МЕТЕЛИКОВІ БОБИ (VIGNA ACONITIFOLIA): ЯКІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ТЕХНОЛОГІЯ БІЛКОВОГО ІЗОЛЯТУ
Анотація
Метеликові боби (Vigna aconitifolia) ‑ це посухостійка бобова культура, яка зазвичай вирощується в посушливих і напівпосушливих регіонах. Метеликові боби багаті на протеїн, золу та вітаміни групи B. Однак, хімічний склад метеликових бобів детально не досліджувався, через відсутність технологій переробки. Тому, досліджено хімічний склад метеликових бобів (Vigna aconitifolia) для визначення ефективності їх використання для отримання ізоляту білка. Метеликові боби мають низький вміст ліпідів (1,8 %), високий вміст сирого протеїну (23,5 %) та багаті на мінеральні речовини (Mg, Mn, Cu, P та Fe). Забезпечення добової норми мінеральними речовинами метеликових бобів склало для Mg ‑ 92,38 %, Mn ‑ 74,78 %, Cu ‑ 77,78 %, P ‑ 71,71 % та Fe ‑ 70%. Вміст незамінних амінокислот склав 6,67 % і замінних амінокислот склав 16,83 %. Співвідношення незамінних амінокислот до незамінних (0,41) вище за кількість рекомендовану Всесвітньою організацією охорони здоров’я. Рослинний білок є альтернативою тваринного в харчовій промисловості для дієтичного харчування. До теперішнього часу метеликові боби (Vigna aconitifolia) не застосовувалось в харчовій промисловості для отримання білкового ізоляту pH-коригуючою обробкою. Значення pH при лужно-кислотній екстракції доводили до критичних значень pH=11 на першому етапі та pH=2 на другому етапі екстракції для підвищення виходу ізоляту білка. Зміни амінокислотного та мінерального складу білкового ізоляту не були значними у порівнянні з метеликовими бобами. Вміст протеїну у білковому ізоляті метеликових бобів склав 90,8 %, а вихід білкового ізоляту з метеликових бобів ‑ 21,2 %. Отриманий білковий ізолят із метеликових бобів використовували у рецептурі м’ясного фаршу у співвідношенні М0 (0 %), М1 (5 %) та М2 (10 %) від загальної маси для часткової заміни свинини жирної та цибулі. Додавання ізоляту білка з метеликових бобів до фаршу збільшує вихід напівфабрикату на 6,82 % для зразку М1 та на 14,63 % для зразку М2 у порівнянні з контролем М0. Після проведення аналізу харчової цінності було визначено найкращий дослідний зразок М2. Додавання 10% білкового ізоляту із метеликових бобів до рецептури м’ясного фаршу збільшило вміст білка на 20,5 %, вміст золи на 10,6% та зменшило вміст жиру на 118,9 % та вміст вуглеводів на 94,7 %, що дозволило віднести м’ясний фарш до дієтичних харчових продуктів. Енергетична цінність не мала значних змін із-за одночасного збільшення вмісту білка та зменшення вмісту жирів у дієтичному м’ясному фарші і склала 125,91 ккал/100г для зразку М2. Загалом вміст жирної свинини зменшився в п’ять разів, що позитивно вплинуло на вміст холестерину у рецептурі м’ясного фаршу. Технологічні властивості свинини жирної в повній мірі забезпечені її заміною на ізолят білка метеликових бобів. Ізолят білка з метеликових бобів можна використовувати в технології різноманітних дієтичних харчових продуктів, на що мають бути спрямовані подальші дослідження.
Посилання
2. Akpinar, N., Akpinar, M. A., Türkoğlu Şifa. (2001). Total lipid content and fatty acid composition of the seeds of some Vicia L. species. Food Chemistry, 74, 449–453. doi:10.1016/S0308-8146(01)00162-5
3. Boye, J. I., Aksay, S., Roufik, S., Ribereau, S., Mondor, M., Farnworth, E., et al. (2010). Comparison of the functional properties of pea, chickpea and lentil protein concentrates processed using ultrafiltration and isoelectric precipitation techniques. Food Research International, 43, 537-546. doi:10.1016/j.foodres.2009.07.021
4. Cheng H., Li L., Dong J., Wang S., Wu S., Rao S., Li L., Cheng S., Li L. (2023). Transcriptome and physiological determination reveal the effects of selenite on the growth and selenium metabolism in mung bean sprouts. Food Research International, 169, 112880. DOI: 10.1016/j.foodres.2023.112880
5. Feng Z., Stepanova T., Golovko T., Golovko M., Pertsevoi F., Vasylenko O., Prymenko V. (2023). Technology of minced poultry products with increased dietary fiber content. Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New Solutions in Modern Technologies, 1(15), 68-75. DOI:10.20998/2413-4295.2023.01.09
6. Francis, C. M., Enneking, D., & El Moneim, A. A. (2000). When and where will vetches have an impact as grain legumes? In Linking Research and Marketing Opportunities for Pulses in the 21st Century (pp. 375–384). Netherlands, Springer.
7. Gao, D., Helikh, A., Duan, Z. (2021). Determining the effect of Ph-shifting treatment on the solubility of pumpkin seed protein isolate. Eastern-European Journal of Enterprise Technologiesthis, 5 (11-113), 29–34. doi:10.15587/1729-4061.2021.242334
8. Gao D., Helikh A., Duan Z., Liu Y., Shang F. (2022). Study on application of pumpkin seed protein isolate in sausageproduction process. Technology Audit and Production Reserves, 2/3(64), 31-35. doi:10.15587/2706-5448.2022.255785
9. Golovko T., Golovko M., Vasilenko O., Pertsevoi F., Bolgova N., Tischenko V., Prymenko V. (2023). Technology of protein isolate from peas (Pisum sativum var. arvense). Technology Audit and Production Reserves, 2 (3(70), 37-40. DOI:10.15587/2706-5448.2023.278118.
10. Helikh, A., Gao, D., Duan, Z. (2020). Optimization of ultrasound-assisted alkaline extraction of pumpkin seed meal protein isolate by response surface methodology. Scientific Notes of Taurida National V.I. Vernadsky University. Series: Technical Sciences, 31(70), 100-104. doi:10.32838/2663-5941/2020.2-2/17
11. Holovko, M., Holovko, T., Gelikh, А., Zherebkin, M. (2018). Optimization of the recipes of forcemeat products on the basis of processed freshwater mussels. Food Science and Technology, 12 (4), 86-93. doi:10.15673/fst.v12i4.1206
12. Holovko, M., Holovko, T., Helikh, A. (2015). Investigation of amino acid structure of proteins of freshwater bivalve mussels from the genus anodonta of the northern Ukraine. Eastern-European Journal of Enterprise Technologiesthis, 5 (11-77), 10-16. doi:10.15587/1729-4061.2015.51072
13. Holovko M., Holovko T., Helikh A., Prymenko V., Zherebkin M. (2020). Scientific rationale of the technology of pastes based on freshwater hydrobionts and enriched with selenium. Food Science and Technology, 14 (1), 109-116. doi:10.15673/fst.v14i1.1644
14. Joint WHO. (2007). Protein and amino acid requirements in human nutrition. World Health Organ technical report series, 935, pp. 1–265.
15. Horwitz William, Latimer George, Association of Official Analytical Chemists International. (2006). Official Methods of Analysis of AOAC International. Gaithersburg, Maryland, USA: AOAC International. ISBN 0-935584-77-3
16. Kumar, M., Tomar, M., Potkule, J., Reetu, Punia, S., Dhakane-Lad, J., et al. (2022). Functional characterization of plant-based protein to determine its quality for food applications. Food Hydrocolloids, 123, 106986. doi:10.1016/j.foodhyd.2021.106986
17. Mariotti, F., Tomé, D., & Mirand, P. P. (2008). Converting nitrogen into protein-beyond 6.25 and Jones’ factors. Critical Reviews in Food Science and Nutrition., 48, 177–184. doi:10.1080/10408390701279749
18. Nasrabadi, M. N., Doost, A. S., & Mezzenga, R. (2021). Modification approaches of plant-based proteins to improve their techno-functionality and use in food products. Food Hydrocolloids, 118, 106789. doi:10.1016/j.foodhyd.2021.106789
19. Pinheiro, C., Baeta, J. P., Pereira, A. M., Domingues, H., & Ricardo, C. P. (2010). Diversity of seed mineral composition of Phaseolus vulgaris L. germplasm. Journal of Food Composition and Analysis, 23, 319–325. doi:10.1016/j.jfca.2010.01.005
20. Prymenko, V.H., Helikh, A.O., Stepanova, T.M. (2021). Influence of Se-lactoalbumin on functional and technological properties of selenium-protein dietary supplements. Journal of Chemistry and Technologiesthis, 29 (1), 164–172. doi:10.15421/082114
21. Rui, X., Boye, J. I., Ribereau, S., Simpson, B. K., & Prasher, S. O. (2011). Comparative study of the composition and thermal properties of protein isolates prepared from nine Phaseolus vulgaris legume varieties. Food Research International, 44, 2497-2504. doi:doi:10.1016/j.foodres.2011.01.008.
22. Shand, J. P., Ya, H., Pietrasik, Z., & Wanasundara, P. K. J. P. D. (2007). Physicochemical and textural properties of heat-induced pea protein isolate gels. Food Chemistry, 102, 1119-1130. doi:10.1016/j.foodchem.2006.06.060
23. Shevkani, K., Singh, N., Kaur, A., & Rana, J. C. (2014). Physicochemical, pasting, and functional properties of amaranth seed flours: effects of lipids removal. Journal of Food Science, 79, 1271-1277. doi: 10.1111/1750-3841.12493.
24. Shevkani, K., Singh, N., Rana, J. C., & Kaur, A. (2014). Relationship between physi- cochemical and functional properties of amaranth (Amaranthus hypochondriacus) protein isolates. International Journal of Food Science and Technology, 49, 541-550. doi: doi:10.1111/ijfs.12335
25. Spackman, D. H., Stein, W. H., & Moore, S. (1958). Automatic recording apparatus for use in chromatography of amino acids. Analytical Chemistry, 30, 1190–1206. doi:10.1021/ac60139a006.
26. Stepanova T.M., Golovko M.P., Golovko T.M., Pertsevoi F.V., Vasylenko O.O., Prymenko V.G., Lapytska N.V., Koshel O.Y. (2022). Chemical composition of vetch seeds and protein isolate obtained by pH-shifting treatment. Journal of Chemistry and Technologies, 30 (4), 652-658. DOI:10.15421/jchemtech.v30i4.270685
27. Tang, C. H., & Sun, X. (2011). A comparative study of physicochemical and conformational properties in three vicilins from Phaseolus legumes: implications for the structure-function relationship. Food Hydrocolloids, 25, 315-324. doi:10.1016/j.foodhyd.2010.06.009
28. Tiwari, B. K., Gowen, A., & McKenna, B. (2011). Introduction (Chapter 1). In B. K. Tiwari, A. Gowen, & B. McKenna (Eds.), Pulse foods processing, quality and nutraceutical applications. London: Academic Press Elsevier, 1-7.
29. Toews, R., & Wang, N. (2013). Physicochemical and functional properties of protein concentrates from pulses. Food Research International, 52, 445-451. doi:10.1016/j.foodres.2012.12.009
30. US Department of Agriculture. (2016). USDA nutrient database for standard reference. Available from: