Авторы

Влияние параметров ферментативного гидролиза на степень деструкции углеводов нутовой муки и выход белка при получении изолята

УДК 635.657

Влияние параметров ферментативного гидролиза на степень деструкции углеводов нутовой муки и выход белка при получении изолята

Качанова А. В., Агафонова С. В.

Аннотация
Исследован процесс ферментативного гидролиза нутовой муки с целью определения глубины гидролиза углеводов и степени извлечения белка. Для определения гидромодуля и продолжительности гидролиза, обеспечивающих наибольшую деструкцию углеводной фракции растительного сырья и наибольшую степень извлечения белка, проводились три серии экспериментов с варьированием следующих условий: гидромодуль (сырье/вода) 1/4, 1/6, 1/8, 1/10, 1/12, 1/14 и продолжительность ферментативного гидролиза 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3.5, 4, 6, 8 часов, что позволило выявить наиболее эффективные параметры для получения белкового изолята. Исследован химический состав двух образцов белковых изолятов из нутовой муки, полученных из жидкой фракции с наиболее высоким содержанием редуцирующих сахаров по результатам трех серий экспериментов. Анализ содержания редуцирующих сахаров и сухих веществ показал значительное увеличение показателей в образцах с ферментным комплексом по сравнению с контрольными при варьировании разных условий гидромодуля и продолжительности гидролиза, что подтверждает эффективность внесения ферментов. В результате проведенных исследований установлено, что содержание белка, углеводов и других компонентов варьируется в зависимости от условий процесса, наибольшее влияние оказывает содержание редуцирующих сахаров в жидкой части. Продолжительность ферментативного гидролиза оказывает большее влияние на степень деструкции углеводов, чем гидромодуль. Высокой степени гидролиза углеводов и высокому выходу белка способствуют условия ферментативного гидролиза нутовой муки – продолжительность 4 ч при гидромодуле 1/8. При этих условиях ферментативного гидролиза возможно получение белкового изолята высокой степени чистоты с содержанием белка 90 % в пересчете на сухое вещество.

Ключевые слова: нут, растительный белок, ферментативный гидролиз, белковый изолят, редуцирующие вещества, сухие вещества.

Список литературы

1. Ахангаран М., Афанасьев Д.А., Чернуха И.М., Машенцева Н.Г., Гаравири М. Биоактивные пептиды и антипитательные вещества нута характеристика и свойства (обзор). // Труды по прикладной ботанике, генетике, селекции. 2022. № 183 (1). С. 214-223.

2. Суняйкина А.В., Агафонова С.В.Получение, исследование состава и биологической ценности белковой пасты из нута. // Вестник Международной академии холода. 2023. № 4. С. 60-66. DOI: 10.17586/1606-4313-2023-22-4-60-66

3. Begum N., Khan Q.U., Liu L.G., Li W., Liu D., Haq I.U.Nutritionai composition, health benefits and bio–active compounds of chickpea (Cicer arietinum L.) // Frountiers in Nutrition. 2023. No 10. P. 1-17.

4. Espinosa-Ramírez J., Serna-Saldívar S.O. Wet-Milled Chickpea Coproduct as an Alternative to Obtain Protein Isolates. // Lebenson. Wiss. Technol. 2019. No 115. 108468.

5. Хомидов И.И., Аскаров И.Р.Химический состав и лекарственные свойства плодоврастения CicerArietinum. // Экономика и социум. 2023. № 9(112). С. 571–578.

6. Kolpakova V.V., Kulikov D.S., Ulbanova R.V., Chumikina L.V.Food and Feed Protein Preparations from Peas and Chickpeas: Production, Properties, Application. // Food Processing Techniques and Technology. 2021. No 51(2). P. 333-348.

7. Ramani A., Kushwaha R., Malaviya R., Kumar R., Yadav N.Molecular, Functional and Nutritional Properties of Chickpea (Cicer arietinum L.) Protein Isolates Prepared by Modified Solubilization Methods. // J. Food Meas. Charact. 2021. No 15. P. 2352-2368.

8. Kaur R., Prasad K.Technological, processing and nutritional aspects of chickpea (Cicer arietinum) – A review. // Trends in Food Science and Technology. 2021. No 109. P. 448-463.

9. Jha U.C., Nayyar H., Thudi M., Beena R., Prasad P.V.V., Siddique K.H.M.Unlocking the nutritional potential of chickpea: strategies for biofortification and enhanced multinutrient quality. // Front. Plant Sci. 2024. No. 15. 1391496.

10. Кыдзуб Н.Г., Кузьмина С.П., Коцюбинская О.А., бондаренко Н.А., Уфимцева С.В.Зернобобовые культуры ы структуре функционального питания (фасоль зерновая и овощная, горох овощной, нут). // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2019. № 133. С. 157-167.

11. Patil N.Chickpea protein: A comprehensive review on nutritional properties, processing, functionality, applications, and sustainable impact. // Journal of Pharmaceutical Innovations.2023. No 12 (7). 3424–3434.

12. Sánchez-Mata M.C., Peñuela-Teruel M.J., Cámara-Hurtado M., Díez-Marqués C., and Torija-Isasa M.E.Determination of Mono-, Di-, and Oligosaccharides in Legumes by High-Performance Liquid Chromatography Using an Amino-Bonded Silica Column. // J. Agric. Food Chem. 1998. No 46. P. 3648-3652.

13. Jukanti A.K., Gaurl P.M., Gowda C.L.L., Chibbar R.N. Nutritional quality and health benefits of chickpea (Cicer arietinum L.): a review. // British Journal of Nutrition. 2012. No 108. P. 11-26.

14. Kumar S., Babu R., Kumar D., Chauchan D., Ashish R., Kumar R.To find out the nutritional characteristics of some promising varieties/genotypes of chickpea. // Journal of Pharmaceutical Innovations. 2021. No 10(8). P. 121-126.

15. Chang L., Lan Y., Bandillo N., Ohm J.-B., Chen B., Rao J.Plant Proteins from Green Pea and Chickpea: Extraction, Fractionation, Structural Characterization and Functional Properties. // Food Hydrocoll. 2022. No 123. 107165.

16. Patil N.D., Bains A., Sridhar K., Bhaswant M., Kaur S., Tripathi M., Lanterbecq D., Chawla P., Sharma M.Extraction, Modification, Biofunctionality, and Food Applications of Chickpea (Cicer arietinum) Protein: An Up-to-Date Review. // Foods. 2024. No 13(9). 1398.

17. Zhang Y., Huang X., Zeng X., Li L., Jiang Y. Preparation, Functional Properties, and Nutritional Evaluation of Chickpea Protein Concentrate. // Cereal Chem. 2023. No 100. P. 310–320.

18. Поморова Ю.Ю., Пятовский В.В., Бескоровайный Д.В., Болховитина Ю.С.Характеристика, методы выделения белковой фракции семян основных масличных культур (обзор). // Масличные культуры. 2019. № 4(180). С. 161–169.

19. Yingchutrakul M., Wasinnitiwong N., Benjakul S., Singh A., Zheng Y., Mubango E., Luo Y., Tan Y., Hong H.Asian Carp, an Alternative Material for Surimi Production: Progress and Future. // Foods. 2022. No 11. 1318.

20. Shanthakumar P., Klepacka J., Bains A., Chawla P., Dhull S.B., Najda A.The Current Situation of Pea Protein and Its Application in the Food Industry. // Molecules. 2022. No 27. 5354.

21. Gomes A., Sobral P.J.do A. Plant Protein-Based Delivery Systems: An Emerging Approach for Increasing the Efficacy of Lipophilic Bioactive Compounds. // Molecules. 2021, No 27. 60.

22. Karacha A.S., Low N., Nickerson M. Emulsifying Properties of Chickpea, Faba Bean, Lentil and Pea Proteins Produced by Isoelectric Precipitation and Salt Extraction. // Food Res. Int. 2011. No 44. P. 2742-2750.

23. Kamal H., Le C.F., Salter A.M., Ali A. Extraction of Protein from Food Waste: An Overview of Current Status and Opportunities. Compr. Rev. // Food Science. Food Saf. 2021, 20, 2455-2475.

24. Eze C.R., Kwofie E.M., Adewale P., Lam E., Ngadi M.Advances in Legume Protein Extraction Technologies: A Review. Innov. // Food Sci. Emerg. Technol. 2022. No 82. 103199.

25. Kumar M., Tomar M., Potkule J., Verma R., Punia S., Mahapatra A., Belwal T., Dahuja A., Joshi S., Berwal M.K. et al.Advances in the Plant Protein Extraction: Mechanism and Recommendations. // Food Hydrocoll. 2021. No 115. 106595.

26. Sareen J.Effect of Enzymatic Hydrolysis on the Physicochemical, Functional, and Nutritional Properties of Pea and Faba Bean Protein Isolates. // European Food Rea and Tech. 2023. No 249. P. 3175-3190.

27. Li W., Li X., Qin L., Zhu J., Han X., Li B., Yuan Y. Reducing sugar loss in enzymatic hydrolysis of ethylenediamine pretreated corn stover. // Bioresource technologies. 2017. No 224. P. 405-410.