Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения яичного масла

Изобретение относится к масложировой промышленности и касается способов получения масла из яичных желтков. Оно может быть использовано для изготовления изделий бытовой химии, продукции косметической, парфюмерной и фармацевтической отраслей промышленности.

В ряду жиров по биологической ценности яичное масло, получаемое из желтков яиц птиц, занимает особое место благодаря прежде всего высокому содержанию фосфолипидов, а также витаминов А, В, D, Е, K, F, микроэлементов - кальция, магния, фосфора, калия, натрия, железа, брома и др.

Известно, что яичное масло, получаемое из яичных желтков, является хорошим стимулирующим средством для поднятия тонуса клеток, способствует улучшению жирового обмена в сухой коже, в фармацевтической промышленности используется для изготовления противоожоговых средств для обработки термических повреждений кожи, в том числе и от солнечных ожогов, для косметической регенерации кожного покрова [DE 4200678, опубл. 30.07.1992; RU 2134290, опубл. 10.08.1999; А.Л. Войцеховская, И.И. Вольфензон Косметика сегодня, М., "Химия", 1991].

Заявителем ранее разработан способ извлечения яичного масла из яичных желтков путем их экстрагирования растительным либо животным (норковым) маслом в отношении к желтковой массе от 1:1 до 5:1, и процесс ведут в течение 12-36 часов при 20-60°C при перемешивании.

Далее осуществляют центрифугирование масляного экстракта или выдерживают его при 4-10°C в течение 2-4 часов. Целевой продукт отделяют известными приемами. Способ позволяет повысить устойчивость яичного масла к окислению и обеспечить высокую биологическую ценность продукта. Однако данный способ имеет существенное ограничение по применению. Масляные экстракты яичного масла можно использовать только в косметико-парфюмерных и лекарственных рецептурах, не содержащих в достаточном количестве гидроксилсодержащих компонентов, в противном случае наблюдается расслоение рецептурной смеси [Патент RU 2223305, опубл. 10.02.2004].

Все известные способы выделения яичного масла из яичных желтков основаны на экстракции сырых или высушенных яичных желтков жирорастворяющим экстрагирующим агентом, фильтрации полученного экстракта и удаления из него экстрагирующего агента. В качестве экстрагирующего агента часто используют органические растворители. Так, известен способ получения яичного масла путем экстракции в токе аргона яичных желтков ацетоном, охлажденным до -5÷-15°C, отделение твердой фазы фильтрованием, отгонку растворителя, сепарирование масла для отделения воды и его вакуумирование в пленочном режиме [SU 1604375, опубл. 07.11.1990].

С целью повышения выхода и улучшения качества яичного масла предложен способ его получения, включающий высушивание яичного желтка, двукратную экстракцию бинарной смесью пентана и этанола при их соотношении 4:1, двухступенчатую очистку масла путем упаривания экстракта в атмосфере инертного газа и дистилляции полученного высококонцентрированного продукта в вакууме при распылении его на нагретые поверхности [SU 1701737, опубл. 30.12.1991].

Известен способ получения яичного масла, включающий гомогенизацию желтка вместе с белком, экстракцию гомогената этанолом, фильтрацию и отделение растворителя. Сырой продукт дополнительно обрабатывают неполярным растворителем (гексан, петролейный эфир, серный эфир) для разрушения и удаления влаги с последующей отгонкой растворителя [SU 1721080, опубл. 23.03.1992].

Все вышеперечисленные способы позволяют выделить яичное масло из яичных желтков с достаточно высоким выходом и высокой степенью чистоты. Недостатком этих способов являются сложность аппаратурного оформления (необходимость использования инертных газов, специальных камер для вакуумной сушки) и, следовательно, высокая себестоимость получаемой продукции; а также в ряде случаев нерегулируемый компонентный состав.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения яичного масла однократной экстракцией гомогената сырых яичных желтков смесью алифатического спирта и хлороформа в объемном соотношении 2:1 и экстрагента к сырью 2:(10-1). В качестве спирта используют н-пропанол или изо-пропанол. Экстракцию проводят при 15-20°C в течение 30 минут, остаточный белок отфильтровывают, а экстракт упаривают при температуре, не превышающей 55°C [SU 704617, опубл. 25.12.1979]. Способ позволяет получать яичное масло с природным содержанием фосфолипидов (28.37%), низким перекисным числом (0.025). Качество масла проанализировано в [SU 1701737, опубл. 30.12.1991]. Однако, несмотря на простоту и доступность, способ имеет следующие существенные недостатки:

1. Используемое соотношение изопропилового спирта и хлороформа в соотношении 2:1 не позволяет полноценно сформироваться остаточному белку в виде осадка за указанное время (30 минут при 16°C), который выделяется в виде густой мазеобразной массы, содержащей липиды желткового масла, что в итоге приводит к снижению выхода целевого продукта.

2. Отсутствуют данные по содержанию остаточного растворителя (хлороформа) в целевом продукте - яичном масле и гарантийному сроку его хранения.

3. Хлороформ запрещен для использования в парфюмерно-косметической продукции (Приложение №1 «Перечень веществ, запрещенных к использованию в парфюмерно-косметической продукции» к Техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» (TP ТС 009/20011, пункт 366).

Задача изобретения - разработка простого и эффективного способа получения яичного масла из куриных желтков с максимальным сохранением биологической ценности последних и устойчивости к окислению в течение гарантийного срока хранения, расширяющий арсенал известных способов указанного назначения.

Технический результат - возможность получения яичного масла с максимальным сохранением биологической ценности, со степенью извлечения не менее 94% и устойчивого к окислительным процессам в течение шести месяцев без добавления консервантов при температуре хранения не выше 4°C.

Технический результат достигается предлагаемым способом, заключающимся в том, что:

- экстракции подвергают гомогенизированные яичные желтки, предварительно отделенные от яичного белка;

- в качестве экстрагирующего агента используют смесь изопропилового спирта и хлористого метилена в объемном отношении к желтковой массе (2-5):1, причем соотношение изопропилового спирта к хлористому метилену 1:(2-3);

- время экстракции составляет от 1 до 2-х часов, температура экстрагирования 20-40°C;

- для более полного отделения белкового компонента яичного желтка, выпадающего из экстракта в процессе извлечения яичного масла, полученный экстракт выдерживают при температуре 4-6°C в течение 2-4 часов и выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают;

- из фильтрата любым известным способом удаляют экстрагирующий агент при температуре не выше 45°C;

С выходом не менее 94% теор. (от массовой доли масла в яичном желтке) получают целевой продукт, представляющий собой вязкую прозрачную жидкость от светло-желтого до темно-желтого цвета.

Заявляемый способ получения яичного масла в литературе не описан.

Предлагаемый способ получения яичного масла осуществляется следующим образом. Отделяют куриные желтки от белков, желтковую массу гомогенизируют, добавляют к ней экстрагирующий агент - смесь изопропилового спирта и хлористого метилена в объемном соотношении 1:(2-3), объемное соотношение желтковой массы к экстрагирующему агенту 1:(2-5). Перемешивают смесь при температуре 20-40°C в течение 1-2 часов, затем, не отделяя выпавшего осадка, охлаждают смесь до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 4-6 часов, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°C любым известным способом удаляют экстрагирующий агент (например, в роторном испарителе или отгонкой при пониженном давлении) с получением целевого продукта в виде однородного вязкого вещества от желтого до темного-желтого цвета с выходом не менее 94% от теоретически возможного.

Для стабилизации и сохранения однородности яичного масла, полученного заявляемым способом, в экстрагирующий агент или в готовый экстракт добавляют от 0,1 до 0,5% (от массы яичных желтков) пропиленгликоля или смесь пропиленгликоля и глицерина (1:1). При хранении более 2 недель целевого продукта, полученного без добавления стабилизирующего агента, ухудшается внешний вид яичного масла: оно мутнеет, возможно выпадение незначительного количества осадка. В случаях, когда полученное заявляемым способом яичное масло сразу же используется, добавление стабилизирующего агента нецелесообразно.

При осуществлении способа использовали куриные яйца различных категорий.

Для экстракции масла из яичных желтков использовали:

Изопропиловый спирт (ГОСТ 9805-84. Спирт изопропиловый. Технические условия).

Хлористый метилен (ТУ 2412-426-05763441-2004, изм. 1). В соответствии с приложением 2 TP ТС 009/2011 пункт 7 хлористый метилен (CAS №75-09-2, ЕС №200-838-9) разрешен к использованию в парфюмерно-косметической продукции.

Пропиленгликоль по ТУ2422-069-05766801-97.

Глицерин (ГОСТ 6824-96. Глицерин дистиллированный. Технические условия).

Для иллюстрирования приведены примеры конкретного осуществления предлагаемого способа получения яичного масла.

Пример 1. К 100 г (~100 мл, т.к. плотность желтка 1.028-1.029 г/см³) гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 100 мл изопропилового спирта, 300 мл хлористого метилена и 0,4 г пропиленгликоля. Перемешивают при температуре 20°C в течение 2 часов, затем, не отделяя выпавшего осадка, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 3 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°C удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 30,04 г (95% теор.) целевого продукта в виде желтого вязкого вещества. Значение перекисного числа 0,026. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,4%. Содержание хлористого метилена не более 0,01%.

Пример 2. К 100 г гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 100 мл изопропилового спирта, 200 мл хлористого метилена и 0,5 г пропиленгликоля. Перемешивают при температуре 20°C в течение 2 часов, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 4 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°C удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 29,83 г (94% теор.) целевого продукта. Значение перекисного числа 0,028. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,5%.

Пример 3. К 100 г гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 67 мл изопропилового спирта и 133 мл хлористого метилена. Перемешивают при температуре 40°C в течение 1 часа, добавляют 0,1 г пропиленгликоля, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 2 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°С удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 30,05 г (96% теор.) целевого продукта. Значение перекисного числа 0,027. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,4%.

Пример 4. К 100 г гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 133 мл изопропилового спирта, 267 мл хлористого метилена, 0,5 г пропиленгликоля. Смесь перемешивают при температуре 40°C в течение 1 часа, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 2 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°С удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 29,83 г (94% теор.) целевого продукта. Значение перекисного числа 0,029. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,6%.

Пример 5. К 100 г гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 125 мл изопропилового спирта, 375 мл хлористого метилена, 0,1 г пропиленгликоля. Перемешивают при температуре 40°C в течение 1 часа, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 2 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°С удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 30,05 г (96% теор.) целевого продукта. Значение перекисного числа 0,028. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,6%.

Пример 6. К 100 г гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 100 мл изопропилового спирта и 300 мл хлористого метилена. Перемешивают при температуре 20°C в течение 2 часов, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 3 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°C удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 29,64 г (95% теор.) целевого продукта. Значение перекисного числа 0,024. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,5%.

Пример 7. К 100 г гомогенизированных куриных яичных желтков, отделенных от яичных белков, добавляют смесь 100 мл изопропилового спирта, 300 мл хлористого метилена, 0,2 г пропиленгликоля и 0,2 г глицерина. Перемешивают при температуре 20°C в течение 2 часов, охлаждают до 4-6°C, выдерживают при этих температурах 3 часа, выпавший белый аморфный осадок отфильтровывают. Из фильтрата при температуре не выше 45°C удаляют экстрагирующий агент отгонкой при пониженном давлении. Получают 30,04 г (95% теор.) целевого продукта. Значение перекисного числа 0,028. Содержание фосфолипидной фракции составляет 29,5%.

Данные по примерам осуществления заявляемого способа представлены в таблице 1. Предлагаемые условия получения яичного масла из желтков являются оптимальными, т.к. обеспечивают получение целевого продукта заявляемого качества и достигают степени извлечения не менее 94%.

Применение меньших объемов экстрагирующего агента по отношению к желтковой массе, уменьшение времени экстрагирования, проведения экстракции при более низких или более высоких температурах не обеспечивает требуемой степени извлечения и качества яичного масла.

Применение больших объемов экстрагирующего агента или увеличение времени экстракции экономически нецелесообразно.

Значения перекисного числа полученных образцов масел по примерам 1-7 одинаково низки (0.024-0.029) и остаются практически неизменными и через 6 месяцев (0.027-0.029). В течение года перекисное число повышается до значений 0.032-0.04.

В соответствии с ГОСТ 8285-91 степень окислительной порчи жиров и масел в зависимости от значений перекисного числа определяется следующим образом:

Таблица 1

Динамика изменений значений перекисного числа полученного яичного масла по примерам 1-7 свидетельствует о том, что оно устойчиво к окислительным процессам в течение 6 месяцев при условии хранения при температуре не выше 4°C. Для более длительного хранения (12 месяцев) требуются более низкие температуры хранения и использование консерванта (например, ионола).

Известно, что в желтке содержание масла составляет примерно 31,2% (Большая советская энциклопедия, т.49, стр. 519), при следующем соотношении основных фракций яичного жира, (масс. %): триглицериды - 63,1; фосфолипиды - 29,7; холестерин - 4,9; эфиры холестерина - 1,3; свободные жирные кислоты - 0,9 [Tullett Steve. Egg fat -is it that bad? / Food Sci. And Technol. Today, - 1987. - 1. - №2. - C. 77-79. // РЖ Химия, 1988 г., 10Р289].

Жирнокислотный состав яичного масла, полученного заявляемым способом, а также его основных компонентов: фосфолипидной и триглицеридной фракций определен методом ГЖХ по методике (ГОСТ 8988-77 Масло рапсовое. Технические условия) на газовом хроматографе серии «Хром», оснащенном пламенно-ионизационным детектором.

Условия ГЖХ-анализа:

- Колонка хроматографическая из термостойкого стекла длиной 2,4 м, внутренний диаметр 3 мм;

- Наполнитель колонки: 10% полидиэтиленгликольсукцианат на цветохроме 2К ДМДХС (0,25-0,315 мм);

- Температура колонки - 202°C, испарителя - 210°C;

- Расход гелия 30-35 см³/мин;

- Объем вводимой пробы 1-3 мкл.

Результаты определения жирнокислотного состава целевого продукта, а также триглицеридной и фосфолипидной фракций представлены в таблице 2.

Содержание жирных кислот несколько отличается от приведенного в Википедии [https://ru.wikipedia.org/wiki/яйцо (пищевой продукт)]. Жирнокислотный состав триглицеридной фракции по составу близок к жирнокислотному составу триглицеридов эмульсии желтка, полученной щадящей обработкой фолликулов и несформировавшихся куриных яиц лимонной кислотой в течение длительного времени в присутствии этилового спирта [Википедия, http://www.terra-aromatica.ru/jeltka-emulsiya-p-278.html].

Жирнокислотный состав яичного масла и его фракций во многом зависит от рациона кормления кур. Известно, что растительные масла, вводимые в рацион, изменяют жирнокислотный состав желтков, особенно количество полиненасыщенных жирных кислот [О. Величко, «Птицеводство», №10, 2010 г. ]. Так, в яйцах кур в опытных группах, потреблявших рацион с льняным маслом, содержалось в 5,1-5,5 раза больше линоленовой кислоты по сравнению с яйцами кур, в рационе которых было подсолнечное масло. В то же время яйца кур в этих группах содержали на 8,5-29,8% больше линолевой кислоты.

Образцы фосфолипидной и триглицеридной фракций для определения жирнокислотного состава получали путем экстракции полученного яичного масла этиловым спиртом в соотношении 1:50 с последующим отделением фосфолипидной фракции (фильтрованием осадка) и многократным выдерживанием полученного экстракта при температуре 4-6°C в течение 8-10 часов (пока из фильтрата не перестанет выпадать осадок), после каждой выдержки отфильтровывая осадок, который объединяли с фосфолипидной фракцией. Из полученного в итоге фильтрата удаляли этиловый спирт при пониженном давлении, получали триглицеридную фракцию яичного масла, представляющую собой подвижную прозрачную жидкость желтого цвета. Содержание фосфолипидов определяли гравиметрическим методом [Государственная фармакопея, выпуск 1, стр. 176, Крешков А.П. Основы аналитической химии, т.2. М.: Химия, - 1976. - с. 360]. Качественный состав фосфолипидной фракции контролировали методом ИК-спектроскопии (наличие характеристичных полос поглощения фосфолипидов при ν 1060-1100 см^-1 (Р=O группа), ν~1250 см^-1 (Р-О-С группа) и др., отсутствие характеристичных полос триглицеридной фракции). Степень чистоты триглицеридной фракции контролировали методом ИК-спектроскопии по отсутствию полос поглощения 1060-1100 и 1250 см^-1 (поглощение групп Р-О и Р-О-С, соответственно) и наличию полос триглицеридов: 930, 1170, 1465, 1740 см^-1.

Установлено, что массовая доля фосфолипидов в получаемых образцах составляет в среднем 29,5% от массы извлеченного при экстракции яичного масла, что соответствует [Tullett Steve. Egg fat - is it that bad? / Food Sci. And Technol. Today, - 1987. - 1. №2 - C. 77-79. // РЖ Химия, 1988 г., 10Р289]. Остальное (~70,5%) составляют триглицериды жирных кислот (~63,1), холестерин, свободные жирные кислоты, жирорастворимые витамины. Полученные данные свидетельствуют о том, что фракционный состав яичного масла при экстракции заявляемым способом сохраняется практически неизменным.

Таким образом, предлагается новый способ получения яичного масла из куриных желтков, расширяющий арсенал известных способов указанного назначения, который:

- обеспечивает высокую степень извлечения яичного масла (не менее 94% теоретически возможного).

- не включает в технологический процесс вещества, запрещенные к использованию в парфюмерно-косметической продукции;

- позволяет получить яичное масло с оптимальным «природным» соотношением триглицеридной и фосфолипидной фракций и с высокой устойчивостью к окислению, что позволяет увеличить гарантийный срок хранения продукции без консервантов не менее 6 месяцев.