Анализ эффективности применения низкочастотных механических колебаний при экстрагировании белкового изолята из рапсового шрота
Автор: Мусиенко Д.М., Иванов П.П., Попов А.М., Семенов А.Г.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевые системы
Статья в выпуске: 2 (108) т.88, 2026 года.
Бесплатный доступ
Общемировой рост численности населения и увеличение антропогенной нагрузки на природные ресурсы обусловливают необходимость перехода к альтернативным видам продовольственного обеспечения. В этом аспекте растительное сырье могло бы закрыть потребность человека в пропорционально повышающемся дефиците пищевого белка. В статье представлен способ получения белкового изолята из частично обезжиренного рапсового шрота, основанный на экстрагировании раствором хлористого натрия в условиях низкочастотных механических колебаний. Целью исследования является анализ эффективности применения низкочастотных механических колебаний, выявление оптимальных значений их частоты и амплитуды, обеспечивающих эффективное извлечение белка из растительного сырья с сохранением его нативной структуры. Проведен анализ энергоэффективности, а также получение динамических характеристик процесса массопередачи. Метод включает в себя использование вибрационной перфорированной насадки, которая совершает возвратно-поступательные движения с частотой в диапазоне (10-20 Гц) и амплитудой (3–10 мм), что позволяет в обрабатываемом объеме сформировать турбулентный гидродинамический режим, значительно ускоряющий процесс массопередачи. По завершении этапа экстрагирования производилось осаждение белка в изоэлектрической точке при помощи раствора янтарной кислоты. Экспериментальные данные, полученные в лабораторных условиях, показывают возможность достижения степени извлечения растительного белка до 90,25% относительно исходного содержания в обрабатываемом сырье при сокращении времени экстрагирования до 15 минут. Метод характеризуется экологичностью, отсутствием токсичных реагентов. Результаты исследования, установленные экспериментальным путем в троекратном повторении, показали, что оптимальными параметрами для извлечения белковых компонентов, является частота 15 Гц и амплитуда 5 мм. Также была проведена оценка биохимических показателей, результаты которой подтверждают перспективность применения вибрационной технологии в пищевой и биотехнологической промышленности для производства функциональных белковых продуктов.
Растительный белок, пищевая промышленность, функциональные свойства, биохимические показатели, низкочастотные колебания, вибрационное экстрагирование, янтарная кислота, степень извлечения белка, массообменный процесс
Короткий адрес: https://sciup.org/140315807
IDR: 140315807 | УДК: 665.939.14 | DOI: 10.20914/2310-1202-2026-2-193-202
Analysis of the effectiveness of low-frequency mechanical vibrations in the extraction of protein isolate from rapeseed meal
Global population growth and an increase in anthropogenic pressure on natural resources necessitate the transition to alternative types of food supply. In this aspect, vegetable raw materials could cover the human need for a proportionally increasing dietary protein deficiency. The article presents a method for obtaining protein isolate from partially skimmed rapeseed meal based on extraction with a solution of sodium chloride under conditions of low-frequency mechanical vibrations. The aim of the study is to analyze the effectiveness of low-frequency mechanical vibrations, to identify optimal values of their frequency and amplitude, ensuring effective protein extraction from plant raw materials while preserving its native structure. An analysis of energy efficiency has been carried out, as well as obtaining dynamic characteristics of the mass transfer process. The method involves the use of a vibrating perforated nozzle that performs reciprocating movements with a frequency in the range (10-20 Hz) and an amplitude (3-10 mm), which allows a turbulent hydrodynamic regime to be formed in the processed volume, significantly accelerating the mass transfer process. At the end of the extraction stage, the protein was deposited at an isoelectric point using a solution of succinic acid. Experimental data obtained in laboratory conditions show the possibility of achieving the degree of extraction of vegetable protein up to 90.25% relative to the initial content in the processed raw materials while reducing the extraction time to 15 minutes. The method is characterized by environmental friendliness and the absence of toxic reagents. The results of the study, experimentally repeated three times, showed that the optimal parameters for extracting protein components are a frequency of 15 Hz and an amplitude of 5 mm. An assessment of biochemical parameters was also carried out, the results of which confirm the prospects of using vibration technology in the food and biotechnological industries for the production of functional protein products.
