Научный подход к переработке семян льна на основе использования их фитохимического потенциала с целью создания новых пищевых продуктов с заданными свойствами

В настоящее время обеспечение здорового питания населения - это одно из главных направлений развития перерабатывающей отрасли. Отсюда необходимость выявления новых источников биологически ценных пищевых продуктов. Настало время, когда очень нужно возрождение российского льна как сырья не только для легкой промышленности, но и пищевой, не только масложировой, но и для широкого использования в хлебобулочной, молочной, крупяной, кондитерской и др. отраслях [1-6].

На протяжении XX столетия перед советским мукомольным производством стояла задача выделения из зерна как можно больше эндосперма, как можно лучше отделив его от оболочек и других частей зерновки. Данная операция позволяла получать муку белоснежную прекрасного качества, из которой получались пышные батоны, однако при этом мука была крайне обеднена макро- и микроэлементами.

В настоящее время ученые ФГБНУ «ВНИИЗ» в развитии мукомольного процесса руководствуются концепцией максимального использования фитохимического потенциала перерабатываемого сырья. В рамках концепции предусматривается создание таких технологий помола зерновых и крупяных культур, которые позволяли бы разделять зерновку на отдельные анатомические части в зависимости от их функциональных свойств и получать новые продукты переработки зерна, способствующие укреплению и поддержанию здоровья человека. Для этого разработка технологии переработки зерна начинается с глубокого изучения его строения с позиции полезности и функциональности отдельных анатомических частей. Такой подход позволяет конструировать мучные продукты или биологически активные добавки с заданными свойствами для дальнейшей их переработки или непосредственного употребления в пищу.

Именно такая «новая старая» культура, как лен, представляет в этом отношении большой интерес для создания технологии переработки семян льна, объединяющей два направления: первое - разделение на отдельные анатомические части в зависимости от их целевого использования и второе (при решении задач первого направления) — создание фракций различного биохимического состава по фитохимическому потенциалу.

В соответствии с концепцией нами изучено распределение необычайно полезных веществ в семени льна по его анатомическим частям (рис. 1).
Первое: семенные оболочки. Известно, что противораковый эффект льняного семени заключается в содержащихся в нем лигнанов. Самый богатый растительный источник SDG-лигнанов — это пищевые волокна, сосредоточенные в оболочке семени льна. Помимо лигнанов, противораковое действие имеют и растворимые пищевые волокна. Растворимые и нерастворимые пищевые волокна (РПВ и НПВ) также находятся в семенной оболочке семени.

Второе: эндосперм семени льна. Необычайно ценен, поскольку в нем сосредоточен белок, который обладает практически такой же высокой биологической активностью, как и белок бобов сои. Но при этом льняные семена превосходят бобы сои по количеству масла почти в 2 раза, и масло это содержит полиненасыщенные кислоты Омега-3, которые называют эликсиром молодости.

Третье: зародыш семени льна. Учеными разных стран установлено, что наиболее высоким содержанием липидов (масла) характеризуется зародыш — почти до 60% и эндосперм семени льна — до 40%. В остальных анатомических частях льна Омега-3 отсутствует.

И, наконец, витамины и минеральные вещества содержатся в семенной оболочке, зародыше и эндосперме семян льна.

Таким образом, учеными разных стран установлено распределение ценных веществ по семени льна, в результате чего мы можем констатировать, что:

• наиболее высоким содержанием липидов характеризуются зародыш и эндосперм семени льна —до 60 и 40% соответственно;
• пищевые волокна находятся в оболочке семени;
• витамины и минеральные вещества содержатся в семенной оболочке, зародыше и эндосперме семян льна;
• белок сосредоточен в основном в эндосперме семени (рис.2).

Перед мукомолами стоит задача разделения семени льна на семенные оболочки, зародыш и эндосперм как источники веществ для профилактики онкологических, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, почечных заболеваний, сахарного диабета, артрита и укрепления иммунной системы. Однако при переработке семени льна возникает много новых задач и проблем, следующих из особенностей его строения по сравнению с зерновкой пшеницы (рис. 3). Если у пшеничного зерна эндосперм большой и занимает всю центральную часть зерновки и задача мукомола — снять с зерновки оболочки и получить эндосперм, который и подлежит помолу в муку, то у льна эндосперм довольно-таки мал, а основную и центральную часть зерновки занимают зародыш и семядоли.
ФГБНУ «ВНИИЗ» разработал инновационную научно обоснованную технологию глубокой переработки пищевого льна. Технология включает в себя три направления переработки семян пищевого льна.
Первое направление предусматривает предварительный механический отжим масла на прессе с остаточным содержанием жира в полученном жмыхе до 20%. Основное измельчение шелушенного льна осуществляют на машинах ударного действия (молотковая дробилка, энтолейтор, деташер, дезинтегратор, дисмембратор) с одно- или многократным пропуском. Количество пропусков определяется номенклатурой продукции. Измельченный продукт рассеивается с получением фракций льняной муки различного дисперсного состава и содержания жира, белков и пищевых волокон. Это позволяет использовать полученные фракции как компоненты продуктов функционального назначения.
Льняная мука обезжиренная из льняного жмыха отличается высоким содержанием белка с хорошо сбалансированным аминокислотным составом, пищевыми волокнами, невысоким содержанием жира (табл. 1).
Анализ данных таблицы 1 показывает, что получаемые продукты характеризуются высоким содержанием белка — примерно 38%, что позволяет их позиционировать как высокобелковый продукт для обогащения мучных смесей различного состава при производстве широкого ассортимента хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, в том числе и изделий функционального назначения. При этом происходит обогащение продукта не только белком, но и клетчаткой, ПНЖК содержащимися в льняном жире, минеральными веществами и витаминами. В то же время небольшое количество крахмала (около 8%) и жиров (до 15%) не способствует увеличению калорийности продукта.
Дополнительно был изучен фракционный состав простых белков льняного жмыха и продуктов его переработки представлен в таблице 2. Анализ данных таблицы показывает, что во всех образцах обезжиренной муки из льняного жмыха зависимо от типоразмеров преобладает альбумино-глобулиновая фракция, проламины практически отсутствуют, количество глютелинов в 2—4 раза меньше по сравнению с водо- и солерастворимыми белками.
Второе направление предусматривает использование семян пищевого льна как сырья для производства пищевых хлопьев. В этом случае технология предусматривает высококачественную очистку, ГТО с последующим плющением, подсушиванием и отделением мучки. Производство хлопьев возможно в смеси семян льна с семенами других культур.
Третье направление предусматривает получение нативной льняной муки и крупки из семян пищевого льна. Технология предусматривает предварительную очистку пищевого льна от примесей, шелушение семян с отделением оболочек до 5% с последующим измельчением в машинах ударного действия (молотковая дробилка) и сортированием продукта размола на ситах различной крупности. В результате получаются три фракции муки и одна фракция крупки, характеризуемые различным химическим составом (содержание белка, жира, пищевых волокон). Получаемые отходы при очистке пищевого льна используют как кормовой продукт. Отруби и продукты шелушения могут быть использованы как кормовой продукт и для последующей глубокой переработки с получением пищевых волокон, модифицированных белковых препаратов и т. д. Полученные сорта льняной нативной муки различаются по химическому составу и представлены в таблице 3.
Анализ данных таблицы показывает, что мука тонкая и мука средней крупности характеризуется высоким содержанием жира (44,60—42,93%) и наименьшим количеством клетчатки (4,75—12,34%). Крупная мука и крупка, наоборот, отличается наименьшим содержанием жира и белка, и максимальным количеством клетчатки. Содержание крахмала невысокое и варьируется от 3,7 до 5,0%. Таким образом, различные типы муки могут быть использованы в рецептурах целого ряда хлебобулочных и кондитерских изделий на основании различий не только в их дисперсности, но и химического состава.
Фракционный состав простых белков семян пищевого льна и продуктов его переработки представлен в таблице 4. Анализ данных таблицы 4 показывает, что в семенах льна и продуктов его переработки значительно преобладает альбумино-глобулиновая фракция, проламины практически отсутствуют, количество глютелинов в 2—5 раз меньше, чем альбуминов и глобулинов. Полученные данные косвенно свидетельствуют о том, что белки льна и продуктов его переработки должны хорошо усваиваться организмом человека, поскольку именно альбумины и глобулины активно гидролизуются под действием протеолитических ферментов ЖКТ (пепсин, трипсин, химотрипсин и др).
Проведенные исследования показали возможность использования пищевого льна для производства компонентов продуктов питания с высокими биологическими и потребительскими свойствами. Вместе с тем требует дополнительных исследований состав примесей и технология их извлечения при переработке пищевого льна. Кроме того, необходимо исследовать фракционирование семян пищевого льна по крупности и цвету с целью получения различных фракций пищевого льна и продуктов его переработки с различным химическим составом.

Литература
1. Киреева М. С. Перспективное использование семени льна в специализированном питании/М. С. Киреева, В. Ю. Маркина, М. И. Меркулова, Э. Э. Эгги, Е. А. Пороховинова, В. Н. Красильников // Материалы международного научно-практического семинара «Роль льна в улучшении среды обитания и активном долголетии человека». -Тверь, 2012.— С. 181-185.
2. Кулешова Н. И. Использование цельного семени льна в производстве инновационного продукта с заданными свойствами и его товароведная характеристика / Н. И. Кулешова, В. М. Позняковский // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, № 6 - Орел: Изд-во Государственного университетского научно-учебного комплекса, 2011. - С. 57-60.
3. Мачихина Л. И. Создание технологии производства новых продуктов питания из семян льна / Л. И. Мачихина, Е. П. Мелешкина, Л. Г. Приезжева, С. О. Смирнов, А. А. Жученко, Т. А. Рожмина // Хлебопродукты. - 2012. - № 6. - С. 54-58.
4. Миневич И. Э. Разработка технологических решений переработки семян льна для создания функциональных пищевых продуктов: автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.18.01/ Миневич Ирина Эдуардовна. -М., 2009. - 27 с.
5. Смирнова Е. А. Проблемно-ориентированный персонифицированный подход к разработке новых продуктов / Е. А. Смирнова, В. А. Саркисян, А. А. Кочеткова // Научно-производственный журнал «Пищевая промышленность». - М.: Изд-во «Пищевая промышленность», 2013. — № 9. - С. 8-12.
6. Mazza G. Functional Foods: Biochemical and Processing Aspects / Technomic Publishing Company, Inc., 1998.-p. 459.

 

---