Содержание к диссертации
Введение
1.Аналитический обзор 9
1.1 Тенденции повышения пищевой ценности и устойчивости к окислению растительных масел и жировых продуктов 9
1.2. Ботанические особенности, ареал произрастания и характеристика культуры амарант 12
1.3. Характеристика семян амаранта, особенности их химического состава и биохимических свойств 17
1.4. Физиологическая ценность и биологическая активность липидов семян амаранта 26
1.5. Применение амаранта в пищевой промышленности 29
1.6. Современное состояние технологии получения масел и экстрактов, обогащенных биологически активными веществами 33
1.7. Перспективные направления производства сквалена из масла амаранта 37
2. Объекты и методы исследований 41
2.1. Схема постановки исследования 41
2.2. Методы исследования 43
3. Экспериментальная часть 51
3.1. Физико-механические свойства семян амаранта 51
3.2. Химический состав семян амаранта различных видов 54
3.3. Изучение особенностей клеточной структуры интактных тканей и биохимических свойств семян амаранта 61
3.4. Исследование процесса селективного извлечения масла и биологически активных веществ из семян амаранта методом прямой экстракции 66
3.4.1. Исследование зависимости эффективности извлечения масла из семян амаранта от способа подготовки структуры 67
3.4.2. Исследование состава масла в зависимости от вида при меняемого экстрагента 75
3.4.2.1. Экстракция гексаном 75
3.4.2.2. Экстракция жидкой двуокисью углерода 77
3.4.2.3. Экстракция хладонами 80
3.4.2.4. Экстракция диэтиловым эфиром 82
3.4.2.5. Экстракция подсолнечным маслом рафинированным дезодорированным 84
3.4.3. Определение параметров процесса извлечения физиологически ценных компонентов из масла амаранта дистилляцией с перегретым водяным паром 91
3.5. Рафинация экстрактов амаранта 96
3.6. Изучение физиологической ценности экстрактов амаранта.. 100
3.7. Исследование стабильности масла амаранта к окислению... 103
3.8. Изучение влияние экстрактов амаранта на физико-химические свойства и биологическую ценность майонеза и маргарина 108
4. Технология производства экстрактов амаранта, обогащенных биологически активными веществами, опытно-промыленная проверка технологи и рецептур с применением экстрактов амаранта 115
4.1. Технология производства масляного экстракта амаранта 115
4.1.1. Описание технологической схемы производства масляного экстракта 115
4.1.2. Характеристика сырья, материалов и готовой продукции.. 119
4.1.3. Материальный баланс расходов сырья и материалов и выхода продукции при переработке семян амаранта в три ступени экстракции производительностью 3000 кг семян в сутки... 120
4.2. Технология производства CCV экстракта амаранта 122
4.3. Опытно-промышленная проверка использования масляного и СО2- экстрактов в производстве майонеза и маргарина 122
Выводы и предложения 124
Список использованной литературы 127
Приложения 141
- Ботанические особенности, ареал произрастания и характеристика культуры амарант
- Изучение особенностей клеточной структуры интактных тканей и биохимических свойств семян амаранта
- Определение параметров процесса извлечения физиологически ценных компонентов из масла амаранта дистилляцией с перегретым водяным паром
- Опытно-промышленная проверка использования масляного и СО2- экстрактов в производстве майонеза и маргарина
Введение к работе
В настоящее время амарант, в связи с его высокой продуктивностью и перспективностью производства в сельском хозяйстве и благодаря уникальному химическому составу семян, начинает играть большую роль в использовании его для пищевых целей и извлечения биологически активных компонентов.
Амарант известен в нашей стране довольно давно. В 30 - 50-е годы в отдельных районах Украины и Северного Кавказа успешно возделывали амарант на кормовые цели. Исследования последних лет показали, что семена амаранта по содержанию белка, аминокислотному набору последнего, витаминов, макро-и микроэлементов, биологически активных веществ, качественному составу липидов превосходят основные традиционные пищевые культуры. Эксперты Продовольственной комиссии ООН (ФАО/ВОЗ) считают амарант культурой XXI века. По 100-балльной оценке, согласно исследованиям американских ученых, семена амаранта занимают самую высокую ступень по биологической ценности содержащегося в них белка - 75 баллов, в то время как протеины пшеницы - 56,9, соевых бобов - 68, а коровьего молока - 72,2 балла.
Не менее актуальным является вопрос производства и применения масла из семян амаранта. Липидный комплекс этих семян отличается сбалансированным жирнокислотным составом, содержит биологически активные вещества (редкий для растений сквален, токоферолы, стеролы, фосфолипиды) в значительно большем количестве, чем масла других традиционных масличных культур. Масло амаранта содержит до 10 % сквалена, обладающего высоким терапевтическим эффектом, бактерицидной активностью и противоопухолевым эффектом. Вклад сквалена в регуляцию пролиферативных процессов обусловлен не только его внутриклеточной концентрацией, но и влиянием его на активность ферментов, катализирующих как синтез собственных молекул, так и биогенез общих предшественников всех физиологически активных изопренои-дов. Кроме того, он участвует в биосинтезе ряда гормонов в животных орга-
низмах и сердечных гликозидов в растениях. В настоящее время сквален -биологически активное вещество, относящееся к группе стеринов - в промышленных условиях получают из жира печени акул. Масло амаранта может быть альтернативой и возобновленным источником этого ценного вещества.
В связи с этим область применения масла амаранта, по-видимому, должна быть широка и охватывать не только пищевую, но и парфюмерно-косметическую, фармацевтическую промышленности, а также самые разнообразные области медицины.
Многообразие компонентного состава семян амаранта, обладающего вышеперечисленными уникальными свойствами, является основой для разработки комплекса технологий селективного извлечения этих компонентов и эффективного их использования. Создание таких технологий, определение областей применения масла амаранта с выяснением возможности получения продуктов повышенной физиологической ценности является актуальным.
На основании вышеизложенного, целью настоящей работы являлась разработка технологии получения биологически активных веществ из семян амаранта с целью применения их в качестве пищевых добавок в растительные масла, маргарины и майонезы для повышения их биологической ценности и устойчивости к окислению, а также для эффективного применения в лечебно-профилактических целях.
Научной задачей работы является развитие теоретических основ селективного извлечения этих ценных компонентов, не загрязненных нежелательными веществами.
Задачи исследований:
изучение физико-механических, физико-химических свойств и состава семян амаранта, липидов и белков;
исследование клеточной структуры интактных тканей семян амаранта и определение оптимальных условий ее подготовки к извлечению масла;
исследование зависимости эффективности извлечения липидов из семян амаранта от способа подготовки структуры к экстракции;
изучение степени извлечения масла и биологически ценных веществ методом экстракции в зависимости от вида экстрагента и технологических параметров;
выявление возможности применения экстрактов амаранта для стабилизации жировых продуктов (майонезов, маргаринов) и повышения их физиологической ценности;
санитарно-гигиенические и медико-биологические исследования физиологической ценности экстрактов амаранта и жировых продуктов, полученных с их применением;
разработка технологии производства экстрактов амаранта, обогащенных биологически активными веществами, стабильных к окислению;
разработка модифицированного варианта технологической схемы подсистемы дистилляции мисцеллы с целью извлечения физиологически ценных компонентов из экстрактов амаранта дистилляцией перегретым водяным паром.
Научная новизна работы заключается в следующем. Установлено новое явление значительного влияния активности липазы на продуцирование жирных кислот в маслах семян амаранта.
Установлена зависимость величины упругого последействия при механической обработке семян амаранта от изменения влажности при температуре 100-105 С.
Определена зависимость снижения содержания свободных жирных кислот в масле, извлеченном из измельченных семян амаранта по сравнению с обработанным острым насыщенным паром
( T = 10 мин, t = 100 — 105 С, W = 10 - 12 %) в ряду экстрагентов: диэтило-вый эфир, гексан, хладон 11, жидкая двуокись углерода, растительное масло рафинированное дезодорированное.
Установлено свойство растительного масла рафинированного дезодорированного и жидкой двуокиси углерода избирательно извлекать из семян неполярные компоненты масла амаранта (триглицериды, сквален, токоферолы, стеролы), оставляя в проэкстрагированном материале более полярные соединения (фосфолипиды, свободные жирные кислоты и продукты окисления)
Обнаружен эффект антиокислительного действия ССЬ-экстракта амаранта, введенного в растительное масло и маргарин; масляного экстракта, введенного в майонез.
Установлена эффективность выделения сквалена и других физиологически ценных веществ при пониженной температуре (150 - 180 С) молекулярной дистилляцией с острым перегретым паром установленных параметров.
Практическая значимость работы. В диссертации решена важная задача по расширению ассортимента пищевых растительных масел и пищевых добавок повышенной биологической ценности.
Разработана технология прямой экстракции семян амаранта, направленная на сохранение медико-биологических свойств масла амаранта и повышение питательной ценности амарантовых шротов.
На основании экспериментальных данных показано, что количество масляной фазы в рецептурах твердых маргаринов можно увеличить в два раза по сравнению с подсолнечным маслом при замене его на СОг-экстракт, повысив при этом стабильность маргаринов к окислению при хранении.
Экспериментальными и медико-биологическими исследованиями подтверждена высокая физиологическая ценность СОг-экстракта и масляного экстракта амаранта.
Разработан проект технических условий на «СОг-экстракт амаранта» и «Масляный экстракт амаранта»,
Разработан проект технических условий на маргарин столовый «Молочный витаминизированный» брусковый и маргарин мягкий «Наливной витаминизированный» Сг -экстрактом амаранта.
Разработаны и утверждены технические условия на майонез «Провансаль Армавирский витаминизированный» с биодобавками.
Разработана технологическая инструкция на производство майонеза «Провансаль Армавирский витаминизированный».
Проведена опытно-промышленная проверка технологии получения масляного экстракта амаранта совмещением процессов экстракции и экс-трузионной обработки.
Выработаны опытные партии майонеза и маргаринов с использованием в их рецептурах СОг-экстракта и масляного экстракта амаранта.
Ботанические особенности, ареал произрастания и характеристика культуры амарант
Амарант (щирица, веселка) - (Amaranthus cruentus L., A. caydatus L., A. hy-pohondriacis L.) - быстрорастущее стойкое растение из семейства амарантовых с семенами, подобными сорго [1]. В отличие от истинных злаков, которые являются монокотиледоновыми травами, амарант - однолетнее широколистное растение, однодомное, имеющее 8000-летнюю историю. В мире известно 65 родов и около 900 видов амаранта, в нашей стране - 17 видов [2].
Растения достигают 2 - 3 м высоты и до 8 - 10 см толщины, весом обычно 3-5 кг, а отдельные - до 30 кг. Листья крупные, продолговато-эллиптические с длинными черешками, клиновидные у основания и острые к верхушке. Соцветие амаранта - полуметровая метелка разной формы и плотности. Семена мелкие, масса 1000 семян - 0,45 - 0,9 г [2].
По цвету семена бывают белые, розоватые, коричневые и черные, по форме округлые с гладкой блестящей поверхностью. В период вегетации растение формирует до 500-1000 листьев, индекс листовой поверхности - 6-10, т.е. общая поверхность листьев в 6-10 раз больше площади почвы, занимаемой растением.
Каждая метелка имеет до 0,5 кг семян. Культура американского происхождения, в нашей стране распространена мало, хотя еще в 1930 году академик Н.И. Вавилов включил ее в список первоочередных кормовых культур [38]. В 1975 г. Национальной Академией наук США амарант отнесен к важнейшим продовольственным культурам.
Мексика, США, страны Центральной и Южной Америки, культивирующие у себя амарант на значительных площадях, организовали научно-исследовательские центры по изучению этой культуры, путей ее ускоренного внедрения. В ряде государств мира разработаны специальные программы научного исследования и введения в культуру амаранта. США имеют несколько таких центров (в Пенсильвании, Иллинойсе, Колорадо, Висконсине и Калифорнии), которые ведут изыскания в области техники и технологии возделывания, уборки и применения амаранта [1]. Особое внимание ученых и практиков амарант привлек после того, как в 1972 г. австралийский физиолог Д.Даунтон установил его принадлежность к группе растений с высокоинтенсивным фотосинтезом С4-типа, что означало колоссальный потенциал его продуктивности при условии отсутствия крайне лимитирующих факторов роста и развития [1,9]. В отличие от других, растения С4-типа способны высокоэффективно использовать солнечную радиацию и влагу, усвоить за час 80-100 мг СОг, в то время как растения Сз-типа (основная масса растений) только 30 - 50 мг. У амаранта отсутствует фотодыхание - процесс, обратный фотосинтезу. Именно в этом, по мнению ученых-физиологов, и заключается высокая продуктивность амаранта. В связи с возможной экологической катастрофой, связанной с индустриальным повышением концентрации углекислоты в атмосфере, именно такие растения, как амарант, поглощая ее в 2-3 раза больше, чем Сз растения, могут в достаточной мере очищать атмосферный воздух.
Ввиду большого разнообразия ботанических видов и типов амаранта, эта культура может возделываться не только в тропиках и субтропиках, являющихся ее родиной, но и в условиях Ленинградской области, Урала, Белоруссии, не теряя своих качеств. Во второй половине 80-х годов начинается восхождение амаранта в нашей стране. Отечественные ученые всерьез принялись изучать его свойства, возможные районы выращивания, разрабатывать рекомендации по агротехнике возделывания [2,4,5,39]. Культура шагнула далеко на север, в Прибалтику, Сибирь, на Урал, в Поволжье. Амарант подтвердил свои высокие качественные показатели: зеленая масса и семена его содержали значительно больше белка, незаменимых аминокислот, витаминов, микро- и макроэлементов, масла, биологически активных веществ, чем традиционные кормовые и пищевые культуры, наряду с агротехническими достоинствами, такими, как засухоустойчивость, хорошая приспособляемость к климатическим условиям, почве, устойчивость к болезням и вредителям, высокая урожайность как зеленой массы, так и семян. В настоящий период возделывание амаранта проводится в Белоруссии, на Украине, в Татарии, Челябинской области, Ставрополье, на Дону, в Киргизии, Красноярском крае. Учеными стран СНГ, Венгрии, Польши, Болгарии совместно с исследователями ботанических садов Казанского, Уральского, Красноярского, Ростовского, Краснодарского, Воронежского университетов осуществляются совместные программы по исследованию физиолого-биохимических механизмов высокой продуктивности амаранта, устойчивости к различным неблагоприятным воздействиям и способности адаптироваться к новым для него условиям. Координацию этих работ осуществляет секция «Амарант», входящая во Всероссийскую Ассоциацию «Нетрадиционные кормовые культуры».
Таким образом, проблеме производства амаранта для кормовых целей уделяется должное внимание и этому вопросу посвящено большое количество работ как у нас в стране [2-6,7,8,9,10,14], так и за рубежом [1,11-13,15], поскольку, как отмечалось выше, чрезвычайно важным качеством этого растения, как показывает отечественный и зарубежный опыт, в том числе и Института амаранта в США, является его высокая продуктивность и значительное содержание в нем белковых веществ. Зеленая масса, соцветия, семена этой культуры по содержанию белка, незаменимых аминокислот, особенно лизина, метионина и триптофана, биологически активных веществ превосходят основные традиционные кормовые культуры. Только в листьях амаранта накапливается до 30 % высококачественного белка. В условиях Поволжья выход белка составляет 50 ц/га при среднем урожае 1000 ц зеленой массы амаранта с гектара, в то время как такая кормовая культура, как клевер, дает только 2 ц белка с гектара.
Еще одним важным качеством этого растения является его высокая семенная продуктивность. Урожайность семян даже при неблагоприятных условиях достигает 20 ц/га, при благоприятных климатических условиях она повышается в 1,5 - 4 раза. На семена амарант убирают, когда в середине метелки семена достигают восковой спелости, а внизу - молочной и молочно-восковой. Уборку семян на небольших площадях проводят, как правило, вручную, срезая метелки и укладывая их на пленку или плотный брезент для просушивания. Для предотвращения больших потерь в случае механизированной уборки амаранта на больших площадях проводится уплотнение и регулировка куку-рузо-уборочных комбайнов, используемых для этих целей. Рекомендуется проведение прямого комбайнирования или обмолот на стационаре. Уборочных машин специально для амаранта пока нет.
Изучение особенностей клеточной структуры интактных тканей и биохимических свойств семян амаранта
Различия физико-химических, физико-механических и технологических свойств семян масличных культур, представляющих собой сложные биологические объекты, обуславливаются в том числе особенностями их морфологического строения.
Для рационального построения технологической схемы переработки семян амаранта провели исследование особенностей их морфологического строения и биохимических свойств. Исследование клеточной структуры проводили методом электронносканирующей микроскопии сколов семян с помощью растрового микроскопа японской фирмы "Jeol". Из полученной информации следует, что семена амаранта по своим биохимическим свойствам занимают промежуточное положение между масличными и зерновыми культурами. Как следует из электронносканирующих микрофотографий (рис.3.1.), основной объем ядра занимает перисперма, в которой локализированы крахмальные зерна, размер которых колеблется до 10 мкм. Липидные сферосомы и белковые глобулы расположены в зародыше (рис.3.2). Зародыш представляет собой две цилиндрические клетки, радиально расположенные одна в другой, вытянутые по периферии крахмальной периспермы. Зародыш расположен в специальном вместилище, повторяющем его форму, имеющем ячеистую структуру (напоминающую соты), которое состоитт из двух рядов цилиндрических пустотелых клеток, изолирующих надежно зародыш от других компонентов. От вместилища зародыш отделен оболочкой, представляющей собой тонкую непрозрачную малопористую ткань. Перпендикулярно к внешней поверхности вместилища расположен один ряд клеток, образующих оболочку. Такое внедрение компонентов в структуру определяет ее ярко выраженную гетерогенность и возможность селективного воздействия на составные элементы.
Другой особенностью семян амаранта является более высокая величина кислотных чисел содержащегося в них масла, которая приближается к величине этого показателя в масле зерновых культур. В отдельных анализируемых образцах селекционного материала, свежеубранных с сортоучастка, показатель варьировал от 14,5 до 16,0 мг КОН на г и даже 20 - 21,5 мг КОН/г, что, по-видимому, связано со спецификой масла и биохимических процессов, протекающих в этой культуре. Одной из возможных причин повышенного кислотного числа может быть высокая активность ферментного комплекса, в частности, липазы, содержащейся в зародышевой части семян, являющейся растворимым ферментом.
Для семян амаранта с исходной влажностью 9,5 % нами определен оптимум действия липолитических ферментов (липазы) в зависимости от рН среды и температуры. Результаты представлены на рис. 3.3 и 3.4. Из рисунков следует, что активность ферментов носит экстремальный характер. Оптимум их действия на масло амаранта находится при рН 8, что совпадает с известными данными для других растительных масел [44] и температуре 50-60 С. При повышенной влажности семян амаранта и повышенной температуре их хранения липолитический фермент липаза быстро расщепляет глицериды с образованием свободных жирных кислот, что приводит к повышению кислотного числа масла в семенах.
Таким образом, определен оптимум действия липолитических ферментов (липазы) семян амаранта на масло, и для семян с влажностью 9,5 % он находится при рН приблизительно равной 8 и температуре 50-60 С. Это является, на наш взгляд, одной из причин повышенного кислотного числа масла в семенах по сравнению с основными масличными культурами и вызывает необходимость разработки оптимальных технологических режимов стабилизации семян амаранта, обеспечивающих инактивацию липолитических ферментов (липазы) и сохранность качества масла. Полученная информация послужила основой для разработки особенностей подготовки семян амаранта к извлечению масла.
Определение параметров процесса извлечения физиологически ценных компонентов из масла амаранта дистилляцией с перегретым водяным паром
Выделение токоферолов и сквалена из экстрактов амаранта возможно в условиях близких к условиям проведения процессов окончательной дистилляции растворов масла в углеводородном растворителе или дезодорации масел. Ввиду сложности теоретической разработки рассматриваемой проблемы, для выделения токоферола и сквалена из масла в процессе, близком процессу дезодорации, на практике приходится использовать технические решения, в основе которых положены опытные данные по модификации технологических систем окончательной дистилляции и дезодорации с учетом экспериментально установленных данных. Расход и термодинамические параметры перегретого водяного пара, подаваемого в аппарат в прямотоке с маслом, глубина вакуума и температурный режим процесса определяют глубину выделения растворенных в масле компонентов. Поскольку задача сводится к решению уравнений, описывающих изменения характеристик каждой из фаз в отдельности, для определения тепловых и массовых потоков, применяются известные закономерности, полученные из однофазных течений. В качестве основного рассматривается уравнение где Ps - давление в дистилляторе, Рр - парциальное давление паров, растворенных в масле компонентов; Gb и G р - расход паров воды и летучих компонентов масла. Для того, чтобы происходило испарение летучих веществ из масла, парциальное давление их паров над межфазной поверхностью должно быть меньше давления насыщения, соответствующего термическому уравнению состояния раствора. Для раствора масла при низких давлениях давление паров летучих компонентов подчиняется заокону Рауля: где X -мольная концентрация летучих компонентов в растворе; у - коэффициент активности; давление насыщения паров чистого растворителя при температуре - Т. - Ps (Т). Для расчета коэффициента активности в работе используется выражение вида Если учесть, что для расхода паров полностью испаряющегося летучего компонента сможем записать где G - расход масла; X - концентрация летучего компонента, найдем расход водяного пара, соответствующий условиям локального равновесия: Величина X вычисляется по соотношению у — j __ У[р (7) С ростом концентрации расход водяного пара G, соответствующий условиям равновесия, монотонно снижается.
Это означает, что, подавая в дистиллятор водяной пар с расходом для задаваемой величины остаточного содержания летучего компонента в масле, по всей высоте дистилляционного аппарата будет обес печен процесс удаления летучих компонентов масла. Надо отметить, что изложенный выше подход к вопросу о затратах водяного пара, относится к технологии непрерывной дистилляции или дезодорации сквалена из масла в аппаратах типа ректификационной колонны. Затраты водяного пара уменьшаются с понижением давления в аппарате. Результаты расчета парциального давления летучих компонентов при их отгонке из раствора с маслом (Т=453К, Ps = 0,003 МПа, G = 0,7 кг/кг масла) приведены в табл. 3.23. Из приведенных в табл. 32.3 данных следует, что парциальное давление паров сквалена в приведенных условиях процесса при его содержании в масле % (0,1 массовых долей) соответствует парциальным давлениям свободных жирных кислот с количеством углеродных атомов в молекуле не более 10 (х . С уменьшением массовой доли сквалена в растворе масла до 0,1 % давление его паров становится соизмеримым с упругостью паров олеиновой (Сis) кислоты. Для полного выделения сквалена из его раствора в масле необходимо увеличить температуру процесса более 180С, но при этом в погоны дистилляции будет переходить в большее количество жирных кислот с большим молекулярным весом.
При уменьшении температуры ниже 150С из масла амаранта преимущественно будут удаляться низкомолекулярные (Сю и менее) жирные кислоты и в меньшей степени сквален. Таким образом, с целью преимущественного выделения сквалена из масел в условиях глубокого вакуума (2 -3 мм рт.ст.) при расходе острого перегретого пара 0,7 кг на 1 кг масла следует ограничивать температуру процесса дистилляции летучих компонентов от 150 до 180 С. По разработанной технологии получения масла семян амаранта экстракцией углеводородным растворителем (гексаном) для выделения сквалена предлагаем трехступенчатую систему дистилляции мисцеллы дополнить четвертой ступенью, работающей в режиме дезодорации или молекулярной дистилляции и оснащенной на входе масла в аппарат форсункой специальной конструкции (рис.3.12), позволяющей вести распыление (диспергирование) масла в среде перегретого водяного пара. Тем самым достигается интенсификация процесса выделения сквалена и снижается температурное воздействие на масло. Полученные погоны будут представлять собой смесь сквалена, токоферолов, летучих жирных кислот, других летучих компонентов и сконденсированных паров воды и могут быть использованы самостоятельно после специальной их обработки.
Опытно-промышленная проверка использования масляного и СО2- экстрактов в производстве майонеза и маргарина
Опытно-промышленная проверка использования масляного и СОг -экстрактов в производстве майонезов и маргаринов Разработаны ТУ на масляный экстракт амаранта (приложение 9) и СОг -экстракт амаранта (Приложение 10). В майонезном цехе Армавирского МЖК масляный экстракт амаранта вводили в жировую фазу майонеза «Провансаль» вместо подсолнечного масла. Полученная партия майонеза «Провансаль Армавирский витаминизированный» по всем показателям удовлетворял ОСТ 10-77-84 «Майонезы» и обладал более высокими биологическими свойствами (Приложения 5, 6, 7). На майонез «Армавирский витаминизированный», в рецептуру которого входит масляный экстракт амаранта, разработаны технические условия (Приложение 8). Разработан проект ТУ на маргарин стооловый «Молочный витаминизированный» брусковый и наливной «Витаминизированный», в рецептуру которых предусматривается введение СОг -экстракта амаранта в качестве нативной жидкой масляной фазы взамен подсолнечного масла (Приложения 11 и 12). 1. Разработана технология получения концентратов биологически активных веществ из семян амаранта подсолнечным маслом рафинированным дезодорированным и жидкой двуокисью углерода и подобрано основное технологическое оборудование. Рекомендовано для производства масляного экстракта амаранта использовать применяемое в масложировой промышленности технологическое оборудование: двухшнековые экструдеры, пресса-экспеллеры, вальцевые станки, фильтр-пресса для очистки масла.
На производство СО2 -экстракта разработан технологический регламент с применением существующего оборудования. 2. Определено влияние сортовых особенностей семян амаранта на их физико-механические, физико-химические и биологические свойства. Установлено, что семена светлоокрашенного типа имеют более высокие биологические и технологические свойства. Установлены оптимальные условия действия липолитического фермента липазы для семян амаранта с влажностью 9,5 % при рН = 8 и температуре 50-60 С. Несмотря на некоторое отличие жирнокислотного состава от рекомендованного Институтом питания, более высокое содержание в масле амаранта сквалена, токоферолов и стеролов определяет повышенную физиологическую ценность масла. 3. Разработаны оптимальные с точки зрения эффективности извлечения масла экстракцией и последующей фильтрации мисцеллы режимы и спосо бы подготовки структуры материала. Наиболее эффективно масло извлека ется из лепестка, полученного путем извлечения семян, их влаготепловой обработки острым насыщенным паром при температуре 100 - 105 С до влажности 10 - 12 % и последующего лепесткования на вальцевом станке с зазором между валками 0,2 - 0,3 мм и подсушки лепестка до влажности 7-9%. При этих режимах происходит стабилизация качества масла в резуль-зате инактивации липолитических ферментов. Определен предел допустимого значения влажности семян (14 %), при котором при температуре 100 - 105 С эффект упругого последействия практически отсутствует и лепесток ведет себя как пластичное тело.
Определено, что скорость экстрагирования выше и количество извлеченного масла и неомыляемых веществ (в т.ч. сквалена) больше при выделении из измельченных семян фракции, обогащенной липидами и белками, ее влаго-тепловой обработке, лепестковании и экстракции. 4. Установлено, что при экстракции гексаном исчерпывающе извлекаются все компоненты из семян амаранта, в том числе нежелательные (свободные жирные кислоты, фосфолипиды, красящие вещества). Получение продуктов для пищевых целей требует тщательной очистки всех этих экстрактов, что не только усложняет технологию и ее аппаратурное оформление, но и тре бует дополнительных затрат на осуществление операций удаления нежела тельных компонентов. Поскольку гексановые экстракты могут служить экономически оправданным источником получения сквалена и провитаминов (токоферолов), целесообразно дополнить технологию их производства процессом модекулярной дистилляции. С этой целью рекомендована модификация подсистемы дистилляции гексановой мисцеллы путем введения дополнительной ступени. Определены оптимальные параметры процесса извлечения сквалена и других физиологически ценных компонентов из гексанового экстракта амаранта методом дистилляции с перегретым водяным паром (t = 100-180 С, Рост = 3.10 " МПа, расход пара 0,7 кг на 1 кг масла).
