Технологии переработки семян для производства функциональных продуктов

Разработка технологий получения функциональных ингредиентов из семян масличных культур для создания продуктов здорового питания.

Характеристика направления

В настоящее время при низких физических нагрузках питание населения России характеризуется высокой калорийностью рациона, избыточным потреблением жиров (до 36,3% калорийности) прежде всего животного происхождения, добавленного сахара (до 13,4% калорийности) при одновременном недостатке ряда витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон. При этом с помощью различных исследований: научных экспериментальных, клинических, эпидемиологических, установлена корреляционная связь между состоянием здоровья человека и обеспеченностью организма энергией и необходимыми пищевыми веществами. В частности, доказано, что вклад питания в развитие болезней сердечно-сосудистой системы, диабета, остеопороза, ожирения, некоторых форм злокачественных новообразований составляет от 30 до 50%.

В связи с этим профилактика алиментарно-зависимых заболеваний путем коррекции пищевого статуса является в настоящее время актуальным направлением оздоровления населения России.

Источниками функциональных ингредиентов (протеинов, полипептидов, полиненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон) и биологически активных веществ могут служить масличные культуры, среди которых особое место занимают семена льна. Семена льна содержат помимо ценного масла белок, биологически активные полипептиды, растворимые полисахариды, микронутриенты и витамины. Белковый комплекс семян льна характеризуется полноценным аминокислотным составом, обладает нутрицевтическим и терапевтическим потенциалом. Полисахариды семян льна, сосредоточенные в семенной оболочке, относятся к растворимым пищевым волокнам, обладают пребиотическим действием. Синергетическое действие протеинов и полисахаридов (гликанов) семян льна способствует повышению функциональных свойств пищевых систем.

Однако, несмотря на биохимический и функциональный потенциал эссенциальных макронутриентов семян льна их промышленное производство не осуществлено. Цель данного направления – разработка технологий получения функциональных ингредиентов из семян масличных культур, создание с их использованием ассортимента продуктов здорового питания, способствующих повыщению пищевого статуса населения страны.

В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:
– научно обосновать применение семян масличных культур для производства пищевых ингредиентов;
– исследовать влияние технологического процесса на соотношение компонентов в протеино-гликановых комплексах;
– разработать технологии белковых и полисахаридных продуктов, адаптированные для малых предприятий;
– исследовать функционально-технологические свойства протеино-гликановых комплексов с различным содержанием протеина;
– разработать рецептуры и технологии функциональных и специализированных продуктов с использованием протеино-гликановых комплексов;
– разработать научно-обоснованные рекомендации по использованию протеино-гликановых комплексов семян масличных культур для создания продуктов здорового питания.

Реализуемые проекты

В последние годы реализован ряд проектов.
  1. Впервые методом ИК-спектроскопии НПВО исследованы анатомические части семян льна и продукты их переработки, а также получены экспериментальные данные по спектральному исследованию экстракции биологически активных веществ из льняного сырья. Экспериментальные результаты являются основой разработки технологии ингредиентов, необходимых для пищевой, фармацевтической, косметической промышленности. Из цельного семени льна могут быть получены полисахариды, связанные с биоактивными пептидами. Из льняных жмыхов и шротов, варьируя параметры процесса, могут быть получены белковые вещества, ассоциированные с полисахаридами, обладающие физиологической активностью и функционально-технологическими свойствами.
  2. На основании проведенных исследований по изучению экстракции белка и полисахаридов слизей из льняного жмыха была разработана технологическая схема получения протеино-гликанового концентрата, наработан опытный его образец в условиях экспериментального цеха ВНИИМС.
  3. Разработана технологическая схема и наработан опытный образец сухого экстракта полисахаридов из семян льна. Внедрение разработанных продуктов в производство позволит расширить ассортимент отечественных функциональных ингредиентов и частично снизить импортозависимость в них пищевой промышленности. В настоящее время предусмотрены исследования по повыщению биологической активности семян льна за счет собственного ферментного комплекса, по фракционированию полисахаридов и выделению фракций с узким ММР. Продолжаются работы по разработке научно-обоснованных рекомендаций по использованию протеино-гликановых комплексов семян масличных культур для создания продуктов здорового питания..

Технологии переработки семян для производства функциональных продуктов
ИК-спектры образцов семенной оболочки и ядра семян льна: 1- ОБ1, 2 – Я1
ИК-спектры семян промышленного льна: 1 – исходные семена, 2 – после водной экстракции (шрот)
Кривые прессования порошков белкового концентрата и полисахаридного экстракта, полученных из льняного сырья
Технологическая схема получения белкового концентрата из льняного жмыха

Основные публикации

  1. Миневич И.Э. , Осипова Л.Л., Цыганова Т.Б. Гидроколлоиды семян льна в технологии безглютеновых маффинов // Хлебопродукты. – 2019. - №1. – С.56-58. DOI: 10.32462/0235-2508-2019-28-1-56-58
  2. Миневич И.Э., Осипова Л.Л. Влияние условий экстракции на функциональные свойства полисахаридов из семян льна // Хлебопродукты. – 2019. - №4. – С.48-51. https://doi.org/10.32462/0235-2508-2019-28-4-48-50
  3. Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Ущаповский И.В., Абрамов Д.В., Краюшкина В.Н.Технология получения белковых концентратов из льняного жмыха для использования в промышленном производстве // Хлебопродукты. – 2019. - №8. – С.34-37. https://doi.org/10.32462/0235-2508-2019-30-8-34-37
  4. Minevich IE, Osipova LL, Nechiporenko AP, Melnikova MI, Tsyganova TB. IR-spectroscopy of polysaccharide flaxseed (Linum usitatissimum L.) products. Foods and Raw Materials. 2019;7(2):274–282. DOI: http://doi.org/10.21603/2308-4057-2019-2-274-282
  5. Миневич, И. Э., Осипова, Л. Л., Нечипоренко, А. П., Цыганова, Т. Б., & Громова, Д. А. (2019). Исследование влияния условий переработки семян льна на соотношение макронутриентов в целевых продуктах методом ИК-спектроскопии НПВО. Хранение и переработка сельхозсырья, (4), 47-57. https://doi.org/10.36107/spfp.2019.202
  6. Миневич, И. Э. (2019). Функциональная значимость семян льна и практика их использования в пищевых технологиях. Health, Food & Biotechnology, 1(2). https://doi.org/10.36107/hfb.2019.i2.s224
  7. Миневич И.Э., Цыганова Т.Б. Влияние добавки измельченных семян льна и льняной муки на технологические и потребительские свойства мучных изделий. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2020. №2-3 (374-375). С. 88-91. https://doi.org/10.26297/0579-3009.2020.2-3.23
  8. Миневич И.Э., Ущаповский И.В., Осипова Л.Л., Абрамов Д.В. Сортовые и технологические особенности получения полисахаридных продуктов из семян льна (Linumusitatissimum L.). Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2020. №2 (44). С. 3-10. https://doi.org/10.17586/2310-1164-2020-10-2-3-10

Полученные патенты и свидетельства

1. Способ получения белка из жмыха семян льна Патент № 2437552 Заявка № 2010128645. Дата подачи 09.07.2010 Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Зубцов В.А.
2. Способ снижения ферментативной активности семян льна Патент № 2464799 Заявка № 2011130607. Дата подачи 21.07.2011 Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Зубцов В.А.
3. Соус майонезного типа с льняной мукой «Будь здоров» Патент № 191809 Заявка № 2019107845. Дата подачи 19.03.2019 Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Зубцов В.А.
4. Кекс Патент на ИЗ 2683636 Заявка № 2018107856. Дата подачи 02.03.2018 Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Зубцов В.А., Левкина Г.А.