Кемерово, Кемеровская область, Россия
В настоящее время рапсовое масло занимает третье место с долей 14,1 % на мировом рынке по объему производства, что составляет 29,1 миллионов тонн. Такая популярность обусловлена широкой областью применения в пищевой промышленности, фармакологии, косметологии, кормовой промышленности, лакокрасочной промышленности, кулинарии и др. Традиционная технология предполагает получение масла методом отжима из семян с оболочкой, в которой содержится большая доля ароматических и красящих веществ, придающих маслу темный цвет и специфический запах. Основным источником этих антипитательных веществ, темного цвета и неприятного запаха, снижающих качество масла, является оболочка рапса. Данное обстоятельство препятствует применению масла, например, в пищевой промышленности без глубокой переработки, т.е. рафинации и дезодорации. Предложен метод переработки рапса, включающий стадии обрушивания семян и удаления оболочки, позволяющий повысить качественные характеристики рапсового масла. Сравнительный анализ состава жирных кислот исследуемых масел показал, что в масле из ядра без оболочки повысилось содержание α-линоленовой жирной кислоты семейства ω-3 на 5 %, при этом содержание эруковой кислоты уменьшилось на 25 %. Исследование качественных характеристик масла, полученного из очищенного ядра, показало, что оно имеет более низкие показатели: перекисного числа – 1,4±0,2 ммоль активного кислорода/кг, кислотного числа – 1,0±0,1 мг КОН/г, цветного числа – 52,5±2,5 мг йода. Представленные данные свидетельствуют о повышении качественных характеристик рапсового масла, позволяющих снизить себестоимость масла за счет снижения затрат на рафинацию и дезодорацию.
рапс, растительное масло, технология, жирнокислотный состав, переработка масличных культур, качество масла, семена, ядро, оболочка
Введение. В настоящее время одним из наиболее стратегически важных продуктов питания является растительное масло. По прогнозам Министерства сельского хозяйства, в РФ в 2022 г. значительно увеличатся площади посевов под одну из наиболее перспективных масличных культур – рапс. Согласно данным Минсельхоза, в 2021 г. площади возделывания рапса составили 1682 тыс. га, что на 13 % больше, чем в 2020, а в 2022 г. предполагается увеличение площадей еще на 10–12 % [1].
На данный момент рапсовое масло занимает третье место на мировом рынке после пальмового и соевого – 29,1 млн т в 2021 г., или 14,1 %. Основным производителем и потребителем рапсового масла выступают страны Европейского союза, занимающие примерно 32 % всего рынка рапсового масла в мире. Однако есть все основания считать, что в 2022 г. в Евросоюзе площади под посев рапса и урожайность значительно снизятся, создавая риск потери лидирующей позиции на мировом рынке. Таким образом, в ближайшие годы спрос будет стабильно расти с одновременным повышением стоимости.
На данный момент Российская Федерация увеличила экспорт рапсового масла до 852 тыс. т, однако большая часть этого экспорта – это масло, полученное методом отжима и непригодное для переработки в пищу. При этом РФ импортирует обратно порядка 120 тыс. т, но уже переработанного (рафинированного и дезодорированного) масла обратно. А это означает, что занимаются переработкой и получением значительной прибыли иностранные производители, а РФ выступает в качестве экспортера сырья. Среди сибирских регионов лидирующие позиции по возделыванию рапса занимают Омская, Новосибирская и Кемеровская области. В 2021 г. в Кузбассе под рапс было засеяно 94 тыс. га, что на 24 тыс. больше, чем в 2020 г. [1].
В чем же причина такой популярности рапсового масла у потребителей в мире? Для начала стоит отметить, что рапсовое масло выступает сырьем для целого ряда областей в пищевой промышленности, кулинарии, фармакологии, косметологии, кормовой и лакокрасочной промышленности, производстве смазочных материалов и др. Стоит учитывать, что после отжима рапсовое масло обладает темно-коричневым цветом и резким специфическим запахом, так как в нем содержатся низкомолекулярные жирные кислоты, альдегиды, воска, полициклические ароматические углеводы, которые и определяют запах и вкус продукта. Для лакокрасочной промышленности и производства смазочных материалов рапсовое масло не требует особой переработки, но в остальных производствах использовать его без глубокой переработки невозможно из-за причин, озвученных выше. Но не стоит забывать про безопасность, так как в рапсе содержится эруковая кислота, с целью снижения ее доли все больше выводится новых сортов с низким содержанием эруковой кислоты [2]. Рапсовое масло с высоким ее содержанием называют техническим, и его использование запрещено в пищевой промышленности. Стоит учитывать, что рапс, выращенный в разных регионах, имеет незначительные отличия в физико-химическом составе, это связано с климатическими условиями [3]. В таблице 1 представлены данные по содержанию веществ, оказывающих отрицательное влияние на пищевую ценность семян и продуктов переработки рапса, выращенных в Кузбассе, согласно ГОСТ 10583-76 [4–6].
Таблица 1
Содержание веществ, оказывающих отрицательное влияние на пищевую ценность семян,
и продуктов переработки рапса Сибирского региона, %
|
Вредные вещества |
Регламентированные требования для рапса и продуктов его переработки |
Рапс |
|
Семена |
||
|
Глюкозинолат |
Не более 2,0 |
0,51±0,5 |
|
Масло |
||
|
Эруковая кислота |
Не более 3,0 |
1,2±0,7 |
|
Жмых |
||
|
Изотиоцианаты |
Не более 0,8 |
0,51±0,49 |
Как видно из таблицы 1, семена рапса, возделываемые в Кузбассе, соответствуют требованиям безопасности для переработки в качестве пищевого сырья [7, 8].
Также стоит отметить высокую пищевую ценность рапсового масла для пищевых нужд вследствие содержания большого количества полиненасыщенных жирных кислот, не уступающего по некоторым позициям широко используемому для правильного питания оливковому маслу [6, 9].
По какой причине на внутренний рынок РФ идет всего 2–3 % от общего объема производства рапсового масла, а 98 % продается на экспорт? Существуют разные факторы этой проблемы, во-первых, потребитель относится с подозрением к нему и привычным для него является подсолнечное масло, во-вторых, высокие затраты на рафинацию и дезодорацию масла, и в-третьих, многие производители не хотят связываться с производством конечных продуктов.
В этой связи разработка новых методов переработки и производства рапсового масла в Сибирском регионе является актуальной задачей.
Цель работы – разработка метода переработки семян рапса с обрушиванием и последующим удалением оболочки.
Задачи: изучить жирнокислотный состав, перекисное, кислотное и цветное числа нерафинированных и недезодорированных рапсовых масел, произведенных по традиционной технологии и разработанному методу; провести сравнительную оценку данных масел.
Объекты и методы. Объектами исследования служили образцы нерафинированного и недезодорированного масла, полученные по традиционной и разработанной технологиям. Состав жирных кислот масел определяли методом газовой капиллярной хроматографии по ГОСТ Р 51483-99. Кислотное число определяли по ГОСТ 31933-2012, перекисное число – по ГОСТ 26593-85; цветное число – по ГОСТ 5477-93. Все измерения проводили в трехкратной повторности.
Результаты и их обсуждение. Рассмотрим традиционные технологии производства рапсового масла холодным и горячим отжимом (рис. 1).
|
процессовПриемка семян |
|
Первичная очистка семян |
|
Сушка |
|
Вторичная очистка |
|
Прессование «холодным» способом |
|
Хранение |
|
Прессование «горячим» способом |
|
Предварительный нагрев |
|
Очистка масла |
|
Хранение масла |
|
Хранение жмыха |
Рис. 1. Схема получения масла традиционными методами отжима
При горячем способе отжима, отличающемся от холодного только стадией предварительного нагрева семян, увеличивается выход масла.
Однако в обеих технологиях отжим масла происходит вместе с оболочкой, а именно в ней содержится большая доля ароматических и красящих веществ, придающих маслу темный цвет и специфический запах. Таким образом, можно утверждать, что если проводить отжим масла без оболочки или с очень малым ее содержанием, то качество рапсового масла повысится и снизятся затраты на его рафинацию и дезодорацию.
Препятствием для удаления оболочки выступает малый размер семян рапса (от 0,8 до 1,6 мм) и прочная связь ядра и оболочки. Однако решение этой проблемы реализуемо при использовании современного оборудования [10]. Внедрив в технологическую линию два процесса обрушивания семян (на некоторых предприятиях эта стадия уже предусмотрена с целью повышения выхода масла) и удаления оболочки, можно добиться повышения качества масла и снижения себестоимости. Также при удалении оболочки повышается качество полученных жмыхов (с большим содержанием белка и меньшим содержанием глюкозиналатов), а также получается новый вторичный продукт – оболочка рапса. Предлагаемая технология производства рапсового масла с обрушиванием семян и удалением семенной оболочки представлена на рисунке 2.
Сравнение состава жирных кислот масла, полученного из рапса с оболочкой и ядра, представлено в таблице 2.
|
Группы
|
|
Технологические операции |
|
Готовая продукция |
|
Розлив |
|
Хранение |
|
Нерафинированное масло |
|
Подготовка масличного сырья к извлечению масла |
|
Прессование |
|
Калибрование Обрушивание Удаление оболочки |
|
Прессование |
|
Подготовка к хранению и хранение семян |
|
Оболочка |
|
Ядро |
|
Жмых |
|
Масло |
|
Предварительная очистка |
|
Кондиционирование |
|
Первичная очистка |
Рис. 2. Технологическая схема получения рапсового масла с обрушиванием семян
и удалением семенной оболочки
Таблица 2
Содержание жирных кислот в маслах с оболочкой и из чистого ядра, %
|
Жирные кислоты, содержащиеся в масле рапса |
Масло из рапса с оболочкой |
Масло из чистого ядра |
|
1 |
2 |
3 |
|
α-линоленовая ω-3 |
9,15 |
9,62 |
|
γ-линоленовая ω-6 |
0,11 |
0,09 |
|
Арахиновая |
0,49 |
0,45 |
|
Бегеновая |
0,20 |
0,19 |
|
Вакценовая 11транс |
3,02 |
2,52 |
|
Гексадекадиеновая |
0,02 |
0,04 |
|
Гексадеценовая |
0,06 |
0,04 |
|
Гептадеценовая |
0,03 |
0,03 |
|
Гондоиновая |
1,21 |
1,22 |
|
Докозадиеновая |
0,03 |
0,03 |
|
Докозатриеновая |
0,11 |
0,09 |
|
Изо-октадекадиеновая |
0,03 |
0,03 |
|
Лауриновая |
0,02 |
0,03 |
|
Линолевая |
20,58 |
19,82 |
|
Лигноцериновая |
0,16 |
0,18 |
|
Маргариновая |
0,04 |
0,04 |
|
Миристиновая |
0,09 |
0,10 |
|
Олеиновая 9-цис |
57,19 |
58,41 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
|
Пальмитиновая |
4,52 |
4,52 |
|
Пальмитолеиновая 9-цис |
0,29 |
0,16 |
|
Пентадекановая |
0,02 |
0,02 |
|
Пентадеценовая |
0,01 |
0,01 |
|
Стеариновая |
1,73 |
1,68 |
|
Эйкозадиеновая |
0,16 |
0,19 |
|
Эйкозатриеновая |
0,06 |
0,08 |
|
Эруковая |
0,61 |
0,46 |
Как видно из таблицы 2, в рапсовом масле, полученном из обрушенного и очищенного от оболочки ядра, снизилось содержание эруковой кислоты на 25 %, а количество α-линоленовой жирной кислоты семейства ω-3 возросло на 5 %. Изменение этих параметров говорит о повышении пищевой ценности и безопасности рапсового масла.
Также изменяются и другие показатели, положительно влияющие на качество полученного продукта (табл. 3).
Таблица 3
Сравнение качества рапсового масла
|
Показатель качества |
Масло нерафинированное |
|
|
из неочищенных семян |
из масличного ядра |
|
|
Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг |
2,3±0,9 |
1,4±0,2 |
|
Кислотное число, мг КОН/г |
1,9±0,4 |
1,0±0,1 |
|
Цветное число, мг йода |
77,5±7,5 |
52,5±2,5 |
Как видно из данных таблицы 3, рапсовое масло, полученное из ядра без оболочки, имеет более низкие перекисное, кислотное и цветное числа. Это говорит о том, что полученное масло более высокого качества, оно имеет яркий насыщенный желтый цвет, а также гораздо более мягкий вкус. Согласно проведенным органолептическим исследованиям, масло, полученное из рапса с оболочкой, не пригодно в пищу в чистом виде, а полученное из ядра обладает насыщенным, но не резким вкусом с легким ореховым привкусом и приятным нерезким травянистым запахом [9, 10].
Заключение. Предложенный метод переработки рапса с обрушиванием семян и последующим удалением оболочки позволяет улучшить качественные характеристики получаемого масла, облегчить последующие технологические процессы получения пищевого масла, снизить затраты на рафинацию и дезодорацию. При этом понижается цветность масла и его специфический запах, улучшается состав жирных кислот и пищевая ценность. Предложенный метод переработки позволит снизить себестоимость и повысить конкурентоспособность рапсового масла.
1. Обзор рынка рапсового масла: агровестник. URL: https://agrovesti.net/lib/industries/oil-seeds/obzor-rynka-rapsovogo-masla.html.
2. Особенности химического состава семян рапса современных селекционных сортов / Л.А. Мхитарьянц [и др.] // Известия вузов. Пищевая технология. 2012. № 4. С.33–36.
3. Горпинченко Т.В. Актуальные вопросы продовольственного и кормового использования рапса (обзор) // Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. № 7. С. 54–63.
4. Константинова И.С. Повышение эффективности переработки семян рапса путем их калибрования и удаления оболочки: дис. … канд. техн. наук: 05.20.01. Челябинск, 2002. 179 с.
5. Контроль безопасности рапса и продуктов его переработки / ФГБУ «Федеральный центр оценки безопасности и качества зерна и продуктов его переработки». URL: http://www.fczerna.ru/News.aspx?id=1310.
6. Лисицин А.Н. Традиционные и новые виды масличных культур для выращивания и переработки в зонах засушливого земледелия // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. № 11. С. 30–35.
7. Рензяева Т.В. Потребительские свойства продуктов переработки крестоцветных масличных культур Сибирского региона. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2009. 200 с.
8. Рензяева Т.В., Рензяев О.П., Рензяев А.О. Разработка способа повышения качества продуктов переработки рапса и рыжика // Масложировая промышленность. 2009. № 3. С. 32–34.
9. Быкова С.Ф.. Давиденко Е.К., Минасян Н.С. Переработка семян крестоцветных (рапса, рыжика, сурепицы) современных сортов // Вестник Всероссийского научно-исследова-тельского института жиров. 2013. № 2. С. 5–8.
10. Рензяев А.О. Разработка комплекса оборудования и исследование процесса разделения рушанки семян рапса: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12. Кемерово, 2013. 145 с.
