Введение: Люпин рассматривается как перспективная высокобелковая культура, сопоставимая с соей по аминокислотному составу и не содержащая ингибиторов протеаз, что делает его потенциально ценным сырьём для пищевой промышленности. Однако его широкое применение сдерживается высоким содержанием хинолизидиновых алкалоидов, формирующих горький вкус и обусловливающих токсикологические ограничения. Традиционные методы снижения алкалоидов, основанные преимущественно на жидкостной экстракции, характеризуются значительными потерями питательных веществ и ограниченной технологической масштабируемостью. В связи с этим актуальной задачей является разработка альтернативных способов снижения содержания алкалоидов в зерне люпина без использования жидкостной экстракции.
Цель: Дать сравнительную оценку эффективности трех технологических подходов: термической, микроволновой и барогидротермической обработки (БГТО), для снижения содержания алкалоидов в зерне люпина при сохранении органолептических характеристик.
Материалы и методы: В исследовании использованы семена люпина узколистного (Lupinus angustifolius L., сорта «Белозерный 110» и «Радужный») и белого (Lupinus albus L., сорт «Дега»). Термическая обработка проводилась при 120–180 °C в течение 10–20 мин, микроволновая - при 2450 МГц в течение 5–25 мин, БГТО включала предварительный нагрев при 90–100 °C с последующей экспозицией паром под давлением 10 атм. в течение до 28 с. Содержание алкалоидов определялось фотоколориметрическим методом по модификации ВНИИ люпина. Эксперименты выполнялись в трёхкратной повторности, статистическая обработка включала расчёт средних значений и стандартных отклонений.
Результаты: Все методы продемонстрировали значительное снижение алкалоидов, хотя эффективность и органолептическая приемлемость зависели от сорта и условий обработки. Максимальное снижение достигло 69,5% при БГТО, 66% при микроволновой обработке и 64,5% при термическом нагреве. При этом обработка выше 150 °C (термическая) и свыше 20 мин (микроволновая) приводила к деградации органолептических свойств. Для БГТО оптимальное время составило 28 с; превышение этого значения также сопровождалось потемнением и появлением постороннего привкуса.
Заключение: Сравнительный анализ подтвердил эффективность трех методов снижения алкалоидов, при этом БГТО продемонстрировала наибольший потенциал для практического внедрения благодаря балансу между снижением токсичных соединений и сохранением качества продукта. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий переработки люпина для производства продуктов питания с высоким содержанием растительного белка.
Background: Lupin is considered a promising high-protein crop, comparable to soybean in its amino acid composition and free from protease inhibitors, which makes it a potentially valuable raw material for the food industry. However, its widespread application is limited by the high content of quinolizidine alkaloids, which impart a bitter taste and pose toxicological concerns. Conventional alkaloid-reduction methods, predominantly based on liquid extraction, are associated with significant nutrient losses and limited technological scalability. Therefore, the development of alternative approaches for reducing alkaloid content in lupin grain without the use of liquid extraction represents a relevant and timely research objective, which determined the focus of the present study.
Purpose: To provide a comparative assessment of the efficiency of three technological approaches (thermal treatment, microwave treatment, and baro-hydrothermal treatment) for reducing alkaloid content in lupin grain while preserving its sensory properties.
Materials and Methods: The study used seeds of narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius L., cultivars ‘Belozerny 110’ and ‘Raduzhny’) and white lupin (Lupinus albus L., cultivar ‘Dega’). Thermal treatment was carried out at 120–180 °C for 10–20 min, microwave treatment at 2450 MHz for 5–25 min, and BHT included preliminary heating at 90–100 °C followed by exposure to steam at 10 atm for up to 28 s. Alkaloid content was determined by a photocolorimetric method (VNIILupin modification). All experiments were performed in triplicate; statistical processing included calculation of mean values and standard deviations.
Results: All methods provided a substantial reduction in alkaloid content, although efficiency and sensory acceptability depended on cultivar and processing conditions. The maximum reduction reached 69.5 % under BHT, 66 % under microwave treatment, and 64.5 % under thermal treatment. Thermal processing above 150 °C and microwave exposure longer than 20 min led to deterioration of sensory properties. For BHT, the optimal treatment time was 28 s; longer exposure also resulted in kernel darkening and the appearance of off-flavours.
Conclusion: The comparative analysis confirmed the effectiveness of all three methods for reducing alkaloid content, with BHT showing the greatest potential for practical implementation due to a favourable balance between the reduction of toxic compounds and the preservation of product quality. The findings can be used in the development of lupin processing technologies for the production of high-protein plant-based foods.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.