CC BY
17
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
предгориий Северного Кавказа / К. Е. Сокаев, В. В. Бестаев, С. М. Бесланеев, Р. М. Сокаева // Агрохимический вестник. 2020. № 6. С. 12-14.
10. Усанова З. И., Черникова Н. С. Формирование запрограммированных урожаев разных сортов картофеля // Успехи современного естествознания. 2020. № 3. С. 40-49.
11. Timofeeva G. V., Akmaeva R. I., Aitpaeva A. A. Strategic directions of development of dairy cattle breeding in the region in the conditions of modern challenges // Competitive, sustainable and safe development of the regional economy: response to global challenges: International scientific conference. Volgograd, 2019. № 39.
12. Timofeeva G. V., Akmaeva R. I., Aitpaeva A. A. Benchmarking Study on the Level of Food Security of Southern Russia Regions on the Basis of Innovative Approaches // Competitive, sustainable and safe development of the regional economy: a response to global challenges. Volgograd, 2018. № 39.
Информация об авторах Тютюма Наталья Владимировна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАН, член-корреспондент РАН, директор ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» (416251, Астраханская область, Чернояр-ский район, кв-л Северный, 8). Email. [email protected]. ORCID ID № 0000-0001-6582-2628. Айтпаева Айгуль Алдунгаровна, кандидат сельскохозяйственных наук., доцент по специальности «Экономика и управление народным хозяйством», начальник отдела НИР Астраханского государственного архитектурно-строительного университета (414056, Астраханская обл., г. Астрахань, ул. Татищева, 18.) Email: [email protected], ORCID 0000-0003-3898-5813
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-07 ANALYSIS AND COMPARISON IN METHODS TO REMOVE BEAN FLAVOR IN CHICKPEAS
V. N. Khramova1, D. I. Surkov1, K. A. Lubchinsky1, T. Yu. Zhivotova2
1 Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia Don State Agrarian University, Persianovsky, Russia
Received 23.09.2022 Submitted 02.12.2022
Abstract
Introduction.Chickpeas is high in protein, but it use in foods is limited. Undesirable legume taste is reason for limitation. We can solve the problem of taste by soaking seeds. But this method has two problems. The first - very long process in time, the second - loss of a large amount of nutrients. Getting rid of the legume taste and investigating the chemical composition of the final product is an urgent task of our research. Objects. Chickpea prototypes taken for study. The first sample was irradiated for 5 minutes with a power 200 W (prototype). Other samples we soaked in 1% aqueous citric acid solution for 6 hours. The control sample was subjected to the same tests. Research objective, is to compare and analyze the control and test samples obtained under various treatment modes, in which the legume taste decreases until it disappears completely. Materials and methods. Protein mass fraction is measured according to GOST 10846-91. Mass fraction of moisture is measured in accordance with GOST 54951-2012. Capillary electrophoresis system "Capel-105M" is used to determine the amino acid composition. Calculation of amino acid score and amino acid index was performed according to conventional methods. Results and conclusions. In the course of our work, the following facts were determined, the removal of legume taste with using microwave radiation has positive and negative aspects. The advantages of our method is reduction of processing time and reduced contamination, as well as minimizing the loss of the corresponding amino acids, such as: arginine until to 22% , tyro-sine- loss reduction until to 17.9%, proline- loss reduction until to 17.4%, histidine - loss reduction until to 15.9%, phenylalanine - loss reduction until to 10.9%, serine - loss reduction until to 10.8%, threonine - loss reduction until to 10.3%, alanine - loss reduction until to 8.6%, glycine - loss reduction until to 7.7%, methionine - loss reduction until to 7.7% and lysine - loss reduction until to 6.5%. Unfortunately, this method has a lower value of the total number of essential amino acids and the ami-no acid skore. The reason is a higher content of leucine and isoleucine, valine and tryptophan - by
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
28.8%, 13.7% and 1.3%, respectively. We determined that regardless of the tenology, the amino acid skore drops, it indicates a deterioration in the nutritional and biological value of chickpeas. The main limiting amino acid is methionine, the amino acid score no more 17%, this fact should be used during the development of modern food products with chickpeas.
Key words: Chickpeas, bean taste, microwave energy, soaking, lemon acid, amino acid composition, amino acid score, protein.
Citation. Khramova V. N., Surkov D. I., Lubchinsky K. A., Zhivotova T. Yu. Analysis and comparison in methods to remove bean flavor in chickpeas. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 4(68). 59-69 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-07.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. УДК 635.07
АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ИЗБАВЛЕНИЯ НУТА ОТ БОБОВОГО ПРИВКУСА
В. Н. Храмова1, доктор биологических наук, профессор Д. И. Сурков1, аспирант К. А. Лубчинский1, аспирант Т. Ю. Животова2, кандидат биологических наук, доцент
1Волгоградский государственный технический университет, (ВолгГТУ),
г. Волгоград, Россия
2Донской государственный аграрный университет (ДонГАУ), пос. Персиановский,
Ростовская область, Россия
Дата поступления в редакцию 23.09.2022 Дата принятия к печати 02.12.2022
Актуальность. Нут обладает высоким содержанием белка, но его использование в пищевых продуктах ограничено. Это связано с наличием в нем нежелательного бобового привкуса. Для его устранения используют замачивание, но этот процесс длительный и ведет к потере питательных веществ. Поиск других способов избавления от бобового привкуса и изучение их влияния на химический состав нута является актуальной задачей. Объекты. Для исследования выработаны опытные образцы нута сорта «Волжанин», которые в первом случае обработаны микроволновым излучением в течение 5 минут при мощности 200 Вт, а во втором с помощью замачивания в 1% водном растворе лимонной кислоты продолжительностью до 6 часов. Так же исследован контрольный образец, который не подвергали обработке. Цель исследования состоит в сравнении и анализе контрольного и опытного образцов, полученных при различных режимах обработки, при которых происходит уменьшение бобового привкуса до полного его исчезновения. Материалы и методы. Измерение массовой доли белка проведено по ГОСТ 10846-91, а массовой доли влаги по ГОСТ 54951-2012. Определение аминокислотного состава осуществлено с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105М». Расчет аминокислотного скора и аминокислотного индекса выполнили по общепринятым методикам. Результаты и выводы. В результате исследований отмечено, что удаление бобового привкуса с помощью микроволнового излучения имеет в сравнении с замачиванием, как положительные, так и отрицательные стороны. К достоинствам можно отнести время обработки и снижение обсемененности, а также увеличение массовой доли белка и уменьшение потерь таких аминокислот, как аргинин на 22,6%, тирозин - 17,9%, пролин - 17,4%, гистидин - 15,9%, фенилаланин - 10,9%, серин -10,8%, треонин - 10,3%, аланин - 8,6%, глицин - 7,7%, метионин - 7,7% и лизин на 6,5%. Однако этот способ обработки обладает меньшим значением общего количества незаменимых аминокислот и аминокислотного скора. Это связано с более высоким содержанием лейцина с изолейци-ном, валина и триптофана - на 28,8%, 13,7% и 1,3% соответственно. Стоит отметить, что вне за-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
висимости от способа обработки аминокислотный скор падает, что свидетельствует об ухудшении пищевой и биологической ценности нута. При этом главной лимитирующей аминокислотой выступает метионин, аминокислотный скор которого не превышает 17%, что необходимо учитывать при разработке новых продуктов питания с использованием нута.
Ключевые слова: нут, бобовый привкус, пищевой белок, замачивание нута, аминокислотный состав нута, аминокислотный скор.
Цитирование. Храмова В. Н., Сурков Д. И., Лубчинский К. А., Животова Т. Ю. Анализ и сравнение способов избавления нута от бобового привкуса. Известия НВ АУК. 2022. 4(68). 59-69. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-07.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Введение. В современном мире существует дефицит пищевого белка. Его недостаток негативно влияет на широкий спектр функции организма, так как протеин -один из важнейших компонентов жизни на Земле. Недостаток белка в рационе может привести к заболеваниям алиментарной этиологии и ухудшить качество жизни человека. Принято считать, что в мире в среднем человек потребляет 60 г белка в сутки. Это нижняя планка физиологической потребности для женщин - 60-90 г / сутки, а для мужчин этого недостаточно. Им необходимо 75-114 г белка в сутки [5].
Для решения проблемы дефицита белка создают функциональные продукты питания. В их состав можно внести нут [19]. Он содержит много растительного белка, массовая доля которого в зависимости от сорта от 18 до 32 %. Белки нута хорошо растворяются в воде (до 62 %) и 0,05%-ном растворе соляной кислоты (90%). Нут обладает сбалансированным аминокислотным составом, который близок к аминокислотному составу белков мяса, а также содержит большое количество витаминов В2 (510 мкг), В5 (1,6 мг) и В6 (535 мкг) и минеральных веществ. Например, калия (968 мг), кальция (193 мг), магния (126 мг), фосфора (444 мг), кобальта (10 мг), марганца (2,1 мг), меди (0,66 мг) и молибдена (60 мкг). При этом у нута самое высокое содержание железа (2,6 мг), цинка (2,9 мг) и селена (28,5 мг) среди бобовых. Кроме того, по различным данным нут содержит от 50 до 67 % углеводов, золы - 2,8-4,0 % и от 4,9 до 8 % липи-дов, среди которых много таких незаменимых жирных кислот, как линолевой (42,3 %) и олеиновой (21,8 %) [1, 8-11].
Сорт «Волжанин» обладает повышенной устойчивостью к полеганию, засухоустойчив, жаровынослив, а также не подвержен к растрескиванию и опадению бобов, что позволяет выращивать нут в условиях изменчивого климата в засушливых регионах России. В отличие от других бобовых растений нут часто приносит стабильные урожаи. Вне зависимости от сорта он обладает нежелательным бобовым привкусом, который ограничивает использование семян в производстве продуктов питания [6].
Для решения этой проблемы существует несколько способов. Например, замачивание нута в подкисленных растворах. Этот процесс сопровождается гидролизом и набуханием белка. Он зависит от природы растворителя и химических соединений продукта, а также от присутствия электролитов и величины рН. В сравнении с другими бобовыми нут обладает наибольшей скоростью набухания [7].
Еще одним способом избавления нута от бобового привкуса является обработка его с помощью микроволнового излучения. При традиционном способе нагрев происходит от поверхности к центру. Если теплопроводность нагреваемого объекта низка, то
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
температурная обработка будет происходит медленно, что может вызвать локальный перегрев поверхности и произойти её подгорание. Обработка продуктов питания при помощи микроволнового излучения лишено этого недостатка, так как нагрев происходит по всему объему. Механизм процесса связан с поглощением микроволновой энергии полярными молекулами. Наложение на них внешнего электрического поля ведёт не только к изменению величины электрического дипольного момента, но и к повороту оси молекулы по направлению поля. Благодаря вынужденному дипольному вращению и возникающему при этом межмолекулярному трению, происходит выделение тепла. Интенсивность этого процесса сильно зависит от количества полярных молекул (в пищевых продуктах в основном воды), чем их больше - тем эффективнее [18].
В пищевой промышленности микроволновую обработку применяют для сушки. Регулируя мощность излучения, можно достичь различной влажности конечного продукта. Микроволны используют для пастеризации и стерилизации. Это возможно за счёт инактивации бактериальных ферментов и разрушения структурных элементов микробной клетки под действием микроволн [13, 15, 20]. Однако несмотря на быстроту и эффективность этого способа, как и тепловая обработка, он вызывает деградацию витаминов и денатурацию белков, которая идёт вместе с изменением их вторичных структур, разрыхлением консистенции и разрушением аминокислот. Чем дольше идёт процесс, тем больше протекает таких химических превращений [3, 12, 14, 16, 17].
Цель исследования - сравнение и изучение органолептических и физико-химических свойств образцов нута, полученных при обработке микроволновым излучением и замачивании в 1 %-ном растворе лимонной кислоты.
Материалы и методы. Для проведения исследования в условиях лаборатории кафедры технологии пищевых производств ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» выработаны опытные образцы нута. В исследовании использован нут сорта «Волжанин», который выращен на полях Волгоградской области в 2021 году. Семена без какой-либо обработки выступают в качестве контрольного образца.
Выработку опытного образца, обработанного микроволнами, проводили в микроволновой печи в течение 5 минут при мощности излучения 200 Вт (частота магнетрона 2450 МГц). Это позволяет избавить нут от бобового привкуса.
Для выработки опытных образцов, полученных с помощью замачивания, использованы полипропиленовые пластиковые контейнеры (150 х 130 х 60 мм). В них помещали по 50 г нута, которые предварительно промыли в проточной воде. Затем семена заливали 1 % раствором лимонной кислоты. Объем залитой жидкости составил 250 мл (такой объём раствора позволяет покрыть нут полностью и сделать между ним и воздухом прослойку жидкости 10 мм). Обработку проводили при температуре 25 °С. После выработки образцов их вынимали, выкладывали на пергамент, давали 5 минут стечь, взвешивали и оставляли на подсушку еще на 12 часов.
Для осуществления сравнения способов обработки нута между собой и с контрольным образцом необходимо определить массовую долю белка, содержание влаги и аминокислотный состав. Эти исследования проведены в аккредитованной комплексной аналитической лаборатории ФГБНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции».
Определение массовой доли белка проведено по методике из ГОСТ 10846-91, суть которой заключена в минерализации органического вещества серной кислотой в присутствии катализатора с образованием сульфата аммония, разрушении его щелочью с выделением аммиака, который отгоняли водяным паром в раствор серной или борной кислоты с последующим титрованием.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Определение массовой доли влаги осуществлено с применением метода исследования из ГОСТ 54951-2012, который основан на определении потери массы анализируемой пробы при высушивании при 103°С в сушильном шкафу в течение 4 часов.
Определение аминокислотного состава проведено с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105М», позволяющей получить значение массовой доли аминокислот путём перевода ее в фенилтиокарбамильные производные при помощи фенилизотиоцианата и разделении их ионных форм в кварцевом капилляре под действием электрического поля. Регистрацию фенилтиокарбамильных-производных производят при длине волны 254 нм в буферных растворах.
Определение аминокислотного скора (АС) и аминокислотного индекса (АИ) контрольного и опытных образцов нута проведено расчетным путем.
Результаты и обсуждение. В ходе исследования проведена органолептическая оценка образцов. Контрольный образец, измельченный в муку, обладает ярко выраженным бобовым привкусом. В процессе замачивания нут поглощает воду и размягчается, а также теряет бобовый привкус, который постепенно пропадает в течение 4 часов. Микроволновая обработка позволяет достичь того же эффекта за 5 минут при мощности излучения 200 Вт. Стоит отметить, что увеличение продолжительности замачивания свыше 4 часов не оказало заметного влияния на вкус нута, но повлияло на размер зёрен, которые через 6 часов от начала процесса выросли в диаметре в два раза.
В таблице 1 показан химический состав образцов и их аминокислотный индекс. Кроме того, приведена информация о режиме обработки.
Таблица 1 - Химический состав образцов Table 1 - Chemical composition of samples
Массовая доля, % / АИ /
№ Образец / Время обработки / Content, % Amino
Sample Processing time белок / protein влага/ moisture acid index
1 Контрольный / Control sample - 18,75 2,5 1,080
2 Опытный (микроволны) / Experimental sample (microwave treatment) 5 мин / 5 min 18,84 4,5 1,119
3 Опытный (замачивание №1) / Experimental sample (soaking #1) 2 ч / 2 h 18,96 4,3 1,552
4 Опытный (замачивание №2) / Experimental sample (soaking #2) 4 ч / 4 h 18,15 4,7 1,305
5 Опытный (замачивание №3) / Experimental sample (soaking #3) 6 ч / 6 h 18,34 5,0 1,463
По результатам проведенных исследований было выявлено увеличение белка в опытных образцах под номерами 2 и 3. В первом случае это связано с тем, что при нагреве с помощью микроволнового излучения происходит испарение свободной влаги из зёрен. При этом падает масса нута (результаты измерения массы образцов показаны в таблице 2), что ведёт к увеличению массовой доли других веществ, в том числе оставшейся после микроволновой обработки связанной влаги.
Однако обработка микроволновым излучением фактически способствует уменьшению количества всех составных частей нута за счёт денатурации белка до пептидов и образование безазотистых низкомолекулярных органических соединений. Согласно другим исследованиям [14, 16, 17], так же происходит деградация витаминов и изменение структурных компонентов нута, что приводит к разрыхлению консистенции.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Во втором случае, при обработке нута с помощью замачивания, происходит гидратация и набухание белка, что способствует возрастанию его массовой доли в первые два часа. С увеличением количества влаги в нуте возрастает его масса и возникают химические реакции связанные с проращиванием зерна. Растёт активность ферментов, происходит гидролиз белка, аминокислот и крахмала [2, 4].
Как видно из таблицы 1, контрольный образец нута уступает по аминокислотному индексу всем опытным образцам. Это связано с уменьшением общего количества аминокислот. Причём больше потерь возникает среди заменимых и незаменимых аминокислот. Кроме того, по данным ФАО / ВОЗ величина аминокислотного индекса, соответствующая идеальному соотношению аминокислот, должна составлять 0,56. Отдаление от этого значения свидетельствует об увеличении дисбаланса между незаменимыми и заменимыми аминокислотами.
Таким образом, среди всех образцов наиболее близко к сбалансированному аминокислотному составу расположен контрольный образец. Микроволновое излучение в меньшей степени ухудшает соотношение аминокислот (на 3,6 %), в то же время обработка нута при помощи замачивания увеличивает значение аминокислотного индекса на 20,8-43,7 %.
Таблица 2 - Масса образцов / Таблица 2 - Mass of samples
Образец / Sample Масса образца, г / Mass of samples, g Изменение, % / Variation, %
до обработки / before processing после обработки / after processing через 12 часов / after 12 hours
Контрольный / Control sample 50±0,1 - - -
Опытный (микроволны) / Experimental sample (microwave treatment) 47,5±0,1 47,5±0,1 -5,67
Опытный (замачивание №1) / Experimental sample (soaking #1) 78,0±0,1 62,6±0,1 24,8
Опытный (замачивание №2) / Experimental sample (soaking #2) 80,2±0,1 69,0±0,1 38,0
Опытный (замачивание №3) / Experimental sample (soaking #3) 86,2±0,1 74,8±0,1 49,6
Согласно таблице 2, воздействие микроволновым излучением уменьшило массу нута на 5,67 %, в то время как у замоченных образцов её величина в течение первых 2 часов выросла на 56 %, а в дальнейшем скорость роста массы сильно упала (за следующие 4 часа выросла на 10,5 %). Через 12 часов после замачивания масса образцов стала еще на 13,2-19,7 % меньше и составила от 24,8 % до 49,6 % от первоначальной. Стоит заметить, что уменьшение массы замоченных зёрен связано с испарением поглощенной ранее влаги, скорость этого процесса сильно зависит от наличия воздухообмена, влажности воздуха и его температуры. Кроме того, изменение массы свидетельствует о его выходе. Чем выше это значение, тем меньше необходимо исходного сырья для производства пищевых продуктов.
В таблице 3 представлены данные анализа аминокислотного состава образцов. А в таблицах 4 и 5 показаны результаты расчёта содержания незаменимых аминокислот в белке и аминокислотного скора. Пример расчёта этих значений приведен в уравнении 5:
АКВ
0,493
2,63
18 75-100 = 2,63 г АСвалин=^100% = 52,59 % (5)
Как видно из таблицы 3, в сравнении с другими аминокислотами в 100 г нута мало метионина. При этом его содержание падает при всех способах обработки. Однако происходит уменьшение и других аминокислот, что в совокупности ухудшает пищевую и биологическую ценность нута.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
При сравнении контрольного образца с опытными можно заметить, что микроволны оказывают наибольший негативный эффект на валин, значение которого падает на 18,3 %, а также на лейцин с изолейцином (упало на 18 %). Однако количество гисти-дина незначительно выросло на 3,2 %. Микроволновая обработка меньше всего оказывает отрицательного влияния на фенилаланин - 19,8 %, лизин - 14,4 %, аргинин - 14,3 % и тирозин - 14,2 %, чем замачивание. В остальных случаях значения аминокислот лежат примерно на одном уровне с контрольным образцом.
Таблица 3 - Аминокислотный состав, мг / 100 г _Table 3 - Amino acid composition, mg / 100 g_
Показатель / Index Номер образца / Sample number
1 2 3 4 5
Содержание незаменимых аминокислот, мг / Content of essential amino acids, mg
Валин / Valine 493 403 501 472 467
Лейцин и изолейцин / Leucine and Isoleucine 1614 1324 2059 1757 1860
Лизин / Lysine 936 801 807 723 749
Метионин / Methionine 110 91 102 60 84
Треонин / Threonine 423 341 369 338 306
Триптофан / Tryptophan 159 147 170 129 149
Фенилаланин / Phenylalanine 948 760 726 666 677
Итого: / Total: 4683 3867 4734 4145 4292
Содержание частично заменимых аминокислот, мг / Content of partially-essential amino acids, mg
Аргинин / Arginine 971 832 666 518 644
Гистидин / Histidine 280 289 273 239 243
Итого: / Total: 1251 1121 939 757 887
Содержание заменимых аминокислот, мг / Content of nonessential amino acids, mg
Аланин / Alanine 671 490 453 536 448
Глицин / Glycine 595 456 460 504 421
Пролин / Proline 691 530 498 554 438
Серин / Serine 714 501 358 562 447
Тирозин / Tyrosine 416 357 342 263 293
Итого: / Total: 3087 2334 2111 2419 2047
Сравнивая опытный образец № 3 с контрольным, заметили небольшое увеличение количества лейцина с изолейцином, валина и триптофана. Это связано с наличием у этих аминокислот гидрофобных боковых групп, которые препятствуют растворению белка в водных растворах. Благодаря чему, они в меньшей степени подвержены гидролитическому распаду. Потери при замачивании так же происходят за счёт перемещения растворимых в воде веществ из семян в раствор [4].
Стоит отметить, в опытном образце № 4 массовая доля белка, содержание незаменимых и частично заменимых аминокислот меньше, чем в образце № 5, но больше заменимых аминокислот (за исключением тирозина). Таким образом, благодаря одинаковым органолептическим характеристикам и повышенному содержанию аминокислот опытный образец № 5 является наиболее перспективным для использования в пищевой промышленности.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Сравнивая образцы № 2 и № 5, в которых отсутствует бобовый привкус, обработка нута микроволнами позволяет сохранить больше аминокислот. Например, здесь выше содержание аргинина на 22,6 %, тирозина - 17,9 %, пролина - 17,4 %, гистидина - 15,9 %, фенилаланина - 10,9 %, серина - 10,8 %, треонина - 10,3 %, аланина - 8,6 %, глицина и метионина - 7,7 %, а лизина на 6,5 %. Однако в замоченном образце содержание лейцина и изолейцина больше на 28,8 %, валина - 13,7 %, а триптофана на 1,3 %. Благодаря этому, в опытном образце № 5 общее количество незаменимых аминокислот выше на 9,9 %, чем в нуте, обработанном микроволнами.
Таблица 4 - Содержание незаменимых аминокислот, г / 100 г белка Table 4 - Amino acid content, g / 100 g of protein.
Показатель / Index В эталонном белке ФАО / ВОЗ / In FAO / WHO reference protein Номер образца / Sample number
1 2 3 4 5
Валин / Valine 5,0 2,63 2,14 2,64 2,60 2,55
Лейцин и изолейцин / Leucine and Isoleucine 11,0 8,61 7,03 10,86 9,68 10,14
Лизин / Lysine 5,5 4,99 4,25 4,26 3,98 4,08
Метионин / Methionine 3,5 0,59 0,48 0,54 0,33 0,46
Треонин / Threonine 4,0 2,26 1,81 1,95 1,86 1,67
Триптофан / Tryptophan 1,0 0,85 0,78 0,90 0,71 0,81
Фенилаланин / Phenylalanine 6,0 5,06 4,03 3,83 3,67 3,69
Среди всех незаменимых аминокислот в белках нута больше всего лейцина с изолейцином, фенилаланина и лизина - 8,61 %, 5,06 % и 4,99 % соответственно. К сожалению, обработка нута микроволнами и замачиванием ведёт к уменьшению содержания незаменимых аминокислот в белке. Исключением является увеличение содержания лейцина и изолейцина при замачивании, значение которого растёт на 12,4-26,1 %.
Таблица 5 - Аминокислотный скор, % / Table 5 - Amino acid score, %
Показатель / Index Номер образца / Sample number
1 2 3 4 5
Валин / Valine 52,59 42,78 52,85 52,01 50,93
Лейцин и изолейцин / Leucine and Isoleucine 78,25 63,89 98,72 88,00 92,20
Лизин / Lysine 90,76 77,30 77,39 72,43 74,25
Метионин / Methionine 16,76 13,80 15,37 9,45 13,09
Треонин / Threonine 56,40 45,25 48,66 46,56 41,71
Триптофан / Tryptophan 84,80 78,03 89,66 71,07 81,24
Фенилаланин / Phenylalanine 84,27 67,23 63,82 61,16 61,52
В результате расчётов замечено, что вне зависимости от способа обработки аминокислотный скор падает и в каждом образце все аминокислоты являются лимитирующими (меньше 100 %). Самая проблемная из них - метионин, значение аминокислотного скора которого на уровне 9,45-16,76 %. Этот показатель занижает биологическую ценность семян. Поэтому при производстве продуктов питания с использованием нута необходимо это учитывать и, по возможности, обогащать пищевые продукты сырьём богатым метиони-ном. Это позволит минимизировать негативные эффекты, связанные с наличием лимитирующей аминокислоты, на здоровье человека при длительном употреблении в пищу.
Стоит так же отметить, что при сравнении перспективных способов обработки (опытные образцы № 2 и № 5) применение замачивания позволяет увеличить аминокислотный скор лейцина и изолейцина на 44,3 %, валина - 19,1 % и триптофана на 4,1 %. Однако при этом режиме обработки идёт снижение значений лизина на 3,9 %, метио-нина - 5,1 %, треонина - 7,8 % и фенилаланина на 8,5 %.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Выводы. Дефицит белка является актуальной задачей пищевой промышленности. Существует множество способов решения этой проблемы. Например, обогащение продуктов питания функциональными ингредиентами, которые богаты эссенциальными нутриен-тами. Одним из таких перспективных источников является нут. Он содержит от 18 до 32 % белка, но обладает нежелательным бобовым привкусом. Это ограничивает применение нута в пищевых продуктах, но не является главным недостатком зерна.
Удаление бобового привкуса можно проводить как традиционно путём замачивания в подкисленных растворах, так и с помощью микроволн. У каждого из способов обработки нута есть положительные и отрицательные стороны. Выбор между ними зависит от производственных целей, каких эффектов и за какое время необходимо их достичь.
Так, если нужно получить нут, не обладающий бобовым привкусом, с пониженной обсемененностью за короткий промежуток времени, то самым подходящим способом будет применение микроволнового излучения (5 минут, 200 Вт). В случае если затраты по времени не критичны и необходимо повысить выход сырья (за счёт поглощения воды), то можно использовать замачивание (1% раствор лимонной кислоты в течение 6 часов).
В сравнении с замачиванием микроволновая обработка так же позволяет сократить потери таких аминокислот, как аргинин на 22,6 %, тирозин - 17,9 %, пролин - 17,4 %, ги-стидин - 15,9 %, фенилаланин - 10,9 %, серин - 10,8 %, треонин - 10,3 %, аланин - 8,6 %, глицин - 7,7 %, метионин - 7,7% и лизин - на 6,5 %.
Однако в замоченном образце общее количество незаменимых аминокислот больше на 9,9 % за счёт содержания лейцина и изолейцина, значение которого выше на 28,8 %, валина - 13, 7%, а триптофана - на 1,3 %. Благодаря этому, замоченный нут имеет большее значение аминокислотного скора, чем после обработки микроволнами. Например, аминокислотный скор для лейцина и изолейцина больше на 44,3 %, валина -19,1 %, а триптофана - на 4,1 %, но замачивание уступает по лизину на 3,9 %, метиони-ну - 5,1 %, треонину - 7,8 % и фенилаланину - на 8,5 %.
Стоит отметить, что вне зависимости от способа обработки аминокислотный скор падает, что свидетельствует об ухудшении пищевой и биологической ценности нута. При этом главной лимитирующей аминокислотой выступает метионин, аминокислотный скор которого не превышает 17 %, что необходимо учитывать при разработке новых продуктов питания с использованием нута.
Библиографический список
1. Возможности использования продуктов переработки нутового сырья в колбасном производстве / В. Н. Храмова [и др.] // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2017. № 4 (48). С. 176-183.
2. Жуков А. М., Болгова Н. С. Биохимические процессы, протекающие в зерне тритикале при проращивании // Инновационные технологии и технические средства для АПК. 2015. С. 70-73.
3. Королев А. А., Тюрина С. Б., Тришканева М. В. Анализ применения микроволнового излучения в технологиях стерилизации растительного сырья // Научный журнал НИУ ИТМО. Сер. Процессы и аппараты пищевых производств. 2019. № 3. С. 81-91.
4. Лысиков Ю. А. Аминокислоты в питании человека // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012. № 2. С. 88-105.
5. Орешкин М. В. Проблема дефицита белка: подходы к решению // Вестник Луганского национального университета им. Тараса Шевченко. 2017. № 1 (4). С. 19-22.
6. Особенности роста и развития сортов нута волгоградской селекции на каштановых почвах Волгоградской области. / В. В. Балашов, А. В. Балашов, А. А. Малахова [и др.] // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 1 (61). С. 36-45.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
7. Панкина И. А., Борисова Л. М. Исследование набухания и растворимости сухих веществ семян зернобобовых культур // Научный журнал НИУ ИТМО. Сер. Процессы и аппараты пищевых производств. 2016. № 2. С. 13-20.
8. Пищевые и кормовые белковые препараты из гороха и нута: производство, свойства, применение / В. В. Колпакова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2021. № 2 (51). С. 333-348.
9. Царёва Н. И., Бондаренко Н. В. Перспективы использования зернобобовой культуры нут в производстве пищевых продуктов питания // Естественные и гуманитарные науки в современном мире. 2020. С. 100-102.
10. Chandrasekaran S., Luna-Vital D., Mejia E. G. Identification and comparison of peptides from chickpea protein hydrolysates using either bromelain or gastrointestinal enzymes and their relationship with markers of type 2 diabetes and bitterness // Nutrients. 2020. №. 12 (12). P. 1-16. https://doi.org/ 10.3390/nu12123843.
11. Chickpea (Cicer arietinum L.) as a Source of Essential Fatty Acids-A Biofortification Approach / A. Madurapperumage [et al.] // Frontiers in Plant Science. 2021. Vol. 12. P. 734980. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.734980.
12. Compendium of wheat germ: Separation, stabilization and food applications / F. Boukid [et al.] // Trends in Food Science & Technology. 2018. Vol. 78. P. 120-133. URL: https://doi.org/10.1186/s13020-021-00500-8.
13. Effects of microwave treatment on the stability and antioxidant capacity of a functional wheat bran / J. Liu [et al.] // Food Science and Nutrition. 2021. № 5 (9). P. 2713-2721. https://doi.org/10.1002/fsn3.2230.
14. Functional properties of protein isolates extracted from stabilized rice bran by microwave, dry heat, and parboiling / S. H. Khan [et al.] // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011. № 6 (59). P. 2416-2420. https://doi.org/10.1021/jf104177x.
15. Hybrid high-intensity ultrasound and microwave treatment: A review on its effect on quality and bioactivity of foods / N. Muñoz-Almagro [et al.] // Ultrasonics Sonochemistry. 2021. Vol. 80. P. 13. https://doi.org/ 10.1016/j .ultsonch.2021.105835.
16. Jiang H., Liu Z., Wang S. Microwave processing: Effects and impacts on food components / H. Jiang, // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2018. № 14 (58). P. 2476-2489. https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1319322.
17. Microwave technology: a novel approach to the transformation of natural metabolites / Q. Hu [et al.] // Chinese Medicine. 2021. № 1 (16). P. 22. https://doi.org/10.1186/s13020-021-00500-8.
18. Research developments in the applications of microwave energy in fish processing: A review / P. Viji [et al.] // Trends in Food Science and Technology. 2022. Vol. 123. P. 222-232.
19. The impact of functional food in prevention of malnutrition / M. H. Ahmed [et al.] // Pharma Nutrition. 2022. № 19. P. 100288. https://doi.org/10.1016/j.phanu.2022.100288.
20. The influence of microwave sterilization on the ultrastructure, permeability of cell membrane and expression of proteins of Bacillus Cereus / J.-X. Cao [et al.] // Frontiers in Microbiology. 2018. Vol. 9. P. 1870. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01870.
Информация об авторах: Храмова Валентина Николаевна, доктор биологических наук, профессор, декан факультета технологии пищевых производств Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) (РФ, 400005, Волгоград, пр. им. В. И. Ленина, 28). ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-7630-7672. Контактный телефон: 8-903-37-03-393. E-mail: [email protected]
Сурков Дмитрий Игоревич, аспирант Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) (РФ, 400005, Волгоград, пр. им. В. И. Ленина, 28). ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-2946-5915. Контактный телефон: 8-902-36-27-125, E-mail: [email protected]
Лубчинский Кирилл Александрович, магистрант Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) (РФ, 400005, Волгоград, пр. им. В. И. Ленина, 28). ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-4836-6058. Контактный телефон: 8-909-39-18-170, E-mail: [email protected].
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Животова Татьяна Юрьевна, канд. биол. наук, доцент, Донской государственный аграрный университет (ДонГАУ) (РФ, 346493, Ростовская обл., пос. Персиановский, ул. Кривошлыкова, 24). OR-CID ID https://orcid.org/0000-0002-5759-6461^Контактный телефон: 8-928-75-79-361 E-mail: [email protected]
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-08 STUDYING THE EFFICIENCY OF MINERAL FERTILIZERS ON SUNFLOWER IN OPEN GROUND UNDER IRRIGATION UNDER THE CONDITIONS OF THE VOLGOGRAD REGION
O. G. Chamurliev1, A. N. Sidorov1, A. A. Kholod1, G. O. Chamurliev2
1 Volgograd State Agrarian University, Volgograd 2 Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education Peoples' Friendship
University of Russia, Moscow
Received 30.09.2022 Submitted 02.12.2022
Summary
Introduction. Sunflower is the main oilseed crop in the Russian Federation. Occupying 10-12% of all arable land, and in some regions in some years or more, sunflower plays an important role in the economy of agricultural enterprises. This is a consistently highly profitable crop, in this regard, the creation of optimal conditions for plant nutrition due to a rational fertilizer system in the cultivation technology of this crop is an actual condition for increasing the yield of sunflower. Purpose of research. The purpose of the study is to evaluate the effectiveness of pre-sowing application and vegetative fertilizing of various forms of nitrogen-phosphorus-containing complex fertilizers on the yield and quality of sunflower under drip irrigation. An object. PhosAgro's mineral fertilizers: APAVIVA NPK(S) 15:15:15(10), APAVIVA NP 12:52, APAVIVA NP(S) 16:20(12), APAVIVA NP(S) 14:40(7) + 1.1 Zn, LCD APALIQUA NP 11:37. Materials and methods. The studies were carried out on the experimental site of the NODP "Innovation Village" FGBOU VO Volgograd State Agrarian University, in total 5 types of mineral fertilizers were tested. The laying of all four variants was carried out with a classic eight-row row-crop, with a row spacing of 0.7 m, a seeder in three repetitions. Culture - sunflower (predecessor - fallow). S plots = 56 m2; option = 168 m2; experience = 672 m2. Characteristics of the soil of the experimental plot. Type: light chestnut, granulo-metric composition: heavy loamy, humus content - 1.85%, pH level - 7.8.Cover harrowing was carried out on the fallow field in spring to cover moisture. Then, as the weeds grew, continuous cultivation was carried out to a depth of 0.08-0.10 m. Presowing cultivation was carried out to a depth of 0.06-0.08 m DT-75M+2KPS-4.0. Sunflower sowing was carried out with the SPC-8 seeder on May 26. The seed placement depth is 0.06 m, the row spacing is 0.7 m. During the growing season, 4 inter-row treatments were carried out to a depth of 0.06-0.08 m using the MTZ-82 + KRN-5.6 tractor. Harvesting was carried out with a Sampo Rozenlew 2065 combine with an OptiSun 670 header.Characteristics of the soil of the experimental plot. Type: light chestnut, granulometric composition: heavy loamy, humus content - 1.85%, pH level - 7.8. Cover harrowing was carried out on the fallow field in spring to cover moisture. Then, as the weeds grew, continuous cultivation was carried out to a depth of 0.08-0.10 m. Presowing cultivation was carried out to a depth of 0.06-0.08 m DT-75M+2KPS-4.0. Sunflower sowing was carried out with the SPC-8 seeder on May 26.The seed placement depth is 0.06 m, the row spacing is 0.7 m. During the growing season, 4 inter-row treatments were carried out to a depth of 0.06-0.08 m using the MTZ-82 + KRN-5.6 tractor. Harvesting was carried out with a Sampo Rozenlew 2065 combine with an OptiSun 670 header. APAVIVA NPK(S) 15:15:15(10) complex fertilizer at a dose of 300 kg/ha was used as a background application. Seeding rate - 55 thousand germinating seeds/ha. Irrigation method - drip irrigation. The water regime in the studies was maintained at the level of 65% HB. Results and conclusions. In the course of monitoring the phenology of plant development, it was found that the duration of the growing season of sunflower from 121 days in the control variant APAVIVA NPK(S) 15:15:15(10) to 116 days in the fourth variant. The period from flowering to full maturation was the shortest on the second and fourth variants and amounted to 63 days, on the first and third variants 64 days. The longest vegetation period from flowering to full ripeness was observed in the control variant - 68 days. The use of fertilizers had a significant in-
