V

1 ______ --- -----

----- Г4'-'""-'-"™""-"'; -------.

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8

Концентрация сухих веществ в водном растворе молочной сыворотки, %

Рисунок 3 - Влияние концентрации водного раствора молочной сыворотки на изменение межфазного натяжения на границе раздела фаз с нерафинированным маслом при температуре:

1 - 25°С;

2 ~45°С;

3 - 60°С

21,8 21,6

У 21,4

со" о,

СП

щ" 21,0

К

и 20,8 Н

20,6 20,4

Известно, что степень выведения фосфолипидов зависит от температуры и количества вводимого гидратирующего агента.

Для определения эффективного количества гидратирующего агента использовали разработанный нами ультразвуковой метод, основанный на явлении кавитации, которое проявляется в создании высоких и низких давлений, способствующих испарению воды. При этом в зависимости от количества испаряемой воды изменяется температура (рисунок 4). 22,0

Рисунок 4 - Изменение температуры смеси масла и водного раствора молочной сыворотки в зависимости от длительности

ультразвуковою воздействия при содержании водного раствора молочной

сыворотки в смеси:

1 - 0,5%;

2 - 1,0%;

20,2----1-------4---------»-1------ 3 - 1,5%;

2 4 б 4 - 2,0%

Длительность УЗ воздействия, мс

Приведённые данные свидетельствуют, что с увеличением количества молочной сыворотки в масляноводной эмульсии и длительности импульсного ультразвукового воздействия наблюдается снижение температуры. При использовании водного раствора молочной сыворотки в количестве 2,0% происходит резкое изменение температуры, что обусловлено появлением свободной влаги в эмульсии. Учитывая это, эффективное количество гидратирующего агента водного раствора молочной сыворотки составляет 1,5%.

Для установления эффективных температурных режимов гидратации использовали метод, основанный на определении зависимости изменения удельного сопротивления смеси нерафинированного масла и

гидратирующего агента от температуры (рисунок 5).

Рисунок 5 - Изменение удельного сопротивления смеси масла и гидратирующего агента в зависимости от температуры:

1 - вода;

2 - водный раствор молочной сыворотки

Установлено, что при гидратации нерафинированного подсолнечного масла водным раствором молочной сыворотки эффективная температура гидратации составляет 45°С.

2.5 Исследование влияния механохимической обработки на степень выведения фосфолинндов. Эффективность обработки нерафинированного масла гидратирующим агентом зависит от степени дисперсности, создания развитой поверхности контактирующих фаз, скорости её обновления и коалесценции мелких капель в крупные с

выделением дисперсной фазы в гомогенный слой, устойчивость которого зависит от структурно-механических свойств адсорбционного слоя.

По разработанным технологическим режимам (температура масла 45°С, количество водного раствора молочной сыворотки 1,5%) провели пробную гидратацию в сравнении с традиционными режимами, рекомендуемыми ВНИИЖем (температура масла 60 °С, количество воды 1,4%) (рисунок 6).

Рисунок 6 - Влияние режимов обработки па степень выведения фосфолипидов(И)и кислотное число (¡Щ ) гидратиро ва много масла:

1 - по традиционным режимам:

2 - по разработанным режимам

Показано, что наилучшие результаты получены при проведении процесса гидратации раствором молочной сыворотки по разработанным режимам, что характеризуется высокой степенью выведения фосфолипидов и снижением кислотного числа, это обусловлено присутствием в молочной сыворотке молочной и лимонной кислот, которые создают слабокислую среду.

Разработанные режимы обеспечивают повышение поляризуемости фосфолипидов, за счет разрушения негидратирусмых форм фосфолипидов свидетельством чего является изменение кислотного числа в гидратированных маслах.

При использовании водного раствора молочной сыворотки высокий эффект снижения кислотного числа связан с образованием комплексов свободных жирных кислот и фосфолипидов с молочной кислотой, которые переходят в фосфолипидную эмульсию.

В исследованиях, выполненных на кафедре технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и товаров КубГТУ была показана эффективность применения механохимической обработки для интенсификации процессов рафинации растительных масел.

По полученным режимам нами для интенсификации производственных процессов гидратации была разработана специальная конструкция мсханохимического аппарата роторного трехступенчатого со сверхвысокими сдвиговыми усилиями. Результаты проведённой обработки при гидратации на опытно-промышленном МХА представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Показатели качества и эффективности гидратации масел в механохимическом активаторе

Число ступеней смешиван ия МХА Частота обработки. кГц Кислотное число, мгКОН/г Перекисное число, ммоль акт. кислорода/кг Степень выведения фосфолипидов, %

гидратирующий агент

вода молочная сыворотка вода молочная сыворотка вода молочная сыворотка

Контроль 2,05 3,64 68,0

1 0,8 1,90 1,77 3,71 3,24 76,4 90,3

1 -2 2,0 1,72 1,50 3,78 3,43 85,6 94,4

1-2-3 4,4 1,60 1,40 3,94 3,65 88,4 97,0

Поскольку механохимическая обработка проводится при интенсивном механическом воздействии в узком зазоре, представляет интерес изучение перехода металлов в масло в зависимости от частоты вращения вала МХА (рисунок 7).

Установлено, что частота вращения вала 100 с-1 способствует переходу металлов в гидратированное масло в пределах допустимых значений. Увеличение частоты до 120 ссопровождается повышением перехода металлов в гидратированные масла. Учитывая это, эффективная частота вращения вала МХА составляет 100 с"'.

К X <и Я и

{X

0,5

0,45 0.4

^ 0,35

0,3

Я 0,25

5О,15 и 0,1

0,05

Рисунок 7 - Изменение массовой доли металлов переменной валентности в зависимости от частоты вращения вала МХА

80 100 120 Частота вращения вала МХА, с

Эффективность применения молочной сыворотки с обработкой в МХА оценивали по показателям качества гидратированных подсолнечных масел (таблица 7).

Таблица 7 — Показатели качества подсолнечных масел

Наименование показателя

Значение показателя

Масло нерафинированное

Масло гидратированное в МХА

водой

водным раствором молочной сыворотки

Цветное число, мг 12 Кислотное число, мгКОН/г

Массовая доля, %: фосфолипидов (в пересчёте на стеароолеолецитин) неомыляемых липидов

восковых веществ

23

2,15

0,75

1,12 0,23

19

1,80

0,12

0,72 0,21

15

1,62

0,05

0,46 0,10

1 2 3 4

Массовая доля

металлов переменной

валентности, мг/кг 1,22 0,24 0,18

Перекисное число.

ммоль активного

кислорода/кг 2,67 3,78 3,40

Степень выведения

фосфолипидов, % - 85,6 94,4

Показано, что гидратированное масло, полученное по разработанной технологии, в сравнении с известной технологией отличается низким содержанием фосфолипидов, красящих веществ и неомыляемых липидов, а также более низкими значениями показателей окислительной и гидролитической порчи.

2.6 Исследование влияния технологических факторов па устойчивость н концентрирование фосфолнпндной эмульсин. Известные процессы сушки фосфолипидной эмульсии не только очень длительны, но и приводят к снижению качества фосфатидного концентрата.

Поэтому задачей исследования была разработка режимов, позволяющих получить фосфатидные концентраты с максимально сохраненными нативными свойствами.

Известно, что стойкость эмульсии зависит от её гидрофильно-линофильного баланса. Присутствие фосфолипидов в эмульсии обеспечивает ее поверхностно-активные свойства, значения которых можно установить по гидрофильно - липифилыюму балансу (ГЛБ), отражающему уровень распределения ПАВ между водной и масляной фазами, и соответственно, тип эмульсии, а также ее устойчивость.

Проводили сравнение влияния ГЛБ на тип и устойчивость фосфолипидной эмульсии полученной по разработанной и традиционной технологиям гидратации (таблица 8).

Таблица 8 - Влияние ГЛБ на тип и устойчивость образующейся при гидратации фосфолигшдной эмульсии

Гидратация масла Показатели фосфолипидной эмульсии

ГЛБ тип эмульсии относительная устойчивость, %

Водой 11,0 м/в 81

Водным раствором 13,2 м/в 42

молочной сыворотки

Установлено, что при использовании в качестве гидратирующего агента водного раствора молочной сыворотки и метода механохимической активации относительная устойчивость фосфолипидпой эмульсии снижается до 42%, что позволяет сократить время её сушки в 2 раза.

Это можно объяснить, по-видимому, дестабилизацией казеиновых мицелл под действием молочной и лимонной кислот и последующим агрегированием в более крупные структуры с увлечением липидов, содержащихся в фосфолипидной эмульсии.

Известно, что на разрушение эмульсии может оказать влияние состав материала, из которого изготовлен аппарат, и в котором проводится обработка. Учитывая это, исследовали возможность разрушения фосфолипидной эмульсии с использованием метода механохимической активации при использовании гидрофильно - гидрофобных поверхностей. На рисунке 8 представлена зависимость устойчивости эмульсии при различном сочетании гидрофильных (числитель) и гидрофобных (знаменатель) поверхностей.

Из приведённых данных видно, что с повышением числа гидрофобных поверхностей стойкость эмульсии снижается.

При отсутствии гидрофильных поверхностей стойкость эмульсии возрастает. Поэтому при обработке фосфолипидной эмульсии в МХА

о О

со к

3"

>К хо О ¿V н

У 8 >> Д

1 5

-О >1

р СП

Н К о о к е-

о

45 40 35 30 25 20 -15 10

Рисунок 8 - Влияние

соотношения

гидрофильно-

гидрофобных

поверхностей роликов на

устойчивость

фосфолипидной эмульсии

15/3 12/6 9/9 6/12 3/15 0/18

Соотношение гидрофильных поверхностей к гидрофобным

с соотношением гидрофильных поверхностей к гидрофобным равным 3:15 стойкость эмульсии снижается до 15%.

2.1 Разработка технологических режимов н схемы выведения фосфолипндов повышенного качества. Разработанные нами технологические режимы позволили разработать схему гидратации подсолнечного масла на примере линии гидратации подсолнечного масла «Лурги -100» путем включения в традиционную технологическую схему установки механохимической обработки нерафинированного масла водным раствором молочной сыворотки (рисунок 9).

Для обеспечения эффективных технологических режимов сушки фосфолипидной эмульсии предусмотрено снижение её устойчивости путем механохимического воздействия (рисунке 10).

В таблице 9 приведены технологические режимы гидратации подсолнечного масла с получением фосфатидиого концентрата, обогащенного протеином.

неооФинировонное масло

полочная сыворогко

ц

Рисунок 9 -

Установка

механохимической

обработки

нерафинированного

масла водным

раствором

молочной

сыворотки

1 3 5' Г I №:

I - приемная емкость молочной сыворотки; 2 - расходная емкость раствора молочной сыворотки; 3,7,10 - центробежный насос; 4 - ротаметр; 5 - теплообменник; 6 -емкость нерафинированного масла; 8 - механохимический активатор; 9 - коагулятор;

1>осфо/1ипилноя эму/я, сия из сегюрогоро

IV

1

и и

Рисунок 10 —

Установка обработки

фосфолипидной

эмульсии в МХА с

гидрофильно-

гидрофобными

поверхностями

1 - приемная емкость фосфолипидной эмульсии; 2 - шестеренчатый насос; 3 - механохимический активатор с гидрофильно-гидрофобными поверхностями; 4 - декантер; 5 — емкость липидного комплекса; 6 — насос винтовой

Таблица 9 - Технологические режимы гидратации масла с получением фосфатидного концентрата, обогащенного протеином

Наименование технологической стадии и Значение

технологического

технологического режима

режима

1 2

1 Подготовка водного раствора молочной сыворотки:

температура, "С 40-45

1 2

концентрация водного раствора молочной

сыворотки, % 0,6

2 Гидратация фосфолипидов:

количество водного раствора молочной определяется по

сыворотки, % разработанной

методике

обработка смеси «нерафинированное масло -

раствор молочной сыворотки» механохимическая

частота вращения ротора МХА, с"' 100

количество элементов смешивания в МХА 24

продолжительность обработки, с 1-2

температура,°С 45±2

продолжительность экспозиции, мин 20

3 Подготовка фосфолипидной эмульсии:

обработка фосфолипидной эмульсии механохимическая

скорость вращения МХА, с'1 50

соотношение гидрофильных поверхностей к

гидрофобным 3:15

продолжительность обработки, с 40

температура, "С 60±3

4 Разделение фосфолипидной эмульсии на тяжелую и

легкую фазу:

способ разделения поле центробежных

сил

температура, "С 70-75

5 Сушка фосфолипидной эмульсии:

температура, 70 - 75

остаточное давление, кПа 70-100

продолжительность, мин 30

2.8 Исследование физико-химических показателей качества гидратированных масел и фосфатидпого концентрата. Полученные по разработанным технологическим режимам гидратированное подсолнечное масло и фосфатидный концентрат оценивали по органолептическим и физико-химическим показателям (таблицы 10 и 11).

Проведенные исследования позволили сделать вывод, что гидратированные масла, полученные по разработанной технологии, имеют более высокие физико-химические показатели по сравнению с гидратированными маслами, полученными по традиционной технологии.

Таблица 10 - Физико-химические показатели гидратированных подсолнечных масел

Наименование показателя Масло гидратированное по технологии

существующей разработанной

Цветное число, мг ]2 18-22 14-17

Массовая доля, %:

фосфолипидов (в пересчете на

стеароолеолецитин) 0,23 - 0,27 0,04 - 0,06

нсомыляемых липидов 0,70-0,76 0,44 - 0,50

восковых веществ 0,18-0,21 0,10-0,13

Массовая доля металлов

переменной валентности, мг/кг 0,38-0,41 0,18-0,22

Показатели окислительной порчи:

кислотное число, мгКОН/г 1,86-2,05 1,55-1,68

перекисное число, ммоль

активного кислорода/кг 3,55-3,84 3,27 - 3,45

Таблица 11 - Показатели качества фосфатидных концентратов

Значения

Наименование показателя по существующей по разработанной

технологии технологии

Цветное число, мг Ь 6-8 4-5

Массовая доля, %:

влаги и летучих веществ 0,68-0,92 0,55 - 0,73

фосфолипидов 56,40-57,86 64,04 - 64,85

масла 40,24-41,70 28,10-29,00

веществ, нерастворимых в

диэтиловом эфире 1,20-1,28 0,85 - 0,97

белков — 2,05 - 2,48

Показатели окислительной

порчи липидов, выделенных из

концентрата:

кислотное число, мгКОН/г 8,34-8,82 7,10-7,54

перекисное число, ммоль

активного кислорода/кг 8,42-9,25 6,23 -6,84

Установлено, что фосфатидный концентрат, полученный по разработанной технологии, отличается высоким содержанием фосфолипидов, содержит белки, имеет более низкие цветное число, а также кислотное, перекисные числа.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований разработана технология и технологическая схема гидратации нерафинированных подсолнечных масел с получением высококачественных фосфатидных концентратов обогащенных протеином.

1. Научно и экспериментально обоснован выбор водного раствора молочной сыворотки в качестве гидратирующего агента, эффективность которого обусловлена присутствием органических кислот, обладающих высокой комплексообразующей способностью.

2. Использование водного раствора молочной сыворотки в качестве гидратирующего агента позволяет максимально снизить межфазное натяжение до 2,8 — 3,2мН/м за счет повышения поляризуемости фосфолипидов, и, соответственно, увеличить степень их гидратируемости до 77%.

3. Разработана методика пробной гидратации нерафинированного подсолнечного масла, позволяющая оперативно устанавливать эффективные режимы гидратации фосфолипидов: для определения количества

гидратирующего агента предложено использование ультразвука частотой

/

431 кГц в импульсном режиме, а для определения температуры -использование эффекта изменения удельной проводимости нерафинированного масла и удельной проводимости смеси нерафинированного масла с гидратирующим агентом.

4. Показано, что смешивание нерафинированного подсолнечного масла и гидратирующего агента - водного раствора молочной сыворотки в механохимическом активаторе трехступенчатом со сверхвысокими сдвиговыми усилиями интенсифицирует процесс выведения фосфолипидов и обеспечивает степень их гидратации до 97%.

5. Фосфолипидная эмульсия, полученная в результате гидратации нерафинированного масла водным раствором молочной сыворотки в механохимическом активаторе трехступенчатом со сверхвысокими сдвиговыми усилиями обладает значительно меньшей относительной устойчивостью (до 42%) по сравнению с фосфолипидной эмульсией (81%), полученной в результате .гидратации нерафинированного масла по традиционной технологии, что подтверждено значениями гидрофильно-липофильного баланса.

6. Обработка фосфолипидной эмульсии в механохимическом активаторе с соотношением гидрофилыю-гидрообных поверхностей равным 3:15, способствует снижению её устойчивости, что позволяет повысить эффективность последующей сушки и обеспечить более «мягкие» температурные режимы.

7. Гидратированные подсолнечные масла и фосфатидные концентраты, полученные по разработанным технологическим режимам, имеют более высокие физико-химические показатели качества, чем гидратированные подсолнечные масла и фосфатидные концентраты, полученные по традиционной технологии.

8. Разработана комплексная технология получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов с применением в качестве гидратирующего агента водного раствора молочной сыворотки и методов механохимической активации.

9. Разработан комплект технической документации на производство гидратированного подсолнечного масла и фосфатидного концентрата, обогащенного протеином, включающий технологическую инструкцию и технические условия.

10. Разработанная технология и технологическая схема внедрены в условиях филиала «Лабинский МЭЗ» ООО «МЭЗ Юг Руси» в I квартале 2013года. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений составляет 3500,0 тыс. руб. в год при переработке 30 тыс.т подсолнечного масла.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России

1. Багров A.A. Влияние молочной сыворотки на удаление продуктов окисления из растительных масел [Текст] / Багров A.A.. Мартовщук В.И.. Березовская О.М., Мартовщук Е.В., Мхигарьянц Г.Л. // «Известия вузов. Пищевая технология». Краснодар. 2008. - № 4. - С. 115-| 16.

2. Багров A.A. Определение и обоснование эффективных параметров гидратации фосфолипидов из подсолнечных массл [Текст] / Багров A.A., Мартовщук В.И., Мартовщук Е.В., Вербицкая Е.А., Сеник A.A. // Известия вузов. Пищевая технология. - 2013г - №4 - С.59-61.

3. Багров A.A. Ультразвуковой метод оценки эффективности извлечения липидов из низкомасличного сырья [Текст] / Багров A.A., Мартовщук В.И.. Никогда В.О.. Болдинкая A.B., Мартовщук Е.В. / Новые технологии. - Майкоп: изд-во ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2011. - Вып.2. - С.43 -45.

Патенты

4. Багров A.A. Способ получение фосфагидпого концентрата / Патент РФ № 2487162 по заявке №2012108347/13 Опублик. 10.07.2013 Бюл.№19 / Багров A.A.. Мартовщук В.И., Забологний A.B., Мартовщук Е.В.

5. Багров A.A. Технологическая линия получения фосфатидного концентрата / Патент па полезную модель РФ № RU 115763 по заявке 2012108336/13 Опублик. 10.06.2012 / Багров A.A., Мартовщук В.И., Заболотний A.B., Мартовщук Е.В.

6. Багров A.A. Способ получения растительного масла из маслосодержащего сырья / Патент РФ №2430963 по заявке №2010118204. Опублик. 10.10.2011., Бюл.№28 / Багров A.A., Никогда В.О., МартовщукВ.И.. Мартовщук Е.В., Гюлушанян А.П. и др.

Статьи и доклады на международных конференциях

7. Багров A.A. Использование молочной кислоты для выведения воскоподобных веществ [Текст] / Багров A.A., Мартовщук В.И., Гюлушанян А.П.. Большакова Л.Н. // «Масла и жиры»,— Москва: 2008. - №7. - С. 89-90.

8. Высокоэффективная технология гидратации растительных массл с применением сверхвысоких сдвиговых усилий / Багров A.A., Мартовщук В.И. // Международная научно-практическая конференция «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции», 17-18 июня 2010г., г. Волгоград.

Подписано в печать 23.10.2013. Печать трафаретная. Формат 60x84 '/„•,. Усл. печ. л. 1.35. Тираж 100 экз. Заказ № 979.

Отпечатано в ООО «Издательский Дом-ЮГ» 350072. г. Краснодар, ул. Московская, 2, корп. «В», оф. В-120, тел. 8-918-41-50-571

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

04201450001

БАГРОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАВДРОВ^^^

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТИРОВАННЫХ ПОДСОЛНЕЧНЫХ МАСЕЛ И ФОСФАТИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и

парфюмерно-косметических продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

д. т. н., профессор Мартовщук В.И.

Краснодар -2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 АНАЛИЗ НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ 8

1.1 Состав и свойства фосфолипидов подсолнечного масла 8

1.2 Анализ способов извлечения фосфолипидов 16

1.3 Характеристика способов получения пищевых фосфолипидных продуктов 25

1.4 Характеристика направлений применения фосфолипидов 29

1.5 Анализ направлений применения ультразвукового излучения 35

1.6 Характеристика и возможности использования вторичного продукта - молочной сыворотки 37

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 43

2.1 Методика постановки эксперимента 43

2.2 Методы исследования 43

2.3 Разработка методики пробной гидратации растительных масел 49

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 51

3.1 Обоснование выбора объекта исследования 51

3.2 Обоснование выбора гидратирующего агента 53

3.3 Определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов подсолнечных масел 60

3.4 Исследование влияния механохимической обработки на степень выведения фосфолипидов 67

3.5 Исследование влияния технологических факторов на устойчивость и концентрирование фосфолипидной эмульсии 73

3.6 Разработка технологических режимов и схемы выведения фосфолипидов повышенного качества 78

4 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ 83 4.1 Исследование физико-химических показателей качества

гидратированных масел и фосфатидных концентратов 83

ВЫВОДЫ 85

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 87

ПРИЛОЖЕНИЯ 102

ВВЕДЕНИЕ

Современная организация производственных технологий пищевых предприятий, в том числе масложировых, предусматривает применение комплексных эффективных решений по переработке растительного сырья с получением высококачественной основной продукции, а также образующихся побочных или вторичных продуктов.

Актуальность подхода в решении существующих задач в масложировой отрасли определяется значительным разнообразием перерабатываемых сырьевых ресурсов, отличающихся химическим составом основных и сопутствующих компонентов.

В таких условиях развитие отечественной масложировой промышленности направлено на производство конкурентоспособных растительных масел повышенного качества за счет совершенствования технологии рафинации, обеспечивающей высокую степень их очистки от сопутствующих триацилглицеринам веществ и, в первую очередь, от фосфолипидов.

В зависимости от условий получения растительные масла могут содержать различные количества фосфолипидов, которые представляют сложную группу полярных липидов, обладающих ценными физиологическими и технологическими функциональными свойствами.

Учитывая это, перспективным и эффективным направлением является разработка эффективной технологии получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов, обеспечивающей более полное выведение фосфолипидов из масел с одновременным повышением качества получаемых фосфатидных концентратов за счет сохранения их физиологической ценности.

Целью настоящей работы является разработка эффективной технологии получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов.

В связи с этим основными задачами исследования являются:

— анализ научно-технических литературных источников и патентной информации по теме исследования;

— модернизация и подготовка основных методоь исследования, используемых в качестве критерия оценки эффективности технологических решений;

— обоснование выбора и характеристика объектов исследования;

— обоснование выбора эффективного реагента для максимального выведения фосфолипидов и повышения их качества;

— определение и обоснование эффективных технологических режимов гидратации фосфолипидов из подсолнечных масел;

— исследование влияния механохимической обработки на степень выведения фосфолипидов;

— исследование влияния технологических факторов на устойчивость фосфолипидной эмульсии;

— изучение факторов, влияющих на концентрирование фосфолипидной эмульсии при получении фосфатидных концентратов;

— исследование физико-химических показателей гидратированных масел и фосфатидных концентратов;

— разработка схемы и технологических режимов получения гидратированных масел и фосфатидных концентратов;

— разработка комплекта технической документации, включающего технологическую инструкцию на производство гидратированных подсолнечных масел и фосфатидных концентратов, а также технические условия «Фосфатидные концентраты, обогащенные протеином».

— оценка экономической эффективности разработанной технологии.

Научная новизна. Выявлено, что водный раствор молочной сыворотки усиливает поляризующую способность сопутствующих липидам веществ. Впервые обоснована и подтверждена целесообразность применения водных растворов молочной сыворотки в качестве эффективного гидратирующего агента, обеспечивающего высокий эффект снижения межфазного натяжения на границе раздела фаз « нерафинированное масло - водный раствор молочной сыворотки».

Впервые показано, что применение водных растворов молочной сыворотки позволяет интенсифицировать выведение фосфолипидов из нерафинированных подсолнечных масел, а также повысить качество и пищевую ценность получаемого фосфатидного концентрата.

Впервые установлено, что для определения эффективных режимов выведения фосфолипидов рационально применять методы с использованием ультразвука в импульсном режиме и электрофизических характеристик системы «нерафинированное масло - гидратирующий агент».

Впервые обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения механохимического активатора для смешивания гидратирующего агента — водного раствора молочной сыворотки с нерафинированным маслом, обеспечивающего повышение степени выведения фосфолипидов.

Впервые показано, что обработка фосфолипидной эмульсии в механохимическом активаторе позволяет снизить ее устойчивость, что, в свою очередь, позволяет обеспечить «мягкие» режимы сушки фосфолипидов.

Практическая значимость. Разработана комплексная технология получения гидратированных подсолнечных масел и фосфатидного концентрата с применением в качестве гидратирующего агента раствора молочной сыворотки и методов механохимической активации.

Разработана технологическая установка смешивания нерафинированного подсолнечного масла и гидратирующего агента в

механохимическом активаторе роторного типа со сверхвысокими сдвиговыми усилиями, а также технологическая установка обработки фосфолипидной эмульсии в механохимическом активаторе с гидрофильно-гидрофобными поверхностями.

Разработан комплект технической документации на производство гидратированного подсолнечного масла и фосфатидного концентрата обогащенного протеином, включающий технологическую инструкцию и технические условия.

1 АНАЛИЗ НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДУЕМОЙ

ПРОБЛЕМЕ

1.1 Состав и свойства фосфолипидов подсолнечного масла

Растительные масла, получаемые методами прессования или экстракцией, имеют различный состав и свойства. Это связано с тем, что в них помимо основной составляющей - триацилглицеринов, присутствуют сопутствующие вещества. Состав сопутствующих веществ в растительных маслах разнообразен и представлен свободными жирными кислотами, фосфолипидами, пигментами, восковыми веществами, стеролами, витаминами, продуктами окисления и др.

Фосфолипиды в этом комплексе сопутствующих веществ представляют группу полярных липидов с ценными физиологическими свойствами. Фосфолипиды образуются и накапливаются в масличных семенах при созревании и затем переходят в масло в процессе извлечения. Они локализованы в масличных семенах в нежировой фазе, и могут быть в свободном и связанном с белками и углеводами состоянии. В зависимости от способа и режимов получения масел степень извлечения фосфолипидов из масличных семян может составлять от 20 до 90% [1].

Общность в строении фосфолипидов позволяет рассматривать их как производные ацилглицеринов, у которых одна из гидроксигрупп этерифицирована фосфорной кислотой, связанной с различными азотистыми основаниями, аминокислотами, полиолами, ионами металлов и водородом. В общем виде структурную формулу фосфолипидов можно представить следующим образом:

0

II

о ЩС-о-с-к.!

11 гн

I II

н2с-о-р-о-х

1

он

где ^ и К2 ~ углеводородные остатки насыщенных или ненасыщенных жирных кислот; X - остаток аминоспирта или остаток аминокислоты, а для полиолсодержащих фосфолипидов - остаток глицерола или инозитола [2].

Из структурной формулы следует, что молекулы фосфолипидов полярны. Полярная (гидрофильная) часть молекулы представлена остатками глицерина и карбоксильных групп жирных кислот фосфатидной группировки. Неполярная (гидрофобная) часть фосфолипидов состоит из остатков алифатических жирных кислот [1,2].

Физико-химические свойства фосфолипидов весьма разнообразны и в значительной степени определяются составом и строением их молекулы. К наиболее важным свойствам фосфолипидов, обусловливающим их поведение на отдельных этапах переработки масличных семян и растительных масел, а также характеризующим их потребительские свойства как самостоятельного продукта - фосфатидного концентрата, относятся поверхностно-активные свойства, полярность, поляризуемость, а также способность к ассоциации и мицеллообразованию в неполярных и малополярных растворителях [1,2].

Фосфолипиды за счёт наличия неполярных (гидрофобных) и полярных (гидрофильных) участков, имеют амфипатический характер, который влияет на их поведение в водных растворах и способствует изменению фазовых и энергетических взаимодействий на границе раздела полярной и неполярной фаз.

Такая активность фосфолипидов обусловлена их химическим строением, полярностью и поляризуемостью, а также рядом внешних факторов. Фосфолипиды являются поверхностно-активными веществами

(ПАВ), их активность особенно ярко выражена на границе раздела фаз «неполярный растворитель - вода» и «малополярный растворитель - вода» [1,2].

Количество фосфолипидов, присутствующих в подсолнечном масле, может составлять 0,3 - 0,7% (в прессовом) и 0,7 - 1,2% (в экстракционном).

Фосфолипидный комплекс подсолнечного масла имеет очень сложный состав. В таблице 1.1 приведён групповой состав фосфолипидов, выделенных из нерафинированных подсолнечных масел, полученных прессовым и экстракционным способом.

Таблица 1.1- Состав фосфолипидов подсолнечных масел

Фосфолипиды Содержание в масле, %

прессовом экстракционном

Фосфатидилхолины 18-21 16-18

Фосфатидилинозитолы 12-15 18-20

Фосфатидилсерины 13-15 15-17

Фосфатидилэтаноламины 21-23 15-17

Фосфатидные кислоты 5-7 10-12

Полифосфатидные

кислоты 10-14 12-16

Дифосфатидилглицерины 12-14 6-8

Из всех групп фосфолипидов наибольшей поверхностной активностью обладают фосфатидилхолины.

Наряду с химической структурой полярность и поляризуемость молекул фосфолипидов обусловливают их объёмные и поверхностные свойства, а также позволяют объяснить механизм растворе тя и поведение фосфолипидов в растительных маслах.

Известно, что полярность характеризуется стационарным смещением электронов отдельных атомов или групп атомов, обеспечивающих появление электромагнитного дипольного момента [3,4].

По отношению к воде фосфолипиды растительных масел условно подразделяют на гидратируемые, которые выводятся из масла при гидратации водой, и негидратируемые, остающиеся в масле после осуществления процесса гидратации.

Негидратируемые фосфолипиды в основном представляют собой комплексы фосфолипидов с металлами, углеводами, неомыляемыми липидами. Количество негидратируемых фосфолипидов в маслах зависит от природы и качества сырья, способов получения нерафинированных масел и составляет для подсолнечного масла от 0,2 до 0,3 % к массе масла [2].

Растворенные в неполярном растворителе, молекулы фосфолипидов характеризуются поляризуемостью, т. е. способностью приобретать или увеличивать свою полярность под действием внешних факторов [3,4].

Также в некоторых работах показано, что фосфолипиды под действием химического агента и электромагнитного воздействия поляризуются, в результате чего увеличивается величина их дипольного момента [5, 6].

Одним из свойств фосфолипидов, отличающих их от нейтральных липидов, является электропроводность.

В ряде научных работ изучали электропроводность масел и бензиновых мисцелл, содержащих сопутствующие липиды [7, 8].

Исследовали влияние сопутствующих липидов в растительных маслах на электропроводность бензиновых мисцелл [7]. Электропроводность определяли при наложении электрического поля постоянного тока напряженностью 120 кВ/м. Было установлено, что электропроводность мисцелл в основном определяется присутствием фосфолипидов и зависит от их количества. При этом при измерении наблюдалась нестабильность

электропроводности. Стабилизация величины электропроводности наступала через 2 минуты после создания разности потенциалов на электродах. Авторы объясняют такую зависимость тем, что электрическая активность фосфолипидов обусловливает возможность их химического изменения в случае протекания электрохимических реакций под действием электрического поля постоянного тока высокой напряжённости [7].

В работе [8] исследовалось воздействие электрических полей постоянного тока высокой напряжённости (порядка 500 кВ/м) на бензиновые мисцеллы подсолнечных масел. Основная цель данной работы была направлена на определение режимов очистки бензиновых мисцелл от механических примесей и сопутствующих липидов. Изучалось влияние электрического поля постоянного тока на сопутствующие липиды и механические примеси в мисцеллах. В работе показано, что фосфолипиды оказывают заметное влияние на величину электропроводности мисцеллы [8].

Проведённые исследования показали, что под воздействием электрических полей указанных параметров, наряду с отделением механических примесей, наблюдается процесс электрокоагуляции фосфолипидов, что приводит к потере ими свойств переноса электрического заряда [8].

В неполярных растворителях фосфолипиды образуют ассоциаты, мицеллы и другие фазовые образования. Фосфолипиды растительных масел могут образовывать преимущественно два типа мицелл - сферические и гексагональные. При образовании сферических структур наблюдается определенная пространственная ориентация полярной и неполярной частей молекул фосфолипидов. Неполярная (гидрофобная) часть концентрируется внутрь сферы, а неполярная часть (гидрофильная) формирует внешний слой. Такие изменения характерны для систем с низким содержанием фосфолипидов Длинные цилиндры гексагональной кристаллической структуры фосфолипидов формирует специфический тип

жидкокристаллической структуры - ламеллярной слоистой, состоящий из бимолекулярных слоев липидов, разделённых слоями воды. Такие формирования происходят с увеличением концентрации фосфолипидов. Следует отметить, что сферические мицеллы могут переходить в гексогональные и наоборот. Фазовые обращения возможны при определенных условиях определяемых составом и строением фосфолипидов, температурой и свойствами водной фазы [2].

Процессы ассоциации и мицеллообразования поверхностно-активных веществ в неполярных растворителях происходят, как правило, вследствие межмолекулярного взаимодействия полярных групп их молекул. При этом возникают водородные и другие виды связей [2, 9, 10].

Реакционная способность молекул фосфолипидов, связанная с их химическим строением и составом, обусловливает взаимодействие фосфолипидов с белками, углеводами, неомыляемыми липидами, ионами металлов, кислородом, растворами щелочей, кислот и другими веществами, а также способствует протеканию многочисленных других реакций.

Фосфолипиды, взаимодействуя с белками, образуют биологические мембраны растительной клетки. Формирование мембран клетки возможно за счет адсорбции белковых молекул на бимолекулярном слос фосфолипидов, которая не сопровождается изменением структуры белковых молекул, или включения белка в состав поверхности бимолекулярного слоя фосфолипидов, или путём распределения пептидных цепей белковой молекулы среди фосфолипидных полярных групп [11, 12, 13].

В некоторых исследованиях установлено, что соединения с металлами образуют только фосфолипиды, обладающ�