Новые функциональные продукты из двухкомпонентной зерновой смеси пшеницы и льна

Семена льна – ценный пищевой компонент, характеризующийся не только высоким содержанием белка и жира, но и уникальным составом этих макронутриентов, включающих полиненасыщенные жирные (ПНЖК) кислоты семейства ω-3 и ω-6, незаменимые аминокислоты, а также пищевые волокна, лигнаны, микроэлементы, жирорастворимые витамины. Продукты питания, изготовленные с использованием семян льна, отвечают современным приоритетам в пищевых технологиях, обладают лечебно-профилактическими свойствами, а не просто удовлетворяют потребности человека в макро- и микронутриентах. [1,4,6,8,9,10,11,14]

Особо следует обратить внимание на баланс полиненасыщенных жирных кислот и его роль в развитии алиментарно-зависимых заболеваний. В методических рекомендациях (МР 2.3.1.2432-08) «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» указывается, что особое значение для организма человека имеют линолевая и линоленовая кислоты, которые входят в структурные элементы клеточных мембран и обеспечивают нормальное развитие и адаптацию организма человека к неблагоприятным факторам окружающей среды. Физиологическая потребность в ПНЖК для взрослых – 6…10%, для детей – 5…10% от калорийности суточного рациона.
Основные группы ПНЖК: кислоты семейств ω-6 и ω-3. Жирные кислоты ω-6 содержатся практически во всех растительных маслах и орехах; ω-3 – в льняном, из семян крестоцветных, соевом, а также в рыбах жирных сортов и некоторых морепродуктах. Из ПНЖК ω-6 особое место занимает линолевая кислота – предшественник наиболее физиологически активной кислоты этого семейства – арахидоновой. Оптимальное соотношение в суточном рационе ω-6 к ω-3 жирных кислот должно составлять 5…10:1.

На Втором Конгрессе Международного общества нутригенетики/нутригеномики (2008, Женева, Австрия) отмечалось, что самый низкий уровень сердечно-сосудистых заболеваний выявлен при наиболее высоком потреблении ω-3 за счет эйкозопентаеновой (ЭПК) и докозогексаеновой (ДГК) кислот и при соотношении ω-6:ω-3 равном практически единице. [3,14] Имеющийся дефицит в потреблении ω-3 огромен, и его не преодолеть только увеличением потребления икры и морской рыбы из-за их высокой стоимости и аллергенности. [3]

В литературе имеется немало сведений об использовании мучных смесей с добавлением льняной муки и из льняного жмыха в хлебопечении, производстве мучных кондитерских изделий. [1,6] Область использования продуктов переработки льна при изготовлении хлебобулочных и кондитерских изделий ограничена, так как не всегда их применение позитивно отражается на технологических показателях конечного продукта, например хлеба (объемный выход, пористость мякиша и др.). [1,6,8] Принципиально другой подход к получению продуктов мукомольного производства – использование поликомпонентных зерновых смесей, например, на основе зерновых и масличных культур, что обеспечивает получение продуктов сбалансированного состава, присутствие в них в необходимых количествах нутрицевтиков, веществ, обладающих профилактическими и лечебными свойствами. Использование целого семени льна в составе таких смесей оправдано, так как в этом случае задействован весь фитопотенциал: зародыш и эндосперм, пищевые волокна и лигнаны (семенная оболочка). [10,11]

Цель исследования: установить распределение белка и жира по продуктам помола двухкомпонентных зерновых смесей на основе зерна пшеницы и семян льна; оценить степень обогащения композиционной муки и отрубей полиненасыщенными жирными кислотами; выявить наиболее эффективные ферментные препараты (ФП) целлюлолитического и протеолитического действия.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использовали продукты переработки двухкомпонентной смеси на основе зерна пшеницы и семян льна.
Общее содержание белка определяли по ГОСТ 10846-91; жира – по Сокслету; растворимого белка – методом Лоури; фракционного состава растворимых белков – по Осборну; активность протеолитических ферментов – модифицированным методом Ансона; редуцирующих веществ (восстанавливающие сахара) – по Бертрану; фракционирование белков выполняли методом гель-хроматографии на колонке с Toyopearl gel HW-55 F [10]; жирнокислотный состав устанавливали методом газовой хроматографии (хроматограф газовый 6890N с детектором масс-селективным Agilent 5975C, США).

Варианты опытов:
I. Контроль 1 – пшеничная мука
Опыт 1 – мука из двухкомпонентной зерновой смеси (92,5% зерна пшеницы без шелушения и 7,5% семян льна);
Опыт 2 – мука из двухкомпонентной зерновой смеси (92,5% зерна пшеницы после шелушения с удалением 10% оболочек и 7,5% семян льна).
II. Контроль 2 – пшеничные отруби
Опыт 3 – отруби двухкомпонентной зерновой смеси (92,5% зерна пшеницы без шелушения и 7,5% семян льна);
Опыт 4 – отруби из двухкомпонентной зерновой смеси, состоящей из 92,5% зерна пшеницы после шелушения с удалением 10% оболочек и 7,5% семян льна.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Во Всероссийском НИИ зерна и продуктов его переработки разработана инновационная технология получения композиционной пшенично-льняной муки. Впервые показана возможность совместного размола пшенично-льняной смеси, что позволило разработать технологию получения пшеничной муки, обогащенной незаменимыми жирными кислотами семейства ω-3 (линоленовая кислота) и ω-6 (линолевая кислота). Разработана технологическая схема получения композиционной пшенично-льняной муки, состоящая из четырех драных, трех размольных и одной вымольной систем. Установлено влияние предварительного шелушения зерна пшеницы и количество добавляемых семян льна на выход и качество пшенично-льняной муки. Наибольший выход пшенично-льняной муки – 85,5% получен при удалении 5% оболочек на лабораторном шелушителе и добавлении 5% семян льна в помольную смесь. В то же время оптимальным соотношением пшеницы и льна в зерновой смеси с позиции обогащения муки белковыми и жировыми компонентами стало – 92,5% к 7,5% соответственно [5].
Анализ приведенных данных (табл. 1) свидетельствует о том, что общее содержание жира в муке из двухкомпонентных смесей возрастает примерно в четыре раза по сравнению с пшеничной мукой (контроль 1) и практически не зависит от предварительного шелушения зерна пшеницы.


По данным жирнокислотного состава (табл. 2) пшеничной муки (контроль 1) и пшенично-льняной муки (опыт 1) установлено, что линолевой кислоты (ω-6) в контроле в 2,4 раза меньше, чем в образце пшенично-льняной муки (0,53% против 1,27%), а линоленовой кислоты (ω-3) меньше в 53,7 раза (0,035% против 1,88%). Результаты свидетельствуют о существенном обогащении композиционной пшенично-льняной муки, изделия из которой помогут компенсировать недостаток ПНЖК семейства ω-3 в рационе питания современного человека.



Содержание жира в отрубях двухкомпонентных зерновых смесей пшеницы и льна примерно в два раза превышает их содержание в пшеничных отрубях (контроль 2), а предварительное шелушение зерна пшеницы увеличивает количество жира незначительно – на 1,15%.

Поскольку сумма ненасыщенных жирных кислот в льняном семени, как было показано ранее, варьирует от 63,5 до 86,3% [8], то даже увеличение на 1,15% обеспечивает рост ненасыщенных жирных кислот на 12,95%.

Общего содержания белка становится больше на 1…2% в композиционной пшенично-льняной муке. Изменения фракционного состава растворимых бел- ков продуктов переработки двухкомпонентных зер- новых смесей более выражен для отрубей и касается альбумино-глобулиновой фракции (опыты 3, 4): увеличение на 4…5% относительно контроля 2 (табл. 3).



В настоящее время широко изучаются возможности использования ферментов целлюлолитического комплекса в композиции с амилолитическими и протеолитическими ферментами для комплексной глубокой переработки зернового сырья и вторичных продуктов переработки зерна; получения продуктов повышенной пищевой ценности с заданными технологическими и функциональными свойствами [2,13,15].

На заключительном этапе работы оценивали эффективность действия ферментных препаратов (ФП) протеолитического и целлюлолитического действия с использованием отрубей, полученных при помоле двухкомпонентной зерновой смеси в подобранных экспериментально оптимальных условиях ферментативной реакции (табл. 4, 5).





Оптимумы температуры от 20 до 70°С и рН от 3,0 до 8,5 изучали с использованием 0,1 М цитратно-фосфатного и фосфатного буферов. Для выявления необходимой дозировки фермента выбрали диапазон конечных концентраций в инкубационной смеси от 0,25 до 1,25 ед./г муки (отрубей), насыщающей концентрации субстрата – от 20 до 120 мг/мл.

Эффективность целлюлолитических ферментных препаратов оценивали по накоплению редуцирующих веществ (РВ) и растворимого белка (рис. 1 и 2).      



Установлено, что максимальное количество РВ и растворимого белка накапливается при использовании Шеарзима 500L и Дистицима GL при гидролизе биополимеров вторичных продуктов переработки двухкомпонентной зерновой смеси. Зафиксировано увеличение РВ в 2,6 и 3,8 раза; растворимого белка – в 5 и 8 раз соответственно по сравнению с контролем. Это связано, вероятно, с тем, что эти комплексные препараты обладают высокой гемицеллюлазной активностью, в том числе ксиланазной.

Результаты фракционирования продуктов протеолиза белков отрубей и соотношение фракций с различной молекулярной массой показывают, что использование ферментных препаратов бактериальных протеаз приводит к образованию преимущественно высоко- и среднемолекулярных продуктов протеолиза; а применение микробных ферментных препаратов грибных протеаз – низкомолекулярных (табл. 6).


Таким образом, все исследуемые ферментные препараты активно гидролизуют биополимеры продуктов переработки двухкомпонентной зерновой смеси пшеницы и льна, могут быть использованы для ферментативной модификации как по отдельности, так и в составе мультэнзимных композиций.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

---