Метод переработки рапса обрушиванием семян и удалением оболочки

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 содержа- нием 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 пред- ставлены данные по содержанию веществ, оказывающих отрицательное влияние на пищевую ценность семян и продуктов переработки рапса, выращенных в Кузбассе, согласно ГОСТ 1058376 [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 не-дезодорированного 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 2659385; 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).

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 процессов-      Технологические операции

Готовая продукция

Рис. 2. Технологическая схема получения рапсового масла с обрушиванием семян и удалением семенной оболочки

Содержание жирных кислот в маслах с оболочкой и из чистого ядра, %

Таблица 2

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, вышении пищевой ценности и безопасности полученном из обрушенного и очищенного от рапсового масла.

оболочки ядра, снизилось содержание эруковой     Также изменяются и другие показатели, по- кислоты на 25 %, а количество α-линоленовой ложительно влияющие на качество полученного жирной кислоты семейства ω-3 возросло на продукта (табл. 3).

• 5 %. Изменение этих параметров говорит о по-

  Сравнение качества рапсового масла

  
  

Таблица 3

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.