CC BY
62
Биологические науки / Biological Science Оригинальная статья / Original Article УДК 57.014
DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-30-37
Технология получения жирного масла из семян томата и изучение его биохимичесих характеристик
© 2018 Гаджиева А. М. 1 2, Султанов Ю. М. 1, Рабаданов Г. А. 3,
Магомедова М. М. 4, Аливова Н. М. 5
1 Дагестанский государственный технический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]; [email protected] 2 Дагестанский государственный университет народного хозяйства,
3 Институт проблем геотермии ДНЦ РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] 4 Дагестанский государственный университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] 5 Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова
Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Цель. Целью исследования является отработка технологии получения томатного масла из семян томатов, изучение биохимического состава полученного масла. Методы. Лабораторные исследования проводились на приборах Центра коллективного пользования Дагестанского научного центра РАН, в лабораториях Горного ботанического сада. Специалисты Горного ботанического сада предложили оригинальную методику оценки антиоксидантной активности растительного сырья. Результаты. Физико-химические и биохимические свойства масла из сортосмеси семян томатов отличаются богатым разнообразием состава. Удалось определить не только жирнокислотный состав масла, но и ряд его малораспространенных свойств. Вывод. Выполненное исследование дает представление о рациональных путях переработки семян томатов, получаемых при переработке томатной массы на соки, напитки, томатную пасту. Анализ физико-химических и биохимических показателей томатного масла выявил его высокие функциональные свойства. Подготовлены рекомендации для предприятий, занятых переработкой томатов.
Ключевые слова: выращивание томатов, сорта томатов, семена томатов, химический состав, холодное прессование, экстракция.
Формат цитирования: Гаджиева А. М., Султанов Ю. М., Рабаданов Г. А., Магомедова М. М., Аливова Н. М. Технология получения жирного масла из семян томата и изучение его биохимичесих харатеристик // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2018. Т. 12. № 3. С. 30-37. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-30-37_
The Technology of Tomato Seed Oil obtaining and Study of its Biochemical Characteristics
© 2018 Aida M. Gadzhieva 1 2, Yusuf M. Sultanov 1 Gadzhi A. Rabadanov 3,
Mamlakat M. Magomedova 4, Naida M. Alivova 5
1 Dagestan State Technical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]; [email protected]
2 Dagestan State University of National Economy, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected] 3 Institute of Geothermy Problems, DSC RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
4 Dagestan State University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected] 5 М. М. Dzhambulatov Dagestan State Agricultural University
Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
ABSTRACT. The aim of the research is to develop the technology of obtaining tomato oil from tomato seeds and the study of the oil obtained biochemical composition. Methods. Laboratory study was carried out with the devices of the Center for Collective Use (Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences), in the laboratories of the Mountain Botanical Garden. Specialists of Mountain Botanical Garden offered an original method for assessing the antioxidant activity of plants. Results. The physicochemical and biochemical properties of the tomato seed oil have a rich variety of composition. It is determined not only the oil fatty acid composition, but also a number of its uncommon properties. Conclusion. The research gives an idea of the rational ways of tomato seeds processing, obtained by processing the tomato mass into juices, drinks, tomato paste. Analysis of the physicochemical and biochemical parameters of tomato oil revealed its high functional properties. It is prepared the recommendations for enterprises engaged in tomato processing.
Keywords: tomatoes growing, tomato varieties, research methods, tomato seeds, chemical composition, cold pressing, extraction.
For citation: Gadzhieva A. M., Sultanov Yu. M., Rabadanov G. A., Magomedova M. M., Alivova N. M. The Technology of Tomato Seed Oil Obtaining and Study of its Biochemical Characteristics. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2018. Vol. 12. No. 3. Pp. 30-37. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-30-37 (In Russian)
Введение
Аграрно-промышленный комплекс
Республики Дагестан ежегодно производит 259 тыс. т томатов. Впереди еще более амбициозные планы - производить до 600 тыс. т томатов. Консервирование томатов составляет третью часть всех выпускаемых плодоовощных консервов, производимых в Дагестане.
В период доставки томатов на переработку их инспектируют, моют и направляют на строенную протирочную машину, после которой получают сок с мякотью и томатные выжимки. Они составляют от 3,5 до 4,0 % от массы перерабатываемого сырья.
В массовый состав томатных выжимок входят семена томатов, остатки пульпы и кожица. Эти компоненты практически не используются и лишь на некоторых российских предприятиях из них получают красители, жирное масло и кормовую муку. Следует учитывать, что выжимки томатов относятся к скоропортящимся продуктам, их нужно сушить сразу после получения, но не все предприятия имеют такую возможность.
Если в республике перерабатывается около 80 тыс. т томатов, то из них можно получить 3,2 тыс. т выжимки или 1,6 тыс. т семян и 0,6 тыс. т кожицы.
Часть томатных семян, содержащих 75 % влаги, высушивают в специальных сушилках до 10 %-ной влажности, и используют для посева. Семена являются весьма ценным отходом производства. Они содержат до 29 % жирного масла.
В последние годы в Республике Дагестан проводится большая работа по развитию овощеводства, включая выращивание и переработку томатов. Выполняемые в Дагестанском государственном техническом университете (ДГТУ) исследования соответствуют основным положениям «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 г.» и отражены в госбюджетной тематике ДГТУ на 2010-2020 гг. «Совершенствование технологических процессов на основе использования новых продуктов и инновационных технологических приемов».
По сведениям специалистов Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Дагестана, в ходе выполнения республиканской целевой программы «Развитие овощеводства в Республике Дагестан на 2012-2020 гг.», введено в эксплуатацию более 130 га теплиц для выращивания томатов. Значительных успехов добились овощеводы Кизлярского, Магарамкентского, Хасавюртовского и других районов Дагестана по выращиванию томатов безрассадным методом [1]. Вступает в строй тепличный комплекс на 21 га, с возможностью круглогодичного выращивания томатов в пос. Шамхал-Термен г. Махачкалы. Здесь предусмотрено использование геотермальной системы отопления теплиц.
Для переработки в основном выращивают следующие сорта томатов: Аран 735, Волгоградский 5/95, Консервный штамбовый, Краснодарец 87/23-9, Маяк
12/20-4, Первенец 190, Талалихин 186, Утро [2]. Доказана эффективность предпосевной обработки семян электромагнитным и лазерным облучением [8]. На рис. 1 показаны основные фазы роста и развития некоторых сортов томатов.
Природно-климатические условия ряда районов Дагестана позволяют выращивать в открытом и закрытом грунте до 500 тыс. т томатов в год.
На сегодняшний день в Республике Дагестан нет ни одного предприятия по переработке отходов томатного производства. Поэтому приоритет направлен на разработку экологически-безопасной, малоотходной технологии утилизации невостребованных на сегодняшний день в республике вторичных продуктов томатного сырья.
Например, практически не
используются вторичные ресурсы переработки томатного сырья - выжимки, семена, кожица. В то же время, в Кубанском государственном
технологическом университете
разработаны технологиии переработки томатных выжимок и семян [5; 6]. В ДГТУ выполняются исследования по
рациональной переработке вторичных сельскохозяйственных ресурсов [4; 7; 10]. Экономическое обоснование способов переработки томатов предложили турецкие экономисты [9].
Целью исследования является отработка технологии получения томатного масла из семян томатов, изучение химического состава полученного масла. Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
- анализ современного состояния выращивания томатов в различных районах Дагестана в открытом и закрытом грунте;
- анализ современных способов переработки томатного сырья;
- совершенствование способов получения масла из семян томатов;
- исследование физико-химических свойств томатного масла.
Объектами исследования выбраны семена наиболее распространенных сортов томатов: Аран 735, Волгоградский 5/95, Консервный штамбовый, Краснодарец 87/23-9, Маяк 12/20-4, Первенец 190, Талалихин 186, Утро.
Материал и методы исследования
Лабораторные исследования проводились на приборах Центра коллективного пользования Дагестанского научного центра РАН, в лабораториях Горного ботанического сада и Дагестанского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. Ф. Г. Кисриева. Специалисты Горного ботанического сада предложили оригинальную методику оценки
антиоксидантной активности растительного сырья [3].
Результаты и обсуждение
Семена томатов извлекают из томатного сырья способом холодного протирания на трехсекционных протирочных машинах по методу Скориковой Ю. Г. В отличие от ферментативного способа выделения семян, способ холодного протирания позволяет получать семена высокой всхожести и с неизмененным химическим составом. Прочная целлюлозная оболочка семян (лузжистость) составляет 70-75 % от массы семян. Средние размеры семян характеризуются длиной от 1,5 до 3,0 мм, шириной от 0,7 до 1,0 мм и толщиной от 0,5 до 1,0 мм. Масса 1 тыс. семян составляет от 20 до 21 г., а насыпная масса семян составляет от 500 до 520 кг/м3.
Использование отечественной системы управления качеством масла из семян томатов связано с требованиями международного ГОСТ ISO 9001-2011, которые содержат предложения к управлению технологическими процессами: подготовки сырья, разделению на фракции, сушку и экстракцию масла из семян. На рис. 2 приведена схема получения томатного масла.
На рис. 3 показан пример управления данными о переработке семян томатов на основе требований ГОСТ ISO 9001
Анализируя технологические этапы переработки семян томатов, влияющих на качество прессового и экстракционного томатного масла, определяют контрольные точки процесса, с помощью которых можно определить пути улучшения качества продукта через PDM-систему.
На рис. 4 приведена диаграмма содержания основных жирных кислот в масле из сортосмеси семян томатов.
В табл. представлены данные биохимического состава масла из смеси семян исследуемых сортов томатов.
Естественные и точные науки •
Natural and Exact Sciences •••
4
Рис. 1. Фазы роста и развития некоторых сортов томатов
Рис. 2. Векторная схема получения томатного масла
Рис. 3. Управление данными о переработке семян томатов на основе требований ГОСТ ISO 9001
55-65 %
Рис. 4. Диаграмма содержания основных жирных кислот в масле из семян томатов
Как видно из данных табл., физико-химические и биохимические свойства масла из сортосмеси семян томатов отличаются богатым разнообразием состава. Благодаря технической помощи
специалистов Дагестанского научного центра РАН, нам удалось определить не только жирнокислотный состав масла, но и ряд малораспространенных его свойств. Например, определение роданового числа свидетельствует о содержании в 100 г масла
непредельных соединений, в г 12, равному присоединившемуся к маслу родану. Число Рейхерта-Мейссля характеризует количество 0,1 н раствора КОН, которое пошло на нейтрализацию растворимых в воде жирных кислот, из 5 г омыленного жира. А количество 0,1 н раствора КОН, которое пошло на нейтрализацию нерастворимых в воде жирных кислот, показывает Число Поленске. Число Генера определяет, сколько г нерастворимых в воде жирных кислот и
неомыляемых веществ можно выделить из 100 г масла. Еще один показатель, Ацетильное число, показывает, сколько мг
КОН нужно для нейтрализации уксусной кислоты, выделившейся при омылении 1 г ацетилированного масла.
Таблица
Биохимический состав масла из сортосмеси семян томатов
Наименование показателей Значение
Выход 24-30 %
Содержание влаги 6-8 %
Цвет Светло-желтый
Вкус Перечный привкус
Показатель преломления при 20 оС 1,468-1,475
Плотность 0,918-0,930
Число омыления 185-195
Йодное число 110-125
Температура застывания, оС Минус 6-минус 12
Массовая доля фосфолипидов, % 1,0
Массовая доля сквалена, % 0,08
Массовая доля стеролов, % 1,0
Массовая доля токоферолов, мг % 150
Массовая доля каротиноидов, % 0,7-1,1
Родановое число 68-78
Число Рейхерга-Мейссля 0,3-3,5
Число Поленске 0,1-0,5
Число Генера 35-44
Ацетильное число 8-10
Жирнокислотный состав, % от содерж. жирных кислот Насыщенные жирные кислоты
Лауриновая С12:о 0,96-0,98
Миристиновая С14:0 1,0
Пальмитиновая С1б:о 6-12
Стеариновая С18:о 5,5-6,0
Эйкозановая С200 5,2-5,6
Мононенасыщенные жирные кислоты
Пальмитолеиновая С16:1 1,0
Олеиновая С18:1 15-32
Полиненасыщенные жирные кислоты
Линолевая С18:2 55-75
а-линоленовая С18:з 2,0-2,8
Заключение
Выполненное исследование дает представление о рациональных путях переработки семян томатов, получаемых при переработке томатной массы на соки, напитки, томатную пасту. Томатные семена рекомендовано отделять на протирочной машине по методу холодного протирания, предложенного профессором Скориковой Ю. Г. Затем из семян удаляют влагу до 10-12 % и отправляют на переработку. На первом этапе из семян отжимают масло на
шнековом прессе способом холодного прессования, а затем из жома извлекают оставшееся количество масла и объединяют с маслом прессовой фракции. Для придания товарного вида масло фильтруют и рафинируют. Анализ физико-химических и биохимических показателей томатного масла показал его высокие функциональные свойства.
Подготовлены рекомендации для передачи предприятиям, занятым
переработкой томатов.
Литература
1. Ахмедова П. М. Совершенствование агроприемов выращивания скороспелых сортов томата безрассадным способом в условиях Дагестана: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. М., 2012. 22 с.
2. Ахмедова П. М. Особенности технологии выращивания томата в переходном обороте в условиях защищенного грунта Дагестана // Овощи России. 2018. № 2. С. 43-47.
3. Вагабова Ф. А., Мусаев А. М. Алибегова А. Н. Изучение суммарного содержания флавоноидов и антиоксидантной активности надземной части Satureja subden tata boiss., произрастающей в условиях Дагестана // Фундаментальные исследования. 2013. № 4. С. 103-107.
4. Гаджиева А. М., Касьянов Г. И. Особенности высокотехнологичной переработки томатов // Живые и биокосные системы. 2016. № 15. С. 59-82.
5. Калманович С. А., Першакова Т. В., Вербицкая Е. А. Технологические свойства растительной БАД на основе выжимок томатов // Новые технологии. 2011. № 1. С. 14-17.
1. Akhmedova P. M. Sovershenstvovanie agropriemov vyrashchivaniya skorospelykh sortov tomata bezrassadnym sposobom v usloviyakh Dagestana: avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk [The agro-cultivation improving of early ripening tomato varieties in a non-seedling manner in Dagestan: Author's abstract. Ph.D (Agriculture)]. Мoscow, 2012. 22 p. (In Russian)
2. Akhmedova P. M. Technology features of the growing tomato in transitional circulation in Dagestan frame area. Ovoshchi Rossii [Vegetables of Russia]. 2018. No. 2. Pp. 43-47. (In Russian)
3. Vagabova F. A., Musaev A. M. Alibegova A. N. The total content study of the flavonoids and antioxidant activity of the aerial part for Satureja subden tata boiss. in Dagestan. Fundamental'nye issledovaniya [Basic research]. 2013. No. 4. Pp. 103-107. (In Russian)
4. Gadzhieva A. M., Kas'yanov G. I. Features of high-tech tomatoes processing. Zhivye i biokosnye sistemy [Live and bio-kos systems]. 2016. No. 15. Pp. 59-82. (In Russian)
5. Kalmanovich S. A., Pershakova T. V., Ver-bitskaya E. A. Technological properties of vegetable supplement based on tomato marc. Novye tekhnologii [New technologies]. 2011. No. 1. Pp. 14-17. (In Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Гаджиева Аида Меджидовна, кандидат
6. Неженец Е. В., Ильинова С. А., Калманович С. А. Влияние томатно-масляного экстракта на потребительские свойства сливочного масла // Известия вузов. Пищевая технология. 2004. № 3. С. 71-74.
7. Остриков А. Н., Гаджиева А. М., Касьянов Г. И. Комплексная технология переработки томатного сырья // Вестник Воронежского государственного университета инженерых технологий. 2015. № 1. С. 12-17.
8. Петров Н. Ю., Калмыкова Е. В. Эффективность обработки семян культуры томата препаратом Энергия-М // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 1. С. 59-61.
9. Engindenis S. Economic analysis of processing tomato growing: the case studu of Torbali, west Turkey. Spanish Jornal of Agricultural Research. 2007. No. 5. Pp. 7-15.
10. Gadzhieva A. M., Kasyanov G. I., Mungieva N. A. Effective Complex processing of raw Tomatoes. Study & Research - Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2018. Vol. 19, No. Pp. 83-89.
6. Nezhenets E. V., Il'inova S. A., Kalmanovich S. A. The influence of tomato oil extract on the consumer properties of butter. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [News of institution of higher education. Food Technology]. 2004. No 3. Pp. 71-74. (In Russian)
7. Ostrikov A. N., Gadzhieva A. M., Kas'yanov G. I. Complex processing technology of tomato. Vestnik Voronezhsogo gosudarstvennogo universiteta inzhenerykh tekhnologiy [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2015. No. 1. Pp. 12-17. (In Russian)
8. Petrov N. Yu., Kalmykova E. V. The efficacy of seed treatment of tomato culture with preparation Energy-M. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Proceedings of Orenburg State Agrarian University]. 2018. No. 1. Pp. 59-61. (In Russian)
9. Engindenis S. Economic analysis of processing tomato growing: the case studu of Torbali, west Turkey. Spanish Jornal of Agricultural Research. 2007. No. 5. Pp. 7-15.
10. Gadzhieva A. M., Kasyanov G. I., Mungieva N. A. Effective Complex processing of raw Tomatoes. Study & Research - Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2018. Vol. 19. No. 1. Pp. 83-89.
THE AUTHORS INFORMATION Affiliations
Aida M. Gadzhieva, Ph.D (Chemistry),
References
химических наук, доцент кафедры технологии пищевых производств, общественного питания и товароведения, технологический факультет, ДГТУ, Махачкала, Россия; e-mail:
gadzhieva_aida@mail .ru
Султанов Юсуф Магомедагаевич, доктор химических наук, доцент кафедры химии, технологический факультет, ДГТУ, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Рабаданов Гаджи Аппасович, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, Институт проблем геотермии ДНЦ РАН, Махачкала, Россия; e-mail: ramadan01 @mail.ru.
Магомедова Мамлакат Магомедовна,
кандидат химических наук, доцент кафедры гуманитарных и естественнонаучных дисциплин, Дагестанский государственый унивреситет, филиал г. Кизляр, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Аливова Наида Магомедовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры товароведения, технологии продуктов и общественного питания, факультет агротехнологии и землеустройства, Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
associate professor, Department of Food Production Technology, Catering and Commodity Science, Faculty of Technology, DSTU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Yusuf M. Sultanov, Doctor of Chemistry, associate professor, Department of Chemistry, Faculty of Technology, DSTU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Gadzhi A. Rabadanov, Ph.D (Chemistry), leading researcher, Institute of Problems of Geothermy, DSC RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected].
Mamlakat M. Magomedova, Ph.D (Chemistry), associate professor, Department of Humanities and Natural Sciences, Dagestan State University, a branch of Kizlyar, Makhachkala, Russia; e-mail:
Naida M. Alivova, Ph.D (Agriculture), associate professor, Department of Commodity science, Technology of Products and Public Catering, Faculty of Agrotechnologies and land Regulation, M. M. Dzhambulatov Dagestan State Agricultural University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Принята в печать 23.08.2018 г.
Received 23.08.2018.
