spfpХранение и переработка сельхозсырьяStorage and Processing of Farm Products2072-96692658-767XРОСБИОТЕХ10.36107/spfp.2020.334spfp-149Research ArticleФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИPHYSICAL AND CHEMICAL METHODS OF FARM RAW MATERIAL PROCESSINGХарактеристика порошков белкового концентрата и полисахаридного экстракта, полученных из льняного сырья методом распылительной сушкиCharacteristics of Powders Produced From Flaxed Raw Materials Using the Spray Drying MethodМиневичИ. Э.MinevichI. E.

Миневич Ирина Эдуардовна

170041, г. Тверь, Комсомольский пр. 17/56

Irina E. Minevich

17/56, Komsomol’skij pr., Tver’, 170041 

irina_minevich@mail.ruЦыгановаТ. Б.TsyganovaT. B.

Цыганова Татьяна Борисовна

120080, Россия, Москва, Волоколамское шоссе, 11

Tatyana B. Tsyganova

11, Volokolamsk highway, Moscow, 120080 

ztatianaz@yandex.ruЧерныхВ. Я.ChernykhV. Ya.

Черных Валерий Яковлевич

107553, Россия, Москва, ул. Б.Черкизовская, д. 26А

Valery Ya. Chernykh

26A B, Cherkizovskaya st., Moscow, 107553 

v.chernykh@gosniihp.ruФГБНУ «ФНЦ ЛК»РоссияThe Federal State Budget Research Institution Federal Research Center for Bust Fiber Crops (CBFC)Russian FederationФГБОУ ВО «МГУПП»РоссияMoscow state University of food productionRussian FederationФГАНУ НИИХПРоссияThe Federal State Autonomous Scientific Institution “Research Institute of the baking industry» (NIIHP)Russian Federation202013052021034657Copyright © Миневич И.Э., Цыганова Т.Б., Черных В.Я., 20212021Миневич И.Э., Цыганова Т.Б., Черных В.Я.Minevich I.E., Tsyganova T.B., Chernykh V.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.spfp-mgupp.ru/jour/article/view/149

В настоящее время производство основных видов продуктов питания, как традиционных, так специализированных и функциональных, детского, диетического и спортивного питания невозможно без применения технологических и функциональных ингредиентов. Среди большого ряда ингредиентов производство белковых продуктов, пищевых волокон отнесены к приоритетным направлениям для привлечения инвестиций, направленных на точки роста пищевой промышленности в сфере ингредиентов. Источником белка и пищевых волокон являются семена льна. Соотношение аминокислот различной природы в белковом комплексе семян льна обеспечивает его биологическую активность. Протеины льняного семени могут служить белковыми обогатителями для пищевых продуктов. Пищевые волокна семян льна представлены некрахмальными полисахаридами, и сосредоточены в их слизевых клетках. По функционально-технологическим свойствам они относятся к пищевым добавкам типа гидроколлоидов. Исследование выполнено с целью определения характеристик порошков белкового концентрата и полисахаридного экстракта, произведенных соответственно из льняного жмыха и семян льна-долгунца сорта Цезарь путем экстракции с последующей распылительной сушкой, которые и служили объектами исследований. Было установлено, что порошки белкового концентрата и полисахаридного экстракта обладают высокими функционально-технологическими свойствами, в частности водоудерживающей, жироудерживающей и эмульгирующей способностями, превышающие аналогичные показатели промышленных соевых белковых концентратов. Цветовые характеристики исследуемых образцов соответствовали цветовой гамме от светло-бежевого до бежевого. Белковый концентрат и полисахаридный экстракт имели насыпную плотность (кг/м3) 225 и 251, соответственно. Были оценены характеристики прессования порошков белкового концентрата и полисахаридного экстракта, полученных из льняного сырья. Полученные данные свидетельствуют о предрасположенности исследуемых ингредиентов к образованию агломератов и формированию структуры в зависимости от параметров технологических процессов производства пищевых продуктов и могут быть использованы в качестве водо- и жиро-удерживающих агентов, эмульгаторов в пищевых технологиях.

Currently, the production of basic types of food, both traditional and functional, for children, diet, specialized, sports nutrition is impossible without the using of technological and functional ingredients. Among the wide range of ingredients, the production of protein products and dietary fiber are the priority areas for attracting investments aimed at the growth points of the food industry in the field of ingredients. The source of protein and dietary fiber are flax seeds. The ratio of amino acids of various nature in the protein complex of flax seeds ensures its biological activity. Flaxseed proteins can serve as protein fortifiers for food. The dietary fiber of flax seeds is represented by non-starch polysaccharides concentrated in their mucus cells. By functional properties, they relate to food additives such as hydrocolloids. The study was carried out to determine the characteristics of powders made from flaxseed using spray drying. The objects of research were protein concentrate and polysaccharide extract. It was found that powders of protein concentrate and polysaccharide extract possessed high functional properties, in particular, waterholding, fat-holding and emulsifying abilities, exceeding those of industrial soy protein concentrates. The color characteristics of the studied samples corresponded to the color range from light beige to beige. The protein concentrate and polysaccharide extract had a bulk density (kg / m3) of 225 and 251, respectively. The compression characteristics of protein concentrate powders and polysaccharide extract obtained from flaxseed were evaluated. The data obtained indicate the predisposition of the investigated ingredients to the formation of agglomerates and the formation of a structure depending on the parameters of the technological processes of food production and can be used as water and fat-retaining agents, emulsifiers in food technology.

переработка растительного сырьямасличные семенальняной жмыхэкстракциябелкиполисахаридыраспылительная сушкарастительные порошкиprocessing of plant materialsoilseedsflaxseed cakeextractionproteinspolysaccharidesspray dryingvegetable powdersReferencesБурыкин А.И., Разгуляев А.В. О снижении потерь сухого молока при распылительной сушке // Молочная промышленность. 2005. № 9. С. 49-52.Burykin A.I., Razgulyaev A.V. O snizhenii poter’ suhogo moloka pri raspylitel’noj sushke [On reducing the loss of milk powder during spray drying]. Molochnaya promyshlennost’ [Dairy industry], 2005, no. 9, pp. 49-52.Гурова Н.В., Попело И.А., Сучков В.В., Ковалев А.И., Марташов Д.П. Методы определения функциональных свойств соевых белковых препаратов // Мясная индустрия. 2001. № 9. С. 30-32.Chernykh V.Ya., Evtushenko A.M., Krasheninnikova I.G., Martirosyan V.V., Godunov O.A. Opredelenie fiziko-himicheskih harakteristik rastitel’nyh poroshkov [Determination of the physical-chemical characteristics of plant powders]. Pishchevaya promyshlennost’ [Food Industry], 2018, no. 1, pp. 51-55.Доморощенкова М.Л. Производство пищевых растительных белков как перспективное направление переработки маслосемян // Олiйножировий комплекс. 2004. № 4(7). С. 94-96.Domoroshchenkova M.L. Proizvodstvo pishchevyh rastitel’nyh belkov kak perspektivnoe napravlenie pererabotki maslosemyan [Production of edible vegetable proteins as a promising direction of oilseed processing]. Olijno-zhirovij kompleks [Oilfat complex], 2004, no. 4(7), pp. 94-96.Доморощенкова М.Л., Демьяненко Т.Ф., Камышева И.М., Спецакова И.Д., Стойкова В.Я., Кузнецова О.И. Исследование функционально-технологических свойств изолятов соевых белков // Масложировая промышленность. 2007. № 4. С. 24-28.Domoroshchenkova M.L., Dem’yanenko T.F., Kamysheva I.M., Specakova I.D., Stojkova V.YA., Kuznecova O.I. Issledovanie funkcional’no-tekhnologicheskih svojstv izolyatov soevyh belkov [The study of the functional and technological properties of soy protein isolates]. Maslozhirovaya promyshlennost’ [Oil and fat industry], 2007, no. 4, pp. 24-28.Кроха Н.Г., Геворкян Г.Р. Сравнение функциональных свойств белковых соевых препаратов // Масложировая промышленность. 2006. № 6. С. 22-23.Gurova, N.V., Popelo I.A., Suchkov V.V., Kovalev A.I., Martashov D.P. Metody opredeleniya funkcional’nyh svojstv soevyh belkovyh preparatov [Methods for determining the functional properties of soy protein preparations]. Myasnaya industriya [Meat industry], 2001, no. 9, pp. 30-32.Миневич И.Э., Осипова Л.Л. Гидроколлоиды семян льна: характеристика и перспективы использования в пищевых технологиях // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2017. № 3. С. 16-25. https://doi.org/10.17586/2310-1164-2017-10-3-16-25Kroha N.G., Gevorkyan G.R. Sravnenie funkcional’nyh svojstv belkovyh soevyh preparatov [Comparison of the functional properties of protein soya preparations]. Maslozhirovaya promyshlennost’ [Oil and fat industry], 2006, no. 6. pp. 22-23.Михалева Т.В., Попов В.П. Анализ процесса массообмена при распылительной сушке пищевых продуктов в переменном потоке // Оренбург: Вестник ОГУ. 2012. № 10(146). С. 161-163.Mihaleva T.V., Popov V.P. Analiz processa massoobmena pri raspylitel’noj sushke pishchevyh produktov v peremennom potoke [Analysis of the mass transfer process during spray drying of food in an alternating flow]. Orenburg: Vestnik OGU [Orenburg: Vestnik OSU], 2012, no. 10 (146), pp. 161-163.Пороховинова Е.А., Павлов А.В., Брач Н.Б., Морван К. Углеводный состав слизи из семян льна и его связь с морфологическими признаками // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т.52, № 1. С. 161-171. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.1.161rusMinevich I.E., Osipova L.L. Gidrokolloidy semyan l’na: harakteristika i perspektivy ispol’zovaniya v pishchevyh tekhnologiyah [Flax seed hydrocolloids of: their characteristics and prospects of use food technology]. Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Seriya: Processy i apparaty pishchevyh proizvodstv [Scientific journal NRU ITMO. Series: Processes and Food Production Equipment], 2017, no. 3., pp.16-25. https://doi.org/10.17586/2310-1164-2017-10-3-16-25Семенова П. Российский рынок пищевых ингредиентов: внешнеторговый баланс по итогам 2018 года // Бизнес пищевых ингредиентов. 2020. № 2. URL: http://www.bfi-online.ru/aviews/index.html?msg=7842&kk= (дата обращения: 10.08.2020).Porohovinova E.A., Pavlov A.V., Brach N.B., Morvan K. Uglevodnyj sostav slizi iz semyan l’na i ego svyaz’ s morfologicheskimi priznakami [Carbohydrate composition of flax mucilage and its relation to morphological characters]. Sel’skohozyajstvennaya biologiya [Agricultural Biology], 2017, vol. 52, no. 1. pp. 161-171. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.1.161rusТарасова Р.Н., Ожимкова Е.В., Ущаповский И.В. Исследование пребиотических свойств гетерополисахаридов льна культурного на бактериях lactobacillus acidophilus // Вестник ТГТУ. 2018. № 33. С. 61-63. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/151241252.pdf (дата обращения: 10.08.2020).Semenova P. Rossijskij rynok pishchevyh ingredientov: vneshnetorgovyj balans po itogam 2018 goda [The Russian market of food ingredients: foreign trade balance at the end of 2018]. ZHurnal «Biznes Pishchevyh Ingredientov» [Journal “Business of Food Ingredients”], 2020, no. 2. URL: http://www.bfi-online.ru/aviews/index.html?msg=7842&kk= (accessed 10.08.2020).Хишова О.М. Таблетирование лекарственного сырья. Витебск, 2005. С. 57-63. Цыганова Т.Б., Миневич И.Э., Зубцов В.А., Осипова Л.Л. Перспективы глубокой переработки семян льна // Хлебопечение России. 2016. № 4. С. 12-15.Tarasova R.N., Ozhimkova E.V., Ushchapovskij I.V. Issledovanie prebioticheskih svojstv geteropolisaharidov l’na kul’turnogo na bakteriyah lactobacillus acidophilus [Investigation of the prebiotic properties of cultivated flax heteropolysaccharides on bacteria lactobacillus acidophilus]. Vestnik TGTU [Vestnik TSTU], 2018, no. 33, pp. 61-63. https://core.ac.uk/download/pdf/151241252.pdfЦыганова Т.Б., Миневич И.Э., Зубцов В.А., Осипова Л.Л. Пищевая ценность семян льна и перспективные направления их переработки: монография. Калуга: Издательство Эйдос, 2010. 124 с.Tsyganova T.B., Minevich I.E., Zubcov V.A., Osipova L.L. Perspektivy glubokoj pererabotki semyan l’na [Prospects for the deep processing of flax seeds]. Hlebopechenie Rossii [Baking in Russia], 2016, no. 4, pp. 12-15.Черных В.Я., Евтушенко А.М., Крашенинникова И.Г., Мартиросян В.В., Годунов О.А. Определение физико-химических характеристик растительных порошков // Пищевая промышленность. 2018. № 1. С. 51-55.Tsyganova T.B., Minevich, I.E., Zubcov, V.A., Osipova, L.L. Pishchevaya cennost’ semyan l’na i perspektivnye napravleniya ih pererabotki. Monografiya [Nutritional value of flax seeds and promising directions for their processing. Monograph]. Kaluga: Publ. Ejdos, 2010. 124p.Amin T., Thakur M. Linum Usitatissimum L. (Flaxseed) - a multifarious functional food // Online International Interdisciplinary Research Journal. 2014. Vol. 4, issue 1. P. 220-238. URL: https://www.academia.edu/12894423/Linum_usitatissimum_L_Flaxseed_A_Multifarious_Functional_Food (дата обращения: 11.08.2020).Amin T., Thakur M. Linum Usitatissimum L. (Flaxseed) - a Multifarious Functional Food. Online International Interdisciplinary Research Journal, 2014, vol. 4, issue 1, pp. 220-238. URL: https://www.academia.edu/12894423/Linum_usitatissimum_L_Flaxseed_A_Multifarious_Functional_Food (accessed 11.08.2020).Barbary O.M., Al-Sohaimy S.A., El-Saadani M.A. Extraction, composition and physicochemical properties of flaxseed mucilage // Journal of the Advances in Agricultural Researches. 2009. Vol. 14, issue 3. P. 605-621.Barbary O.M., Al-Sohaimy S.A., El-Saadani M.A. Extraction, Composition and Physicochemical Properties of Flaxseed Mucilage. Journal of the Advances in Agricultural Researches, 2009, vol. 14, issue 3, pp. 605-621.Englyst K.N., Liu S., Englyst H.N. Nutritional characterization and measurement of dietary carbohydrates // European Journal of Clinical Nutrition. 2007. Vol. 61, suppl 1. P. 19-39. https://doi.org/10.1038/sj.ejcn.1602937Englyst K.N., Liu S., Englyst H.N. Nutritional Characterization and Measurement of Dietary Carbohydrates. European Journal of Clinical Nutrition, 2007, vol. 61, suppl 1, pp. 19-39. https://doi.org/10.1038/sj.ejcn.1602937Gutte K.B., Sahoo A.K., Ranveer R.C. Bioactive components of flaxseed and its health benefits // International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research. 2015. Vol. 31, no. 1. P. 42- 51. URL: https://globalresearchonline.net/journalcontents/v31-1/09.pdf (дата обращения: 11.08.2020).Gutte K.B., Sahoo A.K., Ranveer R.C. Bioactive Components of Flaxseed and Its Health Benefits. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 2015, vol. 31, no. 1, pp. 42- 51. https://globalresearchonline.net/journalcontents/v31-1/09.pdfHao M., Beta T. Development of chinese steamed bread enriched in bioactive compounds from barley hull and flaxseed hull extracts // Food Chemistry. 2012. Vol. 133, issue 4. P. 1320-1325. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.02.008Hao M., Beta T. Development of Chinese Steamed Bread Enriched in Bioactive Compounds from Barley Hull and Flaxseed Hull Extracts. Food Chemistry, 2012, vol. 133, issue 4, pp. 1320-1325. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.02.008Kaewmanee T., Bagnasco L., Benjakul S., Lanteri S. Morelli C. F., Speranza G., Cosulich, M.E. Characterisation of mucilages extracted from seven Italian cultivars of flax // Food Chemistry. 2014. Vol. 148. P. 60-69. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.10.022Kaewmanee T., Bagnasco L., Benjakul S., Lanteri S. Morelli C. F., Speranza G., Cosulich, M.E. Characterisation of Mucilages Extracted from Seven Italian Cultivars of Flax. Food Chemistry, 2014, vol. 148, pp. 60-69. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.10.022Kajla P., Sharma A., Sood D.R. Flaxseed - a potential functional food Source // Journal of Food Science and Technology. 2015. Vol. 52, issue 4. P. 1857- 1871. https://doi.org/10.1007/s13197-014-1293-yKajla P., Sharma A., Sood D.R. Flaxseed - a Potential Functional Food Source. Journal of Food Science and Technology, 2015, vol.52, issue 4, pp. 1857- 1871. https://doi.org/10.1007/s13197-014-1293-yKaushik P., Dowling K., McKnight S., Barrow C., Wang B., Adhikari B. Preparation, characterization and functional properties of flax seed protein isolate // Food Chemistry. 2016. Vol. 197, part A. P. 212-220. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.106Kaushik P., Dowling K., McKnight S., Barrow C., Wang B., Adhikari B. Preparation, Characterization and Functional Properties of Flax Seed Protein Isolate. Food Chemistry, 2016. vol. 197, part A, pp. 212-220. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.106Kishk Y.E.M. Optimization of isolation flaxseed mucilage from methanolic extract and its functional characteristics// Journal of Food and Dairy Science. 2013. Vol. 4, issue 10. P. 539-556. https://doi.org/10.21608/JFDS.2013.72097Kishk Y.E.M. Optimization of Isolation Flaxseed Mucilage from Methanolic Extract and Its Functional Characteristics. Journal of Food and Dairy Science, 2013, vol. 4, issue 10, pp. 539-556. https://doi.org/10.21608/JFDS.2013.72097Kishk Y.M.K., Elsheshetawy H.E., Mahmoud E.A. Influence of isolated flaxseed mucilage as a non-starch polysaccharide on noodle quality // International Journal of Food Science and Technology. 2011. Vol. 46, issue 3. P. 661-668. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2010.02547.xKishk Y.M.K., Elsheshetawy H.E., Mahmoud E.A. Influence of Isolated Flaxseed Mucilage as a Non-Starch Polysaccharide on Noodle Quality. International Journal of Food Science and Technology, 2011, vol. 46, issue 3, pp. 661-668. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2010.02547.xMaramde P.W., Shond P.J., Wanasundara J.P.D. An invitro investigation of selected biological activities of hydrolysed flaxseed (Linum Usitatissimum L.) protein // Journal of the American Oil Chemists’ Society. 2008. Vol. 85, issue 12. P. 1155-1164. https://doi.org/10.1007/s11746-008-1293-zMaramde P.W., Shond P.J., Wanasundara J.P.D. An InVitro Investigation of Selected Biological Activities of Hydrolysed Flaxseed (Linum Usitatissimum L.) Protein. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 2008, vol. 85, issue 12, pp. 1155-1164. https://doi.org/10.1007/s11746-008-1293-zOomah B.D., Mazza G. Optimization of a spray drying process for flaxseed gum // International Journal of Food Science and Technology. 2001. Vol. 36, issue 2. P.135-143. https://doi.org/10.1046/j.1365-2621.2001.00442.xOomah B.D., Mazza G. Optimization of a Spray Drying Process for Flaxseed Gum. International Journal of Food Science and Technology, 2001, vol. 36, issue 2, pp. 135-143. https://doi.org/10.1046/j.1365-2621.2001.00442.xPavlov A., Paynel F., Rihoney C., Porokhovina E., Bruteh N., Morvan C. Variability of seed traits and propesties of soluble mucilages in lines of the flax genetic collection of Vavilov institute // Plant Physiology and Biochemistry. 2014. Vol. 80. P. 348- 361. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.04.020Pavlov A., Paynel F., Rihoney C., Porokhovina E., Bruteh N., Morvan C. Variability of Seed Traits And Propesties of Soluble Mucilages in Lines of the Flax Genetic Collection of Vavilov Institute. Plant Physiology and Biochemistry, 2014, vol. 80, pp. 348- 361. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.04.020Singer F.A.W., Taha F.S., Mohamed S.S., Gibriel A., El-Nawawy M. Preparation of mucilage/protein products from flaxseed // American Journal of Food Technology. 2011. Vol. 6, issue 4. P. 260-278. https://doi.org/10.3923/ajft.2011.260.278Singer F.A.W., Taha F.S., Mohamed S.S., Gibriel A., El-Nawawy M. Preparation of Mucilage/Protein Products from Flaxseed. American Journal of Food Technology, 2011, vol. 6, issue 4, pp. 260-278. https://doi.org/10.3923/ajft.2011.260.278Sun J., Li X., Xu X., Zhou G. Influence of various levels of flaxseed gum addition on the water-holding capacities of heat-induced porcine myofibrillar protein // Journal of Food Science. 2011. Vol. 76, issue 3. P. 472-478. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02094.xSun J., Li X., Xu X., Zhou G. Influence of Various Levels of Flaxseed Gum Addition on the WaterHolding Capacities of Heat-Induced Porcine Myofibrillar Protein. Journal of Food Science, 2011, vol. 76, issue 3, pp. 472-478. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02094.xWang Y., Li D., Wang L.J., Li S.J., Adhikari B. Effects of drying methods on functional properties of flaxseed gum powders // Carbohydrate Polymers. 2010. Vol. 81, issue 1. P. 128-133. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.02.005Wang Y., Li D., Wang L.J., Li S.J., Adhikari B. Effects of Drying Methods on Functional Properties of Flaxseed Gum Powders. Carbohydrate Polymers, 2010, vol. 81, issue 1, pp. 128-133. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.02.005Warrand J., Michaud P., Picton L., Muller G., Courtois B., Ralainirina R., Courtois, J. Structural investigations of the neutral polysaccharide of Linum Usitatissimum L. seeds mucilage // International Journal of Biological Macromolecules. 2005. Vol. 35, issue 3-4. P. 121-125. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2004.12.006Warrand J., Michaud P., Picton L., Muller G., Courtois B., Ralainirina R., Courtois, J. Structural Investigations of the Neutral Polysaccharide of Linum Usitatissimum L. Seeds Mucilage. International Journal of Biological Macromolecules, 2005, vol. 35, issue 3-4, pp. 121-125. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2004.12.006

The authors declare that there are no conflicts of interest present.