Масары майын бастапа тазарту технолиясынны мселелерін шешу жолдары

Кіріспе

Мақсары – күрделі гүлділер тұқымына жататын, бір жылдық майлы дақыл. Оны көбінесе техникалық немесе тағамдық майды өндіру үшін өсіреді. Қазақстан, Америка Құрама Штаттары мен Үндістан мақсары өсіруден алдыңғы қатарлы мемлекеттердің бірі болып табылады [FAOSTAT, 2021]. Мақсары токоферолдардың жоғарғы деңгейімен және полиқанықпаған май қышқылдарының болуымен, жақсы агрономиялық сипаттамасымен, дәнді және майлы дақылдармен ауыспалылығымен үлкен потенциалға ие. Қазақстанда мақсарыны көбінесе өсімдік майын шығару үшін немесе оның дәндерін экспортқа шығаруға өсіріледі. Соңғы деректерге сүйенетін болсақ, 2021 жылдың қараша айында Қазақстанда 220,7 мың тонна мақсары жиналып, оның 2% қайта өңдеуге жіберілген[APK-INFORM] [1]. Қазақстанның ішкі нарығында мақсары өніміне деген сұраныс пен қызы-ғушылық жылдан-жылға артуда, бірақта өсірілетін мақсарының басым көпшілігі елімізде қайта өңдеу өндірістерінің дұрыс жолға қойылмауынан, Еуропаға, Жапонияға, Қытай мен Ресейге жіберіледі. Сонымен қатар, мұндай тенденцияның қалыптасуына тағы да бір себеп, жоғарыда айтылып кеткендей, мақса-рының бірінші кезекте халық арасында және өндірушілер арасындағы танымалдылығының төмен болуында.

Мақсары майының жалпы екі түрі бар, олар моноқанықпаған олеин май қышқылдары (70% астам олеин қышқылы) бар мақсары майы және полиқанықпаған линол май қыш-

қылдары (70-80% астам линол қышқылы) бар мақсары майы.

Көп мөлшердегі олеин қышқылы бар мақсары майы рафинатталған және рафинат-талмаған болады. Ол майдың екінші түріне қарағанда қышқылдануға төзімді. Рафинат-талмаған олеинді мақсары майында тағамдық заттар көп, бірақ оның қайнау температурасы төмен, яғни 107°С. Сол себепті оны қыздырмай көбінесе суық жеңіл тамақтар мен салаттарға қолданады. Ал аталмыш майдың рафинатталған типінің қайнау температурасы жоғары және 232°С құрайды, оның тамақты жылумен өңдеуде, қуыруда, бұқтыруға, пісіруге және т.б. мақсаттарда пайдаланады. Оның 1-1,5 жыл уақытында сақтауға болады [2].

Линол қышқылының мөлшері көп мақ-сары майы өзінің жоғарғы химиялық белсенділігіне байланысты ашып кетуге төзімді емес. Рафинатталмаған мақсары майды тамақ дайындауға пайдалануға келмейді, тек салаттарды дәмдеуге қолданылады. Құрамын-дағы омега-6 май қышқылдарының арқасында, линолды мақсары майы жүрек-қан тамыр ауруларының алдын алуға және артық салмақтан арылуға көмегін тигізеді. Мақсары майының бұл типі міндетті түрде мұздатқышта сақталу керек және оның сақтау мерзімі тек 3-5 айды құрайды [3].

Негізгі олеин немесе линол қышқылдарынан басқа, мақсары майының құрамында пальмитин, стеарин, миристин, линолен қышқылдары мен әртүрлі дәрумендер бар. Тағы бір айтып кететін маңызды факті, мақсары майының құрамында адам ағзасына құнды конъю- гиринді линолен қышқылының (CLA) шоғырлануы жоғары (басқа өсімдік майларымен салыстарғанда), мөлшері 0,7 мг/г құрайды. CLA ерекше әсері, ол адам ағзасындағы майды жағуға (соның ішінде ішкі ағзалар мен қарында) және бұлшық етті сергітеді. Майдың көп бөлігі энергияны қалыптастыру үшін бұлшықеттерде жанатындықтан, CLA май массасын екі жолмен азайтады – май қорын тікелей азайту және жанама түрде – бұл майды өз жұмысы үшін пайдаланатын бұлшықет көлемін ұлғайту. Сондай-ақ, CLA дененің силуэтін жақсарта отырып, жиі кездесетін "проблемалық жерлерде" (бел, жамбас және іш аймағында) майды жағу қабілетіне ие. Одан басқа, CLA кең таралған пайдалы жақтары ол зат айналымын үдету, бұлшық ет өсуін күшейтеді, холестерин мен триглицеридтердің деңгейін түсіреді, инсулинге төзімділігін төмендетеді, тағамдық аллергияларға реакцияның мүмкіндігін төмендетеді. [4, 5].

Зерттеу материалдары мен әдістері

Зерттеу нысаны ретінде мақсары майы мен оны терең тазарту технологиясы болып табылады.

Тазарту жұмыстырының ең маңызды сатыларының бірі – бастапқы тазарту жұмыстары болып табылады. Бұл престен кейігі майды фузааулағыш пен сүзу жабдықтарының көмегімен механикалық қоспалардан тазарту.

Зерттеу кезінде замануи физика-химия-лық және аналитикалық әдістер қолданылды.

Нәтижелер және оларды талқылау

Мақсары майын өндіру технологиясы жалпы өсімдік майларын өндіру техноло-гияларынан өзгешелігі жоқ.

1-ші суретте көрсетілген мақсары майын өндірудің технологиялық желісіне қысқаша тоқталып кететін болсақ.

1-сурет. Мақсары майын өндірудің дәстүрлі технологиялық желісі:

1-мақсары дәндеріне арналған бункер; 2-дозатор; 3-автоматты таразы; 4-сепаратор; 5-қалдықтарға арналған бункер; 6-магнитті сепаратор; 7-тасбөлгіш; 8-мақсары дәндерін сепараторлау және қабыршақтандыру жабдығы; 9-білікті станок; 10-бұрандалы тасымалдағыш; 11 -тазаланған мақсары дәндеріне арналған бункер; 12-қуырғыш; 13-бұрандалы май сығатын пресс; 14- фузааулағыш; 15-майға арналған сүзгіш; 16-реагенттерге арналған бак; 17-ағартқыш сазға арналған бак; 18-гидротацияға арналған сиымдылық; 19-тұнбға арналған сиымдылық; 20-бейтараптандыруға арналған сиымдылық; 21-соапстокқа арналған сиымдылық; 22-вакуум-жуу аппараты; 23-соапстокқа арналған сақтау орны; 24-май аулағыш; 25-жылугенераторы; 26-вакуум-сорғы; 27-жақтаулы сүзгіш; 28-дезодорацияға арналған сиымдылық; 29-бугенераторы; 30-бөгде заттарды сақтау орны; 31-скруббер; 32-ажарлағыш сүзгіш; 33-рафинатталған дезодорацияланған мақсары майын қабылдағыш; 34-мақсары майын буып-түю және құю желісі; 35-сорғы.

Егістік алқаптарынан жиналған мақсары дәндері сақтау бункеріне түседі, мұнда сақтаудың барлық режимдері мен параметрлері (температура, ылғалдылық және т.б.) сақталуы тиіс. Бункерден мақсары дәндер дозартор арқылы тасымалдау шнегіне түсіп, автоматты таразыда өлшенеді. Келесі кезекте бізде тазарту жұмыстары басталады, яғни мақсары дәндері сепараторда ұзын, қысқа және жеңіл, магинтті сепараторда металл және тасбөлгіште минералды қоспалардан тазартылады. Барлық қоспалардан тазартылған мақсары дәндері арнайы сепараторлау және қабыршақтандыру жабдығына түсіп, мақсары дәндерінің ядросы қабыршағынан бөліп, тағы бір тазарту сатысынан өтеді. Қабыршақтан айырылған мақсары дәндері білікті станокта майдалау процесінен өтеді де, шнекті тасымалдағыштың көмегімен мақсарыны сақтау бункеріне түседі.

Келесі сатылардың бірі, бұл мақсары дәндерінен майды сығып алу. Майды сығып алар алдында, мақсары дәндерін қуыру жабдығында (100-150°С) өңдейміз, нәтижесінде сапалы майды алудың қажетті жағдайлары жасаймыз. Қуыру жабдығынан кейін мақсары дәндері майды сығып алуға арналған бұрандалы преске келіп түсіп, мақсары майы сығып алынады [6].

Майды өндіру жұмыстарынан кейін, алынған майды әртүрлі механикалық қоспалардан тазарту, яғни бастапқы тазарту процестерінен өтеді. Бастапқы тазарту жұмыстарына сүзу, тұндыру жабдықтарымен жүргізіледі. Престен кейінгі тазартылмаған майдан ірі механикалық қоспалардан тазарту үшін фузааулағышта тұндырады (15-20 минут, майлы емес қоспалардың мөлшері тұндыруға дейін 10% тең болса,тұндырудан кейін 0,3-0,5% тең),содан кейін ұсақ механикалық қоспалардан тазарту үшін сүзгіден өткізеді(майлы емес қоспалардың мөлшері сүзуге дейін 0,3-0,5%, сүзуден кейін 0,05%).

Бастапқы тазарту жұмыстарынан кейін біз рафинатталмаған мақсары майын ала аламыз, ал егер біз рафинатталған мақсары майын өндіретін болсақ, онда қосымша фи-зика-химиялық тазартуға жібереміз.

Физика-химиялық тазарту гидратация-лау, бейтараптандыру, ағарту мен дезодора-циялау процестерінен тұрады.

Гидратация кезінде бастапқы тазартудан өткен мақсары майы араластырғышы бар сиымдылыққа келіп түседі. Сиымдылықтағы майға жылы су мен ас тұзы қосылып, жылу генераторының көмегімен І00оС дейін қыздырылып, 15 минут бойы 3-4 айн/мин жылдамдықта араластырылады. Гидратация кезінде мақсары майы фосфатидтер мен кейбір гидрофильді заттардан тазартылады.

Бейтараптандыру сиымдылығында мақ-сары майы еркін май қышқылдарынан, ішінара дәм мен түс беретін заттардан, фосфолипид-терден, аз мөлшердегі балауыз бен көмірсу-лардан тазартылады. Мұндай мақсары майы араластырылып, 65°С дейін қыздырылады. Содан кейін, белгілі формулалармен есептелген мөлшердегі сілті ертінідісі мен жылу су қосылады. Араластырғыш мақсары майында соапсток түйіршіктері тұна бастаған кезде өшіріледі де, бейтараптандыру процесі біткен соң 6 сағат тұндыру жүргізіледі.

Сілті ертіндісімен өңделген мақсары майы келесі кезекте ағарту процесінен өтеді. Ағарту - бұл мақсары майының сорбенттер-мен байланыс процесі. Нәтижесінде мақсары майы ағарып, құрамындағы майда ертитін пигменттердің, яғни каротиноидтердің, хло-рофильдердің, концерогенді қосылыстардың, сабынның, ауызды және шырышты заттардың жойылуына әкеледі. Түс беретін заттардан тазарту үшін майды адсорбциялық рафинациялау әдісі қолданылады. Ағарту процесі кезінді мақсары майы бар сиымдылықта 2 сағатта кем дегенде 65 см. сын. бағ. вакуум пайда болады. Содан кейін араластырғышты қосып, мақсары майы 80℃ температураға дейін қыздырылады да, вакуум көмегімен сиымдылыққа адсорбент ретінде ағартқыш саз (отбельная глина) беріледі, мөлшері майдың барлық массасының 0,5-2%. Майдың ылғалдылығы 0,1-0,05% құрауы тиіс. Адсорбен қосылғаннан кейін оптималды 60-90^ температурада 30 минут бойы араластырылып, суық сумен салқын-датылу керек.

Ағарту процесінен кейінгі мақсары майы жақтаулы сүзгішке барып, адсорбент-тен тазартылады.

Ағартылған мақсары майы соңғы фи-зика-химиялық процеске келіп түседі, бұл -дезодорация. Оның мақсаты мақсары майының құрамындағы иісіне және дәміне әсер ететін төмен молекулалы қышқылдарды, альдегидттерді, кетондарды және басқа да ұшқыш заттарды жою. Дезодорация кезінде сиымдылықта вакуум пайда болады, аралас-тырғыш пен парагенератор іске қосылады. Қалдық қысымның мөлшері 5мм. сын. бағ. аспауы керек, ал дезодорация процесінің температурасы 170оС құрайды. Парагенера-торда пайда болған будың қысымы 0,3 МПа жоғары болмауы тиіс, өткір бу сиымды-лықтағы мақсары майын араластырып, май-дағы еритін ауаны бөліп аламыз. Сиымды-лықтағы температура І80°С жеткенде, вакуум сорғыны қосамыз. Мақсары майынан бөлінетін ұшқыш заттар мен май тамшылары скрубберге барып, әртүрлі қоспалардан тазартылады да, тамшыларды жинағышта сақталады. Ал дезо-дорациядан кейінгі мақсары майы ажарлағыш сүзгі арқылы өтіп, дайын өнімді сақтау сиымдылығында жинақталады [7].

Мақсары майын өндірудің техноло-гиялық желісінің (1-сурет) барлық процестерді толық орындағаннан кейін біз рафинат-талған дезодорацияланған мақсары майын аламыз. Дайын өнім буып-түю және құю желісіне келіп, құтыларға құйылады.

Өндірілген мақсары майының ең маңызды сапалық көрсеткіштерінің бірі оның май-қышқылды құрамы болып табылады. Сондықтан мақсары майын технологиялық түрде өңдеуде тазарту процесінің алар орыны ерекше, соның ішінде бастапқы тазарту процесі. Престеуден кейінгі мақсары майын тазарту өте күрделі және маңызды, өйткені престелген майдың құрамында өнімнің сапасын төмендететін көптеген бөгде қоспалар мен заттар бар. Өсімдік майларын, оның ішінде мақсары майын тазарту тұйық циклда бірнеше сағатта жүретін күрделі процесс болып табылады. Сол себепті мақсары майын тазартпас бұрын, престен кейінгі тазаланбаған майдың қышқылды құрамы және бөгде қоспалар мен тұнбаның массалық үлесі нақты анықтап білу өте маңызды болды. Сондықтан, престен кейінгі тазартылмаған мақсары майының сынамасы Нұр-Сұлтан қаласындағы Қазақстан Республикасы Президентінің іс басқармасы медициналық орталығының «Санитарлық-эпи-демиологиялық сараптама орталығына» беріліп, нәтижелерін 1-ші кестеде көрумізге болады.

Егер кестеге назар аударатын болсақ, мақсары майының құрамында 16 мен 18 топтың май қышқылдарының мөлшері басым, басқа май қышқылдарының жалпы мөлшері тек 1,85% құрайды. Мақсары майының құрамында омега-6 май қышқылдарының (Цис-линол қышқылы 74,82% мен ү- линол қышқылы) үлесі көп екенін байқай аламыз. Омега- 6 май қышқылдары адамның терісіне пайдалы және ағзадағы халестерин деңгейін төмендетеді, қанның ұйығыштығын жақсартады, қабынуды алдын алады, ауырсынғанды жеңілдетеді.

Сонымен қатар, престен кейінгі тазаланбаған мақсары майының май қышқылды құрамының кейбір көрсеткіштері нормалан-баған және майлы емес қоспалар мен тұнбаның массалық үлесі стандарттарға сай емес. Бұл зерттеу нәтижелері бастапқы тазарту процесінің маңыздылығын көрсетеді. Жоғарыда айтып кеткендей, бастапқы тазарту процесі екі түрлі жабдықта (2-сурет, а) жүреді, ал бұл Қазақстанда кең таралған шағын және орта кәсіпорындар үшін экономикалық, өндірістік, технологиялық және еңбек пен операция аралық тасымалдау жағынан шығындарды туғызады.

• С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің «Тамақ және қайта өңдеу өндірістерінің технологиясы» кафедрасының «Ауыл шаруашылық өнімдерін өңдеу» ғылыми-экспериментальдық платформасының «Өсімдік майы эксперименттік-өндірістік цехында» мақсары майын бас-тапқы тазатуды зерттеу жұмыстары жүргі-зілуде. Зерттеу жұмыстары 2-ші суреттегі көрсетілген бастапқы тазартуға арналған сүзутұндыру центрифугасын жетілдіріліп құрастырылды. Аталмыш жабдық сүзу мен тұндыру ротор-ларымен жабдықталып, ортадан тепкіш күштің әсерімен мақсары майын механикалық қоспалардан тазартады.

Кесте 1. Престен кейінгі тазартылмаған мақсары майының май қышқылды құрамы мен бөгде қоспалар мен тұнбаның массалық үлесі

№	Атауы	Сипаттамалар мен нормалар	Нәтижесі
1	Каприл қышқылы С8:0	нормаланбайды	0,94
2	Миристин қышқылы С14:0	1,0 дейін	0,35
3	Пальмитин қышқылы С16:0	2,0-10,0	7,6
4	Пальмитолеин қышқылы С16:1	0,5 дейін	0,08
5	Цис-10-гептадецен қышқылы С17:1	нормаланбайды	0,1
6	Стеарин қышқылы С18:0	1,0-10,0	2,56
7	Олеин қышқылы С18:1	7,0-12,2	12,13
8	Цис-линол қышқылы С18:2	55,0-81,0	74,82
9	α-линолен қышқылы С18:3	1,0 дейін	0,95
10	Арахин қышқылы С20:0	2,5 дейін	0,33
11	Гадолеин қышқылы С20:1	нормаланбайды	0,06
12	Беген қышқылы С22:0	0,5 дейін	0,1
13	Бейорганикалық құрамы (мг/кг, көп емес): темір фосфор кремний күкірт хлор кальций марганец	5,0 нормаланбайды нормаланбайды нормаланбайды нормаланбайды нормаланбайды нормаланбайды нормаланбайды	0,024 0,067 0,066 0,085 0,091 0,107 0,0
14	Майлы емес қоспалар мен тұнбаның массалық үлесі	нормаланбайды	0,7

Нәтижесінде жоғарыда аталған шығындардың алдын алуға, сапалы және механикалық қоспалардан тазартылған мақсары майын алуға болады. Жоғарыда сипатталғандай мақсары майын өндірудің дәстүрлі технологиялық желісінде 3 (а) суретте көрсе-тілгендей сүзу мен тұндыру жекелеген жабдықтарда атқарылып келсе, біздің ұсынылып отырған жабдықта бұл процестер қарқынды түрде цетрифугалау арқылы 3 (б) суретте көрсе-тілгендей жүзеге асады. Желіге сүзу-тұн-дыру центрифугалау жабдығын енгіземіз нәтижесінде, майлы емес қоспалардың мөлшері 0,3-0,05% төмендете отырып, мақсары майын өндірудің өнімділігін арттырып, желінің технологиялық өңдеу ұзақтығын қысқартып, май қышқылды құрамы стандарттарға сай таза табиғи мақсары майын алуға қол жеткіземіз.

2-сурет. Мақсары майын бастапқы тазартуға арналған сүзу-тұндыру центрифугасы.

1-жетектің электроқозғалтқышы; 2-жетектің муфтасы мен нығыздама; 3-тесілген сүзу роторы;

4-қалдықтардың шығу науасы; 5-центрифуганың қақпағы; 6-құю штуцеры; 7-құю воронкасы; 8-құю воронкасын бекіту болты; 9-центрифуганың қақпағын бекіту құлпы; 10-бөлу фланеці; 11-центрифуганың корпусы; 12-тазартылған өнімнің шығатын штуцеры; 13-электроқозғалтқыштың қорғау қаптамасы; 14-тұндыру роторы.

3-сурет. Мақсары майын бастапқы тазартудың технологиялық желісі.

• а) дәстүрлі бастапқы тазарту технологиясы: 1-бұрандалы май сығатын пресс; 3-фузааулағыш; 3-майға арналған сүзгіш. б) ұсынылатын сүзу-тұндыру центрифугасы бар бастапқы тазарту технологиясы: 1- бұрандалы май сығатын пресс; 2-сүзу-тұндыру центрифугасы.

Қорытынды

Қазіргі кезде мақсары өнімінің танымал-дылығы артып, оған деген сұраныс өсуде. Мақсарыдан өндірілетін моноқанықпаған олеин мен полиқанықпаған линол қышқыл-дардары бар мақсары майы күнделікті тұрмыста қолдануда адам ағзасына көптеген пайдалы жақтары бар екені анық. Бірақта мақ-сары майын өндіру технологиясының кеңінен қолданыс таппауынан және терең зерттел-мегендігінен, оны өңдеуде көптеген мәселер шешілмеген. Осындай мәселелердің бірі мақ-сары майын тиімді тазарту. Сондықтан мақ-сары майын өндірудің технологиясын зерттеліп, бастапқы тазарту жұмыстарын сараптау жүргізіліп оңтайлы тазарту жолдары ұсынылды. Зерттеу жұмыстарын жүйелі орындау үшін престен кейінгі тазартылмаған мақсары майының май қышқылды құрамы және майлы емес қоспалар мен тұнбаның массалық үлесі арнайы зертханада анықталды. Престен кейінгі тазартылмаған мақсары майын алғашқы тазалау кезіндегі мәселелерді шешу мақсатында жетілдірілген сүзу-тұндыру центрифугасының жабдығы ұсынылып, сипатталды.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

• 1.    Анализ рынка семян сафлора в Казахстане - 2021. Показатели и прогнозы [Электронный

• 2.    Харисова А.В. Фармакогностическое исследование сафлора красильного (carthamus

  tinctorius l.). дисс. на соиска. уч. ст.канд. фарма. наук. 14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия. –М.: Саратов, 2014. – 160 с.

• 3.    H.Erinç, I.H.Isler. Optimization of conjugated linoleic acid production from safflower oil and purification by low temperature crystallization // Acta Alimentaria, Vol. 48 (1), PP. 37–46 (2019).

• 4.    M. Afarin, I. Alemzadeh*, Z. KouchakYazdi. Conjugated Linoleic Acid Production and Optimization Via Catalytic ReactionMethod Using Safflower Oil // IJE TRANSACTIONS B: Applications Vol. 31.- No. 8.- (August 2018) PP.1166-1171.

• 5.    Tony Jose and Alphine Joseph. Conjugated linoleic acid (CLA): Implications forhuman health and animal production // The Pharma Innovation Journal 2020; SP-9(8).-PP.33-37.

• 6.    Межгосударственный стандарт. Масла растительные. Метод определения жирнокислотного состава. ГОСТ 30418-96. Дата введения 1998-01-01. Электронный текст документа подготовлен АО "Кодекс" и сверен по: Официальное издание. Масла растительные. Методы анализа: Сб. ГОСТов. -М.: Стан-дартинформ, 2008.

• 7.    Юрченко Е.Н., Канюка Е.Ю. Жирнокислотный состав растительных масел. //Науковий журнал «ΛΌГOΣ. Мистецтвонаукової думки» - №2 -Лютий, 2019 ||| 67-69 с.

ресурс] – Режим доступа –