Метод повышения качества рапсовых жмыхов в АПК

Введение. Сложившаяся ситуация на мировых рынках продуктов питания и особенно растительного масла показывает резкое повышение спроса на растительные масла в восточных странах и странах Европейского союза, а также повышение его стоимости. Одним из самых главных экспортеров на этих рынках выступает Российская Федерация. Согласно прогнозам, обнародованным Министерством сельского хозяйства РФ в 2021 г., под одну из основных сельскохозяйственных масличных культур – рапс было выделено 1682 тыс. гектаров, а в 2022 г. ожидается прирост на 12 % (до 1883 тысячи гектаров) [1].

Рапсовое масло находится на третьем месте по объему потребления на рынке растительных масел после пальмового и соевого, что составляет 14,1 % общего мирового рынка, это более 29,1 млн т. Значительный объем производимого рапсового масла означает, что при этом получается более 80 млн т рапсовых жмыхов. Как известно, рапсовый жмых является очень распространенной добавкой в кормах животных [2].

Развитие комбикормовый промышленности и создание высокоэффективных кормов – одно из самых перспективных направлений развития агропромышленного комплекса (АПК) для увеличения производства мяса, молока, яиц. В рапсовых жмыхах содержится большое количество протеина, что позволяет говорить о более быстром приросте массы животных, а также холина рибофлавина, фолиевой кислоты. Также в нем присутствуют в больших количествах минеральные вещества: кальций, магний, фосфор, марганец, цинк.

Некоторые вещества, содержащиеся в рапсе, являются антипитательными (глюкозинола-ты, изотиоционаты, эруковоя кислота и др.), они предназначены не только для того, чтобы его не ели животные, но и создают барьер для бактерий и насекомых. Наличие данных веществ в рапсовых жмыхах оказывает отрицательное влияние на работу желудочно-кишечного тракта животных и усвояемость пищи, а также влияет на качество получаемого мяса, молока и яиц [3, 4]. Исходя из этого, в корма животных добавляется не более 15 % рапсовых жмыхов.

Наибольшую популярность в виде добавки в корма животных получил соевый жмых за счет своего высокого содержания протеина и аминокислотного баланса. Однако рапсовые жмыхи практически не уступают по своим питательным свойствам соевым. Содержание аминокислот в соевом жмыхе – 333 мг/кг, а в рапсовом – 325 мг/кг. Питательные свойства и минеральный состав рапсовых жмыхов представлен в таблицах 1, 2 [5].

Таблица 1

Показатель, г/кг	Содержание
Сухое вещество	895±15
Жир	87±1
Клетчатка	112,5±1,5
Крахмал	30±1
Сахар	89,5±1,5
Белок	329±9
Энергетическая ценность, МДж	12,5±0,3

Таблица 2

Показатель, мг/кг	Содержание
Железо	543±5
Цинк	48,5±0,2
Марганец	44,1±0,3
Калий	11,1±0,3
Фосфор	7,9±0,2
Медь	7,2±0,2
Кальций	4,8±0,2
Магний	4,4±0,2
Сера	4,2±0,1
Йод	0,5±0,1
Однако стоит отметить, что исследованные рапсовые жмыхи – продукты классической технологии производства рапсового масла. В традиционных технологиях рапсовое масло производится двумя способами – «холодным» и «горячим» (рис. 1). При данных технологиях полученное рапсовое масло не пригодно сразу к потреблению, так как оно обладает темнокоричневым цветом и очень резким специфическим запахом. Соответственно такое масло необходимо обязательно рафинировать и дезодорировать, что достаточно энерго- и материально затратно [6].	Рапсовый жмых, полученный по этим технологиям, также обладает многими отрицательными свойствами, снижающими возможности его использования в кормовой и пищевой промышленностях [7]. Цель исследования – сравнительное изучение качественных характеристик рапсовых жмыхов, полученных по классической технологии и разработанным способом с удалением оболочки. Задачи: изучить качественные характеристики рапсовых жмыхов, произвести сравнение жмыхов, полученных классическим способом и по разработанной технологии.

Питательность рапсового жмыха

Минеральный состав рапсового жмыха

Рис. 1. Схема получения масла традиционными методами отжима

Объекты и методы . Объектами проведенного исследования выступали жмыхи с оболочкой (полученные по традиционным технологиям) и жмых, полученный из очищенного рапсового ядра (полученный по предложенной технологии). Содержание протеина определяли по ГОСТ Р 51417-99, клетчатки – по ГОСТ 13979.4. Содержание глюкозинолатов и изиционатов определяли методом газожидкостной хроматографии по ГОСТ ISO 15302-2019.

Результаты и их обсуждение . Рассмотрим представленные выше технологии производства рапсового масла, различие в них заключается в стадии подогрева семян перед отжимом масла. При горячем способе увеличивается выход масла, но снижается его качество за счет парафинов и красящих веществ. Но не одна из этих технологий не предусматривает удаление оболочки рапса перед отжимом, при этом именно в оболочке содержится значительное количество ароматических и красящих веществ. Проведенные эксперименты показали, что качество рапсового масла, полученного из чистого ядра без оболочки или с очень низким ее количеством, значительно повышается. При этом улучшается качество не только рапсового масла, но и рапсового жмыха [8].

Причиной отсутствия стадии удаления оболочки рапса в традиционных технологиях является малый размер семян (от 0,8 до 1,6 мм) и прочная связь оболочки и ядра, т. е. предварительно необходимо отделить оболочку от ядра. С этой целью предлагается провести обрушевание семян в две стадии, а именно: надорвать и частично снять оболочку, пропуская их между вальцов с разной скоростью вращения (n1 = 100 об/мин, n2 = 200 об/мин), а после подать на барабан, который под действием центробежных сил отбрасывает рушанку на стальную пластину, где под действием удара связь оболочки и ядра нарушается и они разделяются. При этом удар должен происходить в строго отведенном интервале линейной скорости частиц (от 3,1 до 3,5 м/с), так как скорости меньше не создают достаточной силы удара, а удар с более высокой скоростью приводит к переизмельчению рушанки и не позволит в дальнейшем эффективно удалять оболочку. Для удаления оболочки из рушанки рапса предлагается провести разделение на воздушном сепараторе в 2 стадии. Наглядное изображение предложенной технологии представлено на рисунке 2 [9].

Рис. 2. Технологическая линия производства рапсового масла методом двукратного прессования холодным способом: 1 – бункер; 2 – поточные весы; 3 – сепаратор-камнеотделитель; 4 – магнитный уловитель; 5 – сушилка; 6 – воздушно-ситовой сепаратор; 7 – ситовой калибровщик; 8 – бункер временного хранения (склад); 9 – вальцовая мельница; 10 – центробежная дообруши-вающая установка; 11 – воздушный сепаратор № 1; 12 – воздушный сепаратор № 2; 13 – пресс;

14 – пресс; 15 – гущеловушка; 16 – фильтр-пресс

Как видно из рисунка 2, в разработанной технологической линии добавлены вальцовая мельница 9 и центробежная дообрушивающая установка 10, откуда рушанка рапса подается на первый воздушный сепаратор 11, на котором отделяются недообрушенные семена и возвращаются в дообрушивающую установку. Дальше рушанка поступает во второй сепаратор 12, где происходит непосредственное удаление оболочки. В циклоны обоих сепараторов попадает масличная пыль и мелкие осколки оболочки. После воздушного сепаратора 12 рушанка рапса содержит 93–96 % чистого ядра, 2–4 % необ- рушенных семян и 1–3 % оболочки. В дальнейшем эта очищенная рушанка поступает на прессование. Таким образом, полученное рапсовое масло после отжима и очистки становится темно-желтым и с гораздо менее резким запахом, а жмых из грязной черно-коричневой массы становится желтого цвета с ореховым запахом (рис. 3).

Сравнительная оценка некоторых качественных показателей в рапсовом жмыхе с оболочкой и полученным из очищенного масличного ядра представлена в таблице 3.

Сравнительная характеристика рапсовых жмыхов

Таблица 3

Вещество, %	Рапсовый жмых с оболочкой	Рапсовый жмых из масличных ядер
Глюкозинолаты в пересчете на абсолютно сухое и обезжиренное вещество	0,70±0,15	0,50±0,10
Изотиоцианаты в пересчете на абсолютно сухое и обезжиренное вещество, не более	0,60±0,12	0,30±0,05
Массовая доля сырого протеина в пересчете на абсолютно сухое вещество	37,0±2,0	44,0±1,0
Массовая доля сырой клетчатки в пересчете на сухое обезжиренное вещество	16,0±0,9	5,5±0,1

Анализ таблицы 3 показывает, что в рапсовых жмыхах, полученных по предложенной технологии, снижается содержание антипитатель-ных веществ (глюкозинолатов – на 28,5 %, изо- тиоцианатов – на 50 %), также увеличивается содержание протеина на 16 %. Полученные данные свидетельствуют о более высоком качестве данных жмыхов.

а

б

Рис. 3. Жмых рапсовый: а – с оболочкой; б – жмых из очищенного рапсового ядра

Заключение . Рапсовые жмыхи широко применяют в кормах для животных благодаря хорошему аминокислотному балансу, содержанию минеральных и питательных веществ, но главным преимуществом является большое количество белка (до 37 %), однако содержание анти-питательных веществ препятствует увеличению их доли в комбикормах. Получение рапсовых жмыхов по технологии с удалением оболочки позволяет повысить как качество растительного масла, так и рапсовых жмыхов, снизив долю антипитательных веществ в них, при этом повысив количество белка до 44 %. Очищенный от оболочки жмых получит новые возможности использования не только в кормовой отрасли, но и позволит широко использовать его в пищевой промышленности и в виде высокобелковых добавок. Оставшаяся оболочка может послужить сырьем для производства топливных брикетов и добавками при производстве материалов для строительной отрасли.