Исследование процесса экстрагирования белка из грецкого ореха

Белковая недостаточность - одно из самых тяжелых алиментарных заболеваний, возникновению которой способствует незначительное поступление белков с пищей при полном или частичном голодании и систематическое поступление в организм белков низкой биологической ценности.

Из всех алиментарных дефицитов, включая гипо- и авитаминозы, белковая недостаточность переносится организмом человека наиболее тяжело.

Причиной белковой недостаточности является прекращение восстановления белковых структур жизненно важных тканей, постоянное их разрушение, существенное снижение синтеза пищеварительных соков, гемоглобина, витаминов и ферментов, ослабление эффективности иммунных систем организма, и, как следствие, снижение всех его функциональных возможностей, работоспособности и устойчивости к вредным для здоровья внешним и внутренним воздействиям.

Сбалансированность белковой части рациона взрослых людей оценивают по общему количеству белка в рационе, которое должно составлять в среднем 12% от суточной потребности в энергии, при этом количество белков растительного происхождения - 50% от общего количества в рационе [1].

Одним из путей ликвидации белковой недостаточности является повышение качества применяемого белка, в том числе использование белкового сырья раститель- ного происхождения при производстве пищевых продуктов.

По утверждению диетологов, грецкий орех имеет исключительную ценность благодаря тому, что содержит в своем составе ненасыщенные жирные кислоты: олеиновую, линолевую и линоленовую. По содержанию белка данный продукт приближен к рыбе, молоку и мясу. В состав ореха входит большое количество незаменимых аминокислот, таких как: лейцин, валин, изолейцин, фенилаланин и другие [2].

Объекты и методы исследований

Технологии получения белковых продуктов из растительного сырья предусматривают предварительное его извлечение из сырья. Наиболее эффективным и доступным способом извлечения белка является экстрагирование с последующим осаждением.

Целью научных исследований был подбор оптимальных параметров процесса экстрагирования - продолжительности, температуры и гидромодуля - для максимального извлечения белка из ядер грецкого ореха. Также были установлены параметры замачивания сырья, как дополнительного процесса оптимизации экстрагирования белка. В состав ядер грецкого ореха входят разнообразные органические и минеральные вещества: жиры, белки, углероды (глюкоза, сахароза, декстрины, крахмал и др.), дубильные вещества, клетчатка, водорастворимые и жирорастворимые витамины. Ядра грецкого ореха состоят из 50 - 70% жиров, 15 - 35% белков 10 - 13% углеродов, 1,5 - 2,8% клет- чатки. Белок орехов – полноценный, в его состав входят все незаменимые аминокислоты, аминокислотный скор лимитирующей аминокислоты 50%, это значит, что белок орехов усваивается на половину, для белка растительного происхождения это высокий показатель.

Результаты и их обсуждение

С целью увеличения проницаемости стенок растительного материала перед экстрагированием проводят предварительное замачивание сырья, вследствие чего улучшаются органолептические показатели продукта, происходит гидратация белков сырья, что повышает растворимость белков, и как следствие более полное их извлечение.

Исследование влияния замачивания на выход белка проводили в диапазоне температур 0 - 60 °С при соотношении экстрагент (вода): сырье – 1: 1 и продолжительности процесса замачивания 12 часов.

Результаты исследования процесса замачивания на извлечение белка представлены на рис. 1, 2. Можно сделать выводы, что оптимальная температура замачивания грецкого ореха составляет 20°С, а снижение температуры замачивания замедляет процесс гидратации, что приводит к снижению растворимости белков сырья. Повышение же температуры замачивания приводит к избыточному набуханию сырья и, как следствие, к увеличению объемной доли сложных углеводов, которые препятствуют экстрагированию белков.

Для определения влияния продолжительности замачивания на выход белка в экстракте исследования проводили на протяжении 24 часов при температуре 20 °С и при соотношении вода:сырье – 1: 1. Результаты исследований, приведенные на рис. 2, свидетельствуют о том, что оптимальная продолжительность замачивания – 10 часов. Уменьшение продолжительности процесса приводит к неполной гидратации белка, и пропорционально влияет на его растворимость, а увеличение продолжительности замачивания – к снижению выхода белка, в результате сбраживания сырья и развития микрофлоры.

Продолжительность замачивания, мин

Рис.1. – Влияние температуры замачивания на содержание белка в экстракте

Рис.2. – Влияние продолжительности замачивания на содержание белка в экстракте

В результате проведенных исследований установлены оптимальные параметры процесса замачивания орехов в воде: температура – 20 °С, продолжительность – 10 часов, гидромодуль – 1:1. При таких параметрах процесса влажность орехов составляет 60%, что позволяет экстрагировать до 50% белка.