Технологические особенности производства и применения со



страница9/19
Дата09.08.2019
Размер8.88 Mb.
#128457
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   19

Ряд показателей, приведенных в таблице 1, являются стандартными при оценке физико-химических показателей. Дополнительно предложено проводить анализ СО2-экстрактов по следующим показателям:

– растворимость в растительном масле

– растворимость в этиловом спирте;

– массовая доля летучих веществ в токе водяного пара;

– массовая доля нежировых примесей;

– перекисное число;

– анизидиновое число.

Эти показатели могут дать более полную характеристику определенного СО2-экстракта при анализе его качества и безопасности применения.

СО2-экстракты, как и ряд других экстрактов, эфирных масел и прочих продуктов могут быть фальсифицированы. Чтобы избежать фальсификации экстрактов и использовать безопасный для здоровья продукт предложено использовать хроматографический профиль с разделением и идентификацией липидного комплекса.

Использование тонкослойной хроматографии (ТСХ) считается эффективным способом разделения липидных комплексов. Она позволяет определить количественный состав и выделить индивидуальные вещества. Сущность тонкослойной хроматографии заключается в разделении в токе растворителя смеси веществ в тонком слое сорбента, нанесенного на пластину (стандартные пластины заводского изготовления, в данном случае «Sorbfil» на алюминиевой подложке). После разделения смеси пластинку сушат и проявляют хроматограмму раствором специальных реагентов.

После проявления хроматограммы проводят идентификацию пятен, которые предположительно могут находиться в анализируемом образце. Основной характеристикой для идентификации окрашенных пятен является коэффициент . Величина представляет собой отношение скорости движения данного индивидуального компонента к скорости движения растворителя. Эта величина для каждого индивидуального вещества постоянна и характеризует порядок расположения компонентов на хроматограмме.

Расшифровка хроматограммы осуществляется, сравниванием полученного значения со значением свидетелей – индивидуальных чистых веществ.

Идентификацию пятен проводят по значению . Для количественного определения компонентного состава СО2-экстракта проявленная пластина сканируется и денситометрируется программой оценки и расчета параметров хроматографии «Sorbfil».

Абсолютная величина может меняться в зависимости от изменения соотношения компонентов смеси, температуры, влажности, типа камеры и других факторов, однако относительный порядок подвижности соединений СО2-экстракта всегда один и тот же [1].

На рисунке 1 представлена типовая хроматограмма СО2-экстракта (на примере СО2-экстракта майорана) полученная с помощью тонкослойной хроматографии на высокоэффективной пластине марки «Sorbfil».






Пик

Rf

S

%S

H

%H

Описание

1

0,05

97890

4,0

4126

5,4

Фосфолипиды

2

0,07

141602

5,8

4116

5,4

3

0,26

157640

6,5

3839

5,1

Хлорофиллы

4

0,36

311599

12,8

6723

8,8

Танины

5

0,46

134247

5,5

5044

6,6

Фенолы

6

0,48

50656

2,1

5133

6,8

Эфирные масла

(пинен, сабинен, терпен)



7

0,51

102342

4,2

55562

7,3

8

0,52

50163

2,1

5650

7,4

9

0,54

289513

11,9

5598

7,4

10

0,81

726538

29,8

11520

15,2

Ритенол (каротиноиды)

11

0,95

375990

15,4

18669

24,6

Воскоподобные вещества

Сумма




2438180




75980







Рисунок 1 – Тонкослойная хроматограмма, полученная с помощью

высокоэффективной пластины «Sorbfil»
Наличие легколетучих веществ в составе СО2-экстрактов позволяет использовать их как вкусо-ароматические добавки [3]. Для определения массовой доли этих компонентов нами предложено проводить методику гидродистилляции на лабораторном экстракторе, изображенном на рисунке 2.

Для проведения методики используют весы лабораторные 4-го класса точности, лабораторную установку гидродистилляции и катетометр.

2 - парогенератор, 18 - перегонный аппарат, 15 – холодильник,

14 – градуированный приемник маслоотделителя, 11 - емкость для сбора дистиллята,

8 - емкость для сбора конденсата, 5,6 - зажимы для регулирования подачи пара,

7 - зажим для отвода конденсата из рубашки аппарата,

4, 8 - емкость для отвода пара и сбора конденсата,

13 – катетометр

(прибор для определения величины столба выделенных летучих веществ с паром)

Рисунок 2 – Установка для определения массовой доли летучих веществ

в токе водяного пара
Перегонный аппарат 18 представляет собой сосуд, выполненный из стекла с рубашкой 10 для обогрева и соединен с внутренней частью аппарата полой трубкой 9. По завершению процесса гонки, собранные погоны летучих веществ в приемнике маслоотделителе образуют слой, высоту которого определяют, измеряя расстояние между верхним и нижним мениском с помощью катетометра.

Предложенная методика позволяет определить массовую долю легколетучих веществ, которые в свою очередь отвечают за арома- и вкусосоставляющую направленность СО2-экстракта.

В соответствии с нормативной документацией к основным показателям безопасности так же принято относить допустимый уровень содержания пестицидов, токсичных элементов, радионуклидов и микотоксинов, приведенных в таблице 2.

Таблица 2 – Допустимый уровень содержания пестицидов, токсичных элементов, радионуклидов и микотоксинов в СО2-экстрактах



Показатели

Допустимые уровни, не более

Токсичные элементы:




Свинец

0,2 мг/кг

Мышьяк

0,1 мг/кг

Кадмий

0,05 мг/кг

Ртуть

0,03 мг/кг

Железо

5,0 мг/кг

Медь

0,4 мг/кг

Микотоксины:




Афлатаксин В1

0,005 мг/кг

Пестициды:




Гексахлорциклогексан (альфа-, бета-, гамма-изомеры)

0,2 мг/кг

ДДТ и его метаболиты

0,2 мг/кг

Радионуклиды:




Цезий-137

60 Бк/кг

Стронций-90

80 Бк/кг

Для подтверждения микробиологической чистоты предложено использовать показатели, представленные в таблице 3.

Таблица 3 – Микробиологические показатели СО2-экстрактов


КМА-ФАнМ КОЕ/г,

не более


Масса продукта (г),

в котором не допускаются



Плесени,

КОЕ/г,


не более

Дрожжи,

КОЕ/г,


не более

БГКП

(колифомы)



Патогенные,

в т.ч. сальмонеллы



5102

1,0

25

100 (плесени и дрожжи в сумме)

Выводы


Таким образом, нами предложено использование дополнительных показателей качества и безопасности применения СО2-экстрактов: растворимость в растительном масле и в этиловом спирте, массовая доля летучих веществ и нежировых примесей, перекисное и анизидиновое число, ряд микробиологических показателей.

Определения подлинности СО2-экстракта разработана методика разделения на отдельные составляющие компоненты с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Для этого используется система растворителей, позволившая разделить все компоненты на индивидуальные вещества, а применение сканирующей динсетометрии, позволяет сделать расчет процентного состава компонентов СО2-экстрактов.

Полученные результаты могут применяться при разработке пищевых, фармацевтических и косметических продуктов.

Литература

1. Тарасов В.Е. Технология эфирных масел и фитопрепаратов: учеб.пособие / Кубан. гос. технол. ун-т. – Краснодар.: Изд. ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2013. – 404 с.

2. Способ и установка для получения СО2-экстракта. Пат. 2660265 Рос. Федерация. № 2017127815, заявл. 03.08.17; опубл. 05.07.18, Бюл. № 19.



3. Тарасов В.Е., Кондратенко Ю.В. СО2-экстракт амаранта как добавка при создании мясных продуктов / статья в сборнике трудов конференции Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения Кубан. гос. технол. ун-т. – Краснодар, 20 февраля 2015 г.

SAFETY REQUIREMENTS OF CO2-EXTRACTS

E.G. EROFEEVA1, V.E. TARASOV2, N.V. LOSEVA2

1ust-Labinsk socio-pedagogical College, Russia;

2 Kuban State Technological University,
CO2 extraction is a relatively new technology used to produce raw materials in the cosmetic industry. The existing regulatory documentation does not provide a complete assessment of the quality and safety of CO2 extracts in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Additional indicators of the quality and safety of CO2 extracts, which can be taken, including the main ones in the analysis of extracts: solubility in vegetable oil and ethyl alcohol, the mass fraction of volatile substances and non-fat impurities, peroxide and anisidine number, microbiological parameters.

Keywords: extraction, liquid carbon dioxide, safety indicators, biologically active substances.
УДК 664.8.022.6

СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ СЖИЖЕННОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

И МОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

ПРИ ИНАКТИВАЦИИ АНТИНУТРИЕНТОВ СЫРЬЯ БОБОВЫХ КУЛЬТУР

Ольховатов Е. А.

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет

имени И. Т. Трубилина»
Аннотация. Охарактеризована традиционная технология переработки сырья бобовых культур. Предложен инновационный способ обработки зерна сои современных сортов отечественной селекции. Приведены методики оценки эффективности применяемых технологических решений. Проведен анализ обработанных образцов сырья. Показана применимость и результативность предложенных способов инактивации антинутриентов исследованного материала. Обнаружен синергетический эффект сжиженного диоксида углерода и модулированного электромагнитного поля при инактивации антинутриентов сырья бобовых культур. Проводимые исследования осуществляются при поддержке гранта Президента РФ МК-5063.2018.8.

Ключевые слова: синергетический эффект, сжиженный углекислый газ, модулированное электромагнитное поле, инактивация, антинутриенты, бобововое сырье, соя
Плоды зернобобовых культур (бобы) в морфологическом представлении состоят из эндосперма с зародышем, последовательно покрытых семенными и плодовыми оболочками. Биохимические характеристики состава, а также биологическая ценности и питательность этих структур существенно различаются. Нутриентный состав эндосперма и зародыша богат усваиваемыми компонентами (белками, жирами, сахарами и крахмалом), тогда как оболочки в значительной степени состоят из арматурных компонентов (пектина, целлюлозы, лигнина), зольных элементов и липидов иных групп. Присутствие оболочек в составе сырья при его переработке существенно снижает качество получаемых из него целевых продуктов, пополняя их балластными компонентами.

Важным технологическим этапом, способствующим повышению эффективности последующих ступеней реализуемой технологии переработки семян зернобобовых культур выступает их подготовительная обработка, заключающаяся, главным образом, в предварительном отделении плодовых и семенных оболочек от эндосперма семян, что оказывает большое влияние на количество и качество получаемых основных целевых продуктов. Кроме того, обрушивание покровных тканей семян, отличающихся высокой абразивностью, позволяет значительно снизить степень износа и продлить срок службы рабочих органов эксплуатируемого оборудования.

Кроме этого, семена зернобобовых культур, перерабатываемые с получением пищевых и кормовых продуктов, в том или ином количестве содержат целый ряд антипитательных веществ, снижающих их пищевую и биологическую ценность. Ведущей зернобобовой культурой, производимой в мировых масштабах как источник ценного белка и масла, является соя, современные сорта отечественной селекции которой нами были выбраны в качестве объектов исследования. Одним из приемов снижения количества антипитательных факторов в составе вырабатываемых пищевых и кормовых продуктов, является выбор сортов с низким их содержанием. Нами были выбраны сорта сои Вилана, Фора, Веста и Валента с рекордно низкой трипсинингибирующей активность сырья.

Однократное прессование обрушенного сырья сои с его последующей экструзией – это технология, основательно разработанная и широко применяемая. Такое комбинирование технологических процессов позволяет получать неизменно высокий результат прессования с пониженной остаточной масличностью получаемых жмыхов. При этом имеет место некоторая инактивация антипитательных веществ, входящих в состав перерабатываемого сырья за счет их термоденатурации, происходящей в результате экструдирования. Однако, при этом, высокая температура процесса не позволяет одновременно с высоким качеством обезжиривания, достичь и высокого качества вырабатываемых белковых продуктов.

При решении задачи устранения имеющихся недостатков традиционной технологии переработки зерна сои, нами с высокой результативностью апробировано применение сжиженного диоксида углерода путем введения его в рабочую зону шнека на этапах прессования и экструдирования сырья, что позволяет снизить величину теплового воздействия на перерабатываемый материал в канале шнекового пресса с одновременным повышением маслоотдачи, достигающей максимального уровня. Такой прием позволяет отказаться от предварительной влаготепловой обработки перерабатываемых семян, поскольку масло в ходе прессования экстрагируется сжиженным диоксидом углерода. Наряду с достигнутыми высокими качественно-количественными показателями маслоотдачи, необходимо отметить отсутствие факта инактивации антипитательных веществ сырья, происходящей при термоденатуации материал, перерабатываемого традиционным способом [1].

В ходе дальнейших исследований, нами установлена эффективность обработки перерабатываемого зерна сои электромагнитным полем в диапазоне резонансных частот препаратов сырья с модуляцией характеристик его выходного сигнала [2, 3], которая предложена нами качестве решения, совершенствующего технологию переработки зерна сои.

Наиболее высокой степени инактивации антинутриентов перерабатываемого сырья без снижения питательности и биологической ценности получаемого целевого продукта при одновременно высокой маслоотдаче материала нами получено путем сочетанного применения электромагнитного поля в спектре резонансных частот препаратов сырья с модуляцией характеристик его выходного сигнала и сжиженного диоксида углерода, обработка которого производится на этапе нахождения в сборнике, непосредственно перед подачей на экстракцию.

В качестве генератора электромагнитного поля (ЭМП) с модулируемыми выходными параметрами применялась система, представляющая собой аппаратурный комплекс, состоящий из сопряженных друг с другом устройства-приемника электромагнитного сигнала и устройства-модулятора, снабженных устройством-индуктором ЭМП (рисунок 1).

В таблице 1 приведены полученные нами результаты по следующим вариантам обработки перерабатываемого зерна сои: опыт 1 – электромагнитное поле в спектре резонансных частот препаратов сырья с модуляцией характеристик его выходного сигнала; опыт 2 – сочетанное применение электромагнитного поля в спектре резонансных частот препаратов сырья с модуляцией характеристик его выходного сигнала и сжиженного диоксида углерода. Контролем служили исходные показатели трипсинингибирующей активности и относительной биологической ценности белков сырья.

1

3

4

2

5

6

Рисунок 1 – Принципиальная схема установки для сочетанного применения

электромагнитного поля и сжиженного диоксида углерода:

1 – устройство-приемник ЭМП; 2, 4 – провода сопряжения;

3 – устройство-модулятор ЭМП; 5 – устройство-индуктор;

6 – сборник сжиженного диоксида углерода
Таблица 1 – Инактивация антинутриентов сырья сои в различных вариантах опыта


Сорт сои

Трипсинингибирующая

активность, мг/г



Относительная биологическая

ценность (ОБЦ), %



контроль

Опыт

контроль

Опыт

1

2

1

2

Вилана

21,7

18,0

9,1

42,5

68,9

95,4

Фора

16,2

10,4

5,2

48,2

82,6

98,7

Веста

18,1

12,6

3,3

50,4

89,8

95,5

Валента

12,5

8,0

1,2

57,6

98,4

102,0



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   19




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница