CC BY
14
УДК / UDC 633/367
ПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ ЛЮПИНА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
PRODUCTIVE POTENTIAL OF MODERN VARIETIES OF LUPIN AND PROSPECTS FOR ITS DEEP PROCESSING
Потаракина О.В., аспирант Potarakina O.V., Postgraduate student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина», Орел, Россия
Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education «Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin», Orel, Russia
E-mail: [email protected]
В работе приведены исследования продуктивного потенциала сорта люпина «Орловский» в условиях Орловской области на базе ФГБНУ ФНЦ ЗБК. Перспективы развития люпиносеяния в России связаны с тем, что он способен накапливать большое количество белка за счет атмосферного азота при минимальных затратах на это по сравнению с внесением азота минерального. Содержание белковых веществ в люпине обусловлено как биологическими особенностями отдельных видов, разновидностей и сортов, так и условиями произрастания. При этом между отдельными видами, разновидностями и сортами люпина существуют различия как в количественном содержании белковых веществ, так и в качественном их составе. В этом отношении новые сорта однолетних видов люпина представляют несомненный интерес. Достоинства люпина неоднократно отмечали многие ученые и практики. Он весьма эффективно фиксирует азот в симбиозе с клубеньковыми бактериями. Благодаря высокой растворяющей способности корневых выделений люпины усваивают фосфор и другие элементы, фиксированные в почве. Многие виды этой культуры могут произрастать на песчаных кислых почвах. В настоящее время белый люпин - это ценная высокобелковая кормовая культура. Области его применения расширяются в связи с выведением новых безалкалоидных сортов, таких как Дега, Витязь. Особой проблемой для гарантированных стабильных поставок в пищевую промышленность, которая является приоритетной для сельскохозяйственного комплекса и которая, в свою очередь, должна внедрять инновации для производства привлекательных пищевых продуктов на основе люпина, богатых белком, является более низкая урожайность по сравнению с другими бобовыми культурами, в том числе и широко используемой сои.
Ключевые слова: люпин, урожайность, сорт, глубокая переработка, пищевая промышленность, алкалоидность.
The paper presents studies of the productive potential of the lupine variety "Orlovsky" in the conditions of the Orel region on the basis of the Federal State Budgetary Institution of "Federal Scientific Center of Legumes and Cereals". The prospects for the development of lupin sowing in Russia are related to the fact that it is able to accumulate a large amount of protein due to atmospheric nitrogen at minimal cost compared to the introduction of mineral nitrogen. The content of protein substances in
lupine is due to both the biological characteristics of individual species, varieties and kinds, and the growing conditions. At the same time, there are differences between individual species, varieties and kinds of lupin both in the quantitative content of protein substances and in their qualitative composition. In this regard, new varieties of annual lupine species are of undoubted interest. The advantages of lupin have been repeatedly noted by many scientists and practitioners. It fixes nitrogen in symbiosis with nodule bacteria very effectively. Due to the high solvent capacity of root secretions, lupines absorb phosphorus and other elements fixed in the soil. Many species of this crop can grow on sandy acidic soils. Currently, white lupin is a valuable high-protein forage crop. Its application areas are expanding due to the introduction of new non-alkaloid varieties, such as Degas, Vityaz. A special problem for guaranteed stable supplies to the food industry, which is a priority for the agricultural complex and which, in turn, must introduce innovations for the production of attractive food products based on lupin, rich in protein, is a lower yield compared to other legumes, including widely used soybeans.
Keywords: lupin, yield, variety, deep processing, food industry, alkaloidness.
Большим достижением возделывания люпина является то, что его использование в качестве сидератной культуры оздоравливает почву и превращает труднодоступные почвенные соединения в легкодоступные органические подвижные формы для питания культурных растений. Люпин относительно более устойчив к некоторым абиотическим стрессам, чем другие бобовые, и имеет доказанный потенциал для восстановления бедных и загрязненных почв. Дополнительным аспектом является и то, что люпин можно использовать в косметических и медицинских целях. Для налаживания цепочки поставок продуктов на основе люпина, необходимы передовые методы селекции, чтобы получить новые сорта люпина для социально-экономического и экологически устойчивого выращивания. Новые процессы должны быть оптимизированы для получения высококачественных и безопасных белковых ингредиентов из люпина, а также должны быть разработаны и предложены потребителям рыночные продукты.
В Орловской области под люпин отводится около 20,3 тыс. га, но не мало важно, что эта небольшая площадь составляет 26 % от всего возделываемого люпина в России [6]. Недостаточный урожай зерна, который в основном связан из-за ограниченной селекции, представляет собой серьезное препятствие для расширения и экономической устойчивости выращивания люпина в России. Несмотря на богатый генофонд, всего один сорт Дега (селекция ВНИИ люпина Брянская обл. совместно с Московской сельскохозяйственной академией им. КА. Тимирязева) имеет перспективу на данный момент для широкого применения в пищевой промышленности. В связи с чем исследования направленные на повышение урожайности и расширения возможности переработки зерна люпина с пониженной алкалоидностью является актуальными.
Материалы и методики. Объектом исследований является сорт люпина «Орловский» селекции ФГБНУ ФНЦ ЗБК. Основные особенности: низкоалкалоидный, по данным оригинатора содержание алкалоидов в зерне до 0,045% в зависимости от условий и года выращивания. Достоинством сорта является его эффективная азотофиксирующая деятельность. Посев люпина осуществлялся с 2018 по 2020 годы на серых лесных и чернозёмных почвах, предшественник пшеница яровая.
Результаты и обсуждения. По данным ФГБНУ ФНЦ ЗБК полевая урожайность данного сорта варьирует от 1,75 до 2,1 т/га (рис.1) [7], в то же время потенциал данного сорта 5,2 т/г, в эти же года исследований деляночная урожайность составила от 2,44 до 3,71 т/га [8]. Авторы заявляют, что варьирование урожайности культуры по годам составляет более чем в 2-2,5 раза.
Исходя из структурных особенностей зерна люпина выбор фракционной переработки будет влиять на техно-функциональные и биоактивные свойства полученных продуктов [1].
2,5 2
а1,5 г
т/ 1
0,5 — 0 —
2018 год
2019 год
2020 год
■ Урожайность люпина сорта "Орловский", т/га
Рисунок 1 - Урожайность люпина сорта «Орловский» в ФГБНУ ФНЦ ЗБК
по годам.
На рисунке 2 представлена схема глубокой переработки семян люпина, основанная на фракционном разделении компонентов. Различные методы фракционирования, выделения и очистки в сочетании с предварительной обработкой используются для получения белковых концентратов/изолятов с заданными техно-функциональными свойствами. Каждый компонент может применятся в производстве функциональных продуктов питания. Например, содержание масла в белом люпине составляет 8-14%, а его питательные качества превосходны. Если этот признак будет дополнительно улучшен путем селекции, это повысит экономическую устойчивость культуры, сделав ее источником двойного назначения: белка и масла, как соя. Семена люпина являются богатым источником селена - мощного антиоксиданта. Особую ценность представляет белковая фракция, включающая конглютин^, применяют для контроля инсулинорезистентности и диабета [2,3].
Рисунок 2 - Продукты глубокой переработки люпина.
Производство белковых ингредиентов с улучшенными питательными, технологическими и полезными для здоровья свойствами ставит перед пищевой промышленностью уникальные задачи. Технологические подходы еще предстоит оптимизировать для улучшения производства, экономической эффективности и экологичности высококачественных белковых ингредиентов.
Технологические проблемы, связанные с оптимизацией производства и переработки люпинового белка, связаны с интеграцией процесса в целостную концепцию, которая учитывает извлечение масла и клетчатки, использование побочных продуктов для кормления животных, производства биотоплива. После экстракции белка большое количество пищевых волокон (до 40% массы семян) играет потенциальную роль в функциональных пищевых продуктах. Необходимо изучить инновационные, рентабельные и экологически безопасные технологии очистки и фракционирования волокна. Масло люпина является привлекательным продуктом благодаря сбалансированному составу жирных кислот и содержанию биологически активных липидов. В контексте использования побочных продуктов корма для животных являются одним из основных факторов, влияющих на общую прибыльность [4].
Есть и особенности переработки. Чтобы использовать люпин в качестве источника высококачественных и полезных белков в пищу, необходимо уделять особое внимание нескольким качественным характеристикам: в частности, содержанию алкалоидов, которое должно поддерживаться на как можно более низком уровне, и белковой фракции конглютин^, которая представляет интерес для контроля инсулинорезистентности и диабета. Важно еще знать, что конглютины-а, -в, ^ и -б являются потенциальными аллергенами люпина, из которых конглютин-а обладает сильной аллергенностью [5].
В таблице 1 представлен выход основных продуктов, представляющий наибольшее практическое применение с 1 га посевов.
Таблица 1 - Выход продуктов переработки семян люпина с 1 га
Продукт Выход продукта, кг/га
Оболочка 312,5
Ядро 937,5
Se-содержащий белковый ингредиент 562,5
Растворимые пищевые волокна 43,75
Нерастворимые пищевые волокна 1206,25
Вывод. Производство белковых ингредиентов с улучшенными питательными, технологическими свойствами и пользой для здоровья ставит перед пищевой промышленностью уникальные задачи. Технологические подходы еще предстоит оптимизировать, чтобы улучшить производство, экономическую эффективность и экологическую целесообразность высококачественных белковых ингредиентов.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Белова М.П. Научное обоснование и разработка технологий рыбных полуфабрикатов и кулинарных изделий диабетического назначения: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.18.04 / Белова Марина Павловна. 2019. - 169 с.
2. Горькова И.В. Специализированные продукты и их функциональные ингредиенты // Рациональное использование сырья и создание новых продуктов
биотехнологического назначения: Материалы V международной научно-практической интернет-конференции по актуальным проблемам в области биотехнологии, Орел, 08 декабря 2022 года. - Орел: Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, 2022. - С. 157-161.
3. Горькова И.В., Потаракина О.В., Горьков A.A. Функциональные напитки для спортивного питания с люпиновым ингредиентом // Естественные и технические науки. 2022. № 9(172). С. 105-107.
4. Зверев C.B., Зубцов B.A., Ефремов Д.П. Технологическая схема способа обрушения семян льна и результаты его применения // Пищевая промышленность: наука и технологии. 2019. № 3(45). С. 93-96
5. Морозов A.^ Разработка и товароведная оценка полукопченых колбас с использованием пастообразных концентратов из семян амаранта и люпина: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.18.15 / Морозов Aлександр Иванович. - Кемерово, 2012. - 19 с.
6. Результаты и перспективы селекции сидеральных сортов узколистного люпина во Всероссийском научноисследовательском институте люпина / ПА Aгеева, М.В. Матюхина, H.A. Почутина, О.М. Громова // Зернобобовые и крупяные культуры 2020. №2(34). С. 59-63.
7. Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур [Электронный ресурс]: официальный сайт. - Режим доступа: https://vniizbk.ru/ (Дата обращения: 19.05.2023).
В. Цуканова З.Р. Эффективность применения системных протравителей на семенах люпина узколистного// Зернобобовые и крупяные культуры. №1(33). 2020. С.49-53
REFERENCES
1. Belova M.P. Nauchnoe obosnovanie i razrabotka tekhnologiy rybnykh polufabrikatov i kulinarnykh izdeliy diabeticheskogo naznacheniya: dissertatsiya ... kandidata Tekhnicheskikh nauk: 05.1B.04 / Belova Marina Pavlovna. 2019. - 169 s.
2. Gorkova I.V. Spetsializirovannye produkty i ikh funktsionalnye ingredienty // Ratsionalnoe ispolzovanie syrya i sozdanie novykh produktov biotekhnologicheskogo naznacheniya: Materialy V mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy internet-konferentsii po aktualnym problemam v oblasti biotekhnologii, Orel, 0B dekabrya 2022 goda. - Orel: Orlovskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet imeni N.V. Parakhina, 2022. - S. 157-161.
3. Gorkova I.V., Potarakina O.V., Gorkov A.A. Funktsionalnye napitki dlya sportivnogo pitaniya s lyupinovym ingredientom // Yestestvennye i tekhnicheskie nauki. 2022. № 9(172). S. 105-107.
4. Zverev C.V., Zubtsov V.A., Yefremov D.P. Tekhnologicheskaya skhema sposoba obrusheniya semyan lna i rezultaty ego primeneniya // Pishchevaya promyshlennost: nauka i tekhnologii. 2019. № 3(45). S. 93-96
5. Morozov A.I. Razrabotka i tovarovednaya otsenka polukopchenykh kolbas s ispolzovaniem pastoobraznykh kontsentratov iz semyan amaranta i lyupina: avtoreferat dis. ... kandidata tekhnicheskikh nauk: 05.1B.15 / Morozov Aleksandr Ivanovich. -Kemerovo, 2012. - 19 s.
6. Rezultaty i perspektivy selektsii sideralnykh sortov uzkolistnogo lyupina vo Vserossiyskom nauchnoissledovatelskom institute lyupina / P.A. Ageeva, M.V. Matyukhina, N.A. Pochutina, O.M. Gromova // Zernobobovye i krupyanye kultury 2020. №2(34). S. 59-63.
7. Federalnyy nauchnyy tsentr zernobobovykh i krupyanykh kultur [Elektronnyy resurs]: ofitsialnyy sayt. - Rezhim dostupa: https://vniizbk.ru/ (Data obrashcheniya: 19.05.2023).
B. Tsukanova Z.R. Effektivnost primeneniya sistemnykh protraviteley na semenakh lyupina uzkolistnogo// Zernobobovye i krupyanye kultury. №1(33). 2020. S.49-53
