The Research of the Influence of the Flax Seed Processing Conditions on the Macronutrients Ratio in the Target Products by IR-Spectroscopy FTIR

The wide scientific and practical interest to the substances of protein and polysaccharide nature is explained by the diversity of their functions in metabolic processes. Flax seeds are one of the promising sources of high-grade protein, polypeptides, and well soluble polysaccharides. These nutrients are the physiologically necessary components of food and have a great nutraceutical potential. The aim of the research was the study of the processing conditions influence of whole flax seeds and shredded flax seeds on the ratio of the main components - polysaccharides, protein, lipids and their spectral manifestation in the target products - polysaccharide extracts and complexes. Polysaccharide extracts were obtained by aqueous extraction, polysaccharide complexes were obtained by subsequent precipitation from the extracts with ethanol. The extraction products were degreased by treatment with hexane. The following was established. In the mucus of the shell of the whole flax seed, regardless of its variety, polypeptides prevail spectrally in the form of a single broad structured band (1680-1540 cm-1). The protein components extracted from the kernel and the shredded seeds are represented by a doublet of the characteristic bands of Amida-I and Amida-II in the area of 1700-1500 cm-1. Degreasing with hexane does not affect the content of protein components. But these process leads to the removing of mainly saturated and monounsaturated fatty acids that are the part of the lipid-polysaccharide complexes. The spectroscopic research showed a variety of protein-polysaccharide interactions in the processing of flax seeds. Using aqueous extraction in the processing flax seeds is of practical importance for the isolation of nutrients (proteins, polypeptides, polysaccharides) with high nutraceutical potential.

oilseeds, polysaccharides, proteins, polypeptides, extraction, dietary fiber, spectroscopy

1. Генералов Е.А. Физико-химические подходы к анализу природных полисахаридов // Auditorium. 2015. № 4(8). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/fiziko-himicheskie-podhody-k-analizu-prirodnyh-polisaharidov (дата обращения: 25.04.2018).

2. Гришин Д.В., Подобед О.В., Гладилина Ю.А., Покровская М.В., Соколов Н.Н. Биоактивные белки и пептиды: современное состояние и новые тенденции практического применения в пищевой промышленности // Вопросы питания. 2017. Т. 86. № 3. С. 19-31. https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00041

3. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 36 с.

4. Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Нечипоренко А.П., Смирнова Е.И., Мельникова М.И. Особенности процесса экстракции полисахаридов слизи из семян льна // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2018. Вып. 2(36). С. 3-11. https://doi.org/10.17586/2310-1164-2018-11-2-3-11

5. Миневич И.Э., Осипова Л.Л., Ущаповский И.В., Абрамов Д.В., Краюшкина В.Н. Технология получения белковых концентратов из льняного жмыха для использования в промышленном производстве // Хлебопродукты. 2019. № 8. С. 34-37. https://doi.org/10.32462/0235-2508-2019-30-8-34-37

6. Нечипоренко У.Ю., Плотникова Л.В., Мельникова М.И. Липиды, их купажи, экстракты и шроты растительного сырья. Рига: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2019. 156 с.

7. Оленников Д.Н., Кащенко Н.И. Полисахариды. Современное состояние изученности: экспериментально-наукометрическое исследование // Химия растительного сырья. 2014. № 1. С. 5-26. https://doi.org/10.14258/jcprm.1401005

8. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. Пищевая химия. СПб.: ГИОРД, 2003. 640 с.

9. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных. М.: Мир; Бином, 2006. 440 с.

10. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. М.: МГУ, 2012a. 55 с.

11. Тарасевич Б.Н. Основы ИК спектроскопии с преобразованием Фурье. Подготовка проб в ИК спектроскопии. М.: МГУ, 2012b. 22 с.

12. de Kruif C.G., Weinbreck F., de Viles R. Complex coacervation of proteins and anionic polysaccharides // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2004. No. 9. P. 340-349.

13. Drakaki E., Vergou T., Dessinioti C., Stratigos A.J., Salavastru C., Antoniou C. Spectroscopic methods for the photodiaqnosis of nonmelanoma skin cancer. Review // Biomed. Opt. 2013. Vol. 18(6). P. 161-221.

14. Gutte K.B., Sahoo A.K., Ranveer R.C. Bioactive components of flaxseed and its health benefits // Int. J. Pharm. Sci. Res. 2015. No. 9. P. 42-51.

15. Krimm S., Bandekar J. Vibrational spectroscopy and conformation of peptides, polypeptides, and proteins // Advances in protein chemistry. 1986. Vol. 38. P. 181-364.

16. Liu J., Shim Y., Poth A.G., Reaney M.J.T. Conlinin in flaxseed (Linum usitatissimum L.) gum and its contribution to emulsification properties // Food Hydrocolloids. 2016. Vol. 52. P. 963-971. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.09.001

17. Martinez-Flores H.E., Soto E.B., Garnica-Romo M.G., Saldaña A.L., Penagos C.J.C. Chemical and Functional Properties of Flaxseed Protein Concentrate obtained using Surface Response Methodology // J. Agri. Food Chem. 2002. Vol. 50. P. 6515-6520.

18. Rabetafika H.N., Remoortel V. Flaxseed proteins: food uses and health benefits // Int. J. Food Sci. Tech. 2011. Vol. 46(2). P. 221-228.

19. Shim Y.Y., Gui B., Arnison P.G., Wang Y., Reaney M.J.T. Flaxseed (Linum usitetissimum L.) bioactive compounds and peptide nomenclature: A review // Trends in Food Science & Technology. 2014. Vol. 38. No. 1. P. 5-20.

20. Udengwe C.C., Aluko R.E. Another side of the flaxseed proteins and peptides // AgroFood industry hi-tech. 2011. Vol. 22. No. 2. P. 50-53.