Аннотация

Совершенствование технологии производства белкового изолята из гороха вызывает большой интерес у исследователей и производителей пищевой продукции. Отсутствие стадии обезжиривания сырья в производстве изолята горохового белка приводит к снижению качества продукта, а также более низкому содержанию белка (80–85 %) по сравнению с животными или растительными аналогами (≥ 90 %). Таким образом, вопрос повышения эффективности использования сырья в технологии извлечения белка из гороха является особо актуальным. Цель исследования – изучить возможность использования стадии обезжиривания сырья в технологии получения изолята горохового белка и выбрать наиболее эффективный растворитель на основе оценки влияния данной операции на качество получаемого высокобелкового продукта.
Образцы белкового изолята из гороховой муки получали методом щелочной экстракции с изоэлектрическим осаждением. Для обезжиривания гороховой муки использовали н-гексан, ацетон и этанол. Химический состав, белизну, растворимость, аминокислотный состав и ИК-спектры белков исследуемых образцов изучали с помощью стандартных физико-химических методов анализа.
Установлено влияние используемого растворителя на стадии обезжиривания сырья на свойства образцов гороховой муки и белкового изолята. Удаление жира позволило увеличить белизну гороховой муки и улучшить цвет готового продукта. Содержание белка в образцах белкового изолята из обезжиренной гороховой муки составило 84,7 % – при использовании н-гексана, 88,0 % – ацетона, 89,6 % – этанола. Аминокислотный анализ показал высокое содержание незаменимых аминокислот. Изучена растворимость белка в воде. Исследование ИК-спектров не выявило изменения структуры белков. Комплексный показатель качества обезжиривания позволил определить, что наиболее подходящим растворителем является ацетон, который способствует получению продукта с улучшенными характеристиками и высоким выходом белка.
Экспериментально доказана принципиальная возможность повышения содержания белка в белковом изоляте и улучшения цвета продукта за счет экстракции жира из гороховой муки. Полученные результаты могут быть использованы для улучшения технологии белкового изолята из гороха, а также других белковых продуктов из сырья животного или растительного происхождения.

Ключевые слова

Растительное сырье, горох, гороховая мука, белковый продукт, изолят белка, обезжиривание, совершенствование технологии, аминокислотный состав, качество продукта

Список литературы

1. Глухарев А. Ю., Бордиян В. В., Кузина Т. Д., Кучина Ю. А., Деркач С. Р. Получение и использование белка из створок раковин мидий в сухом рыбном соусе. Пищевые системы. 2025. Т. 8. № 1. С. 134–143. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2025-8-1-134-143
2. Wan M-C, Qin W, Lei C, Li Q, Meng M, et al. Biomaterials from the sea: Future building blocks for biomedical applications. Bioactive Materials. 2021;6(12):4255–4285. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.04.028
3. Wu G. Dietary protein intake and human health. Food & Function. 2016;7(3):1251–1265. https://doi.org/10.1039/C5FO01530H
4. Derkach SR, Grokhovsky VA, Kuranova LK, Volchenko VI. Nutrient analysis of underutilized fish species for the production of protein food. Foods and Raw Materials. 2017;5(2):15–23. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-15-23
5. Derkach SR, Kuchina YA, Kolotova DS, Petrova LA, Volchenko VI, et al. Properties of protein isolates from marine hydrobionts obtained by isoelectric solubilisation/precipitation: Influence of temperature and processing time. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23:14221. https://doi.org/10.3390/ijms232214221
6. Saeed F, Zohra KT, Naveed K, Zia A, Khaliq M, et al. Algal Proteins for sustainable nutrition and functional food innovation. Applied Food Research. 2025;100752. https://doi.org/10.1016/j.afres.2025.100752
7. Xu X, Sharma P, Shu S, Lin T, Ciais P, et al. Global greenhouse gas emissions from animal-based foods are twice those of plant-based foods. Nature Food. 2021;2(9):724–732. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00358-x
8. Henchion M, Hayes M, Mullen AM, Fenelon M, Tiwari B. Future protein supply and demand: Strategies and factors influencing a sustainable equilibrium. Foods. 2017;6(7):53. https://doi.org/10.3390/foods6070053
9. Aidoo R, Abe-Inge V, Kwofie EM, Baum JI, Kubow S. Sustainable healthy diet modeling for a plant-based dietary transitioning in the United States. npj Science of Food. 2023;7:61. https://doi.org/10.1038/s41538-023-00239-6
10. Smith K, Watson AW, Lonnie M, Peeters WM, Oonincx D, et al. Meeting the global protein supply requirements of a growing and ageing population. European Journal of Nutrition. 2024;63:1425–1433. https://doi.org/10.1007/s00394-024-03358-2
11. Gharaviri M, Aleksanochkin DI, Ahangaran M, Fomenko IA, Kovalev LI, Kovaleva MA, et al. Chickpea protein hydrolysates: Production, bioactivity, functional profile, and technological properties. Foods and Raw Materials. 2026;14(1):198–213. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2026-1-666
12. Boukid F, Rosell CM, Castellari M. Pea protein ingredients: A mainstream ingredient to (re)formulate innovative foods and beverages. Trends in Food Science & Technology. 2021;110:729–742. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.02.040
13. Meganaharshini M, Sudhakar V, Bharathi ND, Deepak S. Review on recent trends in the application of protein concentrates and isolates – a food industry perspective. Food and Humanity. 2023;1:308–325. https://doi.org/10.1016/j.foohum.2023.05.022
14. Zhang T, Dou W, Zhang X, Zhao Y, Zhang Y, et al. The development history and recent updates on soy proteinbased meat alternatives. Trends in Food Science & Technology. 2021;109:702–710. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.01.060
15. Хрулёв А. А., Бесчетникова Н. А., Федотов И. А. Тенденции развития и экономические аспекты производства горохового протеина. Пищевая промышленность. 2016. № 4. С. 24–29. https://elibrary.ru/TWSNMN
16. Aschemann-Witzel J, Gantriis RF, Fraga P, Perez-Cueto FJA. Plant-based food and protein trend from a business perspective: Markets, consumers, and the challenges and opportunities in the future. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020;61(18):3119–3128. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1793730
17. Ismail BP, Senaratne-Lenagala L, Stube A, Brackenridge A. Protein demand: Review of plant and animal proteins used in alternative protein product development and production. Animal Frontiers. 2020;10(4):53–63. https://doi.org/10.1093/af/vfaa040
18. Shanthakumar P, Klepacka J, Bains A, Chawla P, Dhull SB, et al. The current situation of pea protein and its application in the food industry. Molecules. 2022;27:5354. https://doi.org/10.3390/molecules27165354
19. Taylor SL, Baumert JL. Worldwide food allergy labeling and detection of allergens in processed foods. Chemical Immunology and Allergy. 2015;101:227–234. https://doi.org/10.1159/000373910
20. Guillin FM, Gaudichon C, Guérin-Deremaux L, Lefranc-Millot C, Azzout-Marniche D, et al. Multi-criteria assessment of pea protein quality in rats: A comparison between casein, gluten and pea protein alone or supplemented with methionine. British Journal of Nutrition. 2021;125(4):389–397. https://doi.org/10.1017/S0007114520002883
21. Guillin FM, Gaudichon C, Guérin-Deremaux L, Lefranc-Millot C, Airinei G, et al. Real ileal amino acid digestibility of pea protein compared to casein in healthy humans: A randomized trial. The American Journal of Clinical Nutrition. 2022;115(2):353–363. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqab354
22. Porzucek H, Larsson-Raźnikiewicz M, Klepacka M. In vitro protein digestibility of flours and protein isolates from seeds of some leguminous plants. Swedish Journal of Agricultural Research. 1991;21(2):49–53.
23. Melchior S, Moretton M, Alongi M, Calligaris S, Nicoli MC, Anese M. Comparison of protein in vitro digestibility under adult and elderly conditions: The case study of wheat, pea, rice, and whey proteins. Food Research International. 2023;163:112147. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.112147
24. Santos-Hernández M, Alfieri F, Gallo V, Miralles B, Masi P, et al. Compared digestibility of plant protein isolates by using the INFOGEST digestion protocol. Food Research International. 2020;137:109708. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109708
25. Taylor SL, Marsh JT, Koppelman SJ, Kabourek JL, Johnson PE, et al. A perspective on pea allergy and pea allergens. Trends in Food Science & Technology. 2021;116:186–198. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.07.017
26. Abi-Melhem R, Hassoun Y. Is pea our hidden allergen? An American pediatric case series. Journal of Allergy and Clinical Immunology: Global. 2023;2(2):100090. https://doi.org/10.1016/j.jacig.2023.100090
27. Иващенко Л. В., Амбарцумов Т. Г., Захарова У. Е. Анализ возможности производства горохового изолята: материалы XII конгресса молодых ученых. Санкт-Петербург, 2023. С. 26–28. https://elibrary.ru/HORZXH
28. Колпакова В. В., Куликов Д. С., Уланова Р. В., Чумикина Л. В. Пищевые и кормовые белковые препараты из гороха и нута: производство, свойства, применение. Техника и технология пищевых производств. 2021. №. 2. С. 333–348. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-2-333-348
29. Бегеулов М. Ш. Основы переработки семян сои. М.: ДеЛи принт, 2006. 181 с. https://elibrary.ru/QNGPGD
30. Долгополов В. Г. Растительный белок. М.: Агропромиздат, 1991. 684 с.
31. Gao Z, Shen P, Lan Y, Cui L, Ohm JB, et al. Effect of alkaline extraction pH on structure properties, solubility, and beany flavor of yellow pea protein isolate. Food Research International. 2020;131:109045. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109045
32. Vogelsang-O’Dwyer M, Zannini E, Arendt EK. Production of pulse protein ingredients and their application in plantbased milk alternatives. Trends in Food Science & Technology. 2021;110:364–374. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.01.090
33. Alemu TM, Janssen AE, Padt A, Boom RM. Micro-and ultrafiltration of pea proteins from a water-only extraction process. Separation and Purification Technology. 2025;133663. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.133663
34. Sharma S, Kaur M, Goyal R, Gill BS. Physical characteristics and nutritional composition of some new soybean (Glycine max (L.) Merrill) genotypes. Journal of Food Science and Technology. 2014;51(3):551–557. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0517-7
35. Esteves EA, Martino HSD, Oliveira FCE, Bressan J, Costa NMB. Chemical composition of a soybean cultivar lacking lipoxygenases (LOX2 and LOX3). Food Chemistry. 2010;122(1):238–242. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.02.069
36. Gravel A, Marciniak A, Couture M, Doyen A. Effects of hexane on protein profile, solubility and foaming properties of defatted proteins extracted from Tenebrio molitor larvae. Molecules. 2021;26(2):351. https://doi.org/10.3390/molecules26020351
37. Trindler C, Kopf-Bolanz KA, Denkel C. Aroma of peas, its constituents and reduction strategies – effects from breeding to processing. Food Chemistry. 2022;376:131892. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131892
38. Wang D, Xiao H, Lyu X, Chen H, Wei F. Lipid oxidation in food science and nutritional health: A comprehensive review. Oil Crop Science. 2023;8(1):35–44. https://doi.org/10.1016/j.ocsci.2023.02.002
39. Gravel A, Dubois-Laurin F, Doyen A. Effects of hexane on protein profile and techno-functional properties of pea protein isolates. Food Chemistry. 2023;406:135069. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.135069
40. L’hocine L, Boye JI, Arcand Y. Composition and functional properties of soy protein isolates prepared using alternative defatting and extraction procedures. Journal of Food Science. 2006;71(3):137–145. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2006.tb15609.x
41. Dirr S, Karslioglu OO, Ates EG, Oztop MH. Defatting strategies for chia protein production: Effects on physicochemical properties. Future Foods. 2025;100729. https://doi.org/10.1016/j.fufo.2025.100729
42. Russin TA, Boye JI, Arcand Y, Rajamohamed SH. Alternative techniques for defatting soy: A practical review. Food and Bioprocess Technology. 2011;4(2):200–223. https://doi.org/10.1007/s11947-010-0367-8
43. Апьянцева Ю. В., Борисова И. И., Бараненко Д. А. Обзор технологий выделения белка из нута. Ползуновский вестник. 2024. № 2. С. 27–36. https://doi.org/10.25712/astu.2072-8921.2024.02.004
44. Berghout JAM, Boom RM, Van Der Goot AJ. The potential of aqueous fractionation of lupin seeds for high-protein foods. Food Chemistry. 2014;159:64–70. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.02.166
45. Wanniarachchi PC, Mocerino M, Hackett MJ, Nesbit M, Shea G, et al. Comparative analysis of thermal, structural and rheological properties of protein isolates and kernel flour from Australian sweet lupin varieties using soy as a reference. Food Hydrocolloids. 2026;172(Part 2):112000. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.112000
46. Liang G, Chen W, Guo K, Zhaojun W, Qiuming C, et al. The impact of pH-shifting and heat treatment on soy protein isolates: Structural changes and foaming properties. Food Bioscience. 2025;74:107844. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2025.107844
47. Capellini MC, Giacomini V, Cuevas MS, Rodrigues CE. Rice bran oil extraction using alcoholic solvents: Physicochemical characterization of oil and protein fraction functionality. Industrial Crops and Products. 2017;104:133–143. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.04.017
48. Никифорова Т. А., Севериненко С. М., Куликов Д. А., Пономарев С. Г. Потенциальные возможности побочных продуктов крупяных производств. Вестник Оренбургского государственного университета. 2010. № 5 (111). С. 141–144. https://elibrary.ru/MSOJSD
49. Wei S-T, Ou L-C, Luo MR, Hutchings JB. Optimisation of food expectations using product colour and appearance. Food Quality and Preference. 2012;23(1):49–62. https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2011.07.004
50. Edelenbos M, Christensen LP, Grevsen K. HPLC determination of chlorophyll and carotenoid pigments in processed green pea cultivars (Pisum sativum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2001;49(10):4768–4774. https://doi.org/10.1021/jf010569z
51. Cheng M, McPhee KE, Baik BK. Bleaching of green peas and changes in enzyme activities of seeds under simulated climatic conditions. Journal of Food Science. 2004;69(7):511–518. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2004.tb13644.x
52. Steet JA, Tong CH. Degradation kinetics of green color and chlorophylls in peas by colorimetry and HPLC. Journal of Food Science. 1996;61(5):924–928. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1996.tb10903.x
53. Ashokkumar K, Diapari M, Jha AB, Tar’an B, Arganosa G, et al. Genetic diversity of nutritionally important carotenoids in 94 pea and 121 chickpea accessions. Journal of Food Composition and Analysis. 2015;43:49–60. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2015.04.014
54. Ashokkumar K, Tar’an B, Diapari M, Arganosa G, Warkentin TD. Effect of cultivar and environment on carotenoid profile of pea and chickpea. Crop Science. 2014;54(5):2225–2235. https://doi.org/10.2135/cropsci2013.12.0827
55. Ndiritu AK, Kinyuru JN, Kenji GM, Gichuhi PN. Extraction technique influences the physico-chemical characteristics and functional properties of edible crickets (Acheta domesticus) protein concentrate. Journal of Food Measurement and Characterization. 2017;11(4):2013–2021. https://doi.org/10.1007/s11694-017-9584-4
56. Senarathna SC, Malalgoda M. Impact of defatting method on oat protein isolate structure-function characteristics. Journal of Cereal Science. 2024;117:103876. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2024.103876
57. Feng Y, Ma X, Kong B, Chen Q, Liu Q. Ethanol induced changes in structural, morphological, and functional properties of whey proteins isolates: Influence of ethanol concentration. Food Hydrocolloids. 2021;111:106379. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106379
58. Tan JX, Tan CC, Dharmawan J, Leong SSJ. Effects of ethanol washing on off-flavours removal and protein functionalities of pea protein concentrate. Food and Bioproducts Processing. 2023;141:73–80. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2023.07.004
59. Ma H, Li J, Guan Y, Song Z, Chen H, et al. A systematic study of the influence of structural differences in soy protein isolates on gel properties: A comparison based on different cultivars. Food Bioscience. 2025;69:106987. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2025.106987
60. Hanley L, Dobson S, Stobbs J, Marangoni AG. Physicochemical and functional characterization of plant protein isolates and their influence on plant-based mozzarella cheese performance. Food Hydrocolloids. 2025;164:111222. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111222
61. Derkach SR, Voron’ko NG, Sokolan NI, Kolotova DS, Kuchina YA. Interactions between gelatin and sodium alginate: UV and FTIR studies. Journal of Dispersion Science and Technology. 2019;41(5):690–698. https://doi.org/10.1080/01932691.2019.1611437