Определяли влияние ферментных препаратов на содержание сырого протеина в продуктах переработки подсолнечного шрота с целью повышения его уровня в продуктах ферментативного гидролиза. Объектом исследования выбрана фракция подсолнечного шрота, полученная методом механического фракционирования, содержащая 43,87% сырого протеина. Для проведения ферментативного гидролиза применяли препараты Целлолюкс, Distizyme, Viscozyme и Ultraflo. Ферментативная экстракция белка из растительного сырья основана на расщеплении клеточных стенок сырья целлюлолитическими ферментами. Известно, что преобладающими компонентами клетчатки подсолнечного шрота являются целлюлоза и гемицеллюлоза, поэтому для гидролиза выбрали ферментные препараты с целлюлазной и гемицеллюлазной активностью. Для оптимизации условий гидролиза сравнивали содержание сырого протеина при воздействии данных препаратов в дозировках 1, 2 и 4% от массы образца. Показано увеличение содержания сухих веществ и сырого протеина в продуктах гидролиза, в частности при гидролизе препаратом Целлолюкс достигнуто содержание протеина 49,86%. Последовательное повышение дозировок препаратов Distizyme, Viscozyme и Ultraflo привело к увеличению уровня протеина в продуктах гидролиза. При концентрации 4% препарата Ultraflo достигнут максимальный уровень сырого протеина, который составил 58,14%, то есть на 14% выше, чем в исходном образце. Показана возможность получения белковых продуктов на основе подсолнечного шрота методом ферментативного гидролиза. Данные белковые препараты из растительного сырья могут использоваться в пищевой промышленности, в частности для повышения содержания белка в мучных изделиях.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Растениеводство
Подсолнечный шрот, образующийся при переработке подсолнечника на масло, является перспективным высокобелковым сырьем, потенциал которого в настоящее время недооценен. Целесообразность использования продуктов переработки подсолнечника объясняется в первую очередь его распространенностью и доступностью. Подсолнечник – основная российская масличная культура, валовый сбор которой в последние пять лет вырос на 35%. По данным Росстата, в 2023 г. он составил свыше 17 тыс. тонн [1]. При переработке такого объема подсолнечных семян на масло образуется большое количество побочных продуктов – жмыхов и шротов. Масса шрота при производстве масла экстракционным способом составляет до 60% от массы сырья [2]. Кроме больших объемов производства важным преимуществом подсолнечного шрота является его ценный состав, питательная ценность которого определяется главным образом высоким содержанием белка, составляющим до 40% шрота [3]. Белок подсолнечника представлен четырьмя фракциями: глобулинами (40–90%, преимущественно гелиантин), альбуминами (10–30%) и небольшим количеством глютелинов и проламинов [4]. Главный запасной белок подсолнечника – 11S-глобулин – содержит большое количество глутаминовой, аспарагиновой кислоты и аргинина [5]. Продукты переработки подсолнечника могут быть источником глутамина и глутаминовой кислоты, аспарагина и аспарагиновой кислоты, а также аргинина и цистеина [2]. Количество и состав протеина в подсолнечном шроте делают его перспективным сырьем для получения белоксодержащих пищевых ингредиентов. В то же время значительная часть полученного шрота перерабатывается на корма для сельскохозяйственных животных благодаря высокому содержанию белка [2]. Однако данное высокобелковое сырье при пищевой биопереработке можно использовать более эффективно.
Список литературы
1. Прогноз сборов подсолнечника на 2024 год. АБ-Центр - экспертно-аналитический центр агробизнеса. 2024. URL: https://ab-centre.ru/news/prognoz-sborov-podsolnechnika-na-2024-god?ysclid=m4788l0dmt719873116 (дата обращения: 10.12.2024).
2. Egea M.B., de Oliveira Filho J.G., Bertolo M.R.V., de Araújo J.C., Gautério G.V., Lemes A.C. Bioactive phytochemicals from sunflower (Helianthus annuus L.) oil processing byproducts. In: Hassanien R.M.F. (Ed.) Bioactive phytochemicals from vegetable oil and oilseed processing by-products. Reference Series in Phytochemistry. Springer, Cham. 2021, pp. 1-16. DOI: 10.1007/978-3-030-63961-7_4-1
3. Blicharz-Kania A., Pecyna A., Zdybel B., Andrejko D., Marczuk A. Sunflower seed cake as a source of nutrients in glutenfree bread. Scientific Reports. 2023, V. 13, article 10864. DOI: 10.1038/s41598-023-38094-w
4. Parodi E., La Nasa J., Ribechini E. et al. Extraction of proteins and residual oil from flax (Linum usitatissimum), camelina (Camelina sativa), and sunflower (Helianthus annuus) oilseed press cakes. Biomass Conv. Bioref. 2023, V. 13, pp. 1915-1926. DOI: 10.1007/s13399-021-01379-z
5. Stepycheva N.V., Makarov S.V., Kucherenko P.N. Secondary material resources of oil-producing plants.Russ J Gen Chem. 2012, V. 82, pp. 969-976. DOI: 10.1134/S1070363212050301
6. Sun X., Abioye R., Acquah C., Udenigwe Ch. Application of ultrasound technology in plant-based proteins: Improving extraction, physicochemical, functional, and nutritional properties. In: Hernndez-lvarez A.J., Mondor M., Nosworthy M.G. (Eds.) Green Protein Processing Technologies from Plants. Springer Nature. 2023, pp. 265-289. DOI: 10.1007/978-3-031-16968-7_11
7. Wockenfuss L., Lammers V., Heinz V., Sozer N., Silventoinen-Veijalainen P. Two steps of dry fractionation: Comparison and combination of air classification and electrostatic separation for protein enrichment from defatted rapeseed press cake. Journal of Food Engineering. 2023, V. 357, no. 8, article 111623. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2023.111623
8. Дегтярев И.А., Фоменко И.А., Мижева А.А., Серба Е.М., Машенцева Н.Г. Белковые препараты из отходов переработки рапса: обзор современного состояния и перспектив развития существующих технологий // Пищевые системы. 2023. Т. 6. № 2. С. 159-170. DOI: 10.21323/2618-9771-2023-6-2-159-170
9. Marathe S.J., Jadhav S., Bankar S.B., Singhal R.S. Enzyme-assisted extraction of bioactives. In: Puri M. (Ed.) Food Bioactives: Extraction and biotechnology applications. Springer. 2017, pp. 171-201. DOI: 10.1007/978-3-319-51639-4_8
10. Silventoinen P., Rommi K., Holopainen-Mantila U. et al. Biochemical and techno-functional properties of protein and fibre-rich hybrid ingredients produced by dry fractionation from rice bran. Food Bioprocess Technol. 2019, V. 12, pp. 1487-1499. DOI: 10.1007/s11947-019-02307-w
11. Funke M., Loeffler M., Winkelmeyer C. et al. Emulsifying properties of lentil protein preparations obtained by dry fractionation. Eur Food Res Technol. 2022, V. 248, pp. 381-391. DOI: 10.1007/s00217-021-03883-y
12. Kuspangaliyeva B., Konakbayeva D., Tabtabaei S. Towards dry fractionation of soybean meal into protein and dietary fiber concentrates. Journal of Food Engineering. 2023, V. 342, article 111358. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2022.111358
13. Крылова И.В., Федоров А.В., Доморощенкова М.Л., Демьяненко Т.Ф., Шагинова Л.О. Влияние состава подсолнечного шрота на эффективность отделения белковой части сырья от клетчатки методом механического фракционирования // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2024. № 1. С. 3-13. DOI: 10.17586/2310-1164-2024-17-1-3-13
14. Pui L.PH., Saleena L.A.K. Enzyme-aided treatment of fruit juice: A review. Food Processing: Techniques and Technology. 2023, V. 53, no. 1, pp. 38-48. DOI: 10.21603/2074-9414-2023-1-2413
15. Крылова И.В., Демьяненко Т.Ф., Шагинова Л.О. Ферментативный гидролиз полисахаридов в процессах выделения подсолнечного белка // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО: сб. тр. СПб.: Изд-во Ун-та ИТМО, 2023. Т. 2. С. 123-125.
16. Murtaza M.A., Ameer K. Food processing industrial byproducts as raw material for the production of plant protein foods. In: Manickavasagan A., Lim L.T., Ali A. (Eds.) Plant Protein Foods. Springer, Cham. 2022, pp. 109-129. DOI: 10.1007/978-3-030-91206-2_4
17. Аль-Ясари А.Х., Баракова Н.В., Басковцева А.С., Алхатиб Р., Новоселов А.Г. Эффективность применения ферментных препаратов при водной экстракции фенольных веществ из листьев зеленого чая // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2024. № 1. С. 35-43. DOI: 10.17586/2310-1164-2024-17-1-35-43
18. Martins P.L., Duarte L.C., Pereira H., Reis A., Carvalheiro F. Evaluation of different fractionation methods for the simultaneous protein and carbohydrate extraction from microalgae. Biomass Conv. Bioref. 2024, V. 15, no. 1, pp. 999-1011. DOI: 10.1007/s13399-024-05279-w
19. Ибрахим М.Н.Г., Лисина Е.И., Баракова Н.В. Эффективность применения ферментных препаратов в технологии напитков на основе голозерного овса // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2022. № 1. С. 22-28.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Осуществляли подбор ферментных препаратов для ферментативного гидролиза масличных семян с целью одновременного извлечения белковой и липидной фракции в щадящих условиях. Объектами изучения являлись измельченные семена сои и подсолнечника. Для оценки физико-химических показателей сырья использовали стандартные методики. Исследовано влияние ферментов (целлюлазы грибного происхождения из штамма Trichoderma reesei, пектиназы грибного происхождения из штаммов Aspergillus niger и Tricoderma longibrachiatu и протеазы бактериального происхождения из штамма Bac. subtilus) и установлены оптимальные режимы подготовки масличных семян и параметры ферментативной обработки (гидромодуль 1:8÷1:9; доза фермента 0,03÷0,05% от массы субстрата; температура 50–60℃; продолжительность 4–6 ч; активная кислотность 4,8–6,0; степень измельчения семян масличных 100–180 мкм), позволяющие добиться максимального выхода белковой и липидной фракции из шелушенных и измельченных семян сои и подсолнечника. Доказано, что использование полученных режимов измельчения и ферментативной обработки масличного сырья дает значительное увеличение выхода масла и белка.
Исследовали влияние ферментативной обработки яблочной и морковной мезги, а также способ сушки выжимок, полученных из мезги, на время сушки выжимок, гранулометрический состав порошков, полученных из выжимок, и их растворимость. Ферментативную обработку яблочной мезги проводили ферментным препаратом Vegazym M (доза внесения 0,09% от массы мезги), морковной мезги – Fructozym MA (доза внесения 0,07% от массы мезги) при температуре 50°С в течение 1 ч. Сушку выжимок осуществляли конвективным способом при температуре 50°С и методом низкотемпературной вакуумной сушки при температуре 35°С. Установлено, что ферментативная обработка мезги увеличивает выход яблочного сока на 26%, а морковного на 17%, при этом количество получаемых выжимок снижается; сокращает время сушки выжимок: морковных – на 80 мин при конвективной сушке и на 45 мин при низкотемпературной вакуумной сушке, и яблочных – на 60 и 20 мин соответственно. Показано, что ферментативная обработка яблочной и морковной мезги повышает степень деструкции сырья. Обработка яблочной мезги ферментным препаратом Vegazym M увеличила количество частиц с проходом через сито 0,25 мм на 2%, а обработка морковной мезги Fructozym MA – на 3,3% относительно порошков, полученных из выжимок без обработки мезги ферментными препаратами. Установлено, что сушка выжимок вакуумным способом повышает число частиц, проходящих через сито Ø 0,25 мм для яблочных выжимок на 14% и для морковных на 7,2% в сравнении с сушкой выжимок конвективным способом. Кроме того, при низкотемпературной вакуумной сушке выжимок растворимость порошков, полученных из них, утраивается. Данные результаты целесообразно учитывать при разработке технологии выработки плодоовощных порошков, рекомендованных для обогащения ферментированных напитков как на зерновой, так и на соковой основе, а также кисломолочных продуктов для повышения жизнедеятельности микроорганизмов, присутствующих в продуктах питания, и для технологий микробиологического синтеза.
Разрабатывали технологию и исследовали показатели качества нового пищевого продукта с использованием молоки сельди тихоокеанской и криопорошка брусники. Выработку рыбных паштетов с молоками проводили из сырого и предварительно термически обработанного (бланшированного) рыбного компонента. Сырье изучалось по органолептическим и технологическим показателям (влагосвязывающая способность, влагоудерживающая способность, влаговыделяющая способность, эмульгирующая способность и стабильность эмульсии). Три образца паштетов исследовались по физико-химическим (активная кислотность рН, перекисное число), микробиологическим и органолептическим показателям. Установлено, что сырые молоки обладает высокими показателями влагоудерживающей и влагосвязывающей способности – 70 и 63% соответственно, а влагоудерживающая способность составляет 11%. Молоки проявляют высокую эмульгирующую способность, а эмульсии на их основе являются стабильными, наилучшие показатели имели сырые молоки – 60 и 55% соответственно. Опытные образцы паштетов обладали приятным вкусом и ароматом, привлекательным внешним видом и нежной консистенцией до и после хранения. Замена основного рыбного сырья (филе сельди) на 30–40% молок возможна без ухудшения качества готового продукта. Исследование пищевой и энергетической ценности рыбного паштета подтвердило целесообразность использования молок в качестве равноценной замены филе сельди не более 40%. Энергетическая ценность продукта составляет 283 ккал на 100 г продукта. Употребление 100 г паштета с добавлением концентрата брусники обеспечивает примерно 25% от суточной потребности в антоцианах. Показано, что в процессе хранения рН остается стабильным (от 6,4 до 5,6), перекисное число изменяется незначительно (0,61–0,65 мэкв/г), КМАФАнМ не превышало допустимой нормы. Применение криопорошка брусники в качестве природного консерванта пролонгирует сохранность охлажденного паштета из филе сельди и молок при температуре от 0 до 6°С до двух месяцев.
Изучали метод синхронного сканирования спектров эмиссии и возбуждения для идентификации масла виноградной косточки прямого отжима с целью оперативного скрининга фальсификатов, поскольку флуоресцентная спектроскопия (SF спектроскопия) является одним из наиболее чувствительных и недорогих методов. Объектом исследования выбраны четыре образца масла виноградной косточки, приобретенного в различных сегментах российского ретейла. Показано, что SF спектроскопия позволяет не только идентифицировать отдельные соединения в структуре матрицы масла виноградной косточки, но и разделять их изомеры. Наиболее информативные данные получены при величине деградации энергии (Δhэм–Δhвозб), соответствующей 30 и 60 нм. При этом в образцах подлинных масел произошла четкая дифференциация максимумов для токоферолов и токотриенолов λmax = 287 и 305 нм соответственно при Δh30 и λmax = 283 и 305 нм при Δh40 нм, в фальсификатах разделение пиков не происходило. Аналогичное разделение полос наблюдалось для изомеров хлорофилла α (λmax = 633 нм) и хлорофилла β (λmax = 668 нм) при Δh40 нм. В фальсифицированных образцах пики хлорофилла, каротиноидов и коричных кислот отсутствовали. Наиболее информативен оказался анализ полного спектра синхронного сканирования флуоресценции (TSFS) с шагом сканирования Δh10. Таким образом, метод SF спектроскопии позволяет оперативно решать проблему контроля подлинности масла виноградной косточки и аналогичной пищевой продукции.
Издательство
- Издательство
- ИТМО
- Регион
- Россия, Санкт-Петербург
- Почтовый адрес
- Кронверкский пр., д.49, лит. А, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 197101.
- Юр. адрес
- Кронверкский пр., д.49, лит. А, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 197101.
- ФИО
- Васильев Владимир Николаевич (Ректор)
- E-mail адрес
- od@itmo.ru
- Контактный телефон
- +7 (812) 6070277
- Сайт
- https:/itmo.ru