mkgtuНовые технологии / New technologiesNew Technologies2072-09202713-0029МГТУ10.47370/2072-0920-2021-17-3-41-50mkgtu-492Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВFOOD TECHNOLOGYИсследование процесса получения белкового препарата из семян подсолнечника для использования в пищевой промышленностиStudy of a process of obtaining of protein preparation from sunflower seeds for application in food industryШагиноваЛ. О.ShaginovaL. O.

Лилия Олеговна Шагинова, магистр 2 года обучения 

пр. Кронверкский, д. 49, литера А, г. Санкт-Петербург, 197101

Liliia O. Shaginova, a 2st year Master student of ITMO University

49 letter A, Kronverkskiy Ave., St. Petersburg, 197101

pumarj@mail.ruКрыловаИ. В.KrylovaI. V.

Ирина Владимировна Крылова, младший научный сотрудник

ул. Черняховского, д. 10, г. Санкт-Петербург, 191119

Irina V. Krylova, junior researcher

10 Chernyakhovskogo str., St. Petersburg

 

irinakrylova1987@gmail.comДемьяненкоТ. Ф.DemianenkoT. F.

Татьяна Федоровна Демьяненко, ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук

ул. Черняховского, д. 10, г. Санкт-Петербург, 191119

Tatiana F. Demianenko, leading researcher, Candidate of Technical Sciences

tandem.50@list.ruДоморощенковаМ. Л.DomoroshchenkovaM. L.

Мария Львовна Доморощенкова, заведующая отделом производства пищевых растительных белков и биотехнологии, кандидат технических наук, доцент

ул. Черняховского, д. 10, г. Санкт-Петербург, 191119

Maria L. Domoroshchenkova, Head of Department of Vegetable Proteins & Biotechnology, Candidate of Technical Sciences, associate professor

mdomor@mail.ruФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО» (Университет ИТМО)РоссияITMO UniversityRussian FederationФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт жиров»РоссияAll-Russia Scientific Research Institute of Fats (ARSRIF)Russian Federation2021070820211734150Copyright © Шагинова Л.О., Крылова И.В., Демьяненко Т.Ф., Доморощенкова М.Л., 20212021Шагинова Л.О., Крылова И.В., Демьяненко Т.Ф., Доморощенкова М.Л.Shaginova L.O., Krylova I.V., Demianenko T.F., Domoroshchenkova M.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://newtechology.mkgtu.ru/jour/article/view/492

В данной работе исследовали процессы получения белковых препаратов из семян подсолнечника. В целях получения белка пищевого качества из предварительно обезжиренного цельного ядра подсолнечника дополнительно удаляли фенольные соединения. Были проанализированы современные российские и зарубежные источники литературы, посвященные выделению фенольных соединений из растительного белкового сырья. В ходе данной работы была решена задача получения светлого белкового препарата пищевого назначения из семян подсолнечника путем разработки многоступенчатой схемы экстракции и удаления различных групп небелковых соединений, включая стадии водно-спиртовой экстракции и удаления фенольных соединений. Были исследованы параметры процесса извлечения белковых веществ из обезжиренного подсолнечного ядра, освобожденного от фенольных соединений, предусматривающего последовательные стадии щелочной экстракции белковых и безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), отделение нерастворимого остатка, изоэлектрическое осаждение белковых соединений из осветленного экстракта, нейтрализацию белковой суспензии. Сушка белковой суспензии проводилась на лабораторной распылительной установке Вuchi Mini Spray Dryer с температурой на входе в сушилку 180–190 ℃, на выходе – до 90 ℃. Получены белковые препараты светло-серой окраски с содержанием сырого протеина 75,72% и 87,15% на а.с.в., что соответствует содержанию сырого протеина в промышленно вы- пускаемых концентратах подсолнечного и соевого белка. Исследована растворимость белков и функциональные характеристики готового белкового препарата после распылительной сушки. Высокие жироудерживающие свойства и наличие жироэмульгирующих характеристик у полученного белкового препарата позволяют рекомендовать его для использования в качестве растительной белковой и функциональной добавки в пищевой промышленности.

The article deals with a study of processing methods of obtaining protein preparations from sunflower seeds. For obtaining of food-grade protein preparations from the defatted sunflower kernels phenolic compounds were additionally removed. Modern Russian and foreign literature sources devoted to the isolation of phenolic compounds from vegetable protein raw materials were analyzed. The objective of obtaining a light-colored food-grade protein preparation from sunflower seeds was solved through developing of a multi-stage extraction process with removal of various groups of non-protein compounds, including the stage of aqueous ethanol extraction and removal of phenolic compounds. Parameters of different stages of obtaining of protein substances from defatted sunflower seed kernels after removal of phenolic compounds were studied. These stages included alkaline extraction of protein and nitrogen-free extractives (NFE), separation of the insoluble residue, isoelectric precipitation of protein compounds from the clarified extract, neutralization of the protein suspension. Drying of the protein suspension was carried out on a laboratory spray installation Buchi Mini Spray Dryer with a temperature at the entrance of the dryer 180–190 ℃ and at the exit – up to 90 ℃. Protein preparations of light gray color were obtained with a crude protein content of 75,72% and 87,15% on dry matter basis, which corresponds to the crude protein content of commercial sunflower and soy protein concentrates. Solubility pattern of proteins and functional characteristics of finished protein preparations after spray drying have been analyzed. Based on the high fat-holding capacity and moderate fat-emulsifying properties of the obtained protein preparations it’s possible to recommend the obtained sunflower protein preparation for usage as a vegetable protein enricher and functional additive in food industry.

семена подсолнечникабелковый препаратфенольные соединенияводно-спиртовая экстракциярастворимость белковфункциональные свойствараспылительная сушкаsunflower seedprotein preparationphenolic compoundsaqueous ethanol extractionprotein solubilityfunctional propertiesspray dryingReferencesРынок семян подсолнечника, подсолнечного масла и шрота – тенденции и прогнозы [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://agrovesti.net/lib/industries/oilseeds/rynok-semyanpodsolnechnika-podsolnechnogo-masla-i-shrota-tendentsii-i-prognozy.html, свободный.Market of sunflower seeds, sunflower oil and meal - trends and forecasts [Electronic resource]. Access mode: https://agrovesti.net/lib/industries/oilseeds/rynok-semyan-podsolnechnika- podsolnechnogo-masla-i-shrota-tendentsii-i-prognozy.html, free. (In Russian)Щеколдина Т.В. Технологии получения белоксодержащего сырья из продуктов переработки семян подсолнечника // Научный журнал КубГАУ. 2015. № 109.Shchekoldina T.V. Technologies for obtaining protein-containing raw materials from products of processing of sunflower seeds // Scientific journal KubSAU. 2015. No. 109. (In Russian)Пищевые и биологически активные добавки из вторичных ресурсов / Корнен Н.Н. [и др.] // Научный журнал КубГАУ. 2016. № 121.Food and biologically active additives from secondary resources / Kornen N.N. [et al.] // Scientific journal of the KubSAU. 2016. No. 121. (In Russian)Production of soluble enzymatic protein hydrolysate from industrially defatted nondehulled sunflower meal / Bautista J. [et al.] // J. Agric. Food Chem. 1991. Vol. 39, № 3. P. 447–450.Production of soluble enzymatic protein hydrolysate from industrially defatted nondehulled sunflower meal / Bautista J. [et al.] // J. Agric. Food Chem. 1991. Vol. 39, No. 3. P. 447–450.Ren J., Sun X.H., Lin G.P. Isolation and Characterization of Sunflower Protein Isolates and Sunflower Globulins // AISC. 2012. № 134.Ren J., Sun X.H., Lin G.P. Isolation and Characterization of Sunflower Protein Isolates and Sunflower Globulins // AISC. 2012. No. 134.Характеристика и методы выделения белковой фракции семян основных масличных культур (обзор) / Поморова Ю.Ю. [и др.] // Масличные культуры. 2019. Вып. 4.Characteristics and methods of isolation of the protein fraction of the seeds of major oil crops (review) / Pomorova Yu.Yu. [and others] // Oilseeds. 2019. Issue. 4. (In Russian)Production of an extensive sunflower protein hydrolysate by sequential hydrolysis with endoand exo-proteases. // Grasas y Aceites. 1999. Т. 50. С. 472–476.Production of an extensive sunflower protein hydrolysate by sequential hydrolysis with endo- and exo-proteases. // Grasas y Aceites. 1999. V. 50. P. 472–476.Доморощенкова М.Л., Крылова И.В., Кандроков Р.Х. Исследование продуктов переработки подсолнечного шрота и жмыха, полученных механическим способом // Вестник ВНИИЖ. 2020. № 1–2. С. 30–36.Domoroshchenkova M.L., Krylova I.V., Kandrokov R.Kh. Investigation of processed products of sunflower meal and oil cake obtained by a mechanical method // Bulletin of VNIIZh. 2020. No. 1–2. P. 30–36. (In Russian)Степуро М.В., Щербаков В.Г., Лобанов В.Г. Влияние различных факторов на извлечение хлорогеновой и кофейной кислот из семян подсолнечника // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2006. № 1.Stepuro M.V., Shcherbakov V.G., Lobanov V.G. The influence of various factors on the extraction of chlorogenic and caffeic acids from sunflower seeds // Izvestiya VUZov. Food technology. 2006. No. 1. (In Russian)Weisz G.M., Kammerer D.R., Carle R. Identification and quantification of phenolic compounds from sunflower (Helianthus annuus L.) kernels and shells by HPLCDAD/ESI-MSn // Food Chem. 2009. Vol. 115, № 2. P. 758–765.Weisz G.M., Kammerer D.R., Carle R. Identification and quantification of phenolic compounds from sunflower (Helianthus annuus L.) kernels and shells by HPLCDAD / ESI-MSn // Food Chem. 2009. Vol. 115, No. 2. P. 758–765.Распылительная сушилка / Алексанян И.Ю. [и др.] // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК. 2015. № 1.Spray dryer / Aleksanyan I.Yu. [et al.] // Technologies of food and processing industry of the agro-industrial complex. 2015. No. 1. (In Russian)Получение белкового изолята из подсолнечного шрота / Щеколдина Т.В. [и др.] // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2008. № 1.Obtaining protein isolate from sunflower meal / Shchekoldina T.V. [et al.] // Izvestiya VUZov. Food technology. 2008. No. 1. (In Russian)Шаповалова И.Е., Федякина З.П. Хлорогеновая кислота – антиоксидантный потенциал семян подсолнечника // Современные проблемы науки, производства и образования. 2013.Shapovalova I.E., Fedyakina Z.P. Chlorogenic acid – antioxidant potential of sunflower seeds // Modern problems of science, production and education. 2013. (In Russian)Обоснование получения хлорогеновой кислоты из подсолнечного шрота / Шаповалова И.Е. [и др.] // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. № 63.Substantiation of obtaining chlorogenic acid from sunflower meal / Shapovalova I.E. [et al.] // Eastern European Journal of Advanced Technologies. 2013. No. 63. (In Russian)Antioxidant activity of phenolic compounds identified in sunflower seeds / Karamac М. [et al.] // Eur Food Res Technol. 2012. No. 235. P. 221–230.Antioxidant activity of phenolic compounds identified in sunflower seeds / Karamac M. [et al.] // Eur Food Res Technol. 2012. No. 235. P. 221–230. (In Russian)Sunflower Protein Concentrates and Isolates Prepared from Oil Cakes Have High Water Solubility and Antioxidant Capacity / Salgado P.R. [et al.] // JAOCS. 2011. № 88б.Sunflower Protein Concentrates and Isolates Prepared from Oil Cakes Have High Water Solubility and Antioxidant Capacity. / Salgado P.R. [et al.] // JAOCS. 2011. No. 88b. (In Russian)Исследование фракционного состава белков и жирнокислотного состава масла семян подсолнечника / Доморощенкова М.Л. [и др.] // Вестник ВНИИЖ. 2019. № 1–2. С. 62–69.Investigation of the fractional composition of proteins and fatty acid composition of sunflower seed oil / Domoroshchenkova M.L. [et al.] // Bulletin of VNIIZh. 2019. No. 1–2. P. 62–69. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.