CC BY
109
doi: 10.24411/0235-2451-2020-11215 УДК664.7; 635.65; 581.14
исследование модификации крахмала при проращивании зерна гороха, нута и голозерного ячменя
н.р. Андреев1, в.г. гольдштейн1, л.а. вассерман2, л.п. носовская1, л.в. адикаева1
'Всероссийский научно-исследовательский институткрахмалопродуктов - филиал Федерального научного центра пищевыхсистем им. В.М. Горбатова РАН, ул. Некрасова, 11, п. Красково, г.о. Люберцы, Московская обл., 140051, Российская Федерация 2Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, ул. Косыгина, 4, Москва, 119334, Российская Федерация
резюме. Внедряя в производство комплексную переработку пророщенных семян гороха, нута и голозерного ячменя, особое внимание необходимо уделять определению продолжительности проращивания, влияющей на модификацию и потери крахмала. В качестве объектов исследования использовали семена гороха сортов Темп, Спартак, Софья, Амиор из коллекции Федерального научного центра зернобобовых и крупяных культур; ячмень сорта Омский голозерный-1, нут сортов Аватар, Вектор - из коллекции Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки. Семена проращивали в течение 16, 48, 96, 144 и 192 ч при температуре 20 ± 2 °С по авторской технологии. Затем их перерабатывали, определяли выход крахмала, массовую долю амилозы в крахмале, массовую долю растворимых сахаров в семенах. При продолжительности проращивания 144 ч для гороха сорта Темп установлено увеличение массовой доли амилозы с 34 до 40 % Св крахмала, Спартак - с 38 до 41 %, Софья - с 34 до 40 %, нута сортов Вектор и Аватар - с 30...31 % до 43 %, гороха сорта Амиор - с 65 до 71 %, ячменя сорта Омский голозерный-1 - с 16 до 25 % СВ крахмала. Рациональная продолжительность процесса проращивания полностью зависит от сортовой принадлежности сырья. Для гороха Темп и Спартак, а также нута Аватар при продолжительности проращивания 144 ч потери крахмала не превышали 2 %, нута сорта Вектор - 2,5 %. Горох сорта Софья целесообразно проращивать не более 96 ч, что обеспечивает потери крахмала не выше 3 %. Проращивание с целью переработки гороха сорта Амиор и ячменя сорта Омский голозерный-1 нецелесообразно из-за значительных потерь крахмала даже при продолжительности 48 ч - 22 % и 17 % соответственно.
ключевые слова: горох, нут, голозерный ячмень, проращивание, переработка, крахмал, амилоза, проростки. Сведения об авторах: Н. Р Андреев, доктор технических наук, главный научный сотрудник (е-mail: [email protected]); В. Г. Гольдштейн, кандидат технических наук, зав. отделом; Л. А. Вассерман, кандидат химических наук, старший научный сотрудник; Л. П. Носовская, старший научный сотрудник; Л. В. Адикаева, научный сотрудник.
для цитирования: Исследование модификации крахмала при проращивании зерна гороха, нута и голозерного ячменя / Н.Р. Андреев, В.Г. Гольдштейн, Л.А. Вассерман и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т 34. № 12. С. 90-94. doi: 10.24411/0235-2451-2020-11215.
Study of starch modification during germination of pea, chickpea, and huskless barley grain
N.R. Andreev1, V.G. Goldshtein1, L.A. Wasserman2, L. P. Nosovskya, L.V. Adikaeva
^ll-Russian Research Institute of Starch Products, branch of the Gorbatov Federal Science Center of Food Systems, Russian Academy of Sciences, ul. Nekrasova, 11, pos. Kraskovo, Lyuberetskii r-n, Moskovskaya obl., 140051, Russian Federation
2Institute of biochemical physics of N.M. Emanuel, Russian Academy of Sciences, ul. Kosygina, 4, Moscow, 119334, Russian Federation
Abstract. When introducing the complex processing of sprouted pea, chickpea, and huskless barley seeds into production, special attention must be paid to determining germination duration, which affects the modification and loss of starch. The objects of the study were pea seeds of Temp, Spartak, Sofya, and Amiorvarieties from the collection of the Federal Scientific Centre for Legumes and Cereals; barley variety Omskiy Golozerny-1, chickpea varieties Avatar and Vektor from the collection of the All-Russian Scientific Research Institute of Grain and its Processing Products. The seeds were germinated for 16 h, 48 h, 96 h, 144 h, and 192 h at a temperature of 20±2 °С according to the author's technology. Then they were processed. We determined starch yield, the mass fraction of amylose in starch, and mass fraction of soluble sugars in seeds. When the seeds of Temp pea variety were germinated for 144 h, the mass fraction of amylose increased from 34% to 40% of starch DM (dry matter); for Spartak variety, it increased from 38% to 41% of starch DM; for Sofya variety, it increased from 34% to 40% of starch DM; for Vektor and Avatar chickpea varieties, it increased from 30-31% to 43% of starch DM; for Amior pea variety, it increased from 65% to 71% of starch DM; for Omskiy Golozerny-1 barley variety, it increased from 16% to 25% of starch DM. The rational duration of the germination process depended entirely on the varietal affiliation of the raw material. When the seeds of Temp and Spartak pea varieties as well as of Avatar chickpea variety were germinated for 144 h starch losses did not exceed 2%; for Vektor chickpea varieties, they did not exceed 2.5%. It is advisable to germinate pea of Sofya variety for no more than 96 h - this term ensures starch losses of no more than 3%. Germination with the aim of processing of Amior pea variety and Omskiy Golozerny-1 barley variety is inappropriate due to significant starch losses even for 48 h: 22% and 17%, respectively. Keywords: pea; chickpea; huskless barley; germination; processing; starch; amylose; seedlings.
Authors Details: N.R. Andreev, D. Sc. (Tech.), chief research fellow (e-mail: [email protected]); V.G. Goldstein, Cand. Sc. (Tech.), head of division; L.A. Wasserman, Cand. Sc. (Chem.), senior research fellow; L.P. Nosovskya, senior research fellow; L.V. Adikaeva, research fellow. For citation: Andreev NR, Goldstein VG, Wasserman L.A., et al. [Study of starch modification during germination of pea, chickpea, and huskless barley grain]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2020; 34(12):90-4. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2020-11215.
Новый способ производства и модификации крахмала зерновых и зернобобовых культур [1 ] заключается в переработке их пророщенных семян. В результате, кроме традиционных растительного белка, клетчатки, кормового продукта, можно получать новый продукт - проростки зерна.
В последнее десятилетие наблюдается рост использования пророщенных семян злаковых и зернобобовых культур в питании человека, что обусловлено их питательными свойствами и фитохимическим составом. Помимо витамина С, проростки различных культур служат источником витаминов А, В, Е, фолиевой кислоты. В пшенице содержание витамина С и В6 после прорастания возрастает в 5 раз, витамина В1 - более чем в 1,5 раза, В2 - в 13,5 раза,
фолиевой кислоты - в 4 раза, витамина Е - в 3 раза. Проростки могут быть использованы для расширения органо-лептических свойств широкого спектра продуктов питания, в том числе мясных и хлебобулочных изделий [2].
Прорастание приводит к значительным изменениям биохимического состава цельного зерна: запасы крахмала мобилизуются под действием а-амилазы, которая разрушает поверхность гранулы и образует точечные отверстия; азотсодержащие фракции смещаются в сторону олигопептидов и свободных аминокислот, изменяется состав аминокислот; триацилглицерины начинают гидро-лизоваться и соотношение насыщенных/ненасыщенных жирных кислот смещается в сторону насыщенных жирных кислот, количество антипитательных факторов (например,
фитата, ингибитора трипсина, танина) значительно уменьшается, а содержание биологически активных соединений (фенолы, фиростеролы, фолаты и др.) увеличивается. В проросшем зерне злаковых и зернобобовых культур почти все питательные вещества полностью доступны, а различные антиоксиданты встречаются в более высоких концентрациях [2, 3]. Фитаты, содержащиеся в продуктах питания, изготовленных из зерновых и зернобобовых культур, считаются антинутриционным фактором, так как отрицательно влияют на биодоступность таких минеральных ионов, как Zn2+, Fe2+/3+, Ca2+, Mg2+, Mn2+ и Cu2+. При прорастании семян активизируется их ферментная система, в том числе и фитаза, которая за 48 ч увеличивает активность в 8 раз. Как следствие, содержание фитатов в процессе проращивая уменьшается в зависимости от вида и сорта злаковых и бобовых культур на 60...87 %. Концентрация фитазы в цельных зернах сильно варьирует у разных видов злаков, причем наибольшие ее величины характерны для ржи, а самые низкие - для овса [4]. Изучено влияние температуры на рост проростков ячменя для получения фитазы при температуре 15, 20 и 25 °С. Скорость роста проростков ячменя увеличивалась по мере повышения температуры. В непроросшем зерне значительной активности фитазы не наблюдали, ее увеличение в 7,9 раз отмечено в течение первых 5 суток прорастания, затем активность фермента снижалась. За этот период содержание фитатов в ячмене уменьшалось в зависимости от сорта на 30.55 % [4].
Фитаты в рисе, кукурузе и сое распадаются при обработке фитазами ячменя. Это имеет практическое значение для разработки технологии производства функциональных продуктов питания, так как концентрация фитазы в цельных семенах у разных культур сильно варьирует [5].
В проросшем зерне повышаются концентрации таких антиоксидантов, как полифенолы, токоферолы и аскорбиновая кислота [6]. В сухих зернах пшеницы находят только следы p-каротина, при прорастании его концентрация неуклонно возрастает по мере увеличением продолжительности проращивания, достигая пика через 7 дней (3,1 мкг/г) [7].
Наибольшая активность ферментов у большинства злаков наблюдается с четвертого дня проращивания. В этот период основная их часть концентрируется в алейроновом слое, ксиланазы, протеазы и бета-глюканазы локализованы в эндосперме, бета-глюканазы и липазы - в зародыше. Ферменты, активизирующиеся в прорастающих семенах, катализируют распад сложных запасных вещества (белки, жиры, углеводы) на более простые (аминокислоты, жирные кислоты, простые сахара), в результате при употреблении проростков в пищу организм человека тратит меньше энергии на их переваривание, по сравнению с продуктами, изготовленными из сухого зерна (крупы, зерновые хлопья) [8].
Пророщенное зерно сорго может быть использовано для повышения усвояемости питательных веществ и пищевой ценности, а также изменения функциональных свойств получаемых продуктов. Биосинтез протеиндисуль-фидредуктазы при проращивании уменьшает содержание дисульфидных связей в белках, активирование пентозаназ и альфа-амилазы способствует частичному гидролизу пенто-занов и крахмала. Переваримость белка проросшего сорго in vitro варьирует от 57,50 до 77,91 % при величине этого показателя у нативных семян культуры 54,09 % [9].
Пророщенное от 24 до 72 ч зерно пшеницы, риса, овса и кукурузы, пригодно для производства модифицированной зерновой муки с улучшенными питательными свойствами, обеспечивающими более полное усвоение крахмала и белка [10].
Использование ферментных препаратов амилоли-тических и целлюлолитических (целлюлаза, ксиланаза, р-глюканаза) бактериальных ферментов позволяет сократить процесс проращивания зерна пшеницы на 2.4 ч, семян гороха - в среднем на 4.5 ч, при продолжительности этого процесса без ферментов 22 ч. Применение такой технологии позволяет увеличить выход проростков на 6 %, а также повысить рентабельность их производства путем уменьшения длительности процесса [11].
При переработке на крахмал пророщенного зерна и промышленного производства зерновых проростков в пищевой промышленности появится возможность изготовления новых продуктов питания повышенной пищевой ценности, в том числе биологически активных добавок [12]. Так, в проростках голозерного овса в результате проращивания синтезируется до 6 % р-глюкана [13].
Все изменения основных питательных веществ зерна во время проращивания увеличивают усвояемость продукта питания, в рецептуру которого включают проростки, и способствуют улучшению пищеварения. Поэтому проростки считают предварительно переваренной пищей [14].
Известны положительные результаты использования проростков гороха, гречихи, тыквы, подсолнечника, кунжута, гороха, фасоли, сои и льна в кашах, салатах, кисломолочных продуктах, мясных полуфабрикатах [15], проростки можно добавлять в различные молочные продукты, творожные массы, мороженое, начинку для пельменей, замораживать отдельно либо в смеси с другими овощами [16]. Проростки гречихи могут быть использованы при разработке активных компонентов для функциональных пищевых продуктов и фармацевтических препаратов для лекарственных средств [17]. При этом установлено, что максимальная биологическая активность проростков зерна пшеницы достигается при их длине не более 2 мм и продолжительности проращивания 48 ч [18].
Несмотря на очевидные преимущества переработки проросшего зерна на крахмал и проростки, в промышленных условиях ее не осуществляют. Переработка зерна с выделением проростков в крупномасштабном производстве по технологической схеме извлечения кукурузного зародыша (в производстве крахмала и крахмалопродуктов) с использованием всех компонентов проросшего зерна, а также с модификацией крахмала, создаст возможность вывода на рынок новой категории ингредиентов для производства продуктов функционального питания, обладающих высокой пищевой ценностью [19].
Цель исследования - определение продолжительности процесса проращивания, влияющей на модификацию крахмала и обеспечивающей его минимальные потери.
Условия, материалы и методы. В качестве объектов исследования использовали семена гороха сортов Темп, Спартак, Софья, Амиор из коллекции ФГБНУ Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур; ячмень Омский голозерный-1, нут Аватар и Вектор - из коллекции ВНИИ зерна и продуктов его переработки (табл. 1). Содержание крахмала и белка в семенах гороха и нута находится в зависимости от сорта. Массовая доля крахмала в семенах нута Аватар и Вектор сопоставима с величиной этого показателя у гороха Темп, Спартак и Софья. У гороха Амиор она на 12.15 % меньше, чем у остальных исследуемых генотипов гороха и нута, но для этого сорта характерна высокая массовая доля белка. Образец ячменя Омский голозерный-1 характеризуется наиболее высокой, по сравнению с образцами гороха и нута массовой долей крахмала (63 % и 45.47 % соответственно) и более чем в 2 раза меньшей массовой долей белка.
Таблица 1. Массовая доля сухих веществ, крахмала и белка в семенах гороха, ячменя и нута
Сорт
Сухие вещества (СВ), %
Крахмал, % СВ
Белок, % СВ
Темп Спартак Софья Амиор
Омский голо-зерный-1
Аватар Вектор_
Горох
92,23 ±0,21 47,32 ± 0,11 24,33 ± 0,36 90,91 ±0,27 45,21 ± 0,14 25,40 ± 0,41 90,52 ±0,19 48,91 ± 0,11 23,52 ± 0,37 94,01 ±0,22 33,63 ± 0,15 28,94 ± 0,52 Ячмень
91,64 ± 0,12 63,04 ± 0,17 10,91 ± 0,43
Нут
92,53 ± 0,31 91,71 ± 0,23
47,82 ± 0,15 20,70 ± 0,32 45,91 ± 0,12 21,03 ± 0,40
Семена проращивали при температуре 20 ± 2 °С в резервуаре, накрытом увлажненной фильтровальной бумагой, которую смачивали каждые 4 ч. Измерение изучаемых показателей проводили через 16, 48, 96, 144 и 192 ч. Для этого пророщенные семена перерабатывали на крахмал, после чего определяли выход крахмала и массовую долю амилозы в крахмале. С этой целью их навеску массой 75 г с добавлением 150 мл дистиллированной воды измельчали на блендере Braun в течение 5 мин. Из измельченной массы на сетке с ячейками 70 мкм отделяли клетчатку (мезгу), содержащую различное количество крахмала. Ее 9 раз промывали на сите до отсутствия крахмала в промывной воде (по йодной пробе) и высушивали. Крахмалобелковую суспензию разделяли центрифугированием при 4 тыс. об/мин. в течение 5 мин. Осадок в пробирках центрифуги разделяли на белок и крахмал. Переработку осуществляли на лабораторной установке «завод на столе», разработанной во ВНИИ крахмалопродуктов. Кроме того, в пророщенном
дента, различия считали достоверными при пороге надеж-ностей В1=0,95 с уровнем статистической зависимости р < 0,05. Рассчитывали средние значения (М) и ошибки средних (± т).
результаты и обсуждение. Для сорта гороха Темп и Спартак потери крахмала при переработке пророщен-ных семян в течение 48 ч не превышали 1 %, сорта Софья - 1,2 %, а для сорта Амиор составили 22 %. Сортовую специфику их изменения наблюдали в течение 192 ч (табл. 2). В результате для сортов Темп и Спартак потери крахмала за этот период не превысили 3 %, при переработке сорта Софья они составили 8,9 %, сорта Амиор - 46,1 %. Полученные результаты свидетельствуют о существенном влиянии сорта гороха на извлечение крахмала при переработке пророщенного зерна.
Сорт гороха Амиор, характеризующийся высоким содержанием амилозы, отличался большей ферментативной а-амилазной активностью (табл. 3). В целом при проращивании гороха до 144 ч массовая доля амилозы в крахмале возрастала у всех сортов. При дальнейшем увеличении продолжительности проращивания до 192 ч массовая доля амилозы в крахмале сортов гороха Софья и Амиор уменьшилась, а сортов Темп и Спартак возросла до 43.44 % СВ крахмала. При переработке пророщен-ного гороха сорта Амиор определили значительные потери крахмала - более 40 % (см. табл. 2), но массовая доля амилозы в крахмале увеличилась с 65 до 77 %. Это указывает на повышение резистентности крахмала [20], что положительно сказывается на его потребительской ценности [21]. В то же время значительные потери крахмала свидетельствуют о нецелесообразности использования сорта Амиор в качестве сырья для переработки пророщенного гороха.
зерне измеряли массовую долю СВ.
Таблица 2. выход и потери крахмала при переработке пророщенного гороха, % Св
Время Сорт
проращи- Темп Софья Спартак Амиор
вания, ч выход потери выход потери выход потери выход потери
16 36,8 ± 0,22 - 41,4 ± 0,24 - 45,2 ± 0,27 - 33,6 ± 0,25 -
48 36,7 ± 0,27 0,3 ± 0,01 40,9 ± 0,24 1,2 ± 0,02 44,8 ± 0,29 0,9 ± 0,02 26,2 ± 0,29 22,0 ± 0.05
96 36,1 ± 0, 27 1,9 ± 0,02 40,3 ± 0,33 2,7 ± 0,02 44,6 ± 0,27 1,3 ± 0,02 21,1 ± 0,22 37,2 ± 0,07
144 35,9 ±0,31 2,1 ± 0,02 39,0 ± 0,21 5,8 ± 0,03 44,2 ± 0,33 2,2 ± 0,02 18,8 ± 0,32 44,0 ± 0,02
192 35,8 ±0,32 2,7 ± 0,02 37,7 ± 0,26 8,9 ± 0,03 43,9 ± 0,22 2,9± 0,02 18,1 ± 0,24 46,1± 0,05
Исследования проводили с учетом требований ISO (ИСО): массовую долю влажности в семенах гороха, ячменя, нута определяли по ГОСТ 13586.5, белка - по ГОСТ 10842 на приборе К-424; крахмала - по ГОСТ 10845 с использованием поляриметра Polartronic-N; содержание амилозы в крахмале - по ГОСТ ISO 6647-1 с использованием фотометра КФК-3.
Содержание растворимых сахаров в пророщенном зерне определяли следующим образом. Навеску массой 25 г и 250 мл дистиллированной воды помещали в блендер Braun и измельчали в течении 5 мин. Образовавшуюся массу переносили в коническую колбу вместимостью 500 мл, приливали 250 мл дистиллированной воды, тщательно размешивали и оставляли на 2 ч для более полной диффузии экстрактивных веществ. Затем фильтровали в сухую колбу с возвратом первых мутных порций фильтрата на фильтр. В фильтрате определяли массовую долю глюкозы, фруктозы, мальтозы и высокомолекулярных сахаров на хроматографе Bischoff. Полученные результаты пересчитывали на СВ про-рощенного зерна.
Потери крахмала определяли, как разницу между извлеченным крахмалом до проращивания и после проращивания, переведенную в процентное содержание.
Исследования проводили в 5 кратной повторности. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стью-
При проращивании нута сорта Вектор в течение 144 ч потери крахмала не превышали 2,5 %, сорта Аватар - 1,3 %. У голозерного ячменя они были более значительными. При продолжительности проращивания 48 ч потери крахмала достигали 9,3 %, 96 ч - 13,9 %, 144 ч - 19,4 %. Выход крахмала при переработке нута исследуемых сортов изменялся незначительно, а в варианте с использованием в качестве сырья голозерного ячменя при продолжительности проращивания 144 ч он уменьшился, по сравнению с 16 ч, на 9,2 %.
Увеличение массовой доли амилозы в крахмале при проращивании нута сортов Вектор и Аватар и ячменя сорта Омский голозерный-1 наблюдалось по истечении 48 ч проращивания (табл. 4). При переработке нута сортов Вектор и Аватар через 144 ч проращивания массовая доля амилозы в крахмале возрастает по сравнению с величиной этого показателя через 16 ч, на 11,6.12,9 %. При исполь-
Таблица 3. изменение массовой доли амилозы при проращивании гороха, % Св крахмала
Проращивание, ч
Сорт
Темп I Софья I Спартак | Амиор
16 34,2 ± 0,08 34,6 ± 0,04 38,3 ± 0,09 65,1 ± 0,04
48 36,7 ± 0,05 39,9 ± 0,06 39,7 ± 0,04 72,0 ±0,06
96 38,5 ± 0,08 38,6 ± 0,06 40,9 ± 0,07 77,0 ± 0,04
144 40,7 ± 0,03 40,7 ± 0,09 41,3 ± 0,08 77,1 ± 0,07
192 43,7 ± 0,05 39,8 ± 0,06 44,8 ± 0,03 71,1 ±0,06
Таблица 4. изменения массовой доли крахмала и амилозы при проращивании нута и голозерного ячменя
Время проращивания, ч Нут Ячмень Омский голозерный-1
Вектор Аватар
выход крахмала, % СВ зерна потери крахмала, % СВ зерна доля амилозы, % СВ крахмала выход крахма-ла% СВ зерна потери крахмала, % СВ зерна доля амилозы, % СВ крахмала выход крахмала, % СВ зерна потери крахмала, % СВ зерна доля амилозы, % СВ крахмала
16 46,7 ± 0,18 - 31,5 ± 0,06 47,4 ± 0,22 - 30,1 ±0,09 47,4 ±0,32 - 16,7 ±0,08 48 45,7 ± 0,21 2,1 ± 0,02 33,0 ± 0,09 46,9 ± 0,30 1,05 ±0,02 33,4 ±0,06 43,0 ±0,23 9,3 ±0,05 17,1 ±0,06 96 45,7 ±0,24 2,1 ± 0,02 38,7 ± 0,03 46,9 ± 0,27 1,05± 0,02 38,3 ±0,08 40,8 ±0,31 13,9± 0,03 17,4 ±0,08 144 45,6 ± 0,20 2,4 ± 0,02 43,1 ± 0,06 46,8 ± 0,21 1,3 ±0,02 43,0 ±0,08 38,2 ±0,28 19,4 ±0,07 25,8 ±0,09
зовании зерна ячменя сорта Омский голозерный-1 через 144 ч массовая доля амилозы возрастает соответственно до 9,1 % но со значительными потерями крахмала.
Под действием а- и р-амилаз при прорастании зерна происходит накопление сахаров - продуктов гидролиза крахмала [8]. Продукты а-амилазного гидролиза превращаются
в простые сахара под действием р-амилазы [2, 8]. Сорта сельскохозяйственных культур отличаются по содержанию в семенах а- и р- амилазы, от активности которых зависит способность к прорастанию [4, 22]. Анализ динамики накопления растворимых сахаров (сумма глюкозы, фруктозы, мальтозы и высокомолекулярных сахаров) в процессе проращивания позволил определить сырье с наименьшей ферментативной активностью при проращивании и обосновать изменение выхода крахмала при его переработке (табл. 5). Сорта гороха Софья и Амиор с наиболее высокими потерями крахмала при переработке пророщенных семян характеризовались наибольшей массовой долей растворимых сахаров во время проращивания. При его продолжительности 192 ч у этих сортов отмечали уменьшение массовой доли амилозы, по сравнению со 144 ч, что свидетельствует о меньшей ферментативной активности у семян гороха Спартак и Темп, чем у сортов Софья и Аватар.
Результаты накопления растворимых сахаров в пророщенных семенах нута и ячменя подтверждают заключе-
ния, сделанные на примере гороха. Наибольшие потери крахмала отмечены при переработке пророщенных семян нута сорта Вектор и овса Омский голозерный-1, у которых массовая доля растворимых сахаров больше, чем в про-рощенном нуте сорта Аватар.
выводы. Потери крахмала в процессе проращивания зависят от вида и сортовой принадлежности используемых семян. Рациональная продолжительность проращивания гороха сорта Темп и Спартак, а также нута сорта Аватар - 144 ч, когда потери крахмала не превышают 2 %, у нута сорта Вектор при такой длительности процесса они не превысят 2,5 %. Горох сорта Софья целесообразно проращивать не более 96 ч, что обеспечивает потери крахмала не более 3 %. Проращивание гороха сотра Амиор и ячменя сорта Омский голозерный-1 нецелесообразно из-за значительных потерь крахмала при продолжительности 48 ч - 22 % и 17 % соответственно.
При проращивании гороха сортов Темп, Спартак, Софья и Амиор, нута сортов Вектор и Аватар и ячменя сорта Омский голозерный-1 происходит природная модификация крахмала благодаря увеличению массовой доли амилозы. При продолжительности проращивания 144 ч у гороха сорта Темп она возрастает с 34 до 40 % СВ крахмала, гороха сорта Спартак - с 38 до 41 %, гороха сорта Софья - с 34 до 40 %, для нута сортов Вектор и Аватар - с 30.. .31% до 43% СВ крахмала.
В процессе проращивания семян с целью получения модифицированного крахмала без использования химических реагентов и ферментов, а также проростков основным показателем эффективности будет правильный выбор сырья и его сортовая принадлежность.
Таблица 5. изменение массовой доли растворимых сахаров в исследуемом
зерне в зависимости от продолжительности проращивания, % Св зерна
Наименование Продолжительность проращивания, ч
16 48 96 144 192
Горох сорта Темп 2, 1 ± 0 03 2 3 ±0 02 3, 0 ±0 02 3 ,4 ±0,02 4, 1 ±0 03
Горох сорта Софья 3, 1 ± 0 03 3 2 ±0, 02 3, 9 ±0, 03 6 ,2 ±0,02 7, 0 ±0 03
Горох сорта Спартак 2, 7 ± 0 03 3 0 ±0, 02 3, 8 ±0 03 4 ,0 ±0,02 4 3 ±0 02
Горох сорта Амиор 2 ,5 ±0, 02 3 7 ±0 03 4, 4 ±0 03 5 ,6 ±0,02 8 4 ±0 02
Нут сорта Аватар 2 ,6 ±0, 03 2 8 ±0 02 3, 2 ±0 02 3 ,7 ±0,02 4 6 ±0 02
Нут сорта Вектор 2 ,9 ±0, 02 3 2 ±0 02 3, 8 ±0 02 5 ,0 ±0,03 5 5 ±0 02
Овес сорта Омский 2 ,5 ±0, 02 4 ,4 ±0 02 5 3 ±0 02 7 ,9 ±0,02 9 1 ±0 03
голозерный-1
Литература.
1. Способ производства и модификации крахмала при переработке зерновых и зернобобовых культур /В. Г. Гольдштейн, Л. А. Вассерман, Л. П. Носовская и др. //Патент РФ №2725253, 30.06.2020.
2. Sprouted grains: a comprehensive review/P. Benincasa, B. Falcinelli, S. Lutts, et al. //Nutrients. 2019. Vol. 11. No. 2. P. 421-450. doi: 10.3390/nu11020421.
3. Impact of cereal seed sprouting on its nutritional and technological properties: a critical review / E. Lemmens, A. V. Moroni, J. Pagand, et al. //Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2019. Vol. 1. No. 8. Is.1. P. 305-329. doi: 10.1111/15414337.12414.
4. Sharma B., Gujral H. S. Modifying the dough mixing behavior, protein & starch digestibility and antinutritional profile of minor millets by sprouting//International Journal of Biological macromolecules. 2020. Vol. 153. P. 962-970. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.10.225.
5. Hubner F., Arendt E. Germination of cereal grains as a way to improve the nutritional value: a review //Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2013. Vol. 53. Is. 8. P. 853-861. doi: 10.1080/10408398.2011.562060.
6. Bailly Chr. Active oxygen species and antioxidants in seed biology // Seed Science Research. 2004. Vol. 14. Is. 2. Р. 93-107.
7. Yang F., Basu T., Ooraikul B. Studies on germination: conditions and antioxidant contents of wheat // International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2001. Vol. 52. Is. 4. P. 319-330. doi: 10.1080/09637480120057567.
8. Enzyme activity during germination of different cereals: A review / F. A. Guzman-Ortiz, J. Castro-Rosas, C. A. Gomez-Aldapa, et al. // Journal Food Reviews International. 2018. Vol. 35. No. 3. P. 177-200. doi: 10.1080/87559129.2018.1514623.
9. In vitro nutrient digestibility and antioxidative properties of flour prepared from sorghum germinated at different conditions / S. Arashdeep, Sh. Savita, S. Baljit, et al. // Journal of Food Science and Technology. 2019. Vol. 56. No. 6. P. 3077-3089. doi: 10.1007/ s13197-019-03804-8.
10. Kaur H., Gill B. S. Comparative evaluation of physicochemical, nutritional and molecular interactions of flours from different cereals as affected by germination duration //Journal of Food Measurement and Characterization. 2020. Vol. 14. P.1147-1157. doi: 10.1007/ s11694-019-00364-5.
11. Интенсификация процесса получения пророщенного зернового сырья с использованием ферментных препаратов комплексного действия/Е. Н. Урбанчик, Л. И. Сапунова, М. Н. Галдова и др. // Proceedings of the National academy of sciences of Belarus. Biological series. 2019. Vol. 64. No. 1. P. 82-91. doi: 10.29235/1029-8940-2019-64-1-82-91.
12. Preedy V. R. Isoflavones: chemistry, analysis, function and effects (food and nutritional components in focus). Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2013. 683 p.
13. Получение концентрата fi-глюкана проращиванием овса / В. М. Гэматдинова, А. В. Канарский, З. А. Канарская и др. // Химия растительного сырья. 2019. № 2. С. 231-237. doi: 10.14258/jcprm.2019024251.
14. Иванова М. И., Кашлева А. И., Разин А. Ф. Проростки - функциональная органическая продукция (обзор). Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2016. Т. 2. № 3(7). С. 19-30.
15. Зверев С. В., Зверева Н. С. Функциональные зернопродукты. М.: ДеЛи принт, 2006. 116 с.
16. Положенцева Е. И., Платонова О. В. Сравнительный анализ качества проростков пшеницы как функциональноых продуктов питания //Пищевая промышленность. 2011. № 8. С. 20-21.
17. Biochemical analysis of amylases during germination of buckwheat (Fagopyrum esculentum) seeds / S. Prakash, S. Sharma, Kh. Yadav, et al. //A Pharmaceutical Plant. International Journal of Science & Research Methodologe. 2015. Vol. 2. No. 1. P. 31-46.
18. Совершенствование технологии производства хлебобулочного изделия на основе измельченного проросшего зерна пшеницы/Ф. К. Хузин, З. А. Канарская, А. Р. Ивлева и др. //Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017. № 79 (1). С. 178-179. doi: 10.20914/2310-1202-2017-1-178-187.
19. Germinated grains: a superior whole grain functional food/K. Nelson, L. Stojanovska, T. Vasiljevic, et al. //Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 2013. Vol. 91. No. 6. Р. 429-441. doi: 10.1139/cjpp-2012-0351.
20. Mir J. A., Srikaeo Kh., Garci J. Effects of amylose and resistant starch on starch digestibility of rice flours and starches // International Food Research Journal. 2013. Vol. 20. No. 3. P. 1329-1335.
21. Resistant starch in food industry: a changing outlook for consumer and producer/ A. Homayouni, A. Amini, A. Keshtiban, et al. // Starch - Starke. 2014. Vol. 6. No. 1-2. P. 102-114. doi: 10.1002/star.201300110.
22. Shaik S. S., Carciofi M., Martens H. J. Starch bioengineering affects cereal grain germination and seedling establishment// Journal of Experimental Botany. 2014. Vol. 65. No. 9. P. 2257-2270. doi: 10.1093/jxb/eru107.
References
1. Gol'dshtein VG, Vasserman LA, Nosovskaya LP, et al. Sposob proizvodstva i modifikatsii krakhmala pri pererabotke zernovykh i zernobobovykh kul'tur [Method for the production and modification of starch in the processing of grain and leguminous crops]. Russian Federation patent RU 2725253. 2020 Jun 30. Russian.
2. Benincasa P, Falcinelli B, Lutts S, et al. Sprouted grains: a comprehensive review. Nutrients. 2019;11(2):421-50. doi: 10.3390/ nu11020421.
3. Lemmens E, Moroni AV, Pagand J, et al. Impact of cereal seed sprouting on its nutritional and technological properties: a critical review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2019;1(8):305-29. doi: 10.1111/1541-4337.12414.
4. Sharma B, Gujral HS. Modifying the dough mixing behavior, protein and starch digestibility and antinutritional profile of minor millets by sprouting. International Journal of Biological macromolecules. 2020;153:962-70. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.10.225.
5. HubnerF, Arendt E. Germination of cereal grains as a way to improve the nutritional value: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2013;53(8):853-61. doi: 10.1080/10408398.2011.562060.
6. Bailly Chr. Active oxygen species and antioxidants in seed biology. Seed Science Research. 2004;14(2):93-107.
7. Yang F, Basu T, Ooraikul B. Studies on germination: conditions and antioxidant contents of wheat. International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2001;52(4):319-30. doi: 10.1080/09637480120057567.
8. Guzman-Ortiz FA, Castro-Rosas J, Gomez-Aldapa CA, et al. Enzyme activity during germination of different cereals: A review. Journal Food Reviews International. 2018;35(3):177-200. doi: 10.1080/87559129.2018.1514623.
9. Arashdeep S, Savita Sh, Baljit S, et al. In vitro nutrient digestibility and antioxidative properties of flour prepared from sorghum germinated at different conditions. Journal of Food Science and Technology. 2019;56(6):3077-89. doi: 10.1007/s13197-019-03804-8.
10. Kaur H, Gill BS. Comparative evaluation of physicochemical, nutritional and molecular interactions of flours from different cereals as affected by germination duration. Journal of Food Measurement and Characterization. 2020;14:1147-57. doi: 10.1007/s11694-019-00364-5.
11. Urbanchik EN, Sapunova LI, Galdova MN, et al. [Intensification of the process of obtaining germinated grain raw materials using enzyme preparations of complex action]. Proceedings of the National academy of sciences of Belarus. Biological series. 2019;64(1):82-91. Russian. doi: 10.29235/1029-8940-2019-64-1-82-91.
12. Preedy VR. Isoflavones: chemistry, analysis, function and effects (food and nutritional components in focus). Cambridge: Royal Society of Chemistry; 2013. 683 p.
13. Gematdinova VM, Kanarskii AV, Kanarskaya ZA, et al. [Obtaining beta-glucan concentrate by sprouting oats]. Khimiya rastitel'nogo syr'ya. 2019;(2):231-7. Russian. doi: 10.14258/jcprm.2019024251.
14. Ivanova MI, Kashleva AI, Razin AF. [Sprouts are functional organic products (overview)]. Vestnik Mariiskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya "Sel'skokhozyaistvennye nauki. Ekonomicheskie nauki". 2016;2(3):19-30. Russian.
15. Zverev SV, Zvereva NS. Funktsional'nye zernoprodukty [Functional grain products]. Moscow: DeLi print; 2006. 116 p. Russian.
16. Polozhentseva EI, Platonova OV. [Comparative analysis of the quality of wheat seedlings as functional food products]. Pishchevaya promyshlennosf. 2011;(8):20-1. Russian.
17. Prakash S, Sharma S, Yadav Kh, et al. Biochemical analysis of amylases during germination of buckwheat (Fagopyrum esculentum) seeds. A Pharmaceutical Plant. International Journal of Science & Research Methodologe. 2015;2(1):31-46.
18. Khuzin FK, Kanarskaya ZA, Ivleva AR, et al. [Improving the technology for the production of bakery products based on crushed sprouted wheat grain]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologii. 2017;(79):178-9. Russian. doi: 10.20914/2310-1202-2017-1-178-187.
19. Nelson K, Stojanovska L, Vasiljevic T, et al. Germinated grains: a superior whole grain functional food. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 2013;91(6):429-41. doi: 10.1139/cjpp-2012-0351.
20. Mir JA, Srikaeo Kh, Garci J. Effects of amylose and resistant starch on starch digestibility of rice flours and starches. International Food Research Journal. 2013;20(3):1329-35.
21. Homayouni A, Amini A, Keshtiban A, et al. Resistant starch in food industry: a changing outlook for consumer and producer. Starch -Starke. 2014;6(1-2):102-14. doi: 10.1002/star.201300110.
22. Shaik SS, Carciofi M, Martens HJ. Starch bioengineering affects cereal grain germination and seedling establishment. Journal of Experimental Botany. 2014;65(9):2257-70. doi: 10.1093/jxb/eru107.
