автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка инновационной технологии получения жидких лецитинов

На правах рукописи

ПАЩЕНКО Вячеслав Николаевич

РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ЛЕЦИТИНОВ

Специальность: 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и

парфюмерно-косметических продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук

го-:

Краснодар - 2013

00506192.3

005061923

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Герасименко Евгений Олегович

Быкова Светлана Федоровна

доктор технических наук, профессор, директор Северо-Кавказского филиала Всероссийского научно-исследовательского институ та жиров

Красилышков Валерий Николаевич

доктор технических наук, профессор кафедры технологии и организации питания ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический

институт пищевой промышленности»

Защита состоится 2 июля 2013 года в 1300 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 31 мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

Официальные оппоненты:

М.В. Филенкова

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность работы. Одним из приоритетных направлений развития науки, техники и технологий в Российской Федерации является рациональное природопользование. Данное направление предусматривает использование высокотехнологичных процессов при переработке продовольственного сырья, а также эффективное использование вторичных ресурсов. Повышение эффективности переработки продовольственного сырья, а именно нерафинированных растительных масел, является важной и актуальной задачей.

При гидратации нерафинированных растительных масел, наряду с гидратированпым маслом, получают фосфатидный концентрат, состоящий из фосфолипидов и триацилглицеринов. За рубежом фосфатидный концентрат выпускают под коммерческим названием «лецитин».

Современные пищевые технологии предусматривают использование лецитина (Е 322) в качестве технологической пищевой добавки (эмульгатора, инстанизатора, стабилизатора, разжижителя, водопоглотителя и др.) при производстве широкого спектра продуктов питания - майонезов, маргаринов, хлебобулочных изделий, шоколада, мясного фарша, колбас, сухих завтраков, детского питания и др.

Потребность предприятий пищевой отрасли России в лецитинах составляет в настоящее время около 11500 тонн в год, при этом объем их потребления постоянно возрастает.

Среди лецитинов, представленных на мировом рынке, превалирует продукция, получаемая из семян сои, более 90 % которой является генномодифицированной.

Выпускаемые отечественными предприятиями фосфагидные концентраты, значительное количество которых представлено подсолнечными, крайне редко соответствуют требованиям предъявляемым ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия», действующего в настоящее время. Основные несоответствия наблюдаются по таким показателям, как массовая доля веществ, нерастворимых в ацетоне; массовая доля веществ, нерастворимых в толуоле; цветное число; вязкость. Указанные показатели во многом определяют основные технологические свойства лецитинов,

следовательно, несоответствие их значений регламентируемым требованиям ограничивает область применения фосфатидных концентратов.

Реорганизация сложившегося процесса переработки подсолнечных масел с переориентацией на производство высококачественных конкурентоспособных лецитинов в масштабах отрасли требует больших материальных и временных затрат.

Таким образом, перспективным является решение проблемы переработки фосфатидных концентратов, не удовлетворяющих установленным требованиям, с получением жидких конкурентоспособных лецитинов, соответствующих требованиям ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е 322. Общие технические условия».

1.2 Цель работы: разработка инновационной технологии получения жидких лецитинов.

1.3 Основные задачи исследования:

- анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

- оценка показателей качества подсолнечных фосфатидных концентратов;

- научно-практическое обоснование технологических решений получения жидких леци тинов из фосфатидных концентратов;

- исследование способов снижения массовой доли веществ, нерастворимых в толуоле;

- исследование влияния физико-химических методов воздействия на гидратируемость фосфолипидов из мисцелл;

- определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов в мисцелле;

- исследование влияния технологических режимов сушки на процесс удаления растворителя и влаги из фосфолииидпой эмульсии;

- исследование структурно-реологических свойств жидких лецитинов и разработка режимов их кондиционирования по вязкости;

- разработка технологических режимов и структурной схемы получения жидких ле! ш типов;

- комплексная оценка физико-химических показателей качества, показателей безопасности, и технологически функциональных свойств жидких лецитинов, выработанных по разработанной технологии;

- оценка экономической эффективности разработанной технологии.

1.4 Научная иовизна. Впервые исследована гидратируемость фосфолииидов в концентрированных мисцеллах, и разрабоганы способы интенсификации процесса гидратации таких мисцелл.

Впервые исследован гранулометрический состав и размеры частиц веществ, нерастворимых в толуоле, содержащихся в фосфатидных концентратах. Установлено, что мисцеллы фосфатидных концентратов в гексане в диапазоне концентраций до 25 % (в пересчете на фосфолипиды) представляют собой однородные легко фильтрующиеся жидкости.

Установлено что при обработке системы «неполярный растворитель -фосфолипиды - триацилглицерины» в постоянном электрическом поле происходит увеличение полярности молекул фосфолииидов, что обуславливает укрупнение ассоциатов фосфолииидов и проявляется в снижении электропроводности системы.

Установлено, что после прекращения обработки в электрическом поле происходит смещение динамического равновесия в сторону образования ассоциатов низких порядков, что проявляется в релаксации значений электропроводности системы до исходного значения.

Установлено, что обработка мисцелл фосфатидных концентратов в гексане в электрическом поле повышает гидратируемость фосфолииидов, при этом температура процесса гидратации в диапазоне от 20 до 60 °С практически не оказывает влияния на гидратируемость.

Показано, что в групповом составе фосфолипидов, полученных при гидратации мисцелл фосфатидных концентратов в гексане, наблюдается увеличение массовой доли наиболее полярных групп фосфолипидов фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов.

1.5 Практическая значимость. Разработана эффективная технология получения жидких лецитинов, соответствующих требованиям ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия».

Разработана технологическая инструкция на производство жидких лецитинов.

1.6 Реализация результатов исследования. Разработанная технология получения жидких лецитинов принята к внедрению на ООО «Ювикс-Фарм» в I квартале 2014 г.

Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составит более 7,6 млн. руб. при переработке 960 тонн фосфатидных концентратов в год.

1.7 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: Международной научно-практической конференции «Комплексное использование биорссурсов: малоотходные технологии», КНИИХП РЛСХИ, г. Краснодар, март 2010 г; Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Кадровое обеспечение развития инновационной деятельности в России», Ершово, октябрь 2010 г; Международной научно-практической конференции «Инновационные пищевые технологии в области храпения и переработки сельскохозяйственного сырья», ГПУ КНИИХП Россельхозакадемии, г. Геленджик, июнь 2011 г; Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области технических наук в рамках Всероссийского фестиваля науки, Московский институт дизайна и технологий г. Москва, ишуст 2011 г; Научно-практической международной конференции «Масложировая индустрия 2011», г. Санкт-Петербург, октябрь,

2011 г, Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направления, г. Новочеркасск, ноябрь 2011 г; 12-й научно-практической международной конференции «Масложировая индустрия 2012», г. Санкт-Петербург, 24-25 октября

2012 г; I Международном молодежном научном форуме «Молодая наука - 2013», посвященный году охраны окружающей среды, г. Туапсе, 19-20 апреля 2013 г.; IX Всероссийской школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ишюватика-2013» с международным участием, г. Томск, 23 - 26 апреля

2013 г.; 11 Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические вопросы развития научной мысли в современном мире», г. Уфа, 29-30 апреля 2013 г.

1.8 Публикации. Но материалам выполненных исследований опубликовано 15 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Мипобрнаукн РФ.

1.9 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Основная часть работы выполнена на 130 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц и 27 рисунков. Список литературы включает 106 наименований, из них 13 на иностранных языках.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методы исследования. Физико-химические показатели жидких лецитинов определяли по ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия».

Технологически функциональные свойства - эмульгирующие, стабилизирующие, жиро- и водоудерживающую способности определяли по известным методикам.

Содержание токсичных элементов определяли согласно Методическим указаниям 08-47/136 «Продукты пищевые и продовольственное сырье. Ииверсионно-вольтамперометрические методы определения содержания токсичных элементов».

Групповой состав фосфолигшдов определяли методом тонкослойной хроматографии и сканирующей денситомегрии.

Определение остаточного содержания гсксана определяли по модифицированным Методическим рекомендациям № 01.024-07 «Газохроматографическое определение гсксана. ..в водных вытяжках из материалов различного состава» на хроматографе «Кристалл 2000М» с плазменно-ионизационным детектором.

Размер ассоциатов фосфолипидов в мисцелле исследовали при помощи анализатора частиц Malvern Zetasizer Nano-S.

Электропроводность мисцелл определяли на модифицированном приборе АМДФ-1А.

Структурная схема исследования приведена на рисунке 1.

2.2 Характеристика объектов исследования. В качестве объектов исследования были выбраны образцы подсолнечных фосфатидиых концентратов, выработанные на российских предприятиях ЮФО.

В таблице 1 представлена оценка соответствия физико-химических показателей образцов фосфатидиых концентратов требованиям ТУ 9146-20300334534-97 «Концентраты фосфатидные. Технические условия» и ГОСТ Р 539702010 «Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия».

Показано, что фосфатидные концентраты не соответствуют требованиям ГОСТ Р 53970-2010 по показателям: массовая доля веществ, нерастворимых в ацетоне; массовая доля веществ, нерастворимых в толуоле; цветное число; вязкость, для проведения дальнейших исследований использовали объединенную пробу образцов фосфатидиых концентратов.

Исследование влияния физико-химических методов воздействия на гидратирусмость фосфолипидов в мисцелле

................. ' " • V........ ' • •• ........ " "

Определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов в мисцелле __ ^ ~ .............

Исследование влияния технологических режимов сушки на процесс удаления растворителя и влаги из фосфолипидной эмульсии

" ..................... "I ............. ' .........

Исследование структурно-реологических свойств жидких лецитинов и разработка режимов их кондиционирования по вязкости

I

Разработка структурной схемы и режимов получения жидких лецитинов

V.................

Рисунок 1 - Структурная схема исследования

Таблица 1 - Физико-химические показатели подсолнечных фосфатидных

концентратов

Наименование показателя Значения показателя, определенного по ТУ Требования ТУ 9146-20300334534-97 (марка ПП-1) Значения показателя, определенного по ГОСТ Требования ГОСТ Р 53970-2010

Массовая доля, %: фосфатидов; 55,6-60,5 Не менее 60,0 Не определяется -

масла; 38,1-47,4 Не более 40,0 Не определяется -

веществ, нерастворимых в ацетоне; Не определяется - 55,9-61,6 Не менее 60,0

веществ, нерастворимых в этиловом эфире; 1,2-1,7 Не более 1,5 Не определяется -

веществ, нерастворимых в толуоле; Не определяется - 1,1-1,6 Не более 0,3

влаги и летучих веществ. 0,7-1,8 Не более 1,0 0,7-1,8 Не более 1,0

Вязкость при 25 °С, Г1а-с Не определяйся - 12-25 Не более 12

Цветное число, мг йода 4,7-7,6 Не более 8,0 Не определяется -

Цветное число 10 %-иого раствора в толуоле, мг йода Не определяется 72-98 Не более 80

Кислотное число масла, выделенного из фосфатидного концентрата, мг КОН/г 3,5-6,5 Не более 10,0 Не определяется

Кислотное число, мг КОН/г Не определяется - 25,4-34,2 Не более 36,0

Перекисное число, ммоль активного кислорода / кг 2,4-6,8 Не более 10,0 2,4-6,8 Не более 10,0

2.3 Выбор и обоснование способов модификации фосфатндных концентратов. Для получения жидких лсцитиноп, удовлетворяющих требованиям ГОСТ Р 53970-2010, необходимо решить следующие технологические задачи:

- снизить массовую долю веществ, нерастворимых в толуоле, до значений менее 0,3%,

- увеличить массовую долю веществ, нерастворимых в ацетоне (фосфолииидон), до значений более 60%,

- снизить вязкость до значений менее 12 Па с,

- снизить цветность до значений менее 80 мг йода.

С цслыо разработки эффективного способа снижения массовой доли веществ, нерастворимых в толуоле, определяли их гранулометрический состав. Установлено, что размер частиц веществ, нерастворимых в толуоле, находится в диапазоне от 0,5 до 15 мкм.

В связи с тем, что фильтрация фосфатндных концентратов для удаления веществ, нерастворимых в толуоле, затруднена из-за повышенной вязкости было предложено снизить вязкость путем их растворения в неполярном растворителе. В качестве растворителя был выбран гексан как традиционный растворитель для липидных систем. Фильтрацию осуществляли через фильтр с размерами нор 0,5 мкм. Зависимости динамической вязкости и фильтруемое™ от концентрации мисцеллы представлены на рисунке 2.

Установлено, что мисцеллы фосфатндных концентратов в тексане в диапазоне концентраций до 25 % (в пересчете на фосфолипиды) представляют собой однородные легко фильтрующиеся жидкости. Максимальная концентрация мисцеллы, при которой обеспечивается достаточная скорость фильтрации при минимальном расходе растворителя составляет 25 % (в пересчете на фосфолипиды). Мри увеличении концентрации фильтруемость существенного снижается в связи с увеличением вязкости.

Установлено, что после фильтрации мисцеллы содержание веществ, нерастворимых в толуоле, составляет 0,1-0,2 %, что соответствует установленным требованиям (не более 0,3 %).

Для увеличения массовой доли ацетопнерастворимых веществ необходимо снизить массовую долю триацилтлицеринов ( ТАГ) в фосфатидном концентрате.

0,004

С 0,003

ё

о

0 И

1 0,002

я £

0,001

о

/ 1

/

V

2

10

15

20

25

30

14 12 10 8 6 4 2 0

о

<и >1

е

Рисунок 2 — Влияние концентрации фосфоли-пидов в мисиелле на ее фильтру-емость (I) и вязкость(2)

Концентрация фосфолииидов в мисцелле, %

Разделение системы «гексан-ТАГ-фосфолиииды» на основе различия в плотности не представляется возможным, поскольку компоненты системы образуют устойчивые мисцеллы, не разделяемые даже в поле центробежных сил.

Увеличить массовую долю веществ, нерастворимых в ацетоне, можно пу тем гидратации фосфолипидов из мисцеллы. При этом произойдет перераспределение фосфолипидов и ТАГ между водой и растворителем, а также разделение системы на две фазы - фосфолипидную эмульсию и гидратированную мисцеллу.

2.4 Определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов в мисцелле. На следующем этапе исследований определяли эффективные режимы гидратации для обеспечения максимальной гидратируемости фосфолипидов и увеличения в фосфолипидной эмульсии массовой доли веществ, нерастворимых в ацетоне, то есть собственно фосфолипидов.

Известно, что основными факторами, влияющими на эффективность гидратации фосфолипидов в растительных маслах являются температура процесса, а также природа и количество гидратирующего агента.

Предварительными экспериментами было установлено, что при гидратации фосфагидных концентратов в гексане изменение температуры в интервале 20-60 °С практически не оказывает влияния на эффективность гидратации в связи с незначительным изменением вязкости мисцеллы в указанном температурном диапазоне. В связи с этим гидратацию проводили при температуре 20-25 °С.

В качестве гидратирующего агента использовали воду, так как нами установлено, что использование в качестве гидратирующего агента растворов комилексообразователсй практически не влияет па гидратируемость фосфолипидов в мисцелле. Это обусловлено тем, что фосфолипиды, содержащиеся в фосфатидных концентратах, представлены, в основном, гидратируемыми формами.

В ходе дальнейших исследований определяли необходимое количество гидратирующсго агента (воды) и время гидратации для обеспечения максимальной гидратируемости фосфолипидов из мисцеллы. Гидратируемость оценивали по степени выведения фосфолипидов из мисцеллы. Количество гидратирующего агента варьировали в зависимости от содержания фосфолипидов в мисцелле. После смешивания с водой и последующей экспозиции систему разделяли в поле гравитационных сил на две фазы - фосфолипидную эмульсию и гидратированную мисцелду.

Установлено, что максимальная гидратируемость при экспозиции системы «мисцелла-вода» достигалась в течение 45 минут, дальнейшее увеличение времени экспозиции не приводило к увеличению гидратируемости.

Зависимость гидратируемости и массовой доли веществ, нерастворимых в ацетоне, 1! фосфолипидпой эмульсии в пересчете на абсолютно сухое вещество (а.с.в.), от количества гидратирующего агента приведена на рисунке 3.

о о

к I-

70

60

50

40

/ »-.—.—<

2

80

70

аа о

Й §

и н

В

и я

рэ <з

СЧ 0

I &

60 3 I

£0 Оч

О о

а р

«з о

сэ

Л Он

о

50 К

1Ф* 1,5Ф 2,0Ф 2,5Ф 3,0Ф Количество гидратирующсго агента, % к массе мисцеллы

Рисунок 3 - Зависимость гидратируемости (1) и массовой доли веществ, нерастворимых в ацетоне, в фосфолипидпой эмульсии (в пересчете на а.с.в.) (2) от количества гидратирующего агента

*Ф - массовая доля фосфолипидов в мисцелле, %

Из представленных данных видно, что при введении гидратирующего агента в количестве (1,5 Ф - 2,5 Ф) % к массе мисцеллы, гидратируемость составляет

более 60 %, при этом массовая доля веществ, нерастворимых в ацетоне, в фосфолипидной эмульсии (в пересчете па а.с.в.) также составляет более 60 %. При недостатке гидратирующего агента гидратируемость и массовая доля веществ, нерастворимых в ацетоне, снижается, что объясняется неполным выведением фосфолипидов из мисцеллы. При увеличении количества гидратирующего агента снижение массовой доли веществ, нерастворимых в ацетоне, обусловлено солюбилизацией нейтральных липидов.

С целью повышения гидратируемости исследовали влияние различных факторов на эффективность процесса гидратации.

Гидратируемость фосфолипидов во многом определяется степенью их полярности. Известно, что молекулы фосфолипидов поляризуются под действием электрического поля, причем степень поляризации фосфолипидов зависит от напряженности поля.

При увеличении полярности молекулы фосфолипидов образуют крупные ассоциагы, которые при взаимодействии с гидратирующим агентом легче коагулируют, в результате чего увеличивается их гидратируемость.

Известно, что фосфолипиды в неиолярном растворителе имеют электрофоретический характер проводимости. При увеличении полярности молекул фосфолипидов электропроводность системы снижается в связи с уменьшением количества токопроводящих частиц, следовательно, по снижению электропроводности системы можно судить об эффективности поляризующего действия на молекулы фосфолипидов.

Учитывая это, нами были проведены исследования по влиянию напряженности электрического поля постоянного тока на электропроводность мисцелл фосфатидных концентратов в гексане концентрацией 25 % (в пересчете на фосфолипиды). Обработку мисцеллы осуществляли путем ее пропускания между двумя электродами. Напряжение, подаваемое па электроды, варьировали в диапазоне от 5 до 150 В, что соответствовало напряженности поля в межэлектродном пространстве 5-150 кВ/м. Результаты приведены на рисунке 4.

В результате обработки в электрическом поле электропроводность мисцелл снижается и достигает постоянного значения в течение 4 минут. При этом наибольший поляризующий эффект наблюдается при напряженности поля 50 кВ/м.

Рисунок 4 - Влияние обработки в электрическом поле на электропроводность мисцелл при напряженности поля: 1 - 5 кВ/м; 2-10 кВ/м; 3-25 кВ/м; 4-50 кВ/м; 5- 100 кВ/м; 6 - 150 кВ/м

Время обработки, мин.

Использование полей с большей напряженностью не приводит к существенному снижению электропроводности мисцелл.

Для оценки влияния электрического ноля на формирование ассоциатов фосфолипидов, изучали их размеры до и после обработки в поле (рисунок 5).

<1

СУ <

К

я

40 35 30 25 20 15 10 5 0

1

Рисунок 5 - Размер ассоциатов фосфолипидов в мисцелле до обработки в электрическом поле (1) и после обработ ки (2)

50 100

500

Размер ассоциатов, х, им

Из представленных данных видно, что после обработки в электрическом поле размер ассоциатов фосфолипидов увеличивается, что свидетельствует об эффективности поляризующего действия электрического поля на молекулы фосфолипидов.

Установлено, что после прекращения воздействия поля на мисцеллу наблюдается релаксация ее характеристик, выражающаяся в увеличении электропроводности практически до исходных значений (рисунок 6).

к и к а

о в ч

о «

к ^

е: а

Ч >>

Рисунок 6 - Релаксация мисцеллы после обработки в электрическом поле

120 180 240 300 Время, мин.

330

Это связано с тем, что после прекращения воздействия электрического поля на систему полярность фосфолипидов снижается, следовательно, происходит смещение динамического равновесия в сторону образования ассоциатов низких порядков, при этом наблюдается рост электропроводности практически до первоначальных значений.

Для оценки влияния электрического поля па гидрагируемость мисцеллы концентрацией 25 % (в пересчете на фосфолипиды), осуществляли гидратацию с предварительной обработкой в ноле при выявленном эффективном значении напряженности поля - 50 кВ/м.

Установлено, что обработка мисцеллы в электрическом поле перед гидратацией позволяет повысить гидрагируемость фосфолипидов на 25-30 %.

Известно, что сила воздействия на молекулы, движущиеся в зоне электрического поля, пропорциональна их полярности. При этом, электрическое поле будет оказывать наибольшее воздействие па наиболее полярные группы фосфолипидов, то есть па фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины, которые преимущественно должны образовывать ассоциаты и взаимодействовать с водой при гидратации.

Для оценки выдвинутых предположений исследовали влияние обработки в электрическом ноле па изменение группового состава фосфолииидов в фосфолинидной эмульсии (таблице 2).

Как видно из представленных данных, в результате обработки в поле изменяется групповой состав гидратируемых фосфолииидов в сторону увеличения содержания наиболее полярных групп - фосфагидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов.

Таблица 2 - Групповой состав фосфолииидов в фосфолинидной эмульсии

Наименование группы Содержание, % к общему количеству фосфолииидов

Без обработки в электрическом поле С обработкой в электрическом поле

Фосфатидилхолины 23 27

Фосфатидилэтаноламины 19 23

Фос фати; (или нозитол ы 21 21

Фосфатидилсерины 8 6

Фосфатидил глицерины 14 13

Фосфатидные кислоты 8 5

Полифосфатидные кислоты 7 5

2.5 Исследование режимов сушки фосфолинидной эмульсии. Сушку фосфолинидной эмульсии, полученной после гидратации и разделения фаз, осуществляли в лабораторном ротационном испарителе при температурах 60-90 °С и остаточном давлении 5 кПа. В связи с тем, что, помимо влаги, в составе фосфолинидной эмульсии содержится от 1 до 3 % гексана, контролировали полноту его удаления при выбранных технологических режимах сушки. Кинетика сушки представлена на рисунке 7.

Показано, что сушка при температуре 70-90 °С в течение 50 минут обеспечивает снижение влажности до значений, регламентированных ГОСТ Р 53970-2010 (менее 1 %), при этом происходит полное удаление гексана.

о Ч

Рисунок 7 - Изменение содержания гексана (•) и влаги (Я) в фосфолипидной эмульсии в процессе ее сушки при температуре

60 °С;

2 - 70 "С;

3 - 80 °С;

4 - 90 °С

80 70 60 50 40 30 20 10 0

10 20 30 40 50 Время сушки, мин

Протекание окислительных процессов при сушке фосфолипидной эмульсии контролировали путем определения перекисного числа получаемого жидкого лецитина. Показано (рисунок 8), что при температуре более 80 °С происходит интенсификация окислительных процессов.

о и

й 4 о

2 §

О

О

О, £ £ *

10

8 6 4

60

70

80

90

Температура сушки, С

Рисунок 8 - Влияние температуры сушки

фосфолипидной эмульсии на перекисное число

Таким образом, были установлены следующие эффективные режимы сушки фосфолипидной эмульсии: температура 70-80 "С, остаточное давление - 5 кПа, продолжительность сушки - 50 минут.

Удаление растворителя из гидратированной мисцеллы после отделения фосфолипидной эмульсии осуществляли в лабораторном ротационном испарителе при известных режимах (температура 120 °С, остаточное давление 5 кПа). Выход кубового остатка составил 26 %, к массе исходного фосфатидного концентрата, его физико-химические показатели приведены в таблице 3.

Кубовый остаток может быть рекомендован для использования в технических целях, например, для мыловарения, производства смазочных материалов и лакокрасочной продукции.

Таблица 3 - Физико-химические показатели кубового остатка

Наименование показателя Значение показа теля

Массовая доля веществ, нерастворимых в ацетоне

(фосфолипидов), % 33,5

Массовая доля нейтральных липидов, % 66,5

Температура вспышки, °С 235

Перекисное число, ммоль активного кислорода / кг 8,0

Кислотное число, мг КОН/г 45,5

2.6 Исследование способов снижения вязкости жидких лецитинов.

Установлено, что полученный после сушки жидкий лецитин соответствует требованиям ГОСТ Р 53970-2010, за исключением показателя «вязкос ть при 25 °С», которая составляла 14,3 Па с при регламентированном значении - не более 12 Пас. Это обусловлено высоким содержанием в лецитине веществ, нерастворимых в ацет оне (более 62 %).

Повышенная вязкость создаёт трудности технологического характера при использовании жидких лецитинов, а также может отрицательно сказываться на их технологически функциональных свойствах. Учитывая это, изучали факторы, обусловливающие эффект ивное снижение вязкости.

Известно, что наиболее эффективным способом снижения вязкости жидких лецитинов, является добавление в фосфолипидную эмульсию при сушке разжижающих агентов.

При выборе разжижающих агентов руководствовались следующими критериями: наличие разрешения для использования в пищевых технологиях, соответствие требованиям безопасности, отсутствие отрицательного воздействия на показатели качества жидких лецитинов, доступность.

В качестве разжижающих агентов за рубежом обычно используют дистиллированные жирные кислоты и соли двухвалентных металлов.

Добавление жирных кислот приводит к повышению кислотного числа жидких лецитинов, а также увеличивает их стоимость. Учитывая это, в качестве разжижающего агента использовали хлорид кальция, который вводили в фосфолипидную эмульсию перед сушкой в количестве до 1 % к массе фосфолипидной эмульсии в пересчете на абсолютно сухое вещество. Влияние хлорида кальция на динамическую вязкость приведено на рисунке 9.

16

к к

Рисуиок 9 - Влияние хлорида кальция на динамическую вязкость жидких лецитинов

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Количество вводимого хлорида кальция, % к массе фосфолипидной эмульсии

Установлено, что использование в качестве разжижающего агента 30%-ного раствора хлорида кальция в количестве 0,2 - 0,4 % к массс фосфолипидной эмульсии в пересчете на абсолютно сухое вещество позволяет снизить вязкость до величины менее 12 Па с, что соответствует требованиям ГОСТ Р 53970-2010 и обеспечивает хорошую текучесть продукта.

2.7 Разработка технологических режимов и схемы получения жидких лецитинов. 11а основе проведенных исследований разработана технология получения жидких лецитинов. Структурная схема представлена на рисунке 10, технологические режимы приведены в таблице 4.

Рисунок 10 - Структурная схема получения жидкого лецитина

Таблица 4 - Технологические режимы получения жидких лецитинов

Наименование показателя Величина показателя

Фильтрация:

концентрация фосфолипидов в мисцелле, % 20-25

Гидратация:

концентрация фосфолипидов в мисцелле, % 20-25

время обработки в электрическом поле, мин 4-5

напряженность электрического поля, кВ/м 50

количество гидратирующего агента, % к массе мисцеллы (1,8-2,2) Ф*

температура, °С 20-25

продолжительность экспозиции, мин 45

Сушка фосфолипидной эмульсии:

количество хлорида кальция, % к массе фосфолипидной

эмульсии в пересчете на а.с.в. 0,2-0,4

температура, °С 70-80

остаточное давление, кПа, не более 5

продолжительность, мин 50

* Ф- массовая доля фосфолипидов в мисцелле, % 2.8 Оценка физико-химических показателей жидких лецитинов. В

результате реализации разработанной технологии на пилотной установке в условиях ЦКП «Исследовательский центр пищевых и химических технологий» КубГТУ была выработана опытная партия жидкого лецитина, выход которого составил 73 % к массе исходного фосфагидного концентрата. Результаты оценки показателей качества полученного жидкого лецитина в сравнении с подсолнечным фосфатидным концентратом марки ПП-1, и одним из наиболее распространенных на российском рынке лецитинов, импортным соевым жидким лецитином «Солек-Ф-10» представлены в таблице 5.

Показано, что по показателям качества полученный жидкий лецитин соответствует требованиям ГОСТ Р 53970-2010, превосходит фосфатидный концентрат, и является конкурентоспособным по отношению к импортному жидкому лецитину.

Таблица 5 - Сравнительная характеристика физико-химических показателей

Значение показателя

Наименование показателя Жидкий лецитин, полученный по разработанной технологии Фосфатидный концентрат марки ПП-1 Импортный жидкий лецитин Солек Ф-10 Требования ГОСТР 53970-2010

Массовая доля, % : веществ, нерастворимых в ацетоне 63,7 57,7 60,8 не менее 60,0

веществ, нерастворимых в толуоле 0,15 1,2 0,20 не более 0,3

влаги и летучих веществ 0,5 0,8 0,5 не более 1,0

Цветное число 10 %-пого раствора в толуоле, мг йода 47,0 82,4 45,0 не более 80

Кислотное число, мг КОН/г 24,5 30,4 23,2 не более 36

Перекисное число, ммоль активного кислорода / кг 3,5 3,7 3,2 не более 10,0

Вязкость при 25°С, Пас 8,5 20,3 11,5 не более 12,0

Массовая доля гексапа, % отсутствие не определяется не определяется не определяется

Массовая доля хлорида кальция, % • 0,8 не определяется не определяется не определяется

Групповой состав фосфолипидов полученного жидкого лецитина в сравнении с исходным фосфатидиым концентратом приведен в таблице 6.

Показано, что полученный жидкий лецитин выгодно отличается по групповому составу фосфолипидов, а именно содержит большее количество физиологически ценных фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов при меньшем количестве фосфатидных и полифосфатидных кислот.

Таблица 6 — Групповой состав фосфолипидов

Наименование групп Массовая доля, %, к общему содержанию фосфолипидов

Исходный фосфатидный концентрат Полученный жидкий лецитин

Фосфатидмлхолины 19 27

Фосфатидилэтаноламипы 18 23

Ф ос фа ги ди л инозито л ы 21 21

Фосфат идилсерины 8 6

Фосфатидилглицерины 14 13

Фосфатидные кислоты 9 5

Полифосфатидные кислоты 11 5

Показатели безопасности полученных жидких лецитинов приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Показатели безопасности жидких лецитинов

Наименование показателя Значение показателя

Жидкий лецитин Требования ГОСТ Р 53970-7010. не бппее

Токсичные элементы, мг/кг:

свинец 0,02 0,10

кадмий 0,005 0,05

ртуть Отсутствие 0,05

мышьяк 0,005 0,10

Показано, что но показателям безопасности полученный по разработанной технологии лецитин соответствует требованиям ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е 322. Общие технические условия».

2.9 Оценка технологически функциональных свойств жидких лецитинов. Результаты оценки технологически функциональных свойств жидких лецитинов, полученных по разработанной технологии, приведены в таблице 8.

Показано, что по технологически функциональным свойствам полученный жидкий лецитин не уступает импортному аналогу, и существенно превосходит подсолнечный фосфатидный концентрат.

Таблица 8 - Сравнительная оценка технологически функциональных свойств

Наименование показателя Значение показателя

Жидкий лецитин, полученный по разработанной технологии Фосфатидный концентрат марки ПП-1 Импортный «Солек Ф-10»

Тип эмульсии:

свежеприготовленной в/м+м/в в/м+м/в в/м+м/в

(40+60) (50+50) (40+60)

через 24 часа в/м+м/в в/м+м/в в/м+м/в

(40+60) (65+35) (40+60)

Стойкост ь, %

неразрушенной эмульсии: 75 91

свежеприготовленной 92

через 24 часа 88 60 88

Водоудерживающая

способность, г воды/1 г 2,2 1,9 2,0

Жироудерживающая

способность, I- масла/1 г 0,7 0,6 0,7

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований разработана технология получения жидких 'лецитинов из фосфатидных концентратов.

1. Установлено, что для снижения в фосфатидных концентратах массовой доли веществ, нерастворимых в толуоле, размер частиц которых находится в диапазоне от 0,5 до 15 мкм, необходимо осуществлять фильтрацию мисцелл фосфатидных концентратов в пеполярном растворителе (гексане), при -пом для обеспечения филыруемости концентрация мисцелл не должна превышать 25 % (в пересчете па фосфолипиды).

2. Показано, что обработка мисцелл фосфатидных концентратов в нсполярном растворителе в электрическом ноле напряженностью 50 кВ/м в течение 4-5 минут способствует поляризации молекул фосфолипидов, что характеризуется укрупнением ассоциатов фосфолипидов и, как следствие, снижением их электропроводности.

3. Релаксация характеристик системы «триацилглицерины - фосфолипиды -гексап» после прекращения воздействия электрического поля выражается в увеличении ее электропроводности практически до исходных значений.

4. Установлено, что предварительная обработка мисцелл в электрическом поле перед гидратацией при установленных режимах позволяет повысить гидратируемость фосфолипидов на 25-30 %.

5. Определены эффективные режимы гидратации фосфолипидов из мисцелл фосфагидных концентратов в гексане, позволяющие повысить гидратируемость до 85 %: предварительная обработка мисцеллы в электрическом поле напряженностью 50 кВ/м в течение 4-5 минут, температура гидратации - 20-25 "С, время гидратации - 45 минут, количество гидратирующего агента - 1,8 Ф - 2,2 Ф к массе мисцеллы, где Ф - массовая доля фосфолипидов в мисцелле, %.

6. Показано, что сушка фоефолинидпой эмульсии при температуре 70-80 °С и остаточном давление 5 кПа в течение 50 минут обеспечивает снижение влажности до регламентированных значений (менее 1 %), при этом происходит полное удаление растворителя.

7. Установлено, что для снижения вязкости жидких лецитинов до требуемых значений (не более 12 Па с) в фосфолипидную эмульсию при сушке необходимо вводить хлорид кальция в количестве 0,2-0,4 % к массе эмульсии в пересчете на абсолютно сухое вещество.

8. Разработанная технология получения жидких лецитинов включает следующие этапы: растворение фосфатидного концентрата в неполярном растворителе; фильтрацию мисцеллы; обработку мисцеллы в электрическом поле; гидратацию фосфолипидов в мисцелле, экспозицию, разделение системы на фосфолипидную эмульсию и гидратированную мисцеллу, сушку фоефолинидпой эмульсии и кондиционирование ее по вязкости.

9. Показано, что полученные по разработанной технологии жидкие лецитины по показателям качества и безопасности соответствуют установленным требованиям, но технологически функциональным свойствам не уступают импортным жидким лецитинам, и значительно превосходят фосфатидные концентраты.

10. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составит более 7,6 млн. руб. при производстве 960 тонн жидкого лецитина в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Фосфолипидные концентраты из подсолнечника - перспективное и безопасное сырье для получения лецитина / Бутина Е.А., Герасименко Е.О., Пащенко В.Н.//Наука Кубани.-2011,- № 4,- С. 75-77

2. Обоснование необходимости разработки технологии получения подсолнечных жидких лецитинов/ Бутина Е.А., Герасименко Е.О., Пащенко В.Н.//Журнал Новые технологии.- 2012 - № 2.- С.30-32

3. Влияние электростатического поля на гидратируемость фосфолипидных мисцелл/ Пащенко В.П., Герасименко Е.О., Белина H.H., Миракова Т.Ю.//Известия вузов.. Пищевая технология,- 2013.-№1,- С. 37-39

4. Совершенствование технологии переработки растительных лецитинов/ Герасименко Е.О., Белина H.H., Пащенко В.Н., Бутина Э.А., Дубровская И.А.// Масложировая нромышленность.-2013.-№3.-С. 20-24

5. Разработка технологии получения лецитинов из отечественного сырья/ Пащенко В.Н., Шабанова И.А., Герасименко Е.О.// Международная научно-практическая конференция «Комплексное использование биоресурсов: малоотходные технологии»,- Краснодар, КНИИХП РАСХН, 11-12 марта 2010 г.

6. Организация производства конкурентоспособного отечественного жидкого лецитина/ Пащенко В.Н., Шабанова И.А., Войченко О.Н.// Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Кадровое обеспечение развития инновационной деятельности в России», Ершово, 26-29 окгября 2010 г.

7. Инновационная технология получения жидких лецитинов/ Герасименко Е.О., Пащенко В.Н.// Международная научно-практическая конференция «Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья», ГНУ КНИИХП Россельхозакадемии, г. Геленджик, 23-24 июня 2011 г.

8. Инновационная технология получения жидкого лецитина из некондиционного фосфагидного концентрата / Герасименко Е.О., Пащенко В.Н.// Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области технических наук в рамках Всероссийского фестиваля науки, Московский институт дизайна и технологий, г. Москва, 10 августа 2011г.

9. Получение пищевых стандартизованных лецитинов из отечественного сырья/ Бутина Е.А., Шабанова И.А., Пащенко В.Н.// 11-я научно-практическая международная конференция «Масложировая индустрия 2011», г. Санкт-Петербург, 26-27 октября 2011 г.

10. Получение стандартных жидких лецитинов/ Пащенко В.Н., Герасименко Е.О // Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направления, г. Новочеркасск, ноябрь 2011 г.

11. Сравнительная оценка требований, предъявляемых к качеству фосфатидных концентратов и лецитинов/ Бутина Г..Л., Герасименко Е.О., Пащенко В.Н., Тарасова Н.Б.//Международная научно- практическая конференция «Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты», КНИИХП РАСХН, г. Краснодар, 24-25 мая 2012 г.

12. Современное состояние отечественных исследовании в области фосфолинидов/ Бутина Е.А., Герасименко Е.О. Пащенко В.П.// 12-я научно-практическая международная конференция «Масложировая индустрия 2012», г. Санкт-Петербург, 24-25 октября 2012 г.

13. Разработка технологии получения лецитинов для повышения эффективности переработки вторичных ресурсов масложировой промышленности/Пащенко В.Н., Герасименко Е.О., Дубровская И.Л., Белина H.II.// I Международный молодежный научный форум «Молодая наука - 2013», посвященный году охраны окружающей среды, г. Туапсе, 19-20 апреля 2013 г.

14. Разработка технологических режимов получения жидких лецитинов/ Пащенко В.Н., Герасименко Е.О., Белина H.H. // IX Всероссийская школа-конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Инноватика-2013» с международным участием, г. Томск, 23 - 26 апреля 2013 г.

15. Оценка потребительских свойств жидких лецитинов / Пащенко В.И., Белина H.H. // II Международная научно-практическая конференция «Теоретические и практические вопросы развития научной мысли в современном мире», г. Уфа, 29-30 апреля 2013 г.

Подписано в печать 29.05.2013. Формат 60x84 '/,„ Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ № 878 Отпечатано в ООО «Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, корп. «В», оф. В-120, тел. 8-918-41-50-571, e-mail: olfomenko@yandex.ru

ФГБОУ ВПО КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

0420135^454

ПАЩЕНКО Вячеслав Николаевич

«РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ

ЖИДКИХ ЛЕЦИТИНОВ»

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 Герасименко Е.О.

Краснодар - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................4

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР............................................................................................................8

1.1 Классификация и основные свойства фосфолипидов....................................8

1.2 Основные области применения лецитинов..............................................................11

1.3 Обзор российского рынка лецитинов..........................................................................15

1.4 Современные технологии получения фосфолипидов....................................20

1.5 Основные способы модификации лецитинов............................................................29

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................................................................................33

2.1 Методы исследования показателей качества и безопасности жидких лецитинов....................................................................................................................................................33

2.2 Методы исследования группового состава фосфолипидов........................35

2.3 Методы определения электрофизических характеристик и размеров ассоциатов фосфолипидов........................................................................................................37

2.4. Методы исследования технологически функциональных свойств.... 37

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 40

3.1 Характеристика объектов исследования........................................................................40

3.2 Выбор и обоснование способов модификации фосфатидных концентратов..........................................................................................................................................43

3.3 Определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов в мисцелле......................................................................................................................................................................................................50

3.4 Исследование факторов повышающих эффективность гидратации... 56

3.5 Исследование режимов сушки фосфолипидной эмульсии............................67

3.6 Исследование способов снижения вязкости жидких лецитинов ... 72

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ЛЕЦИТИНОВ........................................................................................................................82

5 ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ

ЖИДКИХ ЛЕЦИТИНОВ................................................................................................................85

5.1 Оценка физико-химических показателей жидких лецитинов..................85

5.2 Оценка показателей безопасности жидких лецитинов......................................87

5.3 Оценка технологически функциональных свойств жидких лецитинов................................................................................................................................................90

6 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ................................................95

ВЫВОДЫ..................................................................................................................................................................97

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................................99

ПРИЛОЖЕНИЯ 112

ВВЕДЕНИЕ

Одним из приоритетных направлений развития науки, техники и технологий в Российской Федерации является рациональное природопользование [1]. Данное направление предусматривает использование высокотехнологичных процессов при переработке продовольственного сырья, а также эффективное использование вторичных ресурсов. В связи с этим, повышение эффективности переработки продовольственного сырья, в том числе нерафинированных растительных масел, является важной и актуальной задачей.

При рафинации растительных масел получают побочный продукт -фосфатидный концентрат, состоящий из фосфолипидов и триацилглицеринов, выпускаемый под коммерческим названием «жидкий лецитин».

Современные пищевые технологии предусматривают использование лецитина (Е 322) в качестве технологической добавки (эмульгатора, инстанизатора, стабилизатора, разжижителя, водопоглотителя и др.) при производстве широкого спектра продуктов питания - майонезов, маргаринов, спредов, мороженого, шоколада и других кондитерских изделий, хлебобулочных изделий, мясного фарша и колбас, сухих завтраков, детского питания и др. [2].

Потребность предприятий пищевой отрасли России в лецитине составляет в настоящее время около 11500 тонн в год, при этом объем его потребления постоянно возрастает. Среди лецитинов, представленных на российском рынке, превалирует продукция, получаемая из семян сои, более 90 % которой производится в США и является генномодифицированной [2].

Существенно, что в последнее время в отечественной масложировой промышленности процесс получения фосфолипидов в виде самостоятельного продукта не являлся целевым. Основная масса жидких лецитинов, используемых в пищевой промышленности, импортируется из Китая, Индии, стран Евросоюза и США.

- научно-практическое обоснование технологических решений получения жидких лецитинов из фосфатидных концентратов;

- исследование способов снижения массовой доли веществ, нерастворимых в толуоле;

- исследование влияния физико-химических методов воздействия на гидратируемость фосфолипидов из мисцелл;

- определение эффективных режимов гидратации фосфолипидов в мисцелле;

- исследование влияния технологических режимов сушки на процесс удаления растворителя и влаги из фосфолипидной эмульсии;

- исследование структурно-реологических свойств жидких лецитинов и разработка режимов их кондиционирования по вязкости;

- разработка технологических режимов и структурной схемы получения жидких лецитинов;

комплексная оценка физико-химических показателей качества, показателей безопасности, и технологически функциональных свойств жидких лецитинов, выработанных по разработанной технологии;

- оценка экономической эффективности разработанной технологии.

Научная новизна работы. Впервые исследована гидратируемость фосфолипидов в концентрированных мисцеллах, и разработаны способы интенсификации процесса гидратации таких мисцелл.

Впервые исследован гранулометрический состав и размеры частиц веществ, нерастворимых в толуоле, содержащихся в фосфатидных концентратах. Установлено, что мисцеллы фосфатидных концентратов в гексане в диапазоне концентраций до 25 % (в пересчете на фосфолипиды) представляют собой однородные легко фильтрующиеся жидкости.

Установлено что при обработке системы «неполярный растворитель -фосфолипиды - триацилглицерины» в постоянном электрическом поле происходит увеличение полярности молекул фосфолипидов, что обуславливает

укрупнение ассоциатов фосфолипидов и проявляется в снижении электропроводности системы.

Установлено, что после прекращения обработки в электрическом поле происходит смещение динамического равновесия в сторону образования ассоциатов низких порядков, что проявляется в релаксации значений электропроводности системы до исходного значения.

Установлено, что обработка мисцелл фосфатидных концентратов в гексане в электрическом поле повышает гидратируемость фосфолипидов, при этом температура процесса гидратации в диапазоне от 20 до 60 °С практически не оказывает влияния на гидратируемость.

Показано, что в групповом составе фосфолипидов, полученных при гидратации мисцелл фосфатидных концентратов в гексане, наблюдается увеличение массовой доли наиболее полярных групп фосфолипидов -фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов.

Практическая значимость. Разработана эффективная технология получения жидких лецитинов, соответствующих требованиям ГОСТ Р 53970-2010 «Добавки пищевые. Лецитины Е322. Общие технические условия».

Разработана технологическая инструкция на производство жидких лецитинов.

Разработанная технология получения жидких лецитинов принята к внедрению на ООО «Ювикс-Фарм» в I квартале 2014 г.

Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составит более 7,6 млн. руб. при переработке 960 тонн фосфатидных концентратов в год.

Работа выполнялась в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

природным антиоксидантам и проявляют антиокислительную активность, инактивируя ионы тяжелых металлов, вступают в реакции с перекисными радикалами с образованием неактивных соединений [30,36].

Таким образом, лецитины широко применяются в пищевой промышленности, объем их потребления постоянно возрастает. Нами был проведен обзор российского рынка лецитинов.

1.3 Обзор российского рынка лецитинов

В таблице 2 представлена классификация имеющихся на российском рынке импортных лецитинов и отечественных фосфатидных концентратов, выпускаемых по действующему в настоящее время ТУ 9146-001-02067862-06 [37].

Таблица 2 - Ассортимент российского рынка лецитинов

Ассортимент импортных лецитинов Ассортимент отечественных фосфатидных концентратов согласно ТУ 9146-203-00334534-97

Жидкие стандартные лецитины: Подсолнечные пищевые марок

ПП-1 и 1111-2

- неотбеленные;

- отбеленные; Подсолнечные высокоолеиновые

- гидролизованные. пищевые марок ПВП-1 и ПВП-2

Обезжиренные (порошкообразные) Соевые пищевые марок СП-1,

лецитины: СП-2, СП-3

- обезжиренные;

- обезжиренные гидролизованные. Подсолнечный кормовой марки ПК

Соевый кормовой марки СК

Фракционированные:

- обогащенные фосфатидилхолинами;

- обогащенные

фосфатидилэтаноламинами.

Модифицированные:

- гидрированные;

-гидроксилированные;

-сульфонированные;

- галогенированные.

53. Удаление слизистых веществ в производстве соевого лецитина. Очистка керамических мембран, используемых для ультрафильтрования и диафильтрования сырого соевого масла. Degumming and production of soy lecithin, and the cleaning of a ceramic membrane used in the ultrafiltration and diafiltration of crude soybean oil/ Basso Rodrigo Correa, Concalves Lireny Aparecida Guaraldo, Grimaldi Renato, Viotto Luiz Antonio. J// Membr. Sci.- 2009. 330.- № 1-2.- c. 127-134.

54. Характеристика фосфолипидных обращенных мицелл в неводных системах при их отделении посредством мембран/ Manjuls S, Kobayashi I, Subramanian R.// Food Res. Int. -2011.44.- № 4.- c.925-930.

55. Физическая модель ферментативной модификации негидратируемых фосфолипидов/ Константинова О. В., Рафалъсон А. Б.// Вести. ВНИИ жиров.-2009,-№ 1.- с. 28-29.

56. Некоторые закономерности энзиматического выведения фосфатидов из растительных масел/ Константинова О. В., Рафальсон А. Б., Криштофович С. Н.//Вестн. ВНИИ жиров. -2008.- № 1._с. 20-23.

57. Влияние концентраций субстрата и фермента в реакционной смеси на ферментативную модификацию фосфолипидов/ Рафальсон А.Б., Константинова О.В., Криштофович С. H.// Вестн. ВНИИ жиров.- 2009.- № 1.-с. 24- 27.

58. Влияние скорости диспергирования содержания воды в реакционной смеси на ферментативную модификацию фосфолипидов/ Рафальсон А.Б., Константинова О.В.//Вестник ВНИИ жиров. -2008.- № 1.- с. 16-19.

59. Извлечение масла из концентрата соевых фосфолипидов с помощью липазы/ Zhu Qisi, Yang Jiguo, Zhou Rang, Wang Yonghua, Yang Во. Zhongguo youzhi// China Oils and Fats. -2009. 34,- № l.-c. 66-68.

60. Способ выведения фосфатидов из растительных масел: Пат. 2333942 Россия, МПК С 11 В 3/00 (2006.01). по заявке № 20071097.Ц/13; Заявл. 07.03.2007; Опубл. 20.09.2008./ Рафальсон А. Б., Константинова О. В., Лисицын А. Н.; патентообладатель Гос. науч. учрежд. ВНИИ РАСХН