Введение к работе
Актуальность работы. Анализ структуры питания населения России за последние десять лет свидетельствует о тенденции неуклонного снижения потребления белка животного происхождения, что обусловлено, в том числе, высокой себестоимостью продуктов животноводства в сравнении с продукцией растениеводства (Рогов, 2000, Нечаев, 2003) Мясо - ценнейший источник белков - относится к числу наиболее трудновоспроизводимых продуктов питания В связи с этим возрастает актуальность рационального использования растительных белков, в том числе для интенсификации производства мясопродуктов
В настоящее время в качестве источника растительного белка наиболее широко используются бобовые и масличные культуры (Плешков, 1985) Лидером по производству белка является соя (Доморощенкова, 2001) Высокая требовательность сои к природно-климатическим условиям, а также наличие в ней антипитательных компонентов (Петибская и др, 1998,2000, Лобанов и др, 2005), в том числе белковой природы, делает ее возделывание в северных регионах нашей страны нецелесообразным
При выборе источников растительного белка необходимо учитывать региональные ресурсы. В 16 субъектах Российской Федерации, в том числе и в Тверской области (Виноградов и др, 2001, Ущаповский, 2001), приоритетной культурой является лен В нашей стране лен - старейшая волокнистая и масличная культура, пригодная к возделыванию практически в любой зоне (Лисицын и др , 2002) Ценнейшим продуктом, получаемым при переработке льносемян, является льняное масло, богатое полиненасыщенными жирными кислотами Льняное масло является лечебно-профилактическим средством при некоторых онкологических заболеваниях, борьбе с липидемическими отложениями, атеросклерозом и другими заболеваниями. Отжим льняного масла, составляющего до 50% массы семени, производят методом холодного прессования, что позволяет сохранить все его ценные компоненты в неизменном виде Содержание белка в отходах льняного маслодельного производства по данным различных источников составляет от 25 до 54% (Виноградов и др , 2001) В настоящее время льняные жмыхи вводятся в количестве 10% в корма сельскохозяйственных животных, что не позволяет в полной мере реализовать заложенный в них потенциал нугрицевтиков
В связи с тем, что в процессе отжима масла на долю высокобелковых отходов -льняных жмыхов, приходится более 60%, их использование в качестве источника белка является перспективным направлением, позволяющим решить как проблему рациональной утилизации отходов маслодельного производства, так и проблему дефицита белка
Количественный и качественный состав белков льна свидетельствует о перспективности его применения в качестве источника белка (Пащенко и др, 2003,2004, Щербаков и др , 1991) В белке семени льна присутствуют все незаменимые аминокислоты, причем содержание некоторых из них соответствует стандарту ФАО (Food and Agricultural Organisation of the United Nation - Организация по питанию и сельскому хозяйству при ООН) (Виноградов и др, 2001, Ущаповский, 2001) Таким образом, существуют предпосылки создания на основе льняных жмыхов белковых продуктов В литературе есть примеры получения белковых продуктов из сои, нута, люпина, чечевицы,- подсолнечника, конопли, горчицы, рапса и многих других культур, кроме льна, что определяет актуальность данного исследования
Согласно литературным данным (Рогов, 2000, Нечаев, 2003), некоторые технологические этапы получения растительного белка, например, удаление масла экстракционным методом, снижение активности ингибиторов ферментов, приводит к денатурации белка, снижению содержания незаменимых аминокислот, в частности, полному разрушению триптофана (Доморошенкова,2001, Нечаев, 2003) В связи с этим необходимо не только разработать технологию получения белка из жмыха льна, но и изучить биохимический и аминокислотный состав белковых продуктов на его основе, а также
исследовать влияние отдельных технологических стадий на структуру белка, так как от этого во многом зависит его биологическая ценность
Таким образом, актуальность работы заключается в создании научно-методической основы получения растительного белка из жмыха семян льна и изучении биохимического состава и биологической ценности целевых и промежуточных продуктов, получаемых из жмыха семян льна
Полученные данные легли в основу запатентованной технологии «Способ получения альбуминно-глобулиновго белка «линумина» из жмыха семян льна» (патент РФ N» 2232513) Изучен аминокислотный состав льняных белковых продуктов, полученных из жмыхов Показано, что льняной белковый концентрат, получаемый по разработанной технологии, обладает высокой пищевой ценностью и включает такие незаменимые аминокислоты, как лизин, треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, а также гистидин и аргинин, считающиеся незаменимыми в детском возрасте Результаты работы могут быть использованы для разработки новых видов пищевых и кормовых продуктов на основе льняных белковых концентратов и изолятов
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение биохимического состава и биологической ценности целевых и промежуточных продуктов, полученных из жмыха семян льна Были поставлены следующие задачи
Изучить содержание различных форм азота в семенах и жмыхах льна, установить предпочтительность использования этих объектов в качестве источника растительного белка
Создать научно-методическую основу для получения льняного пищевого белка из жмыха семян льна
Изучить биохимический состав и биологическую ценность целевых экстракционных продуктов из жмыха семян льна
Установить исходную конформацию белков льняного жмыха, и конформацию белков целевого продукта для определения степени их денатурации в процессе реализации технологии
Изучить содержание белка в отходах производства первичной жмыховой пасте, вторичной жмыховой пасте, первичной сывороточной воде для определения возможных путей их дальнейшей утилизации
Научная новизна работы Показана перспективность и принципиальная возможность использования льняных жмыхов - отходов льняного маслодельного производства в качестве регионального источника растительного белка различного назначения Разработаны научно-методические основы для создания технологии получения растительного белка из отходов льняного маслодельного производства - жмыхов семян льна Установлено, что разработанная технология позволяет получать как льняной белковый концентрат (70-90% белка), так и изолят (90% и более) На основании аминокислотного состава изучена биологическая ценность льняных белковых продуктов Методом ИК-спектроскопии изучены конформационная структура белка льняного жмыха и изменения, происходящие с ней в процессе реализации технологии получения белка Исследования биохимического состава технологических отходов получения льняного белка позволили определить возможные пути их дальнейшей утилизации в качестве соломо-белкового корма для крупного рогатого скота
Практическая значимость Разработана биотехнология «Способ получения
альбуминно-глобулинового белка «линумина» из жмыха семян льна» (патент РФ №
2232513) На базе отходов льняной маслодельной промышленности получены новые
льняные белковые продукты, изучен их аминокислотный состав и биологическая ценность
Установлено, что льняной белковый концентрат содержит все незаменимые аминокислоты и
удовлетворяет потребность в большинстве из них более чем на 80% Изучение
биохимического состава отходов производства льняного белкового продукта позволило разработать и запатентовать «Способ получения соломобелкового корма для жвачных
животных (варианты)» (патент РФ № 2268610) Комплексная технология получения льняного белка и соломобелкового корма позволяет высокоэффективно использовать белоксодержащие отходы льняного маслодельного производства в качестве дешевого сырья, реализуя, тем самым, региональный потенциал Тверской области
Таким образом, практическая значимость работы заключается в получении новых белковых продуїсгов различного назначения, обладающих высокой биологической ценностью, с использованием регионального потенциала Тверской области - жмыхов семян льна - отходов льняного маслодельного производства Предложенная технология является малоотходной и ресурсосберегающей, поскольку позволяет решить не только проблему пищевого и кормового белка, но и рациональной утилизации отходов льняного маслодельного производства
Публикации. По теме диссертации было издано 19 публикаций, в том числе в журналах, рекомендуемых ВАК Получено 2 патента на изобретение
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на 5-ой Международной научно-технической конференции «Пища Экология Человек.» (Москва, 2003), на 6-ой Областной научно-технической конференции молодых ученых «Химия, технология и экология » в рамках 11 региональных Каргинских чтений (Тверь, 2004), на 8-ой Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пушино, 2004г), на 3-ей Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва, 2005г), на 2-ом и 3-ем Международном Московском конгрессе Биотехнология состояние и перспективы развития (Москва, 2003, 2005г), на Международной научно-практической конференции «Интенсификация машинных технологий производства и переработки льнопродукции» (Тверь, 2004г), на Международной научно-практичесшй конференции «Актуальные проблемы аграрной науки и практики» (Тверь, 7-9 июня 2005г), на Международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве» (Москва, 2005г), на Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК»» (Тверь, 2006г) В 2005 г технология получения белка «Способ получения альбуминно-глобулинового белка «линумина» из жмыха семян льна» была награждена дипломом победителя конкурса «Новые разработки 2005 года», проходившего в рамках 13-ой специализированной выставки «Ярмарка продовольствия» (г Тверь, 2005)
Объем и структура работы. Диссертация изложена на ^$2Глистах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы Работа иллюстрирована сМ/ таблицами, рисунками, включая технологическую схему получения льняного белка
