Производство подсолнечного белка

Выбор культуры-источника белка определяется региональными особенностями. В странах Азии — это соя, в Африке — арахис. Растительный белок получают также из рапса, кунжута, сафлора. В нашей стране, конечно, из приоритетной культуры — подсолнечника.

Содержание белка в подсолнечнике зависит от многих факторов, в частности, погодных условий, периода вегетации, почв и агротехнологических мероприятий выращивания. Большое значение имеют особенности генотипа. Это означает, что есть границы, за которые процент содержания белка в этом сорте, гибриде, селекционной линии не выходит при любых условиях выращивания. Среди старых сортов-популяций подсолнечника были такие, в которых содержание белка в ядрах семян в среднем равен 16,5% (от массы сухого вещества ядра), а были с содержанием белка 32,0%. Среди современных селекционных номеров размах варьирования белка еще больше.

Кроме ядра семян белок содержится в шелухе, вегетативных органах подсолнечного растения (листья, стебель, корзина) и т.д., что определяет их питательную ценность в животноводстве. Силосный подсолнечник (есть и такие сорта специального назначения) обеспечивает до 15% протеина в зеленой массе (в пересчете на сухое вещество). Даже сухие корзинки и стебли можно перемолоть в муку и получить корм с содержанием чистого протеина выше 40 г на 1 кг муки.

Растительный белок характеризуется несбалансированностью по аминокислотному составу и дефицитом так называемых незаменимых аминокислот, то есть тех, которые не синтезируются, как утверждают врачи, животным организмом. Всего таких аминокислот для взрослого человека насчитывается восемь — и все они находятся в семечках. Очень нужную для кормления незаменимую аминокислоту лизин подсолнечник содержит в большем количестве, чем зерновые культуры — до 4,1 г на 100 г белка (в пшенице — 2,7 г), но в меньшей, чем белок бобовых культур (соя — до 7 г ). Поэтому все же подсолнечный белок имеет дефицит лизина. Однако к несомненным преимуществам подсолнечного белка принадлежит высокая перевариваемость ферментами желудочно-кишечного тракта благодаря высокому содержанию специфической для подсолнечника формы солерастворимого белка (гелиантинина). Итак, подсолнечный белок не вызывает вздутие, изжоги и нарушений работы желудка.

Получение пищевого белка

В нашей стране подсолнечный шрот является потенциальным лидером кормовых ингредиентов. Он дешевле других видов шрота, производится в количестве, намного превышающем объемы внутреннего потребления — на уровне 4,4 млн тонн в год. В отличие от шрота, скажем, некоторых сортов рапса (имеющих высокое содержание глюкозинолатов), арахисового шрота (может иметь высокое содержание афлатоксинов), подсолнечный шрот не содержит токсичных веществ природного происхождения. Дефицит лизина в подсолнечном шроте можно преодолеть, в частности, добавлением в корм кристаллического лизина. Кстати, увеличение в подсолнечном семени общего содержания белка, например селекционным путем, в то же время приведет к увеличению относительного содержания именно незаменимых кислот, в частности лизина.

Подсолнечный шрот — объект экспорта, однако продавать за границу продукт, изготовленный из шрота, а именно чистый белок, — гораздо выгоднее и перспективнее. Сдерживает это направление отсутствие отлаженного процесса производства белка из шрота на современных перерабатывающих предприятиях.

Получение пищевого подсолнечного белка затруднено наличием в шроте так называемой хлорогеновой кислоты — соединения, которое при тепловой обработке вызывает потемнение продуктов. Однако современные технологии позволяют удалять хлорогеновую кислота на стадии переработки, разработаны также специальные низкотемпературные технологии обработки шрота. К тому же различные генотипы подсолнечника могут иметь повышенное или пониженное содержание хлорогеновой кислоты, как и содержание белка.

Сферы применения подсолнечного белка

Сейчас растет спрос на вегетарианскую пищу, все больше людей ищут альтернативные мясным продукты питания. В магазинах здоровой пищи увеличивается ассортимент продукции. Подсолнечный белок является новым сырьем, который может удовлетворить людей, страдающих от аллергии. С целью его обогащения можно добавлять к таким продуктам, как хлебобулочные изделия, мясопродукты и тому подобное. По установленным Национальным стандартом органолептическим требованиям к белку семян (однородный порошок светлого цвета, без посторонних привкусов и запахов) и его физико-химическим показателям, он хорошо подходит как ингредиент соусов для салатов, спредов, пирожков. В стране, где основным продуктом питания считается хлеб из зерновых культур, добавление белкового муки при выпечке — удобный способ обогащения рациона. В странах ЕС считают, что подсолнечный белок является очень хорошей альтернативой всех растительных белков, которые используют в пищевой промышленности. Впрочем, потенциал его использования раскрыт далеко не полностью, поэтому ученые работают над дальнейшими модификациями для специальных применений. Для многих производителей решающим является и то, что белок подсолнечника имеет самостоятельный приятный вкус.

Традиционным для нашей страны является использование подсолнечного ядра. Визит в ближайший супермаркет показал, что семена подсолнечника есть на полках в таких видах:

• целое семя не обрушенное — сырое и обжаренное;
• целое ядро подсолнечника — сырое и обжаренное, как вариант — с добавлением соли или сахара;
• халва;
• козинаки;
• драже в сахарной или шоколадной глазури;
• присыпка для хлебобулочных и кондитерских изделий;
• компонент хлеба «здорового питания» в целом виде и в виде муки;
• компонент мюсли.

Сторонники вегетарианского питания доказывают, что семена подсолнечника надо употреблять проросшие в воде.

А вот диетологи говорят, что 100 г семян содержит 500-600 ккал! В несколько раз больше, чем в хлебе, мясе. Тем, в чьи планы не входит поправиться, надо это учитывать.

Вкус "рухнувшего" ядра подсолнечника

Понятно, что белок можно получить из семян любого подсолнечника, в частности, из высокомасличных. Однако это нецелесообразно не только из-за низкого содержания белка, но и по причине анатомического построения высокомасличных семянок, а именно плотного прикрепления шелухи к ядру и низкой способности к обрушению. А вот семена кондитерского подсолнечника с высокой массой 1000 семян и с повышенным содержанием белка имеют воздушную прослойку между ядром и шелухой, что обеспечивает высокую способность к обрушению. После обрушения образуется до восьми фракций так называемой «рушанки». У кондитерских образцов выход основной фракции — целого ядра — превышает 70%, а это экономически выгодно.

Установленные Национальным стандартом требования к ядрам семечек четко прописывают: массовая доля шелухи в упавшем ядре не должна превышать 1,5%. Иначе такое ядро можно будет использовать только в птицеводстве — остатки шелухи могут навредить желудочно-кишечному тракту человека. Также стандартом установлены требования к органолептическим и физико-химическим показателям рухнувшего ядра семян подсолнечника. Однако в стандартах нет показателей крупности, содержания белка или жира и других химических составляющих подсолнечного семени, зато есть показатель «присутствие вкуса». Чем же оно определяется, это «присутствие вкуса»? Ведь покупатель быстро разберется, где семечки «вкусные», а где – «не вкусные».

Когда нет стандартизированных показателей «присутствия вкуса», остается дегустация на «зуб» и на «язык». Вкус семян ядра определяют многие факторы. Современные технологии жарки предусматривают применение специального оборудования (однако у бабушки с рынка — собственная технология, спросишь — может и не рассказать, но семена не менее вкусные). Однако и здесь играет роль подсолнечный белок. Так, продолжительность сохранения ядра после обрушения и жарки зависит от доступа кислорода воздуха и от содержания белка (до обрушения семена могут храниться длительное время без потери вкусовых качеств, ведь шелуха подсолнечника надежно защищает ядро от контакта с воздухом). Более высокое содержание масла и более низкое содержание белка — меньшая продолжительность сохранения обрушенных семян из-за того, что в процессе хранения химическим изменениям прежде всего подвергаются жиры, а уже потом — белки.

В результате образуется прогорклый привкус. Производители учитывают это и способны обработать жареные семечки консервантами, а это дополнительный риск для здоровья. Современная селекция достигла в этом направлении значительных успехов. Выведены гибриды с повышенным содержанием в масле природных антиоксидантов, замедляющих образование токсичных и горьких веществ в процессе хранения обрушенных семян или готового масла, а именно содержат олеиновую кислоту в количестве до 87% от суммы жирных кислот, а также бета и гамма-токоферолы.

Во время жарки происходит денатурация жиров, появляется запах жареного масла. Поэтому кондитеры предпочитают не вводить высокомасличные смеси в продукт. Например, при изготовлении кондитерских изделий: здесь посторонний запах говорит о низком качестве.

Кондитерский сорт подсолнечника вместо лузального

Кондитерский подсолнечник появился на наших полях относительно недавно. Он пришел на замену старым сортам лузального типа. Семена лузального и кондитерского типов отличаются по комплексу показателей и по содержанию белка в частности. Есть мнение, что соотношение 1 часть белка на 2-2,5 части масла в семени позволяет совместить отличные вкусовые качества и замедляет прогорание (подсолнечник для кондитерских целей). Чем больше белка (1 часть белка на 1,5 части масла) – тем хуже вкус, может появиться негативный привкус, напоминающий горох. Однако чаще всего такие семена крупные, их можно использовать для лузальных целей. Чем меньше белка (1 часть белка на 2,7 и более частей масла) — большая вероятность появления привкуса горечи.

Для частичной замены ореховой массы при изготовлении конфет и для удешевления конечного продукта рекомендуется использовать смесь орехов и семечек с содержанием белка в ядре до 32%. Низкотемпературные технологии позволяют подмешивать ядро высокобелкового подсолнечника в количестве до 50% массы смеси, без нарушений вкуса и запаха конечного продукта.

Селекционно-современные сорта и гибриды кондитерского типа, которые получают все большее распространение в нашей и других странах, ведут свою родословную из промежуточных между масляными и лузальными формами подсолнечника. Они обладают замечательной способностью — при поджаривании их шелуха растрескивается, что позволяет легко снимать ее пальцами.

Достичь лучших качеств кондитерского семени можно, правильного выбирая сорт или гибрид подсолнечника. Еще в середине прошлого века было установлено, что содержание белка — реальный объект селекционных программ, а увеличение содержания белка до 28% в ядре при сохранении оптимального содержания масла — конкретная задача, над которой путем специальных манипуляций работают селекционеры. Химический состав семян современных кондитерских гибридов позволяет проводить экономически выгодную многофазную переработку семян подсолнечника, которая предусматривает получение высококачественного масла холодным прессованием, дальнейшую экстракцию масла из остатков и переработку этих остатков на высококачественный белок. Возможен и другой путь, а именно — выделение крупной фракции семян для потребления в целом виде и дальнейшее использование мелких фракций в качестве сырья для производства масла.

Группа подсолнечника для кондитерского и лузального использования в Государственном реестре сортов растений, пригодных для распространения в 2016 году, насчитывает 17 сортов и гибридов, из них семь — отечественной селекции. Немного, если сравнить с общим количеством сортов и гибридов подсолнечника в Реестре (более 600). Недавно в нашей стране вообще не было кондитерских гибридов подсолнечника, только сорта. Поэтому и сеют для кондитерских целей устаревшие сорта, которые уступают современным гибридам по урожайности и многим другим признакам.

Нюансы технологии

Выращивание кондитерского подсолнечника экономически выгоднее выращивания масличных сортов из-за высокой закупочной цены. Однако получить большие, и, главное, вкусные семечки удается не каждому и не каждый год.

Технология выращивания кондитерского белкового (точнее белково-масличного) подсолнечника отличается от выращивания подсолнечника масличного по отдельным элементам. Содержание белка увеличивается под влиянием условий выращивания, которые обеспечивают растения азотом — строительным материалом белка (увеличение площади питания, внесение азотных удобрений). Разрежением посева можно увеличить содержание белка в ядре семени на 2-4%, но в основном оно нужно для получения большой массы 1000 семян. Так, для современных гибридов кондитерского направления рекомендованной (при сборе в увлажненных условиях лесостепи) является плотность не более чем 25-27 тыс. растений на 1 га. Уменьшение этого показателя на 10 тыс. / га способствует повышению массы 1000 семян на 20-30 г.

В районах с недостаточным увлажнением (к примеру, в Турции) кондитерский подсолнечник высевают с плотностью 0,5 x 1,0 м, а это примерно 20 тыс. растений на 1 га. Зато и вырастает он там с массой 1000 шт. семян более 150 г (одновременно увеличивается шелушение — «урожай» шелухи может перевалить за 40%). С меньшей плотностью можно посеять и обычный масляный подсолнечник и получить выход более или менее крупных семян (до 70-80 г) на уровне 60-65%, но вкусовые и технологические качества в этом случае гарантированы.

Борьба с сорняками

Борьба с сорняками в выращивании кондитерского подсолнечника приобретает особое значение, ведь они отбирают у растения азот и воду. Актуальным является и вопрос соблюдения севооборота. Во-первых, подсолнечник не рекомендуется высевать после культур, имеющих повышенную способность к пересушиванию почвы (сахарная свекла, многолетние травы), тем более высевать подсолнечник второй год подряд. Растения многих сортов, а именно кондитерский и лузальный подсолнечник, крепки и высокорослы, имеют индекс листовой поверхности выше оптимального. Итак, недостаток влаги в почве, особенно во время цветения, приводит к ненаполнению семян и высокому выходу мелких фракций. Во-вторых, к сожалению, большинство кондитерских генотипов неустойчивы к новым вирулентным физиологическим заболеваниям.

Нарушение севооборота приводит к быстрому нарастанию в посеве специализированных паразитов, под влиянием которых можно получить щуплое семя, а можно и вовсе остаться без урожая.

Группа спелости гибрида тоже может повлиять на вкус семечек. Если задержались с уборкой урожая, например из-за дождей, то и получили пораженную гнилями горку семян. На качество и цену партии повлияют уже 2% пораженных гнилями семян. Средства борьбы с гнилями включают соблюдение основных элементов технологии выращивания подсолнечника: опять-таки севооборот, уничтожение растительных остатков. Ранний гибрид и удачная архитектоника растения, которая исключает накопление влаги на тыльной стороне корзины во время созревания, также будут способствовать предотвращению поражения серой и белой гнилями. Для предотвращения поражения корзин сухой гнилью и получения заполненных семян целесообразно так запланировать сроки сева, чтобы период цветения не совпал с жаркой сухой погодой — это уже особенности региона выращивания.

Доказано, что определенные погодные условия уменьшают содержание масла в семенах и увеличивают содержание белка. В упрощенном виде, с существенным ростом температуры воздуха на фоне уменьшения количества осадков в течение периода от цветения до физиологической зрелости подсолнечника наблюдается тенденция к уменьшению содержания масла, а также к увеличению содержания белка. Если температура воздуха относительно высокая, а условия увлажнения хорошие — происходит обратный процесс. Это связано с физиологией подсолнечного растения и процессом накопления органических веществ во время созревания семян.

Рынок подсолнечного белка дает хороший шанс фермеру.

Подсчитано, что комплексное использование подсолнечника не только на масло, но и на производство белковых продуктов, повышает коэффициент эффективности использования посевных площадей минимум в 4,5 раза. Совершенствование технологий, создание новых линий переработки, использование современных селекционных достижений являются составными обеспечения населения высококачественным белковым продуктом.