Ультразвук в технологии переработки люпина кормового

Введение. Люпин является важным источником белка с адекватным балансом аминокислот, которые можно экстрагировать и использовать в качестве ингредиентов при приготовлении различных продуктов. Его преимущество заключается в низком содержании глютена, а также он является важным источником пищевых волокон, минералов и незаменимых липидов. Кроме того, он содержит биологически активные соединения, такие как олигосахариды с пребиотическими функциями, полифенолы, которые обладают различными физиолого-метаболическими свойствами.

В современных промышленных технологиях важная роль отводится нетрадиционным способам переработки, выполняющим различные функции, которые способствуют усилению производства, улучшению качества пищевого сырья и функциональных свойств продуктов питания, получаемых на их основе, увеличению емкости хранения, внедрению ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий. Известны такие методы, как сверхвысокочастотная обработка в непрерывном и импульсном режимах, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, электроконтактный нагрев и обработка в электростатических полях [3, 4].

На сегодняшний день определены методы ультразвукового воздействия (УЗВ) научным сообществом мира как особо перспективная технология для пищевой промышленности. Показано, что механические и химические эффекты, производимые высокоинтенсивным низкочастотным ультразвуком, полезны для инактивации патогенных микроорганизмов в пищевых продуктах и могут быть использованы в процессе пастеризации и стерилизации жидких пищевых продуктов. Ультразвуковая технология ускоряет извлечение биологически активных веществ из сырья и в сочетании с сорбционными процессами способствует снижению уровня искусственных загрязнений.

В последние годы, с выведением низкоалкалоидных сортов люпина (Дега), расширяются области его применения. Пригодными для пищевой промышленности считаются сорта с содержанием алкалоидов, не превышающим 0,05 %, в то время как в Австралии уже существуют сорта с общим содержанием алкалоидов ниже 0,02 %. Для глубокой переработки зерна необходимо знать локализацию питательных и биологических веществ. На рисунке 1 схематично приведен выход ценных продуктов из зерна люпина [7, 11, 12].

. Оболочка зерна -25%

//        • целлюлозное волокно (отруби)

. . Зерно (семядоля) -75%

* меточная стенка

(30 %) пектин, пищевые волокна

• •    белковые тела (40%)

• •    жирность (7%)

• •    олигосахариды (6%)

* крахмал (2%)

• •    фитиновая кислота (1%)

• •    Н₂О (12%)

Рисунок 1 - Потенциальные пищевые ингредиенты глубокой переработки люпина

Особенностью глубокой переработки является то, что отдельные компоненты можно использовать в питании для улучшения разнообразных физиологических функций и метаболических реакций, связанных с функционированием симбиотической микрофлоры, таких, как устойчивость к инфекциям, снижение риска возникновения злокачественных новообразований в толстом кишечнике, улучшение биоусвояемости кальция и магния, колонизация кишечника грудных детей полезными микроорганизмами, снижение уровня сывороточного холестерина и другие.

Ограничением широкого использования люпина являются его вкусовые качества, обусловленные наличием горечи. В связи с чем, исследования, связанные с обезгорчиванием люпина, являются актуальными.

Объект и методы исследований. В качестве объекта исследования использовали семена белого люпина сорта «Дега» урожая 2021 г., выращенные в

Брянской области. Семена предварительно подвергали термообработке при температуре 200 ° С в течение 2-3 минут. Определение органолептических показателей проводили по ГОСТ Р 54632-2011 и ГОСТ 27558-87 [7].

Результаты и их обсуждение. Обезгорчивание люпина основано на удалении веществ, придающих горький привкус путем последовательной экстракции щелочными и подкисленными растворами в УЗ поле. Для достижения оптимального результата были испытаны разные варианты обработки (табл.1).

Таблица 1 – Варианты обработки

№ варианта	Раствор гидрокарбоната натрия			Раствор лимонной кислоты
	1%	5%	10%	1%	5%	10%
УЗ ( τ =10с)
Контроль 1 (вода)	-	-	-	-	-	-
1	+			+
2		+			+
3			+			+
УЗ ( τ =30с)
Контроль 2 (вода)	-	-	-	-	-	-
4	+			+
5		+			+
6			+			+
УЗ ( τ =60с)
Контроль 3 (вода)	-	-	-	-	-	-
7	+			+
8		+			+
9			+			+

Обработанные и промытые затем водой опытные образцы были отцентрифугированы в УЗ поле в течение 30 с и высушены. Органолептическая оценка осуществлялась по пятибалльной шкале (рис. 2-4).

■ внешний вид ■ вкус ■ запах

га

” 6

Рисунок 2 – Органолептические показатели обработанной люпиновой муки в течение 10 с.

r га 8 vo

■ внешний вид ■ вкус ■ запах

Рисунок 3 – Органолептические показатели обработанной люпиновой муки в течение

30 с.

■ внешний вид ■ вкус ■ запах

vo

Рисунок 4 – Органолептические показатели обработанной люпиновой муки в течение 60 с.

На основании анализа органолептических показателей было выявлено, что вариант 6 (использование 10% растворов и УЗ в течение 30 с) набрал наибольшее количество баллов (15). Органолептическая характеристика полученного образца люпиновой муки представлена в таблице 2 [1, 2, 5].

Таблица 2 – Органолептические показатели люпиновой муки и их характеристика

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид	Порошкообразный  сыпучий  продукт  размола зерна люпина без посторонних включений.
Цвет	От светло-кремового до светло-золотистого.
Запах	Свойственный зерну люпину с ореховым ароматом.
Вкус	Сладковатый, без горечи с арахисовым привкусом, не кислый.

По результатам исследований была составлена принципиальная схема обезгорчивания семян люпина (рис. 5).

Рисунок 5 – Принципиальная схема обезгорчивания семян люпина

В результате применения этого способа семена люпина могут быть использованы в производстве функциональных продуктов [6, 8, 9, 10].

Таким образом, введение ступенчатой экстракции с применением УЗ позволяет интенсифицировать процесс обезгорчивания люпина с приданием заданных органолептических показателей.