Аннотация

Подсолнечный шрот, характеризующийся ценным химическим составом, используется в основном в кормовой промышленности. Однако его применение в пищевых целях может быть более эффективным и полезным, но этому главным образом препятствует высокое содержание клетчатки. Одним из способов снижения содержания клетчатки является механическое фракционирование, применение которого также способствует повышению функционально-технологических свойств. Цель данного исследования – получить белковые продукты с повышенными функционально-технологическими свойствами из шрота подсолнечника для включения в рецептуры мучных изделий. Объектами исследования были выбраны два образца подсолнечного шрота разных российских производителей, а также мука двух видов – пшеничная и амарантовая. Механическое фракционирование образцов проводили тремя различными методами с использованием дезинтегратора, роторно-ножевой и кулачковой мельниц. Для определения химического состава и функционально-технологических свойств образцов применяли стандартные и общепринятые методики. Готовые мучные кондитерские изделия изучали с точки зрения их органолептических характеристик. Для анализа органолептических свойств мучных изделий проводили дегустацию, в ходе которой оценивали внешний вид, вкус, аромат и текстуру по 5-ти балльной шкале. Результаты исследования свидетельствуют о том, что количество белка в мелкой фракции подсолнечного шрота зависело от его содержания в исходном сырье. Массовая доля фракции и массовый выход сырого протеина зависели от способа измельчения шрота. Это привело к перераспределению белка и клетчатки по фракциям, отличавшимся размерами частиц. В ходе работы выявлены повышенные водо- и жироудерживающая способности полученных фракций. В образцах мучных смесей с заменой части муки на фракцию подсолнечного шрота отмечено увеличение водоудерживающей способности. Для приготовления мучных изделий была выбрана фракция подсолнечного шрота с лучшими характеристиками: повышенное содержание белка (44 %), пониженное содержание клетчатки (13 %), высокая водоудерживающая способность (455 %). Размер частиц данной фракции (менее 250 мкм) соответствовал размеру частиц пшеничной муки. У готовых мучных изделий отмечено увеличение высоты и повышенное содержание белка. Оптимальная дозировка внесения полученной фракции подсолнечного шрота в мучные изделия составила 5 % от массы мучной смеси. Таким образом, возможно использование механического фракционирования для переработки подсолнечного шрота в белковые ингредиенты пищевого назначения, а также применения этих ингредиентов для обогащения белком мучных изделий.

Ключевые слова

Подсолнечный шрот, механическое фракционирование, сырой протеин, сырая клетчатка, водоудерживающая способность, жироудерживающая способность, мучные изделия, обогащение протеином

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Silventoinen P, Rommi K, Holopainen-Mantila U, Poutanen K, Nordlund E. Biochemical and techno-functional properties of protein- and fibre-rich hybrid ingredients produced by dry fractionation from Rice Bran. Food Bioprocess Technol. 2019;12:1487–1499. https://doi.org/10.1007/s11947-019-02307-w
2. Вебер А. Л., Леонова С. А., Кондратьева О. В. Потребительские свойства и потенциальная востребованность продукции «dairy alternatives» из отечественных сортов гороха и фасоли. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 1. С. 108–122. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-1-108-122
3. Verstringe S, Vandercruyssen R, Carmans H, Rusu AV, Bruggeman G, et al. Alternative proteins for food and feed. In: Galanakis CM, editor. Biodiversity, functional ecosystems and sustainable food production. Cham: Springer; 2023. pp. 325–351. https://doi.org/10.1007/978-3-031-07434-9_10
4. Giarola RC, Nabeshima EH, Campopiano JM, Ferrari RA, Montenegro FM, et al. Effect of sunflower protein meal and electrostatic complexes of sunflower meal-pectin on the cake crumb structure and color. Journal of Food Science and Technology. 2022;59:1419–1428. https://doi.org/10.1007/s13197-021-05151-z
5. Egea MB, Oliveira FJG, Bertolo MRV, Araujo JC, Gautério GV, et al. Bioactive phytochemicals from sunflower (Helianthus annuus L.) oil processing byproducts. In: Hassanien MFR, editor. Bioactive phytochemicals from vegetable oil and oilseed processing by-products. Reference series in phytochemistry. Cham: Springer; 2021. pp. 1–16. https://doi.org/10.1007/978-3-030-63961-7_4-1
6. Blicharz-Kania A, Pecyna A, Zdybel B, Andrejko D, Marczuk A. Sunflower seed cake as a source of nutrients in gluten-free bread. Scientific Reports. 2023;13:10864. https://doi.org/10.1038/s41598-023-38094-w
7. Parodi E, La Nasa J, Ribechini E, Petri A, Piccolo O. Extraction of proteins and residual oil from flax (Linum usitatissimum), camelina (Camelina sativa), and sunflower (Helianthus annuus) oilseed press cakes. Biomass Conversion and Biorefinery. 2023;13:1915–1926. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01379-z
8. Колпакова В. В., Уланова Р. В., Куликов Д. С., Гулакова В. А., Семёнов Г. В. и др. Показатели качества гороховых и нутовых белковых концентратов. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 649–664. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2394
9. Zorzi CZ, Garske RP, Flôres SH, Thys RCS. Sunflower protein concentrate: A possible and beneficial ingredient for gluten-free bread. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2020;66:102539. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102539
10. Arrutia F, Binner E, Williams P, Waldron KW. Oilseeds beyond oil: Press cakes and meals supplying global protein requirements. Trends in Food Science & Technology. 2020;100:88–102. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.03.044
11. Chigwedere CM, Stone A, Konieczny D, Lindsay D, Huang S, et al. Examination of the functional properties, protein quality, and iron bioavailability of low-phytate pea protein ingredients. European Food Research and Technology. 2023;249:1517–1529. https://doi.org/10.1007/s00217-023-04232-x
12. Dabbour M, Jiang H, Mintah BK, Wahia H, He R. Ultrasonic-assisted protein extraction from sunflower meal: Kinetic modeling, functional, and structural traits. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2021;74:102824. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2021.102824
13. Thirulogasundar A, Shi D, Stone AK, Xu C, Bhagwat A, et al. Effect of enzyme hydrolysis on the functionality, protein quality, and flavour profile of lentil and chickpea protein isolates. Journal of Food Measurement and Characterization. 2024;18:1592–1609. https://doi.org/10.1007/s11694-023-02228-5
14. Huang X, Li Y, Cui C, Sun-Waterhouse D. Structural, functional properties, and in vitro digestibility of sunflower protein concentrate as affected by extraction method: Isoelectric precipitation vs ultrafiltration. Food Chemistry. 2024;439:138090. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.138090
15. Kleekayai T, Khalesi M, Amigo-Benavent M. Cermeño Maria, Harnedy-Rothwell Pádraigín, et al. Enzyme-assisted extraction of plant proteins. In: Hernández-Álvarez AJ, Mondor M, Nosworthy MG, editors. Green protein processing technologies from plants. Cham: Springer; 2023. pp. 131–178. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16968-7_6
16. Маслов А. В., Мингалеева З. Ш., Ямашев Т. А., Шибаева Н. Ф. Изучение влияния комплексной растительной добавки на свойства мучных смесей и пшеничного теста. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-3-2385
17. Xu PW, Yue XJ, Yuan XF, Zhao B. Non-covalent interaction between hemp seed globulin and two hemp seed phenolic compounds: Mechanism and effects on protein structure, bioactivity, and in vitro simulated digestion. International Journal of Biological Macromolecules. 2024;255:128077. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128077
18. Xu T, Zhong Y, Chen Q, Wu L, Ji S, et al. Modulating the digestibility of cassava starch by esterification with phenolic acids. Food Hydrocolloids. 2022;127:107432. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107432
19. Günal-Köroğlu D, Lorenzo JM, Capanoglu E. Plant-based protein-phenolic interactions: Effect on different matrices and in vitro gastrointestinal digestion. Food Research International. 2023;173:113269. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113269
20. Laudadio V, Bastoni E, Introna M, Tufarelli V. Production of low-fiber sunflower (Helianthus annuus L.) meal by micronization and air classification processes. CyTA - Journal of Food. 2013;11(4):398–403. https://doi.org/10.1080/19476337.2013.781681
21. Lin S. Chapter Two - Dietary fiber in bakery products: Source, processing, and function. Advances in Food and Nutrition Research. 2022;99:37–100. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2021.12.001
22. Sivakumar C, Nadimi M, Stobbs JA, Karunakaran C, Paliwal J. A comprehensive assessment of microscopic characterization techniques to accurately determine the particle size distribution of roller-milled yellow pea flours. Powder Technology. 2024;434:119374. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2024.119374
23. Marchini M, Carini E, Cataldi N, Boukid F, Blandino M, et al. The use of red lentil flour in bakery products: How do particle size and substitution level affect rheological properties of wheat bread dough? LWT. 2021;136(Part 1):110299. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110299
24. Dube NM, Xu F, Zhao R. The efficacy of sorghum flour addition on dough rheological properties and bread quality: A short review. Grain & Oil Science and Technology. 2020;3(4):164–171. https://doi.org/10.1016/j.gaost.2020.08.001
25. Kuspangaliyeva B, Konakbayeva D, Tabtabaei S. Towards dry fractionation of soybean meal into protein and dietary fiber concentrates. Journal of Food Engineering. 2023;342:111358. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2022.111358
26. Pelgrom PJM, Boom RM, Schutyser MAI. Method development to increase protein enrichment during dry fractionation of starch-rich legumes. Food and Bioprocess Technology. 2015;8:1495–1502. https://doi.org/10.1007/s11947-015-1513-0
27. Xing Q, Utami DP, Demattey MB, Kyriakopoulou K, de Wit M, et al. A two-step air classification and electrostatic separation process for protein enrichment of starch-containing legumes. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2020;66:102480. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102480
28. Silventoinen P, Kortekangas A, Ercili-Cura D, Nordlund E. Impact of ultra-fine milling and air classification on biochemical and techno-functional characteristics of wheat and rye bran. Food Research International. 2021;139:109971. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109971
29. Рензяева Т. В., Тубольцева А. С., Рензяев А. О. Мука различных видов в технологии мучных кондитерских изделий. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 2. С. 407–416. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-2-2373
30. Funke M, Loeffler M, Winkelmeyer C, Krayer M, Boom R, et al. Emulsifying properties of lentil protein preparations obtained by dry fractionation. European Food Research and Technology. 2022;248:381–391. https://doi.org/10.1007/s00217-021-03883-y
31. Korus J, Chmielewska A, Witczak M, Ziobro R, Juszczak L. Rapeseed protein as a novel ingredient of gluten-free bread. European Food Research and Technology. 2021;247:2015–2025. https://doi.org/10.1007/s00217-021-03768-0
32. Martins RB, Garzón R, Peres JA, Barros AIRNA, Raymundo A, et al. Acorn flour and sourdough: An innovative combination to improve gluten free bread characteristics. European Food Research and Technology. 2022;248:1691–1702. https://doi.org/10.1007/s00217-022-03996-y
33. Genevois CE, de Escalada Pla MF. Soybean by-products and modified cassava starch for improving alveolar structure and quality characteristics of gluten-free bread. European Food Research and Technology. 2021;247:1477–1488. https://doi.org/10.1007/s00217-021-03725-x