Влияние способа переработки семян рапса на их белковый комплекс

Актуальность. Переработка вторичного рапсового сырья является перспективным направлением для повышения эффективности производства этой сельскохозяйственной культуры.

Методы. Обезжиривание фракции ядра семян рапса проводили экстракцией гексаном, водноспиртовую обработку обезжиренного ядра рапса — смесью вода + этанол (3:7). Фракционный состав белкового комплекса семян рапса определяли последовательной экстракцией дистиллированной водой, 7%-ным раствором NaCl и 0,1М раствором NaOH. Выделение белка: экстрагент — раствор NaCL (70 г/л), рН — 9,0, Т — 50 °С, продолжительность — 90 мин. Белок осаждали при рН 4,8 и сушили в микроволновой печи при мощности 500 Вт в течение 3–4 мин. Спектры поглощения белковых фракций семян рапса регистрировали на спектрофотометре ПЭ-5400 УФ с помощью программы SC5400.

Результаты. Было показано, что обезжиривание методом экстракции гексаном способствовало увеличению содержания глобулинов (на 8,5%) при уменьшении альбуминов (на 3,0%) и глютелинов (на 3,3%).

Анализ УФ-спектров этих белковых фракций показал присутствие синаповой кислоты во фракциях альбуминов и глобулинов.

Водно-спиртовая обработка обезжиренного ядра рапса, проводимая для удаления фенольных соединений, способствовала частичному выведению белка из сырья (содержание белка снизилось с 39,06 до 32,34%), ограниченной денатурации белка, которая приводит к снижению растворимости белка и выхода белка в экстракт, на что указывает уменьшение выхода белкового продукта относительно сырья с 26,4 до 15,3%, снижение выхода белка относительно белка, содержащегося в сырье, с 28,9 до 20,3%..

1. Алексаночкин Д.И., Фоменко И.А., Алексеева Е.А., Чернуха И.М., Машенцева Н.Г. Получение растительного белка из семян и жмыха промышленной конопли: обзор способов переработки для использования в пищевой промышленности. Пищевые системы. 2024; 7(2): 188–197. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-2-188-197

2. Колпакова В.В., Фан К.Ч., Гайворонская И.С., Чумикина Л.В. Свойства и структурные особенности белков нативных и модифицированных концентратов из белого и коричневого риса. Пищевые системы. 2023; 6(3): 317–328. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-3-317-328

3. Shafiq M. et al. Development and quality cum nutritional assessment based on physical properties for corn extruded snacks enriched with protein and carbohydrates: a remedy to malnutrition for society. Potravinarstvo. 2024; (18): 633–653. https://doi.org/10.5219/1942

4. Зубова Е.B., Залетова Т.В., Капитанова Г.И., Терехова О.Б., Родыгина Н.В. Пищевая ценность белого люпина и перспективы его использования в производстве продуктов питания из растительного сырья. Аграрная наука. 2023; (4): 137–144. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-369-4-137-144

5. Дегтярев И.А., Фоменко И.А., Мижева А.А., Серба Е.М., Машенцева Н.Г. Белковые препараты из отходов переработки рапса: обзор современного состояния и перспектив развития существующих технологий. Пищевые системы. 2023; 6(2): 159–170. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-159-170

6. Варивода А.А., Кенийз Н.В., Ребезов М.Б. Разработка научно обоснованных подходов к проектированию специализированных пищевых продуктов для геродиетического питания. Аграрная наука. 2023; (12): 143–150. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-377-12-143-150

7. Бычкова Е.С., Рождественская Л.Н., Погорова В.Д., Госман В.Д., Бычков А.Л., Ломовский О.И. Технологические особенности и перспективы использования растительных белков в индустрии питания. Часть 1. Анализ пищевой и биологической ценности высокобелковых продуктов растительного происхождения. Хранение и переработка сельхозсырья. 2018; (2): 53–57. https://www.elibrary.ru/xurrzb

8. Доморощенкова М.Л. Современные тенденции развития технологий и рынка растительных белков из масличных семян. Вестник Всероссийского научно-исследовательского института жиров. 2013; (2): 38–43. https://www.elibrary.ru/qcsiax

9. Кудинов П.И., Щеколдина Т.В., Слизькая А.С. Современное состояние и структура мировых ресурсов растительного белка. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2012; (5–6): 7–10. https://www.elibrary.ru/pjqjwd

10. Рензяева Т.В., Рензяев А.О., Кравченко С.Н., Резниченко И.Ю. Потенциал рапсовых жмыхов в качестве сырья пищевого назначения. Хранение и переработка сельхозсырья. 2020; (2): 143–160. https://doi.org/10.36107/spfp.2020.213

11. Рензяев А.О., Кравченко С.Н. Метод переработки рапса обрушиванием семян и удалением оболочки. Вестник КрасГАУ. 2022; (6): 210–216. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-6-210-216

12. Поморова Ю.Ю., Пятовский В.В., Бескоровайный Д.В., Серова Ю.М., Болховитина Ю.С., Шемет Ю.Ю. Общий химический и аминокислотный состав семян наиболее распространенных масличных культур семейства Brassicáceae (обзор). Масличные культуры. 2021; (3): 78–90. https://doi.org/10.25230/2412-608X-2021-3-187-78-90

13. Wanasundara J.P.D., Tan S., Alashi A.M., Pudel F., Blanchard C. Proteins From Canola/Rapeseed: Current Status. Nadathur S.R., Wanasundara J.P.D., Scanlin L. (eds.). Sustainable Protein Sources. Academic Press. 2016; 285– 304. http://doi.org/10.1016/B978-0-12-802778-3.00018-4

14. Tan S.H., Mailer R.J., Blanchard C.L., Agboola S.O. Canola Proteins for Human Consumption: Extraction, Profile, and Functional Properties. Journal of Food Science. 2011; 76(1): R16–R28. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2010.01930.x

15. Кудряшева А.А., Преснякова О.П. Медико-биологические особенности натуральных пищевых аминокислот. Пищевая промышленность. 2014; (3): 68–73. https://www.elibrary.ru/rwftmt

16. Дегтярев И.А., Фоменко И.А., Мижева А.А., Серба Е.М., Машенцева Н.Г. Белковые препараты из отходов переработки рапса: обзор современного состояния и перспектив развития существующих технологий. Пищевые системы. 2023; 6(2): 159–170. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-159-170

17. Perera S.P., McIntosh T.C., Wanasundara J.P.D. Structural Properties of Cruciferin and Napin of Brassica napus (Canola) Show Distinct Responses to Changes in pH and Temperature. Plants. 2016; 5(3): 36. https://doi.org/10.3390/plants5030036

18. Nietzel T. et al. The Native Structure and Composition of the Cruciferin Complex in Brassica napus. Journal of Biological Chemistry. 2013; 288(4): 2238–2245. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.356089

19. Wanasundara J.P.D., McIntosh T.C, Perera S.P., Withana-Gamage T.S., Mitra P. Canola/rapeseed protein-functionality and nutrition. OCL — Oilseeds and fats, Crops and Lipids. 2016; 23(4): D407. https://doi.org/10.1051/ocl/2016028

20. Xu L., Diosady L.L. Removal of phenolic compounds in the production of high-quality canola protein isolates. Food Research International. 2002; 35(1): 23–30. https://doi.org/10.1016/S0963-9969(00)00159-9

21. Velasco L., Möllers C. Nondestructive Assessment of Sinapic Acid Esters in Brassica Species: II. Evaluation of Germplasm and Identification of Phenotypes with Reduced Levels. Crop Science. 1998; 38(6): 1650–1654. https://doi.org/10.2135/cropsci1998.0011183X003800060039x

22. Zum Felde T., Baumert A., Strack D., Becker H.C., Möllers C. Genetic variation for sinapate ester content in winter rapeseed (Brassica napus L.) and development of NIRS calibration equations. Plant Breeding. 2007; 126(3): 291–296. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2007.01342.x

23. Yang S.-C. et al. Identification and Determination of Phenolic Compounds in Rapeseed Meals (Brassica napus L.). Journal of Agricultural Chemistry and Environment. 2015; 4(1): 14–23. https://doi.org/10.4236/jacen.2015.41002

24. Rawel H.M., Meidtner K., Kroll J. Binding of Selected Phenolic Compounds to Proteins. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005; 53(10): 4228–4235. https://doi.org/10.1021/jf0480290

25. Шагинова Л.О., Крылова И.В., Демьяненко Т.Ф., Доморощенкова М.Л. Исследование процесса получения белкового препарата из семян подсолнечника для использования в пищевой промышленности. Новые технологии. 2021; 17(3): 41–50. https://doi.org/10.47370/2072-0920-2021-17-3-41-50

26. Fetzer A., Herfellner T., Stäbler A., Menner M., Eisner P. Influence of process conditions during aqueous protein extraction upon yield from pre-pressed and cold-pressed rapeseed press cake. Industrial Crops and Products. 2018; 112: 236–246. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.12.011

27. Manampreri W.A.R., Chang S.K.C., Wiesenborn D.P., Pryor S.W. Impact of Meal Preparation Method and Extraction Procedure on Canola Protein Yield and Properties. Biologial Engineering Trancactions. 2012; 5(4): 191–200. https://doi.org/10.13031/2013.42456

28. Newkirk R.W., Classen H.L., Edney M.J. Effects of prepress-solvent extraction on the nutritional value of canola meal for broiler chickens. Animal Feed Science and Technology. 2003; 104(1–4): 111–119. https://doi.org/10.1016/S0377-8401(02)00331-0

29. Kalaydzhiev H. et al. Valorization of Rapeseed Meal: Influence of Ethanol Antinutrients Removal on Protein Extractability, Amino Acid Composition and Fractional Profile. Waste and Biomass Valorization. 2020; 11(6): 2709–2719. https://doi.org/10.1007/s12649-018-00553-1

30. Nosenko T., Kot T., Kichshenko V. Rape Seeds as a Source of Feed and Food Proteins. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2014; 64(2): 109–114. https://doi.org/10.2478/pjfns-2013-0007

31. Dimić E., Premović T., Takači A. Effects of the contents of impurities and seed hulls on the quality of cold-pressed sunflower oil. Czech Journal of Food Sciences. 2012; 30(4): 343–350. https://doi.org/10.17221/179/2011-CJFS

32. Carré P., Quinsac A., Citeau M., Fine F. A re-examination of the technical feasibility and economic viability of rapeseed dehulling. OCL — Oilseeds and fats, Crops and Lipids. 2015; 22(3): D304. https://doi.org/10.1051/ocl/2014044

33. Yang J. Rethinking plant protein extraction: Interfacial and foaming properties of mildly derived plant protein extracts. PhD Thesis. Wageningen, the Netherlands: Wageningen University. 2021; 210. https://doi.org/10.18174/543524

34. Kosińska A., Chavan U.D., Amarowicz R. Separation of low molecular weight rapeseed proteins by RP-HPLC-DAD — a short report. Czech Journal of Food Sciences. 2006; 24(1): 41–44. https://doi.org/10.17221/3292-CJFS

35. Karamać M., Maryniak A., Amarowicz R. Application of HPLC-DAD for detection of phenolic compounds bound to rapeseed 12S globulin – a short report. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2004; 54(3): 233–236.

36. Amarowicz R., Panasiuk R., Pari L. Separation of low molecular rapeseed proteins by capillary electrophoresis. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2003; 53(S1): 7–9.