автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Совершенствование технологии переработки семян высокоолеиновых гибридов подсолнечника

5 0 г 9 Й ;

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК им. В. И. ЛЕНИНА

(ВАСХНИЛ)

НПО «МАСЛОЖИРПРОМ»

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЖИРОВ

На правах рукописи

ШМЫГЛЯ Елена Владимировна

УДК 605.3.011

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН ВЫСОКООЛЕИНОВЫХ ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА

Специальность 05.18.06 — Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте жиров НПО «Масложирпром»

доктор технических наук, профессор А. П. Нечаев кандидат технических наук, доцент С. Ю. Ксандопуло

Ведущее предприятие — Ассоциация «Кубаньмасложирпром»

Защита диссертации состоится « Л6 » марта 1992 г. в /С> ч. на заседании специализированного совета Д.020.51.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте жиров НПО «Масложирпром» по адресу: 191119, Санкт-Петербург, ул. Черняховского, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИЖа.

Автореферат разослан « » января 1992 г.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор В. В. Ключкин Официальные оппоненты:

г— /

Ученый секретарь С''х'}?/

В. Н. Григорьева

(у

ОБ^Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

!

Актуальность теш. Ресурсы растительного масличного сырья в Г! стране определяются в первую очередь объемами производства основной масличной культуры - подсолнечника• Еысокая селекционная пластичность растения позволила в последние десятилетия создать уникальный тип подсолнечника - высокоолеинсвыР, масло которого спо-сооно зскепить импортируемое оливковое.

В настоящее время селекционерами созданы ноше высокоолеиновые гибриды подсолнечника, призванные к 199?—1994 гг. полностью заменить основной высокоолеиновчР сорт Первенец. Гибриды превосходят сорт Первенец по урожайности, маеличности семян, большей стойкости к болезням, они технологичны при возделывании и уборке, в их масле высокая массовая доля олеиновой кислоты. Для масло^ировой промышленности новые высокоолеиновые гибриды подсолнечника являются практически новым видом растительного масличного сырья, и необходимость изучения особенностей их химического состава, в первую очередь липпдов и белков и их изменений в условиях технологии получения растительных масел,является актуальной.

Основные задачи исследования.

- изучить основные биохимические и технологические особенности белково-липицного комплекса семян новых еысокоолеиновых гибридов подсолнечника в сравнении с сортом Первенец;

- изучить особенности накопления олеиновой кислоты в созревающих семенах высокоолеиновых гибридов;

- изучить влияние условий послеуборочной тепловой обработки семян гибридов на состояние их белково-лилидного комплекса, включая относительную массовую долю олеиновой кислоты и электрофорети-ческуто подвижность белков;

- изучить влияние хранения семян на характеристики липидов и белков семян гибридов, их жизнеспособность и содержание токоферолов;

- изучить влияние условий обрушивания семян гибридов на состав получаемой рушанки, определить оптимальные условия обрушиваемое™ семян гибридов;

- изучить влияние условий влаготепловой обработки мятки из семян гибридов, включая приготовление мезги с введением в мятку дрожжевых растворов на величину выхода масла и содержание в м<"еле олеиновой кислоты;

и*.:«-*"

гтацмй

- разработать рекомендации промышленности по технологии получения масла из семпн высокоолеиновых гибридов подсолнечника, обес-

-дешаацщие_^лаксишльное сохранение олеиновой кислоты в получаемом подсолнечном масле' --------

Цель работы. Изучить биохимические и технологические изменения белково-лишдного комплекса семян высокоолеиновых гибридов подсолнечника при созревании, тепловой обработке семян с целью разработки рекомендация, обеспечиваюаих сохранение высокого уровня олеиновой кислоты в получаемом масле.

Научная новизна работы:

- впервые выполнено сравнительное исследование нейтральных липидов семян гибридов подсолнечника высокоолеиновоП группы и их сравнение с семсгиш высохоолеинового сорта Первенец, выявившее различие липидов семян сорта и гибридов;

- экспериментально подтверждена гипотеза о существовании в созревающих масличных семенах двух ферментных систем, синтезирующих аирные кислоты, из которых в ка.здом периоде созревания в активной форме находился только одно;

- изучен характер изменения массовой доли олеиновоЯ кислоты

в масле гибридов при технологических воздействиях на семена, включая влаготепловук обработку дро:г;евыми растворами, и локазанс), что на снижение уровня олеиновой кислоты в масле влияет возраст семян (номер поколения или репродукции), условия тепловоП и влаготеплово? обработки - ее температура и продолкительиость;

- разработаны методика определения стереоспегифического состава триапилглиперолов Савт.свидетельство СССР 1-11'иХс) и способ получения липопротеинов из семян подсолнечника аналитического медицинского назначения (авт.свидетельство С"!Л" Г ГГХ-^Г").

Практическая пениссть:

- оценены современные и персиективше вэ.*>ыо:;.косчи маслодоО'н-ваюшего производства по сох'рлнсш;;: высокого уу^внг-. илеимовоЯ кислоты в г.олучаекс;: после;

- рекомендованы условия обрупивания с>\>,:лн высокоолеиновых гибридов подсолнечника в центробс:.;нэГ руике;

- разработаны условия вллготепловс* обработки мягки при приготовлении мезги с введением в не" на стадии увла: нени:; дро.т евьк

растворов, с цельк, снижения тепловых воздействий на белково-липид-ный комплекс семян гибридов при сохранении величины выхода масла и уровне содержания олеиново" кислоты.

Реализация результатов исследования:

- рекомендации по совершенствованию технологии переработки ьысокоолеиновых гибридов подсолнечника были доложены на совещании при директоре СКФ ВНИЮК, одобрены и будут передана предприятием Соверо-Кавказского региона для внедрения.

Апробация работы: основные результаты диссертационной работы были доложены на расширенном совещании "Химические проблемы пищевой технологии", 1969 г. /г.Краснодар/, на научно-техническом совете СК5 вшда в 1589,1990 и IS9I гг., на краевом семинаре "Использование тонкослойной хроматографии в анализе различных классов соединений", 1991 г. /г.Краснодар/.

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе получены два авторских свидетельства СССР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, включающем методы исследования и его результаты, заключения и выводы, списка литературы,' включающего 131 источника, в том числе РА на иностранных языках.

Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц и 14 рисунков.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ I. Объекты и методы исследования

Объектом полевых и лабораторных исследований слукили семена высокоолеиновых: гибридов подсолнечника Краснодарский 8G5 и Краснодарский 906 и высокоолеинового сорта Первенец урожая I989-IS9I гг. В промышленных условиях эксперименты проводили на Бейсугском и Красногвардейском маслозаводах Краснодарского края.

Б полевых опытах пробы для анализов составляли из семян, полученных из соцветий растений, которые имели одинаковое время цветения и примерно одинаковый диаметр соцветия, частоты отбора проб -I раз в неделю. Соцветия в течение получаса доставляли с поля, вру"-

НУ» ввделяли семена и отбирали пробы для анализов в соответствии с существующими методиками. Анализировали семена краевоП и срединной оон соцветия,V Качество семян - влажность, масличность, лузжис-

маг&у--1£Сй__семян. энергию роста и лабораторную всхо;;сесть, кислотное число масла в семенах, шслШ?о?гге~луэ1^т-еодержаш1е_аао^_ та по К--ельдалю - определяли в соответствии с ГОСТами и методами, принятыми в масло.таровоП промышленности.

Семена в стадии уборочноГ: спелости убирали однофазным способом и высушивали на воздухе в тонком слое при 20-25 °С до достижения воздушо-сухого состояния (влажность С,0-7,0

Для получения семян с начальной влажностью 10, 12 и 14 " их увлажняли расчетным количеством воды и выдергивали для перераспределения в их тканях влаги в течение С-3 суток при С ... + 4 °С. Семена затем высушивали на установке СС-Ш-СМ при температуре сушильного агента 50, СО и 100 °С до постижения семенами влахности 5,0 -7,0 Обрушивали семена на лабораторной пентробежноЯ рушке при скорости ротора ПС,7; 133,3; 1~0,0 с"1, определяли эффективность обруливания по коэффициентам сбружвания, сохранности ядра и коэффициенту эффективности. Злпготепловум обработку мягки вели в стендовой лабораторной хдровнс. другим вариантом олаготепловоП обраби. ки мятки - при постоянноГ: влажности материала - являлась обработк' в стальных герметических патронах, нагреваемых погружением в минеральное масло. Прессование мезги вели на лабораторном гидравлическом прессе.

Липиды из семян и продуктов их переработки извлекали по Гол'>у в двух модификациях - БиЯя и Рагера, Гиллипсп и Приветта; содержа ние свободных и связанных липидов - последовательно;" экстракции? безводным диэтиловым э{иром, СС " - этанолом и патом после этоГ экстракции диэтиловым эфиром. ЛнпидныП экстр-кт с преимутлествст-аг. содержанием триашлглицеролов извлекали гексанчШ бея нагревания, чистоту экстракта проверяли.ТС" в системе растворителе?: диэти.ю-выП эфир-гексан-уксусная кислота. Чистые триагнлгл:а,.ероли поду-г.л;: колоночноП хромятогрчфиг?. Гг.лго.челпг липидов, по^у->е»»!ых по Гл':Г и /рПеру, на полярные и неполярные вели противоточн^П ->кстр''кп:г" гексаном и С7 " этиловым спиртом в делительных воронках.

Определение токоферолов пчла по методике 'опсв;. При опреде.'----нии яирнокнелотного состава '-.илглииоролс. в их- емнлялм ?н. «пт-товым раствором КОН, мирные кислоты метилировали свежеприготовлен-

ним из цитрозометилмоче^ины циаоометанои. Метиловые эфира гирных кислот разделяли методом ПК на хроматографе Хром 5, колонка 10 7а ПоГС на целителе 545, температура колонки 1С0°С, носителя Г?0°С, скорость ленты 1,5; 0,3 см/мин; азота 30 мл/мин. Гденачфш.ировам жирные кислоты по внутренним стандартам и свидетелям.

Стереоспецифически'й анализ строения триацилглицеролов вели по предложенной нами модифицированной методике (Л.с. 'г 14С0866), путем ферментативного гидролиза триацилглицеролов панкреатической липазой, продукты гидролиза разделяли методом препаративной тонкослойной хроматографии, фракции ацилглицеролов затем подвергали омылению, шла разлагали, свободные жирные кислоты экстрагировали и после обработки определяли методом ПК. Контроль процессов гидролиза и последующих операций вели методом ТСХ на платанах Силуфол и Сорбфил.

Содержание олеиновой кислоты,помимо методов ГЖХ определяли так>» е рефрактометрическим способом (ТУ 18—2/36—СО) на рефрактометре №5-22.

Белковые Ираклии семян и продуктов их переработки - альбумины, ' глобулины и глютамида - получали по Ссборну в модификации Ермакова при температуре 0 ... °С в криотермокамере. Для выделения альбуминов обезжиренные измельченные ядра семян (проход через сито с диаметром отверстий 0,25 мм) - заливали пятикратным количеством 'воды, взбалтывали на механической мешалке в течение I часа и оставляли в криотермокамере на 15-16 часов. После выдерживания в течение указанного времени раствор белка отделяли центрифугированием, осадок вновь заливали -пятикратным количеством воды, перемешивали, взбалтывали и центрифугировали, Экстракцию вели до исчезновения в воде положительной реакции на белок. Для отделения от альбуминов солерастворимых белков проводили диализ экстракта против дистиллированно;"' воды через целлофановую мембрану. При диализе глобулины выпадали в осадок, их отделяли центрифугированием в течение 10 минут при 3 + 4 тыс. об/мин. Осадок лиофильно высушивали в.ротационном испарителе.

Аналогичным образом ввделяли и высушивали глобулины и глюте-лины, экстрагируя глобулины I М раствором хлорида натрия, а глюте-лины - 0,2 % раствором А'аОН.

Аминокислотный состав белковых фракций определяли на анализаторе фирмы Хитачи КЛА-5 (Япония). Белки гидролиэовали бн.ШГ в

течение I? часов при температуре 30-40 °С, растворы фильтровали и выпаривали. Для определения серусодержащих аминокислот цистина и-ыетионина проводили оксидашю образцов. Параллельно в каждой фрак-

по Къельдали.

Злектро^оретическое исследование белков проводйли~нетодш—-

вертикального дискелектрофореза в полиакриламидном геле.

Применяли 7,5 " полиакриламидный гель и трис- глиииновый элею ■ родный бу:}ер (pH = С,9). Метчиком служил О,COI ""-ный раствор бром-фенолового синего. Белки извлекали из обезжиренной муки трис-глициновым буфером вышеописанным способом, после чего пробу наносили в трубки в смеси с 40 " раствором сахарозы. Слектрофорез проводили при температуре 4-6 °С в течение 90-120 ыин при силе тока в первые 30 мин по 3 мА на трубку, а затем по 5 мА на трубку. Фиксацию и окраску гелей вели амидо-чернш. После окрашивания избыток красителя отмывали 7 --ныл; раствором уксусной кислоты.

Рассчитывали относительную электрофоретическую подвижность белковых фракций и затем рассчитывали молекулярные массы белков в соответствии с методике* Бохински.

Производственные исследования процессов приготовления мезги и получения из нее ыас:х вели np;t переработке заводской смеси семкн сорта Первенец по типовоГ технологической схеме прессового завода.

При приготовлении мезги в мятку вводили водные растворы,- приготовленные ид хлебопекарных дрохдач. Дрочгси контролировали по качеству в соответствии с ГССТ ГБ-1СЗ-90 и ГОСТ 171-61, а также определяли их протеолитическую активность по модифицированному методу Лейлян-'ольгарда, кассовую долю липидов, их групповой и хирнокислот-ный состав. В -•¿мхе определяли свободные и связанные липиды и обвул биологическую ценность по тест-организму Тетрахимена пири£срмис; в масле-массовую дол» олеиновой кислоты, продукты окисления, пере-кисное и кислотное числа. Кроме того, семена и продукты их переработки по ходу технологического процесса анализировали по методика!.;, принятым в масло-кирово?» промышленности.

Экспериментальные данные- обрабатывали по общепринятым методам вариантной статистики. Планирование экспериментов проводили при проведении исследования процессов обрушивания семян и влаготепло-вой обработке мятки из ядра семян, включая приготовление мезги с использованием дрогловых растворов.

2. Сравнительная тех;ги ко-химическая характеристика семян подсолнечника высокоолеиновой группы

В связи с тем, что оме о ко о леи но вые гибриды подсолнечника являются новым, практически не изученным видом масличного сырья, мы провели сравнение по технико-химическим показателям семен . гибридов и высокоолеинового сорта Первенец (табл. 2.Г).

Таблица 2.1

Гибрвды Сорт

Показатели -Первенец

К-885 К-906

Мэсличность семян, ?■ на сух. вещество 52,74 52,90 50,42

Массовая доля белка в йаре семян, * на сух.вешество (Ух о,25) 16,40 17,20 15,60

Лузкшстость семян, Т. 20,03 22,12 22,11

"Масса 1000 семян, г 51,45 би,29 72,50

' Кислотное число масла в семенах, мг КОН 1,07 1,12 1,07

Массовая доля Ст£,| в триацилгли-

церолах, " от суммы жирных кислот 75,01 73,71 72,05

Как следует из полученных данных, принципиальных отличий между гибридами и сортом высокоолеинового подсолнечника по сравниваемым показателям семян практически нет. В то же время, основной показатель семян - массовая доля олеиновой кислоты в масле сильно варьирует в зависимости от года урожая и поколения растения (номера репродукции). Так, у гибрида Краснодарский 865 массовая доля ^16:1 изменяется от 70,15 до 85,89 а у гибрида Краснодарский 905 - от 68,05 до 75,37 от суммы жирных кислот. Наиболее высокий уровень олеиновой кислоты имеют только семена элиты, и даже в семенах первой репродукции ее массовая доля снижается. Одновременно с уменьшением уровня С^.1 упрощается жирнокислотный состав.

Различие между гибридами и сортом Первенец обнаружено в жирно-кислотном составе три-, ди- и моноацилглицеролов. По количественному содержанию Сде.г уменьшение идет у гибридов моноацилглицеролы.

- свободны, жирные кислоты - диацилглицеролы; у сорта: свободные тарные кислоты - диацилглицеролы - моноацилглицеролы. Наибольшая доля - в~трпгт1««^н4царалйхл1_£емт и семян гибридов.

Различия в структуре триацилглицеролов обнам^ёНБГтгтаееду5--——_ исследуемыми гибридами. Так, у гибрида К-6С5 приобладают триацил-цлицеролы, содержание С^. »■ в ¿1 - О положении, у Н-905 - в поло-тении ¿п--. Как известно, тарная кислота вал— .2 положении, влияет на свойства ацилглнцеролов, в частности стойкость к окислению.

Сравниваемые семена высокоолеиновых гибридов и сорта различаются по величине связанных липидов. У гибридов она выше, чем у сорта, а ме%цу гибрида/.га - у К-бСо.

Гти результаты свидетельствуют о большой изменчивости липид-ного комплекса полностью созревших семян высокоолеинового типа -сорта и гибридов.

Существенные различия в белковом комплексе семян мет-ду сортом и гибридами. Для гибридов характерно более высокое, по сравнению с Семенами сорта, содержание пизкомолекулярных водорастворимых белков. Для гибрида К-ССЗ - это основная по количеству группа простых белков, у гибрида К-ССЗ доля альбуминов сравнима с содержанием глобулинов, тогда как у сорта Первенец - основной компонент - глобулины .

Аминокислотный состав белков в общем соответствует аминокислотного составу семян высокоолеинового подсолнечника. Семена'гибридов содержат незаменимых аминокислот несколько больше, чем семена сорта Первенец, некоторые различия выявлены ме^ду гибридами К-С£5

и в-еоз.

"лектро^оретичеокис спектры белков многокомпонентны. Сценка относительной алсктрсТоретичсской пздви-ности {ракци? белков свидетельствует о более внсскеП годшпносга белков гибридов; --ясть их водорастворимых белков л;т частично мо-тт бгпъ отнесена к запасным. "то говорит о вопм юности денатурации белков гибридов при более мягких условиях по сравнении с семенами других типов.

Г. Созрот'дае семян

Как следует из подученных данных (рис. .?.!), у высокоолоиковых гибридов при созревании суммарная интенсивность накопления выше, чем у сорта Первенец. Для высоколеинового подсолнечника характерно снижение ^¡£«2 и с18:0* что впсРвые ^ыл0 отмечено на сорте Первенец К.II. Солдатовым. На протяжении периода согревания тор-

можение синтеза С

теза С

18:0 и-™ С1С:;

сопровождается активированием сии

16:1' 4,10 свиДетельствует о несовпадении времени активности ферментных систем,синтезирующих "пргие кислоты.

МииоЗ&л бы»

асырных к иене г

М

Дни созревания

Рис. 3.1. Изменение яирнокислотного состава триацил-глицеролов высокоолеинового подсолнечника при созревании

а - атссовая доля олеиновой кислот; б - массовая доля линолевой кислоты; в - массовая доля стеариновой кислоты.

Накопление запасных белков в семенах гибридов начинается после 6 дня созревания и заканчивается к дню, но дата семена уборочной спелости (30 день) содержат в составе запасных белков относительно много подвижных злектрофоретических фракций.

А. Тепловая сушка семян и их хранение

Для выявления характерных изменений в белково-липидном комплексе семян была принята следующая методика их тепловой обработки. Семена воздушной сушки с влажностью б % увлажняли до 10, 12 и 14 7:

и затем сушили воздухом подогретым до 60, 80 и Ю0°С до исходной влажности - 0?'. Продолжительность тепловой обработки была разлйч--кай_^_короче у семян с влажностью 14". . Конечная температура сушки

приближалась к темпера

Во всех исследованных вариантах обработки наблюдали рост кис-

лотного числа масла в семенах. Хотя гибрида по величине прироста кислотного числа различались, существенных отличий от известных в литературе закономерностей не обнаружено. Более заметные изменении выявлены в жирнокислотном составе триацилглицеролов /рис. 4.1/. ИаеаЛая 60

Зм Я Сц .1, ф

У.

ер 6о то

а

60 SO

V=

S.

Яхувпг (о

jotyiam So 60

В.

во то

л 4 fo

fOO

4h

Рис.

А ¿уаггчбо Со fco T&HHtfai&pq

4.1 Изменение массовой доли Cjg.j при тепловой сушке.

а - начальная влажность б- начальная влажность в — начальная влажность I - К-863, 2 - К-906

1СГ-12?. 14"

Возрастание относительной доли олеиновой кислоты сопр| вождалоеь уменьшением лино-левой. В масле семян после тепловой обработки возросла суша кислот ^12—16 1! стеаР! новой кислоты. Наиболее сущ« ственньши были иэмеиения жи] нокислотного состава семян < начальными влажноет£ми 10 и 14?. Минимальные значения олеиновой кислоты были получены при температуре сушильного агента 60 °С, что очевидно было обусловлено совместным воздействием ферментативных и неферментативных процессов. При температуре 100 °С в семенах начинала расти относительная доля ол новой кислоты за счет умень шения линолевой /рис.4.1/. Тепловая обработка выявила повышенную термостойкость семян гибрида К-6С0 по срав нению с К-906, что подтверж дено более быстрой потерей семенами жизнеспособности и более глубокими изменениями

массовой доли олеиновой кислоты.

Олектрофоретические спектры белков после тепловой обработки свидетельствуют об агрегировании молекул белков и их денатурации. Ис^есат рракции белков с повышенной подви^цостья при электрофорезе в ЛААГе, упрощается спектр белков, доля высокомолекулярных фракций растет.

Хране!ше семян без тепловоП обработки сопровождается снижением массовой доли токоферолов в извлекаемо-" форме за счет расходования их на "гашение" свободно-радикальных окислительных реакциГ При хранении растет кислотное число масла и уменьшается относительная доля олеиновой кислоты. Наибольшее снижение массовой доли олеиновой кислоты наблюдали у гибрида К-885, в клетках которого интенсивнее расходовались токоферолы.

В белковом комплексе семян при хранении медленно идут процессы после уборочного дозревания.

5. Обрушивание семян высоколеиновых гибридов подсолнечника

Исследование вели на фракционированных семенах /просеивание на сите с отверстиями диаметром 5 мм/ влажностью 6,о"!, 8,5" и 10,С". Результаты для одного из гибридов представлены на рис. 5.1 и 5.2.

Сопоставление результатов анализа фракционного состава рутпан-ки и полученных значений коэффициентов обрушивания и сохранности едра. показывает, что коэффициент обрушивания у высоколеиновых гибридов нике, чем у сортовых семян, сто наблюдение согласуется с известными положениями о прямой взаимосвязи толщины плодовой оболочки, величины воздухоносной полости между ядрсм и лузгой подсолнечных семян и их обрупмваемостьп. Наиболее оптимальными режима™ обрушивания для семян гибридов является: при вл-шгости семян С,5 Г

частота врапения ротора центробежной руткп должна быть 410,7 рад/с, а при влажности семян 8,5 *• - 471 рад/с.

Гис. 5.1 Рис. 5.2

б. Влаготепловая обработка мятки ядра впсокоолеиновых гибридов и отжим масла ^

Выявившаяся в ходе исследования.высокоолеиновых гибридов из-

~~шнчинасгьч&ф№юиц10£1юг0^юста ва триацилглицеролов по массовой доле олеиновой кислоты, п о д в и* н о с тлко:1_____ вого комплекса обусловили необходимость ведения влаготепловой обработки мятки при приготовлении мезги в более мягких условиях по сравнению с сортовыми семенами.

С целью смягчения тепловых воздействий на мятку мы вводили в мятцу дрожжевые растворы, полученные из хлебопекарных дрожжей. Целью этой части работы явилось определение оптимальных условий влаготепловой обработки мятки перед отжимом масла при сохранении исходного уровня олеиновой кислота в масле и исключении существенного снижения выхода масла.

При тепловой обработке мятки с введением в нее вместо воды водных дрожжевых растворов дрожжи "растворяли в теплой воде (около 40°С) для проведения предварительного автолиза клеточных стенок с целью активации комплекса протеолитических ферментов и денатурации собственных внутриклеточных ингибиторов протеолитических ферментов дрог-

В ходе лабораторных исследований влияния количества вводимых дрожжевых растворов и продолжительности обработки на кирнокислотны' состав масла, электрофоретическую подвижность белков и выход масла при последующем прессовании было установлено, что:

- увеличение выхода масла било достигнуто только при применении хлебопекарных дрожжей (сухих или прессованных), применение пивных дрожжей не дало положительного результата;

- на величину выхода масла наибольшее влияние оказывает температура процесса, количество и концентрация вводимых дрожжевых добавок; методами математического планирования было получено уравнение математической модели процесса влаготепловой обработки мятки

с добавлением дрочсжей в количестве I % к массе мятки;

- количество добавляемых дрогшей и время инкубации существенно влияют на изменение массовой доли олеиновой кислоты в получаемом масле.

В таблице б Л приведены результаты одного из экспериментов, в котором мы применили высокие количества дро.таевых добавок и увеличили время их взаимодействием с материалом мятки.

Тчблица 5.1

Условия подготовки мятки Г.Ьсспрая кислот, 5 ^доля т; |рных

С16:С С1С:0 С18:1 С1£:2

Гибрид ''рлснодлрскиГ' 835

Мчтка ядра семян до обработки • «-1П ** ) Со 2,7Е 66,1? 26,61

Увлажнение дро.таевым раствором ¿.:5 в количестве 1/10, длительность обработки до инактивашш 20 мин 4,60 5,44 66,76 21,05

Увлажнение я тех же условиях, длительность 120 мин 6,39 8,34 06,70 26,70

Увлажнение дрсгтевым сасгвором 2:10 в количестве 1/20, длительность обработки с0 мин о,95 5,70 64,26 23,70

Увлажнение в тех ;~е условиях, длительность 120 мин 12,06 •Í гп 56,77 оо *?т

Гибгнд КсаснодарскиГ í 900

Метка ядра семян до обработки о,Об 6,16 60,07 26,70

Увлажнение дрожг.евым раствором 2:5 в количестве Г/10, длительность обработки до инактивации 20 мин ■4,23 7,36 • 62,74 25,65

Увлажнение в тех se условиях, длительность 120 мин О у Зи 4,68 45,04 41,30

Увлажнение дрогяевым раствором 2;10 в количестве 1/ГС, длительность обработки 30 мин 6,04 5,53 58,66 30,60

Увлажнение в тех тс условиях, длительность Г<-0 мин 17,53 14,67 36,73 25, С5

Гродол:кительное контактирование дроглой с мяткой (до 120 мин) снижало массовую долгу .-»ирных кислот Ст^. { и ^хд;2* Рос^а Д°ля ^Ю'С* к01Ггакте продолжительностью до 3 часов эти изменения углублялись, при 16 час - масло приобретало стойкий запах продуктов жизнедеятельности дрог-пеП, не исчезавший даже при его нагревании до 63-95 °С, резко росли кислотное и перекисное числа масла.

С целью выявления причин, выэызаюших изменение жирнокислотногс состава и качества масла в аналогичных условиях обрабатывали пред-—вярчтрпьно прогретую до 75-С0°С мятку. Так как полученные результаты оказались сравнимыми с подученными hj——1Г1пктипнрппднн9й ■ мятке, был сделан вывод, что источниками изменений липидов являются ферменты дрожжей.

При механическом отжиме в лабораторных условиях мезги, обработанной с добавлением дрожжевых растворов, масличность жмыха была ниже на 1,5-2,0 V-. по сравнению с мезгой, полученной по обычному спе г собу.

В белковом комплексе мятки при ее влаготепловой обработке.в присутствии дрожжей продолжались денатурационные процессы, шло укру нение белков, но одновременно появились продукты их гидролиза проте олитическими ферментами дрожжей.

На основании полученных результатов лабораторных исследований и расчета математической модели процесса были определены наиболее оптимальные режимы влаготепловой обработки мятки, которые были зате взяты за основу в ходе производственных испытаний.

При проведении производственных испытаний на Красногвардейском маслозаводе технологии влаготепловой обработки мятки высокоолеинового подсолнечника с введением дрожжевых растворов в мятку, поступающую в первый чан жаровни, вводили 1£-ный раствор хлебопекарных дрожжей таким образом, чтобы влажность мятки была равна, от 9 до 9,5 %. Приготовленная мезга после шестого чана жаровни поступала в форпресс и происходил отжим масла.

Сравнение существующей и предлагаемой технологии влаготепловой обработки мятки, полученной из семян высокоолеинового подсолнечникал приведены в табл. 6.2

Таблица 6.2

Rnnt-янти гттПпп Влажность Темпера- Маслич-Кислот- Общая биоло

влаготепловой обга- меэ™ ^с-тура мез- ность ное чис-гическая ге влаготепловой оора- ле уЕЛак_ гигт лтка, ло мае- ность белко

UU11U1 нения, пресс, С Z ла, жмыха, усл.

мгКОН ед.

Существующий

Предлагаемый:

1 вариант

2 вариант:

9,0

-9,0 9,5

105 18,15 3,00

105 105

17,80 2,91 16,42 2,81

40. ТО4

35.10^ 40. ТО4

Как следует из полученных данных, применение предлагаемых способов обработки мятки дрожжевыми растворами приводит к снижению масличчости •»орщ-оссового и, следппптелыго, к увеличении выхода масла из семян. Ячество подученного масла по величине кислотного числа не ухудшилось, общая биологическая ценность белков жмыхе, не снизилась, "ти данные тагске однозначно свидетельствуют, что рекомендованный в настоящее время ре>:;им влаготепловой обработки мятю (увлажнение мятки до XI—12 " и температура готовой мезги на фор-пресс 110—115 °С) является нежелательным как для семян высокоолеинового сорта Первенец, так и для высокоолеиновых гибридов подсолнечника. Такая обработка ведет к снижению содержания олеиновой кислоты в масле и уменьшении выхода масла из семян.

Анализируя полученные в работе лабораторные и производственные данные можно вздеть, что применение дрожжевых растворов хлебопекарных дроитеП способно несколько увеличить выход масла, что позволяет, сохранив на сушествушем уровне выход масла, снизить температуру готовой мезги- и, следовательно, получить высокоолеиновое мае ло с максимально возможной массово Я доле," олеиновоП кислоты.

7. Глключение

Биохимическое и технологическое исследование семян высокоолеинового подсолнечника свидетельствует о том, что по многим характеристикам они существенно отличаются от семян подсолнечника других типов. В связи с этим технология их переработки должна быть специализирована с учетом особенностей высокоолеииовых семян, связанных с очень высоким содержанием олеиновой кислоты в их масле, повышенной подвижностью и денатурируемостыо их белков и большей возможность» образования связанных форм липидов с участием олеиновой кислоты.

Многие технологические операции современных способов извлечения масла из семян сопровождаются снижением содержания в них олеи-новоГ кислоты. Чем выше содержание олеиновой кислоты в масле, тем труднее сохранить при переработке семян ее первоначальный высокий. уровень до стадии готового масла. Наиболее вероятной причиной снижения олеиновой кислоты в масле следует считать ее связывание в липопротеиновые комплексы при тепловых и влаготепловьгх, воздействиях на семена и продукты их переработки.

Только смягчение тепловых воздействий на семена, при примете-

те

нии ifepMtHTHbix препаратов (в наших исследованиях - дрсхтевцх растворов), способных разрушать липопротеины,может быть достигнуто и увеличение выхода триацилглицеролов и сохранение олеиновой кислоты и них. п^р"хпл~н'г получения выс о ко -

олеиновых масел из семян подсолнечника существенно улучшит белки семян при уменьшении энергозатрат на производство подсолнечного масла и белка.

ВЫВОДЫ

1. Современными методами исследования выполнено биохимическое и технологическое сравнение семян новых высокоолеиновых гибридов подсолнечника и семян высокоолеинового сорта Первенец.

2. Установлено, что по составу запасных /нейтральных/ липцдов и запасных /простых/ белков высокоолеиновые гибриды отличаются от высокоолеинового сорта Первенец:

2.1. более высокой массовой долей олеиновой кислоты в триацилглицеролах;

2.2. повышенной массовой долей водорастворимых белков и большей подвижностью электрофоретических фракций всех групп белков;

2.3. большей способностью образовывать при тепловых воздействиях на семена и продукты их переработки липо-протеиновые соединения /связанные липиды/, содержащие олеиновую кислоту;

2.4. различным характером накопления в созревающих семенах олеиновой кислоты - в семенах гибридов обнаружен один период синтеза специфической для них олеине вой кислоты, тогда как в семенах сорта Первенец синтез жирных кислот имеет два периода - синтез общих и специфических для сорта кислот.

3. Методами математического моделирования определены оптимальные условия проведения двух технологических операций переработки семян высокоолеинового подсолнечника - обрушивания семян в рушаль-но-веечном цехе и влаготепловой обработки мятки в прессовом цехе при приготовлении мезги:

. 3.1. разработаны на основании лабораторных исследований

рекомендации по обрушивания семян гибридов в центробежной рутке;

3.2. рагработака усовери'енстьованная био>шмическим способом технология влаготепловой обработки мятки из семян гибридов, основанная на введении в мятку водных дротаовых растворов.

4. Экспериментально в лабораторных и производственных условиям изучен характер снижения массово" доли олеиновой кислоты в ходе те;, дологической переработки семян высокоолеинового подсолнечника. Уста новлено, что т величину массовоР. доли олеиновой кислоты в масле, получаемом из семян высокоолеиновых гибридов, влияют;

4.1. возраст гибридных семян - номер репродукции или поколения;

4.2. интенсивность тепловой обработки при высушивании семян перед хранением;

4.3. условия и продолжительность хранения семян до переработки;

4.4. интенсивность влаготепловой обработки мятки ядра семян при приготовлении мезги и прессовании;

4.5. введение'в ыятку дрожжевых добавок и продолжительность сохранения ими ферментативной активности .

Для сохранения высокого уровня олеиновой кислоты в масле необходимо смягчение тепловых и влаготепловых воздействий на семена гибридов на всех стадиях технологической переработки.

5. Выполненный комплекс исследований дает основание полагать, что все технологические воздействия на семена гибридов при их переработке, ведущие к денатурации их белков, сопровождаются снижением массовой доли олеиновой кислоты в извлекаемом масле и одновременно ростом массовой доли связанных липидов в нелипидной части семян и продуктов их переработки.

6. Разработан способ получения из семян подсолнечника липопро-теиновых комплексов аналитического и медицинского назначения /A.c. СССР IP 15984оG/ с высоким содержанием олеиновой кислоты,связанной

с белками.

7. Разработан способ стереоспецифического анализа триацилгли-церолов /A.c. СССР № 1430888/, обеспечивающий повышение точности анализа путем повышения глубины фосфорилирования и повышения чистоты разделения продуктов фосфолиполиза.

ао-

8. Научно-технический эффект от применения в масложировой промышленности рекомендаций,основанных на результатах выполненных ис-

глр.тпптт^ппррл^нн^'И'н .цуумн тгтццнн фактлрпии:__

8.1. возможностью увеличения выпуска пишевого масла, отвечающего требованиям по уровню массовой доли олеиновой кислоты;

8.2. возможностью увеличения выпуска технической олеиновой кислоты при меньших сырьевых и энергетических затратах.

9. Ожидаемый экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии переработки высокоолеиновых гибридов подсолнечника на прессовом заводе составляет 5 рублей на I тонну выработанного масла.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Сравнительная характеристика липидов высокоолеиновсго подсолнечника. // Известия вузов, Пищевая технология, .'?■ 2, 1967, с. 117-119 (в соавторстве).

2. Изменение структуры ТАГ при переработке семян подсолнечника // Известия вузов, Пишевая технология, № 5, 1988, с.44-47 (в соавторстве) .

3. Аминокислотный состав белков новых высокоолеиновых гибридов подсолнечника и его устойчивость к тепловым воздействиям". //"Химические проблемы пищевой технологии". Сборник тезисов докладов. Крас нодар. Изд. КИИ, 1990 - 131 с.

4. Применимость использования пластин "Сорбфил" для экспресс-анализа группового состава липидов гибридного подсолнечника.// Тезисы краевого семинара "Использование тонкослойной хроматографии в анализе различных, классов соединений". Краснодар: Изд.ПКБ Пластмаш. 1991. (в соавторстве).

5. Способ стереоспецифического анализа триацилглицеролов.// Лвт.свид. СССР Г- 1430888, 1988 (в соавторстве).

6. Способ получения липопротеинов растений. // Авт.свид.СССР Л» 1598436, 1990 (в соавторстве).

Тип. Т^-т-Л/- 0!. 9гг. Рцапрню' ■