Низкотемпературная переработка льняного семени (Linum usitatissimum): качество масла и профиль жирных кислот

Потребление льняного семени является приоритетным для людей, заботящихся о своем здоровье, как с личной, так и с производственной точки зрения, особенно из-за замечательного жирно-кислотного состава. Помимо большого количества ненасыщенных жирных кислот, льняное масло известно низким соотношением омега 6/омега 3, которое имеет свойства, улучшающее здоровье человека, поскольку обладает противовоспалительным воздействием. Однако большое количество полиненасыщенных жирных кислот в льняном масле приводит к его высокой чувствительности к высоким температурам, свету и кислороду, что может привести к окислению и снижению качества масла. Шнековым прессом можно производить масло высокого качества, хотя и в меньшем количестве, что является его недостатком. Следовательно, процесс экстракции должен быть оптимизирован для максимального извлечения масла при сохранении показателей окисления в пределах, установленных нормативными актами, а также потенциально полезного для здоровья. Оптимизацию процесса прессования для получения льняного масла исследовали методом поверхности отклика. Размер жмыха на выходе и скорость шнекового пресса были оптимизированы, а значения параметров прессования, которые дали максимальное экспериментальное извлечение масла 41,4%, составили 1 мм и 155,89 об/мин соответственно. Хотя общая тенденция извлечения масла увеличивалась при увеличении скорости вращения шнека с 98,73 до 213,05 об/мин, при извлечении масла наблюдались колебания при различных размерах жмыха на выходе. Однако обнаружена обратно пропорциональная зависимость между извлечением масла и размером жмыха на выходе, поэтому скорость шнека оказывает незначительное влияние на выход масла. Максимальное кислотное число и пероксидное число составили 0,71 мг КОН/г и 7,71 мэкв/кг соответственно. Содержание осадка (SC) в льняном масле шнекового отжима колеблется от 9,12 до 14%. При экстрагировании с максимальным выходом температура повышалась, однако соотношение Омега 6 к Омега 3 полученного масла оставалось низким.

1. Dzuvor, C.K.O., Taylor, J.T., Acquah, C., Pan, S., Agyei, D. (2018). Bioprocessing of functional ingredients from flaxseed. Molecules, 23, Article 2444. https://doi.org/10.3390/molecules23102444

2. Bakowska-Barczak, A., de Larminat, M.A., Kolodziejczyk, P.P. (2020). The application of flax and hempseed in food, nutraceutical and personal care products. Chapter in a book: The Textile Institute Book Series, Handbook of Natural Fibres (Second Edition), Woodhead Publishing. Sawston, Cambridge, 2020. https://doi.org/10.1016/b978–0–12–818782–1.00017–1

3. Zhang, T, Zhang, Z, Wang, X. (2023). Composition and antioxidant ability of extract from different flaxseed cakes and its application in flaxseed oil. Journal of Oleo Science, 72(1), 59–67. https://doi.org/10.5650/jos.ess22181.

4. Hasanov, J.H., Mirzahmedov, S.D., Berdiev, N., Salikhov, S.I. (2022). Formation of preliminary oil blends based on fatty acid compositions of oil-bearing sources. Journal of Chemistry and Technologies, 30(4), 513–519. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v30i4.263838

5. Grajzer, M., Szmalcel, K., Kuźmiński, Ł., Witkowski, M., Kulma, A., Prescha, A. (2020). Characteristics and antioxidant potential of cold-pressed oils — possible strategies to improve oil stability. Foods, 9, Article 1630. https://doi.org/10.3390/foods9111630

6. De Silva, S.F., Alcorn, J. (2019). Flaxseed lignans as important dietary polyphenols for cancer prevention and treatment: Chemistry, pharmacokinetics, and molecular targets. Pharmaceuticals, 12(2), Article 68. https://doi.org/10.3390/ph12020068.

7. Grajzer, M., Wiatrak, B., Gębarowski, T., Matkowski, A., Grajeta, H., Rój, E. et al. (2021). Chemistry, oxidative stability and bioactivity of oil extracted from Rosa rugosa (Thunb.) seeds by supercritical carbon dioxide. Food Chemistry, 335, Article 127649. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.127649

8. Madhujith, T., Sivakanthan, S. (2019). Oxidative Stability of Edible Plant Oils. Chapter in a book: Bioactive Molecules in Food. Springer, Cham, 2019. https://doi.org/10.1007/978–3–319–78030–6_94

9. Choe, E., Min, D.B. (2006). Mechanisms and factors for edible oil oxidation. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 5(4), 169–186. https://doi.org/10.1111/j.1541–4337.2006.00009.x

10. Bhargavi, G., Nageswara Rao, P., Renganathan, S. (1–2 June, 2018). Review on the extraction methods of crude oil from all generation biofuels in last few decades. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 330, International Conference on Recent Advances in Materials, Mechanical and Civil Engineering, Hyderabad, India. https://doi.org/10.1088/1757–899X/330/1/012024

11. Campos, J.R., Severino, P., Ferreira, C.S., Zielinska, A., Santini, A., Souto, S.B. et al. (2019). Linseed essential oil — source of lipids as active ingredients for pharmaceuticals and nutraceuticals. Current Medicinal Chemistry, 26(24), 4537–4558. https://doi.org/10.2174/0929867325666181031105603

12. Tańska, M., Roszkowska, B., Skrajda, M., Dąbrowski, G. (2016). Commercial cold pressed flaxseed oils quality and oxidative stability at the beginning and the end of their shelf life. Journal of Oleo Science, 65(2), 111–121. https://doi.org/10.5650/jos.ess15243.

13. Wang, S., Zhang, Z.-S., Zhang, T.-F., Wang, X.-D. (2020). Extraction and characterization of flaxseed oil obtained with subcritical n-Butane. Journal of Oleo Science, 69(9), 1011–1020. https://doi.org/10.5650/jos.ess20051.

14. Lv, M., Wu, W. (2021). Simultaneous recovery of high quality black sesame oil and defatted meal by a new aqueous method: Optimization and comparison with other methods. Journal of Oleo Science, 70(9), 1211–1223. https://doi.org/10.5650/jos.ess21067.

15. Latif, S., Romuli, S., Barati, Z., Müller, J. (2020). CFD assisted investigation of mechanical juice extraction from cassava leaves and characterization of the products. Food Science and Nutrition, 8(7), 3089–3098. https://doi.org/10.1002/fsn3.1517

16. Piseskul, J., Suttisansanee, U., Chupeerach, C., Khemthong, C., Thangsiri, S., Temviriyanukul, P. et al. (2023). Optimization of enzyme-assisted mechanical extraction process of hodgsonia heteroclita oilseeds and physical, chemical, and nutritional properties of the oils. Foods, 12(2), Article 292. https://doi.org/10.3390/foods12020292

17. Hasanov, J.H., Mirzaxmedov, Sh.D., Sultonova, E.M., Salikhov, Sh.I. (2023). Effect of moisture content on the quality and quantity of screw-pressed flax seed oil. Food Processing: Techniques and Technology, 53(2), 309–315. https://doi.org/10.21603/2074–9414–2023–2–2434

18. Hasanov, J, Navro’zov, S. (November 7, 2019). Extraction of seed oils with rich sources of fatty asids. Scientific Conference of Ph D. Students of FAFR, FBFS and FHLE SUA in Nitra with international participation. Nitra, Slovak Republic.

19. Hasanov, J.H., Mirzaxmedov, Sh.D., Salikhov, Sh.I. (November 2, 2021). Screw pressed (Linum usitatissimum) oil. Book of Abstracts of the 5th International Scientific Conference Agrobiodiversity for Improving the Nutrition, Health, Quality of Life and Spiritual Human Development. Nitra, Slovak Republic. https://doi.org/10.15414/2021.9788055224015

20. NVF2G Inverter. Retrieved from https://www.chint.cz/uploads/engintr_pdf/NVF2.pdf Accessed June 12, 2023

21. FAO/WHO Codex Alimentarius Commission. (1999). Codex Standard for Named Vegetable Oils (CODEX-STAN210–1999). Rome: World Health Organization: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1999.

22. Draper, N.R. (1992). Introduction to Box and Wilson (1951) on the experimental Attainment of Optimum Conditions. Chapter in a book: Breakthroughs in Statistics. Springer Series in Statistics. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978–1–4612–4380–9_22

23. Sarabia, L.A., Ortiz, M.C. (2009). Response Surface Methodology. Chapter in a book: Comprehensive Chemometrics. Chemical and Biochemical Data Analysis. Elsevier, 2009. https://doi.org/10.1016/b978–044452701–1.00083–1

24. Ramesh, N. (2009). The role of Minitab in teaching and learning statistics, MSOR Connections, 9(3), 9–13. https://doi.org/10.11120/msor.2009.09030009

25. Hasanov, J., Salikhov., S, Oshchepkova, Y. (2023). Techno-economic evaluation of supercritical fluid extraction of flaxseed oil. The Journal of Supercritical Fluids, 194, Article 105839. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2023.105839

26. Karaj, S., Müller, J. (2011). Optimizing mechanical oil extraction of Jatropha curcas L. seeds with respect to press capacity, oil recovery and energy efficiency. Industrial Crops and Products, 34(1), 1010–1016. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.03.009

27. Kartika, I.A., Pontalier, P.Y, Rigal, L. (2006). Extraction of sunflower oil by twin screw extruder: Screw configuration and operating condition effects. Bioresource Technology, 97(18), 2302–2310. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.10.034

28. Martínez, M.L., Bordón, M.G., Lallana, R.L., Ribotta, P.D., Maestri, D.M. (2017). Optimization of sesame oil extraction by screw-pressing at low temperature. Food and Bioprocess Technology, 10, 1113–1121. https://doi.org/10.1007/s11947–017–1885–4

29. González-Torres, P., Puentes, J.G., Moya, A.J., La Rubia, M.D. (2023). Comparative study of the presence of heavy metals in edible vegetable oils. Applied Sciences, 13, Article 3020. https://doi.org/10.3390/app13053020

30. Semenov, V., Volkov, S., Khaydukova, M., Fedorov, A., Lisitsyna, I., Kirsanov, D. et al. (2019). Determination of three quality parameters in vegetable oils using potentiometric e-tongue. Journal of Food Composition and Analysis, 75, 75–80. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2018.09.015

31. Hidayat, K., Yang, J., Zhang, Z., Chen G. C., Qin L. Q., Eggersdorferet, M. et al. (2018). Effect of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acid supplementation on heart rate: a meta-analysis of randomized controlled trials. European Journal of Clinical Nutrition, 72(6), 805–817. https://doi.org/10.1038/s41430–017–0052–3