Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения фракционированного лецитина

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам переработки растительного сырья, и может быть использовано для производства фракционированного лецитина.

Известен способ получения пищевых растительных фосфолипидов, включающий смешивание нерафинированного растительного масла с водой или водными растворами электролитов, экспозицию полученной смеси, разделение смеси на гидратированное масло и фосфолипидную эмульсию и сушку фосфолипидной эмульсии, при этом после сушки фосфолипидной эмульсии получаемый фосфатидный концентрат растворяют в органическом растворителе (бензине, нефрасе) при соотношении фосфатидный концентрат - растворитель (1:1)-(1:5) с получением мисцеллы, полученную мисцеллу фильтруют и обрабатывают гидратирующим агентом в количестве 10-40% к массе мисцеллы при температуре 20-40°С, отделяют образовавшуюся фосфолипидную эмульсию и сушат при температуре 70-90°С под вакуумом (Патент №2377785, опубл. 10.01.2010 г. Бюл. №1).

Недостатком данного способа является низкое качество конечного продукта.

Известен способ получения пищевого лецитина из фосфолипидов подсолнечного масла, включающий обработку подсолнечных фосфатидов растворителем (ацетоном) при организации обезжиривания в 5 ступеней, при температуре 55°С и соотношении ацетон:фосфатиды 3:1-7:1 соответственно с получением обезжиренных фосфатидов. Полученные обезжиренные фосфатиды фракционируют этиловым спиртом при проведении процесса в 4 ступени при соотношении «обезжиренные фосфатиды: этиловый спирт» 1:4, температуре - 45°С и времени фракционирования на каждой ступени 7 минут. На первой ступени в этиловый спирт добавляют лимонную кислоту 0,05-0,1% к массе этилового спирта с последующим разделением фаз на спирторастворимую и спиртонерастворимую фракции, с последующей сушкой фракционированных фосфатидов (патент №30514 KZ, опубл. 16.11.2015 г. Бюл. №11).

Недостатком данного способа является то, что вследствие многостадийности процесса и воздействии на фосфолипидный комплекс большого числа неблагоприятных технологических факторов, таких как жесткие температурные режимы, воздействие углеводородных растворителей, интенсивная гидродинамика, взаимодействие с кислородом воздуха и т.п., фосфолипидный комплекс претерпевает существенные изменения, в том числе связанные с взаимодействием фосфолипидных молекул с углеводами, неомыляемыми липидами, ионами поливалентных металлов, кислородом, термической модификацией, окислением. В результате образуется большое число побочных продуктов, снижающих пищевую ценность и затрудняющих осуществление процессов фракционирования. Фракционирование осуществляется с использованием селективного растворителя - этанола.

Следует отметить, что получаемые такими способами фракционированные лецитины характеризуются содержанием нейтральных липидов не менее 2%, гликолипидов не менее 5% и фосфатидилхолинов не менее 60%.

Задачей изобретения является разработка способа получения фракционированного лецитина, обеспечивающего высокие показатели его качества.

Техническим результатом изобретения является снижение содержания нейтральных липидов и гликолипидов во фракционированном лецитине.

Технический результат достигается тем, что способ получения фракционированного лецитина включает насыщение безлузгового ядра подсолнечника этанолом концентрацией 99,8%, в количестве, обеспечивающем массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%, экструдирование ядра подсолнечника в присутствии этанола, взятого в соотношении с ядром подсолнечника как 1:1, с получением экструдированного ядра подсолнечника и этанольной мисцеллы, экспозицию этанольной мисцеллы при температуре 0-10°С в течение 6-12 часов, приводящей к разделению мисцеллы на две фазы, декантацию верхней фазы, состоящей из этанола и спирторастворимой фракции фосфолипидов, обработку верхней фазы электромагнитным полем с магнитной индукцией 0,6-0,8 Тл в течение 3-5 минут, с последующим ее разделением через мембранный фильтр с проницаемостью r_р=5,5×10^-9 м на фосфолипидную мисцеллу и липидную мисцеллу, удаление из фосфолипидной мисцеллы этанола под вакуумом при остаточном давлении 20-30 мБар при температуре 50-60°С.

Экструдирование ядра подсолнечника в присутствии этанола способствует переходу в мисцеллу спирторастворимых фракций фосфолипидов, преимущественно фосфатидилхолина. При температуре 60°С мисцелла представляет собой однородную жидкость, состоящую из этанола, масла и фосфолипидов. При понижении температуры растворимость масла в спирте снижается, что приводит к разделению системы на две фазы: нижняя фаза - масло с небольшим количеством этанола; верхняя - этанол с фосфолипидами, преимущественно с фосфатидилхолином.

Обработка верхней фазы электромагнитным полем с магнитной индукцией 0,6-0,8 Тл в течение 3-5 минут, перед ее разделением на две части (фосфолипидную мисцеллу и липидную мисцеллу) на мембранном фильтре с проницаемостью r_р=5,5×10^-9 м, позволяет повысить селективность и эффективность процесса разделения, что выражается в полном удалении гликолипидов и снижении содержания нейтральных липидов из фосфолипидной мисцеллы.

При удалении этанола из фосфолипидной мисцеллы под вакуумом при остаточном давлении 20-30 мБар при температуре 50-60°С получается продукт, представляющий собой спирторастворимую фракцию фосфолипидов с преимущественным содержанием фосфатидилхолина, остаточным содержанием нейтральных липидов не более 0,05% и отсутствием гликолипидов. Заявляемый способ позволяет получить фракционированный лецитин из безлузговых семян подсолнечника, характеризующийся содержанием фосфолипдов не менее 95%, в том числе фосфатидилхолинов не менее 65%, нейтральных липидов не более 0,05% и отсутствием гликолипидов.

Способ реализуется следующим образом. Безлузговое ядро подсолнечника (содержание лузги не более 0,1%) насыщают этанолом концентрацией 99,8% при температуре 40-70°С в течение 10-15 минут. При этом количество этанола должно обеспечивать массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%. После этого безлузговое ядро подсолнечника загружают в экструдер, куда дополнительно подают этанол в количестве, обеспечивающем соотношение безлузговое ядро подсолнечника:этанол равное 1:1.

В экструдере осуществляют процессы измельчения безлузгового ядра подсолнечника при температуре 50-70°С в течение 15-60 минут с получением экструдированного ядра подсолнечника и этанольной мисцеллы. Отделяют образовавшуюся этанольную мисцеллу и направляют в накопитель мисцеллы, где ее охлаждают до температуры 0-10°С, проводят экспозицию охлажденной мисцеллы в течение 6-12 часов, что приводит к разделению мисцеллы на две фазы. Затем верхнюю фазу декантируют, обрабатывают в электромагнитном поле с магнитной индукцией 0,6-0,8 Тл в течение 3-5 минут и отправляют на разделение, путем фильтрации через мембранный фильтр с проницаемостью r_р=5,5×10^-9 м, где происходит разделение мисцеллы на две части: липидную и фосфолипидную мисцеллы. Удаление из фосфолипидной мисцеллы этанола под вакуумом при остаточном давление 20-30 мБар и температуре 50-60°С. Фракционированный лецитин, полученный предлагаемым способом, характеризуется высоким качеством с содержанием фосфолипидов не менее 95%, в том числе фосфатидилхолинов 67-70%, нейтральных липидов не более 0,05% и отсутствием гликолипидов.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Безлузговое ядро подсолнечника (содержание лузги не более 0,1%) насыщают этанолом концентрацией 99,8% при температуре 40-70°С в течение 10-15 минут. При этом количество этанола должно обеспечивать массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%. После этого безлузговое ядро подсолнечника загружают в экструдер, куда дополнительно подают этанол в количестве, обеспечивающем соотношение безлузговое ядро подсолнечника:этанол, равное 1:1.

В экструдере осуществляют процессы измельчения безлузгового ядра подсолнечника при температуре 50-70°С в течение 15-60 минут с получением экструдированного ядра подсолнечника и этанольной мисцеллы. Отделяют образовавшуюся этанольную мисцеллу и направляют в накопитель мисцеллы, где ее охлаждают до температуры 0-10°С, проводят экспозицию охлажденной мисцеллы в течение 6-12 часов, что приводит к разделению мисцеллы на две фазы. Затем верхнюю фазу декантируют, обрабатывают в электромагнитном поле с магнитной индукцией 0,6 Тл в течение 5 минут и отправляют на разделение, путем фильтрации через мембранный фильтр с проницаемостью r_р=5,5×10^-9 м, где происходит разделение мисцеллы на две части: липидную и фосфолипидную мисцеллы. Из фосфолипидной мисцеллы удаляют этанол под вакуумом при остаточном давлении 20 мБар и температуре 60°С, при этом образуется фракционированный лецитин высокого качества.

Пример 2. Безлузговое ядро подсолнечника (содержание лузги не более 0,1%) насыщают этанолом концентрацией 99,8% при температуре 40-70°С в течение 10-15 минут. При этом количество этанола должно обеспечивать массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%. После этого безлузговое ядро подсолнечника загружают в экструдер, куда дополнительно подают этанол в количестве, обеспечивающем соотношение безлузговое ядро подсолнечника:этанол, равное 1:1.

В экструдере осуществляют процессы измельчения безлузгового ядра подсолнечника при температуре 50-70°С в течение 15-60 минут с получением экструдированного ядра подсолнечника и этанольной мисцеллы. Отделяют образовавшуюся этанольную мисцеллу и направляют в накопитель мисцеллы, где ее охлаждают до температуры 0-10°С, проводят экспозицию охлажденной мисцеллы в течение 6-12 часов, что приводит к разделению мисцеллы на две фазы. Затем верхнюю фазу декантируют, обрабатывают в электромагнитном поле с магнитной индукцией 0,8 Тл в течение 3 минут и отправляют на разделение, путем фильтрации через мембранный фильтр с проницаемостью r_р=5,5×10^-9 м, где происходит разделение мисцеллы на две части: липидную и фосфолипидную мисцеллы. Из фосфолипидной мисцеллы удаляют этанол под вакуумом при остаточном давление 30 мБар и температуре 50°С, при этом образуется фракционированный лецитин высокого качества.

Пример 3. Безлузговое ядро подсолнечника (содержание лузги не более 0,1%) насыщают этанолом концентрацией 99,8% при температуре 40-70°С в течение 10-15 минут. При этом количество этанола должно обеспечивать массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%. После этого безлузговое ядро подсолнечника загружают в экструдер, куда дополнительно подают этанол в количестве, обеспечивающем соотношение безлузговое ядро подсолнечника:этанол, равное 1:1.

В экструдере осуществляют процессы измельчения безлузгового ядра подсолнечника при температуре 50-70°С в течение 15-60 минут с получением экструдированного ядра подсолнечника и этанольной мисцеллы. Отделяют образовавшуюся этанольную мисцеллу и направляют в накопитель мисцеллы, где ее охлаждают до температуры 0-10°С, проводят экспозицию охлажденной мисцеллы в течение 6-12 часов, что приводит к разделению мисцеллы на две фазы. Затем верхнюю фазу декантируют, обрабатывают в электромагнитном поле с магнитной индукцией 0,7 Тл в течение 4 минут и отправляют на фильтрацию через мембранный фильтр с проницаемостью r_р=5,5×10^-9 м, где происходит разделение мисцеллы на две части: липидную и фосфолипидную мисцеллы. Из фосфолипидной мисцеллы удаляют этанол под вакуумом при остаточном давление 25 мБар и температуре 55°С, при этом образуется фракционированный лецитин высокого качества.

В таблице 1 приведены характеристики фракционированного лецитина, полученного предлагаемым способом и по прототипу.

Таким образом, предложенный способ получения фракционированного лецитина позволяет получить продукт высокого качества с повышенным содержанием фосфатидилхолинов свободных от нейтральных липидов и гликолипидов.