Аннотация

Получение фосфолипидного изолята с высоким содержанием фосфолипидов путем обезжиривания жидкого лецитина является ресурсо- и энергозатратным процессом. Исследование эффективности применения различных методов интенсификации этого процесса актуально. Метод ультразвукового воздействия – один из наиболее эффективных и простых в реализации физических методов интенсификации химико-технологических процессов. Цель работы – исследование влияния ультразвукового воздействия на эффективность процесса обезжиривания жидких лецитинов.
Объектами являлись образцы соевого лецитина (жидкий, частично обезжиренный, фосфолипидный изолят). Обезжиривание жидкого соевого лецитина с применением в качестве растворителя ацетона осуществляли в три стадии при температуре 40 °С. Продолжительность каждой стадии составила 10 мин. Соотношение лецитин:ацетон (по массе) на I стадии обезжиривания составило 1:7, на II стадии – 1:6, на III – 1:5. Системы «жидкий лецитин – ацетон» и «частично обезжиренный лецитин – ацетон» в процессе обезжиривания подвергали ультразвуковому воздействию при различной удельной мощности и продолжительности воздействия. Разделение фаз на раствор нейтральных липидов в ацетоне и фосфолипиды осуществляли фильтрованием. Фосфолипидный изолят высушивали в вакуум-сушильном шкафу под вакуумом 5 кПа при температуре 40 °С. После каждой стадии обезжиривания определяли содержание фосфолипидов в частично обезжиренных лецитинах и фосфолипидном изоляте, а также степень извлечения нейтральных липидов после отгонки растворителя из ацетоновой мисцеллы.
Установили эффективность ультразвукового воздействия при обработке систем «лецитин – ацетон» на I стадии обезжиривания с удельной мощностью 0,28 Вт/см³, на II и III стадиях – 0,36 Вт/см³. Применение ультразвукового воздействия на I и II стадиях обезжиривания в течение 3 мин, а на III стадии в течение 2 мин позволяет сократить расход ацетона в 1,2 раза и получить фосфолипидный изолят с содержанием фосфолипидов на 3,3 % выше по сравнению с обезжириванием контрольного образца (без обработки ультразвуковым воздействием).
В работе была показана эффективность применения ультразвукового воздействия для интенсификации процесса обезжиривания жидкого соевого лецитина в три стадии со снижением расхода растворителя. Разработали технологические режимы получения фосфолипидного изолята с высоким содержанием целевого компонента – собственно фосфолипидов (98,6 %), который может быть рекомендован в качестве пищевой добавки в технологиях продуктов питания.

Ключевые слова

Соевый лецитин, фосфолипиды, обезжиривание, ультразвук, интенсификация, фосфолипидный изолят

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Исследование выполнено за счет средств гранта № 22-26-20122 Российского научного фонда (РНФ) и Кубанского научного фонда.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Alhajj MJ, Montero N, Yarce CJ, Salamanca CH. Lecithins from vegetable, land, and marine animal sources and their potential applications for cosmetic, food, and pharmaceutical sectors. Cosmetics. 2020;7(4). https://doi.org/10.3390/cosmetics7040087
2. Gutiérrez‐Méndez N, Chavez‐Garay DR, Leal-Ramos MY. Lecithins: A comprehensive review of their properties and their use in formulating microemulsions. Journal of Food Biochemistry. 2022;46(7). https://doi.org/10.1111/jfbc.14157
3. Arepally D, Reddy RS, Goswami TK, Datta AK. Biscuit baking: A review. LWT. 2020;131. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109726
4. Wang M, Yan W, Zhou Y, Fan L, Liu Y, Li J. Progress in the application of lecithins in water-in-oil emulsions. Trends in Food Science and Technology. 2021;118:388–398. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.10.019
5. Robert C, Couëdelo L, Vaysse C, Michalski MC. Vegetable lecithins: A review of their compositional diversity, impact on lipid metabolism and potential in cardiometabolic disease prevention. Biochimie. 2020;169:121–132. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2019.11.017
6. Küllenberg D, Taylor LA, Schneider M, Massing U. Health effects of dietary phospholipids. Lipids in Health and Disease. 2012;11. https://doi.org/10.1186/1476-511X-11-3
7. Robert C, Vaysse C, Michalski M-C. Vegetable lecithins: Their metabolic impacts as food-grade ingredients. Cahiers de Nutrition et de Diététique. 2021;56(6):360–367. https://doi.org/10.1016/j.cnd.2021.06.002
8. Bot F, Cossuta D, O'Mahony JA. Inter-relationships between composition, physicochemical properties and functionality of lecithin ingredients. Trends in Food Science and Technology. 2021;111:261–270. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.02.028
9. Lehri D, Kumari N, Singh RP, Sharma V. Composition, production, physicochemical properties and applications of lecithin obtained from rice (Oryza sativa L.) – A review. Plant Science Today. 2019;6(sp1):613–622. https://doi.org/10.14719/pst.2019.6.sp1.682
10. Lisovaya E, Viktorova E, Zhane M, Vorobyova O, Velikanova E. Research of the chemical composition peculiarities of food additives – vegetable lecithins for the development of methods for assessing their quality. BIO Web of Conferences. 2021;34. https://doi.org/10.1051/bioconf/20213406009
11. Лисовая Е. В., Викторова Е. П., Лисовой В. В. Анализ ассортимента лецитинов, представленных на российском рынке // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2019. Т. 28. № 2. С. 51–55. https://www.elibrary.ru/OHKTFS
12. van Nieuwenhuyzen W, Tomás MC. Update on vegetable lecithin and phospholipid technologies. European Journal of Lipid Science and Technology. 2008;110(5):472–486. https://doi.org/10.1002/ejlt.200800041
13. Cabezas DM, Madoery R, Diehl BWK, Tomás MC. Emulsifying properties of different modified sunflower lecithins. Journal of the American Oil Chemists' Society. 2012;89(2):355–361. https://doi.org/10.1007/s11746-011-1915-8
14. Miyasaki EK, Luccas V, Kieckbusch TG. Modified soybean lecithins as inducers of the acceleration of cocoa butter crystallization. European Journal of Lipid Science and Technology. 2016;118(10):1539–1549. https://doi.org/10.1002/ejlt.201500093
15. Bueschelberger HG, Tirok S, Stoffels I, Schoeppe A. Lecithins. In: Norn V, editor. Emulsifiers in food technology. John Wiley and Sons, Ltd; 2014. pp. 21–60. https://doi.org/10.1002/9781118921265.ch2
16. Joshi A, Paratkar SG, Thorat BN. Modification of lecithin by physical, chemical and enzymatic methods. European Journal of Lipid Science and Technology. 2006;108(4):363–373. https://doi.org/10.1002/ejlt.200600016
17. Способ получения фосфолипидного пищевого продукта: пат. 2184459C1 Рос. Федерация. № 2001120615/13 / Сипки Р. Р., Науменко Ю. Ю., Китаинов Б. В.; заявл. 23.07.2001; опубл. 10.07.2002. 5 с.
18. Способ выделения фосфолипидов из фосфатидного концентрата: пат. 54922 Украина. № u201007237 / Шульга С. М., Глух А. И., Глух И. С.; заявл. 11.06.2010; опубл. 25.11.2010.
19. Комплексная переработка фосфолипидных фракций нерафинированных растительных масел: анализ инновационных технических подходов / И. А. Глотова [и др.] // Пищевая промышленность. 2019. № 1. С. 32–36. https://www.elibrary.ru/YXHEVN
20. Roselló-Soto E, Galanakis CM, Brnčić M, Orlien V, Trujillo FJ, Mawson R, et al. Clean recovery of antioxidant compounds from plant foods, by-products and algae assisted by ultrasounds processing. Modeling approaches to optimize processing conditions. Trends in Food Science and Technology. 2015;42(2):134–149. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.01.002
21. Bredihin SA, Andreev VN, Martekha AN, Schenzle MG, Korotkiy IA. Erosion potential of ultrasonic food processing. Foods and Raw Materials. 2021;9(2):335–344. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-335-344
22. Paymulina AV, Potoroko IYu, Naumenko NV, Motovilov OK. Sonochemical microstructuring of sodium alginate to increase its effectiveness in bakery. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(1):13–24. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2411