Результат интеллектуальной деятельности: Способ переработки семян сои

Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано при переработке семян сои с получением соевых масел и шротов

Известен способ перерабоки соевых семян с получением масла и жмыха или шрота [патент 2044034], включающий их очистку от примесей, нагрев парами воды до температуры 30-40°С при одновременном увлажнении до 11-15%, сухую экструзию в три стадии с обязательным отводом воздуха: на первой стадии температуру материала доводят до 70-80°С, на второй - до 100-110°С, на третьей - до 140-150°С, после чего извлекают масло прессованием или экстракцией.

Недостатком способа является значительное температурное воздействие на материал в процессе его переработки, что приводит к денатурации белковых веществ, снижающей пищевые и кормовые достоинства жмыхов и шротов, и протеканию нежелательных процессов в масле, ухудшающих его качество. Кроме того, переработка семян сои в предлагаемом способе осуществляется без отделения оболочки, что оказывает дополнительное отрицательное воздействие на качество получаемых продуктов: масел, жмыхов и шротов.

Прототипом изобретения является способ производства продуктов из семян сои [патент №2162289], включающий очистку семян от примесей, их увлажнение с последующей выдержкой для набухания, нагрев увлажненных семян до температуры 35-62°С, дробление нагретых семян с последующим выделением на рассеве оболочки, крупного дробленого ядра и мелкого дробленого ядра с оболочкой, которое далее подвергается пневмосепарированию с отделением оболочки. Выделенное ядро направляется на получение соевого масла и жмыха и других соевых продуктов.

Способ имеет следующие недостатки:

- неполное отделение оболочки от крупного ядра на рассеве, что снижает содержание белков в получаемых жмыхах;

- протекание гидролитических и окислительных процессов в маслах при увлажнении семян, их выдержке для набухания и нагреве, что приводит к росту кислотного и перекисного числа масел;

- денатурация белковых веществ в процессе нагрева увлажненных семян, приводящая к ухудшению качества жмыхов.

Задачей, решаемой изобретением, является усовершенствование способа переработки семян сои, обеспечивающее получение целевых продуктов: высокопротеинового шрота (жмыха) и высококачественного легкогидратируемого соевого масла.

Техническим результатом изобретения является повышение степени отделения оболочки от соевого ядра и, как следствие, увеличение содержания протеина в шроте, повышение перехода фосфолипидов в масло при одновременном улучшении степени их гидратируемости.

Технический результат достигается тем, что способ переработки семян сои включает их очистку от примесей, тепловую обработку, дробление, отделение оболочки от ядра с последующим извлечением из выделенного ядра масла экстракцией с получением соевого масла и шрота, при этом тепловую обработку семян осуществляют путем кратковременной обработки горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек с последующим охлаждением атмосферным воздухом до температуры семян 20-30°С.

Целесообразность обработки семян горячим воздухом перед дроблением диктуется следующим. В процессе интенсивного кратковременного теплового воздействия на семена горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек происходит их нагрев до температуры 65-75°С, что приводит к подсушке семян. При этом более быстро снижается влажность у оболочки по сравнению с ядром. Это сопровождается усадкой оболочки и, как следствие, снижением степени ее связанности с ядром. В процессе дробления она более легко отделяется от ядра и при последующем сепарировании удаляется из дробленки с помощью воздушного потока. А поскольку оболочка характеризуется низким содержанием протеина и высоким клетчатки, это приводит к увеличению содержания протеина в получаемом шроте и, как следствие, к выработке стандартного или высокопротеинового шрота, соответствующего требованию ГОСТа, который пользуется большим спросом во всех отраслях пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Важным результатом кратковременной обработки семян сои перед дроблением горячим воздухом с температурой 160°С в течение 40-50 сек является инактивация ферментной системы, в т.ч. таких ферментов как липаза, липоксигеназа, фосфолипаза, что обеспечивает уменьшение интенсивности или полное предотвращение протекания в семенах окислительных, гидролитических и других нежелательных процессов при их подготовке к извлечению масла и, как следствие, к повышению качества извлекаемых масел. Кратковременная обработка семян горячим воздухом снижает и активность фермента уреазы, который характеризуется повышенной стойкостью ко всем тепловым и другим воздействиям в ходе технологической переработки семян сои. Это облегчает инактивацию этого фермента в процессе тестирования шрота.

Кроме того, в процессе тепловой обработки происходит изменение прочности связей фосфолипидов с компонентами семени: белковыми веществами и углеводами. Причем, эти процессы протекают с разной направленностью: полярные фосфолипиды, к которым относятся их негидратируемые группы, связываются более прочно, а связи менее полярных легкогидратируемых групп фосфолипидов ослабевают, и они переходят в масло.

Общим эффектом от кратковременного воздействия на семена сои горячего воздуха с температурой 160°С в течение 40-50 сек является улучшение качества получаемых целевых продуктов: масел и шротов, увеличение перехода фосфолипидов в масло при одновременном повышении степени его гидратируемости.

Экспериментально установлено, что при заявленных технологических режимах как уменьшение, так и увеличение времени воздействия горячего воздуха на семена приводит к ухудшению качества получаемых масел и шротов. Уменьшение времени теплового воздействия на семена снижает степень усадки оболочки, что ухудшает ее отделение при дроблении и дальнейшем сепарировании. Кроме того, более низкая продолжительность тепловой обработки семян не обеспечивает достаточную степень инактивации ферментов, что снижает качество получаемых масел. Увеличение времени воздействия приводит к повышению температуры нагрева семян, что отрицательно сказывается на качестве масел и протеинов шротов.

Заявленный способ переработки семян сои поясняется примерами. Пример 1. Семена сои подвергают кратковременной обработке воздухом с температурой 160°С в течение 40 сек, после чего их охлаждают атмосферным воздухом до температуры 20°С и направляют на дробление. Отделение оболочки от ядра осуществляют путем сепарирования. Выделенное ядро направляют на экстракцию с выработкой соевого масла и шрота.

Пример 2. Семена сои подвергают кратковременной обработке воздухом с температурой 160°С в течение 45 сек, после чего их охлаждают атмосферным воздухом до температуры 25°С и направляют на дробление. Отделение оболочки от ядра осуществляют путем сепарирования. В дальнейшем последовательность и режимы технологических операций аналогичны описанным в примере 1. Пример 3. Семена сои подвергают кратковременной обработке воздухом с температурой 160°С в течение 50 сек, после чего их охлаждают атмосферным воздухом до температуры 30°С и направляют на дробление. Отделение оболочки от ядра осуществляют путем сепарирования. В дальнейшем последовательность и режимы технологических операций аналогичны описанным в примере 1.

Показатели получаемых продуктов, полученных при переработке семян сои по разработанному способу, приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, разработанный способ обеспечивает повышение степени отделения оболочки от ядра в процессе дробления семян сои и их сепарирования и уменьшает ее содержание в ядре, поступающем на извлечение масла. Это дает возможность улучшить качество шротов за счет повышения содержания в них протеина и выработать шроты, соответствующие требованиями ГОСТа на высокопротеиновые шроты (по требованию ГОСТ Р 53799 содержание протеина в высокопротеиновом шроте в пересчете на абсолютно-сухое вещество должно быть не ниже 54,0%).

Кроме того, разработанный способ позволяет улучшить качество извлекаемого масла за счет инактивации ферментной системы, снизить кислотное число масла и увеличить переход фосфолипидов в масло при одновременном повышении степени их гидратируемости. Остаточное содержание фосфолипидов в масле не превышает 0,15-0,17%.

Снижение содержания фосфолипидов в масле после гидратации облегчает процессы его дальнейшей рафинации: нейтрализации, отбелки и др., при этом, существенно снижается величина отходов и потерь масла на этих стадиях.

Таким образом, совокупность представленных признаков позволяет достичь желаемый технический результат.