Способ получения жирного масла и воска из косточек винограда сверхкритической флюидной экстракцией диоксидом углерода (варианты)

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения масла из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, а для получения высококачественного нерафинированного виноградного масла с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 350 атм, температуре 40-50°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности экстракции 60 мин. По второму варианту, способ получения масла и воска из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, а для получения жирного масла и натурального воска с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 450 атм, температуре 60°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности 60 мин, а затем масло от воска отделяют центрифугированием. Изобретение позволяет упростить процесс получения масла из косточек винограда сверхкритической флюидной экстракции за счет исключения использования сорастворителя, повысить выход масла с помощью подбора условий экстракции - степени измельчения косточек винограда, давления, температуры и времени. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

 

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения масла и воска из косточек винограда (grapeseedoil), методом сверхкритической флюидной экстракции. Образцы косточек винограда высушенные и очищенные от примесей, измельченные до фракции 0.25-0.45 мм, экстрагируют сверхкритическим диоксидом углерода: при давлении 350-450 атм, температуре 30-60°С и времени 60 мин, поток флюида 50 г/мин.

Масло из косточек винограда полученное сверхкритическим диоксидом углерода, характеризуется высоким содержанием: незаменимых ненасыщенных жирных кислот(витамин F) более 88%:пальмитолеиновая кислота (С16:1Δ9) - 0.20, линолевая кислота (С18:2Δ6) - 70.50, олеиновая кислота (С18:1Δ9) - 17.50, линоленовая кислота (С18:3Δ3) - 0.35; насыщенных жирных кислот (около 12%): миристиновая кислота (С14:0) - 0.25, пальмитиновая кислота (С16:0) - 7.50, стеариновая кислота (С18:0) - 4.20; незаменимых жирорастворимых биологически активных веществ: токоферолов (витамин Е) 292 мг/%, каротиноидов (провитамин А) 4.7 мг/%, хлорофиллов 4.9 мг/%; отсутствием органического растворителя.

Изобретение может быть использовано в масложировой промышленности, в частности для получения высококачественного нерафинированного масла и натурального воска из виноградных косточек сверхкритической экстракцией углекислым газом.

Известен способ получения масла из виноградных косточек прессовым способом[1. Сергеев А.Г. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Том 1. Книга 2. Л.: ВНИИЖ, 1974. - 331 с.].

Технологический процесс при переработке виноградных косточек прессовым способом складывается из следующих операций: очистки косточек от сорных примесей, кондиционирования косточек (сушка до влажности не выше 12%), если это необходимо, измельчение косточек на рифленых и гладких вальцах, подготовки мезги в чанной жаровне, прессования мезги на прессах однократного окончательного отжима типа экспеллера.

При холодном прессовании виноградных косточек эффективность выхода масла в значительной мере определяется степенью их измельчения и глубиной вскрытия клеточной структуры. Повышение давления в смеси сопровождается естественным повышением ее температуры до 60°С, что не отражается отрицательно на качестве продукта. Масло, полученное таким способом, характеризуется выраженным ароматом и вкусом, и в нем практически полностью сохраняются БАВ. Такое масло не подвергается рафинации, которая значительно снижает его качество. Однако этот метод не позволяет получить масло в большом объеме и с высоким выходом, что и объясняет достаточно высокую цену на такое масло.

Известен способ получения растительных масел, включающий очистку семян от примесей, измельчение, обработку реагентом, в качестве которого используют глицин в количестве 0,3-1,0% к массе мятки, в виде водного раствора при постоянном перемешивании в течение 3-5 мин. Далее проводят влаготепловую обработку и выделение масла методом прессования [2. Патент RU 2219227 Способ получения растительных масел / И.Ф. Горлов, Т.В. Каренгина, М.И. Сложенкина. Заявл.: 2002112113/13, 06.05.2002. Опубл.: 20.12.2003.].

Недостатками известного способа применительно к получению масла из виноградных косточек являются:

- глицин (аминоуксусная кислота) является органической кислотой и не позволяет влиять на разрушение клеточной структуры мятки и ослабления форм связи масла с твердой фазой, следовательно, не увеличивает выход масла;

- глицин работает на поверхности твердой фазы мятки, не проникая внутрь клетки, и за счет этого не оказывает влияние на сопутствующие липидам вещества, т.е. не снижает их выход при извлечении масла;

- сложность получения глицина и высокая стоимость не позволяют его использовать в технологии получения масла из виноградных косточек.

Известен способ получения масла из виноградных косточек, включающий очистку косточек от примесей, измельчение, обработку мятки реагентом, влаготепловую обработку проводят при нагревании мятки до температуры 105-110°С и последующее выделение масла прессовым методом. В качестве реагента для увлажнения мятки используют электроактивированную жидкость с рН 1,4-2,5 в количестве 3-10% от массы сырья. При этом электроактивированную жидкость получают путем электролиза 1-5% водного раствора NaCl, при силе тока 1,0-1,5 А, напряжении тока не более 50 Вт и скорости потока жидкостей в электролизере католита 5-10 см3/ч, анолита 2-3 см3/ч [3. Патент RU 2563935 Способ получения масла из виноградной косточки / В.И. Мартовщук, Т.В. Мгебришвили, В.Е. Тарасов, С.В. Тарасов. Заявл.: 2013114296/13, 29.03.2013. Опубл.: 28.08.2015.].

Недостатком данного способа является сложность процесса связанный с необходимостью получения электроактивированной жидкости и влаготепловой обработкой мятки при 105-110°С. При такой технологии выход масла больше, по сравнению с холодным прессованием, но его качество ниже, так как при высокой температурной обработке масло теряет ряд своих ценных витаминных свойств.

Перспективной технологией извлечения жирного масла из косточек винограда является сверхкритическая флюидная экстракция диоксидом углерода, которая может обеспечить высокую степень извлечения масла, и при этом лишена недостатков, связанных с необходимостью отгонки токсичного растворителя. Диоксид углерода обладает низкими значениями критических параметров: Ткрит=30.9°С, Ркрит=72.8 атм., критическая плотность 0.469 г/см3; СО2 не горит и нетоксичен, и позволяет осуществлять селективную и углубленную переработку сырья, варьируя параметры экстракции.

Исследованию влияния параметров сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода на выход виноградного масла посвящены работы, результаты которых не во всем согласуются. Так, например, в работе [4. Ruiz del Castillo М. L., Carmen G., Gracia P. В., GemaF. The journal is The Royal Society of Chemistry Food Function. 2015, 6. P. 2607. DOI: 10.1039/c5fo00325c] в качестве рабочих условий выбраны 30 МПа и 313 К, при этом не приведены сведения о степени измельчения, времени экстракции и расходе СО2; в работе [5. Agostini F., Bertussi R. А., Agostini G, Atti dos Santos A. C, Rossato M., Vanderlinde R. The Scientific World Journal. 2012. ArticleID 790486, 9 pages. DOI:10.1100/2012/790486]для достижения максимального выхода масла 14.66% из косточек винограда сорта Мерло предлагаются следующие условия экстракции: 25 МПа, 353 К, время экстракции 60 минут и расход СО2 69 г/минуту; авторы [6. Stela J., Marco В., Krunoslav A., Mate В., Maja М. The International Journal of Food Science and Technology. 2016. Vol.51.P. 403.] предлагают проводить экстракцию при 40 МПа, 314 К, времени экстракции 90 минут и расходе СО2 32 г/минуту, при этом выход масла из косточек сорта Каберне Франк составляет 14.49%.

Известен способ получения масла из виноградных косточексверхкритической флюидной экстракцией углекислым газом с использованием в качестве сорастворителя этанола [7. Pat. KR 20060093145 A Extraction method of grape seed oil by supercritical fluid extraction. DateApp: 2005-02-21 KR 20050013922 A. PubNumberStatus: 2006-08-24 KR 20060093145 A Application.]. Косточки винограда, измельченные до фракции менее 100 меш (менее 0,15 мм) подвергают экстракциипри давлениях 71-500 атм и температурах 31-90°С в течение 3 часов.

По своей технической сущности и достигаемому результату, наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков является этот способ, который выбран нами в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются: низкий выход масла около 83%, например,при проведении процесса экстракции под давлением 300 атм, температуре 40°С в течение 3 ч (пример 1); применение сорастворителя - этанола для повышения выхода масла до 94% (пример 2); необходимость отгонки сорастворителя; измельчение косточек до фракции менее 100 меш, при таком размере частиц снижается ход диффузионного процесса; проведение экстракции под давлением 500 атм и температуре 90°С приводит разрушению термонеустойчивых лабильных полезных компонентов масла.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса получения масла из косточек винограда сверхкритической флюидной экстракции за счет исключения использования сорастворителя, повышение выхода масла с помощью подбора условий экстракции - степени измельчения косточек винограда, давления, температуры и времени.

Технический результат достигается тем, что способ получения масла из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, характеризуется тем, что для получения высококачественного нерафинированного виноградного масла с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 350 атм, температуре 40-50°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности экстракции 60 мин.

А по второму варианту, способ получения масла и воска из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, характеризуется тем, для получения жирного масла и натурального воска с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 450 атм, температуре 60°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности 60 мин, а затем масло от воска отделяют центрифугированием

Пример 1. В автоклав экстрактора объемом 1000 см3 загружали 350 г измельченных до фракции 0.25-0.45 мм косточек винограда. Процесс экстракции осуществляли при давлении 350 атм, температуре 30°С и скорости потока флюида 50 г/мин, продолжительность экстракции 60 мин. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком без примеси воска составил 13.5%, т.е. 90.6% от выхода масла (14.9%)полученного исчерпывающей экстракцией гексаном в течение 12 часов в аппарате Сокслета.

Пример 2. Пример 2 осуществляли как пример 1 при давлении 350 атм и температуре 40°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком без примеси воска - 14.4%, что составляет 96.6% от максимального выхода масла.

Пример 3. Пример 3 осуществляли как пример 1 при давлении 350 атм и температуре 50°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком 14.9% с примесью воска около 0.2%.

Пример 4. Пример 4 осуществляли как пример 1 при давлении 350 атм и температуре 60°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком 14.9% с примесью воска 1.0%.

Пример 5. Пример 5 осуществляли как пример 1 при давлении 400 атм и температуре 30°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком 14.9% с примесью воска 1.1%.

Пример 6. Пример 6 осуществляли как пример 1 при давлении 450 атм и температуре 30°С. Выход маслажелтого цвета с зеленоватым оттенком 14.9% с примесью воска 1.6%. Выход масла 16,5%.

Пример 7. Пример 7 осуществляли как пример 1 при давлении 450 атм и температуре 40°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком14.9% с примесью воска 1.9%.

Пример 8. Пример 8осуществляли как пример 1 при давлении 450 атм и температуре 50°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком14.9% с примесью воска 2.1%.

Пример 9. Пример 9 осуществляли как пример 1 при давлении 450 атм и температуре 60°С. Выход масла желтого цвета с зеленоватым оттенком 14,9% с примесью воска 2.6%.

Таким образом, из выше представленных результатов видно, что при проведении экстракции при температуре 30°С под давлением диоксида углерода 350 атм и ниже степень извлечения масла из косточек винограда составляет менее 91% от содержавшегося в исходном сырье (пример 1).

Оптимальными условиями для получения жирного масла из косточек винограда для пищевой и фармацевтической промышленности сверхкритической флюидной экстракцией практически полным выходом содержащего в косточках масла являются: давление диоксида углерода 350 атм и температура в интервале 40-50°С при продолжительности экстракции 60 минут и скорости потока флюида 50 г/мин (примеры 2 и 3).

Для получения не только жирного масла, но и растительного воскаиз косточек винограда процесс экстракции необходимо проводить под давлением 450 атм, температуре 60°С, скорости потока флюида 50 г/мин, продолжительности экстракции 60 мин (пример 9).

Числовые показатели косточек винограда технического сорта Ркацители и виноградного масла определяли по методикам [8. Государственная фармакопея СССР. XI издание. М., 1987. Выпуск 1. 336 с.]; каротиноиды, токоферолы и хлорофиллы определяли по методикам [9. Государственная фармакопея СССР. XI издание. М.,1987. Выпуск 1. 336 с.; 10. Гринкевич Н.И., Софич Л.Н. Химический анализ лекарственных растений. М.: Медицина, 1983. 346 с.] на спектрофотометре SPECORD 210 Plus.

Для определения жирно-кислотного состава виноградного масла триглицериды жирных кислот переводили в метиловые эфиры жирных кислот по ГОСТ Р 51486-99 [11. ГОСТ Р 51486-99 Масла растительные и животные жиры. Получение метиловых эфиров жирных кислот. М., 2000. 8 с.]. Определение метиловых эфиров жирных проводили на газовом хроматографе Agilent Technologies 7820А GC System Maestro оснащенным масс-селективным детектором Agilent Technologies 5975 Series MSD с ионизацией электронным ударом, энергия ионизации -70 эВ. Разделение проводили на кварцевой капиллярной колонке с малополярной неподвижной фазой HP- 5ms 30 м × 0,25 мм, толщиной пленки 0,25 мкм (AgilentTechnologies, США) при режиме программирования температуры: изотерма 150°С (5 мин), нагрев до 210°С со скоростью 5°С/ мин - изотерма 10 мин. Температура испарителя 250°С, температура источника ионов 230°С, температура квадруполя 150°С. Скорость газа-носителя 1 мл/мин. Делитель потока 1:40; объем пробы 0,5 мкл.

В таблицах 1 и 2 представлены результаты определения физико-химических характеристик виноградных косточек полученных с Дербентского коньячного комбината (Республика Дагестан, Россия) и масла полученного из них при оптимальных условиях проведения процесса сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода.

Таким образом, предложенным способом можно получить: высококачественное нерафинированное виноградное масло для пищевой и фармацевтической промышленности обладающее мощным естественным антиоксидантным, радиопротекторным, антиинфекционным и антиксерофтальмическим свойством; натуральный воск, состоящий главным образом, из сложных эфиров жирных кислот и одноатомных спиртов, а также свободных жирных спиртов, жирных кислот и углеводородов, который широко применяют при производстве декоративной косметики и средств по уходу за кожей, в фармации как ингредиент оболочек для таблеток.

Используемые источники информации

1. Сергеев А.Г. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Том 1. Книга 2. Л.: ВНИИЖ, 1974. - 331 с.

2. Патент RU 2219227 Способ получения растительных масел / И.Ф. Горлов, Т.В. Каренгина, М.И. Сложенкина. Заявл.: 2002112113/13, 06.05.2002. Опубл.: 20.12.2003.

3. Патент RU 2563935 Способ получения масла из виноградной косточки / В.И. Мартовщук, Т.В. Мгебришвили, В.Е. Тарасов, С.В. Тарасов. Заявл.: 2013114296/13, 29.03.2013. Опубл.: 28.08.2015.

4. Ruiz del Castillo М. L., Carmen G., Gracia P. В., GemaF. The journal is The Royal Society of Chemistry Food Function. 2015, 6. P.2607. DOI: 10.1039/c5fo00325c

5. Agostini F., Bertussi R. A., Agostini G., Atti dos Santos A. C., Rossato M., Vanderlinde R. The Scientific World Journal. 2012. Article ID 790486, 9 pages. DOI: 10.1100/2012/790486

6. Stela J., Marco В., Krunoslav A., Mate В., Maja M. The International Journal of Food Science and Technology. 2016. Vol. 51. P.403.

7. Pat. KR20060093145A Extraction method of grape seed oil by supercritical fluid extraction. Date App: 2005-02-21KR20050013922A. Pub Number Status: 2006-08-24KR20060093145A Application.

8. Государственная фармакопея СССР. XI издание. М., 1987. Выпуск 1. 336 с.

9. ГОСТ 17.1.4.02-90. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла. М., 1999. 12 с.

10. Гринкевич Н.И., Софич Л.Н. Химический анализ лекарственных растений. М.: Медицина, 1983. 346 с.

11. ГОСТ Р 51486-99 Масла растительные и животные жиры. Получение метиловых эфиров жирных кислот. М., 2000. 8 с.

1. Способ получения масла из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, отличающийся тем, что для получения высококачественного нерафинированного виноградного масла с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 350 атм, температуре 40-50°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности экстракции 60 мин.

2. Способ получения масла и воска из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, отличающийся тем, для получения жирного масла и натурального воска с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 450 атм, температуре 60°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности 60 мин, а затем масло от воска отделяют центрифугированием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается способа. Способ получения экстрактов биологически активных веществ из биомассы клеточных культур растений in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L.) предусматривает высушивание и измельчение биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L.) с последующим экстрагированием 70%-ным водным раствором этанола, фильтрованием экстракта, центрифугированием фильтрата и выпариванием растворителя.

Изобретение относится к масложировой и комбикормовой промышленности. Способ и устройство для производства пеллет из жмыха семян масличных культур предусматривает измельчение жмыха, экстракцию лепестков жмыха гексаном в шнековом экстракторе, дистилляцию мисцеллы и отгонку растворителя из шрота с непрерывным отводом образовавшихся паров в вакуум-выпарном аппарате, конденсацию паров кипящего гексана в рекуперативном теплообменнике за счет рекуперативного теплообмена с низкопотенциальным паром, экструзию шрота в шнековом экструдере, охлаждение жмыха перед измельчением и пеллет после экструдирования охлажденным воздухом в воздушных охладителях, использование двухступенчатого высокотемпературного парокомпрессионного теплового насоса для получения перегретого пара в конденсаторе второй ступени и его подачу в греющую рубашку экструдера, отвод высокопотенциального пара из греющей рубашки экструдера в греющую камеру вакуум-выпарного аппарата, отвод низкопотенциального пара из греющей камеры вакуум-выпарного аппарата в рекуперативный теплообменник с возвратом в конденсатор второй ступени с образованием замкнутого цикла; охлаждение воздуха в первой ступени испарителя до температуры 14-16°С, его подачу в воздушные охладители и через циклон для очистки воздуха от взвешенных частиц с возвратом в испаритель первой ступени с образованием замкнутого контура.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Обессоленная композиция липидов криля, содержащая: от 30 до 50% масс./масс.
Изобретение относится к получению продуктов, содержащих биологически активные вещества (БАВ), обработкой биологического сырья и может быть использовано в пищевой, фармацевтической и парфюмерно-косметической промышленности.

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности. Установка для экстракции растительного сырья включает емкость для хранения жидкого СО2, сообщенную с первым входом первого испарителя, выход которого соединен с емкостью для сбора жидкого СО2, при этом первый выход емкости для сбора жидкого CO2 сообщен с входом третьего теплообменника, а второй выход - с верхней частью экстрактора, сообщенного со вторым испарителем, первый выход которого связан со вторым входом первого испарителя, второй выход связан с емкостью для сбора каротиноидов, а третий выход - с сепаратором, первый выход которого связан с емкостью для сбора флавоноидов, второй выход сепаратора связан с емкостью для модификатора, которая посредством насоса сообщена с входом третьего теплообменника, связанного с нижней частью экстрактора.

Изобретение относится к оборудованию экстракции растительного сырья и может быть использовано в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Установка для экстракции растительного сырья включает экстракционную камеру, выполненную в виде цилиндрического корпуса с крышкой, с установленными в нижней ее части сменными ситами, имеющую отверстия в верхней и нижней частях.

Изобретение относится к оборудованию комплексной переработки древесины. Установка для комплексной переработки древесины лиственницы включает загрузочное устройство, снабженное узлом подачи растворителя, подогревателем для растворителя, бункер-питателем, шнековым транспортером.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения яичного масла. Способ получения яичного масла заключается в том, что яйцо отваривают в течение 5-10 минут, охлаждают, отделяют белок от желтка и ведут экстракцию яичного желтка, предварительно протертого через сито, при температуре 18-24°С не менее 24 часов неполярным растворителем, в качестве которого берут гексан при соотношении желтка и растворителя 1:2-1:5 с последующей отгонкой растворителя под вакуумом при температуре кипения экстракта не более 55°С.

Предложенная группа изобретений относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения неомыляемого продукта из авокадо и неомыляемому продукту из авокадо, обогащенному насыщенными алифатическими углеводородами.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к генетически модифицированному растению канолы или сои, которое продуцирует масло, содержащее эйкозапентаеновую кислоту в количестве от 0,01 до 10% по массе общих жирных кислот, к его семени, а также к маслу, полученному из вышеуказанного семени.
Наверх