авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений...................................................................................................... 5

Введение......................................................................................................................... 6

Глава 1 Обзор научной, технической и патентной информации............................ 10

1.1 Рациональное использование источников белка на фоне его прогрессирую щего дефицита в питании......................................................................................... 10 1.2 Состав семян различных сортов люпина отечественной селекции............... 18 1.2.1 Фракционный состав белков люпина....................................................... 21 1.2.2 Характеристика углеводной и липидной фракций.................................. 25 1.3 Алкалоиды люпина, их физические и антибактериальные свойства. Техноло гические методы снижения алкалоидности............................................................... 1.4 Применение методов современной биотехнологии для повышения биологи ческой ценности белков растительного происхождения.......................................... 1.5 Основные направления использования продуктов переработки люпина в пи щевой промышленности и сельском хозяйстве......................................................... 1.5.1 Использование белка люпина в молочной промышленности................ 1.5.2 Использование люпиновой муки в макаронной и кондитерской про мышленности................................................................................................................. 1.5.3 Использование белка люпина в мясной промышленности и сельском хозяйстве........................................................................................................................ 1.6 Технология белковых концентратов из растительного сырья......................... 1.6.1 Перспективы использования ферментативной биоконверсии в пищевой технологии..................................................................................................................... 1.6.2 Характеристика ферментов и мультиэнзимных композиций, используе мых для гидролиза растительного сырья.................................................................... 1.6.3 Цели и задачи исследования...................................................................... Глава 2 Объекты и основные методы исследований................................................. 2.1 Организация проведения исследования.............................................................. 2.2 Объекты исследования......................................................................................... 2.3 Методы исследований.......................................................................................... Глава 3 Технология получения концентрата белков люпина с использованием биоконверсии растительного сырья............................................................................ 3.1Отработка технологии получения белкового концентрата................................ 3.1.1 Систематизация экспериментальных данных и установление норм рас хода сырья при получении белкового концентрата................................................... 3.1.2 Подбор ферментных препаратов и расчет их дозировок........................ 3.1.3 Исследование действия целлюлолитических ФП на экстрагируемость небелковых соединений из муки люпина.......................

............................................ 3.1.4 Исследование действия ферментных препаратов различной субстратной специфичности на экстрагируемость небелковых соединений из муки люпина... 3.2 Оптимизация условий ведения процесса экстрагирования небелковых соеди нений с ферментным препаратом целлюлазы............................................................ 3.3 Исследование влияния совместного применения ферментных систем на экс трагируемость небелковых соединений из люпиновой муки.................................. 3.3.1 Применение многостадийной обработки суспензии гидролитическими ферментами.................................................................................................................... 3.3.2 Исследование углеводного состава люпиновой сыворотки.................... 3.4 Изучение функционально-технологических свойств препарата..................... Глава 4 Разработка технологии кисломолочного продукта, обогащенного концен тратом белков люпина................................................................................................. 4.1 Анализ органолептических показателей кисломолочных продуктов............ 4.2 Анализ физико-химических показателей обогащенных кисломолочных про дуктов, выработанных на обезжиренном молоке...................................................... 4.3 Анализ физико-химических показателей обогащенных кисломолочных про дуктов, выработанных на цельном молоке............................................................... Глава 5 Разработка рецептуры и технологии ферментированных продуктов на растительной и молочно-растительной основе....................................................... 5.1 Изучение динамики кислотонакопления растительной основы................... 5.2 Изучение динамики кислотонакопления молочно-растительной основы с раз личным соотношением белков молока и люпина................................................... 5.3 Влияние соотношения молочного и растительного белков в суспензии на вла гоудерживающую способность сгустков.................................................................. 5.4 Исследование вязкостных и тиксотропных свойств ферментированных про дуктов на растительной и молочно-растительной основе...................................... 5.5 Исследование влияния растительного компонента смеси на метаболическую активность микроорганизмов закваски..................................................................... 5.6 Органолептический анализ ферментированных продуктов. Подбор наполни теля................................................................................................................................ 5.7 Идентификация продуктов и установление их сроков годности................... Глава 6 Исследование пищевой и биологической ценности продуктов............... 6.1 Расчет показателей биологической ценности белковой составляющей кон центрата белков люпина и ферментированных продуктов................................... 6.2 Характеристика жирно-кислотного состава концентрата белков люпина........... 6.3 Характеристика пищевой и биологической ценности продуктов, обогащен ных белковым концентратом люпина....................................................................... Глава 7 Технико-экономическая часть....................................................................... 7.1 Маркетинг............................................................................................................ 7.2 Организационный и производственный план.................................................. 7.3 Расчет показателей экономической эффективности проекта......................... Выводы........................................................................................................................ Заключение................................................................................................................... Литература................................................................................................................... Приложение 1. Характеристика ферментных препаратов фирмы «Novozymes». Приложение 2. Протокол испытаний комбинированного продукта..................... Приложение 3. Протокол испытаний аналога кисломолочного продукта............ Приложение 4. Проекты Стандартов Организации (СТО)..................................... Приложение 5. Технико-экономические расчеты.................................................... СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ В настоящей работе приняты следующие сокращения:

ФП – ферментный препарат МЭК – мультиэнзимная композиция с.в. – в пересчете на сухое вещество (СВ) БЭВ – безазотистые экстрактивные вещества М – масса продукта, г Б – массовая доля сырого протеина, д. ед.

У – массовая доля углеводов, д. ед.

ВУС – водоудерживающая способность ЖУС – жироудерживающая способность ОМ – обезжиренное молоко ЦМ – цельное молоко СОМ – сухое обезжиренное молоко КМП – кисломолочный продукт КБЛ – концентрат белков люпина СОМ/КБЛ – соотношение молочного и люпинового белка в смеси П – коэффициент потерь вязкости КМС – коэффициент механической стабильности В – показатель степени восстанавливаемости структуры ВВЕДЕНИЕ Производство обогащенных белком продуктов питания и комбикормов для животных является одним из важнейших направлений в современной пищевой и перерабатывающей промышленности. Питание человека разнообразно и включает помимо прочего употребление как растительных, так и животных белков. Расти тельные белки также успешно вводят в рацион сельскохозяйственных живот ных [16].

Несмотря на существенные различия в способах получения высокобелковых продуктов для различных целей, наиболее эффективным белковым обогатителем для их производства являются бобовые культуры.

Люди возделывают бобовые культуры с древнейших времен, наиболее по пулярными среди них в питании человека остаются фасоль, соя и горох. Эти про дукты лидируют по содержанию белка в своем составе, практически не вызывают аллергии и очень привлекательны для вегетарианцев.

В тени остался люпин – замечательная высокобелковая культура, известная еще жителям Древней Греции и Египта. Уже тогда люди использовали его в каче стве лекарственного средства и продукта питания. Сейчас люпин применяют в ос новном в животноводстве, аквакультуре, в качестве почвенного удобрения, хотя по многим показателям он не уступает традиционным бобовым культурам, входящим в ежедневный рацион питания человека [115].

Последние исследования в области технологии комбинированных продуктов питания и белковых препаратов из люпина, а также обогащения продуктов питания и комбикормов Юрченко Н.А., Антиповой Л.В., Махотиной И.А., Богатыревой Ж.И., Браудо Е.Е., Артюхова А., Король В.Ф. и др., позволяют рассматривать люпин как источник ценного и экологически чистого пищевого белка.

Целесообразно максимально фракционировать растительное сырьё для по лучения белковых изолятов и концентратов. Методы полного фракционирования растительного сырья значительно повышают хранимоспособность продукта и обеспечивают хорошие функциональные свойства белкового препарата. Для по вышения биологической ценности пищевых продуктов в качестве функциональ ной пищевой добавки использовали не только изоляты, но и отдельные аминокис лоты [20].

В пищевой технологии для получения белковых концентратов и изолятов используют в основном соевые бобы. Но способ получения соевых белков имеет многооперационную технологию и требует сложного оборудования, что является одной из причин их импорта. Одновременно это сказывается на увеличении себе стоимости готовой продукции [84, 85].

В свою очередь, на основе изолятов и концентратов растительных белков получают аналоги мясных и молочных изделий, комбинированные продукты пи тания сложного сырьевого состава, отвечающие высоким требованиям современ ной диетологии [131].

Целью маркетинговой деятельности при внедрении концентрата белков лю пина и ферментированных продуктов на его основе на рынок является постановка долговременных целей, а также выявление ресурсов для осуществления хозяй ственной деятельности предприятия, определение ассортимента продукции, фор мирование структуры производства.

Внедрение технологии получения продуктов на основе белков люпина уз колистного является перспективным шагом в решении проблемы недостатка бел ка в питании. Дело не только в стоимости сырья (килограмм люпина стоит в среднем в два раза дешевле килограмма полножирной сои), но и в возможности замещения импорта столь прихотливой к условиям выращивания сои, что сказы вается на снижении себестоимости готовой продукции.

В основу рабочей гипотезы положено предположение о том, что примене ние ферментативного гидролиза углеводного комплекса люпиновой муки на ста дии экстрагирования небелковых соединений способствует повышению выхода белка.

Научная новизна. Показано, что применение ферментативного гидролиза углеводного комплекса люпиновой муки на стадии экстрагирования небелковых соединений способствует повышению выхода белка. Установлено влияние темпе ратуры, гидромодуля и дозировки гидролитического фермента на степень извле чения небелковых соединений из муки люпина в кислой среде. Проведена опти мизация условий ведения процесса экстрагирования и получено уравнение ре грессии, адекватно описывающее зависимость содержания сырого протеина в продукте от указанных факторов.

Получены зависимости изменения органолептических, физико-химических и структурно-механических показателей обогащенного продукта от массовой до ли белкового концентрата. Определена максимальная доза внесения концентрата белков люпина в количестве 1%.

Установлены закономерности изменения физико-химических, структурно механических и органолептических показателей ферментированных продуктов в зависимости от соотношения молочного и растительного компонентов в смеси.

Выявлен характер изменения реологических свойств продуктов в зависимости от скорости сдвига, что может быть использовано при определении параметров тех нологических процессов обработки сгустка.

Получены уравнения, характеризующие зависимость коэффициента эффек тивной вязкости в интервале величин градиентов скорости от 3 с-1 до 1312 с-1 от соотношения растительного и молочного компонентов в смеси.

Показано, что соотношение молочных и растительных компонентов в смеси равное 1:1 позволяет получить комбинированный продукт с высокими органолеп тическими и реологическими характеристиками, с хорошей влагоудерживающей способностью сгустков.

Основные положения, выносимые на защиту:

- научное обоснование параметров процесса экстрагирования небелковых соединений из муки люпина, проведенного совместно с обработкой субстрата гидролитическим ферментом или композицией ферментов различной субстратной специфичности;

- влияние процесса энзиматической деструкции полисахаридов на функцио нально-технологические свойства белкового концентрата;

результаты исследова ния органолептических, физико-химических и структурно-механических свойств обогащенного белковым концентратом кисломолочного продукта;

- обоснование состава растительной и молочно-растительной основы для получения ферментированных продуктов с хорошими потребительскими свой ствами и с повышенной биологической ценностью;

- результаты исследования органолептических, физико-химических, струк турно-механических показателей и влагоудерживающей способности сгустков ферментированных продуктов.

Практическая значимость. Разработаны рецептуры и технология, состав лен проект технической документации (СТО) на производство комбинированного КМП и аналога КМП. Подана заявка на патент «Способ получения кисломолоч ного продукта на растительной основе».

Проект поддержан грантом Фонда содействия развитию малых форм пред приятий в научно-технической сфере по программе «УМНИК» в номинации «Ме дицина будущего. Биотехнологии», договор №165ГУ1/2013;

грантом правитель ства Санкт-Петербурга серия ПСП № 13235 в 2013 г.

ГЛАВА 1 ОБЗОР НАУЧНОЙ, ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ИНФОРМАЦИИ 1.1 Рациональное использование источников белка на фоне его прогрессирующего дефицита в питании Белки – это высокомолекулярные соединения, выполняющие в организме че ловека ряд ответственных функций, в том числе в комплексе с фосфолипидами пла стическую функцию, являясь остовом клетки, в роли апоферментов каталитическую, гормонально-регуляторную, осуществляют транспорт питательных веществ через мембрану клетки и др.[14]. Белок как животный, так и растительный является основ ным источником аминокислот [118].

Рекомендовано потребление животных и растительных белков в процентном соотношении друг к другу 55% к 45% соответственно. По данным ФАО/ВОЗ, необходимо потреблять в среднем 100 г белка в сутки, причем около 60% от этой цифры должно приходиться на белки животного происхождения. В России имеет место дефицит белка в объеме 1,6 млн. т [7].

Имеются данные, что даже без учета листвы деревьев и морских водорослей природа могла бы обеспечить белком каждого человека на планете в количестве до 125 г в день, что выше суточной потребности. Но многие белки растений часто ста новятся непригодными для человека в силу присутствия в сырье анипитательных компонентов.

Около 7 кг зерна необходимо для производства килограмма мяса, вместе с тем потребление мяса остается высоким, что не может не сказаться на общем уве личении производства растительных белков [93].

Разработка пищевых продуктов нового поколения, имеющих комплементар ный состав белков и характеризующихся близким к «идеальному» аминокислотным составом - задача пищевой комбинаторики. Наиболее экономично использование белка растительного происхождения в рационе питания человека, что связано с не большими временными и экономическими затратами на возделывание культурных растений, возможностью селекции новых видов. Тем не менее, по аминокислотному составу растительный белок неполноценен и хуже усваивается по сравнению с жи вотным белком [19]. Белки бобовых наиболее близки к животным белкам по биоло гической ценности, в этой связи перспективно их использование в рецептурах ком бинированных продуктов и аналогов традиционной пищи [71].

С 1976 года страны Европейского союза начали диверсифицировать собствен ные сельскохозяйственные ресурсы, чтобы уменьшить зависимость от импорта. Эти меры были приняты в соответствии с тяжелой экономической ситуацией, вызванной эмбарго США в 1973 и в 1983 годах. Было оказано содействие выращиванию сои в Европе, организации производства сухих кормов, научным исследованиям в области переработки растительных белков [93], в частности были разработаны способы по лучения концентратов белков из обезжиренного лепестка [41].

Для российского рынка пищевых технологий, как и для мирового, оказалась очень привлекательной возможность применения соевого белка на пищевые цели: с 90-х годов возросло потребление белка на качественном и количественном уровне, при снижении себестоимости готовой продукции [118]. Но в соевом зерне, как и в другом сельскохозяйственном сырье, присутствуют нежелательные для человека природные вещества и компоненты, которые термолабильны и разрушаются при термообработке. К ним относятся: ингибитор трипсина - это вещество белкового типа, содержание которого составляет до 6 % в зависимости от сорта сои;

олигос ахариды, в основном стахиоза (6- 9 %) и рафиноза (1 %), представляющие собой углеводы, содержащиеся и в традиционных продуктах;

гемагглютенины - тоже вещества белкового типа, активность которых подавляется при 80С;

фитиновая кислота, представляющая собой полифенольное соединение, которое есть в под солнечнике, картофеле и т. д.;

сапонины, липоксигеназа и т. д. [43].

За последние годы разработано много технологических решений, позволяю щих получить качественную продукцию с высоким содержанием белка из нетра диционного растительного сырья. В частности, предложена технология получения изолированного белка нута в виде пастообразного продукта [5]. Ведутся исследо вания химического состава и свойств семян льна для создания функциональных продуктов питания [94, 142]. Запатентован способ получения пищевого продукта из фасоли с повышенной пищевой ценностью [107].

Особое внимание исследователей в этой области обращено в сторону еще одной ценной сельскохозяйственной культуры – бобам люпина.

Люпин менее требователен, чем соя, к кислотности почв, азотным и фосфор ным удобрениям и в процессе выращивания сам обогащает почву азотом. Стои мость семян люпина ниже, так как урожайность этой культуры во всех районах России выше, чем у сои (исключение составляют Краснодарский и Приморский края) [19].

В семенах люпина содержится большое количество белка (до 40 %, а в жел том люпине более 40 %), который характеризуется значительным содержанием незаменимых аминокислот. Лимитирующие аминокислоты белка люпина - серо содержащие. По данным исследований как российских, так и зарубежных ученых, белок люпина отличается от белков сои, пшеницы и других зернобобовых более высокими скорами таких аминокислот, как лизин, треонин (незаменимая амино кислота, которая особенно важна для растущего организма), лейцин (незаменимая аминокислота, играющая большую роль при лечении заболеваний печени, анемии и др.). Это подтверждает высокое качество белка люпина. Изучение его фракци онного состава указывает на преобладающее содержание соле- и водораствори мых белков (82-85 %), нерастворимая фракция составляет 9-10 % [88].

Полуфабрикаты люпина и сои отличаются высоким содержанием белков и жиров, содержат меньше углеводов, чем другие анализируемые продукты. Люпин богат клетчаткой, по этому показателю полуфабрикат люпина сопоставим с греч невой крупой.

Но в отличие от других культур для бобовых характерен неприятный привкус и наличие антипитательных веществ. Все это вызывает необходимость их перера ботки [21, 69].

В табл. 1.1 приведены химический состав и энергетическая ценность про дуктов переработки бобовых и крупяных культур.

Таблица 1.1- Химический состав и энергетическая ценность продуктов переработки бобовых и крупяных культур Энергетиче Продукт Белки, % Жиры, % Углеводы, % Клетчатка, % ская цен ность, ккал Полуфабрикат люпина 34,1-43,1 4,1-15,8 39,0 13,8 286, Фасоль 22,3-27,8 1,2 54,3 5,6 292, Полуфабрикат сои 34,2-49,2 20,5 28,0 4,8 332, Полуфабрикат гороха 19,1-22,1 1,2 43,2 4,5 298, Гречневая крупа 13,4-14,0 2,0-2,2 66,0-68,0 13,0-15,0 295, Пшенная крупа 11,5 2,1-3,0 54,7 7,5 310, Перловая крупа 9,3 1,13 48,1 3,9 261, Овсяная крупа 11,0 5,8-6,1 36,1 10,1 245, В России сладкие сорта люпина стали возделывать с 50-х годов двадцатого века. Содержание сырого протеина в семенах этой культуры находится в диапа зоне от 33 до 48% на с. в. Такие сорта узколистного люпина, как «Снежеть» и «Белозерный» содержат мало алкалоидов, и вполне способны послужить сырьем для получения продуктов питания без предварительной термообработки.

Желтый люпин богат белком и липидами, легкорастворимая фракция его белков включает до 50% глобулинов. Около 30% от всех аминокислот белков лю пина приходится на долю незаменимых, высокая биологическая ценность белко вой составляющей дает основание называть эту культуру «северной соей».

Липидная фракция в различных сортах люпина присутствует в количестве от 4 до 19%, узколистные сорта менее насыщены липидами и включают их в ко личестве до 5%. Выделенное из семян люпина масло - это уникальный продукт, богатый полиненасыщенными жирными кислотами, не уступающий по качеству растительным маслам высокого класса, таким как льняное и оливковое [66].

Люпиновые бобы включают комплекс витаминов, макро- и микроэлемен тов, практически не содержат ингибиторов трипсина и гликопротеидов, вызыва ющих агглютинацию клеток крови, что выгодно отличает их от соевых бобов [89].

В настоящее время ведутся многочисленные научные исследования, свя занные с изучением химического состава белка семян люпина различных видовых сортов и разработкой методов его выделения в таких странах как Австралия, США, Португалия, Чили, Польша, Испания.

Ученые Института питания и пищевой технологии (Чили) проводили оцен ку качества белка люпина на юношах-добровольцах при норме потребления 0,4;

0,6 и 0,8 г/кг массы в сутки. Качество белка люпина (т. е. его усвояемость че ловеческим организмом) оценивали по балансу азота и сравнивали с яичным бел ком. Результаты оценки показали, что коэффициент усвояемости чистого белка люпина составил 77 %.

В Университете del Pais Vasco (Испания) изучали возможности приготовле ния белковых концентратов из люпиновой муки путем экстракции при рН 11,0 и осаждения при рН 4,0. Содержание белка в полученных концентратах составило 90 %. Метод приготовления концентратов способствовал снижению антипита тельных веществ до минимального уровня, не обнаруживаемого с помощью при боров.

Институтом микробиологии, биохимии и анализа (Польша) предложен спо соб повышения пищевой ценности препаратов белка люпина, экстрагированного из обезжиренной муки, полученной из семян желтого низкоалкалоидного люпина var. Topaz. Способ предусматривает применение гидролиза и последующего ре синтеза с использованием ферментативного модификатора [123].

По данным СибНИПТИП, введение люпинового концентрата в мягкие сы ры делает продукт полезным, дает положительный эффект от их употребления, зна чительно (до 12 - 15 %) экономит молочное сырье, позволяет сгладить сезонность производства. Наряду с этим относительно низкая стоимость люпинового концентра та и высокие функционально-технологические свойства позволяют расширить спектр его использования в молочной, мясной, кондитерской отраслях пищевой про мышленности [147].

Много уникальных свойств люпина не представляли бы для бизнеса ника кого интереса, если бы не еще одно существенное его преимущество: наряду с со ей по содержанию белка нет другой такой культуры в природе, как люпин. Кило грамм люпина стоит, как правило, в два раза дешевле, чем килограмм полножир ной сои или соевого шрота. Соя очень прихотлива к почвенно-климатическим условиям, а в мире мало территорий, имеющих подходящий для нее климат. И покупая комбикорма и мясо, полученные с использованием сои, приходится оплачивать стоимость ее транспортировки из далекого Приморья или вообще из Бразилии. Мировой кризис показал опасность расточительных подходов в эконо мике, поэтому руководство Министерства сельского хозяйства РФ сделало акцент на импортозамещении [12].

Исследование функциональных и реологических свойств белка люпина (Технический университет Португалии;

Институт научных исследований в пи щевой промышленности Австралии;

Институт технологов пищевой промыш ленности США;

Центр научных исследований биопродуктов Мексики) - ра створимости, гелеобразующей, влаго-и жиросвязывающей, пенообразующей спо собности, стабилизирующих свойств и др. - показало, что белки люпина во мно гом идентичны белкам сои [123, 161].

В Иллинойском национальном центре сельскохозяйственных исследований были изучены реологические свойства суспензии обезжиренной муки люпина бе лого и вязкоэластичные свойства белков люпина, полученных путем ультрафиль трации. Выявлены особенности поведения этих систем при деформации, сходные с поведением белков пшеничной клейковины в аналогичных условиях [153, 154].

Эксперименты по выявлению аллергических реакций на бобовые культуры были проведены в мадридском исследовательском центре. Обнаружена пере крестная активность между белками люпина и вики [165].

Определены коэффициенты корреляции между содержанием фенольных со единений и антиоксидантной активностью люпина узколистного, произрастающе го в Западной Канаде [164].

Каждый из известных ныне видов люпина имеет свои особенности адапта ции. В нечерноземной полосе с большой относительной влажностью произраста ют желтый и узколистный сорта люпина. Узколистный люпин развивается в условиях дерново-подзолистых легкосуглинистых почв северных агроландшаф тов. Его период вегетации от 70 до 110 дней, сумма активных температур состав ляет 1900°С. На песчаных почвах, отличающихся повышенной кислотностью, в условиях, где сумма активных температур от 2100°С произрастает желтый лю пин [12, 78].

Многие бобовые культуры не достаточно продуктивны в черноземной по лосе. Исключением является люпин белый, отлично адаптированный к условиям с пониженной влажностью. Перечисленные виды люпина можно возделывать на европейской территории России, узколистный люпин – на Урале и в Сиби ри [119].

Несмотря на то, что многочисленные опыты по кормлению животных, пти цы и рыб с необрушенными и обрушенными семенами люпина всех трех видов доказали возможность замены шротов, белковых компонентов животного проис хождения, полножирной сои экструдированной смесью люпина с двунулевым рапсом, комбикормовые заводы, птицеводческие и животноводческие предприя тия отказываются вводить его в рационы. Чаще всего из-за субъективных причин, главная из которых в большинстве случаев — наличие в нем ядовитых веществ — алкалоидов. Хотя в потребляемом картофеле содержание алкалоида соланина со ставляет 0,004%, что является нормой и никого не беспокоит. Если сделать пере счет на сухое вещество, то в семенах современных сортов люпина мы обнаружим такое же количество алкалоидов, что и в клубнях картофеля. В мире производятся тысячи тонн продуктов с включением малоалкалоидного люпина как пищевого компонента, из них много продуктов для диетического питания и спортсменов.

Большое количество этих продовольственных товаров находится и на прилавках российских магазинов, они имеют санитарно-эпидемиологическое заключение.

Содержание алкалоидов в семенах люпина кормового принято считать допусти мым в пределах 0,1-0,3%. По данным ВНИИ кормов, токсичное действие алкало идов не проявляется при их содержании до 0,22%, при этом все гистологические и гематологические показатели остаются в норме, продуктивность животных не снижается. Пятигорской государственной фармацевтической академией по ре зультатам исследований острой токсичности семян узколистного люпина с со держанием алкалоидов от 0,02 до 0,73% на белых мышах сделано заключение: со гласно табуляции классов токсичности семена узколистного люпина относятся к классу, как и поваренная соль. В сортах всех трех видов люпина, выведенных во ВНИИ люпина, количество алкалоидов стабильно не превышает 0,02-0,085%. При их содержании 0,04% дегустационная оценка семян не обнаруживает горького привкуса [12].

Проблема белковой недостаточности вызвала огромный научно-практический интерес к изысканиям дополнительных сырьевых источников белка как молочного (молочно-белковые, сывороточно-белковые и др.), так и немолочного происхождения (растительные жиры, белки, плодово-ягодные и овощные наполнители и т.п.). По следние играют особую роль, так как в настоящее время не предполагается их дефи цита. Рядом специалистов (И.А. Рогов, А.Б. Лисицын, Л.В. Антипова, В.В. Пря нишников, В.Ю. Астанина и др.) показано, что среди отечественных источников бел ков растительного происхождения весьма близки по свойствам и перспективны бо бовые: нутовые, чечевица, люпин. Эти культуры вполне могут заменить сою на оте чественном рынке [9].

1.2 Состав семян различных сортов люпина отечественной селекции Люпин - однолетнее и многолетнее травянистое растение, дающее высокопи тательную зеленую массу и плоды — кожистые бобы, очищенные и голые многосе мянные, растрескивающиеся при созревании. Масса 1000 семян люпина составляет от 130 до 500 г, вегетативный период — до 155 суток. Люпин произрастает в Евро пе, Америке, Северной Африке, Западной Австралии и издавна используется как кормовая культура [82].

а б Рис. 1.1 - Люпин Люпин хорошо приспособлен к различным типам почв и отличается высо кой продуктивностью. Эту культуру можно выращивать в неблагоприятных для сои почвенно-климатических условиях, что является неоспоримым преимуще ством с экономической точки зрения [46].

Кроме того, люпин имеет богатую сырьевую базу. Существует множество его видов, цветы и семена этого растения представлены на рис. 1.1 а, б соответ ственно [113]. Химический состав люпина различных сортов (по данным ВННИЖ) приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Состав семян различных сортов люпина отечественной селекции Содержание, % Липи- Клет- Алкалои Сорт семян Воды Белка Золы БЭВ* дов чатки дов Lupinus albus (белый) Синий 9,7 42,0 11,2 8,2 3,0 25,9 0, Пищевой 9,6 43,4 11,3 7,2 3,4 25,1 0, Козелецкий 9,7 40,0 12,6 7,2 3,5 27,0 0, Lupinus luteus (желтый) Л-1 10,4 41,1 5,7 10,3 4,7 27,8 0, Налибокский 10,9 42,8 5,4 11,0 4,3 25,5 0, Брянский -6 9,6 43,8 5,8 9,9 4,3 25,6 0, Lupinus angustifolius (узколистный) Брянский – 74 10,3 32,9 6,7 11,0 3,6 35,5 0, Брянский безал 10,3 39,0 6,7 10,8 4,0 29,2 0, калоидный Узколистный 9,9 36,6 5,8 9,9 3,6 33,9 0, *БЭВ – безазотистые экстрактивные вещества Консультативный Совет по новым пищевым продуктам и процессам (Вели кобритания) дал заключение о безопасности для здоровья человека специально выведенного и культивируемого во многих странах сладкого низкоалкалоидного сорта люпина - L. angustifolius, в России селекционирован аналогичный сорт – Кристалл [19].

В табл. 1.3 приведен аминокислотный состав белков различных сортов лю пина и сои.

Таблица 1.3 - Содержание незаменимых аминокислот в белке семян люпин 100 мг/ мг белка (по данным ВНИИЖ) Аминокислота Lupinus Соя Albus Angistifolius Luteus Matabilis Изолейцин 5,12 3,84 4,55 4,68 4, Лейцин 8,53 6,63 8,96 7,42 7, Лизин 5,56 5,17 6,10 5,95 6, Метионин+цистин 2,78 2,29 3,11 2,67 2, Фенилаланин+тирозин 8,87 7,11 6,91 7,91 8, Треонин 4,14 3,54 3,99 4,01 3, Валин 4,95 4,03 4,25 4,01 4, Содержание белка, % 35,4 31,2 44,0 42,9 35, Люпины сортов luteus и matabilis лидируют по содержанию протеина, при этом их аминокислотный состав имеет большое сходство с соевым белком. В Во ронежской государственной технологической академии проведена сравнительная ха рактеристика семян бобовых культур, рассчитаны показатели их биологической цен ности (табл. 1.4, 1.5). В табл. 1.4 представлен химический состав семян бобовых куль тур. Эти данные позволяют обосновать направление рационального использования бо бовых в пищевой технологии и разработать соответствующие методы модификации растительного сырья.

Исследование показывает, что массовая доля белка, определенная по методу Кьельдаля, приближается к сое (соя — 35-40;

нут — 22,7-30,7;

люпин — 32-56). Нут и люпин отличаются более высоким содержанием магния, натрия и несколько уступают по содержанию калия, кальция, определенному по методу атомно-абсорбционной спектроскопии, и фосфора, для определения которого использован колориметриче ский метод [4].

Таблица 1.4 - Массовая доля компонентов в составе семян бобовых Доля компонентов в составе семян Нут Люпин Соя Белок, % 22,7-30,7 32-56 35- Жир, % 4,1 5,0 22-24, Углеводы, % 25-28 20-25 Минеральные элементы, мг/100 г бобов:

К 680 820 Са 160 150 Мg 108 103 22, P 240 228 Na 35 38 Таблица 1.5 - Показатели биологической ценности бобовых культур Культура КРАС БЦ Коэффициент Утилитарности сопоставимой избы точности Люпин 73,88 26,12 2,89 5, Соя 89,25 20,75 3,67 7, Нут 92,28 7,72 3,92 1, Важно отметить, что в исследуемых объектах содержится в 4-5 раз меньше жи ра, а углеводы представлены в основном крахмалом, и их содержание незначительно отличается от объекта сравнения (на 2-5 %). По сумме незаменимых аминокислот нут максимально приближен к сое, а люпин превосходит сою примерно на 5 %. В ходе экспериментальных исследований достоверно установлено, что исследуемые культу ры обладают относительно высокой биологической ценностью, выявленной с помо щью тест-организма Tetrahymena pyriformus [9].

1.2.1 Фракционный состав белков люпина Известно, что семена сои и люпина имеют содержание сырого протеина в среднем около 40% на с. в., в некоторых высокобелковых сортах до 43% на с. в.

Наибольшее количество белков, которое было найдено в семенах растений, со ставляет 61,27% веса сухой массы. Такое высокое содержание белков было обна ружено в семенах люпина (почти 2/3 веса семян приходится на долю чистых бел ков). Изучение белкового комплекса семян бобовых культур показало, что в нём преобладают глобулины. В семенах сои, люпина и чечевицы на долю глобулинов приходится 60-70% от общего содержания белков. Проламины в семенах бобовых культур, как правило, отсутствуют. Более лёгкая растворимость белков бобовых культур в воде и растворах нейтральных солей означает и более лёгкую их пере вариваемость для человека и животных, что также выгодно отличает бобовые культуры от семян злаков [117].

Вицилин и легумин (или 7S и 11S белки, соответственно) - это различные по растворимости фракции глобулинов, выделяемые с помощью сульфата аммония. Они имеют четвертичную структуру и обладают свойством диссоциации, открытым впер вые Сведбергом и Педерсеном. Схематично диссоциацию глобулинов можно пред ставить так:

11S 2 x 7S 6 x 3S 12 x 2S, где S – коэффициент седиментации.

Модель структуры 11S белков бобовых имеет большое сходство с аналогичны ми моделями белков других культурных растений. Наименьшие субъединицы 7S бел ков бобовых – с константой седиментации 2S - состоят из одной полипептидной цепи и имеют молекулярную массу 30кДа, они не имеют аналогичного друг другу строения в отличие от четвертичных структур 7S и 11S белков [101].

В белках бобовых превалируют фракции глобулинов и альбуминов, что мо жет обуславливать стабилизационные свойства полученных из этих культур кон центратов и изолятов белков. Белок люпина по данным Антиповой Л.В. включает 38% альбуминовой фракции, 35% глобулиновой, содержат глютелины в количе стве до 5% и проламины 0,6% [7].

Проведены исследования на наличие протистоцидных свойств (способности оказывать губительное воздействие на одноклеточные микроорганизмы) у выде ленных фракций белков люпина с помощью культуры Paramecium candatum. В ходе экспериментов была подтверждена безвредность люпинового белка [7].

Глобулины люпина присутствуют в различных формах, среди них суще ствуют две формы -конглютинов с молекулярными массами 333 и 430 кДа, че тыре формы -конглютинов с молекулярными массами в диапазоне 143 260 кДа и минорный -конглютин. В свою очередь -конглютины состоят из 3-4 типов субъединиц с молекулярной массой 55 80 кДа. В составе некоторых фракций конглютинов присутствуют углеводы в количестве до 1,5%.

Среди -конглютинов люпина с константой седиментации 7S были выделе ны несколько типов структур, имеющих разную растворимость. Эти белковые фракции являются гликопротеидами с разной степенью гликозилирования и со держат в качестве углеводного остатка маннозу, глюкозу, ее изомер галактозу и глюкозамин [93].

Выявлен элементарный состав -конглютина, %: С - 51,75;

Н - 6,96;

N 17,57;

S - 0,62;

О - 20,1;

-конглютина: С - 49,91, Н - 6,81, N-18,40, S- 1,67и О 23,21 [113].

Как известно, альбуминовая фракция объединяет большинство белков с биологической активностью, в том числе ферменты липоксигеназу, уреазу, амила зу, лектины и антитрипсиновые вещества. У сои и люпина содержание белков с константой седиментации 7S выше, чем 11S-белков. Соотношение 7S:11S фрак ций белков люпина составляет 1,3 [93].

Во ВНИИЖ был исследован химический состав образцов семян различных сортов люпина отечественной селекции, рекомендованных для переработки на пищевые цели. В таблице 1.6 представлены результаты исследований некоторых образцов семян, которые представляют интерес для выращивания и переработки с получением пищевых белковых продуктов и добавок.

Таблица 1.6 - Химический состав семян люпина различных сортов Сырой Фракционный состав белков, % от Жир, % Влага, протеин общего протеина на с. в.

Наименование % (N6,25), сорта семян лю- % на с. в.

Нерастворимый остаток пина Щёлочерастворимые Водорастворимые Солерастворимые «Надежда» 8,34 36,69 48,46 35,59 4,16 11,79 5, «Снежеть» 8,59 36,24 38,20 46,02 4,87 10,93 5, «Белозёрный» 9,16 37,37 33,12 48,79 7,19 10,91 4, «Дега» 7,81 39,23 50,22 36,70 6,21 6,87 10, «Надежный» 7,80 43,21 27,96 64,12 3,50 4,42 5, Перспективные для пищевой переработки сорта характеризуются высоким содержанием белков, более 35%. Содержание жира в образцах изменяется в пре делах от 4,7% (сорт «Белозерный») до 10,55% (сорт «Дега»). Белковая составля ющая семян всех сортов представлена в основном водо- и солерастворимой фрак цией, т.е. альбуминами и глобулинами. Суммарное количество растворимых бел ков в семенах люпина отобранных сортов находится на высоком уровне и изменя ется в интервале от 88,21% («Надежда») до 95,58% («Надежный»). Наибольшее количество белка (43,21%) содержит сорт «Надежный». При этом накопление белков в семенах этого сорта происходит в первую очередь за счет глобулинов (64,12 %) при наименьшем содержании альбуминовой фракции (27,96 %) относи тельно других сортов. Интересен для пищевой переработки сорт «Дега». Семена этого сорта характеризуются не только высоким содержанием белка с преоблада нием альбуминовой фракции, но также и повышенным содержанием липидов (10,55 %) [70].

По результатам исследований химического состава семян и фракционного состава белков можно сделать предварительный вывод о том, что сорта «Надеж да», «Снежеть», «Белозерный» и «Надежный» перспективны для получения цель носмолотой люпиновой муки и различных белковых добавок. Сорт «Дега», харак теризующийся повышенным содержанием липидов и альбуминов, перспективен для глубокой переработки с выделением липидной фракции и белковой или бел ково-углеводной фракции, и может использоваться в качестве сырья для произ водства пищевых эмульсий. Более точно определить направленность переработки семян можно было после изучения функциональных характеристик белковых ин гредиентов, полученных при переработке семян люпина отдельных сортов, по этому следующим этапом исследований было изучение физико-химических свойств люпиновой муки [41].

Используя электрофоретический метод по Лаемли Мехтиев В.С. выявил различия в составе полипептидов - и -конглютинов узколистного люпина, бла годаря которым можно отнести тот или иной спектр белков люпина к определен ному сорту. Однако соотношение - и - фракций конглютина люпина не зависит от сорта растения и, соответственно, не оказывает влияния на поведение белков в технологическом процессе.

Также стало известно, что молекулярная масса вицилина и легумина сои больше массы подобных глобулиновых компонентов люпина узколистного.

При определении технологических свойств выделенных фракций конглюти нов были выявлены хорошие жироэмульгирующие свойства и высокая стабиль ность эмульсии. Ввиду большой гетерогенности белков люпина узколистного и сравнительно низкой молекулярной массы белковых фракций, гелеобразующую способность в рамках эксперимента исследуемые препараты не демонстрировали.

Исследуемые - и - конглютины люпина обладают схожими технологиче скими свойствами, поэтому изолировать их друг от друга не имеет смысла в рам ках пищевой технологии [10, 92].

1.2.2 Характеристика углеводной и липидной фракций Запасные безазотистые вещества семян люпина включают среди прочих по лисахаридов клетчатку, гемицеллюлозы, пектины, пентозаны, небольшую долю крахмала.

Среди сахаров основным является дисахарид сахароза, в некоторых сортах присутствуют трисахарид рафиноза и тетрасахарид люпеоза в количестве до 10 11% по массе. Моносахаридов в семенах люпина сравнительно мало [117].

Таблица 1.7 - Состав углеводов семян люпина [78] Наименование показателя Значение показателя Содержание углеводов, % 20- Моносахаридов 0, Олигосахаридов Сахароза - 3, Полисахаридов, не обладающих свойствами сахаров:

Декстрины 2, Крахмал 3, Клетчатка 11- гемицеллюлозы + пектиновые вещества 10, Пентозаны Около В составе углеводной фракции люпина преобладают полисахариды, имею щие в своей структуре -1,4- и -1,6- глюкозидные связи [8].

Большинство бобовых культур, за исключением нута, люпина и сои, отли чается небольшим содержанием липидов в семенах (до 3%). Бобы люпина раз личных сортов отечественной селекции могут содержать от 3 до 20% липи дов [66]. Наличие в составе липидной фракции семян люпина большого количе ства насыщенных жирных кислот с низкими йодными числами позволяет отнести эти жиры к группе невысыхающих или плохо высыхающих масел (табл. 1.8, 1.9) [117].

Таблица 1.8 - Общая характеристика масла люпина [119] Наименование показателя Значение показателя Плотность (при 150С), г/см3 0,920-0, Показатель преломления (при 200С) 1,472-1, Температура застывания масла, 0С От 10 до Число омыления, мг КОН 172-186 (до 192) Йодное число, % йода 102- Число Генера, % 95,3-95, Гидроксильное число, мг КОН 6,3-9, Число Рейхерта-Мейссля, % 0,2-0, Содержание жирных кислот, %:

насыщенные (суммарно) До ненасыщенные (суммарно) До Содержание неомыляемых веществ, % 1,0-3, Таблица 1.9 - Жирнокислотный состав масла люпина (в % к сумме кислот) [78] Наименование жирной кислоты Значение показателя Пальмитиновая + стеариновая (С16 +С18) 11, Арахиновая + лигноцериновая (С20 + С24) 5, Олеиновая (С18 : 1) 52, Линолевая (С18 : 2) 23, Линоленовая (С18 : 3) 6, Фитостеролы и сквален (которых в люпине больше, чем в растительных маслах других полевых культур) используют за рубежом как ценное сырье при из готовлении медицинских препаратов для лечения кожных болезней, атеросклероза, а также для синтеза стероидных гормонов. Сквален в перспективе можно будет ис пользовать для лечения многих заболеваний, в том числе и рака. В опытах установ лена его способность подавлять у животных рост раковых клеток. В китайской ме дицине сквален используют в качестве геронтологического средства [82].

1.3 Алкалоиды люпина, их физические и антибактериальные свойства. Технологические методы снижения алкалоидности Среди других веществ в состав некоторых бобо вых входят также и алкалоиды. Особенно богат алка лоидами род люпина. Содержание алкалоидов в семе нах различных видов люпина может изменяться от 0,005 до 4%. Наиболее распространённые алкалоиды Рис.1.2 - Хинолизидин люпина – лупинин (С10Н19NО), спартеин (С15Н26N2), лупанин (С15Н24NО), оксилупанин (С15Н24N2О2) и другие, всего свыше 10 алкало идов. В отдельных видах и сортах люпина эти алкалоиды присутствуют в различ ных комбинациях, часть видов содержит только 2-3 алкалоида, другие – значи тельно больше. По своей химической природе алкалоиды люпина относятся к группе хинолизидиновых алкалоидов (Рис. 1.2) [117].

Молекулы алкалоидов люпина содержат, в основном, две, три или четыре конденсированные хинолизидиновые системы, отличающиеся друг от друга при родой замещающих атомов и пространственной структурой (Рис.1.3).

Спартеин Анагирин Лупинин Лупанин Рис. 1.3 - Наиболее распространенные алкалоиды люпина Молекулы пиперидиновых алкалоидов включают несколько неконденсиро ванных циклов пиперидина, к одному из которых присоединен углеводородный радикал (с тремя и более атомами углерода). Описанная структура вызывает тера тогенный эффект. Один из пиперидиновых алкалоидов, представляющих опас Рис. 1.4- Аммодендрин ность для здоровья человека, находится в семенах люпина сортов L.formosus и L.

Arbustus и известен как аммодендрин (см. рис. 1.4) [158].

Отдельные алкалоиды люпина имеют различную токсичность. Лупанин, со держащийся в узколистном и белом люпинах, - наиболее ядовитый алкалоид, ок силупанин примерно в 10 раз менее ядовит. По данным Ж. Куча, минимальная смертельная доза некоторых алкалоидов люпина достигает следующих величин (в миллиграммах на 1кг живого веса морских свинок): лупанин 22-25, спартеин 23 30, оксилупанин 228.

Различные виды люпина содержат различное количество алкалоидов. По данным Н.А. Майсуряна, наибольшим количеством алкалоидов отличались виды Lupinus hybiidus (3,3%), L. polyphyllus (3,25%) и другие. Относительно меньше алкалоидов было в семенах L. pilosus (1,16%) и L. elegans (1,25), а меньше всего в семенах L. nanus (0,48%) [117].

Для снижения алкалоидности семян часто используют высокотемператур ные методы обработки, при этом температура внутри продукта составляет 80 150°С. Это чревато ухудшением свойств белковой фракции семян, требует боль ших энергозатрат и приводит к удалению алкалоидов в небольшом количестве, в среднем до 30% [86].

Применяют экстрагирование алкалоидов в виде солей или свободных осно ваний при помощи воды, спирта, хлороформа, различных кислот и щелочей. Эф фективно замачивание семян люпина в растворе соляной кислоты, так как она вхо дит в состав желудочного сока, и нет необходимости тщательно промывать обра ботанный продукт.

В немецком национальном центре исследования жиров проведена экстрак ция алакалоидов совместно с липидами из семян горького люпина с помощью гексана. Затем алакалоиды были отделены от жировой фракции путем дополни тельной экстракции соляной кислотой [151].

Больших потерь питательных веществ при экстракции можно избежать, от слеживая крупность частиц замачиваемых семян. Установлено, что замачивать семена люпина следует в виде дробленой крупки с частицами размером не менее 1,5 мм, при этом должны отсутствовать мелкая пылевидная фракция и твердые (плотные) оболочки, которые практически не содержат алкалоиды и не пропус кают жидкий экстрагент.

В ВИЭСХ проводились исследования с семенами узколистного люпина наиболее горького сорта (Немчиновский-846) исходной влажностью 10,6%. Для измельчения семян люпина использовали дисковый измельчитель (энергоемкость менее 4 кВт-ч/т) конструкции ВИЭСХ с регулируемой степенью измельчения.

Был получен продукт равномерного гранулометрического состава с незначитель ным количеством недоизмельченной и мучнистой фракции. Дробленый продукт просеивали в ситовом сепараторе, выделяя две фракции со средними размерами частиц — 3,5 и 1,75 мм, причем из первой удаляли оболочки. Замачивали дробле ную крупку в емкостях с водой и 1,3%-ным раствором соляной кислоты в течение нескольких часов при температуре не выше 50°С и гидромодуле (соотношение объемов растворителя и семян) 4:1. Режимы и результаты обработки представле ны в таблице 1.10.

Таблица 1.10 - Режимы и результаты обработки семян люпина Раствори- Температура Крупность Время Содержание Снижение тель растворителя, °С частиц, замачи- алкалоидов, алкалоид мм вания, ч % св. ности, % Вода 21-23 3,5 17 0,88 20, Вода 21-23 3,5 6 1,06 4, Вода 21-23 3,5 10,5 0,91 18, Вода 21-23 1,75 6 0,58 24, Вода 45-50 3,5 6 0,81 27, Вода 45-50 1,75 6 0,22 70, HCI 21-23 3,5 6 0,45 59, HCI 21-23 3,5 10,5 0,27 75, HCI 21-23 1,75 6 0,14 81, HCI 45-50 3,5 3 0,45 59, HCI 45-50 3,5 6 0,39 64, HCI 45-50 1,75 3 0,33 57, HCI 45-50 1,75 6 0,10 87, Количество алкалоидов определяли методом тонкослойной хроматографии.


Исходное их содержание в первой фракции крупки составило 1,11%, во второй 0,77% на с. в. Температура растворителя поддерживалась в указанных пределах в течение всего времени обработки.

Снижение алкалоидности семян люпина в большей степени обусловлено временем замачивания продукта и уменьшением крупности его частиц, чем по вышением температуры растворителя. Так, с ростом температуры соляной кисло ты в два раза при прочих равных условиях относительное снижение алкалоидов в конечном продукте незначительно — всего 5,2%.

С увеличением времени замачивания снижается скорость экстрагирования алкалоидов. Исходя из этого, определяется время замачивания, необходимое для снижения содержания алкалоидов в конечном продукте. Замачивание семян лю пина в растворе соляной кислоты эффективнее, но и дороже, чем в воде, поэтому вид растворителя и режимные параметры следует определять в соответствии с до пустимым содержанием алкалоидов в готовом продукте. Семена люпина после удаления из них алкалоидов высушиваются при нагреве до температуры 50°С и после дополнительного измельчения превращаются в муку [114].

В целях снижения заболеваемости культурных растений в сельском хозяй стве широко стали использовать синтетические фунгициды. Вместе с тем, есть данные о том, что применение этих средств значительно снижает урожайность, влияет на качество зерна и вызывает резистентность патогенов.

Современная экологическая обстановка оставляет желать лучшего, в этой связи особенно важно найти применение природным веществам-протекторам рас тений, таким как растительные алкалоиды.

Хинолизидиновые алкалоиды проявляют антимутагенные, противовирус ные, гербицидные и бактериостатические свойства, алкалоиды люпина сокраща ют процессы накопления нитратов. Стимулируя обмен веществ в растениях, они способны увеличивать скорость прорастания семян и достаточно быстро разру шаются в почве.

Экспериментально выявлены некоторые бактерии, способные разрушать растительные алкалоиды. В опытах с экстрагированными алкалоидами узколист ного люпина исследовалась их антибактериальная активность в отношении ки шечной палочки, золотистого стафилококка, сульфитредуцирующих клостридий и псевдомонад. Наименьшая антибактериальная активность алкалоидов проде монстрирована в эксперименте с кишечной палочкой [6].

Вегетативный рост узколистного люпина поздней селекции протекает и в период налива семян, что рождает конкуренцию за ассимиляты. Рост стебля у данного сорта неограничен, поэтому генотипы с ограниченным ветвлением обла дают большей зерновой биомассой.

Современные сорта узколистного люпина были исследованы в Белорусском государственном университете. Данные сорта содержали гораздо меньше алкалои дов, чем сорта ранней селекции [126]. Этот факт расширяет границы использования узколистного люпина в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности.

1.4 Применение методов современной биотехнологии для повышения биологической ценности белков растительного происхождения С увеличением роста мирового населения проблема нехватки ресурсов бел ка становится очень важной. Людям приходится пересматривать свое пищевое поведение, делая акцент на потреблении качественного белка растительного про исхождения. Кризисные явления в российской экономике последних лет затрону ли весь агропромышленный комплекс, включая животноводство, приоритетным направлением стала необходимость модернизации этой отрасли. Низкоалкалоид ный пищевой люпин поздней селекции может составить конкуренцию сое в силу своей доступности, дешевизны и отменного качества выделенного из него белка.

Безопасность и высокая пищевая ценность этого сырья подтверждена исследова ниями отечественных и зарубежных ученых [97, 148, 161].

Однако белковые препараты из растительного сырья обладают некоторыми недостатками, ограничивающими их широкое использование в настоящее время.

Методы биомодификации используются для оптимизации свойств целевого про дукта и повышения его биологической ценности [140].

Предложен способ обработки соевой окары при получении комбинированных продуктов питания из рыбного и молочного сырья [75]. Методы промышленной биотехнологии нашли широкое применение при производстве кормовых продук тов [145].

Известно, что белок из семян люпина менее усвояем в отличие от соевого.

Поэтому научные исследования белковых препаратов из люпина направлены на изучение путей модификации функциональных свойств белковых препаратов. Од ним из наиболее перспективных способов является ферментативный гидролиз протеолиз. Его применение позволяет использовать собственный биопотенциал растительного продукта и получать белковые препараты с требуемыми функцио нальными свойствами.

В Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова были изучены функциональные свойства белков люпина, подвергнутых ограниченному фер ментативному гидролизу с целью повышения их усвояемости и растворимости, а также определена эффективность их использования в качестве аналога соевого белка. Объектами исследования служили мука безалкалоидного люпина сорта Кристалл и фермент животного происхождения - куриный пепсин. В результате проведенных исследований научно обоснована и практически подтверждена воз можность применения ферментативной модификации для регуляции функцио нальных свойств белков люпина и целесообразность использования кислой проте азы куриного пепсина как инициатора автолиза белков [19].

По мнению авторов, процессы автолиза приводят к увеличению пищевой ценности, улучшению функциональных свойств и инактивации антиалиментар ных факторов в сырье.

По стандартной методике были проведены исследования водоудерживаю щей и жироудерживающей способности образцов муки люпина до и после авто литического процесса, проведено сравнение полученных данных с полножирной соевой мукой (табл. 1.11, 1.12).

Таблица 1.11 - Водоудерживающая способность муки люпина и сои (% отделившейся воды) Гидромодуль Образец муки 1:1,25 1:1,5 1:1,75 1:2,0 1:2,25 1:2,5 1:2,75 1:3, Люпиновая немодифицированная 0 0 0 5,3 18,4 29,7 44,1 57, Люпиновая модифицированная 0 0 0 0 7,1 19,0 30,9 42, Необезжиренная соевая мука 0 0 6,1 24,1 36,4 47,0 56,2 65. Таблица 1.12 - Жироудерживающая способность муки люпина и сои (% отделившегося масла) Объем масла (г) на I г продукта Образец муки 0,25 0,35 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1, Люпиновая немодифицированная 0 0 0 8,0 14,0 23,5 36,4 43, Люпиновая модифицированная 0 0 0 6,7 15 27,3 33,1 44, Необезжиренная соевая мука 0 0 0 10,2 24,7 31,0 42,5 Из представленных образцов муки наиболее привлекательной для пищевой промышленности оказалась мука люпина, модифицированная протеолитическим ферментом [89].

Известно, что проведение частичного гидролиза белка с использованием ферментных препаратов микробиологического, растительного или животного происхождения, позволяет улучшить растворимость, эмульгирующие, пенообра зующие, гелеобразующие свойства исходного белкового материала [58]. Пи щевкусовые добавки (приправы) приобрели особенную популярность в мире с 50 х годов прошлого века благодаря их способности улучшать вкус и запах пищевых продуктов, произведенных из различного сырья. Гидролизаты пищевых белков, выпускаемые промышленностью, часто используют в качестве приправ в приго товлении супов, салатов и соусов.

В медицине и фармакологии белковые гидролизаты высокого качества вво дят в рацион диетического питания. Существует несколько типов гидролизатов белков, отличающихся способом получения:

- кислотные, когда гидролиз субстрата проводят соляной кислотой. Перво начально такой гидролизат белка был получен Юлиусом Магги в 19 веке. Сейчас большинство исследований в этой области проводятся в Европе.

- ферментативные, способом ферментации рыбы (Вьетнам, Тайвань), сое вых бобов в смеси с пшеницей (Япония) и др. Эти продукты вырабатывали еще в древности в странах Востока, в настоящее время исследованиями в области их получения занимаются ученые разных стран мира.

Белковые гидролизаты представлены на рынке в основном в виде продуктов распылительной сушки или гранулированном виде. Однако нет данных, характе ризующих влияние размера частиц высушенного продукта на его качество [95].

Использование ферментативных гидролизатов в качестве компонента сухих хо рошо растворимых смесей для получения специализированных продуктов пита ния предполагает проведение достаточно глубокого гидролиза, что достигается использованием многостадийных схем процесса либо комбинированием протеаз различной субстратной специфичности [58].

1.5 Основные направления использования продуктов переработки люпина в пищевой промышленности и сельском хозяйстве Во ВНИИ люпина разработаны технические условия на полуфабрикаты из бобовых и крупяных культур (ТУ 9196-006-11951678-2001, зарегистрированные ОЦСМ 24.05.2001, № 026/002894). Согласно техническим условиям полуфабрикаты из этих культур получают как методом термопластической экструзии, так и химико ферментативным воздействием на нативный белок и последующим высушивани ем. В ТУ приведены значения предельно допустимых норм и методов содержания и определения алкалоидов, органолептические и физико-химические показатели как продуктов переработки люпина, так и муки из люпина [69].


Микробиологические показатели, а также допустимые уровни содержания токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов в изолятах, концентратах, гидролизатах и текстуратах растительных белков, в пи щевом шроте и муке с различным содержанием жира из семян бобовых, маслич ных и нетрадиционных культур должны соответствовать Гигиеническим требова ниям безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов [125].

При составлении технических условий на полуфабрикаты из люпина за ос нову приняты результаты исследований ВНИИ люпина и других отечественных и зарубежных научных учреждений. Так, согласно австралийскому пищевому стан дарту В1, содержание алкалоидов в люпине, используемом для пищевых целей, не должно превышать 0,02 %. Это относится как к муке мелкого, так и грубого помола из переработанных семян люпина. Количество алкалоидов при скармливании его животным не должно превышать 0,06 %.

Имеющиеся сорта узколистного люпина, созданные во ВНИИ люпина, со держат в среднем от 0,04 до 0,08 % алкалоидов и вводятся в состав кормов крупно го рогатого скота в количестве до 20 % от зерна, добавляемого в рацион живот ных. После переработки люпин используют в комбикормах (например, для птицы) и для пищевых целей, т.е. он может быть хорошим источником растительного белка [96].

Помимо экстрагирования белков при получении изолятов белков люпина используют и экструзионные методы обработки - для получения пищевых про дуктов и кормов. При термопластической экструзии выход переработанного про дукта составляет 880 кг из 1 т люпина, этот метод дешевле и сохраняет клетчатку, которая вымывается при экстрагировании.

На экструзионной установке можно изготавливать полуфабрикаты из необ работанного сырья, получаемые продукты имеют высокую степень усвояемости, имеют заданный химический состав, при этом клетчатка, гемицеллюлозы и пекти ны исходного сырья более доступны для человеческого организма, чем в неперера ботанном виде [97].

Авторы разработки рекомендуют использовать текстурированный люпино вый экструдат в мясной промышленности при выработке колбасных изделий, в хлебопекарной и кондитерской промышленности, а также при изготовлении тво рожных паст, кремов и желе [69].

1.5.1 Использование белка люпина в молочной промышленности Колоссальный экономический спад и нестабильная социальная обстановка, ха рактерные для нашей страны периода 90-х годов, привели к резкому сокращению производства продуктов питания. Производство молока сократилось с 55,7 млн т в 1990 г. до 33,3 млн т в 2003 г., т.е. на 40,2 %. Соответственно сократилось и поступле ние молока для промышленной переработки: с 71 % в 1990 г. до 51 % в 2003 г.

Отмеченные обстоятельства вызвали огромный научно-практический интерес к изысканиям дополнительных сырьевых источников как молочного (молочно белковые, сывороточно-белковые и др.), так и немолочного происхождения (расти тельные жиры, белки, пищевые волокна, макро- и микроэлементы, витамины) [127].

В качестве аналога молока-сырца Л.В. Антиповой, Е.Е. Курчаевой, Н.В. Ани кеевой предложены белковые дисперсии на основе нута и люпина с применением предварительного проращивания для улучшения органолептических, физико химических свойств и максимального снижения содержания ингибиторов пищевари тельных ферментов и антипитательных веществ в соответствии с рекомендациями.

Дополнительно установлено, что в результате проращивания семян в них увели чивается массовая доля глюкозы (до 13,6 %), витаминов группы В. Проращивание се мян может быть использовано в качестве простой обработки сырья для повышения биологической ценности и расширения области применения при производстве разно образных пищевых продуктов.

Из данных табл. 1.13 видно, что по содержанию белка дисперсия из нута при ближена к коровьему молоку, а в люпиновой дисперсии его даже больше, продукты имеют достаточно высокий скор незаменимых аминокислот и незначительные откло нения в содержании углеводов. Дисперсии содержат до 6,7 % водорастворимых угле водов при практически полном отсутствии крахмала, что приближает дисперсии по свойствам к молоку.

Таблица 1.13 - Сравнительные органолептические и физико-химические показатели белковых дисперсий Нутовая Люпиновая диспер Показатель Коровье молоко дисперсия сия Цвет Кремовый Светло-желтый Белый С запахом С запахом Свойственный Запах бобовых Бобовых продукту Сладковатый С привкусом Вкус с привкусом Тоже Бобовых бобовых Белок, % 2,7 3,2 2, Жир, % 1,4 1,2 3, Углеводы, % 5,1 4,0 4, Кислотность, Т 18 18 Аминокислотный скор 88,2 90 По пищевой ценности нутовая и люпиновая дисперсии не уступают соевой.

Биологическая ценность нутовой дисперсии составляет 69 %, люпиновой — 73 %, соевой — 80 %.

На рис. 1.5 приведены диаграммы содержания некоторых микро- и макроэле ментов в исследуемых растительных дисперсиях.

мг/100 г Нут Люпин Рис. 1.5 - Минеральный состав нутовой и люпиновой дисперсий:

1 - Zn;

2 - Fe;

3 - Си;

4 - Мп;

5 - F Как видно, в их составе преобладают цинк и железо, а также имеются медь, марганец и фтор.

Полученные растительные белковые дисперсии подвергали сгущению, для чего производили их смешивание в вакуум-выпарных аппаратах с сахаром, пред варительно разведенным в воде, по составу и свойствам отвечающей требовани ям, предъявляемым к питьевой. При этом формируется гидратная оболочка моле кулы сахарозы, более прочно удерживающей молекулы воды. Достаточно слож ный состав белковых дисперсий и смешивание их с раствором сахарозы приводит к увеличению концентрации дисперсной фазы и активной межфазной поверхно сти, росту свободной поверхностной энергии на границе раздела фаз, а также уси лению роли молекулярных сил сцепления между частицами [9].

В исследованиях, проводимых в РГТЭУ Королем В. Ф. и Лахмоткиной Г. Н.

г. Брянск, оценивались органолептические показатели и пищевая ценность напит ков, сочетающих молоко с компонентами растительного происхождения. Пре имуществом предлагаемых продуктов являлась возможность отказа от традици онных стабилизаторов структуры при их выработке, так как, по мнению авторов, их тонкодисперсная структура способствует стабилизации консистенции [67, 68].

Во ВНИИ люпина разработан заменитель молока на основе люпина продо вольственного (ТУ 9716-001-11951678-2003 гигиеническое заключение № 57.01.01.000.Т.000094.09.03 от 16.09.2003 г.), имеющий лилово-желтый оттенок.

Растительный компонент 4 часа выдерживали в емкости с питьевой водой, измельчали, разбавляли водой и пастеризовали при температуре 950С. Пищевая ценность полученных продуктов представлена в табл. 1.14.

В ТатНИИСХ выработанные описанным образом продукты сушили и ис следовали их состав (табл. 1.15).

По содержанию белка высушенные продукты из люпина и сои оказались наиболее близкими к сухому обезжиренному молоку, а по содержанию железа они превосходят СОМ в среднем в 40 раз.

Таблица 1.14 - Пищевая ценность натуральных молочных продуктов и их заменителей, г/100 г продукта Показатель Обезжиренное Соевый Люпиновый молоко заменитель заменитель Сухое вещество 8,4 9,0 10, Белок 3,5 2,76 4, Жир 0,5 2,31 0, Клетчатка - 0,42 1, Фосфор 0,17 0,07 0, Кальций 0,12 0,04 0, Каротин - - 0, Усвояемость питательных веществ, % 88-90 78-84 80- Таблица 1.15 - Питательная ценность сухих заменителей и обезжиренного молока Показатели Сухое обезжиренное Заменители сухого обезжиренного молока молоко Гороховый Люпиновый Соевый Жир, г 3,2 2,2 7,6 17, Белок, г 41,1 25,4 33,5 37, Клетчатка, г - 6,3 15,2 8, Железо, мг 0,4 7,0 20,5 14, Полученный заменитель из люпина особенно богат клетчаткой и железом, на его изготовление требуется меньше всего затрат, что обусловлено применени ем молочной сыворотки вместо питьевой воды для проведения его обезгорчива ния.

Авторы запатентовали технологию, по которой обезгорчивание проводят с цельным зерном люпина, молочной сывороткой и обезгорчивателями. Использо вание цельного зерна снижает потери белка, сыворотка обогащает продукт лакто зой, минеральными веществами и белком. Затем проводится измельчение, причем в результате оболочка зерна люпина должна иметь размер частиц не более мкм [67].

В СибНИПТИПе разработана технология мягких сыров без созревания с исполь зованием люпинового концентрата, представляющего собой однородную пастообраз ную массу желтого цвета с массовой долей сухих веществ 25—28 %. Вырабатывается люпиновый концентрат по специальной технологии на механоакустическом гомогени заторе с роторно-диспергирующим аппаратом, который обеспечивает высокоэффек тивную стабильность белковой и липидной фракции, что позволяет получить нежную, в меру плотную, однородную консистенцию сыра, снизить отход жира в сы воротку и увеличить выход готового продукта [147].

Люпиновый концентрат содержит все незаменимые аминокислоты, богат витами нами, полиненасыщенными жирными кислотами, минеральными веществами и пище выми волокнами. Экспериментально установлено, что оптимальное содержание лю пинового концентрата в молочной основе в количестве 15—20 % обеспечивает получе ние мягкого сыра с чистым, приятным, слегка кисловатым вкусом и запахом, в меру плотной нежной консистенцией, желтоватого цвета, с массовой долей жира в сухом веществе 30—50 %. Для определения биологической ценности сыра с люпиновым кон центратом были рассчитаны аминокислотные скоры всех незаменимых аминокислот.

Установлено, что их содержание в 1 г белка сыра равноценно или превосходит их ко личество в 1 г идеального белка.

Использование люпинового концентрата в качестве наполнителя открывает возможности создания новых видов мягких сыров с заранее заданными свойствами, рекомендованного состава, повышенной пищевой и биологи ческой ценности. Кроме того, имеющиеся данные о применении люпина при лечении различных заболеваний, широкий спектр его биологической активности позволяют утверждать, что введение люпинового концентрата в мягкие сыры делает продукт по лезным, дает положительный эффект от их употребления, значительно (до 12—15 %) экономит молочное сырье, позволяет сгладить сезонность производства. Наряду с этим относительно низкая стоимость люпинового концентрата и высокие функцио нально-технологические свойства позволяют расширить спектр его использования в молочной, мясной, кондитерской отраслях пищевой промышленности [148].

1.5.2 Использование люпиновой муки в макаронной и кондитерской промышленности Сырьем для производства макарон служит пшеничная мука, белковая со ставляющая которой отличается недостатком незаменимых аминокислот, таких как метионин и триптофан. Сравнительно низкое содержание в ней клетчатки, ви таминов и микроэлементов вызывает необходимость повышения пищевой и био логической ценности этого продукта. Одним из способов решения этой проблемы является использование люпиновой муки, обладающей определенными функцио нальными свойствами.

В Государственном НИИ хлебопекарной промышленности проводили ис следование, в котором использовали муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта и муку люпиновую, полученную из обезгорченных семян люпина путем их измельчения до размера частиц менее 250 мкм. Макаронные изделия в виде лап ши изготавливали на лабораторном прессе и высушивали при температуре возду ха 35...40 °С. Люпиновую муку добавляли к пшеничной в количестве 0,25;

0,50;

1,0;

5,0;

10,0;

15,0;

25,0 %. Контролем служили изделия из пшеничной хлебопе карной муки.

Исследуемая люпиновая мука по сравнению с пшеничной характеризуется высоким содержанием белка — 37,5 %, клетчатки — 15,5 %, желтого пигмента — 7,0 мг -каротина на 100 г сухого вещества. Поэтому она может быть использова на как для обогащения макаронных изделий, так и для улучшения их цвета.

Испытания готовой продукции по органолептическим и физико химическим показателям позволили отметить, что использование люпиновой му ки приводило к появлению привлекательного желтого цвета макаронных изделий.

Вкус и запах продукта не изменялся;

при варке до готовности изделия не сли пались между собой. Но повышалась кислотность макаронных изделий, увеличи валось содержание сухих веществ в варочной воде и снижалось количество по глощенной воды, характеризующееся коэффициентом увеличения массы изделий во время варки. Тем не менее качество макаронных изделий с люпиновой мукой в количестве до 15 % соответствовало требованиям ГОСТ Р 51865-2002 [116].

В Воронежской ГТА ведутся разработки технологий функциональных про дуктов питания на базе люпина. Изучены некоторые функциональные свойства белков бобов люпина, определяющие поведение сырья при переработке в пище вые продукты;

обеспечивающие желаемую структуру, технологические и потре бительские свойства пищевых продуктов. Была определена стабильность эмуль сии люпиновой муки (СЭ). Выявлено, что люпиновая мука обладает низкой пено образующей (ПС) и эмульгирующей (ЭС) и достаточно высокой жиросвязываю щей способностью (ЖС).

Потребовалась определенная модификация исследуемой муки в целях при менения ее в мучной и хлебопекарной промышленности. Была составлена смесь муки люпина с меланжем в соотношении 1:3 и проведено сравнение функцио нально-технологических свойств меланжа и комбинированной смеси. Установле но, что для обеспечения необходимой консистенции смеси, соответствующей ме ланжу, количество которого в опытных пробах сокращается на 7,5%, дозировка люпиновой муки в меланж должна составлять 30%. Внесение люпиновой муки снижает функциональные свойства меланжа. Так, ЭС снижается на 1,5, СЭ - на 1,5, ЖС - на 20 и ПС - на 100%.

Известно, что продукты неполного гидролиза белка, где основной массой являются пептиды, обладают более высокой, чем аминокислоты и нативный бе лок, пенообразующей способностью. С целью нивелирования отрицательного воз действия люпиновой муки провели биомодификацию люпиново-меланжевой сме си нейтразой и получили гидролизат. Соотношение компонентов в смеси запа тентовано [112]. В ходе гидролиза определяли активную кислотность, содержание растворимого белка, пептидов и аминокислот. В состав полученного гидролизата вошли, %: пептиды - 42,4, аминокислоты -7,1, белки - 5,5, декстрины - 33, клет чатка -11, липиды - 7 и зола - 4.

Установлено, что за 150 мин гидролиза ПС увеличилась на 28, ЖС - на 56, ЭС - на 20%.

При выработке полуфабрикатов по предложенной технологии изменялась их плотность (плотность яично-сахарно-люпиновой массы снизилась на 4%, а бисквитного теста - на 2%), в результате время начала расслаивания яично сахарно-люпиновой массы замедлилось на 5 мин.

Был разработан новый продукт - бисквит «Милашка», патент РФ №2328855 [109]. По сравнению с контролем, он обладал лучшими органолептиче скими показателями, имел янтарно-желтый цвет, приятный вкус и аромат. При разработке рецептурного состава продукта были учтены данные по аминокислот ному скору компонентов, повышен скор лимитирующей аминокислоты (лизина) на 21,2% [113].

1.5.3 Использование белка люпина в мясной промышленности и сельском хозяйстве Была исследована цветность фаршей, выработанных из мясного сырья с до бавлением в качестве экономического компонента муки из бобов люпина и сои.

Отклонение в цветовых характеристиках образцов с добавками было незначи тельным. Также проводили измерение рН указанных многокомпонентных систем, значение водородного показателя при введении добавок из бобовых не меня лось [7].

В Могилевском государственном университете продовольствия была разра ботана технология получения белоксодержащей добавки из зерна люпина. Данная добавка представляет собой однородный порошок светло-желтого цвета без по сторонних включений с содержанием белка не менее 45%.

Авторами была изучена возможность применения белоксодержащей добав ки из зерна люпина при производстве вареных колбас. Некоторые технологиче ские свойства добавки из зерна люпина были исследованы на модельных фарше вых системах: измельченные говядина и свинина при фиксированном соотноше нии, выбранном на основе предварительных исследований, с различными количе ствами вводимой добавки — от 12 до 52 % в гидратированном виде, вводимой на стадии куттерования. Фаршевые системы составляли без дополнительного введе ния традиционных функциональных добавок.

Гидратацию осуществляли в соотношении 1:3. Результаты эксперименталь ных исследований по определению водосвязывающей способности фарша в зави симости от доли замены основного сырья доказывают целесообразность примене ния добавки из зерна люпина в составе комбинированных вареных колбас в коли честве 16-24 % [20].

Кроме использования люпина для пищевых целей его можно добавлять в комбикорма, так как он является высокопитательной культурой (табл. 1.16). При скармливании люпина свиньям его добавляют до 22,8 % с содержанием алкалои дов до 0,06 % [69].

Таблица 1.16 – Питательность кормов Питательность кормов (в 1 кг корма) Кормовые единицы Перевариваемый Культура Кальций, мг Каротин, мг Фосфор, мг протеин, г Ячмень 1,13 80 1,2 3,3 1, Люпин 1,10 270 3,4 4,5 3, Соя 1,31 292 5,1 6,9 2, Мука рыбная 0,83 535 67,2 31,8 Шрот соевый 1,18 360 2,7 6,6 Экструдированный люпин может быть хорошей заменой сухого обез жиренного молока в таких рецептурах комбикормов, как К 62-3-89. Это позволяет снизить стоимость комбикорма и получить среднесуточный привес телят свыше 700 г [69].

1.6 Технология белковых концентратов из растительного сырья Препараты растительных белков, преимущественно соевых, широко использу ются в качестве пищевых добавок. Благодаря высокой пищевой ценности и более низкой стоимости по сравнению с животными белками, белок сои был основным ис точником для получения белковых концентратов и изолятов для различных отраслей пищевой промышленности (схема получения этих продуктов на рис.1.6) [93].

Семена Шелушение Шелуха, оболочки Дробление Жирная мука Обезжиривание Масло Растворимые ве Экстрагирование Мука щества растворимых ве ществ Концентрат Экстракция бел- Побочный продукт ков Регенерация (ре- Растворимые ве куперация) бел- щества ков Изолят Рис. 1.6 - Принципиальная схема получения белковых продуктов из растительного сырья Австралийскими учеными предложен способ производства белковых изоля тов из зерен люпина, включающий отбор, очистку и фракционирование зерен лю пина, их дробление и получение муки, экстракцию белка, получение белкового изолята и сушку [166].

Люпиновые белковые концентраты содержат более чем 50% белка (в техноло гии переработки сои содержание белка в готовом продукте в пересчете на сухое веще ство не менее 65%), и являются мукой, из которой удалены свободные сахара, олигос ахариды и другие растворимые фракции. Эти концентраты получают различными способами:

отделением олигосахаридов 20-60%-ным водным раствором этилового • спирта;

отделением углеводов в изоэлектрической точке. Этот способ основан на • том, что большая часть нативного белка осаждается при использовании водного рас твора кислоты (рН 4,5 – 5,0) [146];

денатурацией протеина с помощью влаготепловой обработки и по • следующей экстракцией водой [166].

При получении концентратов белков происходит полное извлечение рас творимых веществ, являющихся по сути антипитательными компонентами, обу славливающими неприятный вкус или запах исходного сырья [98]. Вместе с тем, после разделения фаз преципитат должен содержать большинство белков и нерас творимых веществ углеводной природы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.