Аннотация

Введение. Для ликвидации дефицита белка в рационе человека и животных в качестве альтернативы полимерам животного происхождения разрабатываются современные технологии получения белковых препаратов из различного вида растительного сырья. Актуальность решения проблемы вызывает необходимость выполнения анализа сырьевой базы распространенных видов зернобобовых культур (гороха и нута), технологических схем производства различных белковых препаратов, свойств и перспектив применения их в пищевых продуктах. Объекты и методы исследования. Результаты экспериментальных исследований, сравнение информации в области современных тенденций развития производства, свойств, безопасности, применения пищевых и кормовых белковых препаратов из гороха и нута. Использованы методы поиска, отбора, сортировки, систематизации данных, анализа литературных источников рецензируемых научных журналов, их значимости, достоверности и методы оформления библиографического списка литературы. Результаты и их обсуждение. Анализ состояния выращивания зернобобовых культур в стране свидетельствует о том, что на имеющейся отечественной сырьевой базе перспективно организовывать производство пищевых и кормовых белковых препаратов из зерна гороха и нута с максимальным сохранением биологической ценности, состава и свойств. Зерно гороха и нута, имея высокую биологическую ценность, содержит клетчатку, минеральные вещества, витамины, антиоксиданты и т. д., которые удаляются в процессе переработки сырья. Для утилизации вторичных продуктов производства белковых продуктов целесообразно использовать биосинтетические процессы их трансформации с различными видами грибных и/или бактериальных энзимов, физических и/или физико-химических способов воздействий для получения кормовых или пищевых продуктов с соответствующим выходом. Для получения сбалансированного рациона человека и животных в состав белковых препаратов перспективно включение минеральных веществ, витаминов, жирных кислот, антиоксидантов и т. д. в количествах, удовлетворяющих требованиям функциональных продуктов питания.

Ключевые слова

Зернобобовые культуры, белковые препараты, производство, функциональные свойства, применение, вторичные продукты переработки

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Driving commitment for nutrition within the UN Decade of Action on Nutrition. World Health Organization and Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2018. 12 p.
2. Pulse proteins: from processing to structure-function relationships / A. Singhal [et al.] // Grain legumes / A. Goyal editor. InTech, 2016. P. 55–78. https://doi.org/10.5772/64020.
3. Innovative foods / P. Eisner [et al.] // Biological transformation / R. Neugebauer editor. Berlin, Heidelberg: Springer Vieweg, 2019. P. 39–65. (In Ger.). https://doi.org/10.1007/978-3-662-58243-5_4.
4. Pruter T. Alternative crops for a traditional potato starch producer // 69th Starch Convention. Detmold, 2018. 35 p.
5. Зернобобовые культуры – важный фактор устойчивого экологически ориентированного сельского хозяйства / В. И. Зотиков [и др.] // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. Т. 17. № 1. С. 6–13.
6. Бондаренко А. Н. Влияние ростостимулирующих препаратов на продуктивность и экономическую эффективность нута в условиях светло-каштановых солонцеватых почв Астраханской области // Аграрная Россия. 2019. № 1. С. 24–26. https://doi.org/10.30906/1999-5636-2019-1-24-26.
7. Singh A., Chahal H. S. Organic grain legumes in India: potential production strategies, perspective, and relevance // Legume crops – prospects, production and uses / M. Hasanuzzaman editor. IntechOpen, 2020. https://doi.org/10.5772/intechopen.93077.
8. Зотиков В. И., Сидоренко В. С., Грядунова Н. В. Развитие производства зернобобовых культур в Российской Федерации // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. Т. 26. № 2. С. 4–10. https://doi.org/10.24411/2309-348X-2018-10008.
9. Посевные площади, валовые сборы и урожайность гороха в России. Итоги 2018 года. URL: https://www.agroal.ru/novosti-otrasli/Posevnye-ploshchadi-valovye-sbory-i-urozhaynost-gorokha-v-Rossii-Itogi-2018-goda (дата обращения: 15.12.2020).
10. Посевные площади, валовые сборы и урожайность нута в России. Итоги 2018 года. URL: https://ab-centre.ru/news/posevnye-ploschadi-valovye-sbory-i-urozhaynost-nuta-v-rossii-itogi-2018-goda (дата обращения: 15.12.2020).
11. Оценка перспективных сортообразцов гороха по качеству и взаимосвязь биохимических показателей с урожайностью и массой 1000 зерен / И. С. Браилова [и др.] // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. Т. 35. № 3. С. 20–25. https://doi.org/10.24411/2309-348x-2020-11180.
12. Зиядов Э. О., Орипов Д. М., Вафоева М. Б. Показатели качества сортов и сортообразцов гороха на богаре // Инновационная наука. 2019. № 10. С. 23–26.
13. Biotechnological process for producing protein products from chickpeas with a high biological value / D. Kulikov [et al.] // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management. 2020. Vol. 2020. № 6.1. P. 175–181. https://doi.org/10.5593/sgem2020/6.1/s25.023.
14. Энергетические и белковые потребности: доклад Специального объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ. М.: Медицина, 1974. 143 с.
15. Dietary protein quality evaluation in human nutrition: Report of an FAO Expert Consultation. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2013. 79 p.
16. Хабибулина Н. В., Красноштанова А. А., Адучиева В. Д. Получение очищенной альбуминовой фракции гороховой муки методом ультраконцентрирования с использованием плоских мембран // Apriori. Серия: Естественные и технические науки. 2016. № 1. С. 1–10.
17. Панкина И. А., Борисова Л. М. Исследование набухания и растворимости сухих веществ семян зернобобовых культур // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2016. № 2. С. 13–20.
18. Roy F., Boye J. I., Simpson B. K. Bioactive proteins and peptides in pulse crops: Pea, chickpea and lentil // Food Research International. 2010. Vol. 43. № 2. P. 432–442. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.09.002.
19. Dhaliwal S. K., Salaria P., Kaushik Р. Pea seed proteins: a nutritional and nutraceutical update // Grain and seed proteins functionality / J. C. Jimenez-Lopez editor. IntechOpen, 2021. https://doi.org/10.5772/intechopen.95323.
20. Antioxidant properties, ACE/renin inhibitory activities of pigeon pea hydrolysates and effects on systolic blood pressure of spontaneously hypertensive rats / A. I. Olagunju [et al.] // Food Science and Nutrition. 2018. Vol. 6. № 7. P. 1879–1889. https://doi.org/10.1002/fsn3.740.
21. Gorecka D., Korezak J., Flaczyk E. Adsorption of bile acids and cholesterol by dry grain legume seeds // Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2003. Vol. 12/53. № 1. P. 69–73.
22. Serventi L., Vittadini E., Vodovotz Y. Effect of chickpea protein concentrate on the loaf quality of composite soywheat bread // LWT – Food Science and Technology. 2018. Vol. 89. P. 400–402. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.11.012.
23. Identification and characterization of antioxidant peptides from chickpea protein hydrolysates / C. Torres-Fuentes [et al.] // Food Chemistry. 2015. Vol. 180. P. 194–202. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.02.046.
24. Tian S., Kyle W. S. A., Small D. M. Pilot scale isolation of proteins from field peas (Pisum sativum L.) for use as food ingredients // International Journal of Food Science and Technology. 1999. Vol. 34. № 1. P. 33–39. https://doi.org/10.1046/j.1365-2621.1999.00236.x.
25. Mondor M. Pea // Pulses / A. Manickavasagan, P. Thirunathan editors. Cham: Springer, 2020. P. 245–273. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41376-7_14.
26. Изучение процесса пневмоклассификации гороховой муки на экспериментальной установке / Н. Р. Андреев [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 11. С. 43–48.
27. Karaca A. C. Modification of legume proteins for improved functionality // Grain and seed proteins functionality / J. C. Jimenez-Lopez editor. IntechOpen, 2021. https://doi.org/10.5772/intechopen.96274.
28. Pasupuleti V. K., Braun S. State of the art manufacturing of protein hydrolysates // Protein hydrolysates in biotechnology / V. K. Pasupuleti, A. L. Demain editors. Dordrecht: Springer, 2010. P. 11–32. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6674-0_2.
29. Karaca A. C., Low N., Nickerson M. Emulsifying properties of chickpea, faba bean, lentil and pea proteins produced by isoelectric precipitation and salt extraction // Food Research International. 2011. Vol. 44. № 9. P. 2742–2750. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.06.012.
30. Impact of impurities on carbon molecular sieve membranes for application in olefins units / M. Brayden [et al.] // AIChE Ethylene Producers Conference Proceedings. San Antonio, 2017. P. 454–465.
31. Boye J., Zare F., Pletch A. Pulse proteins: Processing, characterization, functional properties and applications in food and feed // Food Research International. 2010. Vol. 43. № 2. P. 414–431. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.09.003.
32. Белок из пшеничных отрубей VI. Проектирование сбалансированного состава пищевых композитов белковожировой природы / В. В. Колпакова [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 11. С. 42–47.
33. Зерновые композиты с комплементарным аминокислотным составом для пищевых и кормовых целей / В. В. Колпакова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 2. С. 301–311. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-2-301-311.
34. Composition on the basis of plantbased proteins with the use of transgutaminase / V. Kolpakova [et al.] // 18 International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM: Conference proceedings. Albena, 2018. Р. 119–125. https://doi.org/10.5593/sgem2018/6.2/S25.016.
35. Гайворонская И. С., Колпакова В. В. Белковые композиции из зерновых культур с повышенной биологической ценностью, синтезированные с ферментом трансглютаминазой // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 28–29. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10013.
36. Functional properties of chickpea protein isolates dried by refractance window drying / İ. Tontul [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2018. Vol. 109. P. 1253–1259. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.11.135.
37. Егорова Е. Ю. «Немолочное молоко»: обзор сырья и технологий // Ползуновский вестник. 2018. № 3. С. 25–34. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2018.03.005.
38. Klost M., Drusch S. Structure formation and rheological properties of pea protein-based gels // Food Hydrocolloids. 2019. Vol. 94. P. 622–630. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.03.030.
39. Osen R., Schweiggert-Weisz U. High-moisture extrusion: meat analogues // Reference Module in Food Science. 2016. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.03099-7.
40. Economic effect of innovative flour-based functional foods production / V. G. Lobanov [et al.] // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6. № 2. P. 474–482. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-474-482.
41. Pea protein isolates: Structure, extraction, and functionality / A. C. Y. Lam [et al.] // Food Reviews International. 2018. Vol. 34. № 2. P. 126–147. https://doi.org/10.1080/87559129.2016.1242135.
42. Rheological and microstructural characterization of batters and sponge cakes fortified with pea proteins / M. AssadBustillos [et al.] // Food Hydrocolloids. 2020. Vol. 101. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105553.
43. Bajaj P. R., Tang J., Sablani S. S. Pea protein isolates: Novel wall materials for microencapsulating flaxseed oil // Food and Bioprocess Technology. 2015. Vol. 8. № 12. P. 2418–2428. https://doi.org/10.1007/s11947-015-1589-6.
44. Казанцева И. Л., Кулеватова Т. Б., Злобина Л. Н. К вопросу применения муки из зерна нута в технологии мучных кондитерских изделий // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. Т. 25. № 1. С. 76–81.
45. Shrivastava C., Chakraborty S. Bread from wheat flour partially replaced by fermented chickpea flour: Optimizing the formulation and fuzzy analysis of sensory data // LWT – Food Science and Technology. 2018. Vol. 90. P. 215–223. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.12.019.
46. Мирошник А. С., Горлов И. Ф., Сложенкина М. И. Разработка технологии мясного рубленого полуфабриката полифункциональной направленности // Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 11. С. 26–29.
47. Use of insects and pea powder as alternative protein and mineral sources in extruded snacks / P. Garcia-Segovia [et al.] // European Food Research and Technology. 2020. Vol. 246. № 4. P. 703–712. https://doi.org/10.1007/s00217-020-03441-y.
48. Physical and sensory characterisation of noodles with added native and denatured pea protein isolate / M. S. M. Wee [et al.] // Food Chemistry. 2019. Vol. 294. P. 152–159. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.05.042.
49. Design of microbial consortia for the fermentation of pea-protein-enriched emulsions / S. Ben-Harb [et al.] // International Journal of Food Microbiology. 2019. Vol. 293. P. 124–136. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2019.01.012.
50. Application of de-lignified cellulose to enhance intracellular and extracellular lipid production from oleaginous yeast using acetic acid / J. C. Xu [et al.] // Bioresource Technology. 2019. Vol. 293. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122032.
51. Valorization of crude glycerol, residue deriving from biodiesel- production process, with the use of wild-type new isolated Yarrowia lipolytica strains: Production of Metabolites with Pharmaceutical and Biotechnological Interest / D. Sarris [et al.] // Current Pharmaceutical Biotechnology. 2019. Vol. 20. № 10. P. 881–894. https://doi.org/10.2174/1389201020666190211145215.
52. Production of carotenoids by Rhodotorula toruloides isolated from Brazilian tropical savannah / W. R. M. Machado [et al.] // International Food Research Journal. 2019. Vol. 26. № 4. P. 1259–1267.
53. Sweet corn stalk treated with saccharomyces cerevisiae alone or in combination with Lactobacillus plantarum: Nutritional composition, fermentation traits and aerobic stability / X. L. Zhou [et al.] // Animals. 2019. Vol. 9. № 9. https://doi.org/10.3390/ani9090598.
54. Efficacy of Saccharomyces cerevisiae NBRC 0203, Lactobacillus plantarum NBRC 3070 and Lactobacillus casei NBRC 3425 as a technological additive (silage additive) for all animal species / V. Bampidis [et al.] // EFSA Journal. 2019. Vol. 17. № 4. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2019.5700.
55. Effects of yeast cultures with different fermentation times on the growth performance, caecal microbial community and metabolite profile of broilers / Z. Sun [et al.] // Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 2020. Vol. 104. № 1. P. 212–223. https://doi.org/10.1111/jpn.13241.
56. Effects of yeast culture on broiler growth performance, nutrient digestibility and caecal microbiota / Y. G. Zhen [et al.] // South African Journal of Animal Science. 2019. Vol. 49. № 1. P. 99–108. https://doi.org/10.4314/sajas.v49i1.12.
57. Live yeast supplementation improves rumen fibre degradation in cattle grazing tropical pastures throughout the year / D. O. Sousa [et al.] // Animal Feed Science and Technology. 2018. Vol. 236. P. 149–158. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2017.12.015.
58. Effects of yeast (Saccharomyces cerevisiae) supplementation on intake, digestibility, rumen fermentation and milk yield in Nili-Ravi buffaloes / M. I. Anjum [et al.] // Iranian Journal of Veterinary Research. 2018. Vol. 19. № 2. P. 96–100. https://doi.org/10.22099/IJVR.2018.4852.
59. Effect of indigenously isolated Saccharomyces cerevisiae probiotics on milk production, nutrient digestibility, blood chemistry and fecal microbiota in lactating dairy cows / G. Shakira [et al.] // Journal of Animal and Plant Sciences. 2018. Vol. 28. № 2. P. 407–420.
60. The effect of Saccharomyces cerevisiae live cells and Aspergillus oryzae fermentation extract on the lactational performance of dairy cows / S. M. A. Sallam [et al.] // Animal Biotechnology. 2020. Vol. 31. № 6. P. 491–497. https://doi.org/10.1080/10495398.2019.1625783.
61. Кофейный шлам как сырье для получения кормовой добавки / Е. В. Башашкина [и др.] // Успехи химии и химической технологии. 2008. Т. 22. № 13 (93). С. 38–40.
62. Получение биологически активных добавок на основе обогащенной дрожжевой биомассы / Е. М. Серба [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 2. С. 74–79.
63. Effect of exogenous stress factors on the biosynthesis of carotenoids and lipids by Rhodotorula yeast strains in media containing agroindustrial waste / A. M. Kot [et al.] // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2019. Vol. 35. № 10. https://doi.org/10.1007/s11274-019-2732-8.
64. Production of Aspergillus niger biomass on sugarcane distillery wastewater: physiological aspects and potential for biodiesel production / G. ChuppaTostain [et al.] // Fungal Biology and Biotechnology. 2018. Vol. 5. № 1. P. 6–8. https://doi.org/10.1186/s40694-018-0045-6.
65. Heterogeneous submerged fermentation of a probiotic in media based on wheat flour and by-products of wheat starch production / B. A. Karetkin [et al.] // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management. 2017. Vol. 17. № 61. P. 711–718. https://doi.org/10.5593/sgem2017/61/S25.093.
66. Veganmycoprotein concentrate from peaprocessing industry byproduct using edible filamentous fungi / P. F. Souza Filho [et al.] // Fungal Biology and Biotechnology. 2018. Vol. 5. № 1. P. 1–10. https://doi.org/10.1186/s40694-018-0050-9.