CC BY
57
Инженерное решение по глубокой переработке мелассы разработано и внедрено международным поставщиком оборудования компанией ESCON на 3 сахарный заводах ЦЧР, благодаря чему исходное сырье, относящееся к категории «отходы производства», превращается в продукты с высокой добавленной стоимостью [6-8].
Установка по дешугаризации мелассы состоит из трех основных технологических блоков (рисунок 1):
1. предварительная обработка мелассы и
воды;
2. хроматографическая сепарация;
3. стущение [9].
Предварительно подготовленная очищенная меласса и элюент (подготовленная вода) вводятся в хроматографический сепаратор, разбавленный экстракт, разбавленная обедненная меласса и разбавленный бетаин выводятся оттуда и концентрируются на выпарной станции (рисунок 2).
Использование в схеме двух сепараторов, работающих последовательно, позволяет улучшить отделение сахарозы от несахаров, обеспечивает извлечение очищенного бетаина из кормовой мелассы без дополнительных затрат на использование смолы или воды. Технологический поток системы с сопряженным контуром показан на рисунке 3.
Водная фаза Water
J
Сахарсодержащая фракция (Экстракт) Extract
Обедненная меласса (рафинат) Depleted molasses
Рисунок 1. Хроматографическое разделение свекловичной мелассы по фракциям Figure 1. Chromatographic separation of beet molasses into fractions
Бетаинсодержащая фракция Betaine
Рисунок 2. Схема переработки свекловичной мелассы Figure 2. Beet molasses processing scheme
Второй круг
Исходная меласса Melasse Апгрейд
меласса
Первый контур сепарации
Вода
Water | Бетаин
Betaiiie
Г* I_Z
Вода { Water
Второй контур сепарации
Экстракт Extract _
Кристаллизация
Белый сахар Sugar
Кристаллизационное отдатенне
Рафинат Ra filiate
Вторичная меласса
Рисунок 3. Технологический поток системы с сопряженным контуром Figure 3. Process flow of a conjugate loop system
Проходя через первый контурный сепаратор, исходная меласса разделяется на очищенный поток бетаина и обогащенный сахарозой поток. Поток апгрейд мелассы направляется во второй контурный сепаратор, где большая часть оставшихся несахаров удаляется в рафинате с получением экстракта высокой чистоты. Экстракт из второго контура направляется в кристаллизационное отделение.
Материалы и методы
Известны различные способы включения обработки экстрактов в технологическую схему производства, и модуль дешугаризации мелассы (ДМ) следует оптимизировать в соответствии с этой интеграцией [10]. Поскольку цветность экстракта значительно выше, чем у сиропа, кристаллизация экстракта по стандартной
трехкристаллизационной схеме может быть неэффективной из-за высокой цветности белого сахара. Модификации процесса кристаллизации путем добавления четвертой ступени кристаллизации или смешивания экстракта со стандарт-сиропом в процессе совместной переработки обеспечивают получение из экстракта высококачественного товарного продукта.
Результаты и обсуждение В связи с сезонным характером сахарного производства целесообразно экстракт после ДМ хранить для выработки сахара после завершения переработки свеклы. Экстракт перерабатывают отдельно по схеме с тремя или четырьмя кристал-лизациями. Из-за высокой цветности экстракта товарный сахар не может производиться на первой ступени кристаллизации, поэтому рекомендуется подавать его на вторую ступень (рисунок 4).
Рисунок 4. Схема получения белого сахара из экстракта с тремя кристаллизациями Figure 4. Scheme of obtaining white sugar from an extract with three crystallizations
В таблице 1 показаны основные результаты моделирования этой схемы обработки экстракта. Чистота исходной мелассы представляет собой чистоту первичной мелассы, которая подается в сепаратор. Предполагается, что сепаратор обеспечивает чистоту экстракта 93% и извлечение сахарозы 92%. В расчетах предполагается, что конечная чистота мелассы будет 60%, однако прогнозируемая чистота мелассы из экстракта повышается, поскольку экстракт
добавляют при втором уваривании. Можно снизить конечную чистоту мелассы путем рециркуляции мелассы из экстракта в утфель III ступени кристаллизации, но для этого потребуется дополнительная емкость аппарата. В таблице представлены две цветности белого сахара; первая представляет собой сахар, полученный при кристаллизации экстракта, вторая - полученный при кристаллизации стандарт-сиропа.
Таблица 1.
Результаты моделирования однопроходной обработки экстракта
Table 1.
Simulation results for single-pass processing of the extract
Чистота исходной мелассы, % Good quality of the original molasses, % Чистота экстракта, % The good quality of the extract, % Извлечение сахарозы в виде экстракта, % Extraction of sucrose in the form of an extract, % Чистота мелассы из экстракта, % The good quality of molasses from the extract, % Переработка экстракта Extract processing Суммарный результат переработки сиропа из свеклы
Выход сахара, % Sugar yield, % Цветность, ед. ICUMSA Color, units ICUMSA Выход сахара, % Sugar yield, % Цветность, ед. ICUMSA Color, units ICUMSA
60.2 93.0 92.0 72.2 81.6 29.9 97.6 19.8
По схеме с повторной обработкой мелассы на станции ДМ, как и в приведенном выше варианте, экстракт обрабатывается после завершения переработки свеклы. В этом случае меласса, полученная после кристаллизации, хранится, а затем направляется через сепаратор для извлечения дополнительной сахарозы. Рекомендуется подавать экстракт второго прохода на вторую ступень кристаллизации из-за высокой цветности.
Возможна переработка экстракта одновременно со стандарт-сиропом, но кристаллизацию экстракта следует производить в отдельном аппарате. Вместо того, чтобы подавать экстракт на вторую ступень уваривания, его можно добавить в первый вакуум-аппарат для обычного процесса трехкратной кристаллизации. Произведенный сахар может иметь повышенную цветность. Экстракт мелассы не направляется на повторную переработку.
Бесконечная переработка экстракта -наиболее простое решение, поскольку не требует хранения мелассы или дополнительных сезонов по кристаллизации. Однако бесконечная рециркуляция снижает производительность сепаратора и может привести к накоплению несахаров, которые нелегко удалить с помощью хроматографии. Эти несахара будут накапливаться в мелассе и отрицательно влиять на работу
сепаратора. Кроме того, рециркуляция экстракта приводит к постоянно меняющимся качествам мелассы, что затрудняет правильную настройку сепаратора.
В этой схеме экстракт из сепаратора смешивается со стандарт-сиропом, и объединенный поток перерабатывается в схеме с тремя кристаллиза-циями. Часть потока экстракта направляют на вторую ступень кристаллизации для обеспечения стандартной цветности белого сахара. Меласса, полученная после кристаллизация, подается в сепаратор. Поскольку весь поток мелассы направляется обратно в установку ДМ, этот сценарий называется «бесконечной» рециркуляцией.
В другом варианте экстракт из сепаратора смешивается со стандарт-сиропом, который затем обрабатывается по трех кристаллизационной схеме. Чтобы обеспечить стандартную цветность белого сахара, часть потока экстракта снова добавляют на вторую ступень кристаллизации. При этом часть произведенной мелассы отправляется обратно в сепаратор, а часть удаляется в качестве отхода. Это помогает уменьшить накопление несахаров и улучшить производительность сепаратора и качество промежуточных сахаров. Удалённая меласса может храниться для дальнейшей переработки в заводе (рисунок 5).
Исходная меласс ¿1 Some е molasses '
Сепаратор
Вода Water
Рафинат Refinery
Меласса на переработку Melass for recycling
Клер' Clavilç
Стандарт енроп
Syrup
B-al продукта
Экстр LKT Extrac
Белый сахар
продукта
В-аШ продукта
Sugar
Центрифуги Centrifuges
Меласса Molasses
Рисунок 5. Схема переработки экстракта с частичным возвратом мелассы в сепаратор Figure 5. Extract processing scheme with partial return of molasses to the separator
61
Результаты моделирования переработки экстракта с частичным возвратом мелассы в сепаратор показаны в таблице 2. Модель сконфигурирована так, что возврат мелассы составляет 5% от общего потока мелассы. На основании промышленных данных предполагается, что
достигается чистота экстракта 91 % и извлечение сахарозы 87,5% из-за снижения накопления несахаров. В целом модель предсказывает, что 98,3% сахара в стандарт-сиропе извлекается в виде белого сахара.
Таблица 2.
Результаты моделирования переработки экстракта с возвратом части мелассы в сепаратор
Table 2.
Simulation results of extract processing with return of a part of molasses to the separator
Чистота исходной мелассы, % Good quality of the original molasses, % Чистота экстракта, % The good quality of the extract, % Извлечение сахарозы в виде экстракта, % Extraction of sucrose in the form of an extract, % Переработ Extract ка экстракта processing Total sugar yield, %
Выход сахара, % Sugar yield, % Цветность, ед. ICUMSA Color, units ICUMSA
60,7 91,0 87,5 74,5 25,1 98,3
В схеме однопроходной обработки с обесцвечиванием экстракт из установки ДМ проходит процесс обесцвечивания перед кристаллизацией. Предполагается, что удаляется 60% красящих веществ экстракта. Обесцвеченный экстракт хранят до окончания переработки свеклы и кристаллизуют, не смешивая с продуктами переработки свеклы. Из-за пониженной цветности экстракт можно использовать на первой ступени кристаллизации. Полученную мелассу не подвергают повторной переработке [12-20].
В таблице 3 приведены результаты моделирования каждого способа обработки экстракта. В качестве исходного уровня схемы обработки экстракта сравниваются со стандартным выходом
сахара без дешухаризации мелассы. Этот базовый вариант предполагает, что сироп из свеклы перерабатывают по традиционной схеме с тремя кристаллизациями, а полученную мелассу продают. В базовом варианте обработка экстракта отсутствует. Чистота исходной мелассы - это чистота мелассы, подаваемой в сепаратор. В случае отсутствия обработки экстракта -чистота мелассы, полученной после кристаллизации сиропа из свеклы. Цветность белого сахара для каждого случая - это средний показатель цветности с учетом белого сахара, полученного из свеклы, экстракта и экстракта второго прохода, когда это применимо.
Сравнение эффективности различных схем переработки экстракта [11] Comparison of the effectiveness of various schemes of extract processing
Таблица 3.
Table 3.
Схема обработки экстракта Extract processing scheme Чистота исходной мелассы, % Good quality of the original molasses, % Чистота экстракта из сепаратора, % Purity of the extract from the separator, % Выход сахарозы в виде экстракта, % The yield of sucrose in the form of an extract, % Извлечение сахарозы при переработке экстракта, % Recovery of sucrose during extract processing, % Чистота мелассы из экстракта, % Purity of molasses from the extract, % Средняя цветность белого сахара, ед. ICUMSA Average color of white sugar, units Общий выход сахара,% Total sugar yield, %
1 2 3 4 5 6 7 8
Традиционная без ДМ (исходный уровень) Traditional without molasses desugarization (initial level) 60.2 - - - - 19.8 88.2
Однопроходная, без возврата мелассы на ДМ Single-pass, without return of molasses for desugarization 60.2 93.0 92.0 81.6 72.2 20.8 97.6
КульневаН.Т. и др. Ве^стникВГУИШ, 2022, Ш. 84, №. 1, С. 58-65 post@vestnik-vsuet.ru
Продолжение таблицы 3 | Continuation of table 3
1 2 3 4 5 6 7 8
С возвратом мелассы
на ДМ во втором
проходе With the return 72.2 91.0 89.0 87.5 69.0 21.6 99.1
of molasses
for desugarization in the second pass
Совместная
переработка сиропа и экстракта Combined processing 61.6 93.0 92.0 81.6 61.6 18.3 98.3
of syrup and extract
Бесконечная
переработка Endless recycling 60.9 91.0 87.2 74.2 - 25.0 98.9
Переработка
с возвратом части
мелассы Recycling with the return of a part 60.7 91.0 87.5 74.5 - 25.1 98.3
of molasses
Однопроходная с обесцвечиванием
экстракта 60.2 93.0 92.0 81.6 61.6 20.8 98.4
Single-pass with bleaching of the extract
Заключение
Моделирование позволяет сделать вывод, что переработка экстракта со стадией второго прохода приведет к максимальному общему извлечению сахара. Второй по эффективности является бесконечная переработка. Улучшение по сравнению с бесконечной рециркуляцией
в способе с повторной переработкой мелассы достигается оптимизацией параметров настройки сепаратора за счет стабильного качества перерабатываемого сырья. Бесконечная переработка приводит к накоплению несахаров, что дестабилизирует качество мелассы и затрудняет настройку сепаратора.
Литература
1 ГОСТ 30561-2017 Меласса свекловичная. Технические условия. М.: Стандартинформ. 2017. 22 с.
2 Potvliet M. Comparison of Results in Desugarization with the Steffen Lime, Barium, and Strontium Processes // Industrial & Engineering Chemistry. 1921. V. 13. №. 11. P. 1041-1042.
3 Сидак М.В. Анализ и перспективы развития рынка глубокой переработки побочной продукции и отходов свеклосахарного производства в биотопливо и другие продукты // Сахарная свекла. 2019. №. 10. С. 6-11.
4 Шердани А.Д. Супербарботажтм - инновационная технология очистки свекловичной мелассы. Сравнение с современными аналогами // Сахар. 2021. №. 5. С. 24-39.
5 Farmani B. et al. Powdered Activated Carbon Treatment of Sugar Beet Molasses for Liquid Invert Sugar Production: Effects of Storage Time and Temperatures // Sugar Tech. 2021. P. 1-10.
6 Гибадуллина Л.Р. и др. Выделение бетаина из раствора свекловичной мелассы // Biological sciences. 2019. С. 43.
7 Schmid M.T. et al. Utilization of desugarized sugar beet molasses for the production of poly (3-hydroxybutyrate) by halophilic Bacillus megaterium uyuni S29 // Process biochemistry. 2019. V. 86. P. 9-15.
8 Пат. № 2761113, C13B 99/00. Способ утилизации обедненной мелассы / Кульнева Н.Г., Ноздреватых Ю.А. № 2021101369; Заявл. 22.01.2021; Опубл. 06.12.2021, Бюл. № 34.
9 Круглик С.В. О способе использования обеднённой мелассы // Сахар. 2020. № 1. С. 14-18.
10 McGillivray T. et al. Molasses desugarization extract: resolution of problems associated with processing extract // Sugar Industry/Zuckermdustne. 2009. V. 134. №. 8. P. 540-547.
11 Johnson E. et al. Molasses desugarization in the US beet sugar industry: recent update // International Sugar Journal. 2019. V. 121. №. 1449. P. 668-681.
12 Urbaniec K., Grabarczyk R. Hydrogen production from sugar beet molasses-a techno-economic study // Journal of cleaner production. 2014. V. 65. P. 324-329. doi: 10.1016/j,jclepro.2013.08.027
13 Sidak M.V. et al. Market analysis and development prospective of by-products and waste as a result of beet sugar production in terms of their deep processing into biofuel and other products // Sakharnaya Svekla. 2019. №. 10. doi: 10.25802/SB.2019.37.92.001
14 Vucurovic V.M., Puskas V.S., Miljic U.D. Bioethanol production from sugar beet molasses and thick juice by free and immobilised Saccharomyces cerevisiae // Journal of the Institute of Brewing. 2019. V. 125. №. 1. P. 134-142. doi: 10.1002/jib.536
15 Schmid M.T., Song H., Raschbauer M., Emerstorfer F. et al. Utilization of desugarized sugar beet molasses for the production of poly (3-hydroxybutyrate) by halophilic Bacillus megaterium uyuni S29 // Process biochemistry. 2019. V. 86. P. 9-15. doi: 10.1016/j.procbio.2019"08.001
Gojgic-Cvijovic G.D., Jakovljevic D.M., Loncarevic B.D., Todorovic N.M. et al. Production of levan by Bacillus licheniformis NS032 in sugar beet molasses-based medium // International journal of biological macromolecules. 2019. V. 121. P. 142-151. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.019
17 Duraisam R., Salelgn K., Berekete A.K. Production of beet sugar and bio-ethanol from sugar beet and it bagasse: a review//Int JEng Trends Technol. 2017. V. 43. №. 4. P. 222-233.
18 Mikulski D., Klosowski G. Integration of first-and second-generation bioethanol production from beet molasses and distillery stillage after dilute sulfuric acid pretreatment // BioEnergy Research. 2021. P. 1-12. doi: 10.1007/s12155-021-10260-w
19 Martinez O. et al. Valorization of sugarcane bagasse and sugar beet molasses using Kluyveromyces marxianus for producing value-added aroma compounds via solid-state fermentation // Journal of Cleaner Production. 2017. V. 158. P. 8-17. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.04.155
Germec M., Turhan I. Enhanced production of Aspergillus niger inulinase from sugar beet molasses and its kinetic modeling // Biotechnology Letters. 2020. V. 42. №. 10. P. 1939-1955. doi: 10.1007/s10529-020-02913-1
References
1 GOST 30561-2017 Beet molasses. Specifications. Moscow, Standartinform. 2017. 22 p. (in Russian).
2 Potvliet M. Comparison of Results in Desugarization with the Steffen Lime, Barium, and Strontium Processes. Industrial & Engineering Chemistry. 1921. vol. 13. no. 11. pp. 1041-1042. (in Russian).
3 Sidak M.V. Analysis and development prospects of the market for deep processing of by-products and wastes of sugar beet production into biofuels and other products. Sugar beet. 2019. no. 10. pp. 6-11. (in Russian).
4 Sherdani A.D. SuperbarbotageTM is an innovative technology for cleaning beet molasses. Comparison with modern analogues. Sugar. 2021. no. 5. pp. 24-39. (in Russian).
5 Farmani B. et al. Powdered Activated Carbon Treatment of Sugar Beet Molasses for Liquid Invert Sugar Production: Effects of Storage Time and Temperatures. Sugar Tech. 2021. pp. 1-10.
6 Gibadullina L.R. Isolation of betaine from beet molasses solution. Biological sciences. 2019. pp. 43. (in Russian).
7 Schmid M.T. et al. Utilization of desugarized sugar beet molasses for the production of poly (3-hydroxybutyrate) by halophilic Bacillus megaterium uyuni S29. Process biochemistry. 2019. vol. 86. pp. 9-15.
8 Kulneva N.G., Nozdrevatykh Yu.A. The method of utilization of depleted molasses. Patent RF, no. 2761113, 2021.
9 Kruglik S.V. On the method of using depleted molasses. Sugar. 2020. no. 1. pp. 14-18. (in Russian).
10 McGillivray T. et al. Molasses desugarization extract: resolution of problems associated with processing extract. Sugar Industry/Zuckerindustrie. 2009. vol. 134. no. 8. pp. 540-547.
11 Johnson E. et al. Molasses desugarization in the US beet sugar industry: recent update. International Sugar Journal. 2019. vol. 121. no. 1449. pp. 668-681.
12 Urbaniec K., Grabarczyk R. Hydrogen production from sugar beet molasses-a techno-economic study. Journal of cleaner production. 2014. vol. 65. pp. 324-329. doi: 10.1016/j.jclepro.2013.08.027
13 Sidak M.V. et al. Market analysis and development prospective of by-products and waste as a result of beet sugar production in terms of their deep processing into biofuel and other products. Sakharnaya Svekla. 2019. no. 10. doi: 10.25802/SB.2019.37.92.001
14 Vucurovic V.M., Puskas V.S., Miljic U.D. Bioethanol production from sugar beet molasses and thick juice by free and immobilised Saccharomyces cerevisiae. Journal of the Institute of Brewing. 2019. vol. 125. no. 1. pp. 134-142. doi: 10.1002/jib.536
15 Schmid M.T., Song H., Raschbauer M., Emerstorfer F. et al. Utilization of desugarized sugar beet molasses for the production of poly (3-hydroxybutyrate) by halophilic Bacillus megaterium uyuni S29. Process biochemistry. 2019. vol. 86. pp. 9-15. doi: 10.1016/j.procbio.2019.08.001
16 Gojgic-Cvijovic G.D., Jakovljevic D.M., Loncarevic B.D., Todorovic N.M. et al. Production of levan by Bacillus licheniformis NS032 in sugar beet molasses-based medium. International journal of biological macromolecules. 2019. vol. 121. pp. 142-151. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.019
17 Duraisam R., Salelgn K., Berekete A.K. Production of beet sugar and bio-ethanol from sugar beet and it bagasse: a review. Int J Eng Trends Technol. 2017. vol. 43. no. 4. pp. 222-233.
18 Mikulski D., Klosowski G. Integration of first-and second-generation bioethanol production from beet molasses and distillery stillage after dilute sulfuric acid pretreatment. BioEnergy Research. 2021. pp. 1-12. doi: 10.1007/s12155-021-10260-w
19 Martinez O. et al. Valorization of sugarcane bagasse and sugar beet molasses using Kluyveromyces marxianus for producing value-added aroma compounds via solid-state fermentation. Journal of Cleaner Production. 2017. vol. 158. pp. 8-17. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.04.155
20 Germec M., Turhan I. Enhanced production of Aspergillus niger inulinase from sugar beet molasses and its kinetic modeling. Biotechnology Letters. 2020. vol. 42. no. 10. pp. 1939-1955. doi: 10.1007/s10529-020-02913-1
Сведения об авторах Надежда Г. Кульнева д.т.н., профессор, кафедра технологии бродильных и сахаристых производств, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г Воронеж, 394036, Россия, ngkuhieva@yandex.ni
https://orcid.org/0000-0003-3802-9071 Павел Ю. Сурин ведущий инженер, ООО «Вик-сервис», ул. Ростовская, д. 58/12, г. Воронеж, 394074, Россия), believe089@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-8244-438X Владимир А. Федорук к.т.н., доцент, ООО «БМА-Руссланд», ул. Комиссаржевской, 10, г. Воронеж, 394036, Россия, yzas2006@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0002-7410-0165 Наталья А. Матвиенко к.т.н., доцент, кафедра технологии бродильных и сахаристых производств, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, mtali25_81@mail.ru https://orcid.org/0000-0003-4777-003X
Вклад авторов
Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about authors Nadezhda G. Kulneva Dr. Sci. (Engin.), professor, fermentation technology and sugar industries departmen, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, ngkuhieva@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0003-3802-9071 Pavel Yu. Surin lead engineer, LLC "Vic-service", Rostovskaya St., 58/12, Voronezh, 394074, Russia, believe089@gmail.com https://orcid.org/0000-0002-8244-438X
Vladimir A. Fedoruk Cand. Sci. (Engin.), associate professor, LLC "BMA Russland", Komissarzhevskaya St., 10, Voronezh, 394036, Russia, yzas2006@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0002-7410-0165 Natalya A. Matvienko Cand. Sci. (Engin.), associate professor, fermentation technology and sugar industries departmen, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, natali25_81@mail.m https://orcid.org/0000-0003-4777-003X
Contribution
All authors are equally involved in the writing of the manuscript and are responsible for plagiarism
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 10/01/2022_После редакции 07/02/2022_Принята в печать 25/02/2022
Received 10/01/2022_Accepted in revised 07/02/2022_Accepted 25/02/2022
DOI: http://doi.org/1Q.2Q914/231Q-1202-2Q22-1-66-72_Оригинальная статья/Research article
УДК 577.322.23: 633.522_Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Влияние переработки на белковый комплекс семян конопли
Валентин И. Ущаповский 1 v.uschapovsky@fnclk.ru 0000-0003-1620-3323 Агата А. Гончарова 1 a.goncharova@fnclk.ru 0000-0001-5977-5669
_Ирина Э. Миневич 1 i.minevich@fnclk.ru_0000-0002-8558-4257
1 Федеральный научный центр лубяных культур, Комсомольский пр-т, 17/56, г. Тверь, 170041, Россия
Аннотация. В последнее время промышленные семена конопли, Cannabis sativa L., стали вызывать немалый интерес в научных исследованиях, в области питания и промышленности ввиду их высокой пищевой ценности и хорошей усвояемости. Семена конопли становятся новым источником растительного белка и необходимых компонентов для поддержания здоровья благодаря богатому содержанию белковых соединений, витаминов, ненасыщенных жирных кислот. В текущем исследовании было изучено влияние переработки на белковый комплекс семян конопли посевной с низким содержанием тетрагидроканнабиола. В работе применяли стандартные методы анализа (определение белка, жира, влаги) и специальные методы: определение соотношения белковых фракций семян конопли и продуктов их переработки. Объектом исследования служили семена конопли, сорт Сурская, и продукты их обезжиривания механическим и химическим методами. Было выявлено преобладание глобулиновой фракции в исходных семенах конопли (69,44%) и в продукте, полученном при обезжиривании семян конопли гексаном (мелкодисперсная фракция шрота, 80,94%). В муке из семян конопли, которая была получена холодным прессованием, преобладала глютелиновая фракция (38,98%). После процессов переработки семян конопли (прессование, экстракция) соотношение белковых фракций (альбуминовой, глобулиновой и глютелиновой) в полученных продуктах изменилось: шрот (1:3,2:3,2), мелкодисперсная фракция (0,1:4,7:1) и мука (1,1:1:1,4), в сравнении с исходным сырьём (1:2,5:0,1). При всех методах обработки наблюдается значительное увеличение глютелиновой фракции: с 2,78 до 43,10 и 38,98%, механическим и химическим методами, соответственно, и снижение суммы водо- и солерастворимых фракций. Исследования по изучению соотношения белковых фракций масличных культур имеют практическое значение для повышения качества продуктов здорового питания.
Ключевые слова: семена конопли, масличные культуры, белковые фракции, глобулины, здоровое питание, качество пищевой продукции, экстракция
The impact of processing on hemp seeds protein complex
Valentin I. Uschapovsky 1 v.uschapovsky@fnclk.ru 0000-0003-1620-3323 Agata A. Goncharova 1 a.goncharova@fnclk.ru 0000-0001-5977-5669
_Irina E. Minevich 1 i.minevich@fnclk.ru_0000-0002-8558-4257
1 Federal Research Center for Bust Fiber Crops, 17/56, Komsomolsky av., Tver, Russia,170041
Abstract. Recently, commercial hemp seeds, Cannabis sativa L., have attracted considerable interest in nutritional and industrial research due to their high nutritional value and good digestibility. Hemp seeds are becoming a new source of vegetable protein and the necessary components for maintaining health due to the rich content of protein compounds, vitamins, and unsaturated fatty acids. The effect of processing on the protein complex of low THC hemp seeds was studied in the current study. Standard methods of analysis (determination of protein, fat, moisture) and special methods (determination of the ratio of protein fractions of hemp seeds and products of their processing) were applied in the work. The objects of study were hemp seeds (Surskaya variety) and products of their de-oiling by mechanical and chemical methods. The globulin fraction predominance in the original hemp seeds (69.44%) and in the product obtained by hemp seeds de-oiling with hexane (fine fraction of meal, 80.94%) was revealed. Glutelin fraction (38.98%) prevailed in hemp seed flour obtained by cold pressing. After the hemp seeds processing (pressing, extraction), the ratio of protein fractions (albumin, globulin and glutelin) in the resulting products changed: meal (1:3.2:3.2), fine fraction (0.1:4.7:1) and flour (1.1:1:1.4), in comparison with the initial raw material (1:2.5:0.1). A significant increase in the glutelin fraction: from 2.78 to 43.10 and 38.98%, by mechanical and chemical methods, respectively, and a decrease in the amount of waterand salt-soluble fractions were observed with all processing methods. Researches of the study of the ratio of oilseeds protein fractions are of practical importance for improving healthy foods quality.
Keywords: Hemp seeds, oilseeds, protein fractions, globulins, healthy diet, food quality, extraction.
Введение
Конопля посевная (Cannabis sativa L.) относится к техническим культурам комплексного использования, т. е. в перерабатывающей
Для цитирования Ущаповский В.И., Гончарова А.А., Миневич И.Э. Влияние переработки на белковый комплекс семян конопли // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 66-72. doi:10.20914/2310-1202-2022-1-66-72
© 2022, Ущаповский В.И. и др. / Uschapovskii V.I. et al.
промышленности используются различные части растения, как сырье для производства волокнистых изделий, пищевых, медицинских и химических продуктов. По данным ФАО,
For citation
Uschapovsky V.I., Goncharova A.A., Minevich I.E. The impact of processing on hemp seeds protein complex . Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2022. vol. 84. no. 1. pp. 66-72. (in Russian).
doi:10.20914/2310-1202-2022-1-66-72_
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License
66 БД Agris
