Обоснование актуальности разработки
В настоящее время пищевое льняное масло, содержащее самое большое из всех растительных масел количество функционального ингредиента α-линоленовую (ω-3) кислоту, во всём мире получают только путем первого холодного отжима. Температура на прессе при этом не превышает 60 0С. Остаточная масличность жмыха при такой технологии составляет 18 – 22 %, соответственно и выход масла низкий. Кроме того, жмых после холодного прессования обладает низкой усваиваемостью. а высокая масличность жмыха затрудняет процесс его измельчения для получения льняной муки.
Существующие технологии второго прессования, предусматривающие измельчение и влаго-тепловую обработку жмыха первого прессования при температуре 110-120 ºС в течение 40 мин. с последующим окончательным отжимом масла на пресс-экспеллере, позволяют увеличить выход масла, понизив масличность жмыха до 8-9 %. Однако, масло второго прессования по существующим технологиям получается техническим, непригодным в пищу, в первую очередь по показателю безопасности (окислительной порчи). Жмых после второго прессования по указанной технологии существенно теряет свою питательную ценность из-за денатурации белка.
Предварительные исследования показали, что переработка семян льна холодным прессованием с предварительной подготовкой семян СВЧ-обработкой, позволяет дополнительно увеличить выход масла на 4 %. Такая технология повышает содержание пищевых волокон в льняном жмыхе, а применение экструдирования после прессования позволяет повысить его усваиваемость за счёт желатинизации крахмала, увеличения перевариваемости клетчатки и белков. В процессе экструзии клетчатка распадается до более простых углеводов, а в молекулах белка происходит разрушение вторичных связей без повреждения аминокислот.
В последние годы возрастает потребность в маслах со сбалансированным жирно-кислотным составом. В этом вопросе основное внимание уделяется полиненасыщенным жирным кислотам, которые являются наиболее ценными для организма человека с физиологической точки зрения. Обобщённая рекомендация соотношения полиненасыщенных жирных кислот омега-6:омега-3 по данным ФАО ВОЗ составляет (5-10):1 для здорового питания и (3-5):1 при некоторых заболеваниях. В косметических целях оптимальным для использования является льняное масло с соотношением полиненасыщенных жирных кислот омега-6:омега-3 (1-4):1. В высоколиноленовых сортах льна содержание полиненасыщенной жирной кислоты омега-3 существенно превышает требуемое, а в низколиноленовых – не достигает необходимых значений. В настоящее время масла с заданным жирно-кислотным составом получают только путем смешивания уже готовых масел. Этот метод является достаточно простым, но перекисное и кислотное числа таких смесей получаются повышенными. Особенно у смесей, в жирно-кислотном составе которых, содержится большое количество линоленовой кислоты. Поэтому необходима разработка иного способа формирования заданного жирно-кислотного состава масла.
Таким образом, исследования по повышению выхода льняного масла заданного жирно-кислотного состава и получение жмыха с повышенным содержанием пищевых волокон могут существенно увеличить эффективность современной технологии переработки семян льна и являются актуальными.
Важной составляющей комплексной переработки семян льна является переработка жмыха. Новая политика РФ в области здорового питания предписывает освоение льна как сырья для получения лечебно-профилактических и функциональных пищевых продуктов. Жмых из льна значительно чаще предлагается как продукция для комбикормовой промышленности. Как следствие, льняной жмых представляет собой необоснованно мало используемый ресурс ценных по составу (и биологической ценности) белков, липидов, пищевых волокон и других веществ. Поэтому работы, направленные на разработку новых направлений использования льняного жмыха и получения пищевых продуктов из него также актуальны.
Предварительные исследования показали, что льняная мука, полученная из льняного жмыха, является источником белка, полиненасыщенных жирных кислот ω-6 и ω-3, витаминов, лигнанов и минеральных веществ, пищевых волокон. Лигнаны способны подавлять рост и распространение раковых клеток в начальной и средней стадии онкологических заболеваний. В связи с этим Институт онкологических исследований рекомендует с профилактической целью употреблять не менее 80-100 г льняной муки в день в виде компонента различных блюд.
Проектом предлагается разработать ресурсосберегающую технологию переработки семян льна, которая позволит получить высокий выход пищевого льняного масла с заданным соотношением омега-6:омега-3 полиненасыщенных жирных кислот и легкоусваиваемый льняной жмых с повышенным содержанием пищевых волокон для переработки в пищевую льняную муку.
Цели разработки и основные задачи, решаемые в рамках ее реализации
Конечной целью проекта является разработка новой ресурсосберегающей технологии и производственной линии для получения пищевого льняного масла с заданным соотношением омега-6:омега-3 полиненасыщенных жирных кислот и пищевой льняной муки с повышенным содержанием пищевых волокон. Задачей первого этапа является подбор оптимальных параметров СВЧ-обработки семян льна перед прессованием и изучение показателей качества получаемых при этом масла и жмыха. Задачей второго этапа является отработка методики расчета состава смеси сортов семян льна для получения пищевого льняного масла с заданным соотношением омега-6:омега-3 кислот, сравнение показателей качества пищевого льняного масла с заданным соотношением омега-6:омега-3 кислот, полученного по новой технологии, и льняного масла с заданным жирно-кислотным составом, полученного путем купажирования. Задачей третьего этапа является отработка режимов экструдирования прессового жмыха с целью увеличения его усваиваемости и получения пищевой льняной муки с повышенным содержанием пищевых волокон. Задачей четвертого этапа является разработка технических условий для производства на получаемые продукты и разработка на основе проведенных исследований исходных требований для создания оборудования СВЧ-обработки льна. Завершающим этапом является проведение испытаний в производственных условиях и внедрение технологии в производство.
Основное содержание (концепция, методика, технологии, раскрытие сущности разработки)
Для создания новой ресурсосберегающей технологии производства льняного масла с заданным соотношением омега-6:омега-3 кислот и пищевой льняной муки в данном проекте предлагается провести исследования по разработке режимов холодного отжима семян льна с предварительной СВЧ-обработкой, позволяющей максимально увеличить выход пищевого льняного масла без ухудшения его качества. Предлагается также разработать режимы последующего экструдирования жмыха с дальнейшей переработкой его в пищевую льняную муку для получения пищевых продуктов функционального назначения. Разработать также способ получения льняного масла заданного жирно-кислотного состава из смеси семян льна разных сортов.
Для получения масла с заданным жирно-кислотным составом предлагается применить принципиально новый способ - смешивать не готовые масла, а семена льна разных сортов до извлечения из них масла, что позволит снизить интенсивность окислительных процессов, ухудшающих качество льняного масла в процессе производства. Наши исследования показали, что формирование заданного жирно-кислотного состава масла таким образом до его получения (до прессования) позволяет снизить кислотное и перекисное числа масла.
Льняной жмых, содержащий масло с заданным соотношением омега-6:омега-3 кислот, предлагается направлять на экструдирование и на дальнейшее измельчение с целью получения пищевой льняной муки.
Далее по данному проекту планируется отработать технологические режимы и создать технологическую схему производственной установки для получения пищевого льняного масла заданного жирно-кислотного состава и пищевой льняной муки, отработать технологические режимы в производственных условиях, разработать нормативно-техническую документацию на получаемые продукты.
Преимущества разработки по сравнению с имеющимися аналогами
Все производители льняного масла, в том числе зарубежные, используют технологию холодного отжима для его получения без предварительной подготовки семян к прессованию, поэтому выход масла низкий, а себестоимость, соответственно, высокая.
СВЧ-обработка семян льна перед прессованием и впервые предложенное формирование заданного жирно-кислотного состава масла до прессования семян позволяет получать льняное масло, которое при более высоком качестве будет иметь более низкую себестоимость, что является его существенными конкурентными преимуществами. Так как масло будет иметь заданное соотношение омега-6:омега-3 полиненасыщенных жирных кислот, оно будет востребовано различными группами потребителей.
Предполагаемые конечные результаты, обоснование социальной значимости
Новая политика РФ в области здорового питания, предусматривает развитие производства специализированных пищевых продуктов и продуктов функционального назначения в целях сохранения и укрепления здоровья населения и профилактики заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием.
В результате выполнения проекта будет разработана новая ресурсосберегающая технология производства пищевых продуктов функционального назначения: льняного масла с заданным соотношением омега-6:омега-3 кислот и льняной муки с повышенным содержанием пищевых волокон.
Потребителями указанных товаров являются торговые сети, продуктовые магазины, в первую очередь магазины здорового питания, количество которых с каждым годом увеличивается.
Производимое льняное масло может использоваться людьми с разнообразными заболеваниями, как в профилактических, так и в лечебных целях. Возможно распространение такого масла через аптечную сеть.
Потребителями льняного масла с соотношением омега-6:омега-3 жирных кислот (1-4):1 (льняное масло с таким соотношением жирных кислот оптимально для применения в косметике) могут быть также предприятия косметической промышленности.